Теория вращательного движения в курсе физики профильных классов

Ермакова, Татьяна Ивановна

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: Теория вращательного движения в курсе физики профильных классов

Автореферат

Автор научной работы: Ермакова, Татьяна Ивановна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Коломна
Год защиты: 2005
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Теория вращательного движения в курсе физики профильных классов"

На правах рукописи

ЕРМАКОВА Татьяна Ивановна

ТЕОРИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В КУРСЕ ФИЗИКИ ПРОФИЛЬНЫХ КЛАССОВ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Рязань - 2005

Работа выполнена на кафедре общей физики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московской области «Коломенский государственный педагогический институт»

Научный руководитель: кандидат педагогических наук, доцент

АНИКИН Анатолий Ермилович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор КОНЕНКОВ Николай Витальевич

кандидат педагогических наук, доцент АБРОСИМОВ Павел Викторович

Ведущая организация: Московский государственный

областной университет

Защита состоится «Я? » СМШЛ^/^Я. 2005 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.212.01 по присуждению ученой степени доктора педагогических наук в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанский государственный педагогический университет имени С.А. Есенина» но адресу: 390000, г. Рязань, ул. Свободы, 46, ауд. 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанского государственного педагогического университета имени С. А. Есенина

Автореферат разослан « ¿0 » 2005

Ученый секретарь диссертационного совета

Б.С. Кирьяков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Одной из главных особенностей современного периода реформирования школьного образования является ориентация на широкую дифференциацию обучения, позволяющую удовлетворить потребности каждого учащегося, в том числе и тех, кто проявляет особый интерес и способности к предмету.

В настоящий момент эта тенденция углубляется переходом старшей ступени средней школы на профильное обучение, что позволяет обеспечить восстановление преемственности среднего и высшего образования. Концепция профильного обучения определила его целью повышение качества образования и установление равного доступа к полноценному образованию различных категорий учащихся в соответствии с их индивидуальными склонностями и потребностями.

Для учащихся это означает, что выбор физико-математического профиля обучения должен гарантировать такой уровень обучения, который бы позволял удовлетворить главную потребность данной группы учащихся - продолжение образования в высших учебных заведениях соответствующего профиля. Выпускник средней школы, решивший продолжить образование в вузах физического и технического профилей, должен иметь углубленную подготовку по физике. Она является необходимой базой для поступления и обучения в этих вузах.

Различные аспекты углубленного изучения физики в средней школе отражены в работах и публикациях многих методистов: Л.И. Резникова, Н.М. Шахмаева, Ю.И. Дика, Б.М. Яворского, Н.Б. Ранжурова, С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой, О.Ф. Кабардина и В.А. Орлова, С.А. Хорошавина и др. В последние годы проблемы формирования содержания и структуры курса физики профильных классов и учебных заведений затрагивались в исследованиях Антонова В.В., Бубликова C.B., Садекова И.К., Урутиной М.А., Ждановой Н.И., Усаченко А.Д., Эткиной Е.В. и др.

Решение задач профильного обучения физике возможно только при условии использования расширенных, углубленных программ. Анализ содержания школьных программ для профильных классов различных авторских коллективов показывает, что все они содержат расширенный, по сравнению с базовыми программами, объем учебного материала по всем разделам физики и предусматривают его углубленное изучение. Составной частью содержания раздела «Механика» этих программ является теория вращательного движения. Знания кинематических и динамических характеристик и законов вращательного движения необходимы для углубленного изучения не только механики, но и других разделов физики. Теория вращательного движения, предполагающая на первый взгляд, «узкую» область использования, имеет большое значение для последующего изучения небесной механики, теории колебаний физического маятника, теорий теплоемкости веществ, поляризации диэлектриков, движения заряженных частиц в магнитном поле, магнитных свойств веществ, классической и квантовой моделей атома. 1 j»oc. национальна* [

библиотека

C.ïlertpajpr г-п, 1)9 WOJ ШИАУА

Анализ содержания заданий, предлагаемых абитуриентам на вступительных экзаменах по физике в ведущих физико-технических вузах страны, также показывает, что знания по теории вращательного движения способствуют успешному выполнению таких заданий.

Традиционно изучение теории вращательного движения в средней школе проходит без учета векторного характера понятий и законов. Однако анализ содержания многих вопросов школьного курса физики повышенного уровня показывает, что для их изучения требуются более глубокие знания физических характеристик и законов вращательного движения не только в скалярной, но и в векторной форме. Поэтому необходима существенная доработка методики изучения этой теории.

Существующий уровень профессионально-методической

подготовленности большинства учителей физики к преподаванию теории вращательного движения в условиях профильного обучения недостаточен, у многих учителей нет полного понимания роли теории вращательного движения в изучении школьного курса физики. Поэтому необходима более глубокая профессионально-методическая подготовка, которая позволила бы учителю максимально использовать дидактические возможности для решения задач профильного обучения.

Отсутствие в действующих программах педвузов по теории и методике преподавания физики раздела «Научно-методический анализ и методика изучения теории вращательного движения» приводит к тому, что выпускники педвузов также оказываются недостаточно подготовленными к решению стоящих перед ними профессиональных задач в процессе преподавания теории вращательного движения в профильных классах.

Анализ научно-методической литературы, диссертационных исследований и методических публикаций последних лет показал, что проблемы преподавания теории вращательного движения в условиях профильной дифференциации обучения в них практически не затрагивались.

Таким образом, актуальность исследования определяется: противоречием между требованиями, предъявляемыми школьными профильными программами для углубленного изучения физики к уровню знаний учащихся по теории вращательного движения и реальным уровнем знаний учащихся; противоречием между задачами, стоящими перед учителем в процессе преподавания теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики, и уровнем его соответствующей профессионально-методической подготовки.

Проблемой исследования являются методы обучения теории вращательного движения в профильных классах с углубленным изучением физики.

Цель исследования состоит в разработке эффективных методов обучения теории вращательного движения, способствующих повышению уровня знаний учащихся, необходимых для глубокого усвоения школьного курса физики, и содержания соответствующей профессионально-методической подгоювки учителя.

Объектом исследования является процесс обучения физике учащихся классов с углубленным изучением предмета.

Предметом исследования является методика преподавания теории вращательного движения и других разделов в классах с углубленным изучением физики.

Гипотеза исследования.

Если разработать методику преподавания кинематики и динамики вращательного движения, учитывающую векторный характер понятий и законов, то это позволит повысить уровень знаний учащихся не только по теории вращательного движения, но и по другим разделам школьного курса физики, где используются элементы этой теории.

Поставленные цели и гипотеза исследования определяют следующие задачи исследования.

1. Выявить роль теории вращательного движения в углубленном изучении школьного курса физики и обосновать необходимость повышения уровня преподавания теории вращательного движения в профильных классах.

2. Отобрать содержание учебного материала по разделу «Вращательное движение» и другим разделам, где используются элементы теории вращательного движения, и адаптировать его к курсу физики профильных классов.

3. Определить структуру и содержание курса для осуществления профессионально-методической подготовки учителя к преподаванию теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики

4. Разработать методические рекомендации по изучению кинематики и динамики вращательного движения на основе векторного характера понятий и законов.

5. Разработать необходимый дидактический материал для обеспечения процесса преподавания теории вращательного движения в профильных классах: демонстрационные опыты, механические и компьютерные модели, работы физического практикума.

6. Провести экспериментальную проверку эффективности разработанных методов изучения теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики.

Методологической основой исследования является единство научного и учебного познания; структура физической науки, включающая факты, законы, фундаментальные теории, методы исследования; общедидактическая теория

содержания образования (В.В. Краевский, И.Я. Лернер, Н М. Скаткин, B.C. Леднев).

Методы исследования:

- анализ научно-методической литературы по проблеме преподавания теории

вращательного движения в школьном курсе физики;

- обобщение накопленного опыта учителей в различных школах Московской

области;

- наблюдение за процессом преподавания теории вращательного движения в

старших классах;

- тестирование, анкетирование, беседы с учителями и студентами;

- моделирование физических процессов и явлений;

- конструирование демонстрационных и лабораторных установок;

- компьютерное моделирование;

- опытное преподавание;

- педаго1 ический эксперимент;

- статистическая обработка экспериментальных результатов исследования.

Научная новизна результатов исследования.

■ Выявлены разделы, отобрано содержание школьного курса физики, где используются элементы теории вращахельного движения, и обоснована необходимость повышения уровня преподавания теории вращательного движения в профильных классах с использованием характеристик и законов в векторной форме.

■ Разработаны методы изучения теории вращательного движения в школьном курсе на основе векторного характера понятий и законов, позволяющие повыси гь уровень знаний учащихся профильных классов.

■ Создан дидактический материал, необходимый для обеспечения процесса обучения: демонстрационные опыты, механические и компьютерные модели, работы физического практикума.

■ Определены структура и содержание профессионально-методической подготовки учителя к преподаванию теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики.

Теоретическая значимое 1ь результатов исследования состоит в следующем:

• выявлена роль теории вращательного движения в углубленном изучении не только кинематики и динамики, но и других вопросов школьного курса физики, где используются элементы этой теории;

• обоснована необходимость введения характеристик и законов вращательного движения в векторной форме;

• адаптированы к школьному курсу физики понятия «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов»,

• осуществлен комплексный подход к проблеме повышения уровня преподавания теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики, включающий совершенствование методики изучения теории вращательного движения и разработку структуры и содержания

профессионально-методической подготовки учителя к преподаванию теории вращательного движения.

Практическую значимость исследования имеют:

■ методические рекомендации по изучению теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов, и других разделов, где они используются;

■ дидактический материал для обеспечения процесса преподавания теории вращательного движения в профильных классах: демонстрационные опыты, механические модели, работы физического практикума с использованием дополнительного оборудования; компьютерные модели векторных понятий и характеристик;

■ программа курса для осуществления профессионально-методической подготовки учителя физики к преподаванию теории вращательного движения, которая может быть использована как для обучения студентов в педвузе, так и в системе переподготовки и повышения квалификации учителей.

На защиту выпосятся следующие положения:

1. Изучение теории вращательного движения способствует углубленному изучению различных разделов школьного курса физики.

2. Методика изучения кинематики и динамики вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов позволяет повысить уровень знаний учащихся профильных классов по различным вопросам курса физики, где используются элементы теории вращательного движения.

3. Дидактические материалы: демонстрационные опыты, работы физического практикума с использованием дополнительного оборудования, механические и компьютерные модели являются средствами, обеспечивающими процесс изучения теории вращательного движения и других разделов физики учащимися профильных классов.

4. Программа и содержание курса «Роль теории вращательного движения в изучении школьного курса физики» являются элементами содержания профессионально-методической подготовки студентов физических специальностей педвузов к преподаванию физики в профильных классах.

Достоверность результатов исследования обеспечивается научной обоснованностью вводимых физических и математических понятий, соответствием использованных методов целям и задачам исследования, положительными результатами обучающего педагогического эксперимента, подкрепленными результатами внедрения разработанных материалов в практику образовательных учреждений, репрезентативностью выборок и методами статистической обработки экспериментального материала.

Апробация и внедрение результатов исследования

Апробация результатов исследования осуществлялась в ходе экспериментальной работы и опытного преподавания на базе средних общеобразовательных школ Л'е 12 и № 21 г. Коломны Московской области и Коломенского государственного педагогического института. Всего для

проведения педагогического эксперимента были привлечены учителя и учащиеся десяти средних учебных заведений г. Коломны, г. Озеры, г. Воскресенска Московской области. Основные положения диссертационного исследования обсуждались на заседаниях кафедры общей физики Коломенского государственною педагогического института. По теме исследования сделаны доклады на международных научно-практических конференциях «Проблемы теоретических обобщений на уровне законов при обучении физике» (Москва, МГОУ, 2002 г.), «Проблемы формирования обобщений на уровне теории при обучении физике» (Москва, МГОУ, 2003г.), «Проблемы формирования обобщений на уровне физической картины мира при обучении физике» (Москва, МГОУ, 2004 г.), «Проблемы взаимосвязи эмпирических и теоретических методов познания в учебном процессе по физике» (Москва, МГОУ, 2005 г.), на X Всероссийской научно-практической конференции «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» (Челябинск, ЧГПУ, 2003 г.), на восьмой и девятой всероссийских научно-практических конференциях «Учебный физический эксперимент: Актуальные проблемы. Современные решения» (Глазов, ГГПИ, 2001, 2002, 2004 гг.), на межвузовской научно-практической конференции «Традиции отечественного образования» (Коломна, К11Ш, 2000 г.), на научных конференциях по итогам НИР преподавателей КГПИ (Коломна, 2001-2004 гг.).

Результаты исследования внедрены в учебный процесс средних общеобразовательных школ МОУ СОШ №№ 12 и МОУ СОШ № 21 г. Коломны Московской области и Коломенского государственного педагогического институ га.

Основные этапы исследования:

2000-2001 гг - изучение научно-методической литературы по теме исследования, изучение состояния преподавания теории вращательного движения в средней школе, проведение констатирующего эксперимента.

2001-2002 гг. - разработка методов изучения теории враща1ельного движения, подготовка дидактических материалов.

2002- 2004 и. - разработка методических рекомендаций по изучению теории вращательного движения и других вопросов школьного курса физики, проведение обучающего и контрольного педа101 ического эксперимента по проверке гипотезы исследования.

2004-2005 гг. - обобщение полученных результатов, анализ и обсуждение итогов экспериментальной работы, формулирование выводов, оформление диссертационной работы.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 198 наименований, 3-х приложений. Диссертация содержит 177 страниц основного текста, 22 таблицы, 32 рисунка, 6 диаграмм.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, определяются объект и предмет исследования, формулируются цели, гипотеза и задачи исследования, определяются научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов исследования, раскрываются методы исследования, выдвигаются положения, выносимые на защиту. Приводятся сведения об апробации исследования, структуре и содержании диссертации.

В главе 1 «Состояние преподавания теории вращательного движения в средней школе» определены место и роль теории вращательного движения в изучении школьного курса физики повышенного уровня, анализируется содержание методической литературы и диссертационных исследований по проблеме исследования. На основе изучения школьных программ, учебных пособий и результатов констатирующего педагогического эксперимента показано современное состояние преподавания теории вращательного движения в средней школе. Отобрано содержание различных разделов курса физики профильных классов, где используются элементы теории вращательного движения, и обоснована необходимость повышения уровня изучения теории вращательного движения.

В главе определяются цель и задачи исследования.

Отдельные элементы теории вращательного движения всегда являлись составной частью содержания школьного физического образования. До 1991 года теория вращательного движения в достаточно полном объеме входила в программы факультативных курсов. В базовые программы по физике были включены только элементы кинематики вращательного движения. В период, когда отсутствовала профильная дифференциация обучения, такой объем учебного материала по теории вращательного движения был оправданным.

В настоящее время, когда происходит переход старшей ступени средней школы на профильное обучение, подход к изучению теории вращательного движения следует рассматривать с учетом профиля. Принципы дифференциации и индивидуализации обучения разработаны и проанализированы в дидактических исследованиях Н.М. Шахмаева, И. Унт, Е.С. Рабунского, В.В. Фирсова, В.М. Монахова, Н.С. Пурышевой, Р.Ю. Волковыского, Г.К. Селсвко и др.

Для углубленного изучения физики важное значение имеют как объем учебного материала по теории вращательного движения, так и уровень его изучения. Анализ содержания действующих профильных программ для углубленного изучения физики (Г.Я. Мякигаева - А.З. Синякова, авторского коллектива под руководством Л.И. Орлова, Е.И. Бутикова - А.А.Быкова - A.C. Кондратьева и др.) показывает, что они содержат расширенный объем учебного материала по кинематике и динамике вращательного движения. Все разделы этих программ содержат вопросы, при изложении которых используются элементы теории вращательного движения (смотри таблицу 1).

Проанализировав содержание указанного в таблице 1 учебного материала можно сделать вывод, что для его успешного усвоения от учащихся требуются глубокие знания по теории вращательного движения.

С целью выявления реального уровня знаний учащихся старших классов по теории вращательно! о движения был проведен констатирующий педагогический эксперимент. Он ироводился в 2001 - 2002 гг. в гимназиях №№ 2, 8, лицее № 4, средних общеобразовательных школах №№ 7,9, 11, 12, 21 г. Коломны, № 5 I. Воскресенска и № 4 г Озеры Московской области. Учащимся была предложена работа, в которой необходимо было ответить на теоретические вопросы и выполнить отдельные элементы практических заданий по темам «Кинематика вращательного движения» и «Динамика вращательного движения».

Результаты педагогического эксперимента показали, что учащиеся владеют достаточными знаниями только по кинематике равномерного движения по окружности без учета векторного характера изучаемых понятий. Уровень знаний учащихся по динамике вращательного движения оказался очень низким.

Таблица 1 Вопросы школьного курса физики повышенного уровня, при изучении которых используются различные элементы теории вращательного

движения

Раздел_

Механика

Темы

Молекулярная физика и [ермодинамика Электродинамика

Атомная и квантовая _физика_

Условия равновесия твердого тела Движение планет Законы Кеплера

Движение тел в неинерциальных системах отсчиа (НИСО) Силы инерции в равномерно вращающейся НИСО Центробежные силы инерции Проявления сил инерции на Земле.

Уравнение движения и собственная частота колебаний математического и физического маятников. Распределение энергии молекул по степеням свободы Классическая теория теплоемкостей газов !

Диэлектрики в электрическом поле Поляризация диэлектриков 1 Контур с током в магнитном поле Электроизмерительны^ приборы. Электродви! атель. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Ускорители заряженных частиц.

Магнитные свойства вещее 1ва Диа- и парамагнетики. Постулаты Бора Модель атома водорода по Бору Квантование момента импульса_____

Например, с понятием «момент импульса» знакомы 23 % учащихся, с понятием «момент инерции» - 31,3 %, о различии в понятиях момента инерции материальной точки и твердого тела знают 11,2 % учащихся, с законом сохранения момента импульса знакомы 13,6 %. Эти результаты говорили о недостаточности уровня теоретической подготовки учащихся старших классов по теории вращательного движения.

Еще одной задачей констатирующего эксперимента было выявление отношения учителей и выпускников педвузов к изучению теории

вращательного движения в школе в условиях профильной дифференциации и уровня их профессионально-методической подготовленности. Эксперимент проводился на базе указанных выше средних учебных заведений, а также в Коломенском государственном педагогическом институте.

Учителям и студентам предлагалось ответить на вопросы анкет. Результаты анкетирования учителей показали, что, хотя учителями в целом осознается значимость изучения теории вращательного движения, у них нет полного понимания роли этой теории в изложении школьного курса физики повышенного уровня. Многие учителя отмечали различные трудности в преподавании, связанные с недостаточностью своей теоретической и методической подготовки. Эти выводы подтверждались результатами, полученными при знакомстве с содержанием работы и наблюдении за деятельностью учителей на уроках и факультативных занятиях.

Дополнили картину существующего положения с профессионально-методической подготовкой учителей результаты анкетирования студентов. Анализ действующих программ педвузов по теории и методике преподавания физики для специальностей «физика» и «физика с дополнительной специальностью математика» показал, что они предусматривают изучение только методики преподавания темы «Равномерное движение точки по окружности». Это приводит к очень слабой подготовленности выпускников к преподаванию теории вращательного движения в условиях профильной дифференциации обучения. По результатам анкетирования, например, 16% студентов считают, что в школе изучаются только отдельные характеристики вращательного движения, 63% студентов уверены, что раздел «Динамика вращательного движения» вообще не изучается в школе.

Таким образом, результаты проведенного констатирующего педагогического эксперимента позволили сделать вывод о недостаточности уровня преподавания теории вращательного движения в средней школе и соответствующей профессионально-методической подготовки учителя.

Эти выводы, а также анализ содержания школьных программ, показывают, что в процессе обучения теории вращательного движения у учащихся профильных классов должны быть сформированы конкретные глубокие знания физических характеристик и законов вращательного движения. Обобщение этих знаний должно быть направлено на формирование целостного образа этой физической теории. Учащиеся должны получить представление о том, что теория вращательного движения играет важную роль в курсе физики и, как частная теория, служит связующим звеном различных физических теорий.

Решение первой задачи осуществляется непосредственно при изучении кинематики и динамики вращательного движения. Решение других задач достигается при изучении и теории вращательного движения, и «соответствующего» учебного материала других разделов школьного курса физики.

Осуществление такого подхода возможно только при условии, что будет доработана методика изучения теории вращательного движения. Введение

физических характеристик и законов вращательного движения целесообразно проводить не только в скалярной, но и в векторной форме (угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение, момент силы, момент импульса). Представление этих характеристик, а также законов вращательного движения, только в скалярной форме не выявляет полностью их физического смысла и поэтому недостаточно. Векторные понятия и характеристики используются при изучении многих вопросов (смотри таблицу 1). Для описания движения тел в неинерциальных системах отсчета, например, необходимо определять направление силы Кориолиса, при изучении условия равновесия тела - направление момента силы. При помещении молекулы-диполя полярного диэлектрика в электрическое поле и рамки с током в магнитное поле требуется определение направления возникающего вращающего момента. Более глубоким и осознанным учащимися становится изучение понятий вектора магнитной индукции, магнитного момента контура с током, силы Ампера и силы Лоренца.

Для осуществления профессионально-методической подготовки учителя необходимо разработать специальный курс по подготовке к преподаванию теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики.

Анализ научно-методической литературы показал, что в последние годы появились диссертационные исследования, посвященные методике углубленного изучения различных вопросов курса физики: Петрова В.Г., Никишиной А.Л., Десненко С.И., Раткина С.А. и др. Однако проблемы обучения теории вращательного движения в условиях профильного обучения в классах с углубленным изучением физики и соответствующей профессионально-методической подготовки учителя в методической литературе, диссертационных исследованиях и публикациях последних лет практически не затрагивались.

Общие выводы по результатам проведенного анализа свидетельствуют об актуальности и правомерности постановки проблемы исследования и позволяют определить критерии повышения уровня преподавания теории вращательного движения в средней школе: повышение уровня знаний учащихся профильных классов по теории вращательного движения за счет использования методики изучения материала с учетом векторного характера понятий и законов; формирование у учащихся знаний о прикладной роли теории вращательного движения в изучении различных физических теорий; формирование у учащихся знаний и умений по использованию элементов теории вращательного движения при изучении курса физики; расширение дидактических средств, используемых при изучении теории вращательного движения и других вопросов курса физики, где используются ее элементы; расширение соответствующей профессионально-методической подготовки учителя.

В главе 2 «Методика изучения теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов» рассматривается содержание методических рекомендаций по изучению кинематики и динамики вращательного движения с учетом векторного характера изучаемых понятий и

законов. Излагается методика формирования понятий «псевдовектор», «векторное произведение двух векторов», даны описание разработанных механических и компьютерных моделей векторных понятий и характеристик, работ физпрактикума с использованием дополнительного оборудования, рекомендации по их применению в процессе обучения.

Введение характеристик и законов вращательного движения в векторной форме опирается на понятия «псевдовектор» (осевой вектор) и «векторное произведение двух векторов», которые относятся к векторной алгебре и не изучаются в школьном курсе математики. К псевдовекторам относятся векторы углового перемещения, угловой скорости, углового ускорения. Векторным произведениями двух векторов являются векторы момента силы, момента импульса. Векторное произведение выражает связь между векторами линейной и угловой скоростей, линейного и углового ускорений. Понятия псевдовектора и векторного произведения двух векторов используются не только в теории вращательного движения, но и в других разделах физики.

Поэтому в основе разработанной методики изучения теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов лежит формирование понятий «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов». Оно проводится на конкретном физическом материале. Введение понятия «псевдовектор» происходит при введении векторов угловой скорости и углового перемещения. Формирование понятия «векторное произведение» опирается на знакомое учащимися из основной школы понятие «момент силы». Доступность и наглядность обучения обеспечивается использованием специально созданной механической модели «правая тройка векторов» и подкрепляется применением компьютерных моделей. Отработка умений и навыков по применению введенных понятий происходит в процессе изучения материала всего раздела.

Изучение кинематических характеристик вращательного движения опирается на знания, полученные учащимися в курсе физики основной школы. В процессе формирования угловых характеристик и установлении кинематических уравнений происходит сопоставление с линейными характеристиками и уравнениями.

Введение динамических характеристик и законов вращательного движения осуществляется путем установления аналогий с динамическими характеристиками и законами поступательного движения в комплексе с использованием понятий «псевдовектор» и «векторное произведение». Используются функциональные аналогии между парами динамических характеристик поступательного и вращательного движений: сила - момент силы, масса - момент инерции, импульс - момент импульса.

Изучение динамики вращательного движения можно условно разделить на две части. Введение основных динамических характеристик происходит при рассмотрении уравнения движения материальной точки по окружности. Потом переходят к динамике вращательного движения твердого тела. Понятия «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов» применяются в процессе изучения всего учебного материала.

Наглядность обучения достигается также использованием динамических компьютерных моделей вводимых характеристик (угловая скорость, момент импульса и др.)

Элементное содержание изучаемого материала, а также используемые дидактические и методические средства представлены в схеме на рисунке 1.

Среди дидактических методов и средств, обеспечивающих углубленное изучение теории вращательного движения, важную роль играет учебный физический эксперимент. Проведенный анализ содержания демонстрационных опытов и лабораторных работ по кинематике и динамике вращательного движения, предлагаемых в различных методических пособиях, показал, что расширения дидактических возможностей физического эксперимента можно достичь за счет использования дополнительного оборудования. Главный акцент был сделан на приборы, уже имеющиеся среди оборудования кабинета физики (маятник Максвелла, физический маятник, блок с нагруженным стержнем), но традиционно применяющиеся для изучения других разделов. Использование этих приборов позволяет без дополнительной нагрузки на учителя, связанной с изготовлением приборов, расширить объем применяемых в обучении демонстрационных опытов и лабораторных работ.

В главе 3 «Использование элементов теории вращательного движения при изучении различных вопросов школьного курса физики» представлены методические рекомендации но изучению различных вопросов школьного курса физики, где используются элементы теории вращательного движения. Представлены разделы: механика, молекулярная физика и термодинамика, электродинамика. Дано описание и указания по применению разработанных демонстрационных механических моделей, иллюстрирующих использование вращательного движения и его закономерностей.

В процессе изучения различных разделов у учащихся формируются представления о роли теории вращательного движения в курсе физики. Элементы теории вращательного движения, используемые при изучении различных вопросов, представлены в обобщенной схеме на рисунке 1. Они пронумерованы в блоке «Кинематика и динамика вращательного движения» и согласно нумерации указаны в различных разделах.

Некоторые вопросы, представленные в методических рекомендациях, не входят в программы педвузов по теории и методике преподавания физики, так как их содержание выходит за рамки базовых программ, и предусмотрены только профильными программами: «Движение тел в НИСО. Силы инерции», «Законы Кеплера», «Гармонические колебания физического маятника», «Диа-, парамагнетизм». Методика изучения этих вопросов представляет особый интерес для учителя.

Особое внимание в работе уделено методике изучения тех вопросов, где используются векторные характеристики вращательного движения, а также понятия «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов».

Связь унювых и

линейных характеристик

КИНЕМАТИКА вращательного дв

2 [Угол поворота! *

Ь [Угловое перемещение! *

4 [Угловая скорость]

51 Угловое ускорение!

ДИНАМИКА вращательного движения

7 [Момент 10 силы] р» 8 [Момент инерции] 9 ГМомент импульса] Основное уравнение динамики 11 Закон сохранения момента импульса

I2 Кинетическая энергия вращения I3 Iеорема Гюйгенса-Штейнера

МЕХАНИКА

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

АТОМНАЯ И КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

1,4,6 7,9,11 3-5,7 4,8,12 4,8, 10,13 12,13

4,7,10 7-10 1,4,5,7, 9,10

4,9 8,9 8,9,12

Профессионально-методическая подготовка учителя курс «Роль теории вращательного движения в изучении школьно! о курса фи ¡ики»

Рис.1 Обобщенная сфуктурно-элементная схема изучения, использования теории вращательного движения и подготовки учителя

К псевдовекторам, например, относится вектор магнитного момента рт любого контура с током, величина которого определяется произведением силы тока на площадь, ограниченную контуром с током. При изучении силы Ампера и силы Лоренца для определения их направления используется правило левой руки, которое фактически является правилом нахождения направления результирующего вектора векторного произведения. Модуль силы Ампера есть численное значение векторного произведения векторов П и В :

11Въ\па, модуль силы Лоренца есть величина, пропорциональная численному значению векторного произведения векторов и и В: Рл = циВ^та. Для определения направления вектора магнитной индукции применяется правило правого винта, которое есть не что иное, как правило нахождения направления псевдовектора. Для определения ориентации (поворота) электрического диполя во внешнем электрическом поле, рамки с током в магнитном поле, электронных орбит атомов при их введении во внешнее магнитное поле используется вектор вращающего момента, определяемого через векторное произведение двух векторов. Без знания понятия векторного произведения невозможно определить направление силы Кориолиса в неинерциальных системах отсчета.

Анализ содержания наиболее известных демонстрационных опытов, используемых для изучения интересующих нас вопросов школьного курса физики, показал, что содержание большинства демонстраций направлено на раскрытие самого изучаемого явления или процесса. Закономерности вращательного движения в демонстрациях не подчеркиваются и осознания их значения в рассматриваемом явлении или процессе учащимися не происходит. Для повышения эффективности процесса изучения отдельных вопросов через призму прикладной роли теории вращательного движения были разработаны демонстрационные механические и компьютерные динамические модели («Вращение двухатомной молекулы газа относительно различных осей», «Вращательные степени свободы», «Действие электрического поля на молекулу-диполь полярного диэлектрика», «Действие магнитного поля на рамку с током», «Орбитальный ток», «Прецессия орбиты электрона атома»).

Далее в главе рассматривается структура и содержание курса по выбору для осуществления профессионально-методической подготовки студентов физических специальностей физико-математических факультетов пединститутов «Роль теории вращательного движения в изучении школьного курса физики». Представлена программа и методические рекомендации по проведению курса. Среди задач проведения курса можно выделить следующие:

• изучение методики формирования понятий «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов»;

• изучение методики преподавания кинематики и динамики вращательного движения на основе векторного характера понятий и законов;

• изучение методики решения задач школьного типа по кинематике и динамике вращательного движения;

• изучение методики изложения различных вопросов школьного курса физики с использованием элементов теории вращательного движения;

• изучение содержания и методики проведения демонстрационного и лабораторного эксперимента;

• знакомство с возможностями механического и компьютерного моделирования изучаемых понятий и процессов.

Особое внимание при проведении курса уделяется методике изучения вопросов, не предусмотренных основными программами педвузов по теории и методике преподавания физики.

В главе 4 «Организация и проведение педагогического эксперимента» рассматриваются организация различных этапов педагогического эксперимента, содержание и результаты поискового, обучающего и контрольного этапов эксперимента.

Педагогический эксперимент по проверке эффективности изучения теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов проводился в средних общеобразовательных школах № 12 и № 21 г. Коломны Московской области на базе четырех 10х, а впоследствии 11х классов (всего 104 учащихся). При выборе контрольных и экспериментальных классов были отобраны классы приблизительно равные по уровню успеваемости.

В процессе контрольного эксперимента проводилось две проверки:

1. Проверка эффективности разрабоIанных методов изучения кинематики и динамики вращательного движения.

2. Проверка влияния изучения теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов на качество усвоения учащимися учебного материала различных разделов, где используются элементы теории вращательного движения.

Для проверки эффективности разработанной методики проверялись знания учащихся экспериментальных и контрольных классов (групп) по кинематике и динамике вращательного движения. Учащимся были предложены контрольные диктанты-тесты. В соответствии со специально разработанными критериями оценки выполнения заданий диктантов-тестов (понимание физического смысла, знание различий характеристик и законов для материальной точки и твердого тела, понимание векторного характера физических характеристик и умение их изображать) каждый ученик мог получить оценки четырех категорий: «неудовлетворительно», «удовлетворительно», «хорошо», «отлично». Результаты по процентному количеству учащихся, получивших различные оценки, приведены на диаграммах 1 и 2. Как видно из диаграмм, учащиеся экспериментальной группы имеют лучшие показатели по высоким категориям оценок («хорошо» и «отлично»). Качественный анализ ответов учащихся показал, что знания учащихся экспериментальной группы значительно глубже, чем в контрольной группе.

Диаграмма 1.

Результаты, полученные при проведении контрольных мероприятий по теме «Кинематика вращательного движения»

Диаграмма 2.

Результаты, полученные при проведении контрольных мероприятий по теме «Динамика вращательного движения»

Для оценки значимости различий результатов, достигнутых учащимися, применялся метод критерия однородности %2 (хи-квадрат). Из учащихся контрольной и экспериментальной групп составлялись сравниваемые выборки учащихся. По специальной методике подсчитывалось значение статистики критерия Т, и сравнивалось с критическим значением критерия Тч, =7,815, определенным по таблице критических значений с учетом выбранного уровня значимости а = 0,05.

По разделу «Кинематика вращательного движения» полученное значение статистики критерия Т - 7,95, по разделу «Динамика вращательного движения» Т = 8,62. По обоим разделам Т>Ткр ,что позволяет сделать вывод: достоверность различий экспериментальных данных сравниваемых выборок учащихся удовлетворяет выбранному уровню значимости 0,05 и составляет 95%. То есть имеется статистически значимая разница в показателях учащихся экспериментальной и контрольной групп: в экспериментальной группе их уровень выше. Полученные данные дают основания для утверждения о том, что разработанная методика изучения кинематики и динамики вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов повышает качество полученных школьниками знаний.

Для проверки влияния разработанной методики на качество усвоения учащимися учебного материала других разделов, где используются различные элементы теории вращательного движения, были выделены отдельные контролируемые темы этих разделов. На контрольном этапе учащимся были предложены по десять заданий по всем контролируемым темам, содержащие вопросы качественного характера и задачи. Для определения меры качества усвоения изучаемого материала все задания по каждой теме в отдельности были разбиты по уровням усвоения знаний, предлагаемым В.П. Беспалько: 1 уровень - знания-знакомства (предполагает узнавание объектов, явлений, свойств, процессов при повторном восприятии ранее усвоенной информации о них или действия с ними); 2 уровень - знания-копии (предполагает репродуктивные действия путем самостоятельного воспроизведения и применения информации об объекте и действия с ним); 3 уровень - знания-отдельные ситуации (предполагает продуктивные действия по применению полученной информации в отдельных ситуациях, в процессе самостоятельной работы); 4 уровень - знания-трансформации (предполагает возможность творческого применения полученной информации путем самостоятельного конструирования собственной деятельности на основе знаний).

Результаты, показанные учащимися контрольной и экспериментальной групп по различным темам, представлены на диаграммах 3-6. Количество учащихся, справившихся с заданиями разных уровней, дано в процентах к общему количеству.

Диаграммы наглядно показывают, что разрыв показателей контрольной и экспериментальной групп больше по заданиям, соответствующим уровням 3 и 4. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что изучение теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов значительно повышает уровень знаний, а значит и качество знаний учащихся по различным разделам курса физики.

Результаты выполнения заданий разного уровня учащимися контрольной и экспериментальной групп по различным темам:

Диаграмма 3 по теме: «Теплоемкость газов»

Диаграмма 4 по теме: «Диэлектрики в электростатическом поле»

NB1 Nb7 Nt2Ns3 N94 NB5 N56 Ns8Ns9N»10

Уровень Уровень Уровень Уровень

12 3 4

№1 №8 №3№4 №2 N96 N89 №5№7№10 Уровень Уровень Уровень Уровень

12 3 4

О Контрольная гр В Экспериментальная гр

□ Контрольная гр 0 Экспериментальная гр

Диаграмма 5 по теме: «Рамка е током

в магнитном поле»

Диаграмма 6 по теме: «Магнитные свойства вещее? ва»

ц—

п Г-

1 - р _Г _ « -Г

? - -Ч ■4

№1 №7

Уровень 1

N82 №3 Уровень 2

N64 N85 №6 Уровень 3

№8№9№10 Уровень 4

N64 №7 N8 9 Уровень 3

№б№в№10 Уровень 4

□ Контрольная гр □ Экспериментальная гр

□ Контрольная гр

9 Экспериментальная гр

В приложениях приводится содержание анкет и фрагментов заданий для учащихся и студентов, применяемых для проведения различных этапов педагогического эксперимента. Приведен перечень и краткое описание демонстрационных опытов, лабораторных работ, встречающихся в методической литературе. Даны инструкции для учащихся по выполнению авторских работ физического практикума, характеристики приборов, используемых в качестве оборудования, описание разработанной компьютерной моделирующей программы.

В процессе проведенной исследовательской работы получены следующие результаты.

1. Выявлена роль теории вращательного движения в углубленном изучении школьного курса физики, и обоснована необходимость повышения уровня преподавания теории вращательного движения в профильных классах.

2. Определено содержание учебного материала различных разделов физики школьных профильных про!рамм, где используются элементы теории вращательного движения и установлено, что для его глубокого изучения необходимы знания характеристик и законов в векторной форме.

3. Адаптированы к школьному курсу физики понятия «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов».

4. Разработаны методы изучения кинематики и динамики вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов, которые позволяют повысить уровень знаний учащихся по теории вращательного движения, и способствуют более глубокому усвоению учебного материала других разделов.

5. Разработаны методические рекомендации по изучению различных вопросов школьного курса физики, где используются элементы теории вращательного движения.

6. Создан дидактический материал для обеспечения процесса изучения теории вращательного движения и дру! их вопросов курса физики в профильных классах: демонстрационные опыты; работы физического пракчикума с использованием дополнительного оборудования; механические

модели, иллюстрирующие использование вращательного движения; компьютерные модели векторных понятий и характеристик.

7. Определено содержание курса для осуществления профессионально-методической подготовки учителей к преподаванию теории вращательного движения в профильных классах. Разработаны программа и методические рекомендации по проведению такого курса для студентов физических специальностей педвузов «Роль теории вращательного движения в изучении школьного курса физики».

Разработанный курс прошел экспериментальную проверку и внедрен в учебный процесс Коломенского государственного педагогического института.

8. В ходе педагогического эксперимента проверена эффективность разработанной методики изучения кинематики и динамики вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов и их влияние на повышение уровня усвоения учащимися учебного материала других разделов школьного курса физики повышенного уровня.

Разработанная методика внедрена в практику работы средних общеобразовательных школ № 12 и № 21 г. Коломны.

9. Реализован комплексный подход к проблеме повышения уровня преподавания теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики, включающий разработку эффективных методов изучения теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов, и содержания соответствующей профессионально-методической подготовки учителя физики.

Основные результаты исследования отражены в следующих учебно-методических пособиях и публикациях автора общим объемом 10,6 пл. (авторских 8,4 пл.).

1. Ермакова Т.И. Роль теории вращательного движения в изучении школьного курса физики: Методические рекомендации / Под ред. А.Е.Аникина

- Коломна: КГПИ, 2005. - 77 с. (4,8 пл.).

2. Красавин Г.В., Ермакова Т.И. Школьный физический практикум. Методические указания к выполнению работ. 4.1. - Коломна: КГПИ, 2001,

- 64 с. (4 пл., авторских - 50%).

3. Ермакова Т.И. Некоторые аспекты подготовки учителей физики к проведению фронтального физического эксперимента в средней школе // Традиции отечественного образования: Сборник статей по материалам межвузовской научно-практической конференции. - Коломна: КГПИ, 2000. -С. 71-73(0,2пл.).

4. Ермакова Т.И. Методические особенности подготовки учителей физики к использованию учебного физического эксперимента // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных трудов. Выпуск 11.

- М.: ИОСО РАО, 2001. - С. 5-6 (0,1 пл.).

5. Ермакова Т.И. Использование маятника Обербека в физическом практикуме школьного курса физики повышенного уровня // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных трудов. Выпуск 14.

- М.: ИОСО РАО, 2002. - С. 36-39 (0,2 пл.).

6. Ермакова Т.И. Значение энергетического вклада различных степеней свободы в теплоемкость газов // Проблема теоретических обобщений на уровне законов при обучении физике. Педагогический ВУЗ, средние общеобразовательные учреждения: Материалы межвузовской научно-практической конференции. -М.: МПУ, 2002. - С. 42-45 (0,2 пл.).

7. Аникин А.Е., Ермакова Т.И. Теплоемкость газа // Словарь-справочник учителя физики. Приложение к сборнику «Проблема теоретических обобщений на уровне законов при обучении физике». Выпуск 3. - М.: МПУ, 2002. - С. 24-27 (0,2 пл., авторских - 50%).

8. Ермакова Т.И. Профессиональная направленность при изучении теории вращательного движения в курсе физики педагогического вуза // Вестник Рязанского государственного педагогического университета имени С.А. Есенина: Научный журнал. Выпуск 2(8). - Рязань: РГТ1У, 2002. - С. 93-95 (0,2 п.л).

9. Аникин A.B., Ермакова Т.И. Использование понятия «псевдовектор» в школьном курсе физики повышенного уровня // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: Материалы X всероссийской научно-практической конференции. 4.2. - Челябинск : Изд-во ЧГПУ, 2003. - С. 37-39 (0,2 пл., авторских - 50%).

10. Ермакова Т.И., Аникин А.Е. Роль теории вращательного движения в изложении школьного курса физики // Проблемы формирования обобщений на уровне теории при обучении физике. Общеобразовательные учреждения, педагогический вуз: Доклады Международной научно-практической конференции. - М.: МГОУ. 2003. - С. 98-102 (0,2 пл., авторских - 50%).

11. Ермакова Т.И. Использование механических моделей для демонстрации роли вращательного движения в изложении некоторых вопросов школьного курса физики // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных трудов. Выпуск 20. - М.: ИСМО РАО, 2004. - С. 23-27 (0,2 пл.).

12. Ермакова Т.И. Формирование представлений об эволюции физической картины мира при изучении теории вращательного движения // Проблемы формирования обобщений на уровне физической картины мира при обучении физике. Общеобразовательные учреждения, педагогические вузы. Доклады Международной научно-практической конференции. - М.: МГОУ, 2004.-С. 156-159 (0,2 пл.).

13. Ермакова Т.И. Использование аналогий при изучении теории вращательного движения в профильных классах с углубленным изучением физики // Проблемы взаимосвязи эмпирических и теоретических методов познания в учебном процессе по физике. Общеобразовательные учреждения, педагогические вузы. Доклады Международной научно-практической «конференции. - М.: МГОУ. 2005. - С. 123-126 (0,2 пл.).

Отпечатано с готовых диапозитивов в ООО фирма «Интермета» г. Рязань, ул Каляева, д.5 тираж 100, заказ 321

1 4 / В о

РНБ Русский фонд

2006-4 11455

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Ермакова, Татьяна Ивановна, 2005 год

Введение.

Глава 1. Состояние преподавания теории вращательного движения в средней школе

§1.1. Роль теории вращательного движения в изложении курса физики.

§ 1.2. Анализ школьных программ и заданий вступительных экзаменов в вузы по физике.

§ 1.3. Констатирующий педагогический эксперимент по проблеме исследования, его основные результаты.

§ 1.4. Анализ научно-методической литературы.

Выводы по главе 1 и постановка задач.

Глава 2. Методика изучения теории вращательного движения в средней школе с учетом векторного характера понятий и законов.

§ 2.1. Структура и планирование учебного материала.

§ 2.2.Формирование понятий «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов».

А. § 2.3. Изучение кинематики вращательного движения.

§ 2.4. Изучение динамики вращательного движения.

§ 2.5. Использование демонстрационного и лабораторного ® учебного эксперимента при изучении теории вращательного движения.

2.5.1. Использование блока с нагруженным стержнем.

2.5.2. Использование маятника Максвелла.

2.5.3. Использование физического маятника.

2.4.4. Использование динамических компьютерных моделей 100 Выводы по главе 2.

Глава 3. Использование элементов теории вращательного движения при изучении различных вопросов школьного курса физики

§ 3.1. Использование элементов теории вращательного движения при изучении раздела «Механика».

3.1.1. Движение тел в НИСО. Силы инерции.

3.1.2. Законы Кеплера.

3.1.3. Гармонические колебания математического и физического маятников.

§ 3.2. Использование элементов теории вращательного движения при изучении темы «Теплоемкость газов».

§ 3.3. Использование элементов теории вращательного движения при изучении раздела «Электродинамика».

3.3.1. Диэлектрики в электрическом поле.

3.3.2. Контур с током в магнитном поле. Электроизмерительные приборы.

3.3.3. Магнитные свойства вещества.

§ 3.4. Использование механических моделей при изучении различных вопросов школьного курса физики.

§ 3.5. Совершенствование профессионально-методической подготовки будущего учителя к преподаванию теории вращательного движения при изучении курса по выбору «Роль теории вращательного движения в изучении школьного курса физики».

3.5.1. Задачи и программа курса.

3.5.2. Методические рекомендации по проведению курса.

Выводы по главе 3.

Глава 43. Организация и проведение педагогического эксперимента

§4.1. Организация педагогического эксперимента.

§ 4.2. Поисковый эксперимент.

§ 4.3. Обучающий и контрольный этапы эксперимента

Выводы по главе 4.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Теория вращательного движения в курсе физики профильных классов"

Одной из главных особенностей современного периода реформирования школьного образования является ориентация школьного образования на широкую дифференциацию обучения, позволяющую удовлетворить потребности каждого учащегося, в том числе и тех, кто проявляет особый интерес и способности к предмету.

В настоящий момент эта тенденция углубляется переходом старшей ступени средней школы на профильное обучение, что позволяет обеспечить восстановление преемственности среднего и высшего образования. Концепция профильного обучения определила его целью «повышение качества образования и установление равного доступа к полноценному образованию различных категорий учащихся в соответствии с их индивидуальными склонностями и потребностями» [96].

Для учащихся это означает, что выбор физико-математического профиля обучения должен гарантировать такой уровень обучения, который бы позволял удовлетворить главную потребность данной группы учащихся -продолжение обучения в высших учебных заведениях соответствующего профиля. Выпускник средней школы, решивший продолжить образование в вузах физического и технического профилей должен иметь углубленную подготовку по физике. Она является необходимой базой обучения в этих вузах.

Различные аспекты углубленного изучения физики в средней школе отражены в работах и публикациях многих методистов: Л.И. Резникова, Н.М, Шахмаева, Ю.И. Дика, Б.М. Яворского, Н.Б. Ранжурова, С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой, О.Ф. Кабардина и В.А. Орлова, С.А. Хорошавина и др. В последние годы проблемы формирования содержания и структуры курса физики профильных классов и учебных заведений затрагивались в исследованиях Антонова В.В., Бубликова C.B., Садекова И.К., Урутиной М.А., Ждановой Н.И., Усаченко А.Д., Эткиной Е.В. и др.

Решение задач профильного обучения физике возможно только при условии использования расширенных, углубленных программ. Анализ содержания программ для профильных классов различных авторских коллективов показывает, что все они содержат расширенный, по сравнению с базовыми программами, объем учебного материала по всем разделам физики и предусматривают его углубленное изучение. Составной частью содержания раздела «Механика» этих программ является теория вращательного движения.

При изучении кинематики вращательного движения формируются понятия угловых характеристик (угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение), показывается их связь друг с другом и с линейными характеристиками движения. При изучении динамики вращательного движения формируются понятия «момент инерции», «момент импульса», происходит углубление понятия «момент силы». Особую важность представляют изучение основного закона динамики вращательного движения, закона сохранения момента импульса, теоремы Гюйгенса-Штейнера о вычислении момента инерции при переносе оси вращения, вычисление кинетической энергии вращающегося тела.

Знания кинематических и динамических характеристик и законов вращательного движения необходимы для углубленного изучения не только механики, но и других разделов физики. Теория вращательного движения, предполагающая на первый взгляд, «узкую» область использования, имеет большое значение для последующего изучения небесной механики, теории колебаний физического маятника, теорий теплоемкости веществ и поляризации диэлектриков, движения заряженных частиц в магнитном поле, магнитных свойств веществ, классической и квантовой моделей атома.

Методика изучения кинематики и динамики вращательного движения в основном была разработана в 1970-1980 годах после включения этого материала в школьные программы факультативных курсов физики. Различным аспектам преподавания теории вращательного движения уделено внимание в методических пособиях этих лет С.Е. Каменецкого и Т.И. Носовой, Д.Л. Малобродского и Л.С. Хижняковой, О.Ф. Кабардина и В.А. Орлова, Э.Е. Эвенчик, А.А.Покровского, В.А. Бурова, Н.М. Шахмаева, С.А. Хорошавина и др. Традиционно в средней школе изучение теории вращательного движения предлагается проводить без учета векторного характера понятий и законов. Однако содержание многих вопросов школьного курса физики повышенного уровня говорит о том, что для их изучения требуются более глубокие знания физических характеристик и законов вращательного движения не только в скалярной, но и в векторной форме. Поэтому требуется существенная доработка методики изучения этой теории.

Анализ исследований последних лет, посвященных изучению различных вопросов и разделов школьного курса физики в условиях профильного обучения (Петрова В.Г., Никишиной А.Л., Раткина С.А, Урутиной М.А., Ильигорского Ю.Г. и др.) показывает, что проблемы преподавания теории вращательного движения в них не поднимались.

Существующий уровень профессионально-методической подготовленности большинства учителей физики к преподаванию теории вращательного движения в условиях профильного обучения недостаточен, у многих учителей нет полного понимания роли теории вращательного движения в изучении школьного курса физики. Поэтому необходима более глубокая профессионально-методическая подготовка, которая позволила бы учителю максимально использовать дидактические возможности для решения задач профильного обучения.

Проблемой исследования является поиск эффективных методов преподавания теории вращательного движения в профильных классах с углубленным изучением физики.

Цель исследования состоит в разработке эффективных методов преподавания теории вращательного движения, способствующих повышению уровня знаний учащихся, необходимых для глубокого усвоения школьного курса физики, и содержания соответствующей профессионально-методической подготовки учителя.

Объектом исследования являются процесс обучения физике учащихся классов с углубленным изучением предмета.

Гипотеза исследования.

Поставленные цели и гипотеза исследования определяют следующие задачи исследования.

1. Выявить роль теории вращательного движения в углубленном изучении школьного курса физики, и обосновать необходимость повышения уровня преподавания теории вращательного движения в профильных классах.

6. Провести экспериментальную проверку эффективности разработанных методов преподавания теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики.

Методы исследования: - анализ научно-методической литературы по проблеме преподавания теории вращательного движения в школьном курсе физики; обобщение накопленного опыта учителей в различных школах Московской области; наблюдение за процессом преподавания теории вращательного движения в старших классах; тестирование, анкетирование, беседы с учителями и студентами; моделирование физических процессов и явлений; конструирование демонстрационных и лабораторных установок; компьютерное моделирование; опытное преподавание; педагогический эксперимент; статистическая обработка экспериментальных результатов исследования.

Научная новизна результатов исследования.

Выявлены разделы, отобрано содержание школьного курса физики, где используются элементы теории вращательного движения, и обоснована необходимость повышения уровня преподавания теории вращательного движения в профильных классах с использованием характеристик и законов в векторной форме.

Разработаны методы изучения теории вращательного движения в школьном курсе на основе векторного характера понятий и законов, позволяющие повысить уровень знаний учащихся профильных классов. Создан дидактический материал, необходимый для обеспечения процесса обучения: демонстрационные опыты, механические и компьютерные модели, работы физического практикума.

Определены структура и содержание профессионально-методической подготовки учителя к преподаванию теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики.

Теоретическая значимость результатов исследования состоит в следующем:

• обоснована необходимость введения характеристик и законов вращательного движения в векторной форме;

• адаптированы к школьному курсу физики понятия «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов»;

Практическую значимость исследования имеют: методические рекомендации по изучению теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов, и других разделов, где они используются; дидактический материал для обеспечения процесса преподавания теории вращательного движения в профильных классах: демонстрационные опыты, механические модели, работы физического практикума с использованием дополнительного оборудования; компьютерные модели векторных понятий и характеристик. программа курса для осуществления профессионально-методической подготовки учителя физики к преподаванию теории вращательного движения, которая может быть использована как для обучения студентов в педвузе, так и в системе переподготовки и повышения квалификации учителей.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Изучение теории вращательного движения способствует углубленному изучению различных разделов курса физики.

3. Дидактические материалы: демонстрационные опыты, работы физического практикума с использованием дополнительного оборудования; механические модели, иллюстрирующие использование вращательного движения, компьютерные модели векторных понятий являются средствами, обеспечивающими процесс изучения теории вращательного движения и других разделов физики учащимися профильных классов.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Апробация результатов исследования осуществлялась в ходе экспериментальной работы и опытного преподавания на базе средних общеобразовательных школ № 12 и № 21 г. Коломны Московской области и Коломенского государственного педагогического института. Для проведения констатирующего эксперимента были привлечены учителя и учащиеся десяти средних учебных заведений г. Коломны, г. Озеры, г. Воскресенска Московской области. Основные положения диссертационного исследования обсуждались на заседаниях кафедры общей физики Коломенского государственного педагогического института. По теме исследования сделаны доклады на международных научно-практических конференциях «Проблемы теоретических обобщений на уровне законов при обучении физике» (Москва, МГОУ, 2002 г.), «Проблемы формирования обобщений на уровне теории при обучении физике» (Москва, МГОУ, 2003г.), «Проблемы формирования обобщений на уровне физической картины мира при обучении физике» (Москва, МГОУ, 2004 г.), «Проблемы взаимосвязи эмпирических и теоретических методов познания в учебном процессе по физике» (Москва, МГОУ, 2005 г.), на X Всероссийской научно-практической конференции «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» (Челябинск, ЧГПУ, 2003 г.), на восьмой и девятой всероссийских научно-практических конференциях «Учебный физический эксперимент: Актуальные проблемы. Современные решения» (Глазов, ГГПИ, 2003, 2004 гг.), на научных конференциях по итогам НИР преподавателей КГПИ (Коломна, 2001-2004 гг.).

Результаты исследования внедрены в практику работы средних общеобразовательных школ №№ 12, 21 г. Коломны, Коломенского государственного педагогического института,

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 198 наименований, 3 приложений. Диссертация содержит 180 страниц основного текста, 22 таблицы, 34 рисунка, 6 диаграмм.

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

Результаты исследования позволяют сделать вывод о целесообразности разработки путей повышения уровня преподавания других разделов школьного курса физики в условиях профильного обучения и совершенствования соответствующей профессионально-методической подготовки выпускников физико-математических факультетов педвузов.

Заключение

В результате проведенного исследования разработаны теоретические и практические аспекты преподавания теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики.

Было установлено, что теория вращательного движения играет важную прикладную роль в изучении школьного курса физики. Глубокие знания по теории вращательного движения необходимы для успешного усвоения учащимися профильных классов учебного материала различных разделов школьных программ и способствуют выполнению заданий вступительных экзаменов по физике в вузы физико-технического профиля.

Изучение состояния преподавания теории вращательного движения в старших классах позволило сделать вывод о том, что традиционный методический подход к изучению теории вращательного движения без учета векторного характера понятий и законов не позволяет достичь необходимого уровня знаний. Результаты констатирующего эксперимента показали недостаточность реального уровня знаний учащихся по кинематике и динамике вращательного движения. Учителя слабо осознают роль теории вращательного движения в изучении физики, испытывают затруднения в ее преподавании.

Анализ содержания программ педвузов по теории и методике преподавания физики позволил сделать вывод о том, что они не учитывают специфику подготовки учителя к преподаванию физики в условиях профильной дифференциации обучения, в частности к преподаванию теории вращательного движения. Выпускники физических специальностей педвузов имеют недостаточную профессионально-методическую подготовку к преподаванию теории вращательного движения в профильных классах с углубленным изучением физики.

Все это позволило сделать выводы о необходимости пересмотра отношения к преподаванию теории вращательного движения и повышения уровня преподавания теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики. Были сформулированы гипотеза, цели исследования и поставлены конкретные задачи.

В результате проведенной исследовательской работы были достигнуты следующие результаты.

1. Выявлена роль теории вращательного движения в изучении школьного курса физики повышенного уровня и обоснована необходимость повышения уровня преподавания теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики.

2. Определено содержание учебного материала различных разделов физики школьных профильных программ, где используются элементы теории вращательного движения и установлено, что для его глубокого изучения необходимы знания характеристик и законов в векторной форме.

3. Адаптированы к школьному курсу физики понятия «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов». Разработана методика формирования этих понятий.

4. Разработаны методы изучения кинематики и динамики вращательного движения с учетом векторного характера изучаемого материала на основе использования понятий «псевдовектор» и «векторное произведение двух векторов», которые позволяют повысить уровень знаний учащихся по теории вращательного движения, и способствуют более глубокому усвоению учебного материала других разделов.

5. Разработаны методические рекомендации по изучению теории вращательного движения и различных вопросов школьного курса физики, где используются элементы теории вращательного движения.

6. Создан дидактический материал для обеспечения процесса изучения теории вращательного движения и других вопросов курса физики в профильных классах: демонстрационные опыты; работы физического практикума с использованием дополнительного оборудования; механические модели, иллюстрирующие использование вращательного движения; компьютерные модели векторных понятий и характеристик.

8. Разработанный курс прошел экспериментальную проверку и внедрен в учебный процесс Коломенского государственного педагогического института.

9. В ходе педагогического эксперимента проверена эффективность разработанной методики изучения кинематики и динамики вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов и ее влияние на повышение уровня усвоения учащимися учебного материала других разделов школьного курса физики повышенного уровня. Разработанная методика внедрена в практику работы средних общеобразовательных школ № 12 и № 21 г. Коломны.

Таким образом, реализован комплексный подход к проблеме повышения уровня преподавания теории вращательного движения в классах с углубленным изучением физики, включающий разработку эффективных методов изучения теории вращательного движения с учетом векторного характера понятий и законов и содержания соответствующей профессионально-методической подготовки будущего учителя физики.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Ермакова, Татьяна Ивановна, Коломна

1. Азибаева К.В., Усанов В.В. Факультативный курс по механике: Пособие для учителя. - Алма-ата: Мектеп, 1983. - 128 с.

2. Анциферов Л.И. Оптимизация школьного физического эксперимента: Дис. . канд. пед. наук. Челябинск, 1985. - 175 с.

3. Анциферов Л.И. Физика: Механика. Термодинамика и молекулярная физика. 10 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений. М.: Мнемозина, 2001.-415 с.

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

5. Анофрикова C.B. Совершенствование подготовки студентов-физиков педагогических институтов по школьному физическому эксперименту: Автореф. дис. .канд. пед. наук. -М., 1981. 16 с.

6. Антонов В.В. Методика формирования курса физики лицеев физико-технического профиля: Дис. . канд. пед. наук. Самара, 1998.

7. Архангельский М.М. Курс физики. Механика. М: Просвещение, 1965. -448 с.

8. Бабенкова Т.Н. Методика формирования теоретических обобщений механики у учащихся: Дис. . канд. пед наук. М., 1982.

9. Ю.Баканина Л.П. и др. Сборник задач по физике: Учебное пособие для углубленного изучения физики в 10-11 гсл. общеобразоват. учрежд. / Под ред. С.М. Козела. М.: Просвещение, 1995. - 176 с.

10. П.Бакулин П.И., Кононович Э.В., Мороз В.И. Курс общей астрономии. Изд. 4-е. М.: Наука, 1977. - 544 с.

11. Балабанова Т.Е. Совершенствование методики преподавания физики в школе на основе физического эксперимента: Дис. . канд. пед. наук. — Рязань, 2000. 157 с.

12. Балашов М.М. и др. Физика: Механика. 9 кл.: Учебник для углубленного изучения физики / Под ред. Г.Я. Мякишева. 3-е изд. - М.: Дрофа, 1998. -496 с.

13. Н.Балашов М.М. Механика за 70 уроков: Кн. для учителя. — М.: Просвещение, 1993. 60 с.

14. Батыгин В.В. Законы микромира: Кн. для внеклас. чтения. 8-10 кл. М.: Просвещение, 1981. - 127 с.

15. Батюкова З.И. Научно-методические подходы к созданию и использованию обучающих программ с условно-символической наглядностью по физике (На материале темы «Основы динамики»): Автореф. дис. . канд. пед. наук. — М., 1991.-23 с.

16. Беленок И.Л. Теоретические основы профессионально-методической подготовки учителя в педагогическом вузе (на примере подготовки учителя физики): Дис. . док. пед. наук. Новосибирск, 2000.

17. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М.: Просвещение, 1995.

18. Блудов М.И. Беседы по физике. Ч.З. М.: Просвещение, 1974. - 256 с.

19. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983.-416 с.

20. Бубликов C.B. Методические основы вариативного построения содержания обучения физике в средней школе: Дис. . док. пед. наук. — СПб, 2000. 340 с.

21. Бугаев А.И. Методика преподавания физики в средней школе. Теоретические основы. М.: Просвещение, 1981. - 288 с.

22. Буров В.А. и др. Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы. Ч. 1. Механика, теплота. Пособие для учителя / Под ред. A.A. Покровского. М.: Просвещение, 1967. - 368 с.

23. Буров В.А. и др. Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы. Ч. 2. Электричество, оптика и физика атома. Пособие для учителя / Под ред. A.A. Покровского. М.: Просвещение, 1968.-432 с.

24. Буров В.А. и др. Фронтальные экспериментальные задания по физике: 9 класс. Дидактический материал. Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1986-36 с.

25. Бутиков Е.И., Кондратьев A.C. Физика: Учеб. пособие: В 3 кн. Кн. 1. Механика. М.: Физматлит, 2001. - 352 с.

26. Бутиков Е.И., Кондратьев A.C. Физика: Учеб. пособие: В 3 кн. Кн. 2. Электродинамика. Оптика. -М.: Физматлит, 2001. 336 с.

27. Бутырский Г.А., Сауров Ю.А. Экспериментальные задачи по физике: 1011 кл. общеобразоват. учреждений: Кн. для учителя. М.: Просвещение, 2000. - 99 с.

28. Буховцев Б.Б и др. Физика. Механика. Пособие для учащихся. Изд.2-е. -М.: Просвещение, 1971. -256 с.

29. Бушок Г.Ф. Научно-методические основы преподавания общей физики в педвузах: Автореф. дис. . док. пед. наук. -М., 1983. -39 с.31 .Важеевская Н.Е. Изучение гносеологических основ науки в школьном курсе физики. М.: Прометей, 2001,- 180 с.

30. Варламов С.Д. Демонстрации по колебаниям и волнам // Физика в школе. 2003. №3.-С. 44-46.

31. Волковыский Р.Ю. Определение физических понятий и величин. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1976. - 47с.

32. Волковыский Р.Ю., Темкина Д.А. Организация дифференцированной работы учащихся при обучении физике. Книга для учителя: из опыта работы. М.: Просвещение, 1993. - 174 с.

33. Гершензон Е.М., Малов Н.Н и др. Курс общей физики. Механика. Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. М.: Просвещение, 1979.-240 с.

34. Гершензон Е.М., Малов Н.Н и др. Курс общей физики: Молекулярная физика. Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. М.: Просвещение, 1982. - 207 с.

35. Гершензон Е.М., Малов H.H. Курс общей физики: Электродинамика. Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. — М.: Просвещение, 1990. — 319 с.

36. Геворкян Р.Г. Курс физики. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1979. -656 с.

37. Гельфгат И.М. и др. 1001 задача по физике с ответами, указаниями. Решениями. 3-е изд. - М-Харьков: Илекса, гимназия, 1997. - 352 с.

38. Глазунов А.Т. Техника в курсе физики средней школы. — М.: Просвещение, 1977. 159 с.

39. Глазунов А.Т., Кабардин О.Ф. и др. Физика. Учебное пособие для 11 класса школ и классов с углубленным изучением физики / Под ред. A.A. Пинского. 2-е изд. - М.: Просвещение, 1995. - 432 с.

40. Гладышева Н.К., Нурминский И.И. Методика преподавания физики в 8-9 классах общеобразовательных учреждений: Кн. для учителя. — М.: Просвещение, 1999. 109 с.

41. Гончарова C.B. Повышение эффективности наглядности обучения при использовании динамических компьютерных моделей на уроках физики: Автореф. дис. . канд. пед. наук. СПб, 1996. - 18 с.

42. Горячкин E.H., Орехов В.П. Методика и техника физического демонстрационного эксперимента в восьмилетней школе: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1964. - 484 с.

43. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. — М.: педагогика, 1977. 136 с.

44. Грабовский М.А. и др. Лекционные демонстрации по физике / Под ред. В.И. Ивероновой. Изд. 2-е. М.: Наука, 1979. - 640 с.

45. Громов C.B. Физика. Механика. Теория относительности. Электродинамика. 10 кл. Учебное пособие. -М.: Просвещение, 2001.

46. Гудков В.И., Алимова И.В. Пособие по физике для подготовки к выпускным экзаменам за курс средней школы и вступительным экзаменам в вузы: Учебное пособие. М.: Современник, 1996. - 256 с.

47. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе. Ч. 1. Механика, молекулярная физика, основы электродинамики / Под ред. A.A. Покровского. Изд. 3-е. М.: Просвещение, 1978. - 351 с.

48. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе: Пособие для учителей. Ч. 2. Колебания и волны. Оптика. Физика атома / Под ред. A.A. Покровского. 3-е изд. - М.: Просвещение, 1979. - 289 с.

49. Демонстрационные опыты по физике в 6-7 классах средней школы / Под ред. А.А.Покровского. М.: Просвещение, 1970. - 279 с.

50. Детлаф A.A., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики: в 3-х т. Т. 1 Механика, основы молекулярной физики и термодинамики. Изд. 4-е. Учебн. пособие для втузов. М.: Высшая школа, 1973. - 384 с.

51. Детлаф A.A., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики: в 3-х т. Т.2.Электричество и магнетизм. Учеб. Пособие для втузов. М.: Высш. школа. 1977. - 375 с.

52. Детлаф A.A., Яворский Б.М. Курс физики: в 3-х т. Т.З. Волновые процессы. Оптика. Атомная и ядерная физика: Учеб. пособие. 3-е изд. -М.: Высшая школа, 1979. - 511 с.

53. Десненко С.И. Формирование статистических представлений у учащихся в курсе физики повышенного уровня: Автореф. дис. . канд. пед. наук. -М, 1992.- 17 с.

54. Дик Ю.И. Проблемы и основные направления развития школьного физического образования в Российской федерации: Дис. . док. пед. наук (в форме научного доклада). М., 1996. - 59 с.

55. Дроздов В.Б. Маятник Максвелла // Физика в школе, 1999. № 4. С. 51-52.

56. Дьякова Е.А. Обобщение знаний учащихся по физике в старших классах средней (полной) школы: Автореф. дис. . док. пед. наук. М., 2003. - 28 с.

57. Ельцов A.B. Изучение электронных процессов в вакууме и твердом теле в курсе физики средней школы с применением ЭВМ: Дис. . канд. пед. наук. М., 1995.- 195 с.

58. Елфимов Р.В. Решение задач по физике. В помощь учителю (вращательное движение) // Физика: Прилож. к газ. «Первое сентября». 1995. №10. С. 14, №14. С.-9-10.

59. Ермакова Т.И. Профессиональная направленность при изучении теории вращательного движения в курсе физики педагогического вуза // Вестник Рязанского государственного педагогического университета. Научный журнал. Рязань: РГПУ, 2002. №2(8). - С. 93-95.

60. Ермакова Т.И. Использование маятника Обербека в физическом практикуме школьного курса физики повышенного уровня // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных и методических работ. Вып. 14.-Глазов: ГГПИ, 2002. С. 36-39.

61. Ермакова Т.И., Аникин А.Е. Роль теории вращательного движения в изложении школьного курса физики // Проблемы формирования обобщений на уровне теории при обучении физике. Общеобразовательные учреждения, педагогический вуз. М.: МГОУ, 2003. - С. 98-102.

62. Жданова Н.И. Проблемы физико-математического образования в лицее: Дис. . канд. пед. наук. М., 1999. - 176 с.

63. Жданова Н.И. Этюды по кинематике // Лицей на Пушкинской. 1999. №11. -С. 28-31, № 12.-С. 27-29.

64. Зайцева Л.А. Оценивание качества педагогической подготовки студентов в вузе средствами мониторинга: Автореф. дис. . канд. пед. наук. Тула, 1999.-20 с.

65. Знаменский П.А. Методика преподавания физики в средней школе. М: Учпедгиз, 1958.

66. Ильигорский Ю.Г. Особенности организации учебного эксперимента в классах с углубленным изучением физики: Дис. . канд. пед. наук. Киев, 1985.

67. Иванова JI.A. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики. — М.: Просвещение, 1983. 160 с.

68. Кабардин О.Ф. Факультативные курсы и совершенствование физического образования в средней школе // Физика в школе. 1977. № 6. С. 21-23.

69. Кабардин. О.Ф., Орлов В.А., Пономарева A.B. Факультативный курс физики. 8 кл. Пособие для учащихся. Изд. 2-е. М.: Просвещение, 1977. -208 с.

70. Кабардин О.Ф. и др. Факультативный курс физики. 9 кл. Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1974. - 224с.

71. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Экспериментальные задания по физике. 9-11 классы: Учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений / Под ред. Ю.И. Дика. М.: Вербум-М, 2001. - 208 с.

72. Казаков Р.Х. Методическая система обучения классической механике в курсе общей физики педагогического института: Автореф. дис. . док. пед. наук. М., 2004. - 24 с.

73. Калакин С.Е. Совершенствование учебного эксперимента по механике в средней школе: Автореф. дис. . канд. пед. наук. Киев, 1984. - 18 с.

74. Калашников С.Г. Электричество: Учебное пособие. Изд. 5-е. М.: Наука, 1985.-576 с.

75. Каленков С.Г., Соломахо Г.И. Практикум по физике. Механика: Учеб. пособие для студентов вузов / Под ред. А.Д. Гладу на. М.: Высшая школа. 1990.- 111 с.

76. Каменецкий С.Е., Солодухин H.A. Модели и аналогии в курсе физики средней школы. М.: Просвещение, 1982. - 96 с.

77. Каменецкий С.Е., Иванова JI.A. Методика преподавания физики в средней школе. -М.: Просвещение, 1987.

78. Каменецкий С.Е. О новой парадигме образования // Наука и школа, 1999. № 1. С. 5-8.

79. Касьянов В.А. Физика 10 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений. М.: Дрофа, 2000. - 416 с.

80. Касьянов В.А. Физика 11 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений. М.: Дрофа, 2002. - 412 с.

81. Каринкин Н.М. Экспериментальное изучение движения тела по окружности // Физика в школе. 1988. №5. С. 69-70.

82. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. Изд. 2-е. М.: Наука, 1976.-480 с.

83. Кикоин А.К., Кикоин И.К. и др. Физика-10. Учебник для 10 кл. школ (классов) с углубленным изучением физики. М.: Просвещение, 1992.

84. Киренский JI.B. Магнетизм. Изд. 2-е. М.: Наука, 1967. - 196 с.

85. Киттель Ч., Найт У., Рудерман М. Механика. Перевод с английского. — М.: Наука, 1975.-480 с.

86. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования // Профильная школа. 2003. № 1. - С. 12-17.

87. Коренев Г.В. и др. Механика. Пособие для учащихся физ.-мат. школ / Под ред. Г.В. Коренева. М.: Просвещение, 1972. - 223 с.

88. Кортнев A.B., Рублев Ю.В., Куценко А.И. Практикум по физике. Изд. 3-е. М.: Высшая школа. L965. - 568 с.

89. Кочергина ИВ. Формирование экспериментальных умений у учащихся в условиях дифференцированного обучения физике (на примере гуманитарного и технического профилей): Дис. . канд. пед. наук. М., 1995.

90. Кочин Н.Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления. -M.-JL: Редакция технико-теоретич. лит-ры, 1938. 456 с.

91. Краевский В.В. Содержание образования. М.: Педагогическое общество России, 2000. - 36с.

92. Кузнецов М.Е. Технологические средства в курсе механики 9 класса средней школы в условиях дифференцированного обучения: Метод, пособие. Новокузнецк: Изд-во НГИУУ, 1995. - 120 с.

93. Кузнецов И.В. Избранные труды по методологии физики. М.: Наука, 1975.-296 с.

94. Купер Л. Физика для всех. Т.1. Классическая физика. М.: Мир, 1973. -479 с.

95. Кыверялг A.A. Методы исследований в профессиональной педагогике. -Таллин: Валгус, 1980.

96. Лабораторный практикум по общей физике: Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ии-тов / Под ред. Е.М. Гершензона, Н.Н.Малова. М.: Просвещение, 1980. - 191 с.

97. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Краткий курс теоретической физики. Кн. 1. Механика. Электродинамика. М.: Наука, 1969. - 272 с.

98. Лишевский В.П. Физика вокруг нас. М.: Знание, 1974. - 88 с.

99. Лукьянов Ю.И., Турышев И.К. Методика преподавания механики в средней школе. -М.: Просвещение, 1986. 258 с.

100. Малафеик И.В. Повышение эффективности физического эксперимента по механике в восьмом классе (системный подход): Автореф. дис. . канд. пед. наук. Киев, 1983. - 17 с.

101. Малобродский Д.Л., Хижнякова Л.С. Преподавание механики в 9 классе (повторительно-обобщающий раздел в классах и школах с углубленным изучением физики): Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1973. - 128 с.

102. Малинин А.И. Проблемно-познавательные вопросы к учебному материалу по классической механике // Физика в школе. 1999. № 4. С. 25-27.

103. Малинин А.И. Методика вывода формулы для периода собственных колебаний системы на основе закона сохранения энергии // Физика в школе. 2000. №3. С. 52-55.

104. Марголис A.A. и др. Практикум по школьному физическому эксперименту: Учебное пособие для пед. институтов. Изд. 2-е. — М.: Просвещение, 1968. 390 с.

105. Материалы вступительных экзаменов. Задачи по математике и физике / Под ред. Н.Х.Розова, A.J1 Стасенко. М.: Бюро Квантум, 1993. - 320 с.

106. Меледин Г.В. Физика в задачах: Экзаменационные задачи с решениями: Учеб. пособие. Изд. 2-е. — М.: Наука, 1990. 272 с.

107. Методика преподавания физики в 8-10 классах средней школы. Ч. 1,2/ Под ред. В.П. Орехова, A.B. Усовой. М.: Просвещение, 1980. - 320 е., 351 с.

108. Методика факультативных занятий по физике: Пособие для учителей / Под ред. О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 1980. - 191 с.

109. Методика преподавания физики и астрономии в 7-9 классах общеобразовательных учреждений: Книга для учителя / под ред. A.A. Пинского, И.Г. Кирилловой. М. Просвещение, 1999.

110. Михайленко O.A. Организация и методика проведения внеклассной работы по физике в школе в условиях дифференцированного обучения (физико-технический профиль): Автореф. дис. . канд. пед. наук. М., 1993. - 16 с.

111. Монахов В.М., Орлов В.А., Фирсов В.В. Дифференциация обучения в средней школе // Советская педагогика. 1990. № 8. - С. 42-48.

112. Москвин О.В. Системный подход при формировании у учащихся физических понятий (на примере понятий динамики): Автореф. дис. .канд. пед. наук. М., 1986. - 17 с.

113. Мултановский В.В. Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе физики. М.: Просвещение, 1997. - 168 с.

114. Мякишев Г.Я. Физика: Молекулярная физика. Термодинамика. 10 кл. Учебник для углубленного изучения физики / Г.Я. Мякишев, А.З. Синяков. М.: Дрофа, 2002. - 349 с.

115. Мякишев Г.Я. Физика: Электродинамика. 10-11 классы: Учебник для углубленного изучения физики / Г.Я. Мякишев, А.З.Синяков, Б.А. Слободсков М.: Дрофа, 2002. - 477 с.

116. Мякишев Г.Я. Физика: Колебания и волны. 11 класс: Учебник для углубленного изучения физики / Г.Я. Мякишев, А.З.Синяков. М.: Дрофа, 2002. - 288 с.

117. Наумов А.И. Профессиональная направленность курса теоретической физики в пединститутах: содержание и структура. Учебное пособие. — М.: МГПИ, 1987.-96 с.

118. Научные основы школьного курса физики / Под ред. С.Я. Шамаша, Э.Е. Эвенчик. М.: Педагогика, 1985. - 240 с.

119. Новиков Д.А. Статистические методы в педагогических исследованиях (типовые случаи). М.: МЗ-Пресс, 2004. - 67 с.

120. Никишина A.JL Методические возможности повышения эффективности преподавания электродинамики в профессиональном лицее: Автореф. дис. . канд. пед. наук. Самара, 1998. - 23 с.

121. Носова Т.И., Каменецкий С.Е. и др. Механика. Факультативный курс. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1971. - 208 с.

122. Немцев A.A. Компьютерные модели и вычислительный эксперимент в школьном курсе физики: Дис. . канд. пед. наук. СПб., 1992. - 188 с.

123. Основы методики преподавания физики в средней школе. / Под ред. A.B. Перышкина, В.Г. Разумовского, В. А. Фабриканта. М.: Просвещение, 1984. - 398 с.

124. Орлов В.А. Примерное планирование учебного материала в 9-10 классах с углубленным изучением физики // Физика в школе. 1988. № 5. — С. 54-59.

125. Орлов В.А., Шамаш С.Я., Эвенчик Э.Е. Методика преподавания физики в средней школе. М.: Просвещение, 1985. - 285 с.

126. Орлов В.А. Элективные курсы по физике и их роль в организации профильного и предпрофилы-юго обучения // Физика в школе. 2003. №7. -С. 17-19.

127. Павленко Ю.Г. Начала физики. М.: Моск. гос.ун-т, 1988. - 639 с.

128. Петров В.Г. Изучение механики в школах и классах биологического и медицинского профиля: Дис. . канд. пед. наук. СПб., 1996. - 180 с.

129. Попов П.И., Воронцов-Вельяминов Б.А., Куницкий Р.В. Астрономия / Под ред. Р.В. Куницкого. Изд. 5-е. М.: Просвещение, 1965. - 408 с.

130. Поступающим в Технический университет (МИРЭА): Математика и физика. Задачи и решения. М., Изд-во МИРЭА, 1995. - 224 с.

131. Практикум по физике в средней школе: Дидакт. материал / Под ред. A.A. Покровского. -М.: Просвещение, 1982. 192 с.

132. Практикум по физике в средней школе: Дидакт. материал: Пособие для учителя / Под ред. В.А. Бурова, Ю.И. Дика. М.: Просвещение, 1987. — 191 с.

133. Программы факультативных курсов для восьмилетних и средних школ. -М.: Просвещение, 1981.-73 е., 1988.-82 с.

134. Программы школ (классов) с углубленным теоретическим и практическим изучением физики: Физика // Физика в школе, 1986. № 6. -С. 48-52, 1987. № 1.-С. 46-50.

135. Программы общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. / Сост. Ю.И. Дик, В.А. Коровин. М.: Просвещение, 1994 . - 288 с.

136. Программы для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7-11 кл. / Сост. Ю.И. Дик, В.А. Коровин. Изд. 3-е - М.: Дрофа, 2002.-256 с.

137. Прогностическая концепция целей и содержания образования / Под ред. И .Я. Лернера, И.К. Журавлева. М.: ИТП и МИО РАО, 1994. - 131 с.

138. Прояненкова Л.А. Совершенствование подготовки студентов к использованию учебного эксперимента на уроках изучения нового физического материала: Автореф. дис. . канд. пед. наук. М, 1991. - 16 с.

139. Пурышева Н.С. Дифференцированное обучение физике в средней школе. -М.: Прометей, 1993. 161 с.

140. Пурышева Н.С. Методические основы дифференцированного обучения физике в средней школе: Автореф. дис. . док. пед. наук. М, 1995. - 42 с.

141. Раткин С.А. Использование энергетического метода при формировании понятия физического поля (на примере средних учебных заведений гуманитарного профиля): Автореф. дис. .канд. пед. наук. -М, 1993. -20 с.

142. Ранжуров Н.Б. Концепция изучения курса физики в школе по углубленной программе. Улан-Уде: ВСГТУ, 1998. - 327 с.

143. Ранжуров Н.Б. Проблемно-модульное обучение и его применение в преподавании физики в средней школе по углубленной программе. -Улан-Уде: ВСГТУ, 1999. 121 с.

144. Резников Л.И., Эвенчик Э.Е, Юськович В.Ф. Методика преподавания физики в средней школе. Т. 1. Механика. Т.2. Механика. Молекулярная физика и теплота / Под ред. Б.М. Яворского. М.: Изд-во АПН РСФСР, 1958, 1960.-288 с, 408 с.

145. Резников Л.И, Шамаш С.Я, Эвенчик Э.Е. Методика преподавания физики в средней школе. Механика: пособие для учителей. М.: Просвещение, 1974. - 238 с.

146. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 1. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. Изд. 5-е. М.: Наука, 1973. - 512 с.

147. Садеков И.К. Содержание и методика преподавания курсов физического образования в гимназиях естественнонаучного направления: Дис. . канд. пед. наук. М., 1994. -203 с.

148. Сборник конкурсных заданий по физике для поступающих в вузы / Сост. С.В.Павлов, И.В. Платонова. М.: Интеллект-центр. 2001. - 672 с.

149. Свитков Л.П. Термодинамика и молекулярная физика. Факультативный курс: Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1971. - 191 с.

150. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. Изд. 2-е. М.: Наука, 1979. - 552 с.

151. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учеб.пособие. М.: Народное образование, 1988. - 256 с.

152. Славов A.B., Спивак B.C., Тимошин М.Г. Экзамен по физике. Экзаменационные билеты лучших технических вузов России. М.: Аквариум, 1998. - 256 с.

153. Содержание углубленного изучения физики в средней школе. Физико-математические и прикладные учебные предметы / Под ред. Л.И. Резникова. М.: Педагогика, 1974. - 208 с.

154. Справочник для поступающих в Московский университет в 2001 г. -М.: Изд-во МГУ, 2001. 240 с.

155. Степанов C.B. Развитие экспериментальных умений студентов в спецпрактикуме по методике преподавания физики: Автореф. дис. . канд. пед. наук. М., 1992. - 16 с.

156. Стрелков С.П. Механика. Изд. 3-е. М.: Наука, 1975. - 560 с.

157. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Под ред. С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой. М.: Академия, 2000. - 368 с.

158. Теория и методика обучения физике в школе: Частные вопросы: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / Под ред. С.Е. Каменецкого. -М.: Академия, 2000. 384 с.

159. Турышев И.К., Лукьянов Ю.И. Преподавание физики в 8 классе средней школы: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1984. - 160 с.

160. Туркина Г.Ф., Лисицына А. Простые опыты с пластиковыми бутылками // Физика: Прилож. к газ. «Первое сентября». 2002. № 1. С.1-4.

161. Турчин Э.М. Обобщение и систематизация знаний учащихся по механике на основе внутрипредметных связей: Автореф. дис. . канд. пед. наук. М., 1984,- 16 с.

162. Углубленное изучение физики в 10-11 классах: Кн. для учителя / Под ред. О.Ф. Кабардина, В.А.Орлова. М.: Просвещение, 2002. - 126 с.

163. Унт И.Э. Индивидуализация и дифференциация обучения. — М.: Педагогика, 1990. 176 с.

164. Урутина М.А. Методические основы преподавания физики в классах биолого-химического профиля: Автореф. дис. . канд. пед. наук. М., 1996- 18 с.

165. Усаченко А.Д. Некоторые вопросы структуры курса физики школ с углубленным изучением математики: Автореф. дис. . канд. пед. наук. -Л., 1975.- 16 с.

166. Факультативный курс физики. 9 кл.: Пособие для учащихся / Под ред.

167. A.B. Перышкина, С.Е. Каменецкого. М.: Просвещение, 1976. - 159 с.

168. Физический практикум. Механика и молекулярная физика / Под ред.

169. B.И. Ивероновой. Изд. 2-е. М.: Наука, 1967. - 352 с.

170. Физический практикум для классов с углубленным изучением физики: Дидакт. материал: 9-11 кл. / Под ред. Ю.И. Дика, О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 1993. - 208 с.

171. Физика: Учеб. пособие для 10 кл. школ и классов с углубленным изучением физики / Под ред. A.A. Пинского М.: Просвещение, 1995415 с.

172. Фирсов В.В. Дифференциация обучения на основе обязательных результатов обучения. М., 1994.

173. Физический эксперимент в школе. Пособие для учителей. Вып. 5. — М.: просвещение, 1975. 200 с.

174. Фронтальные лабораторные занятия по физике в средней школе: Пособие для учителей / Под ред. A.A. Покровского. Изд. 2-е. М.: просвещение, 1974. - 208 с.

175. Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7-11 классах общеобразовательных учреждений: Кн. для учителя / Под ред. В.А. Бурова, Г.Г. Никифорова. М.: Просвещение, 1996. - 386 с.

176. Хорошавин С.А. Демонстрационный эксперимент по физике в школах и классах с углубленным изучением предмета: Механика. Молекулярная физика: Кн. для учителя. М.: Просвещение, 1994 - 367 с.

177. Ходанович А.И. Инновационное содержание обучения физике в структуре образования школа-вуз: Автореф. дис. . канд. пед. наук. — СПб., 1998.-24 с.

178. Чижов Г.А. Физика. 10 кл.: Учебник для классов с углубленным изучением физики / Г.А. Чижов, Н.К. Ханнанов. М.: Дрофа, 2003. - 480 с.

179. Шахмаев Н.М., Шилов В.А. Методика преподавания механики в средней школе. М.: Просвещение, 1987. - 179 с.

180. Шахмаев Н.М. Дифференциация обучения в средней общеобразовательной школе. Дидактика средней школы / Под ред. М.А. Данилова, М.Н. Скаткина. -М.: Просвещение, 1975. С. 251-281.

181. Шахмаев Н.М. Учителю о дифференцированном обучении: Методические рекомендации. М.: АПН СССР, 1989. - 65 с.

182. Шахмаев Н.М., Шилов В.Ф. Физический эксперимент в средней школе: Механика. Молекулярная физика. Электродинамика. М.: Просвещение, 1989.-255 с.

183. Шахмаев Н.М., Каменецкий С.Е. Демонстрационные опыты по электродинамике. Изд. 2-е. М.: Просвещение, 1973. - 352 с.

184. Эвенчик Э.Е. Преподавание механики в курсе физики средней школы. Изд. 2-е. -М.: Просвещение, 1977. 160 с.

185. Эвенчик Э.Е. Основы методики преподавания механики в средней школе: Дис. . док. пед. наук. М., 1977. - 323 с.

186. Эвенчик Э.Е., Шамаш С.Я., Орлов В.А. Методика преподавания физики в средней школе: Пособие для учителя / Под ред. Э.Е. Эвенчик. Изд.2-е. М.: Просвещение, 1986. - 240 с.

187. Эткина Е.В. Методика преподавания физики в гимназии: Автореф. дис. . канд. пед. наук. М., 1997. - 24 с.

188. Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики: Учебник. В 2-х томах /Под ред. Ю.И. Дика. М.: Физматлит, 2000. - Т. 1. - 624 с. Т.2 - 576 с.

189. Яворский Б.М. Основные вопросы современного школьного курса физики: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1980. - 318 с.