Применение электронной оптики в учебном физическом эксперименте

Горшечников, Михаил Васильевич

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Применение электронной оптики в учебном физическом эксперименте

Автореферат

Автор научной работы: Горшечников, Михаил Васильевич
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Киров
Год защиты: 2004
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Применение электронной оптики в учебном физическом эксперименте"

На правах рукописи

ГОРШЕЧНИКОВ Михаил Васильевич

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ОПТИКИ В УЧЕБНОМ ФИЗИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Специальность 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Киров-2004

Работа выполнена в Вятском государственном гуманитарном университете

Научные руководители: доктор педагогических наук, профессор

Данюшенков Владимир Степанович

доктор технических наук, профессор Жаворонков Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Каменецкий Самуил Ефимович

доктор педагогических наук, профессор Червова Альбина Александровна

♦ . " Г * т

Ведущая организация: Нижегородский государственный

педагогический университет

Защита состоится 23 июня 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета КМ 212.041.01 при Вятском государственном гуманитарном университете по адресу: 610002, г. Киров, ул. Ленина, 111, ауд. 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВятГГУ по адресу: 610002, г. Киров, ул. Ленина, 111.

Автореферат разослан мая 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Коханов К. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. Одним из основных положений концепции модернизации российской системы образования является совершенствование ее структуры и содержания, причеМ содержание образования должно не только обеспечить усвоение учащимися определенного объема знаний, но и подготовить их к реальной жизни, т.е. научить использовать полученные знания вне учебного заведения. Важный акцент делается на развивающее обучение: учащихся необходимо 'научить добывать нужную информацию и применять ее в практической деятельности. В федеральной-целевой программе «Развитие единой образовательной информационной среды», принятой Правительством РФ в 2003 г. отмечается, что «состояние информатизации российской школы можно оценить как неудовлетворительное». Поэтому мы считаем, что требуется работа, направленная на ликвидацию отставания - на устранение разрыва между внедрением в жизнь новых технологий, оборудования и обучением подрастающего поколения их использованию.

В последние годы наблюдаются быстрое развитие и внедрение новых технических средств электронной оптики в науке, технике и быту. Большинство из этих устройств имеет 'компьютерный интерфейс и легко интегрируется с персональным компьютером. Однако в школе они не изучаются, а в общем курсе физики вуза им уделяется недостаточное внимание.

Знакомство школьников и студентов с новыми достижениями электронной оптики мы видим через использование учебного физического эксперимента (УФЭ) на основе применения современных технических средств электронной оптики.

Методике организации и совершенствования УФЭ в школе и вузе посвящены исследования многих методистов, в частности, Л. Е. Амсти-славского, Л. И. Анциферова, В. Н. Болтянского, А. И. Бугаева, В. А. Бурова, Г. А. Бутырского, Л. А. Горева, В. В. Горина, М. А. Грабовского,

A. И. Гурьева, В. С. Данюшенкова, Ю. И. Дика, Б. С. Зворыкина, П. А. Знаменского, О. Ф. Кабардина, С. Е. Каменецкого, А. В. Костюнина,

B. В. Манера, Р. И. Малафеева, А. А. Марголиса, Н: Я. Молоткова, Е. С. Объедкова, Г. Ф. Огородникова, А. В. Перышкина, А. И. Песина, Б. Ш. Перкальскиса, А. А. Покровского, В. Г. Разумовского, С. А. Хороша-вина, Т. Н. Шамало, Н. М. Шахмаева, В. Ф. Шилова, Д. Ш. Шодиева и др.

Как показывает анализ исследований, использование в учебном физическом эксперименте современных технических средств электронной оптики - электронно-оптических преобразователей (ЭОП) изображения, приборов с зарядовой связью (ПЗС), цифровых фото- и видеокамер, 'еЬ-камер, приборов ночного видения, элементов охранных видеосистем и т.п. крайне редко. Следовательно, из системы современного физического образования фактически выпадает целый пласт знаний и умений, связанных с функционированием и использованием

з'

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

СПепр4»г

о» тч***,

науке и технике электронной оптики.

Таким образом, в методике применения учебного физического эксперимента наблюдается противоречие между бурным развитием физики и техники и слабой разработанностью учебных физических опытов с использованием новых технических средств, в частности современных приборов электронной оптики. Из противоречия вытекает проблема недостаточного использования в учебном физическом эксперименте современных технических средств электронной оптики.

Объект исследования - учебный физический эксперимент в курсах физики средней и высшей школы, в системе дополнительного образования.

Предмет исследования — методика подготовки и проведения учебного физического эксперимента на основе применения технических средств электронной оптики.

Цель исследования - научное обоснование и экспериментальная апробация разработанных учебных физических опытов на основе применения технических средств электронной оптики в курсах физики средней школы, вуза и в системе дополнительного образования.

а) усилится познавательный интерес учащихся к предмету,

б) появится возможность углубленного изучения электронной оптики в профильных классах,

в) повысится эффективность усвоения учащимися учебного материала по различным разделам физики,

г) реализуются прикладной характер учебного предмета и межпредметные связи курсов физики, информатики, технологии и др.

Исходя из объекта, предмета, цели и гипотезы исследования, нами решаются следующие задачи исследования:

1. Провести научно-методический анализ современного состояния применения электронной оптики в учебном физическом эксперименте.

2. Доказать необходимость и доступность проведения физических экспериментов с использованием электронной оптики в системе обучения физике.

3. Разработать систему учебных экспериментов по физике на основе применения технических средств электронной оптики.

4. Предложить методику использования учебного физического эксперимента на основе применения технических средств электронной оптики в средней школе, в системе дополнительного образования и в вузе.

5. Экспериментально доказать эффективность использования современных технических средств электронной оптики в курсе физики средней школы.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

теоретические: анализ научной и учебной литературы в рамках темы исследования по философии, психологии, педагогике, физике, методике обучения физике, анализ учебных программ по физике; синтез представлений при формировании понятий и условий применения в УФЭ электронной оптики; моделирование физического эксперимента по теме исследования; системный подход при разработке учебных физических экспериментов; проектирование методических материалов;

экспериментальные: обобщение имеющегося практического опыта постановки учебного физического эксперимента; создание учебных экспериментальных установок по теме исследования; разработка системы учебных эксперимештов по теме исследования; педагогический эксперимент по внедрению полученных результатов в курсы физики средней и высшей школы.

Научная новизна настоящего исследования заключается в том,

что:

- предложена оригинальная методика использования учебного физического эксперимента по электрогаюй оптике в средней школе, в системе дополнительного образования и в вузе;

- разработаны новые опыты и предложены оригинальные варианты известных учебных экспериментов по электродинамике и квантовой физике курса физики средней школы, по оптике, квантовой и атомпой физике, физике твердого тела курса общей физики вуза на основе применения современных технических средств электронной оптики - электронно-оптического преобразователя и прибора с зарядовой связью.

Теоретическая значимость исследования заключается в построении системы учебных физических экспериментов на основе применения современных технических средств электронной оптики; в обосновании необходимости, доступности и эффективности внедрения ее элементов в курсы физики школы (по разделам электродинамики и квантовой физики) и вуза (по разделам оптики, квантовой и атомной физики, физики твердого тела).

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

а) предложена методика проведения учебного физического эксперимента, благодаря которой учащиеся получают знания об устройстве, принципах работы и области применения современных технических средств электронной оптики;

б) представлены новые и оригинальные варианты известных учебных опытов с использованием электронной оптики по электродинамике и квантовой физике в школе и оптике, физике твердого тела, квантовой оптике, физике атома в вузе;

в) разработаны и апробированы программы внеурочных занятий по электронной оптике для школьников старших классов;

г) результаты исследования используются в лабораторном практикуме и в лекционном курсе общей физики для студиггов вуза.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены:

- выбором теоретической базы исследования;

- анализом имеющихся исследований в данной области;

- учетом условий применимости в УФЭ технических средств электронной оптики при построении моделей предлагаемых экспериментов;

- проверкой эффективности применения данных моделей и реализацией предложенных экспериментов;

- апробацией результатов исследования педагогическим экспериментом, в котором приняли участие около пятисот человек;

- успешным внедрением результатов в учебный процесс вуза. На защиту выносятся:

1. Обоснование необходимости, доступности и эффективности применения современных технических средств электронной оптики в учебном физическом эксперименте.

2. Система учебных физических экспериментов на основе использования технических средств электронной оптики.

3. Методика применения ее в курсе физики школы, на занятиях по физике в системе дополнительного образования и в курсе общей физики вуза.

Апробация и внедрение результатов исследования

Результаты исследования докладывались на международных, всероссийских и региональных научно-методических конференциях: на научной конференции ВГПУ, г. Киров, апрель 2001 г.; на методическом объединении учителей физики г. Кирова, август 2001 г.; на шестой Всероссийской научно-практической конференции «Учебный физический эксперимент», г. Глазов, январь 2001 г.; на научной сессии Кировского филиала Академии Естествознания РФ и Вятского регионального отделения Российской Академии естественных наук, г. Киров, 14-15, ноября 2001 г.; на седьмой Всероссийской конференции «Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы. Современные решения», г. Глазов, январь 2002 г.; на 8-й Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, г. Екатеринбург, 29 марта - 4 апреля 2002 г.; на III Международной научно-методической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз» («НТПФ-Ш»), г. Москва, 11-14 марта 2002 г.; на научной конференции ВГПУ, г. Киров, апрель 2002 г.; на 7-й международной конференции стран Содружества «Современный физический практикум», проводившейся Министерством образования РФ и Ассоциацией кафедр физики технических вузов России под председательством академика РАН Ж. И. Алферова, г. С.-Петербург, 28-30 мая 2002 г.; на IV областной конференции «Информационные технологии в образовании», г. Киров, 25-26 марта 2003 г.; на российско-белорусской научно-теоретической конференции «Становление сознания специалиста: междисциплинарный диалог», г. Киров, 2-4 апреля 2003 г. Результаты исследования внедрены в практику работы школ, Центра детского и юношеского творчества г. Кирова, кафедры общетехнических наук Глазовского филиала Ижевского государственного технического университета.

Автором опубликовано 36 работ, в том числе непосредственно по теме диссертационного исследования 14, из них статей — 11, тезисов докладов - 3.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, насчитывающего 212 источников. Общий объем диссертации составляет 212 страниц, она содержит 35 рисунков, 22 фотографии, 10 таблиц.

Во введении обосновывается актуальность темы; определяются объект и предмет исследования, формулируются цель, гипотеза, задачи исследования; раскрываются методы исследования, научная новизна и практическая значимость работы; приводятся основные положения, выносимые на защиту, а также сведения об апробации результатов работы.

В первой главе «Научно-педагогические основы учебного физического эксперимента по электронной оптике» на основе изучения педагогической, психологической, методической литературы содержится теоретическое исследование различных аспектов применения электронной оптики в учебном физическом эксперименте.

В первой части «Психолого-педагогические основы построенияучеб-ного эксперимента по оптике» описываются значение, формы современного учебного физического эксперимента, стоящие перед ним проблемы.

Совершенствование учебного физического эксперимента базируется на концепциях деятельностного подхода к обучению (А. Н. Леонтьев), оптимизации учебного процесса (Ю. К. Бабанский), значения экспериментального метода в обучении (И. Я. Лернер), роли познавательного интереса в обучении (И. Я. Ланина), развития творческих способностей учащихся в процессе обучения физике (В. Г. Разумовский), поэтапного формирования умственных действий (П. Я. Гальперин, Н. Ф. Талызина), обучения на высоком уровне трудности (Л. В. Занков), формирования познавательной активности учащихся (В. С. Данюшенков).

В числе проблем, стоящих перед УФЭ, выделены: малое количество разрабатываемых новых учебных экспериментов по различным курсам физики; отставание технического уровня обеспечения УФЭ от уровня развития науки и техники сегодняшнего дня; слабое внедрение в УФЭ современных информационных технологий; недостаточность разработки внешкольного УФЭ; несоответствие уровня дифференциации современного школьного образования степени адаптации УФЭ для различных типов школ; недостаточное внимание вопросу соответствия внутренней дифференциации учащихся (по интересам, способностям и уровню подготовки) дифференцированному подходу к реализации УФЭ; слабая техническая оснащенность современными приборами и оборудованием и неудовлетворительная динамика развития технической базы учебных заведений; отставание в экспериментальной и психологической подготовке учителей к ра-

боте в условиях совершенствования школьного УФЭ; необходимость ак-5 тивизации ■ развития творческих способностей учащихся при реализации

; УФЭ и совершенствования методик УФЭ.

Одно из решений проблем, стоящих перед УФЭ, мы видим в разработке новых учебных экспериментов по различным разделам физики, в ча-1 стности построения системы экспериментов на основе применения техни-

ческих средств электронной оптики.

Вторая часть «Исследование современного состояния применения электронной оптики в учебном физическом эксперименте» анализирует практику использования электронно-оптических устройств в учебном физическом эксперименте. В УФЭ применяются, в основном, классические приборы электронной оптики - осциллограф, электронно-лучевая трубка и т.п. Современные широко распространенные в науке и технике приборы" электронной оптики (ЭОП, ПЗС) не нашли должного отражения ' ни в' методической литературе, ни в диссертационных исследованиях, посвященных учебному физическому эксперименту.

В то же время нами показано, что из трудности понимания связи трех моделей оптических явлений - геометрической, волновой и квантовой оптики - следует вывод о целесообразности постановки дополнительных опытов, которые помогли бы учащимся в ликвидации формализации знаний по оптике.

Эксперименты по электронной .оптике в курсе физики 11-го. класса способствуют закреплению и обобщению знаний в области геометрической и волновой оптики и связи их воедино с представлениями о квантовых свойствах света.

Применение электронной оптики в УФЭ вуза приближает вузовский физический эксперимент к научному, осуществляет возможность. постановки эксперимента не только на стыке разных разделов физики, но и на границах физики и химии, физики и биологии и т.п. Такая междисципли-нарность на практике реализует принцип интегративности содержания образования, а также способствует органической связи науки, техники и образования.

В третьей части «Анализ оснащения учебной физической лаборатории современным оборудованием для проведения учебных экспериментов по электронной оптике» отмечается, что широкое распространение в быту, науке и технике новых электронно-оптических приборов и устройств пока. никак не отразилось на оснащении ими учебных физических лабораторий, и показываются практические пути решения данной проблемы. Делается анализ оборудования, требующегося для постановки современных учебных экспериментов по электронной оптике.

ЭОП и ПЗС легко объединяются с другим лабораторным оборудованием и компьютерной техникой. Они соответствуют научным, педагогическим, методическим, экономическим, технологическим, эргономическим и эстетическим требованиям, предъявляемым к учебному оборудованию. Сформулированы правила обращения и техника безопасности при работе с

ЭОП и ПЗС.

Во второй главе «Физико-технические основы разработки учебных физических экспериментов по электронной оптике» рассматриваются место электронной оптики в курсе физики, становление и развитие электронной оптики, физические и технические аспекты ее применения в учебном физическом эксперименте.

Электронная оптика - раздел физики, в котором изучается формирование потоков электронов и управление ими с помощью электрических и магнитных полей, а также совокупность приборов и методов исследования, основанных на использовании таких потоков. Определение технического средства электронной оптики нужно дополнить стоящей перед ним задачей построения сфокусированного изображения.

Границы применимости Теории электронной оптики в отношении реальной электронно-оптической техники установлены в разделе «Анализ границ применимости и принципов работы технических средств электронной оптики в целях их использования в учебном физическом эксперименте». При использовании ЭОП и ПЗС в учебном физическом эксперименте волновые свойства электронов можно не учитывать, так же как и соотношение неопределенностей Гейзенберга и влияние собственных полей электронов друг на друга.

Из всех перечисленных в разделе «Устройство технических средств электронной оптики» современными можно назвать следующие основные классы приборов: на базе электронно-лучевой трубки (осциллографы, мониторы, телевизоры и т.п.), ЭОП и ПЗС. Если первый класс приборов достаточно полно обсуждался в методической литературе и применяется при изучении курса физики как средней, так и высшей школы, поставлено множество экспериментов с применением осциллографии и разработана хорошая методическая база их использования в учебном процессе, то в отношении ЭОП и ПЗС этого сказать нельзя. Поэтому в настоящем исследовании мы ' остановились на применении в УФЭ двух современных классов приборов электронной оптики - ЭОП и ПЗС.

Устройство и характеристики ЭОП и ПЗС подробно рассматриваются в разделе «Исследование возможностей основных современных технических средств электронной оптики — ЭОПи ПЗС— дляразработкиучеб-ных экспериментов». Особое внимание уделяется классическому прибору электронной оптики - электронно-оптическому преобразователю.

ЭОП по сравнению с ПЗС того же уровня обладает некоторыми техническими преимуществами, такими, как более высокая чувствительность, широкий спектральный диапазон. Методическим преимуществом ЭОП является его простое и легко доступное для понимания школьниками, изучающими квантовую физику, устройство.

Одно из основных достоинств ЭОП по сравнению с другими электронными приемниками света - это способность визуализации, то есть преобразования невидимого излучения в инфракрасном, ультрафиолетовом и даже в рентгеновском диапазонах в видимое невооруженным глазом.

Второе важное достоинство ЭОП - высокая чувствительность, позволяющая регистрировать отдельные кванты света. При этом ЭОП обладает достаточно высокой разрешающей способностью — пленочные мелкозернистые слои специальных люминофоров обеспечивают разрешение в несколько сотен линий на миллиметр. Третья отличительная черта - практическая безынерционность ЭОП, благодаря чему быстропротекающие физические процессы можно регистрировать в реальном режиме времени, что недоступно для визуализации никакими другими настолько же простыми средствами.

Рис. 1. ЭОП как электронная линза' объект 1 проецируется собирающей линзой (объективом) 2 на фотокатод 3; дополнительный электрод 4фокусирует поток фотоэлектронов, ускоряющихся благодаря высокому напряжению, приложенному к аноду 5 с нанесенным на него люминофором; собирающая линза (окуляр) б формирует обратное изображение объекта 7

Третья глава «Методика проведения учебного физического эксперимента с использованием ЭОП и ПЗС» содержит описание двухуровневой открытой системы 23 учебных физических экспериментов на основе применения технических средств электронной оптики, сгруппированных в 6 серий (схема на с. 11).

Для обеспечения необходимой полноты описания каждого эксперимента за основу взят достаточно продвинутый уровень изложения материала. Приведены рекомендации по возможному использованию того или иного эксперимента в соответствующих разделах и темах курсов физики школы (где это- целесообразно, в адаптированном виде) и общей физики вуза.

Система учебных физических экспериментов на основе применения технических средств электронной оптики

1. Исследование

возможностей электронной оптики (па примере эл е ктро н ио-оптн ч ее кого преобразователя)

2. Проведение измерений с помощью электронной оптики

3. Эксперименты по квантовой оптике

4. Эксперименты -по атомной физике

5. Визуализация отдельных видов люминесценции

6. Комплекс ПСЗ+ИК в учебном эксперименте

- Построение спектральной характеристики ЭОП

- Построение амплитудной характеристики ЭОП • Наблюдение собственных шумов ЭОП

- Визуализация излучения нагретых тел

- Наблюдение сверхслабого излучения свегоднодов „ в видимой и ИК-областях спектра

- Визуальная и фоторегистрация процесса пробоя лавинного фотодиода при обратном напряжении на р-о переходе

- Оптический пирометр слабо нагретых тел

• Исследование зависимости электрического сопротивления металлов от температуры

• Измерение спектрального коэффициента излучения материалов

- Измерение интегрального коэффициента излучения металлов

-Наблюдение квантовыхфлуктуаций сверхслабых световых потоков

- Наблюдение и счет единичных фотонов

- Изучение внешнего фотоэффекта и измерение красной границы фотоэффекта

■ Изучение спектров испускания и поглощения а инфракрасном диапазоне длин воля

■ Экспериментальное определение постоянной Ридберга • •

• Определение дога воля в инфракрасной области спектра с помощью дифракционной решетки

■ Определение угловой дисперсии дифракционной решетки в ИК-днапазоне

• Визуальное наблюдение катодолюминесценщш

■ Визуальное наблюдение фотолюминесценции

• Визуальное наблюдение триболюминесценции

■ Визуальное наблюдение звуколюминесценции

• Визуальное наблюдение альфа-люминесценшш

- Построение и использование комплекса ПЗС+ПК

СИСТЕМА ЭКСПЕРИМЕНТОВ (признаки): • наличие структуры (группировки) внутри системы - наличие у каждого элемента инвариантной и вариативной частей . - взаимосвязь внутри системы ■ наличие методических достоинств, преимуществ и перспектив использования - взаимосвязь с другими системами

Элементы электронной оптики, включая учебные физические эксперименты на основе применения ЭОП и ПЗС, могут быть использованы:

- в школах без углубленного изучения физики — фрагментарно; при

этом необходимо учесть, что электронная оптика, базирующаяся на использовании явления фотоэффекта, должна рассматриваться после его изучения;

- в школах с углубленным изучением физики - как отдельная тема после изучения фотоэффекта и его законов, содержащая обобщение и повторение геометрической и волновой оптики при проведении серии опытов;

- факультативно - в качестве спецкурса по электронной оптике (11-й класс);

- вне школы — в центрах дополнительного образования школьников (старшие классы), в качестве секции тепловидения, электронной оптики и т.п., с использованием адаптированного материала и индивидуального подхода к учащемуся с учетом уровня его развития и возраста;

- в вузе раздел электронной оптики может быть внедрен в программу лекционного курса и лабораторного практикума, как спецкурс по выбору или как материал для курсовой (дипломной) работы студента.

Отметим следующие методические достоинства данной системы.

- Новые и модифицированные известные эксперименты воплощены с помощью востребованных в настоящее время современных технических средств электронной оптики.

- УФЭ на основе применения электронной оптики применим в различных разделах физики.

- Однотипность используемых экспериментальных установок и правил обращения с ними. В большинстве экспериментов есть инвариантная часть: прибор электронной оптики (ЭОП или ПЗС) с блоком питания, формирующий изображение объектив и окуляр (экран); в опытах она используется с различными элементами типового учебного оборудования.

- Небольшие габариты и вес использующегося в опытах оборудования позволяет сделать любую из экспериментальных установок мобильной.

- Оборудование, применяющееся для постановки любого из экспериментов, не требует долгой настройки.

- Каждый из экспериментов можно реализовать как на повышенном уровне изучения физики, так и на адаптированном - для одного учащегося, профильного класса, учебной группы. При этом учет дифференциации уровня постановки и проведения каждого конкретного опыта определяется не только порядком и целями выполнения работы, но и глубиной предварительного повторения теории, лежащей в основе эксперимента, и полнотой обсуждения полученных результатов.

1 - Большинство опытов допускает свое видоизменение в соответствии с имеющимся оборудованием и материалами, условиями проведения, а также углубление. Так, в работе «Визуальная и фоторегистрация процесса пробоя лавинного фотодиода при обратном напряжении на р-п переходе»

сформулирована идея исследования поведения микроплазм при подаче переменного напряжения смещения высокой частоты; в работе «Визуальное наблюдение а-люминесценции» предлагается пронаблюдать Р-излучение, получить статистику а-излучения, определить длину пробега а-частицы в воздухе, оценить ее максимальную энергию и т.п.

В заключение главы делается вывод, что с применением технических средств электронной оптики — ЭОП и ПЗС - можно поставить множество других учебных физических экспериментов, и даются идеи некоторых из них.

Четвертая глава «Педагогический эксперимент» состоит из трех разделов.

Раздел Организация педагогического эксперимента в средней школе» содержит^ описание констатирующего (20QU2002 гг.), обучающего (2001-2002гг.)контрольного (2002-2003 гг,) экспериментов.

Педагогический эксперимент охватил 262 учащихся 11-х классов средних школ г. Кирова и области.

Констатирующий эксперимент позволил нам сделать следующие выводы:

- установлено, что в школах недостаточное внимание уделяется демонстрационному и самостоятельному физическому эксперименту учащихся, хотя он вызывает наибольший познавательный интерес по сравнению с другими методами обучения;

100 у

90 80 ?0 «о

50 40

30 20 ю о

Г - г -

- £ и

к. - ? -

- ъ к* -

* а V

л 1*

- л т

р ч.

% —*

: 1 * *

- 3 5

Л?

//// У

у// . '

Рис. 2. Распределение интереса учащихся 11-х классов к техническим новинкам

- подтверждена высокая эффективность экспериментального метода на уроках физики;

; - выявлена актуальность ознакомления учащихся 11-го класса, не 1

; имеющих представления о принципах работы широко применяемых в тех-

; нике и быту цифровой фото- и видеоаппаратуры, приборов ночного виде-

1 ния, камер видеонаблюдения и т.п., но весьма интересующихся этим во-

просом, с современными техническими средствами электронной оптики ; (рис. 2).

} На втором этапе исследования — обучающем эксперименте — в 11-х

классах этих же школ была поставлена задача ознакомить одиннадцатиклассников с элементами электронной оптики, с устройством и принципа-■ ми работы ее технических средств. Для этого были проведены два завер-

! шающих урока по темам «Световые кванты», «Действие света», на кото- ,

рых осуществлялось введение в электронную оптику, объяснялся принцип действия приборов электронной оптики, и с их помощью ставились простейшие демонстрационные эксперименты. | В ходе эксперимента убедительно показана доступность ознакомле- |

ния одиннадцатиклассников с основами электронной оптики, отмечено благожелательное восприятие учителями нового материала, высокая заинтересованность в получении знаний по электронной оптике со стороны учащихся.

. Эффективность внедрения элементов электронной оптики в курс фи-

I зики 11-го класса объективно доказал контрольный эксперимент, на кото-

ром учащимся, участвовавшим в обучающем эксперименте и не участвовавшим, из параллельного класса, было предложено несколько вопросов I по школьному материалу курса оптики, изученному ими ранее (табл. на

! с. 14).

1 Назовите явления, в которых свет ведет себя как волна.

2 Почему при наблюдении гномона не заметна дифракция?

3 В чем отличие цифрового фотоаппарата от фотопленочного?

4 Что такое люминесценция? Назовите какие-либо ее виды

5 Может ли видимое глазом ярко-красное излучение светодиода бьггь невидимо сквозь прозрачный для глаза светофильтр? Почему?

б Выполните оценку КПД обычной лампочки накаливания

7 Каковы примерные длины волн видимого света?

8 Какие виды спектров вам знакомы?

9 Интерферируют ли рентгеновские лучи? Почему?

10 Два источника света (светодиоды) одинаковой мощности испускают практически монохроматическое излучение, причем одни светодиод - в желтой области спектра, а другой — в красной. Какой из них ярче? Почему?

Результаты сравнения наглядно представлены на гистограмме (рис.3).

)

I 1

Рис. 3. Сравнение результатов ответов на вопросы экспертной группы (ряд 2) и контрольной группы (ряд 1)

Таким образом, внедрение элементов электронной оптики в курс физики не только необходимо и доступно, но и повышает эффективность усвоения учебного материала.

Раздел «Организация педагогического эксперимента в системе дополнительного образования» содержит описание проведения и разработанный учебно-тематический план внешкольного кружка по электронной оптике «Физические основы тепловидения», действовавшего в 2001-2002 гг. при Центре детского и юношеского творчества г. Кирова, внешкольного кружка «Основы электронной оптики», проводившегося на базе средней I школы пос. Нижнеивкино Кировской области, а также программу спецкур-

| са «Электронная оптика», факультатив по которому проводился в 2003 г. в

!* Вятской гуманитарной гимназии г. Кирова. Таким образом, в условиях

средней школы была реализована возможность подробно познакомить учащихся с электронной оптикой за пределами основной программы путем [ проведения внеурочных форм занятий.

Раздел «Организация педагогического эксперимента в высшемучеб-ном заведении» содержит описание констатирующего эксперимента (20012002 гг.),' поискового этапа (2001-2002 гг.) и обучающего эксперимента (2002-2003 гг.) в вузе, проводившихся среди студентов в Вятском государственном университете (г. Киров), Вятском государственном гуманитарном университете (г. Киров), Ижевском государственном техническом университете (филиал в г. Глазове) и Глазовском государственном педагогическом институте. Основной экспериментальной площадкой являлся Ижевский государственный технический университет, в Глазовском фи-

лиале которого в лекции и в лабораторный практикум по курсу общей физики был внедрен раздел «Электронная оптика».

Обработка результатов констатирующего эксперимента показала, что в вузах, по сравнению со средней школой, больше используется современных техщяеских средств, хотя в большинстве случаев предпочтение все-таки отдается более традиционным, таким, как телевизор, осциллограф, компьютер, микроскоп. Редко применяется электронная оптика -ЭОП, ПЗС, ПНВ, цифровые фото- и видеокамеры. В то же время отчетливо просматривается следующая тенденция - чем меньше известное оборудование изучается в вузе, тем больший процент студентов выступает за его изучение. С такими устройствами электронной оптики, как цифровые фото-, видеокамеры, приборы ночного видения выразили желание познакомиться более 90 % респондентов! В связи с этим очевиден вывод студентов о том, что изучение физики в вузе дает только базовые теоретические знания, недостаточно уделяется внимание практике — так ответили 82 % студентов. Почти пятая часть (18 %) утверждает, что современный курс физики «ничего не дает для реальной жизни» (рис. 4).

(

Рис 4. Оценка студентами значимости общего курса физики

■ Внедрение в вузовский физический практикум УФЭ га основе тех-

нических средств электронной оптики на обучающем этапе педагогического экспериме1гга привело к повышению уровня подготовки студентов в области электронной оптики. 4 Итак, проведенное нами исследование показало, что для ликвидации

I - увеличивающегося разрыва между уровнем знаний, получаемых

учащимися, и современным уровнем развития науки и техники в области

( 1

электронной оптики;

- слабой интеграции УФЭ по оптике и новых информационных тех-1 нологий;

- отставания технического уровня обеспечения учебной физической , лаборатории современными оптическими приборами

необходим УФЭ с использованием современных технических средств электронной оптики - электронно-оптического преобразователя изображения и прибора с зарядовой связью.

ЭОП и ПЗС доступны для понимания учащимися 11-го класса. Современные электронно-оптические приборы легко интегрируются с персо-' нальным компьютером. На их основе нами предложен комплекс по визуа-

лизации, обработке и сохранению не видимых глазом, быстропротекаю-щих и удаленных явлений, который можно включить в систему дистанционного обучения.

ЭОП и ПЗС являются эффективными усилителями яркости изображения слабосветящихся объектов, -индикаторами для визуализации невидимого излучения и скоростными затворами для регистрации быстропро-текающих явлений. Поэтому, их использование в учебном процессе дает возможность учащимся не только изучить принципы работы устройств электронной оптики, но и поставить с их помощью новые учебные экспе-I рименты. , ' ,

Одним из основных результатов исследования является разработка системы оригинальных экспериментов по электронной оптике, пригодных для внедрения в учебный физический эксперимент школ, внешкольных учебных заведений и вузов.

Теоретически обосновании экспериментально доказано, что применение электронной оптики в учебном физическом эксперименте:

а) повышает эффективность усвоения теоретических знаний и сфор-мированность экспериментальных умений учащихся,

б) усиливает познавательный интерес учащихся к предмету,

в) дает возможность углубленного изучения электронной оптики в профильных классах,

г) реализует межпредметные связи физики, информатики, техноло-; гии и других предметов,

д) создает теоретическую базу для изучения учащимися принципов работы широко распространенных в быту, науке и производстве цифровых фото- и видеокамер, приборов и прицелов ночного видения, охранной видеотехники и других электронно-оптических устройств.

Педагогический эксперимент и общение на научно-методических конференциях подтвердили своевременность настоящей работы.

Таким образом, в исследовании доказана необходимость, доступность и эффективность использования современных технических средств электронной оптики в курсе физики средней школы и высшего учебного заведения. Предложена новая система учебных экспериментов на основе I применения современных технических средств электронной оптики и ме-

I тодика ее использования в курсе физики школы, в системе дополнительно-

; го образования и в курсе общей физики вуза.

( Вопросы применения в учебном физическом эксперименте новых

материалов и оборудования, используемых совместно с электронной оптикой и получивших широкое распространение в современном мире, например оптоэлектроники, требуют отдельного исследования.

Основные результаты исследования отражены в следующих публикациях:

1. Горшечников М.В., Жаворонков В.И. Визуализация некоторых видов люминесценции / М.В. Горшечников, В.И. Жаворонков // Физика: Еженедельное приложение к газете «Первое сентября». - М.: Изд. дом '

>■ «Первое сентября», 2002. - № 18. - С. 4-5. (0,3 печ. л., авторских - 75 %).

- 2. Горшечников М.В. Визуализация _ не поддающихся обычному на- '

1 блюдению явлений с помощью ЭОП / М.В. Горшечников // Материалы на-

учной сессии Кировского филиала АЕ РФ и ВРО РАЕН. - Киров: Киров; ский филиал АЕ РФ, ВРО РАЕН, 2001. - С. 256-257. (0,1 печ. л.)

3. Горшечников М.В. Использование современных технических средств для качественной подготовки специалиста естественнонаучного профиля / М.В. Горшечников // Становление сознания специалиста: междисциплинарный диалог. Материалы Российско-Белорусской науч.-практ. 1 ! конф. - Киров: Изд-во ВятГГУ, 2003. - С. 321-323. (0,2 печ. л.) . ! ; 4. Горшечников М.В. Жаворонков В.И. Использование ЭОП в совре- ^ | менном физическом практикуме / М.В. Горшечников, В.И. Жаворонков // I ; Современный физический практикум: Сб. тез. докл. VII учеб.-метод. конф. (

* стран Содружества. - М.: Изд. дом МФО, 2002. - С. 245-246. (0,1 печ. л., ]

* авторских - 50 %). ^ _ 1

5. Горшечников М.В. Использование ЭОП и ПЗС для постановки и проведения нестандартных физических экспериментов / М.В. Горшечни-

5 ков // Информационный бюллетень ВНКСФ-8: Сб. тез. VIII Всерос. науч. |

I конф. студентов-физиков и молодых ученых. - Екатеринбург АСФ Рос- »'

! сии, 2002. - С.479-481. (0,2 печ. л.) !

6. Горшечников М.В., Жаворонков В.И., Чувашов В.Н. Наблюдение флуктуации сверхслабых световых потоков / М.В. Горшечников, В.И. Жа-

; воронков, В.Н. Чувашов // Физика: Еженедельное приложение к газете ;

( «Первое сентября». - М.: Изд. дом «Первое сентября», 2002. - № 22. - С. 2. ;

(0,3 печ. л., авторских - 50 %). ; 7. Горшечников М.В., Жаворонков В.И. Новые учебные эксперимен-

' ты по электронно-оптическим исследованиям сверхслабых световых пото-

; ков / М.В. Горшечников, В.И. Жаворонков // Физическое образование в ву-

зах. - М.: Изд. Дом Московского физического общества, 2002. - Т.8, № 4. (1,1 печ. л., авторских - 50 %).

8. Горшечников М.В. О возможностях применения системы ПЗС-ПК / М.В. Горшечников // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных трудов. - М.: ИОСО РАО, 2002. - № 14. - С. 73-74. (0,3 печ. л.) 1

I I

Н *

| 9. Горшечников М.В. Опыты по визуализации отдельных видов лю-

I минесценции / М.В. Горшечников // Проблемы учебного физического

1 эксперимента: Сборник научных трудов. - М.: ИОСО РАО, 2002. - № 16. -

( С. 39-41. (0,3 печ. л.)

; 10. Горшечников М.В. ПЗС в любительской астрофотографии /

М.В. Горшечников // Земля и Вселенная. - М.: Наука, 2003. - № 4. - С. 8788. (0,2 печ. л.)

< 11. Горшечников М.В., Дорошенко В.В., Жаворонков В.И. Примене-

1 ние электронно-оптического преобразователя для изучения спектра водо-

рода / М.В. Горшечников, В.В. Дорошенко, В.И. Жаворонков // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных трудов. - М.: ИОСО РАО, 2001. -№ 13. - С. 38-40. (0,2 печ. л., авторских - 40 %). .1 12. Горшечников М.В., Жаворонков В.И., Мансуров А.Н. Учебная

установка для изучения спектров в инфракрасном диапазоне длин волн / 1 М.В. Горшечников, В.И. Жаворонков, А.Н. Мансуров // Новые технологии

, в преподавании физики: школа и вуз. - М.: МПГУ, 2002. - С. 96.

(0,1 печ. л., авторских - 40 %).

13. Горшечников М.В., Жаворонков В.И. Эксперименты по визуализации отдельных видов люминесценции / М.В. Горшечников, В.И. Жаворонков // Вестник Вятского государственного гуманитарного университета. - Киров: Изд-во ВятГГУ, 2002. - № 7. - С. 102-105. (0,5 печ. л., авторских - 50 %).

14. Горшечников М.В., Жаворонков В.И. Электронно-оптический преобразователь изображения / М.В. Горшечников, В.И. Жаворонков // Преподавание физики в высшей школе. - М.: МПГУ, 2001. - № 20. - С. 53-

I 55. (0,2 печ. л., авторских - 50 %).

I 1

Подписано ■ печать 11.05.2004 Формат «ОхМ'/ц У«л. печ. л. 1Д5. Тираж 100 >«. ПечгшыВ иех ВятГГУ Заказ

»10433

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Горшечников, Михаил Васильевич, 2004 год

Введение

Глава 1. Научно-педагогические основы учебного физического эксперимента по электронной оптике

1.1. Психолого-педагогические основы построения учебного физического эксперимента

1.2. Исследование современного состояния применения электронной оптики в учебном физическом эксперименте

1.3. Анализ оснащения учебной физической лаборатории современным оборудованием для проведения учебных экспериментов по электронной оптике

Выводы

Глава 2. Физико-технические основы разработки учебных физических экспериментов по электронной оптике

2.1. Анализ границ применимости и принципов работы технических средств электронной оптики в целях их использования в учебном физическом эксперименте

2.2. Устройство технических средств электронной оптики

2.3. Исследование возможностей основных современных технических средств электронной оптики - ЭОП и ПЗС -для разработки учебных экспериментов

Выводы

Глава 3. Методика проведения учебного физического эксперимента с использованием ЭОП и ПЗС

3.1. Исследование возможностей электронной оптики (на примере электронно-оптического преобразователя)

3.1.1. Построение спектральной характеристики ЭОП

3.1.2. Построение амплитудной характеристики ЭОП

3.1.3. Наблюдение собственных шумов ЭОП

3.1.4. Визуализация излучения нагретых тел

3.1.5. Наблюдение излучения светодиодов в ИК-области спектра и сверхслабого свечения светодиодов в видимом диапазоне

3.1.6. Визуальная и фоторегистрация процесса пробоя лавинного фотодиода при обратном напряжении на р-n переходе

3.2. Проведение измерений с помощью электронной оптики

3.2.1. Оптический пирометр слабо нагретых тел

3.2.2. Исследование зависимости электрического сопротивления металлов от температуры

3.2.3. Измерение спектрального коэффициента излучения материалов

3.2.4. Измерение интегрального коэффициента излучения металлов

3.3. Эксперименты по квантовой оптике

3.3.1. Наблюдение квантовых флуктуаций сверхслабых световых потоков

3.3.2. Наблюдение и счет единичных фотонов

3.3.3. Изучение внешнего фотоэффекта и измерение красной границы фотоэффекта

3.4. Эксперименты по атомной физике

3.4.1. Изучение спектров испускания и поглощения в инфракрасном диапазоне длин волн

3.4.2. Экспериментальное определение постоянной Ридберга

3.4.3. Определение длин волн в инфракрасной области спектра с помощью дифракционной решетки

3.4.4. Определение угловой дисперсии дифракционной решетки в ИК-диапазоне

3.5. Визуализация отдельных видов люминесценции

3.5.1. Визуальное наблюдение катодолюминесценции

3.5.2. Визуальное наблюдение фотолюминесценции

3.5.3. Визуальное наблюдение триболюминесценции

3.5.4. Визуальное наблюдение звуколюминесценции

3.5.5. Визуальное наблюдение альфа-люминесценции

3.6. Комплекс ПЗС + ПК в учебном эксперименте . 153 Выводы

Глава 4. Педагогический эксперимент 158 Организация педагогического эксперимента:

- в средней школе

- в системе дополнительного образования

- в высшем учебном заведении . . . . . 181 Выводы

Введение диссертации по педагогике, на тему "Применение электронной оптики в учебном физическом эксперименте"

Принятая в конце 2001 г. концепция модернизации российской системы образования одним из основных положений содержит требование совершенствования структуры и содержания образования. Меняется отношение государства к образованию - оно становится одним из важнейших приоритетов в его политике. Задача современного образования - не только обеспечить усвоение учащимся определенного объема знаний, но и подготовить его к реальной жизни, позволить овладеть навыками, которые он может использовать вне учебного заведения.

Чтобы сегодняшняя школа не превратилась в «конвейер знаний», который движется со скоростью, не соответствующей возможностям ребенка, с учащихся необходимо снять перегрузку. Но жизнь требует расширения школьной программы: информатика, иностранные языки включаются в программу младших классов. Появляются основы права, экономики, экологии - идет гуманитаризация образования. Выходом из состояния перегрузки является увеличения срока обучения (это мировая тенденция) и введение в старших классах профильного обучения.

Важный акцент делается на дифференциацию образования.

Внешняя дифференциация подразумевает наличие различных программ по физике - например, в школах общеобразовательного, гуманитарного, естественнонаучного, физико-математического, технического и других профилей на учебный предмет «физика» отводится неодинаковое количество часов в неделю, используются разные учебники и задачники, имеется различный технический уровень экспериментального оснащения процесса обучения и т.д.

Внутренняя дифференциация подразумевает постановку и решение задач разного уровня сложности для учащихся различной степени подготовки внутри учебной группы, которые реализуются путем индивидуализации обучения.

Профильность обучения в старших классах способствует решению задачи профессиональной ориентации школьника.

Обновленная таким образом школа решает важнейшую задачу гуманизации образования - учебное заведение способствует сохранению и укреплению здоровья детей, избавлению их от перегрузки, проведению обучения школьника с учетом его интересов в тесной связи с интересами современного социума.

Настоящее время для страны - время бурного развития и подъема, реформ во многих сферах жизни общества, когда государством востребованы образованные и духовно развитые личности; одновременно это время открытости общества, когда человек не может стоять вдали от прогресса. Мир как бы уменьшается из-за развития глобализма во всех сферах человеческой деятельности и стремительного развития информационных технологий. Объем накопленной человечеством информации растет по экспоненциальному закону, темп научно-технического прогресса увеличивается. Происходит не только резкое возрастание количества информации, приходящейся на каждого члена общества, но и качественное изменение в средствах ее получения, хранения и способах обработки. Становится важен не только базовый объем знаний человека, а и умение добывать недостающую информацию и применять ее в практической деятельности. На это направлено развивающее обучение.

Перед любым образовательным учреждением должны ставиться задачи более широкой подготовки и развития учащегося для перехода от обучения к самостоятельной деятельности. Принятая в 2001 г. в РФ программа компьютеризации городских и поселковых школ - запоздалое решение части проблем подготовки молодых людей к жизни в современном обществе: в развитых странах в систему образования уже давно вошли новейшие информационные технологии, широко используются медиатеки, дистанционное и Интернет-образование, обучающие компьютерные программы, электронные учебники и базы данных [85, 127, 133, 159, 183]. В федеральной целевой программе «Развитие единой образовательной информационной среды», принятой Правительством РФ в 2003 г., отмечено, что «состояние информатизации российской школы можно оценить как неудовлетворительное». Поэтому мы считаем, что требуется работа, направленная на ликвидацию отставания, - на устранение разрыва между внедрением в жизнь новых технологий, оборудования и обучением подрастающего поколения их использованию. Учащийся должен понимать, что он получит в учебном заведении не только определенный программой объем знаний, умений и навыков, но и способность ориентироваться на их основе в современном сложном мире, опыт работы с новейшим оборудованием, встречающимся в быту и на производстве.

Таким образом, совершенствование системы образования вынуждает изменять принципы отбора его содержания с целью удовлетворения современным требованиям к уровню знаний и умений учащихся.

Сейчас, как и в любую эпоху, наблюдается противоречие между бурным развитием физики и техники и слабой разработанностью в обучении физических опытов с использованием новейших технических средств, в частности современных приборов электронной оптики.

Из противоречия вытекает проблема недостаточного использования в современном учебном физическом эксперименте новых технических средств, заключающаяся, в частности в отсутствии учебных экспериментов по электронной оптике, которая является актуальной для теории и практики обучения.

Актуальность выбранной темы исследования также определяется:

- в связи с увеличивающейся дифференциацией образования -недостаточностью методических разработок для углубленного изучения отдельных разделов курса физики, в том числе учебного физического эксперимента по электронной оптике, который мог бы использоваться в разном объеме в школах различного профиля, в первую очередь, физико-математического;

- быстрым развитием новейших технических средств электронной оптики в последние годы и все увеличивающимся применением их в науке, технике и быту, с одной стороны, и практически полным отсутствием изучения их в школе и недостаточным изучением их в общем курсе физики вуза, с другой стороны;

- необходимостью информатизации учебного процесса, и, как следствие, обучение учащихся пониманию принципов работы компьютерных периферийных устройств, построенных на основе электронной оптики (цифровые фото- и видео-камеры, сканеры, web-камеры и т.п.).

Предмет исследования - методика подготовки и проведения учебного физического эксперимента на основе применения технических средств электронной оптики.

Цель исследования - научное обоснование и экспериментальная апробация разработанных и усовершенствованных нами учебных физических экспериментов на основе применения технических средств электронной оптики в курсе физики средней школы, системе дополнительного образования и курсе общей физики вуза.

Гипотеза исследования: если в курсах физики средней школы, вуза и системы дополнительного образования применять учебные физические эксперименты, построенные на основе применения технических средств электронной оптики, то: а) усилится познавательный интерес учащихся к предмету, б) появится возможность углубленного изучения электронной оптики в профильных классах, в) повысится эффективность усвоения учащимися учебного материала по различным разделам физики, г) реализуются прикладной характер учебного предмета и прямые и обратные межпредметные связи курсов физики, информатики, технологии и др.

Исходя из объекта, предмета, цели и гипотезы исследования, нами решаются следующие задачи исследования:

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: теоретические:

- анализ научной и учебной литературы в рамках темы исследования по философии, психологии, педагогике, физике, методике физики, учебных программ по физике;

- синтез представлений при формировании понятий и условий применения в УФЭ электронной оптики;

- моделирование физического эксперимента по теме исследования;

- системный подход при разработке учебных физических экспериментов;

- проектирование методических материалов; экспериментальные:

- создание учебных экспериментальных установок по теме исследования;

- обобщение имеющегося практического опыта постановки учебного физического эксперимента;

- разработка системы учебных экспериментов по теме исследования;

- педагогический эксперимент по внедрению полученных результатов в курсы физики средней и высшей школы.

Научная новизна настоящего исследования заключается в том, что:

-разработаны новые опыты и предложены оригинальные варианты известных учебных экспериментов по электродинамике и квантовой физике курса физики школы, по оптике, квантовой и атомной физике, физике твердого тела курса общей физики вуза на основе использования современных технических средств электронной оптики - электронно-оптического преобразователя изображения (ЭОП) и прибора с зарядовой связью (ПЗС);

- предложена методика использования учебного физического эксперимента по электронной оптике в средней школе, в системе дополнительного образования и вузе.

Теоретическая значимость исследования заключается в построении системы учебных физических экспериментов на основе применения современных технических средств электронной оптики и обосновании необходимости, доступности и эффективности внедрения ее элементов в курсы физики школы (по разделам электродинамики и квантовой физики) и высшего учебного заведения (по разделам оптики, квантовой и атомной физики, физики твердого тела).

Практическая значимость работы выражается в следующем:

- предложены новые и оригинальные варианты известных учебных опытов с использованием электронной оптики по электродинамике и квантовой физике в школе и оптике, физике твердого тела, квантовой оптике и физике атома в вузе;

- предложена методика проведения учебного физического эксперимента, благодаря которой учащиеся получают представление об устройстве и принципах работы современных технических средств электронной оптики;

-разработаны и апробированы программы внеурочных занятий по электронной оптике для школьников старших классов;

- результаты исследования используются в лабораторном практикуме и при чтении курса общей физики для студентов вуза [45,46, 47,48].

Достоверность и обоснованность исследования обеспечены:

- разработкой теоретической базы исследования;

- анализом имеющихся исследований в данной области;

- проверкой эффективности применения данных моделей и реализацией предложенных экспериментов;

- апробацией результатов исследования педагогическим экспериментом в средней школе и в системе дополнительного образования;

- успешным внедрением результатов в учебный процесс вуза.

На защиту выносятся:

2. Система учебных физических экспериментов на основе использования технических средств электронной оптики.

Результаты исследования докладывались на международных, всероссийских и региональных научно-методических конференциях:

1. На научной конференции ВГПУ, г. Киров, апрель 2001 г.

2. На методическом объединении учителей физики г. Кирова, август 2001 г.

3. На шестой Всероссийской научно-практической конференции «Учебный физический эксперимент», г. Глазов, январь 2001 г.

4. На научной сессии Кировского филиала Академии Естествознания РФ и Вятского регионального отделения Российской Академии естественных наук, г. Киров, 14-15 ноября 2001 г.

5. На седьмой Всероссийской конференции «Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы. Современные решения», г. Глазов, январь 2002 г.

6. На 8-й Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, г. Екатеринбург, 29 марта - 4 апреля 2002 г.

7. На III Международной научно-методической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз» («НТПФ-Ш»), г. Москва, 11-14 марта 2002 г.

8. На научной конференции ВГПУ, г. Киров, апрель 2002 г.

9. На 7-й международной конференции стран Содружества «Современный физический практикум», проводившейся Министерством образования РФ и Ассоциацией кафедр физики технических вузов России под председательством академика РАН Ж. И. Алферова, г. С.-Петербург, 28-30 мая 2002 г.

10. На IV областной конференции «Информационные технологии в образовании», г. Киров, 25-26 марта 2003 г.

11. На российско-белорусской научно-теоретической конференции «Становление сознания специалиста: междисциплинарный диалог», г. Киров, 2-4 апреля 2003 г.

Результаты исследования внедрены в практику работы школ, Центра детского и юношеского творчества г. Кирова, кафедры общетехнических наук Глазовского филиала Ижевского государственного технического университета.

Автором осуществлено 36 публикаций, в том числе по теме диссертационного исследования 14 публикаций [40, 43-52, 62-64], из них статей —11, тезисов докладов - 3.

Диссертация подводит итог восьмилетней работе автора, осуществлявшейся на базе межвузовской лаборатории физической электроники ВятГГУ.

Цель и задачи исследования определили структуру построения диссертации.

В первой главе рассматриваются научно-методические основы учебного физического эксперимента по электронной оптике, современное состояние использования технических средств электронной оптики в средней школе и вузе и делается вывод о необходимости разработки новых учебных экспериментов по теме исследования.

Вторая глава описывает строение и принцип действия электронно-оптических приборов, их виды и характеристики. Из всех технических средств электронной оптики выделяются ПЗС и ЭОП как современные и широко используемые в науке и технике.

Третья глава содержит описание системы из шести серий экспериментов, основанных на применении технических средств электронной оптики. Приводятся разработанные нами 23 новых и оригинальных вариантов известных экспериментов по оптике, квантовой и ядерной физике, электродинамике, физике твердого тела для использования в УФЭ школы и вуза.

Четвертая глава посвящена практическому обоснованию доступности и эффективности использования элементов электронной оптики в учебном физическом эксперименте средней школы, системы дополнительного образования и вуза. Описывается педагогический эксперимент с применением статистических методов обработки его результатов.

Объем диссертации составляет 212 страниц. Работа содержит 35 рисунков, 22 фотографии, 10 таблиц. Библиографический список насчитывает 212 наименований.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы

1. Средствами педагогического эксперимента доказана необходимость и доступность изучения элементов электронной оптики и ее технических приложений учащимися 11-х классов общеобразовательной школы, а также его эффективность. Внедрение в учебных физический эксперимент средств электронной оптики способствует более правильному и полному пониманию учащимися оптических явлений, позволяет сократить разрыв между уровнем преподавания физики в школе и современным уровнем развития физики и техники, стимулирует рост познавательного интереса учащихся к предмету.

2. Разработаны и апробированы программы внеурочных занятий по электронной оптике для школьников старших классов, показавшие возможность построения факультатива и внешкольных занятий по теме электронная оптика.

3. По результатам исследований в вузах, получен очень тревожный результат, когда выяснилось, что каждые 99 из 100 студентов не считают, что вузовский курс физики дает необходимые навыки для легкого освоения на практике технических новинок, - и это, в основном, на физико-технических специальностях.

В то же время у студентов, как показал педагогический эксперимент, есть огромное желание изучать современные темы и технические приборы, в основном связанные с оптикой и электромагнитными волнами, но в вузах уделяется мало внимания новым достижениями науки и техники, а лабораторные практикумы, по общему мнению студентов, устарели.

Внедрение в вузовский физический практикум экспериментов на основе технических средств электронной оптики показало повышение уровня подготовки студентов в области электронной оптики на общем фоне необходимости более глубокого изучения технических средств электронной оптики в вузах в целях предотвращения дальнейшего отставания экспериментального курса физики вуза от потребностей сегодняшнего дня.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современные требования к знаниям и умениям учащихся, необходимость реализации развивающего обучения, дальнейшей дифференциации и индивидуализации образования, компьютеризации учебного процесса вызывают необходимость совершенствования учебного эксперимента по физике с помощью новых технических средств и разработки принципиально новых учебных физических экспериментов.

Проведенный научно-методический анализ учебного физического эксперимента показал, что для ликвидации

-увеличивающегося разрыва между уровнем знаний, получаемых учащимися, и современным уровнем развития науки и техники в области электронной оптики,

-слабой интеграции УФЭ по оптике и новых информационных технологий,

- отставания технического уровня обеспечения учебной физической лаборатории современными оптическими приборами необходим принципиально новый УФЭ с использованием современных технических средств электронной оптики - электронно-оптического преобразователя изображения (ЭОП) и прибора с зарядовой связью (ПЗС).

ЭОП и ПЗС доступны для понимания учащимися 11-го класса. Они легко интегрируются с компьютером. На их основе нами предложен комплекс по визуализации, обработке и сохранению невидимых глазом, быстропротекающих и удаленных явлений, который можно включить в систему дистанционного обучения.

ЭОП и ПЗС являются эффективными усилителями яркости изображения слабосветящихся объектов, индикаторами для визуализации невидимого излучения и скоростными затворами для регистрации быстропротекающих явлений. Поэтому их использование в учебном процессе дает возможность учащимся не только изучить принципы работы устройств электронной оптики, но и поставить с их помощью новые учебные эксперименты.

Изучение характеристик данных приборов доказало возможность применения ЭОП и ПЗС в УФЭ - они доступны, удовлетворяют научно-методическим требованиям, предъявляемым к учебному оборудованию, разработаны рекомендации по их эксплуатации.

Одним из основных результатов исследования является разработка новых (и предложение модифицированных известных) оригинальных учебных экспериментов по электронной оптике, пригодных для внедрения в учебный физический эксперимент школ, внешкольных учебных заведений и вузов.

Предложение подобных «нестандартных» экспериментов является особо актуальным в настоящее время ввиду недостаточного количества методических разработок для школ физико-математического профиля, внешкольных занятий и факультативов.

Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что применение электронной оптики в учебном физическом эксперименте: а) повышает уровень усвоения теоретических знаний и сформированности экспериментальных умений учащихся, б) усиливает познавательный интерес учащихся к предмету, в) дает возможность углубленного изучения электронной оптики в профильных классах, г) реализует межпредметные связи физики, информатики, технологии и др. предметов, д) создает теоретическую базу для изучения учащимися принципов работы широко распространенных в быту, науке и производстве цифровых фото- и видеокамер, приборов и прицелов ночного видения, охранной видеотехники и других электронно-оптических устройств.

Таким образом, в исследовании доказана необходимость, доступность и эффективность использования современных технических средств электронной оптики в курсах физики средней школы и высшего учебного заведения.

В заключение нужно отметить, что вопросы применения в учебном физическом эксперименте новых материалов, приборов и оборудования, используемых совместно с электронной оптикой и получивших широкое распространение в современном мире, например, оптоэлектроники, требуют отдельного исследования.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Горшечников, Михаил Васильевич, Киров

1. Агибова И. М. Комплекс лабораторных работ и средств обучения по физической оптике и методике его применения в школах разного типа: Дис.канд.пед.наук. -М., 1994. 196 с.

2. Альбом течений жидкости и газа / Сост. М. Ван-Дайк. М.: Мир, 1986. -184 с.

3. Ананьев Д. В. Учебный физический эксперимент как средство развития личности учащихся на уроках физики: Дис.канд. пед. наук. -Оренбург, 1998.- 198 с.

4. Анциферов Л. И. Оптимизация школьного физического эксперимента: Дис. д-ра пед. наук. Курск, 1985.-427 с.

5. Анциферов Л. И., Пищиков И. М. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента. М.: Просвещение, 1984. - 256 с.

6. Анциферов Л. И. Самодельные приборы для физического практикума в средней школе: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1985. - 128 с.

7. Арцимович Л. А., Лукьянов С. Ю. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. М.: Наука, 1972. - 223 с.

8. Бабанский Ю. К. Методы обучения в современной общеобразовательной школе. М.: Просвещение, 1985. - 208 с.

9. Бабанский Ю. К. Проблемы повышения эффективности педагогических исследований (дидактический аспект). М.: Педагогика, 1982. - 192 с.

10. Бабичев А. А., Корниенко Ю. В., Парусимов В. Г., Станкевич Д. Г., Усиков А. Я. Цифровая обработка астрономических изображений: Труды 14 международного конгресса по высокоскоростной фотографии и фотонике. М., 1980. - С. 436-440.

11. Барчук Е. И. Формирование исследовательских умений в лабораторном практикуме в высшей школе: Дис. канд. пед. наук. -М., 1987. 203 с.hf

12. Беляев С. П., Никифорова Н. К., Смирнов В. В., Щелчков Г. И. Оптико-электрические методы изучения аэрозолей. М.: Энергоиздат, 1981. -280 с.

13. Беляева А. П. Интегративно-модульная педагогическая система фу профессионального образования. СПб., 1996. - 227 с.

14. Берлин Т. Р. Вариативность содержания и методики проведения физического практикума в средней школе: Дис. канд. пед. наук. -СПб., 1995.- 159 с.

15. Билимович Б. Ф. Световые явления вокруг нас. М.: Просвещение, 1986.- 176 с.

16. Богаткина JI. Б. Система школьного демонстрационного эксперимента и учебного оборудования по физической оптике как средство совершенствования учебно-воспитательного процесса: Дис.канд. пед. наук. М., 1984.- 168 с.

17. Бугаев А. И. Тенденции развития обучения физике в современной ^ общеобразовательной школе: Дис. д-ра пед. наук в форме научногодоклада. М., 1983. - 48 с.

18. Буров В. А., Дик Ю. И., Зворыкин Б. С. Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7 11 классах общеобразовательных учреждений. -М.: Просвещение, 1996. - 368 с.ф 19. Буров В. А., Зворыкин Б. С., Покровский А. А., Румянцев И. М.

19. Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы: 4.1. М.: Просвещение, 1971. - 370 с.

20. Бутслов М. М., Геворкян Г. Т., Липатов С. В. Электронно-графический преобразователь изображения для исследования спектров

21. Ф^ слабоизлучающих объектов // Физическая электроника: Сб. М.: Наука,1976. С. 11-15.

22. Бутслов М. М., Завойский Е. К., Фанченко С. Д. Каскадные ЭОП для исследования быстропротекающих процессов // Оптико-механическая промышленность. 1972. - № 8. - С. 57-63.

23. Бутслов М. М., Степанов Б. М., Фанченко С. Д. Электронно-оптические преобразователи и их применение в научных исследованиях. -М.: Наука, 1978.-431 с.

24. Бутслов М. М. Электронно-оптические усилители света с магнитной фокусирующей системой // Электронная техника. Сер. 3: Электроннолучевые и фотоэлектрические приборы. 1968. - Вып. 5. - С. 216-222.

25. Быков К. Вооруженный взглядом // Мастер 12 Вольт. 2003. - № 47. -С. 52-55.

26. Вавилов С. И. Глаз и Солнце (о свете, солнце и зрении). М.: Наука, 1981.- 128 с.

27. Вайнер И. С. В целях оптимизации лабораторного практикума // Вестник высшей школы. 1984. - № 7. - С. 16-20.

28. Василевский А. М., Кропоткин М. А., Тихонов В. В. Оптическая электроника. JL: Энергоатомиздат, 1990. - 176 с.

29. Вишневский JL И. Система, методика изучения и применения осциллографических методов в курсе физики средней школы: Дис. канд. пед. наук. М., 1974. - 185 с.

30. Володин А. М. Методика изучения оптики в основном курсе физики средней школы: Дис. канд. пед. наук. М., 1997. -216 с.

31. Восканян А. Г., Грейдина Е. С., Зворыкин Б. С. и др. Кабинет физики средней школы / Под ред. А. А. Покровского М.: Просвещение, 1982. -159 с.

32. Выготский JI. С. Избранные психологические исследования. М.: АПН РСФСР, 1956.-С. 438-452.

33. Выготский J1. С. Мышление и речь. М.; JL: Соцэкгиз, 1934. - 324 с.

34. Гайдаев А. А., Камалов А. Н. Метеоры // Физика в школе. 1998. -№ 1.-С. 62-65.

35. Гальперин П. Я. Введение в психологию. М.: МГУ, 1976. - 149 с.

36. Гладышева Н. К., Нурминский И. И. Физика. Учебник для 9 класса. -М.: Просвещение, 1998. 256 с.

37. Голин Г. М., Филонович С. Р. Классики физической науки. М.: Высш. шк., 1989.-576 с.

38. Горин В. В. Методика адаптации современного физического эксперимента к условиям специального практикума педагогического вуза: Дис. канд. пед. наук. -М., 2000. 184 с.

39. Горшечников М. В. Болид 1982 года над Кировской областью // Метеоритика: Сб. научных трудов Комитета по метеоритам РАН. -М., 1993. Вып. 50. - С. 130-133.

40. Горшечников М. В. В ожидании «звездного дождя» Леонид // Земля и Вселенная. 1992. - № 5. - С. 86-90.

41. Горшечников М. В. Визуализация не поддающихся обычному наблюдению явлений с помощью ЭОП // Материалы научной сессии Кировского филиала АЕ РФ и ВРО РАЕН. Киров, 2001. - С. 256-257.

42. Горшечников М. В. Впечатления о ноябрьском звездопаде-99 // Альманах «Небо и человек». 2000. - № 65, апрель. - С. 4.

43. Горшечников М. В. Геминиды в 1986 году // Астрономический вестник. 1989. - Т. 23, № 3. - С. 271-272.

44. Горшечников М. В., Дорошенко В. В., Жаворонков В. И. Применение электронно-оптического преобразователя для изучения спектра водорода // Проблемы учебного физического эксперимента. 2001. -№ 13.-С. 38-40.

45. Горшечников М. В., Жаворонков В. И. Визуализация некоторых видов люминесценции//Первое сентября. Физика. 2002. - №18. - С. 4-5.

46. Горшечников М. В., Жаворонков В. И. Использование ЭОП в современном физическом практикуме / Современный физический практикум: Сб. трудов VII учебно-методической Конференции стран Содружества. СПб., 2002. - С. 245-246.

47. Горшечников М. В., Жаворонков В. И., Мансуров А. Н. Учебная установка для изучения спектров в инфракрасном диапазоне длин волн // Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз. М.: МПГУ, 2002.-С. 96.

48. Горшечников М. В., Жаворонков В. И. Новые учебные эксперименты по электронно-оптическим исследованиям сверхслабых световых потоков // Физическое образование в вузах. 2002. - Т. 8, № 4. -С. 107-116.

49. Горшечников М. В., Жаворонков В. И., Чувашов В. Н. Наблюдение флуктуаций сверхслабых световых потоков // Первое сентября: Физика. 2002. - № 22. - С. 2.

50. Горшечников М. В., Жаворонков В. И. Эксперименты по визуализации отдельных видов люминесценции // Вестник Вятского государственного гуманитарного университета. 2002. - № 7. - С. 102-105.

51. Горшечников М. В., Жаворонков В. И. Электронно-оптический преобразователь изображения // Преподавание физики в высшей школе.-2001.-№20.-С. 53-55.

52. Горшечников М. В. Использование ЭОП и ПЗС для постановки и проведения нестандартных физических экспериментов // Информационный бюллетень ВНКСФ-8. Екатеринбург, 2002. -С. 479-481.

53. Горшечников М. В. Какими были Леониды-99? // Земля и Вселенная. -2001.-№ 1.-С. 86-88.

54. Горшечников М. В. Леониды в 1998 году // Астрономический вестник. 1999. - Т. 33, № 3. - С. 274-276.

55. Горшечников М. В. Леониды в 2002 году // Земля и Вселенная. -2003.-№3.-С. 17-20.

56. Горшечников М. В. Лириды в 1985 г. // Астрономический вестник. -1988. Т. 22, № 2. - С. 184-186.

57. Горшечников М. В., Лысак Т. Н., Безруков А. Н. Наблюдения метеорного потока Персеид в 1993 г. // Земля и Вселенная. 1994. -№5.-С. 84-85.

58. Горшечников М. В., Мальцев А. В. Семинар наблюдателей метеоров в Кирове // Земля и Вселенная. 1991. - № 5. - С. 85-86.

59. Горшечников М. В. Метеорные исследования в Кирове // Альманах «Небо и человек». 1999. - № 57, сентябрь. - С. 3.

60. Горшечников М. В. Наблюдения Лирид в 1988 году // Земля и Вселенная. 1989. -№ З.-С. 70-71.

61. Горшечников М. В. Наблюдения метеоров в Кирове // Земля и Вселенная. 1999. -№ 4. - С. 65-71.

62. Горшечников М. В. О возможностях применения системы ПЗС-ПК // Проблемы учебного физического эксперимента. 2002. - № 14. -С. 73-74.

63. Горшечников М. В. Опыты по визуализации отдельных видов люминесценции // Проблемы учебного физического эксперимента. -2002. -№ 16.-С. 39-41.

64. Горшечников М. В. ПЗС в любительской астрофотографии // Земля и Вселенная 2003. - № 4. - С. 87-88.

65. Горшечников М. В. Семинар наблюдателей метеоров в г. Кирове // Земля и Вселенная. 1994. - № 6. - С. 80-81.

66. Горшечников М. В. Физика. Введение в механику. Киров: КО ЗФМШ, 1992.- 10 с.

67. Горшечников М. В. Физика. Кинематика. Киров: КО ЗФМШ, 1992. -Юс.

68. Горшечников М. В. Физика. Динамика прямолинейного движения. -Киров: ЦДО ОШ, 1992. 13 с.

69. Горшечников М. В. Физика. Движение по окружности. Киров: ЦДО ОШ, 1992.-10 с.

70. Горшечников М. В. Физика. Статика. Механика жидкостей и газов. -Киров: ЦДО ОШ, 1992. 11 с.

71. Горшечников М. В. Физика. Законы сохранения в механике. Киров: ЦДО ОШ, 1992. - 12 с.

72. Горшечников М. В., Хотинок P. JI. Семинар наблюдателей метеоров в Кирове // Астрономический вестник. 1992. - Т. 26, № 2. - С. 126.

73. Гринбаум М. И. Повышение эффективности демонстрационного эксперимента путем применения новых электронных приборов: Дис. канд. пед. наук. М., 1968. - 252 с.

74. Гринбаум М. И. Самодельные приборы по физике. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1972. - 200 с.

75. Данюшенков В. С., Коршунова О. В. Домашний эксперимент по физике в условиях развивающего обучения: Учебное пособие. Киров: Изд-во ВГПУ, 2000.- 112 с.

76. Данюшенков В. С. Осциллографирование в курсе физики средней школы: Дис. канд. пед. наук. М., 1979. - 234 с.

77. Данюшенков В. С. Целостный подход к методике формирования познавательной активности учащихся при обучении физике в базовой школе. М.: МПГУ, 1995. - 208 с.

78. Демонстрационный эксперимент по физике средней школы: 4.2. Колебания и волны. Оптика. Физика атома / Под ред. А. А. Покровского. М.: Просвещение, 1979. - 448 с.

79. Довга Г. В. Проблема инновационных технологий обучения на уроках физики в средней школе: Дис. канд. пед. наук. СПб., 1999. -215 с.

80. Дружинина О. М. Дифференцированный подход при проведении лабораторных работ по физике в старших классах средней школы: Дис. канд. пед. наук. Челябинск, 1997. - 166 с.

81. Евсюков А. А. Методика изучения принципов осциллографирования и телевидения в курсе физики средней школы на специально разработанных комплексах приборов: Дис. канд. пед. наук. -М., 1967.- 123 с.

82. Ельцов А. В. Изучение электронных процессов в вакууме и твердом теле в курсе физики средней школы с применением ЭВМ: Дис. канд. пед. наук. Рязань, 1995. - 150 с.

83. Еркин А. М. Использование газоразрядных ламп с холодным катодом в учебном эксперименте: Дис. канд. пед. наук. М., 1963. - 285 с.

84. Жаворонков В. И., Жаворонков С. И. Лабораторная работа по исследованию инфракрасных спектров // Проблемы учебного физического эксперимента. Глазов, 2001. - Вып. 11. - С. 41-42.

85. Жаворонков В. И., Жаворонков С. И. Электронно-лучевой индикатор для исследования слабого свечения // Приборы и техника эксперимента АН СССР. 1976. - № 5 . - 294 с.

86. Жаворонков В. И. Индикатор для оптических исследований слабосветящихся объектов // Измерения и помехи. Ионизация, аэрозоли, электрометрия. Х.Тарту, 1980. - С. 106-110.

87. Жаворонков В. И. Исследование возможностей использования ЭОП и телевизионных средств в физическом практикуме и демонстрационном эксперименте. М.: ФПК МГПИ, 1987. - 15 с.

88. Жаворонков В. И. Лабораторная установка на основе двухкамерного ЭОП для учебного физического практикума / Техническое описание и методические рекомендации по эксплуатации. Киров-Глазов, 1998. -32 с.

89. Жаворонков В. И., Мансуров А. Н. О возможностях применения электронно-оптического преобразователя в демонстрационном эксперименте // Физика: Сборник научно-методических статей. -Вып. 16.-М., 1991.-С. 48-50.

90. Жаворонков В. И., Мансуров А. Н. Применение электронно-оптического преобразователя в демонстрационном эксперименте по курсу общей физики // Известия высших учебных заведений: Физика. -1986.-№7.-С. 112-114.

91. Жаворонков В. И., Мансуров А. Н. Применение ЭОП в демонстрационном эксперименте по курсу общей физики // Изв. вузов. -Физика. 1986. №7.-С. 112-115.

92. Жаворонков В. И. Оптико-физические методы и средства регистрации однократных быстропротекающих и слабосветящихся процессов // Вестник Верхне-Волжского отделения Академии технологических наук. 1996. - № 1 (2). - С. 162-168.

93. Жаворонков В. И. Опыт по проверке закона Стефана-Больцмана // Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз. М., 2000. -С. 64.

94. Жаворонков В. И. Применение ЭОП при постановке демонстраций по курсу общей физики. Техническое описание и методические указания. -М.: ФПК МГПИ, 1982. 11 с.

95. Жаворонков В. И. Учебная установка для регистрации сверхслабого свечения физических объектов в видимой и инфракрасной областях спектра // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научно-методических работ. Глазов, 1995. - Вып. 1. - С. 60-61.

96. Жаворонков В. И., Жаворонков С. И. Электронная оптика в учебном физическом эксперименте // Съезд российских физиков-преподавателей «Физическое образование в 21 веке»: Тезисы докладов. М.: МГУ, 2000.-С. 146.

97. Жаворонков В. И. Электронно-лучевой индикатор для физических исследований // Информационный листок. Киров, ЦНТИ. - 1978. -№ 151.-3 с.

98. Жаворонков В. И. Электронно-оптическая регистрация квантовых флуктуаций сверхслабых световых потоков // Сборник научных трудов. М.: Прометей, 1997. - №11.- С. 21-25.

99. Жаворонков В. И. Электронно-оптический метод регистрации корпускулярных свойств световых волн // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных и учебно-методических работ. Глазов, 1996. - Вып.2. - С. 50-52.

100. Жаворонков В. И., Жаворонков С. И., Чувашов В. Н. Электронно-оптический преобразователь изображения // Учебная физика. Глазов: ГГПИ «Аргон», 2000. -№ 5. - С. 34-36.

101. Жигарев А. А. Электронная оптика и электронно-лучевые приборы. -М.: Высш. шк., 1972. 540 с.

102. Жуков А. Г., Горюнев А. Н., Кальфа А. А. Тепловизионные приборы и их применение. М.: Радио и связь, 1983. - 78 с.

103. Загвязинский В. И. Теория обучения. Современная интерпретация. -М.: Академия, 2001. 192 с.

104. Занков Л. В. Наглядность и активизация учащихся в обучении. М.: Учпедгиз, 1969.-311 с.

105. Зинковский В. И. Пути повышения эффективности применения физики и астрономии в условиях дифференциации школьного образования: Дис. канд. пед. наук в форме научного доклада. М., 1998.-30 с.

106. Знаменский П. А. Вопросы волновой теории света в курсе физики средней школы. М.: Изд-во АПН РСФСР, 1954. - 112 с.

107. Зубков Н. С. Система физического эксперимента в факультативном практикуме IX-XI классов. (Дидактические основы построения): Дис. канд. пед. наук. Куйбышев, 1977. - 241 с.

108. Зуев П. В. Учебный эксперимент как средство оптимизации подготовки учащихся по физике: экспериментальный аспект подготовки: Дис. канд. пед. наук. М., 1994. - 282 с.

109. Ш.Иванов В. И., Аксенов А. И., Юшин А. М. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1989. -448 с.

110. Иванова Л. А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1983.- 160 с.

111. Инструкция по эксплуатации изделий 6ЭП21МГ. М.: МЭЛЗ, 1980.

112. Ишанин Г. Г., Панков Э. Д., Андреев А. Л., Полыциков Г. В. Источники и приемники излучения: Учеб. пособие для студентов оптических специальностей вузов. СПб.: Политехника, 1991. - 240 с.

113. Кабардин С. И. Совершенствование методики применения учебного физического эксперимента на факультативных занятиях в средней школе: Дис. канд. пед. наук. -М., 1977. 135 с.

114. Кабардин О. Ф. Методические основы физического эксперимента в средней школе: Дис.д-ра пед. наук в форме научного доклада. М., 1985.-43 с.

115. Каменецкая М. С., Мансуров А. Н. К вопросу о шумовых и частотных свойствах лавинных р-п-кремниевых фотодиодов // Радиотехника и электроника. 1974. - Т. 19, № 4. - С. 864-867.

116. Каменецкая М. С., Мансуров А. Н. Некоторые вопросы исследования лавинных р-п-кремниевых фотодиодов в динамическом режиме // Радиотехника и электроника. 1974. - Т. 19, № 4. - С. 867-869.

117. Каменецкая М. С., Мансуров А. Н., Пелезнева И. А. Особенности' шумовых и сигнальных характеристик кремниевых лавинных фотодиодов в статическом и динамическом режимах // Радиотехника и электроника. 1976.-Т. 21, № 11.-С. 2390-2397.

118. Капица П. Л. Эксперимент. Теория. Практика. М.: Наука, 1987. -496 с.

119. Клевицкий В. В. Учебный физический эксперимент с использованием компьютера как средство индивидуализации обучения в школе: Дис. канд. пед. наук. М., 1999. - 247 с.

120. Ключарев А. Е. Осциллографический метод в курсе физики средней школы: Дис. канд. пед. наук. -М., 1949. 196 с.

121. Ковязин Е. И., Горшечников М. В. Методика организации и проведения групповых наблюдений метеоров: Методические рекомендации. Киров: ИУУ, 1987. - 23 с.

122. Кондаков Е. А. Сочетания стилей обучения при формировании понятий в курсе физики основной школы: Дис. канд. пед. наук. -Челябинск, 2001. 155 с.

123. Константинов Н. А. Пути усиления самостоятельности учащихся при выполнении фронтальных и лабораторных работ на первой ступени обучения: Дис. . канд. пед. наук. Тирасполь, 1987. - 209 с.

124. Короткое К. Г. Основы ГРВ биоэлектрографии. СПб.: ИТМО, 2001.-360 с.

125. Костюнин А. В. Совершенствование лекционного эксперимента по общей физике в педвузе (на основе информационного подхода): Дис. канд. пед. наук. М., 1987. - 235 с.

126. Коханов К. А. Модели и моделирование в методике использования учебного физического эксперимента: Дис. канд. пед. наук. Киров, 2000.-203 с.

127. Кочергина Н. В. Формирование экспериментальных умений у учащихся в условиях дифференцированного обучения физике: на примере гуманитарного и технического профилей: Дис. канд. пед. наук. М., 1995.-204 с.

128. Кравцов Ю. А., Мансуров А. Н., Птицына Н. Г. и др. Лабораторный практикум по общей физике. -М.: Просвещение, 1985. 351 с.

129. Кудрявцев П. С. Курс истории физики. М.: Просвещение, 1982. -448 с.

130. Кузей М. С. Изучение разрешающей способности оптических приборов в X классе // Физика в школе. 1970. - № 1. - С. 62-64.

131. Лабораторный практикум по оптике (для студентов физико-математических факультетов). Ставрополь, СГПИ, 1990. - 85 с.

132. Лабораторный практикум по физике / Под ред. К. А. Барсукова и Ю.И. Уханова. М.: Высш. шк., 1988. - 352 с.

133. Ланина И. Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики. М.: Просвещение, 1985. - 126 с.

134. Лаптев В. В. Теоретические основы методики использования современной электронной техники в обучении физике в школе: Автореф. дис. д-ра пед. наук. Л., 1989. - 35 с.

135. Левитин И. Б. Инфракрасная техника. Л.: Энергия, 1973. - 160 с.

136. Леонтьев А. Н. Деятельность. Сознание. Личность. М.: Политиздат, 1975.-304 с.

137. Лернер И. Я. Дидактические основы методов обучения. М.: Педагогика, 1981. - 196 с.

138. Лукин А. П. Возможности использования видеозаписи для активизации познавательной деятельности учащихся при обучении физике в средней школе: Дис. канд. пед. наук. Челябинск, 1988. -207 с.

139. Майер В. В. Градиентная оптика в системе обучения физике: Дис. канд. пед. наук. Глазов, 1998. - 248 с.

140. Майер В. В. Простые опыты с ультразвуком. М.: Наука, 1978. -161 с.

141. Майер Р. В. Исследование процесса формирования эмпирических знаний по физике. Глазов: ГГПИ, 1998. - 132 с.

142. Майер (Акатов) Р. В. Формирование наглядно-чувственных образов при постановке сложного учебного физического эксперимента: Дис. канд. пед. наук. Екатеринбург, 1998. - 277 с.

143. Мансуров А. Н., Мансуров Н. А. Видеокомпьютерная технология обучения: задачи, возможности, техническая реализация // Физика в школе. 1998. - № 5. - С. 35-38.

144. Мансуров А. Н., Мансуров Н. А. Физика 10-11: Учебник для школ с гуманитарным профилем обучения. М.: Просвещение, 1999. - 223 с.

145. Мастропас 3. П., Синдеев Ю. Г. Физика. Методика и практика преподавания. М.: Феникс, 2002. - 288 с.

146. Машиньян А. А. Создание и использование комплекса демонстрационных средств обучения оптике для классов с углубленным изучением физики: Дис. канд. пед. наук. М., 1994. - 250 с.

147. Методика преподавания физики в средней школе. Частные вопросы. // Под ред. С. Е. Каменецкого, Л. А. Ивановой. М.: Просвещение, 1987. -336 с.

148. Методика факультативных занятий по физике: Пособие для учителей/ Под. ред. О. Ф. Кабардина. -М.: Просвещение, 1988. 190 с.

149. Мусаев Э. И. Роль проблемного обучения физике в развитии познавательной активности учащихся: Дис. .канд. пед. наук. Баку, 1989.- 190 с.

150. Наумчик В. Н., Саржевский А. М. Наглядность в демонстрационном эксперименте по физике (эргономический подход). Минск: БГУ, 1983.-96 с.

151. Никитина И. П. Методические основы аудиовизуальных технологий обучения на уроках физики: Дис. канд. пед. наук. СПб., 1997. - 180 с.

152. Оганджанян А. Ф. Совершенствование внеурочной работы школьников по физике средствами компьютерных технологий: Дис. канд. пед. наук. Самара, 2000. - 220 с.

153. Оптические системы и элементы оптико-электронной аппаратуры для исследования быстропротекающих процессов / Под ред. Б. М. Степанова. М.: Атомиздат, 1980. - 124 с.

154. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. -М.: Радиософт, 2001. 544 с.

155. Оптоэлектронные приборы фирмы Kingbright. М.: Одэка, 1999. -64 с.

156. Оптоэлектронные приборы фирмы QT Optoelectronics. М.: Одэка, 2000.-32 с.

157. Орлов В. А., Петров В. И. Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости. М.: Военное изд-во, 1989. - 254 с.

158. Перкальскис Б. Ш. Использование современных научных средств в физических демонстрациях. -М.: Наука, 1971. 208 с.

159. Попоков В. А., Коржуев А. В. Дидактика высшей школы. М.: Академия, 2001. - 136 с.

160. Преобразователи электронно-оптические. Методы измерения энергетических и оптических параметров. М.: Изд-во стандартов, 1976.-53 с.

161. Преобразователи электронно-оптические. Термины, определения и буквенные обозначения: ГОСТ 19803-74. / Официальное издание. М.: Изд-во стандартов, 1974. - 16 с.

162. Приборы электровакуумные фотоэлектронные. Термины и определения. ГОСТ 20526-82. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 17 с.

163. Программы общеобразовательных учреждений // Физика. Астрономия. М.: Просвещение, 1996. - 35 с.

164. Программы педагогических институтов Сборник № 15 // Высшая математика. Основы радиоэлектроники. Общая физика. Охрана труда. -М.: Просвещение, 1989. - 53 с.

165. Прудский В. И. Средства телевидения и вычислительной техники в системе демонстрационного эксперимента по физике в средней школе: Дис. канд. пед. наук. Киев, 1992. - 118 с.

166. Пугач С. И. Создание и использование комплекса учебного оборудования для опытов с оптическим излучением в классах с углубленным изучением физики: Дис. канд. пед. наук. М., 1994. -211 с.

167. Разумовский В. Г. Научный метод познания и государственный стандарт физического образования // Физика в школе. 1995. - № 6. -С. 20-28.

168. Разумовский В. Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1975.-272 с.

169. Разумовский В. Г., Шамаш С. Я. Изучение электроники в курсе физики средней школы. М.: Просвещение, 1968. - 156 с.

170. Раштиев Ф. М. Телевидение как средство обучения в преподавании физики в средней школе: Дис. канд. пед. наук. Баку, 1973. ~ 188 с.

171. Резников Л. И. Физическая оптика в средней школе. М.: Просвещение, 1971. - 262 с.

172. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии: В 2 т. АПН СССР. -М.: Педагогика, 1989. - 807 с.

173. Сивухин Д. В.Общий курс физики. Атомная и ядерная физика. Часть 1.-М.: Наука, 1986.-416 с.

174. Синенко В. Я. Дидактические основы построения системы школьного физического эксперимента: Автореф. дис. .д-ра пед. наук. Челябинск, 1995.-32 с.

175. Смирнов А. В. Теория и методика применения средств новых информационных технологий в обучении физике: Дис. д-ра пед. наук. М., 1996.-439 с.

176. Столетов А. Г. Собрание сочинений: В 3 т. -М.; Л.: 1939-1947.

177. Сухотина Л. В. Совершенствование профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин в постановке физического эксперимента: Дис. канд. пед. наук. -М., 1999. 206 с.

178. Тейфель В. Г., Харитонова Г. А. Зональные различия в атмосфере Юпитера по ПЗС-фотометрии диска планеты // Астрономический вестник. 2001. - Т. 35, № 1. - С. 22-32.

179. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы / Под ред. С. Е. Каменецкого, Л. А. Ивановой. М.: Академия, 2000. - 368 с.

180. Терентьев М. М. Демонстрационный эксперимент по физике в проблемном обучении: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1978.- 104 с.

181. Тимофеев Ю. П., Фридман С. А., Фон М. В. Преобразование света. М.: Наука, 1985. 177 с.

182. Типовые перечни учебно-наглядных пособий и учебного оборудования // Физика в школе. Сб. нормативных документов / Сост. Н. А. Ермолаева, В. А. Громов. М.: Просвещение, 1987. - 224 с.

183. Учебное оборудование по физике в средней школе / Под ред. А. А. Покровского. М.: Просвещение, 1973. - 480 с.

184. Физика. Учеб. пособие для 11 кл. шк. и классов с углубленным изучением физики / А. Т. Глазунов, О. Ф. Кабардин, А. Н. Малинин и др.; под ред. А. А. Пинского. М.: Просвещение, 1994. - 432 с.

185. Физический эксперимент в школе: Пособие для учителей / Сост. Г. Р. Лисинкер. М.: Просвещение, 1975. - 200 с.

186. Ханцеверов Ф. Р. Эниология. Книга 1. М.: АНМ, 1996. 282 с.

187. Ханцеверов Ф. Р. Эниология. Книга 2. М.: АНМ, 1999. 445 с.

188. Хендре Я. М. Применение электронного осциллографа и звукового генератора на уроках физики в средней школе: Дис. канд. пед. наук. -Л., 1969.-381 с.

189. Чурюмов К. И. Первая международная конференция «Кометы, астероиды, метеоры, метеориты, астроблемы и кратеры» -КАММАК-1 // Астрономический вестник. 2001. - Т. 35, № 1. -С. 102-107.

190. Шамало Т. Н. Теоретические основы использования физического эксперимента в развивающем обучении: Автореф. дис. д-ра пед. наук.-СПб., 1992.-38 с.

191. Шамало Т. Н. Учебный эксперимент в процессе формирования физических понятий. М.: Просвещение, 1986. - 96 с.

192. Шаповаленко С. Г. Методологические вопросы научных исследований и разработок в области школьного оборудования // Сов. педагогика. 1982. - № 6. - С. 66-71.

193. Шахмаев Н. М., Шилов В. Ф. Физический эксперимент в средней школе. М.: Просвещение, 1989. - 256 с.

194. Шилов В. Ф. О конструировании учебного оборудования по физике // Физика в школе. 1990. - №3.-С. 80-82.

195. Шодиев Д. Ш. Мысленный эксперимент в преподавании физики: Кн. для учителя. М.: Просвещение, 1987. - 95 с.

196. Щеглов П. В. Электронная телескопия и астрономические наблюдения // Земля и Вселенная. 1968. - № 3. - С. 42-52.

197. Электронно-оптические преобразователи, информационные материалы / Каталог ВНИИОФИ. М., 1990. - 46 с.

198. Электронно-оптические преобразователи, усилители лучистых потоков и диссекторы для научных исследований: Справочник / Под ред. Б. М. Степанова. М.: Атомиздат, 1977. - 310 с.

199. Электронно-оптический индикатор слабого свечения // Информационный листок, № 141 / Сост. В. И. Жаворонков. Киров: ЦНТИ, 1987.-2 с.

200. Электронно-оптический преобразователь 6ЭП21МГ: Паспорт. -М.: МЭЛЗ, 1980.-2 с.

201. Электронные и квантовые приборы. Сборник. Под ред. Н. Д. Девяткова. М.: ЦНИИ технико-экономических исследований и научной информации, 1967. - 300 с.

202. Beating the seeing with a new CCD // Sky and Telescope. 1998. -March. - P. 22.

203. Budding E. Introduction to astronomical photometry. Cambridge University Press, 1993. - 288 p.

204. Electronics and electrical engineering // Prof, habil. Dr. Danielius Eidukas. Kaunas: Technologija, 1998. - 80 p.

205. Hanon D. Better resolution through technology // Sky and Telescope. -1998. November. - P. 59-61.

206. Kelly A., Berry R., Grafton E., Show Ch. True-color CCD imaging // Sky and Telescope. 1998. - December. - P. 142-147.

207. Masi G. CCDs, small scopes and the urban amateur // Sky and Telescope. -1998. February. - P. 109-112.

208. Thompson B.I. Optical science and engineering: an internationally recognized body of knowledge 2869-01. 22nd International Congress on High-Speed Photography and Photonics. USA, New Mexico: Univ. of Rochester, 1996.-P. 2.

209. Zhavoronkov V.I. The use of speed oscillography for investigation of weak single-shot fast-moving pulse processes // High-Speed Photography and Photonics. USA: SPIE, 1999. P. 50-56.