Деятельностный аспект обучения физике в техническом вузе (стр. 6 )

2.Постоянная (коэффициент) Холла. Что наз. постоянной Холла? Запишите ее выражение для металла и полупроводника, обладающего примесной проводимостью. Введите постоянную Холла в формулу, связывающую Е и j. Предлагаемая ниже задача демонстрирует способы определения постоянной Холла и концентрации переносчиков тока. Сравните полученные результаты с табличными данными.

Задача. Тонкая пластина шириной 2см из кремния с р-проводимостью помещена в перпендикулярное однородное магнитное поле с индукцией 0.5 Тл. При плотности тока 2мкА/мм2, направленного вдоль пластины, холловская разность потенциалов оказалась равной 2,5 В. Опр. постоянную Холла и концентрацию носителей заряда. Отв. R=280 м3/Кл, n=0,53 1016 м-3.

3.Использование эффекта Холла для измерения подвижности электронов и дырок в полупроводниках. Что называется подвижностью заряженной частицы? Запишите выражение для напряжённости поля Холла, в которое входили бы подвижности частиц. Связь постоянной Холла и подвижности частиц. Задача: при комнатной температуре холловская подвижность электронов и постоянная Холла натрия соответственно равны 5,3 10-3м2/(В с) и 2,5 10-10м/Кл. Согласуются ли эти данные с электропроводностью натрия при комнатной тем-ре?

Аналогичным образом проектируется технология изучения других вопросов: постоянная Холла в беспримесном полупроводнике, практическое применение эффекта Холла и т. д. Активно привлекается электронно-вычислительная техника для организации индивидуальной деятельности учебного познания.

Важным моментом в концепции деятельностного подхода является подведение итогов познавательной деятельности (,1993). Помимо предметной оценки правильности полученного результата решения задачи и его соответствия предметному миру и жизненным реалиям, завершение акта деятельности знаменует новый шаг в осваивании индивидом окружающего мира. Вырабатываются новые означенности, достраивается и углубляется образ мира, развивается сознание, формируются новая мотивация и личностные смыслы. Акт учебной деятельности можно считать состоявшимся, если для учащегося обучение объективируется в запланированную научную информацию, сознательно выполняемые им операции и действия, в личностное отношение к окружающему миру, в развитии познавательных возможностей и качеств личности.

3.5 Обучающая функция контроля и самоконтроля

в деятельностной технологии обучения

Серьезными недостатками существующей системы контроля в обучении являются: 1) нерегулярность (эпизодичность), 2) неполный охват проверкой всего содержания обучения (выборочность проверки), 3) отсутствие проверки самого процесса работы студента (проверяется в основном конечный результат), 4)недостаточная в вовлеченность самих обучающихся в самоконтроль (слабость внутренней обратной связи) (, 78). В традиционной педагогике контроль учебно-воспитательного процесса воспринимается как дополнительная функция, сопровождающая основной процесс приобретения знаний и умений и воспитывающего воздействия на учащихся. В деятельностной технологии обучения контроль и самоконтроль познавательной деятельности органически входит в процесс учения.

Самопроектирование деятельности учеником, прогнозирование ее отдельных стадий требуют постоянного контроля за ходом своей деятельности учения со стороны обучающегося. Студент проводит обоснование и проверку правильности выполняемых или планируемых действий и операций, высказываемых гипотез. Оценка обоснованности и правильности своих действий является обязательной составляющей всякой деятельности, в том числе и деятельности учебной, хотя в силу различных причин проверка правильности решения задач по физике в обучении практически не осуществляется, что превратилось в актуальную методическую проблему, включающую а) воспитание культуры, потребности обосновывать и контролировать предпринимаемые действия, действовать на основе знания, а не только интуиции, б) формирование системы контроля правильности выполнения предметной деятельности в физике, в) включить в программу обучения конкретный материал, необходимый для осуществления различных видов проверок.

Проверку правильности промежуточных действий и полученного результата осуществляют в следующей последовательности: проверка правильности выполнения математических действий, проверка размерности расчетной формулы, оценка реальности численного значения физической величины, удовлетворение принципу соответствия в предельных переходах. Самыми сильными методами проверки являются решение задачи еще одним способом и экспериментальная проверка результата.

Приемы проверки на уровне методов, действий и операций должны быть представлены в учебной программе соответствующим содержанием, которое легко выявить, планируя те или иные способы проверки. Например, общее ускорение тел системы, соединенных нерастяжимыми нитями, определяют через решение системы уравнений динамики каждого тела и непосредственно через отношение суммы внешних сил к общей массе тел системы. Напряженность электростатического поля в однородном диэлектрике находят с помощью теоремы Гаусса для электрического смещения и для напряженности поля с предварительным нахождением связанного электрического заряда, приращение импульса вычисляют как через приращение скорости материальной точки, так и через импульс действующей силы и т. д. Проверка на уровне отдельных операций: силовое взаимодействие тел контролируется парным характером сил, правильность построения изображения в тонкой линзе использованием третьего «замечательного» луча и др.

Контроль индивидуальной учебной деятельности студентов со стороны преподавателя при коллективной форме обучения проводится в форме контролируемой самостоятельной работы (КСР) студентов при выполнении специальных заданий, разработанных на единой структурной основе или по единому сюжету. Приводим для примера такое задание по теме «Распределение Ферми-Дирака»:

Уровень Ферми меди (серебра, цинка …) при 0 К равен 7,0 (5,48; 9,39…)эВ. Найдите температуру вырождения электронного газа в металле. Чему равна концентрация свободных электронов? Проверьте полученный результат другим способом. Найти при 0 К максимальную плотность квантовых состояний, наибольший и средний импульс свободных электронов, долю электронов, импульсы которых не превышают его среднего значения. Вывести закон распределения свободных электронов по импульсам при 0 К и температуре Т».

Помимо того, что в вариантах этого задания меняется род металла, частично изменяются в них и условия. Например, требуется найти среднюю энергию, среднюю скорость и т. д. Такое задание позволяет легко контролировать выполнение отдельных ее этапов во время аудиторного занятия.

Главное назначение контроля и самоконтроля в учебном процессе по физике – это формирование, закрепление и упрочнение знаний. Комплексно это показано на конкретном примере задач из домашнего задания по разделу электромагнетизма для студентов МГТУ им. .

Задача 1. Сферический конденсатор с внутренним радиусом R1=1см и внешним радиусом R0=3R1 имеет внутри два концентрических сферических плотно прилегающих друг к другу и к обкладкам конденсатора диэлектрического слоя с границей раздела радиуса R2=2R1. Внутренний диэлектрик имеет постоянную диэлектрическую проницаемость e1=1,5.Диэлектрическая проницаемость второго слоя зависит от расстояния r от центра сфер: e2=(R02+R12)/(R21+r2). Конденсатору сообщён заряд q=0,1p нКл. Найти зависимости от расстояния r: а) электрического смещения, напряженности и объёмной плотности энергии электрического поля в конденсаторе, б) поляризованности диэлектриков и объёмной плотности связанного заряда. Найти поверхностную плотность связанного заряда на внутренних и внешних поверхностях слоёв диэлектриков. Найти электроёмкость и энергию конденсатора. Построить графики электрического смещения D, напряжённости E, поляризованности Р, объёмной плотности связанного заряда r¢. Выполнить проверку полученных результатов, а также сравнить значения электроёмкости с расчетом по формуле электроёмкости сферического конденсатора. Сделайте выводы.

Решение. Уясним содержание и требование задачи. Перепишем e2(r) в виде e2=10R12/(R12+r2), изобразим на рисунке зависимость диэлектрической проницаемости диэлектриков в конденсаторе от r.

Расчет характеристик электростатического поля начнём с определения электрического смещения D(r), функция которого от r не зависит от наличия диэлектриков. В данной сферически-симметричной задаче можно применить теорему Гаусса для электрического смещения: , где Sr – поверхность сферы произвольного радиуса r.

Учитывая в данной задаче независимость физических величин от углов сферических координат, получаем: D=Dr=q/4pr2. На поверхностях радиусами R1 и R2 имеем, cсоответственно, D=(1/4) мкКл/м2 и D0 =(1/36) мкКл/м2. Используя связь напряжённости и электрического смещения для изотропных диэлектриков E=D/e0e, найдем: E1=q/4pe0e1r2 и E2=q(R12+r2)/4pe0×10R12×r2. Правильность полученных результатов подтвердим, используя условие разрыва нормальных составляющих напряжённости электрических полей на границe двух диэлектриков e1E1(R2)=e2E2(R2) при r=R2, или 1,5E1(R2)=2E2(R2), где E1(R2)=q/4pe0×6R12 и E2(R2)=q/4pe0×8R12. Проверка подтверждает правильность полученных выражений для напряжённостей поля. (При необходимости построить графики функций E1(r) и E2(r) исследуем последние на экстремум в области R1 – R0).

Используя связь поляризованности изотропного диэлектрика с напряжённостью электрического поля в точке, находим: P1=0.5e0E1=q/4p×3r2 (для внутреннего слоя диэлектрика) и P2=q(9R12-r2)/4p×10×R21×3r2 (для внешнего). Правильность полученных выражений подтвердим, используя формулу определения вектора электрического смещения. В проекции на радиальное направление имеем: D=e0Е+P. Для внутреннего диэлектрика имеем: q/4pr2=q/4pe1r2+q/4p×3r2, или после упрощения тождества и подстановки в выражение значения e1, имеем 1=2/3+1/3. Для второго диэлектрика получаем:

После преобразования получаем тождество. Проверка подтвердила правильность результата. Поляризованность P(R0)=0, т. к. значение диэлектрической проницаемости в этой точке равно 1, как для вакуума.

Поверхностная плотность связанного заряда s' равна проекции поляризованности на внешнюю нормаль к рассматриваемой поверхности. Для внешней поверхности слоев диэлектриков внешняя нормаль совпадает по направлению с радиусом, для внутренней поверхности, обращенной к оси симметрии, она имеет направление, противоположное радиальному. При R1 находим s1'(R1)=P1cosp=-q/4p×3R2= - (1|12) мкКл/м. При R2 на внешней поверхности первого слоя s'1(R2)= P2cos0 =(1/48) мкКл/м2, а на внутренней поверхности второго диэлектрика s2(R2)= - q(9R12-R22)/4pR22×10R12= - (1/8) мкКл/м2. На внешней границе второго диэлектрика s2'(R0)=0.

Объёмная плотность связанного заряда r'=-div. В сферических координатах

В случае независимости поляризованности от угловых координат, получаем

¢=-(r2 P)¢/r2, где штрихом обозначена производная по координате r. Получаем r'1= 0, т. е. внутри сферического диэлектрика с постоянной диэлектрической проницаемостью не возникает объёмного связанного заряда. Для r¢2 находим r'2=q/4pr×5R12.

Для оценки правильности проведённых расчётов проверим справедливость теоремы Гаусса для напряжённости электрического поля в диэлектрике, в выражение которой войдёт связанный заряд: , или, где q¢2(R2) - связанный заряд на внутренней поверхности второго слоя диэлектрика. Интеграл выражает связанный заряд, распределённый по объёму второго диэлектрика в пределах произвольно выделенной сферы радиуса r. Сумма связанных зарядов на внутренней и внешней поверхностях первого диэлектрика равна нулю и в написанное выражение не входит. После подстановки соответствующих формул, получаем выражение: , являющееся тождеством.

Для нахождения электроёмкости конденсатора, вычислим напряжение на его обкладках, используя формулу связи разности потенциалов с напряжённостью электростатического поля. Получим U=7q/4pe0R1×60 + q/4pe0R1×3 = 9q/80pe0R1. Тогда С =q/U= 80pe0R1/9=2,5 пФ. Расчёт электроёмкости по известной формуле сферического конденсатора C=4pe0eR1R2/(R2-R1) даёт другой результат С=0,83пФ (при e=1,5). Это расхождение объясняется неприменимостью для данного случая стандартной формулы электроёмкости сферического конденсатора, которая относится к однородному изотропному диэлектрику с постоянной диэлектрической проницаемостью, заполняющему сферический конденсатор.

Объёмная плотность энергии определяется квадратом модуля напряжённости поля в рассматриваемой точке, т. е. w=e0eE2/2. Получаем во внутреннем диэлектрике w1=q2/32p2e0e1r4 и проверяем по формуле w=D2/2e0e1, подставив в него выражения для электрического смещения. Аналогично находим и проверяем зависимость w2=q2(R12+r2)/32p2e0r4 ×10R12 для внешнего диэлектрика.

Энергию заряженного конденсатора вычислим двумя способами. В первом способе рассчитаем энергию электростатического поля в конденсаторе, используя выражения для её объёмной плотности.

Второй способ - использование формул энергии заряженного конденсатора W=q2/2С и W= СU2/2 . Обе формулы дают одинаковый результат.

Задача 2 Коаксиальный кабель состоит из полой длиной прямой круглой толстостенной цилиндрической трубки, внутренний и внешний радиусы которой соответственно равны R=1см и R0=2R, и наружной проводящей цилиндрической поверхности (тонкостенная трубка) радиусом 3R. Постоянный электрический ток I=10 А течет по внутренней трубке и возвращается по наружной цилиндрической поверхности. Магнитная проницаемость неферромагнитного материала толстостенной трубки меняется с расстоянием r от оси трубки по закону m=(2R02-r2)/R2. Магнитную проницаемость окружающей среды принять за единицу. Найти зависимости от r напряжённости и индукции магнитного поля, намагниченности и плотности токов намагничивания, изобразить их графически. Найти молекулярный ток намагничивания на внутренней и внешней поверхностях трубки. Найти магнитную индукцию внутри трубки, используя теорему о циркуляции магнитной индукции в магнетике. Получить зависимость объемной плотности энергии магнитного поля от расстояния. Найти магнитный поток внутри кабеля, а также магнитную энергию и индуктивность единицы длины кабеля. Выполните проверку всех полученных результатов.

Решение. Уясним содержание и требование задачи. Перепишем выражение для магнитной проницаемости материала трубки в виде m=(8R2-r2)/R2. Она убывает от значений 7 до 4 при перемещении к периферии трубки (изобразите на графике). По причине цилиндрической симметрии векторные линии магнитного поля, создаваемого электрическим током в трубке, представляют собой концентрические окружности с центрами на оси трубки, лежащие в плоскостях, перпендикулярных этой оси. Напряженность поля вычисляем по теореме о циркуляции вдоль контура l, совпадающего с векторной линией – окружностью радиуса r. Запишем

При r<R имеем H1=0 (поле отсутствует), т. к. I=0 в этой области. Внутри трубки R<r<R0 получаем:

Окончательно находим H2=I(r2-R2)/6pR2r. В области вне трубки 2R<r<3R находим, что магнитное поле совпадает с полем длинного прямого проводника H3=I/2πr. Магнитное поле вне кабеля также отсутствует Н4=0,т. к. при r>R сумма токов в правой части теоремы о циркуляции напряженности поля равна нулю. Внешняя проводящая оболочка экранирует магнитное поле от распространения за пределы кабеля.

По формуле В=m0mН находим соответствующие выражения для магнитной индукции: и В4=0 .

Проверим полученные результаты, рассмотрев поведение этих величин на внутренней и внешней поверхностях трубки. Тангенциальные составляющие напряженности магнитного поля не терпят разрыва

а магнитной индукции на границе области 2-3 при терпят разрыв. Имеем тождества Также подтверждается соотношение для тангенциальных составляющих магнитной индукции.

Намагниченность материала трубки

Исследование этой функции показало, что ее график имеет максимум внутри трубки при r=1,83R. Проверка правильности расчета намагниченности осуществляется формулой связи магнитной индукции, напряженности магнитного поля и намагниченности магнетика

Плотность тока намагничивания в цилиндрических координатах:

где - единичные орты цилиндрической системы координат. Учитывая осевую

симметрию, получаем.

Плотность молекулярных токов намагничивания уменьшается от максимального значения 0,64 кА/м2 на внутренней поверхности трубки до нуля на её внешней поверхности. Силу тока намагничивания в трубке I¢ вычислим двумя способами, используя связь с намагниченностью

и с плотностью тока намагничивания, которые дают одинаковые результаты. На внутренней поверхности трубки (r=R) поверхностная плотность молекулярного тока намагничивания равна нулю, а на внешней (r=2R) она равна i¢=I¢/2pR0=3I/4pR=0,24 кA/м.

Для нахождения индукции магнитного поля внутри трубки вторым способом запишем выражение теоремы о циркуляции магнитной индукции в магнетике вдоль векторной линии магнитного поля радиусом R<r<R0, т. е. - сила тока, текущего через поперечное сечение трубки, ограниченное радиусом r. После выполнения вычислений получаем найденное ранее выражение для В2.

Объемную плотность энергии в каждой из областей вычисляем по формулам: Имеем совпадающие результаты:

Объемная плотность магнитного поля на внешней границе трубки с внутренней стороны достигает 16 мДж/м3, а с внешней стороны – 4 мДж/ м3, т. е. в 4 раза меньше. Это полностью согласуется с тем, что в формулах

(при равенстве напряженностей магнитного поля на границе) магнитная проницаемость

. Большая плотность энергии магнитного поля внутри трубки связана с большими затратами на намагничивание материала трубки.

Вычислим энергию магнитного поля, приходящуюся на единицу длины кабеля (h=1 м), используя объемную плотность энергии,

.

Окончательно находим W=m0I2h(0,78+ln1,5)/4p=12 мкДж, где первое слагаемое соответствует магнитной энергии внутри толстостенной трубки, второе слагаемое - энергии магнитного поля в пространстве между внутренним и внешним проводниками кабеля. Зная энергию единицы длины кабеля с током, можно найти индуктивность единицы длины этого кабеля из формулы W=LI2/2. Получаем:L=m0h(0,78+ln1,5)/2p=0,24 мкГн

Магнитный поток через продольное сечение кабеля единичной длины находим вычислением интегралов

Первое слагаемое соответствует магнитному потоку, создаваемому во внутреннем проводнике кабеля, а второе – в пространстве между внутренней и внешней оболочками кабеля. Если вычислить индуктивность единичной длины кабеля через магнитный поток L=Ф/I, то получим L=m0h(1,4+ln1,5)/2p=0,36 мк Гн завышенный неверный результат. Расхождение этих двух выражений для индуктивности связано со слагаемым, относящимся к магнитному полю внутри толстостенной трубки из магнитного материала. Второй способ расчета индуктивности системы не учитывает потерю энергии, связанную с намагничиванием материала внутренней трубки кабеля.

* * *

Видим, что решение задачи в деятельностной технологии обучения, сопровождающееся самоконтролем со стороны студента, знаменует глубокий учебно-познавательный процесс обучения физике.

3.6 Дидактические принципы обучения физике

в техническом университете

Теоретическая концепция содержания образования базируется на педагогической модели социального заказа, которая включает дидактические, психологические и организационные принципы обучения, обеспечивающие соответствие содержания образования и форм учебного процесса социальному заказу и задачам обучения научной дисциплине, единство содержательной и процессуальной сторон обучения, структурное единство всех уровней обучения и др. Дидактическая концепция обучения, как инструмент его проектирования, вводит все стороны обучения в единое русло на основе системного подхода, выдвигает научно обоснованные ориентиры и нормативы. Дидактические принципы – основа комплексного решения всех проблем, которые имеют место в теории и практике обучения.

Дидактические принципы, реализующие цели обучения физике в теоретической концепции содержания образования исследовательского технического университета, делятся на две группы: межпредметные и внутрипредметные. Первые определяют систему физического образования в комплексе естественнонаучных и общетехнических дисциплин в образовательной системе университета, вторые – формируют внутрипредметную модель учебного курса. Внутри каждой из групп различают научно-ориентационные, профессионально-деятельные, воспитательные и учебно-организационные дидактические принципы (см. таблицу).

Межпредметные дидактические принципы:

1.Принцип фундаментального инженерного образования состоит

в формировании на основе глубинных научных фактов, фундаментальных физических теорий и обобщений других дисциплин сущностных знаний о реальной действительности и освоение концептуальных подходов в решении физико-технических проблем и универсальных способов деятельности. Принцип ориентирует на сочетание широкого университетского образования с глубокими профессиональными знаниями в избранной отрасли техники.

2.Полтехнический принцип в обучении физике означает нацеленность обучения на создание фактологической и общетеоретической базы для изучения общетехнических и специальных дисциплин, на подготовку выпускников университета к практическому освоению окружающей действительности (знание технических применений физических открытий, принципов действий приборов и машин и т. д.), развитие научно-технического мышления, как способности предвидеть применения физических явлений и научных открытий на практике, умение воплощать научные идеи в технические разработки. Курс физики состоит из ядра фундаментальных знаний и варьируемой оболочки прикладных вопросов и конкретных приложений к технике. Он включает также в содержание образования свойственное для физической науки практическое изучение физических явлений и процессов, приборов, установок, измерительной техники в учебном физическом эксперименте и лабораторном практикуме, предусматривает обучение статистическим методам обработки результатов опытов и оценке погрешностей измерений.

3.Принцип формирования современного научного мировоззрения, или научной картины мира, нацеливает на создание широкой системы знаний и общенаучных представлений с использованием философских и гуманитарных наук, математики, общетехнических дисциплин и методологии современной техники. Физика, благодаря своей тесной связи с философией и гносеологией, математикой и техникой, широкому охвату ею практически всех явлений природы, многоплановостью её применений на практике, составляет ядро научной картины мира. Физическая информация относится к широкому масштабу от микромира до макротел и космоса, к заряженным частицам и электромагнитным полям. Физические теории: специальная и общая теории относительности, классическая механика и электродинамика, квантовая механика и физика твёрдого тела, статистика и термодинамика и др.- несут в себе глубокое мировоззренческое содержание.

4.Характерное для всех ступеней образования дидактическое требование развития мышления обучающихся поднимается на данном этапе до уровня формирования современного, вскрывающего сущностное содержание знаний, научно-теоретического мышления. Принцип нацеливает на передачу опыта мышления аналитико-синтетическая деятельность, абстрагирование, научное обобщение и восхождение к конкретному в инженерно-технической практике.

Физика через свои законы сохранения, принципы симметрии, вероятностные закономерности, квантово-волновые представления и т. д. учит преодолению диалектических противоречий, установлению причинно–следственных связей, индукции и дедукции и формирует словесно–логический компонент

ДИДАКТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕТЕ

МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ ВНУТРИПРЕДМЕТНЫЕ

Научно - 1.научного мировоззрения 1.научности

ориентацион - 2.научно-теоретического мышления 2.систематичности

ные 3.общенауч. языку естественно-мате - 3.системности

матических дисциплин и техники

4.фундам. инженерного образования

профессионально - 5.политехнический принцип 4.учебного познания

деятельные 6.создания предпосылок к творчеству 5.компьютеризации

воспитательные 7.воспитания личности 6.сотрудничества препода -

вателя и студента

учебно - 8.межпредметных связей 7.интенсификации обучения

организацион - 9.непрерывности и преемственности 8.прочности знаний и развития

ные обучения познавательных возможностей

мышления. Вместе с другими науками: философией, математикой, техническими дисциплинами и т. д., - она наполняет конкретным содержанием представления о вселенной, материи, пространстве, времени, о непрерывном и дискретном, конечном и бесконечном, и формирует наглядно-действенный (практический) компонент мышления.

5.Принцип формирования общенаучного языка естественно-математических дисциплин и техники нацеливает на ознакомление (прежде всего на материале физики, как теоретической базы техники) с логическими основами науки (понятие, закон, теория, метод и др.), на раскрытие знакового языка науки и модельных представлений, на раскрытие инвариантности структурных единиц науки в границах их применимости и обучение их использованию в различных сферах деятельности.

6. Дидактический принцип создания предпосылок к творческой деятельности, как необходимый компонент подготовки специалистов высшей квалификации, представляет самостоятельную, отличную от других, задачу образования. Опыт творческой деятельности означает освоение характерных способов действий (самостоятельный перенос усвоенных знаний и умений в новую ситуацию, их комбинирование в новый способ деятельности, видение проблемы, выделение новой функции знаний и др.), формирование специальных умений и навыков (алгоритм изобретений и др.), выполнение творческих заданий, а также воспитание готовности к творческому преобразованию окружающего мира. Богатейшая история уникальных физических откры-тий в самых различных отраслях знаний, лидерство физики в кругу естественных наук обусловили её активное участие в передаче социального опыта творческой деятельности будущим

инженерам-исследователям.

7. Принцип межпредметных связей и преемственности в обучении означает активное привлечение при изучении учебных предметов знаний из других научных дисциплин, создание по группе родственных предметов единых образовательных направлений в соответствии с разнообразными аспектами общенаучной и специальной подготовок, построение максимально сбалансированного учебного плана на основе оптимального осуществления межпредметных связей. Это означает концептуальное сближение и объединение учебных дисциплин на основе общности образовательных задач и целей, близости содержаний и научных методов, единых дидактических позиций.

8.Дидактический принцип непрерывности в обучении физике означает, что физическое образование в техническом университете имеет несколько этапов: - курс общей физики, изучаемый студентами все факультетов по единой программе в 11-1У семестрах;

- прикладная физика, изучаемая в У семестре студентами всех факультетов для приобретения углублённых знаний по физике избранной отрасли инженерной деятельности (по программе из предлагаемого кафедрой физики набора);

- спецглав физики, читаемые преподавателями кафедры на старших курсах по заказу спецкафедр.

Этот принцип означает последовательный переход в обучении от курса общей физики к прикладной и далее к спецглавам, а также тесную связь и опору на уровень знаний обучающихся школьной физики. Принцип непрерывного образования означает последовательное пополнение знаний по физике вплоть до самообразования и непрерывного обновления знаний и способов деятельности в области физической науки и техники.

9. Принцип воспитания личностных качеств специалиста. Для успешного выполнения своих профессиональных обязанностей современный специалист должен обладать определёнными личностными качествами: преданностью своей профессии, энтузиазмом, настойчивостью в достижении цели, быть коммуникабельным, обладать высокоразвитым чувством долга и ответственности. Известна роль воспитательного фактора в деле развития творческих способностей и формировании талантливой молодёжи, в повышении качества образования. Это путь сохранения и приумножения традиций вуза, воспитания любви к своему учебному заведению, чувство гордости и ответственности за всё передовое, что создано в нём. Концепция воспитания включает психологический, валеологический и педагогический аспекты, которые создают регулятивную основу поведения молодых людей в различных жизненных ситуациях, заботу о своём здоровье и здоровье окружающих людей и среде нашего обитания, желание получить образование и передать в дальнейшем свои знания другим.

Внутрипредметные дидактические принципы.

1.Согласно принципу научности содержание учебного курса должно отражать научную систему современных знаний, основные разделы научной дисциплины, важнейшие направления её развития и современные достижения. Основу курса физики составляет физические теории, принципы, частные научные методы и способы деятельности, типичные для физики, и отражает специфику научной дисциплины.

2.Принцип систематичности определяет систему построения учебного курса, в которой и отдельные знания, и главы курса были бы объединены логическими связями и последовательностями. Теоретические построения и структуры, реализующие этот принцип, призваны раскрыть в учебном курсе причинно-следственные связи систем знаний, логический и исторический пути их становления.

3.Принцип системности требует, что бы усвоение знаний происходило в той структурно-организационной системе, внутри которой эти знания функционируют, могут быть раскрыты и поняты. Осознание научной информации достигается путём выстраивания её в гносеологическую структурно-функциональную схему, раскрывающую роль, место и соподчинённость различных знаний. В связи с этим курс физики дополняется необходимыми методологическими знаниями, среди которых циклическая схема физического познания (исходные положения и факты – гипотеза модель – теоретические следствия – эксперимент – применения на практике),аппарат физической теории (основание, ядро, выводы), структура обобщённого умения выполнения действия (цель действия, выполнение и контроль, использование действия в более сложных видах деятельности).

4.Принцип деятельностной технологии обучения физике, согласно которому традиционное «усвоение содержания» вытесняется деятельностью по овладению основами и технологиями научной дисциплины на различных уровнях её обобщённости: алгоритм действий, выделение обобщённых этапов деятельности, указание общего направления деятельности без указания её шагов, самостоятельное прогнозирование деятельности. Обучение как деятельность опирается на рефлексию знаний, раскрытие сущности стоящей проблемы и поиска пути ее решения, выдвижение оценочных критериев и проверка правильности найденных решений. Деятельностная технология при изучении теории и решении задач по физике дополняется комплексом учебно-исследовательской деятельности студентов.

5.Количественному наращиванию информации принцип интенсификации обучения противопоставляет тщательную проработку базовых знаний и ключевых понятий, осваивание таких методов приобретения знаний, которые на основе обобщенных фундаментальных научных положений позволяли бы получать конкретные следствия и выводы. Это сокращает обязательное изучение второстепенных фактов, переводит получение соответствующей информации в доступную для самостоятельного приобретения. Этот принцип нацеливает нп повышение содержательной емкости единицы учебного времени через овладение обобщенными приемами поиска и переработки необходимой информации, с одной стороны, и внедрение современных средств обучения, с другой.

6.Принцип компьютеризации нацеливает на обучение приемам и методам использования ЭВМ для получения и обработки физической информации, на раскрытие их роли в решении физических проблем, на активное внедрение ЭВМ в обучение физики вплоть до компьютеризации всего учебного процесса и самой интеллектуально-познавательной деятельности обучаемых.

7.Принцип прочности усвоения знаний и развития познавательных возможностей означает развитие в процессе обучения физике познавательных умений студентов, обучение приёмам систематизации и обобщения учебной информации и способов применения знаний на различных уровнях: воспроизведения, действия по образцу в знакомой и новой ситуациях, творческое применение знаний. Совершенствование видов и форм самостоятельной работы студентов, действенный контроль за её выполнением, формирование навыков учебного труда, воспитание потребности в приобретении прочных знаний, самообразование и формирование системы необходимых для этого умений. Активизация всеми возможными педагогическими средствами психо-физиологических процессов внимания, мышления, памяти, эмоционально-чувственного восприятия. Прочности усвоения знаний и стимулированию познавательных сил способствуют воспитание интереса к физике, вариативность учебного процесса, в частности: индивидуальные домашние задания, НИРС в форме лабораторного практикума, реферирование научной литературы, участие студентов в научных семинарах кафедры.

8.Принцип сотрудничества преподавателя и студента в совместной деятельности обучения. И преподаватель, и студент решают общую задачу образования и одинаково заинтересованы в положительных результатах этого труда. Преподаватель не в меньшей степени ответственен за своевременное выполнение учебного графика, чем студент, и как более опытный участник руководит ходом его выполнения. Он активизирует работоспособность студентов, стимулирует заинтересованность в высоких показателях учёбы, создаёт атмосферу доверия и положительный эмоционально-психологический климат обучения.