Использование диалоговых задач при обучении студентов общей физике

Рис. 4. Изменение социального профиля семьи N

Представленный пример иллюстрирует возможности применения данной методики при мониторинге оценки эффективности работы с семьей в рамках деятельности Центра.

Использование системы мониторинга оценки эффективности социального сопровождения семьи в работе Центра позволяет оценивать успешность реабилитационных курсов, осуществлять координацию выполнения индивидуальных программ,

Библиографический список

а также вести мониторинг изменении социальных характеристик различных категории семеИ «группы риска».

Анализ социального профиля семьи позволяет не только диагностировать показатели оценки эффективности, но и прогнозировать направления и формы развития реабилитационного потенциала семьи.

1. Карташов, В.Я. Управление процессом социальной реабилитации на основе моделирования / В.Я. Карташов, Т.А. Хорошева, А.И. Юдина. - Кемерово, 2010.

2. Юдина, А.И. Педагогика социализации подростков в трудной жизненной ситуации: социально-культурный подход. - Кемерово, 2013. Bibliography

1. Kartashov, V.Ya. Upravlenie processom socialjnoyj reabilitacii na osnove modelirovaniya / V.Ya. Kartashov, T.A. Khorosheva, A.I. Yudina. -Kemerovo, 2010.

2. Yudina, A.I. Pedagogika socializacii podrostkov v trudnoyj zhiznennoyj situacii: socialjno-kuljturnihyj podkhod. - Kemerovo, 2013.

Статья поступила в редакцию 13.09.13

УДК 378.02:372.8

Almadakova G. У. USE of DIALOGUE TASKS WHEN TRAINING STUDENTS IN THE GENERAL PHYSICS.

Expediency of use of dialogue tasks locates in article when training students in physics and the example of a dialogue task of an electromagnetic induction is given.

Key words: physical tasks, the dialogue tasks, developing education, theoretical knowledge.

Г.В. Алмадакова, аспирантка ГАГУ, г. Горно-Алтайск, E-mail: mnko@mail.ru

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИАЛОГОВЫХ ЗАДАЧ ПРИ ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ

В статье обосновывается целесообразность использования диалоговых задач при обучении студентов физике, приводится пример диалоговой задачи по электромагнитной индукции.

Ключевые слова: физические задачи, диалоговые задачи, развивающее обучение, теоретические знания.

Для того, чтобы включить студентов в понятийную творческую учебную деятельность при решении физических задач, можно воспользоваться диалоговой формой обучения. Диалоги различного типа (информационно-проблемные, эвристические и исследовательские) позволяют осуществлять необходимые взаимодействия между преподавателем и студентами, а также меж-

ду самими студентами [1-4]. Такая форма обучения учитывает диалоговую природу теоретических знаниИ и становится в учебном процессе базовым методом организации развивающего обучения, когда обучающиеся получают не только новые знания, но и усваивают способы получения этих знании.

Ь

М

+•

Поэтому мы рекомендуем шире использовать диалоговые задачи в учебном процессе в вузе и школе. Такие задачи своей структурой решают одновременно три основных проблемы развивающего обучения:

- раскрывают путь получения новых знаний;

- формируют новые знания;

- развивают рефлексию.

Покажем на конкретной физической задаче, как следует организовывать диалог эвристического типа.

ЗАДАЧА

Резистор сопротивлением Я присоединен к верхним концам двух вертикальных медных стержней, отстоящих на расстоянии / друг от друга (рисунок). Стержни замкнуты медной перемычкой массы т , которая без трения .  может скользить по ним. В окру-

жающем пространстве создано однородное магнитное поле с ин-^ дукцией В, перпендикулярное

плоскости, в которой расположены стержни. Перемычку отпусти-1 ли, после чего она начала падать

без нарушения электрического контакта. Пренебрегая сопротив-4. лением стержней и перемычки,

. найти установившуюся скорость

V последней. Принять индуктив-I, ность единицы длины системы

стержней равной к.

Решение в диалоговой

1, . форме

Преподаватель: Изменяется ли поток магнитной индукции, |. пронизывающий контур, при па-

дении перемычки?

Студент: Изменяется. Так как площадь контура abсd растет, то увеличивается и поток магнитной индукции, пронизывающий его.

Преподаватель: Какое явление возникает во всяком замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, проходящего через поверхность, ограниченную этим контуром?

Студент: Возникает явление электромагнитной индукции.

Преподаватель: В чем ее суть?

Студент: Когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции, в контуре возникает индукционный ток.

Преподаватель: Какова же причина этого тока? Ведь в цепи отсутствует источник тока?

Студент: Источник тока появляется в процессе изменения потока магнитной индукции, пронизывающего контур. В цепи появляется электродвижущая сила, называемая электродвижущей силой электромагнитной индукции, а так как контур замкнутый, то в нем и возникает ток.

Преподаватель: Запишите количественное выражение для э.д.с.

Студент: Это закон Фарадея: Е= -МФМ

Преподаватель: Каков физический смысл знака минус в этом законе?

Студент: Знак минус показывет, что увеличение потока (МФ/ dt > 0 ) вызывает э.д.с. Е: <0, т.е. поле индукционного тока направлено навстречу потоку; уменьшение потока вызывает Е: >0, т е. направления потока и поля индукционного тока совпадают.

Преподаватель: Можете показать, что знак минус в формуле по существу является математическим выражением общего правила для нахождения направления индукционного тока?

Студент: Это правило Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот индукционный ток.

Преподаватель: Воспользуйтесь этим правилом и определите направление индукционного тока в задаче.

Студент: В нашем случае происходит увеличение потока магнитной индукции и, следовательно, поле индукционного тока направлено навстречу потоку. По правилу буравчика ток будет направлен против часовой стрелки.

Преподаватель: Какие дополнительные сведения позволяет внести в условие задачи проведенный вами анализ?

Студент: Оказывается, в магнитном поле падает не просто перемычка ad, а перемычка, по которой течет ток.

Преподаватель: Это меняет как-то поведение перемычки9

Студент: Да, так как на проводник с током в магнитном поле действуют силы, определяемые законом Ампера: dF=I[dlB]. Значит, на перемычку ad кроме силы тяжести mg действует со стороны поля сила Ампера FA, определяемая указанной формулой.

Преподаватель: Чему равна эта сила в данном случае и куда она направлена?

Студент: Так как для всех элементов длины перемычки, по которой идет ток силой I, Sin(dl,* В) = 1 и В = const, то FA = 1BI. Направление этой силы определяется по правилу левой руки. Следовательно, сила F направлена противоположно направлению действия силы тяжести mg .

Преподаватель: Таким образом, на перемычку действуют две силы в противоположных направлениях. Проанализируйте эти силы с точки зрения их постоянства. Меняются ли они в процессе падения перемычки?

Студент: Сила тяжести практически не изменяется. Проанализируем силу Ампера. В момент падения на перемычку действовала только сила тяжести.

Согласно второму закону Ньютона перемычка двигалась ускоренно, т е. скорость ее росла. Из закона Фарадея следует, что с ростом скорости падения перемычки должна увеличиваться э.д.с. индукции, сила тока I и, следовательно, сила Ампера FA

Преподаватель: И до каких пор скорость перекладины будет увеличиваться?

Студент: Очевидно до тех пор, пока не наступит равновесие сил mg и FA т е. mg=IBl! (1).

Преподаватель: Значит, мы нашли то условие в задаче, которое определяет установившуюся скорость перемычки. Давайте попытаемся найти выражения, связывающие явно параметры исследуемой установки со скоростью. Какой параметр непременно должен быть связан со скоростью?

Студент: Очевидно, что это э.д.с., действующая в контуре.

Преподаватель: Запишите ее в общем виде для данного контура.

Студент: При движении проводника ad площадь рамки увеличивается, магнитный поток Ф, проходящий сквозь рамку, возрастает, а значит, согласно закону Фарадея, в рамке должна действовать э.д.с. индукции. Чтобы ее найти, сначала выразим магнитный поток Ф через индукцию поля В и стороны рамки I их: Ф = BS= Blx.

Используя закон Фарадея, запишем: E: = - dФ dt = - Bldx/dt, где dx/ dt = v - скорость перемещения проводника ad. Поэтому E: = - Blv.

Таким образом, величина э.д.с. индукции, возникающая при изменении магнитного потока Ф, по абсолютному значению будет равна |EJ = Blv.

Преподаватель: А теперь подумайте: не допустили ли вы неточность в общей оценке э.д.с., действующей в контуре?

Студент: Вроде бы нет. И формула получилась, такая же, как и в учебнике.

Преподаватель: Тогда наводящий вопрос. Пока вы говорили об э.д.с. индукции. А вдруг в контуре имеет место и самоиндукция? Посмотрите с этих позиций на задачу

Студент: Действительно, мы не принимали в расчет магнитное поле, которое создается индукционным током. Это поле образует некоторый поток Фs сквозь рамку. При движении проводника ad этот поток изменяется, что приводит к появлению дополнительной э.д.с.

Преподаватель: Значит, полная э.д.с. в контуре как выразится?

Студент: E= E: + Es, где |EJ = Blv и связана с индукцией, а Es связана с самоиндукцией и ее следует тоже рассчитать.

Преподаватель: Рассчитайте. При этом обратите внимание, что индуктивность контура L = kx - вели- переменная, где x длина вертикальных стержней, измеренная на участке, по которому идет ток. При падении перемычки величины x и L возрастают.

Студент: Воспользуемся вновь законом Фарадея и учтем, что магнитный поток сквозь контур и сила тока в нем связаны соотношением: Ф = LI. Тогда Es = - d(LI)/dt = - L dI/dt - IdL/dt.

Так как при установившейся скорости падения перемычки I = const, то первое слагаемое в этом уравнении равно нулю и тогда |Es| = I dL/dt = I d(kx)/dt = Ik dx/dt = Ikv.

Преподаватель: Таким образом, вам следует учитывать две

э.д.с. И, естественно, встает вопрос об их знаках. Обоснуйте знаки этих э.д.с.

Студент: Величины и Es имеют в данном случае противоположные знаки, поскольку соответствующие им магнитные потоки Ф и Фs направлены, согласно правилу Ленца, противоположно, и при этом оба потока растут по абсолютному значению.

Преподаватель: Учитывая это, запишите закон Ома для замкнутой цепи.

Студент: I = E/R, где Е - э.д.с., действующая в контуре эЬсс1 и равная в нашем случае: Е = Blv - Ikv.

Следовательно, I = (Blv - Ikv)/R (2).

Преподаватель: Нет ли возможности теперь решить задачу?

Студент: Учитывая выражение для тока I из условия равновесия сил (1) и полученное выражение (2), можно определить установившуюся скорость перемычки: v = mgR/(B2 I2 - mgk) (3).

Преподаватель: Давайте проанализируем полученный результат. Рассмотрите случай, когда k = 0

Студент: Если к = 0, то v = mgR/ В212.

Преподаватель: Вы не сказали о направлении скорости.

Студент: Скорость направлена вниз.

Преподаватель: При любых ли условиях верна формула

(3)?

Студент: Так как при наличии индуктивности (k# 0) скорость, будучи величиной конечной, направлена также вниз, то ясно, что формула (3) верна только при значениях заданных величин, удовлетворяющих условию: В212 >mgk (4).

Преподаватель: Что это означает?

Студент: Это означает, что стационарное движение возможно только при условии k < B2P/mg.

Преподаватель: Как будет вести себя перемычка в случае, если *?

Студент: Из выражения (3) видно, что при r^ « v^ 0. В этом случае ток по контуру не идет и перемычка падает под действием только силы тяжести с ускорением g.

Преподаватель: А если R = 0 и выполняется условие (4), то как в этом случае будет вести себя перемычка?

Библиографический список

Студент: Из выражения (3) видно, что в этом случае V = 0. Значит, перемычка будет неподвижно висеть в магнитном поле, несмотря на деИствие силы тяжести.

Преподаватель: Реально ли такое явление?

Студент: На первый взгляд кажется, что это нереально. Но, если охладить проводники контура abсd, помещенного в достаточно сильное магнитное поле, до сверхпроводящего состояния, то осуществить можно.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Решать ту же самую задачу по следующему плану:

1) проанализировать корректность вопросов преподавателя и ответов студента; 2) выяснить недостатки в решении и предложить более корректное диалоговое решение задачи; 3) выделить отдельно само решение задачи, используя вариант совместного решения и свой личный вариант.

ПОДСКАЗКА

1. Выяснить, действует ли сила Ампера на проводник с током самоиндукции? Если да, то в каком направлении и при каких условиях ею можно пренебречь?

2. Найти графические зависимости v(t) при изменении R от 0 до « и 1^).

3. Проанализировать, можно ли строго математически определить все знаки в формулах, чтобы искусственно не обосновывать знаки э.д.с., не переходить к модулям э.д.с. и тока (чтобы сами уравнения и формулы «думали» за нас)?

4. Оценить, какой вариант решения физически и математически является более ясным и прозрачным: если с самого начала э.д.с. считать по полному магнитному потоку или как это делалось нами в диалоговой задаче?

Таким образом, диалоговые задачи позволяют включать студентов в аналитическую поисковую деятельность; учиться ставить вопросы и отвечать на них. выявлять сущность тех явлений, процессов, которые составляют содержание рассматриваемой учебной задачи; вскрывать сознательно противоречия и разрешать их; своей структурой включать студентов в деятельность по развитию физических знаний, формируемых на других видах занятий.

1. Петров, А.В. Диалоговая задача межпредметного характера: методич. пособ. / А.В. Петров, В.В. Дугашев. - Горно-Алтайск, 2008.

2. Петров, А.В. Диалоговая задача. Из чего состоит вещество: методич. пособ. / А.В. Петров, Е.И. Кудашова. - Горно-Алтайск, 2008.

3. Петров, А.В. Диалоговые задачи по курсу электромагнетизма: методич. пособ. - Горно-Алтайск, 2008.

4. Петров, А.В. Диалоговая задача. Энергия, энтропия, работа, теплота: методич. пособ. / А.В. Петров, Е.И. Кудашова. - Горно-Алтайск,

2008.

Bibliography

1. Petrov, A.V. Dialogovaya zadacha mezhpredmetnogo kharaktera: metodich. posob. / A.V. Petrov, V.V. Dugashev. - Gorno-Altayjsk, 2008.

2. Petrov, A.V. Dialogovaya zadacha. Iz chego sostoit vethestvo: metodich. posob. / A.V. Petrov, E.I. Kudashova. - Gorno-Altayjsk, 2008.

3. Petrov, A.V. Dialogovihe zadachi po kursu ehlektromagnetizma: metodich. posob. - Gorno-Altayjsk, 2008.

4. Petrov, A.V. Dialogovaya zadacha. Ehnergiya, ehntropiya, rabota, teplota: metodich. posob. / A.V. Petrov, E.I. Kudashova. - Gorno-Altayjsk, 2008.

Статья поступила в редакцию 07.08.13

УДК 378.02:372.8 Petrov V.A. FROM THE PRINCIPLE OF CONCRETENESS IN PSYCHOLOGY - TO THE CORRESPONDING PRINCIPLE IN DIDACTICS. In article scientific justification of need of introduction of the principle of concreteness in modern didactics is given and the description of its specifics in system of developing training is given.

Key words: principle of concreteness in training, the principle of concreteness in the psychology, developing training, specifics of the principle of concreteness in developing training.

В.А. Петров, аспирант ГАГУ, г. Горно-Алтайск, E-mail: mnko@mail.ru

ОТ ПРИНЦИПА ПРЕДМЕТНОСТИ В ПСИХОЛОГИИ - К СООТВЕТСТВУЮЩЕМУ ПРИНЦИПУ В ДИДАКТИКЕ

В статье дается научное обоснование необходимости введения принципа предметности в современной дидактике и дается описание его специфики в системе развивающего обучения.

Ключевые слова: принцип предметности в обучении, принцип предметности в психологии, развивающее обучение, специфика принципа предметности в развивающем обучении.

В условиях перехода к обществу с рыночной экономикой, номики, возникла необходимость коренных преобразований в которой знания становятся капиталом и главным ресурсом эко- и системы подготовки кадров в педагогических вузах. Профес-