Изучение волновых свойств света в условиях поэтапного кодирования информации

2. Куликова, Л.Н. Проблемы саморазвития личности. - Хабаровск, 1997.

3. Белинский, В.Г. О детских книгах В.Г. Белинский // Хрестоматия по истории школы и педагогики в России. М.: Просвещение, 1974.

4. Белухин, Д. А. Основы личностно ориентированной педагогики. Курс лекций. - М.: Издательство «Институт практической психологии», Воронеж: НПО «Модэк», 1996. - Ч. 1.

5. Бондаревская, Е.В., Теория и практика личностно-ориентированного образования. - Ростов-на-Дону: Булат, 2000.

6. Бордовская, Н.В., Диалектика педагогического исследования: монография. - СПб., 2001.

7. Сенько, Ю.В. Эволюция предмета деятельности учителя // Педагогика. - 2005. - № 2.

8. Зоткин, А.О. Дидактическая характеристика моделей индивидуализации в современной теории и практике // Индивидуально-ориентированная педагогика: Сб. трудов по материалам 2 межрегион. научн. конф. - Томск, 1997.

Bibliography

1. Valickaya, A.P. Rossiyjskoe obrazovanie: modernizaciya i svobodnoe razvitie // Pedagogika. - 2001. - № 7.

2. Kulikova, L.N. Problemih samorazvitiya lichnosti. - Khabarovsk, 1997.

3. Belinskiyj, V.G. O detskikh knigakh V.G. Belinskiyj // Khrestomatiya po istorii shkolih i pedagogiki v Rossii. M.: Prosvethenie, 1974.

4. Belukhin, D.A. Osnovih lichnostno orientirovannoyj pedagogiki. Kurs lekciyj. - M.: Izdateljstvo «Institut prakticheskoyj psikhologii», Voronezh: NPO «Modehk», 1996. - Ch. 1.

5. Bondarevskaya, E.V., Teoriya i praktika lichnostno-orientirovannogo obrazovaniya. - Rostov-na-Donu: Bulat, 2000.

6. Bordovskaya, N.V., Dialektika pedagogicheskogo issledovaniya: monografiya. - SPb., 2001.

7. Senjko, Yu.V. Ehvolyuciya predmeta deyateljnosti uchitelya // Pedagogika. - 2005. - № 2.

8. Zotkin, A.O. Didakticheskaya kharakteristika modeleyj individualizacii v sovremennoyj teorii i praktike // Individualjno-orientirovannaya pedagogika: Sb. trudov po materialam 2 mezhregion. nauchn. konf. - Tomsk, 1997.

Статья поступила в редакцию 26.06.11

УДК 534 (07): 22.236.35

Bybina N.N. STUDY OF THE WAVE PROPERTIES OF LIGHT IN A STAGED CODING INFORMATION. We justify that the method of gradual inclusion of visual imagery and symbolic complexity involves a didactic tool.

Key words: symbolic and figurative visualization; multidimensional instructional tools; classification; generalization; exteriorization, iteriorizatsiya.

Н.Н. Быбина, аспирант ЧГПУ, г. Челябинск, E-mail: natalya-bybina@mail.ru

ИЗУЧЕНИЕ ВОЛНОВЫХ СВОЙСТВ СВЕТА В УСЛОВИЯХ ООЗТАОНОСО КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ

В работе обосновано, что методика поэтапного включения средств образно-знаковой наглядности предполагает усложнение дидактического инструментария.

Ключевые слова: знаково-образная наглядность; дидактический многомерный инструментарий; систематизация; обобщение; экстериоризация; интериоризация.

Учащиеся, закончившие основную среднюю школу и поступившие в медицинский колледж, продолжают изучать физику в соответствии с документами, регламентирующими образовательный процесс в средних общеобразовательных учреждениях: Законом Российской Федерации «Об образовании», Государственным образовательным стандартом, базисным учебным планом для учреждений СПО. В соответствии с последним документом для основного профессионального образования (специальность 06010951 «Сестринское дело») учебная программа по физике, рассчитанная на 156 часов, включает все разделы курса физики средней (полной) общеобразовательной школы базового уровня: механику, молекулярную физику и термодинамику, электродинамику, строение атома и квантовую физику, эволюцию Вселенной и реализуется на протяжении первого года обучения. С одной стороны, компактное изложение всех разделов курса физики позволяет в большей мере реализовать принципы систематичности и системности. С другой стороны, большой объем учебного материала требует включения в образовательный процесс таких форм, методов, приемов и средств обучения, которые способствовали бы осознанию, осмыслению, обобщению содержания основных вопросов курса физики, повышению мотивации учения, развитию интереса к предмету, который не является для данного колледжа профильным.

Современные технологии обучения, талантливо

обобщенные Г.К. Селевко [1], могут решить проблему повышения мотивации учения и развития познавательного интереса студентов колледжа в процессе изучения физики. Однако таких технологий много (более четырехсот), необходимо выбрать такие, которые включая современные средства обучения, способствовали бы повышению качества знаний студентов.

Процесс учебного познания: от понимания (восприятие, осознание, осмысление) к усвоению (обобщению и систематизации) и применению (выполнению опытов, решению физических задач и др.) можно осуществить, используя три линии развития средств наглядности (от опорных конспектов, обобщающих таблиц, логических схем, матриц до дидактического многомерного инструментария).

Использование опорно-сигнальных средств наглядности, при изучении отдельных вопросов курса физики составляющих базис опорных конспектов, изложенных в параграфах учебника, позволяет студенту усвоить этот материал в соответствии с логикой учебного познания отдельных элементов знания. Для организации коллективных, групповых и индивидуальных форм обучения, способностей каждого учитывались результаты диагностирования не только мотивов учения студентов, их работоспособности, наличия творческого потенциала, но и исходных знаний и умений.

Вопросы, изученные дифференцированно, с использованием опорно-сигнальных средств далее обобщались и систематизировались на основе обобщающих таблиц, структурно-логических схем (вторая линия развития средств наглядности). Предварительное диагностирование уровня развития диалектического (естественнонаучного) мышления студентов колледжа позволило условно поделить студентов на группы. Студентам с хорошо развитым мышлением предлагались задания по самостоятельному обобщению знаний по физике с помощью таблицы или структурно-логических схем, в соответствии с выделенными признаками явлений или свойств объекта.

Студенты со средним и низким уровнями развития диалектического мышления нуждались в дидактической помощи [2]. Преподаватель, организуя работу со средствами образно-знаковой наглядности, помогал перевести знания с внешнего плана деятельности во внутренний на основе совместно сконструированных обобщающих таблиц, граф-схем, матриц. При этом студенты самостоятельно или с помощью преподавателя выделяют признаки, характеризующие тот или иной компонент знания (понятие, закон, теорию), свойства объектов (вещество, поле). Этому этапу дея-

тельности студентов предшествует итоговое повторение материала, изученного по параграфам учебного пособия [3,

4].

Третья линия использования средств наглядности связана с обобщением знаний и метазнаний (знаний о знании) на основе дидактического многомерного инструментария (ДМИ), который как и предыдущие средства относится к средствам знаково-образного кодирования информации [5]. Эта модель проста в построении, ее каркас состоит из векторов и координат (гранул). Использовав идею Э.В. Штейн-берга по построению каркаса ДМИ, мы пришли к заключению, что этот многомерный инструментарий можно упростить с целью организации самостоятельной познавательной деятельности студентов в работе с ним.

В качестве дидактической единицы обучения физике студентов колледжа могут быть выбраны такие структурные элементы знания как факты, понятия, законы, теории, физическая картина мира. Каждый из них можно изучать в соответствии с обобщенным планом [6]. Если вопросы плана соотнести с векторами, то тогда каждый студент может самостоятельно построить знаково-образную наглядность на любом этапе изучения учебного материала.

1. Где наблюдается:

На поверхности воды, дифракция радиоволн, звуковых волн

3. Принцип Гюйгенса-Френеля: каждая точка волны является источником новой

Для определения колебания в точке Р, лежащей перед некоторой поверхностью Б, надо найти колебания, приходящие в эту точку от всех элементов (Ш поверхности Э и затем сложить их с учетом амплитуд и фаз

Открыта Френелем в 1818 г

2. Дифракции света-

1) Огибание световыми волнами препятствий и проникновение света в

область геометрической тени;

2) Любое отклонение от

прямолинейного распространения колебаний в среде, связанно с отклонениями от законов геометрической оптики.

4. Явление огибания светом препятствий соизмеримых с длиной световой волны

5. к>.= с! яш»р

<1 - период дифракционной решетки;

X - длина световой волны

6. Определение X при дифракции света от щели:

„ І 5ІП <р

А =----------ГЛе

н

I - ширина щели;

п= 1,2...

Рис. 1. Опорный конспект «Дифракция света» Матрица волновых свойств света

Таблица 1

ВСек- торы обоб- го плана I Дисперсия II Интерференция III Дифракция IV Поляризация

1 Радужная окраска изображения при прохождении света через призму

2 Световой пучок малого поперечного сечения направляется на призму; взаимо-дейст-вие световой волны с веществом Сложение волн, отраженных, от наружной и внутренней поверхности пленки Непрозрачная ширма в ней два отверстия (прокол булавкой) на небольшом расстоянии друг от друга, освещение их узким световым пучком, прошедшим через малое отверстие другой ширмы Кристалл турмалина - одноосный кристалл. Свет прохода последовательно через два кристалла турмалина, оси которых перпендикулярны гасятся

3 Показатель преломления не зависит от угла падения светового пучка, он зависит от длины волны (его цвета) Отраженные волны - когерентны они являются частями одного свободного пучка при сложении их усиливают или ослабляют друг друга Интерферируют только когерентные волны. В соответствии с принципом Гюйгенса волна пройдет через отверстие, в двух последующих возбужденных когерентных колебаний Световая волна - симметричная относительно направления распространения. Волна, вышедшая из первого кристалла не обладает осевой симметрией.

4 Явление преломления света, спектральные закономерности Явление сложение когерентных волн Явление огибания светом препятствий соизмеримых с длиной световой волны Явление преобразования естественного света в плоскополяри-зованный

5 п=с/у нормальная дисперсия: v>0; п>0 аномальная дисперсия: v<0; п<0 2d - геометрическая разность хода; 2dn - оптическая разность хода; Условие максимального усиления света: 2dn = (2к+1)У2 к=1, 2, 3 ... Условие минимума ослабления света: 2dn=2U/2 кХ= d БШф d - период дифракцион-ной решетки; X - длина световой волны Закон Брюстера Г*:0 - я І0 - угол полной поляризации (угол падения, при котором отраженный луч становится полностью поляризованы) Закон Малюса Б2=Е1С082а

6 Спектральный анализ вещества Проверка качества обработки поверхностей. Просветление оптики Определение X при дифракции света от щели: и. 1 - ширина щели; п = 1,2 ... Использование поляроидов в автомобилях (покрытие фар, ветровых стекол); изучение напряжений в материале в поляризованном свете

Например, вопросы темы «Волновая оптика» (дисперсия, интерференция, дифракция, поляризация) можно обобщить на основе опорно-сигнальных средств (опорных конспектов). В опорном конспекте по явлению «Дифракция света» (рис. 1) арабские цифры соответствуют пунктам обобщенного плана ответа о явлении.

Чтобы осуществить сравнение выше описанных признаков, характеризующих явления дисперсия, интерференция, дифракция, поляризация целесообразно в процессе тематического повторения заполнить матрицу волновых свойств света (Табл. 1).

В процессе итогового повторения темы можно обобщить на основе ДМИ все явления волновой оптики, изученные дифференцированно по плану: 1) внешние признаки явления; 2) условия при которых оно протекает; 3) механизм его протекания; 4) связь данного явления с другими; 5) количественные характеристики явления; 6) использование явления на практике (рис. 2).

Внешние признаки явления

Связь данного явления с другими

Рис. 2. Знаково-образная модель «Волновая оптика»:

I - дисперсия, II - интерференция, III - дифракция, IV - поляризация

Данный многомерный инструментарий позволяет сопоставить все признаки явлений, представленные векторами и координатами («гранулами»). Координаты точек 1, 7, 13, 19 дают возможность сопоставить внешние признаки явлений интерферен-

ции, дифракции, поляризации, дисперсии; 2, 8, 14, 20 - условия при которых они протекают; 3, 9, 15, 21 - сущность явлений; 4, 10, 16, 22 - связи явлений; 5, 11, 17, 23 - количественные характеристики; 6, 12, 18, 24 - применение явлений.

Таким образом, в процессе итогового повторения студенты сначала постепенно и последовательно заполняют таблицу 1, используя метод матричных полей. Затем повторяя и обобщая явления интерференции, дифракции, поляризации, дисперсии строят знаково-образную модель на основе ДМИ. Простота построения знаково-образной наглядности (ДМИ) обусловлена тем, что векторы, составляющие основу каркаса, соотнесены с вопросами обобщенного плана изучения отдельных элементов знания, а координаты «гранулы» с характеристиками, свойствами, составляющими базис отдельных вопросов плана. Чтобы раскрыть их содержание, установить связи между отдельными компонентами, раскрывающими суть вопросов обобщенного плана, целесообразно использовать системно-знаковой наглядности в форме обобщающих таблиц, граф-схем, матриц.

Таблица 2

Линии развития средств знаково-образной наглядности

№ п/п Линии развития Дидактический инструментарий Функции средств наглядности

1 I внешний план деятельности преподавателя Опорно-сигнальные средства - классификация объектов, явлений на основе их отличительных признаков; - воспроизведение информации об изучаемом явлении в соответствии со структурой и содержанием учебного материала, изложенного в параграфах учебника.

2 II внутренний план деятельности преподавателя и студента Структурно-логические схемы, обобщающие таблицы - обобщение, систематизация, осмысление содержания учебного материала.

З III внешний план деятельности студента Обобщенные планы Дидактический многомерный инструментарий - построение ответа в лаконичной, логически обоснованной форме в соответствии с методологией учебного познания; - сравнение, обобщение и систематизация предметных знаний и метазнаний.

Третья линия развития средств наглядности в форме ДМИ позволяет организовать тематическое повторение учебного материала, изученного на основе параграфов учебника и опорных конспектов (опорно-сигнальных средств). Такой подход в использовании средств наглядности позволяет соединить процессы интериоризации и экстериоризации и помощь обучаемым понять (осознать, осмыслить, обобщить) учебный материал; усвоить его на основе текущего, тематического и итогового повторения [2].

Таким образом, разработанная методика обучения физике студентов колледжа на основе поэтапного использования средств образно-знаковой наглядности, предполагающей не только усложнение дидактического инструментария, составляющего её базис (опорные сигналы ^ граф-схемы, матрицы ^ векторно-координатный каркас), но и изменение видов учебнопознавательной деятельности (репродуктивная ^ конструктивная ^ продуктивная). Три линии развития средств наглядности представлены в обобщенном виде в таблице 2.

Таким образом, изучение волновых свойств света в условиях поэтапного кодирования информации позволяет соединить процессы интериоризации и экстериоризации и помогает студентам понять (осознать, осмыслить, обобщить) учебный материал, усвоить его на основе текущего, тематического и итогового повторения.

Библиографический список

1. Селевко, Г.К. Современные образовательные технологии. - М.: Народное образование, 1998.

2. Леонтьев, А. Н. Деятельность, сознание, личность. - М., 1975.

3. Суровикина, С.А. Систематизация и обобщение знаний учащихся X XI классов по физике: дис. ... канд. пед. наук. -Челябинск, 199б.

4. Шаповалов, А. А. Коструктивно-проектировочная деятельность в структуре профессиональной подготовки учителей физики. - Барнаул: Изд-во БГПУ, 1999.

5. Штейнберг, В.Э. Дидактические многомерные инструменты: Теория, методика, практика. - М.: Народное образование, 2002.

6. Усова, А.В. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики / А.В. Усова, А.А. Бобров. - М.: Просвещение, 1988.

Bibliography

1. Selevko, G.K. Sovremennihe obrazovateljnihe tekhnologii. - M.: Narodnoe obrazovanie, 1998.

2. Leontjev, A. N. Deyateljnostj, soznanie, lichnostj. - M., 1975.

3. Surovikina, S.A. Sistematizaciya i obobthenie znaniyj uchathikhsya X XI klassov po fizike: dis. ... kand. ped. nauk. -Chelyabinsk, 199б.

4. Shapovalov, A.A. Kostruktivno-proektirovochnaya deyateljnostj v strukture professionaljnoyj podgotovki uchiteleyj fiziki. -Barnaul: Izd-vo BGPU, 1999.

5. Shteyjnberg, V.Eh. Didakticheskie mnogomernihe instrumentih: Teoriya, metodika, praktika. - M.: Narodnoe obrazovanie, 2002.

6. Usova, A.V. Formirovanie uchebnihkh umeniyj i navihkov uchathikhsya na urokakh fiziki / A.V. Usova, A.A. Bobrov. - M.: Prosvethenie, 1988.

Статья поступила в редакцию 26.06.11