РАЗРАБОТКА УЧЕБНО-ДИДАКТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПО ТЕМЕ ЭФФЕКТ ПЕЛЬТЬЕ И ЗЕЕБЕКА ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА
|
Введение 3
ГЛАВА 1. Эффект Пельтье и Зеебека в курсе «экспериментальная физика» .. 6
1.1 Эффект Пельтье и Зеебека 6
1.2 Особенности изучения эффекта Пельтье и эффекта Зеебека в курсе
«Экспериментальная физика» 15
Вывод по первой главе 17
ГЛАВА 2. Учебно-дидактические материалы при изучении курса
экспериментальная физика 20
2.1. Разработка учебно-дидактических материалов по теме «Эффект Пельтье
и Зеебека» при изучении курса экспериментальная физика 26
2.2. Лабораторный практикум по теме «эффект Пельтье и Зеебека» 40
Вывод по второй главе 46
Заключение 48
Список литературы
ГЛАВА 1. Эффект Пельтье и Зеебека в курсе «экспериментальная физика» .. 6
1.1 Эффект Пельтье и Зеебека 6
1.2 Особенности изучения эффекта Пельтье и эффекта Зеебека в курсе
«Экспериментальная физика» 15
Вывод по первой главе 17
ГЛАВА 2. Учебно-дидактические материалы при изучении курса
экспериментальная физика 20
2.1. Разработка учебно-дидактических материалов по теме «Эффект Пельтье
и Зеебека» при изучении курса экспериментальная физика 26
2.2. Лабораторный практикум по теме «эффект Пельтье и Зеебека» 40
Вывод по второй главе 46
Заключение 48
Список литературы
Для подробного изучения мы немного углубимся в историю изучения физики. Из курса мы знаем то, что термин «энергия» происходит от слова «energeia», которое впервые появилась в работах Аристотеля. Люди упорным трудом получали энергию и старались максимально с пользой использовать различными способами применение которых в ходе эволюции усовершенствовались по мере развитии науки.
И так, с первого периода до конца V- VII века люди, прежде всего, обходились энергией солнца и костра. Но для комфортной жизни им было необходимо создавать жилища, добывать продукты жизни деятельности и для этого они использовали свои физические возможности, а также своих домашних животных. Был, своего рода, круговорот энергии, то есть за счет энергии излучения солнца росли растения, а обитатели питающие продуктами растительного происхождения получали химическую энергию пищи. Для термической обработки пищи использовали энергию костра. Энергетические ресурсы были возобновляемые и не наносили ни какого вреда окружающей среде. Со второго периода с V-VII вв до XVII в. Стали максимально использовать постоянно возобновляющие источники энергии: движение воды в реках, ветер. В местах, где были реки, устанавливались водяные колеса, а на возвышенностях где ветер был в изобилии, устанавливались ветряные установки, при этом не нарушалась эко система окружающей среды, для восстановления которой, необходимо длительное время.
Теперь основной источник энергии - это электрическая энергия. Осуществляется переход от традиционного метода использования природных ресурсов, к альтернативному способу получения необходимой энергии. С помощью того же самого костра нагревается вода и превращается пар, попадая в турбину, она начинает движения ротора генератора после чего вырабатывается электрическая энергия. В промежуточных звеньях происходят большие потери. «Как минимизировать потери? Как получить максимальный эффект с выработки электрической энергии, обходя различные промежутки ее преобразования?» Именно такие вопросы стоят перед обществом. Ученными были выявлены эффекты, с помощью которых можно упростить работу различных механизмов нуждающихся в охлаждении, подогреве или с помощью тепла и холода вырабатывать электрический энергию.
Благодаря эффектам Зеебека и Пельтье создается элементы, которые, с помощью того же самого костра могут выработать электрическую энергию и наоборот электрическую энергии можно преобразовать в тепловую энергию (охлаждать и нагревать необходимые объекты).
Наука не стоит на месте и создаются новые технологии которые нужно использовать с максимальной пользой и минимальными потерями. В наше время создаются различные приборы, оборудования, технология, которые мы попытались осветить в данной работе и более подробно рассмотреть и показать на практике работу устройств работающих на основе эффектов Пельтье и Зеебека. Освещение данных вопросов является актуальной задачей.
В связи с этим предопределена тема выпускной квалификационной работы это «разработка учебно-дидактических материалов по теме эффект Пельтье и Зеебека при изучении курса экспериментальная физика», а так же поставлена цель, в которой заключается полное рассмотрение изложенного материала и применение его на практических занятиях. Проделанная работа подробно рассматривается устройство, принцип действия, назначение и применение эффектов Пельтье и Зебека в различных устройствах который применяется во многих сферах жизни человека.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить ряд задач:
1. Провести содержательный анализ теоритического материала.
2. Выполнить функциональный анализ на основе технологии структурного подхода.
3. Разработать лабораторную работу.
Методы исследования:
1) Анализ и синтез научной и учебной литературы;
2) Изучение учебников, нормативных документов;
3) Обобщение полученных результатов в виде содержания работы.
Научная новизна выпускной квалификационной работы заключается в
исследовании элементов, которые можно применить в различных устройствах, нуждающиеся в охлаждение и подогреве или выработке электрической энергии. Проведен содержательный анализ теоретического материала и разработаны две лабораторные работы. Для каждой из них разработано описание, в структуре которого содержатся краткие теоретические сведения, представлен обзор оборудования и ход работы, в рамках которых описывается пошаговое выполнение эксперимента.
Объектом исследования: Термоэлектрические эффекты Пельтье и Зеебека.
Предмет исследования: учебно-дидактический материал по теме эффект Пельтье и Зеебека при изучении курса экспериментальная физика.
Структура работы обусловлена целью и задачами исследования. Она состоит из введения, основной части, заключения и списка использованной литературы.
И так, с первого периода до конца V- VII века люди, прежде всего, обходились энергией солнца и костра. Но для комфортной жизни им было необходимо создавать жилища, добывать продукты жизни деятельности и для этого они использовали свои физические возможности, а также своих домашних животных. Был, своего рода, круговорот энергии, то есть за счет энергии излучения солнца росли растения, а обитатели питающие продуктами растительного происхождения получали химическую энергию пищи. Для термической обработки пищи использовали энергию костра. Энергетические ресурсы были возобновляемые и не наносили ни какого вреда окружающей среде. Со второго периода с V-VII вв до XVII в. Стали максимально использовать постоянно возобновляющие источники энергии: движение воды в реках, ветер. В местах, где были реки, устанавливались водяные колеса, а на возвышенностях где ветер был в изобилии, устанавливались ветряные установки, при этом не нарушалась эко система окружающей среды, для восстановления которой, необходимо длительное время.
Теперь основной источник энергии - это электрическая энергия. Осуществляется переход от традиционного метода использования природных ресурсов, к альтернативному способу получения необходимой энергии. С помощью того же самого костра нагревается вода и превращается пар, попадая в турбину, она начинает движения ротора генератора после чего вырабатывается электрическая энергия. В промежуточных звеньях происходят большие потери. «Как минимизировать потери? Как получить максимальный эффект с выработки электрической энергии, обходя различные промежутки ее преобразования?» Именно такие вопросы стоят перед обществом. Ученными были выявлены эффекты, с помощью которых можно упростить работу различных механизмов нуждающихся в охлаждении, подогреве или с помощью тепла и холода вырабатывать электрический энергию.
Благодаря эффектам Зеебека и Пельтье создается элементы, которые, с помощью того же самого костра могут выработать электрическую энергию и наоборот электрическую энергии можно преобразовать в тепловую энергию (охлаждать и нагревать необходимые объекты).
Наука не стоит на месте и создаются новые технологии которые нужно использовать с максимальной пользой и минимальными потерями. В наше время создаются различные приборы, оборудования, технология, которые мы попытались осветить в данной работе и более подробно рассмотреть и показать на практике работу устройств работающих на основе эффектов Пельтье и Зеебека. Освещение данных вопросов является актуальной задачей.
В связи с этим предопределена тема выпускной квалификационной работы это «разработка учебно-дидактических материалов по теме эффект Пельтье и Зеебека при изучении курса экспериментальная физика», а так же поставлена цель, в которой заключается полное рассмотрение изложенного материала и применение его на практических занятиях. Проделанная работа подробно рассматривается устройство, принцип действия, назначение и применение эффектов Пельтье и Зебека в различных устройствах который применяется во многих сферах жизни человека.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить ряд задач:
1. Провести содержательный анализ теоритического материала.
2. Выполнить функциональный анализ на основе технологии структурного подхода.
3. Разработать лабораторную работу.
Методы исследования:
1) Анализ и синтез научной и учебной литературы;
2) Изучение учебников, нормативных документов;
3) Обобщение полученных результатов в виде содержания работы.
Научная новизна выпускной квалификационной работы заключается в
исследовании элементов, которые можно применить в различных устройствах, нуждающиеся в охлаждение и подогреве или выработке электрической энергии. Проведен содержательный анализ теоретического материала и разработаны две лабораторные работы. Для каждой из них разработано описание, в структуре которого содержатся краткие теоретические сведения, представлен обзор оборудования и ход работы, в рамках которых описывается пошаговое выполнение эксперимента.
Объектом исследования: Термоэлектрические эффекты Пельтье и Зеебека.
Предмет исследования: учебно-дидактический материал по теме эффект Пельтье и Зеебека при изучении курса экспериментальная физика.
Структура работы обусловлена целью и задачами исследования. Она состоит из введения, основной части, заключения и списка использованной литературы.
В ходе работы были достигнуты следующие результаты:
1. Проанализирована сущность учебно-дидактических материалов и их роль в системе (комплексе) средств обучения.
2. Проанализированы виды существующих дидактических материалов по физике, различные подходы к классификации средств обучения и дидактических материалов. Приведена обобщенная классификация дидактических материалов по физике.
3. Проанализированы теоретические основы построения учебнометодических комплексов, разработки средств обучения. Определены принципы моделирования дидактических материалов: требования, которым должны соответствовать дидактические материалы и функции, которые они должны выполнять в учебном процессе.
4. Разработаны следующие учебно-дидактические материалы по курсу «Экспериментальная физика» по теме «Эффект Зеебека и эффект Пельтье»:
- формулы;
- таблицы;
- презентации;
- видеоматериалы;
- лабораторные работы;
- контрольные вопросы;
- задачи для самостоятельного решения.
По результатам проведенного исследования сформулированы следующие выводы:
1. В учебном процессе возникает необходимость разработки и внедрения в учебный процесс дидактических материалов нового типа.
2. Анализ литературы по проблеме разработки дидактических средств показал, что существуют различные подходы к определению дидактических материалов, средств. Дидактические материалы следует понимать как дополнительные к учебнику средства обучения, способствующие решению дидактических задач в процессе обучения через проведение с ними работы практического характера (главным образом самостоятельной и индивидуальной).
3. Дидактические материалы являются необходимой частью комплекса средств обучения.
4. Дидактические материалы могут служить средством управления
процессом обучения; направлять самостоятельную работу учащихся, учитывая их индивидуальный стиль работы;
быть самостоятельным источником учебной информации; могут дополнять текст учебника или объяснения преподавателя; возбуждают эмоции и вызывают интерес учащихся; создают возможности для возникновения проблемных ситуаций; делают разнообразным процесс обучения; осуществление контроля и самоконтроля.
Полученные результаты при исследовании проблемы разработки дидактических материалов расширяют понимание сущности «дидактических материалов», возможностей и способах включения их в учебный процесс, о роли дидактических материалов в современном комплексе средств обучения, о их влиянии на развитие интереса учащихся к предмету, активизации их познавательной и творческой деятельности [17].
ВЫПОЛНЕННАЯ РАБОТА подробно рассматривает устройство и принцип действия, назначение и применение эффектов Пельтье и Зебека в различных устройствах, использующиеся во многих сферах жизни человека.
В работе приведены учебно-дидактические материалы при изучении курса “Экспериментальная физика”. Рассмотрены созданные специальные дидактические материалы, которые предназначены для самостоятельной работы учащихся в ходе решения поставленной проблемы в задаче. Система дидактических материалов в учебном процессе предполагает последовательное, поэтапное обучение учащихся различным приемам или способам учебной деятельности, а также использование заданий различного уровня (репродуктивного, преобразующего или творческого). Главной особенностью дидактических материалов является их наглядность и практичность.
Проведен содержательный анализ теоритического материала и разработаны две лабораторные работы в ходе которых рассматривается теоритический материала, ход работы, обзор оборудование и пошаговое выполнение эксперимента.
Первая лабораторная работа посвящена изготовлению медно- константановой термопары и её градуировка. Изготовленная при выполнении лабораторного задания, термопара, используется для выполнения следующей лабораторной работы.
Вторая лабораторная работа посвящена определению характера зависимости теплоты Пельтье от количества электричества протекающего в цепи.
Материалы данной работы окажутся полезными будущему
преподавателю учреждений СПО технических профилей, для организации и проведению теоретического курса и лабораторного практикума по теме: эффект Пельтьеи Зеебека при изучении курса “Экспериментальная физика".
1. Проанализирована сущность учебно-дидактических материалов и их роль в системе (комплексе) средств обучения.
2. Проанализированы виды существующих дидактических материалов по физике, различные подходы к классификации средств обучения и дидактических материалов. Приведена обобщенная классификация дидактических материалов по физике.
3. Проанализированы теоретические основы построения учебнометодических комплексов, разработки средств обучения. Определены принципы моделирования дидактических материалов: требования, которым должны соответствовать дидактические материалы и функции, которые они должны выполнять в учебном процессе.
4. Разработаны следующие учебно-дидактические материалы по курсу «Экспериментальная физика» по теме «Эффект Зеебека и эффект Пельтье»:
- формулы;
- таблицы;
- презентации;
- видеоматериалы;
- лабораторные работы;
- контрольные вопросы;
- задачи для самостоятельного решения.
По результатам проведенного исследования сформулированы следующие выводы:
1. В учебном процессе возникает необходимость разработки и внедрения в учебный процесс дидактических материалов нового типа.
2. Анализ литературы по проблеме разработки дидактических средств показал, что существуют различные подходы к определению дидактических материалов, средств. Дидактические материалы следует понимать как дополнительные к учебнику средства обучения, способствующие решению дидактических задач в процессе обучения через проведение с ними работы практического характера (главным образом самостоятельной и индивидуальной).
3. Дидактические материалы являются необходимой частью комплекса средств обучения.
4. Дидактические материалы могут служить средством управления
процессом обучения; направлять самостоятельную работу учащихся, учитывая их индивидуальный стиль работы;
быть самостоятельным источником учебной информации; могут дополнять текст учебника или объяснения преподавателя; возбуждают эмоции и вызывают интерес учащихся; создают возможности для возникновения проблемных ситуаций; делают разнообразным процесс обучения; осуществление контроля и самоконтроля.
Полученные результаты при исследовании проблемы разработки дидактических материалов расширяют понимание сущности «дидактических материалов», возможностей и способах включения их в учебный процесс, о роли дидактических материалов в современном комплексе средств обучения, о их влиянии на развитие интереса учащихся к предмету, активизации их познавательной и творческой деятельности [17].
ВЫПОЛНЕННАЯ РАБОТА подробно рассматривает устройство и принцип действия, назначение и применение эффектов Пельтье и Зебека в различных устройствах, использующиеся во многих сферах жизни человека.
В работе приведены учебно-дидактические материалы при изучении курса “Экспериментальная физика”. Рассмотрены созданные специальные дидактические материалы, которые предназначены для самостоятельной работы учащихся в ходе решения поставленной проблемы в задаче. Система дидактических материалов в учебном процессе предполагает последовательное, поэтапное обучение учащихся различным приемам или способам учебной деятельности, а также использование заданий различного уровня (репродуктивного, преобразующего или творческого). Главной особенностью дидактических материалов является их наглядность и практичность.
Проведен содержательный анализ теоритического материала и разработаны две лабораторные работы в ходе которых рассматривается теоритический материала, ход работы, обзор оборудование и пошаговое выполнение эксперимента.
Первая лабораторная работа посвящена изготовлению медно- константановой термопары и её градуировка. Изготовленная при выполнении лабораторного задания, термопара, используется для выполнения следующей лабораторной работы.
Вторая лабораторная работа посвящена определению характера зависимости теплоты Пельтье от количества электричества протекающего в цепи.
Материалы данной работы окажутся полезными будущему
преподавателю учреждений СПО технических профилей, для организации и проведению теоретического курса и лабораторного практикума по теме: эффект Пельтьеи Зеебека при изучении курса “Экспериментальная физика".