Тема: Исследование взаимодействия постоянных магнитов и высокотемпературного сверхпроводника как направление исследовательской деятельности учащихся старших классов
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
📋 Содержание
Глава 1. Изучение взаимодействий постоянных магнитов и
высокотемпературного сверхпроводника (обзор) 6
1.1 Общие сведения о сверхпроводниках и постоянных магнитах 6
1.2 Свойства сверхпроводников 10
1.3 Эффект Мейснера 11
Глава 2. Оригинальные результаты 14
2.1 Взаимодействие сверхпроводника и магнита 14
2.2 Экспериментальное измерение силы притяжения магнита над
сверхпроводником 19
2.3 Взаимодействие сверхпроводника и магнита после перфорации пластины
21
Глава 3. Организация исследовательской деятельности учащихся старших классов по теме «Взаимодействие постоянных магнитов и высокотемпературного сверхпроводника» 23
3.1 Определения понятия организации исследовательской деятельности
старших классов 23
3.2 Методические рекомендации по организации исследовательской
деятельности старших классов по теме «Взаимодействие постоянных магнитов и высокотемпературного сверхпроводника» 27
3.3 Методические материалы 29
3.4 Техника безопасности при проведения исследовательской деятельности 34
3.5 Результаты исследования учащегося старшей школы 35
Заключение 37
Список использованных источников 38
📖 Введение
Изучение свойств высокотемпературных сверхпроводников дает нам возможность создавать сверхпроводящие устройства, которые могут функционировать только при низкой температуре. ВТСП применяют в разработке систем магнитной левитации (транспорт на магнитных подушках, магнитные подшипники и другие), а также в разработке источников сильного магнитного поля. Главным условием работы этих устройств является величина индукции магнитного поля, которое выдерживает сверхпроводник без разрушения сверхпроводящего состояния. Это критическое поле определяет возможность использования сверхпроводника в качестве постоянного магнита.
На данный момент существует проблема внедрения организации научно-исследовательской деятельности обучающихся в школе. Анализ образовательных практик говорит о том, что такие исследования, в рамках школы, не проводятся учителями. Поэтому нужно ввести новые формы реализации научно-исследовательской деятельности в образовательном процессе, чтобы учащиеся могли больше углубиться в изучении физики.
Внеурочные формы обучения обеспечивают специализацию в конкретной области знаний. Такие формы могут изменяться под влиянием нескольких факторов: научный интерес педагога и учащихся и актуальные открытия научного исследования. Если применить такой подход в школе, то прямое включение заинтересованных школьников в научно-исследовательскую деятельность становится не в форме имитации, а в форме реального обучения научного познания.
Примером темы таких внеурочных форм организации обучения, является: «Исследование взаимодействия постоянных магнитов и высокотемпературного сверхпроводника». Взаимодействие магнитов и ВТСП важно для прикладных применений, и обучающихся старших классов следует познакомить с данными физическими явлениями и их применениями.
Проблему исследования можно сформулировать следующим образом: как взаимодействуют постоянные магниты со сверхпроводниками? От чего зависит это взаимодействие? Как можно измерить такое взаимодействие?
Объект исследования: взаимодействие постоянных магнитов и сверхпроводников как содержание научно-исследовательской деятельности.
Предмет исследования: организация научно-исследовательской деятельности учащихся старших классов по взаимодействию постоянных магнитов и сверхпроводников.
Цель работы: изучение вопросов взаимодействий постоянных магнитов и сверхпроводников в рамках научно-исследовательской деятельности учащихся старших классов.
Задачи исследования:
1. Ознакомится с явлением сверхпроводимости;
2. Изучить свойства современных лент из ВТСП;
3. Экспериментально исследовать взаимодействие ВТСП с неодимовыми магнитами;
4. Измерить силу притяжения между магнитом и сверхпроводником;
5. Разработать программный модуль для исследования взаимодействия магнита и ВТСП;
6. Разработать методические материалы для проведения встреч с учащимися по теме исследования.
Апробация и внедрение результатов. Материалы данного исследования были представлены на конференции “Образование и наука в XXI веке: математика, физика, информатика и технологии в смарт-мире” КГПУ им. В.П. Астафьева, май 2024 г. Подготовка научно-исследовательского проекта учащегося физ.-мат. школы СФУ.
Структура выпускной квалификационной работы определена логикой научного исследования. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы.
✅ Заключение
1. Разработан программный модуль для проведения исследования взаимодействия постоянного магнита и высокотемпературного сверхпроводника;
2. Получены результаты по взаимодействию сверхпроводников и постоянных магнитов в ходе исследовательской деятельности;
3. Установлено, что взаимодействие зависит от количества слоев сверхпроводящей ленты, а также не зависит от массы и формы магнита;
4. Показано, что после перфорации пластины, сила притяжения магнита и сверхпроводника не увеличивается, так как для эффективного захвата магнитного потока нужны дефекты меньшего диаметра;
5. Определены направления и формы работы с обучающимися старшей школы, которые соответствуют по времени и задачам интеграции школьников в научный процесс;
6. Разработаны методические материалы для проведения встреч с учащимися по данной теме исследования.
Таким образом, все поставленные задачи исследования выполнены, а цель достигнута. В рамках дальнейшего научного исследования в ходе реализации темы, целесообразно провести апробацию результатов исследования для оценки эффективности реализации исследовательской деятельности по физике для учащихся старших классов.



