МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра ОТД Методика преподавания темы Электромагнитные колебания в средней школе с использованием компьютерных технологий Исполнитель студентка 5 курса Хренова Е. В. Научный руководитель Профессор, доктор тех-нических наук, зав. кафед- рой ОТД Красноперов Г.В. Екатеринбург 1999г. ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 3 Глава 1 Дидактические принципы изучения темы Электромагнитные колебания в курсе физики средней школы 1.1 Методика изучения темы Электромагнитные колебания в курсе физики средней школы 6 1.2 Развитие познавательного интереса к физике при использовании компьютерных технологий 10 Глава 2 Компьютерное моделирование электромагнитных колебаний 2.1 Возможности применения графических пакетов при изучении электромагнитных колебаний в курсе физики средней школы 1.2 Возможности использования графической оболочки Corel. 2.2 Разработка методики изучения темы Электромагнитные колебания 12 1. Колебательный контур.
Превращения энергии при электромагнитных колебаниях. 2. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями. 3.3 Методическая разработка трех уроков. 13 Библиографический список 25 Введение Одним из главных аспектов воспитания и развития подрастающего поколения в процессе обучения является интеллектуальное развитие школьников.
В настоящее время объем и уровень сложности информации, предлагаемой школьникам для усвоения, постоянно увеличивается, поэтому процесс интеллектуального развития учащихся требует интенсификации.
Одним из путей повышения интенсивности обучения является использование компьютерных технологий обучения Компьютерные информационные технологии обучения совокупность средств, приемов и методов применения компьютерной техники при обучении.
ИТО. При правильном их использовании они обеспечивают целый ряд преимуществ перед обычным способом обучения 1. индивидуализация учебного процесса по содержанию, объему и темпам усвоения учебного материала 2. активизация учащихся при усвоении учебной информации 3. повышение эффективности использования учебного времени 4. положительная мотивация обучения за счет комфортных психологических условий работы учащегося, объективности оценки 5. изменение характера труда преподавателя сокращение рутинной работы и усиление творческой составляющей его деятельности.
Особую роль играет применение компьютерных технологий при обучении физике в средней и высшей школе. Как показывает педагогический опыт, наибольшее количество трудностей возникает при изучении тех разделов курса физики, которые связаны с электричеством и магнетизмом. Между тем методика изучения различных тем в этих разделах не разработана в должной мере. В связи с этим нами была сделана попытка обоснования целесообразности использования ИТО при изучении в частности темы Электромагнитные колебания и разработаны некоторые методические моменты, которые, в зависимости от принятой технологии учебного процесса, его целей и задач, а так же от компьютерной оснащенности школы, могут быть использованы преподавателями физики как для изучения всей темы целиком, так и для изучения ее отдельных вопросов.
Разработка нестандартного способа изложения темы говорит об актуальности исследования и заключает в себе элемент новизны и практической значимости.
Цель исследования разработать методику изучения электроколебательных процессов с помощью компьютера. Объектом исследования является организация учебного процесса на различных этапах урока физики. Предметом является поиск содержания, форм и методов обучения, обеспечивающих достижение поставленной цели. В основу работы была положена гипотеза использование компьютерных технологий, а в частности некоторых прикладных пакетов, повышает эффективность учебного процесса и позволяет добиться более глубокого понимания данной темы учащимися.
Исходя из поставленной цели и сформулированной гипотезы, следуют задачи разработать методику изложения темы Электромагнитные колебания с использованием ЭВМ. выяснить, с какими трудностями сталкиваются учащиеся в процессе изучения данной темы и, следовательно, каким вопросам и понятиям следует уделить особое внимание. Для решения поставленных задач использованы следующие методы изучение методической, психологической и справочной литературы по данной теме. знакомство с уже имеющимися разработками в области данной темы. проведение анкетирования среди учащихся 11-х классов и беседа по интересующей проблеме. проведение уроков по изучению электромагнитных колебаний в 11-х классах. обсуждение результатов эксперимента с преподавателями и психологами.
Эксперимент проводился в средней общеобразовательной школе N 64 г. Екатеринбурга с учащимися 11-х классов при изучении темы Электромагнитные колебания.
Глава 1
Дидактические принципы изучения темы Электромагнитные колебания в курсе физики средней школы 1.1
Содержание материала и последовательность его изложений отражены в ниж... Очень важно при этом отметить, что эти изменения неразрывно связаны др... При изучении механических колебаний было установлено, что Рис.1 фазы т... Затем выводят уравнения гармонических колебаний э.д.с. В заключение рассматривается генератор на транзисторе как пример элект...
Развитие познавательного интереса к физике при использовании компьютерных технологий Глава 2
Компьютерное моделирование электромагнитных колебаний 2.1
Возможности применения графических пакетов при изучении электромагнитных колебаний в курсе физики средней школы На сегодняшний день разработано множество графических пакетов и оболочек Соrel, 3D-Studio, Power-Point, Micro-Cap и др позволяющих решать конкретные практические задачи с помощью ЭВМ без знания языков высокого уровня.
По нашему мнению, наиболее приемлемыми для использования в школе являются оболочки PowerPoint и CorelMove. 2.1.2
Графический редактор CorelMove и пакет для создания презентаций PowerP... е. Применение компьютерных моделей в демонстрационном эксперименте позвол... в теории, основанной на исторических опытах 3. в теории по материалу повышенной трудности 4.
Колебания могут происходить в системе, которая называется колебательны... Колебательный контур называется идеальным, если в нем нет потерь энерг... Через промежуток времени, равный tT2, конденсатор полностью перезаряди... Итак, чтобы найти явную зависимость заряда, силы тока и напряжения от ... е.
выводы. На основании результатов исследования можно сделать следующие выводы 1. Доказана актуальность использования компьютерных моделей при изучении электромагнетизма. 2. Предложенная методика обеспечивает ученику активную роль в исследовании физического явления или процесса. 3. В ходе исследования доказана педагогическая целесообразность предложенной методики, основные рекомендации которой следующие компьютерные модели необходимо применять не только при изучении нового материала, но и при решении задач, формировании понятий, демонстрационном эксперименте компьютерные модели позволяют учащимся влиять на ход эксперимента компьютерные модели должны применяться для демонстрации учащимся явлений, изучение которых в лабораторных условиях недоступно или ненаглядно Компьютерные технологии должны сочетаться с традиционными технологиями Экспериментальное обучение доказало, что предлагаемая методика использования компьютерных моделей при изучении электромагнитных колебаний приемлема и эффективна. Она приводит к повышению качества знаний и умений учащихся по этой теме, способствует развитию познавательного интереса, привлекает большее число учащихся к изучению физики, делает обучение более эффективным, а изучение более доступным.
Библиографический список 1. Мамедов Т.М.О. Использование современных достижений научнотехнического прогресса, как фактор повышения качества преподавания школьного курса физики Автореферат 2. Кулакова М.Я. Создание компьютерной обучающей среды для учебной исследовательской работы на занятиях по физике 3. Вопросы компьютеризации учебного процесса 4. Гончарова С.В. Повышение эффективности наглядности обучения при использовании динамических компьютерных моделей на уроках физики. 5. Кудрявцев А.В. Методика использования ЭВМ для индивидуализации обучения физике. 6. Стариченко Б.Е. Компьютерные технологии в образовании.
Инструментальные системы педагогического назначения. 7. Костко О.К. Электромагнитные колебания и волны.
Теория относительности. 8. Использование компьютерных моделей для развития творчества учащихся Развитие творческой активности учащихся в процессе обучения и профессиональной подготовки студентов.
Екатеринбург. УрГПУ, 1995. 78 с. 9. Повышение эффективности наглядности при использовании динамических компьютерных моделей Теоретические проблемы физического образования. С Петербург. Образование, 1996. 87с. 10.Степанова Г.Н. Сборник вопросов и задач по физике для 1011 классов общеобразовательной школы.
СПб. Специальная литература, 1997. 384с. Приложение 1 Контрольная работа по теме Электромагнитные колебания. 1. Какую роль играют индуктивность и емкость в колебательном контуре 1 балл. 2. Почему в колебательном контуре колебания не прекращаются в тот момент, когда конденсатор полностью разрядится 1 балл. 3. В каких случаях в колебательном контуре будут получаться незатухающие колебания 1 балл. 4. Где будет сосредоточена энергия колебательного контура в момент времени tT4, tT2, t5T4 1 балла. 5. Найти отношение энергии магнитного поля к энергии электрического поля для момента времени tT8, считая, что процессы происходят в идеальном колебательном контуре. 1 балла. 6. Дан идеальный колебательный контур.
Что в нем определяет частоту и амплитуду колебаний. 1 балл. 7. Пластины плоского конденсатора, включенного в колебательный контур, сближают. Как будет меняться при этом частота колебаний контура 1 балла. 8. Как изменится период и частота колебаний в контуре, если индуктивность увеличить в 2 раза, а емкость в 4 раза 1 балл. 9. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С888 пФ и катушка индуктивностью L2мГн. На какую частоту настроен контур 1 б. 10. Вычислить частоту собственных колебаний в контуре, если его индуктивность равна 12мГн, емкость 0,88мкФ, а сопротивление контура равно нулю. 1 балл. 11. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С25нФ и катушки индуктивностью L1,014Гн. Обкладки конденсатора имеют заряд q2,5мкКл. Написать уравнение изменения разности потенциалов на обкладках конденсатора и тока в цепи с числовыми коэффициентами.
Найти разность потенциалов на обкладках конденсатора и ток в цепи в моменты времени Т8, Т4, Т2. Построить графики найденных зависимостей в пределах одного периода. 2 балла.