Введение 3
Глава 1. Теоретические аспекты волновых и колебательных явлений в физике 6
1.1 Механические волны и колебания, звуковые волны и колебания,
электромагнитные волны и колебания 6
1.2 Гравитационные волны, их сравнение с электромагнитными,
математический и пружинный маятники 16
1.3 Принцип радиосвязи и телевидения 19
Глава II. Опытно-практическая работа, направленная на изучение уровня сформированности знаний учащихся 11 классов по разделу «Колебания и волны» 23
2.1 Организация и методы исследования уровня первичной
сформированности знаний 23
2.2 Анализ результатов констатирующего этапа опытно-практической
работы 28
Глава III. Результаты по разработке и апробации элективного курса «Волновые и колебательные явления в физике» 36
3.1 Разработка элективного курса «Волновые и колебательные
явления в физике» 36
3.2 Контрольная диагностика уровня знаний учащихся 11 классов по
теме 44
Заключение 51
Список использованных источников 54
Приложения 57
Элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике» для старших классов
|
Введение 3
Глава 1. Теоретические аспекты волновых и колебательных явлений в физике 6
1.1 Механические волны и колебания, звуковые волны и колебания,
электромагнитные волны и колебания 6
1.2 Гравитационные волны, их сравнение с электромагнитными,
математический и пружинный маятники 16
1.3 Принцип радиосвязи и телевидения 19
Глава II. Опытно-практическая работа, направленная на изучение уровня сформированности знаний учащихся 11 классов по разделу «Колебания и волны» 23
2.1 Организация и методы исследования уровня первичной
сформированности знаний 23
2.2 Анализ результатов констатирующего этапа опытно-практической
работы 28
Глава III. Результаты по разработке и апробации элективного курса «Волновые и колебательные явления в физике» 36
3.1 Разработка элективного курса «Волновые и колебательные
явления в физике» 36
3.2 Контрольная диагностика уровня знаний учащихся 11 классов по
теме 44
Заключение 51
Список использованных источников 54
Приложения 57
Актуальность исследования. В настоящее время достижения физики в той или иной степени используются в различных областях естественно научного или технического знания. Кроме того, достижения физики все быстрее проникают в традиционные гуманитарные науки, примером чего может служить включение в учебные планы гуманитарных специальностей дисциплины «Концепции современного естествознания».
Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (далее ФГОС) определяет в качестве главных результатов не предметные, а личностные и метапредметные - универсальные учебные действия. Это связано с тем, что современный мир очень быстро меняется. Полученные знания в школе со временем устаревают и нуждаются в коррекции. Умение учиться и самостоятельно получать знания являются более востребованными.
Создание элективного курса «Колебания и волны», отвечающего всем требованиям ФГОС, для учащихся 11 классов, является актуальным вопросом на сегодняшний день, в связи с возрастающим влиянием физической науки на темпы развития научно-технического прогресса. Нет такой области физики и техники, где бы не появлялись колебательные и волновые процессы. По словам академика Л.А. Мандельштама, если посмотреть историю физики, то можно увидеть, что главные открытия были колебательными. Нам часто приходится сталкиваться с движениями, которые повторяются через одинаковое количество времени, которые мы называем колебательными [12].
Колебания и волны - это один из самых распространенных движений в природе, обладают универсальностью и всеобщностью. Изучение данной темы является универсальным ключом ко многим тайнам природы и мощнейшим инструментом познания.
Таким образом, актуальность исследования выбранной нами темы обусловлена тем, что изучение законов колебательных и волновых движений, являются хорошим инструментом для формирования научного мировоззрения и в практическом применении в жизни и в науке.
Цель исследования: проанализировать колебательные и волновые
движения, разработать элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике» для учащихся 11 классов и проверить эффективность элективного курса.
Задачи исследования:
• охарактеризовать механические колебания волны, звуковые колебания и волны, электромагнитные колебания и волны;
• раскрыть понятие «гравитационные волны», сравнить их с электромагнитными;
• выявить значимость знаний математического и пружинного маятника;
• изучить принцип радиосвязи и телевидения;
• разработать элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике», который включает все вышеуказанные разделы;
• проверить эффективность разработанного элективного курса и проанализировать результаты выпускной квалификационной работы.
Объект исследования: колебательные и волновые движения.
Предмет исследования: процесс разработки элективного курса для учащихся 11 класса «Волновые и колебательные явления в физике».
Гипотеза исследования: процесс изучения волновых и колебательных движений в физике будет успешным, если применять для ее изучения элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике».
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы применялись следующие методы исследования:
• анализ и интерпретация литературных источников;
• педагогическое наблюдение;
• педагогический эксперимент;
• качественная и количественная обработка результатов педагогического эксперимента.
Методологические основы исследования:
• Общая теория механических и электромагнитных колебаний и волн: А.В. Бармасов, Л.А. Браже, Е.Н. Дубнищев, И.Л. Касаткина, Дж. Орир, А.Г. Схиртладзе и другие;
• Теория гравитационных волн: А.Ф. Шишкина, В.А. Фок, Ч.Мизнер, К. Торн, Дж. Уилер и др.
• Основы радиопередающих устройств: В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Луховкин идр;
• Теория и методика преподавания физики в школе: А.И. Бугаев, Н.И. Запрудский, С.Е. Каменецкий, А.В. Усова и другие.
Структура исследования: выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.
Работа была апробирована на конференции «Молодежь и Наука XXI века», сертификат приведен в приложении В.
Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (далее ФГОС) определяет в качестве главных результатов не предметные, а личностные и метапредметные - универсальные учебные действия. Это связано с тем, что современный мир очень быстро меняется. Полученные знания в школе со временем устаревают и нуждаются в коррекции. Умение учиться и самостоятельно получать знания являются более востребованными.
Создание элективного курса «Колебания и волны», отвечающего всем требованиям ФГОС, для учащихся 11 классов, является актуальным вопросом на сегодняшний день, в связи с возрастающим влиянием физической науки на темпы развития научно-технического прогресса. Нет такой области физики и техники, где бы не появлялись колебательные и волновые процессы. По словам академика Л.А. Мандельштама, если посмотреть историю физики, то можно увидеть, что главные открытия были колебательными. Нам часто приходится сталкиваться с движениями, которые повторяются через одинаковое количество времени, которые мы называем колебательными [12].
Колебания и волны - это один из самых распространенных движений в природе, обладают универсальностью и всеобщностью. Изучение данной темы является универсальным ключом ко многим тайнам природы и мощнейшим инструментом познания.
Таким образом, актуальность исследования выбранной нами темы обусловлена тем, что изучение законов колебательных и волновых движений, являются хорошим инструментом для формирования научного мировоззрения и в практическом применении в жизни и в науке.
Цель исследования: проанализировать колебательные и волновые
движения, разработать элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике» для учащихся 11 классов и проверить эффективность элективного курса.
Задачи исследования:
• охарактеризовать механические колебания волны, звуковые колебания и волны, электромагнитные колебания и волны;
• раскрыть понятие «гравитационные волны», сравнить их с электромагнитными;
• выявить значимость знаний математического и пружинного маятника;
• изучить принцип радиосвязи и телевидения;
• разработать элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике», который включает все вышеуказанные разделы;
• проверить эффективность разработанного элективного курса и проанализировать результаты выпускной квалификационной работы.
Объект исследования: колебательные и волновые движения.
Предмет исследования: процесс разработки элективного курса для учащихся 11 класса «Волновые и колебательные явления в физике».
Гипотеза исследования: процесс изучения волновых и колебательных движений в физике будет успешным, если применять для ее изучения элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике».
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы применялись следующие методы исследования:
• анализ и интерпретация литературных источников;
• педагогическое наблюдение;
• педагогический эксперимент;
• качественная и количественная обработка результатов педагогического эксперимента.
Методологические основы исследования:
• Общая теория механических и электромагнитных колебаний и волн: А.В. Бармасов, Л.А. Браже, Е.Н. Дубнищев, И.Л. Касаткина, Дж. Орир, А.Г. Схиртладзе и другие;
• Теория гравитационных волн: А.Ф. Шишкина, В.А. Фок, Ч.Мизнер, К. Торн, Дж. Уилер и др.
• Основы радиопередающих устройств: В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Луховкин идр;
• Теория и методика преподавания физики в школе: А.И. Бугаев, Н.И. Запрудский, С.Е. Каменецкий, А.В. Усова и другие.
Структура исследования: выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.
Работа была апробирована на конференции «Молодежь и Наука XXI века», сертификат приведен в приложении В.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы на тему: «Элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике»», мы проанализировали теоретические материалы на тему исследования, изучили механические колебания и волны, электромагнитные колебания и волны, звуковые колебания и волны, гравитационные колебания, рассмотрели особенности радиовещания. Провели экспериментальное исследование эффективности внедрения разработанного элективного курса.
Охарактеризовали механические, электромагнитные, звуковые колебания и волны. Колебания - это повторяющиеся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия. Привели множество примеров, которые относятся к колебательным движениям: маятник часов, груз, подвешенный на пружине или на нити, струна гитары, поверхность воды и многое другое.
Звук - это распространение в виде упругих волн механических колебаний в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуковые волны являются механическими продольными или поперечными. Скорость звука зависит от среды, в которой происходят колебания, от свойств этой среды и температуры данной среды. Звуковая волна может поглощаться и отражаться. Звук, который повторяется за счет отражения, называется эхо. Звук отражается только от тех предметов, которые способны отражать его, а от тех предметов, которые поглощают - нет.
Гравитационные волны - это изменение гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Данные волны излучаются движущимися массами, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс. Радиопередающее устройство используется для приема той информации, которая передается благодаря электромагнитным волнам, исходящих от передающей антенны радиопередатчика. В устройстве необходимо наличие следующих элементов: приемная антенна, резонансный контур, детекторный каскад. Детектирование это процесс противоположный модуляции. Ими могут выступать полупроводниковые приборы и электронные лампы, имеющие нелинейные характеристики. Моделирование и детектирование являются основными процессами, которые способствуют передаче и приему звука и изображения.
В практической части выполнения выпускной квалификационной работы мы провели опытно-практическую работу по выявлению эффективности разработанного элективного курса. Опытно-практическая работа состояла из трех этапов. Первый этап - констатирующий. На данном этапе провели первичную диагностику уровня знаний и умений решать задачи у учащихся 11 классов. По выявленным результатам, сделали вывод о необходимости разработки и внедрения элективного курса по изучению раздела физики «Колебания и волны».
Второй этап - формирующий. На данном этапе нами были пояснена значимость и необходимость элективного курса, определены цели и задачи, выдвинуты ожидаемые результаты. Разработали элективный курс и внедрили разработанный элективный курс только в экспериментальной группе, в контрольной группе проводились занятия предусмотренные программой образовательного учреждения.
Третий этап - контрольный. На данном этапе разработали диагностический инструментарий по проверке полученных знаний у детей экспериментальной и контрольной групп. Материал по структуре схож с материалом констатирующего этапа, оценка результатов проводилась по тем же критериям, что и на констатирующем этапе исследования. По результатам диагностики, выявили, что в экспериментальной группе значительно повысился уровень знаний и умений учащихся, а в контрольной группе результаты остались прежними.
Таким образом, поставленная нами цель выпускной квалификационной работы достигнута, путем решения задач. Гипотеза о том, что процесс изучения волновых и колебательных движений в физике будет успешным, если применять для ее изучения элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике» доказана.
Работа была апробирована на конференции «Молодежь и Наука XXI века», сертификат приведен в приложении В.
Охарактеризовали механические, электромагнитные, звуковые колебания и волны. Колебания - это повторяющиеся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия. Привели множество примеров, которые относятся к колебательным движениям: маятник часов, груз, подвешенный на пружине или на нити, струна гитары, поверхность воды и многое другое.
Звук - это распространение в виде упругих волн механических колебаний в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуковые волны являются механическими продольными или поперечными. Скорость звука зависит от среды, в которой происходят колебания, от свойств этой среды и температуры данной среды. Звуковая волна может поглощаться и отражаться. Звук, который повторяется за счет отражения, называется эхо. Звук отражается только от тех предметов, которые способны отражать его, а от тех предметов, которые поглощают - нет.
Гравитационные волны - это изменение гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Данные волны излучаются движущимися массами, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс. Радиопередающее устройство используется для приема той информации, которая передается благодаря электромагнитным волнам, исходящих от передающей антенны радиопередатчика. В устройстве необходимо наличие следующих элементов: приемная антенна, резонансный контур, детекторный каскад. Детектирование это процесс противоположный модуляции. Ими могут выступать полупроводниковые приборы и электронные лампы, имеющие нелинейные характеристики. Моделирование и детектирование являются основными процессами, которые способствуют передаче и приему звука и изображения.
В практической части выполнения выпускной квалификационной работы мы провели опытно-практическую работу по выявлению эффективности разработанного элективного курса. Опытно-практическая работа состояла из трех этапов. Первый этап - констатирующий. На данном этапе провели первичную диагностику уровня знаний и умений решать задачи у учащихся 11 классов. По выявленным результатам, сделали вывод о необходимости разработки и внедрения элективного курса по изучению раздела физики «Колебания и волны».
Второй этап - формирующий. На данном этапе нами были пояснена значимость и необходимость элективного курса, определены цели и задачи, выдвинуты ожидаемые результаты. Разработали элективный курс и внедрили разработанный элективный курс только в экспериментальной группе, в контрольной группе проводились занятия предусмотренные программой образовательного учреждения.
Третий этап - контрольный. На данном этапе разработали диагностический инструментарий по проверке полученных знаний у детей экспериментальной и контрольной групп. Материал по структуре схож с материалом констатирующего этапа, оценка результатов проводилась по тем же критериям, что и на констатирующем этапе исследования. По результатам диагностики, выявили, что в экспериментальной группе значительно повысился уровень знаний и умений учащихся, а в контрольной группе результаты остались прежними.
Таким образом, поставленная нами цель выпускной квалификационной работы достигнута, путем решения задач. Гипотеза о том, что процесс изучения волновых и колебательных движений в физике будет успешным, если применять для ее изучения элективный курс «Волновые и колебательные явления в физике» доказана.
Работа была апробирована на конференции «Молодежь и Наука XXI века», сертификат приведен в приложении В.
