ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. Основы современной методики преподавания лабораторных работ при подготовке учителей физики
1.1. Демонстрационный эксперимент 6
1.2. Виртуальный эксперимент 9
1.3. Лабораторный эксперимент 12
ГЛАВА 2. Методы оптической записи информации
2.1. Когерентный 16
2.2. Механическая 17
2.3. Эхо-голографический 19
ГЛАВА 3. Информационные меры при оптической записи информации
3.1. Классическая 25
3.2. Квантовая 27
3.3. Фон - Неймановская 33
ГЛАВА 4. Разработка лабораторного практикума по моделированию оптической записи информации .
4.1. Голографическая запись плоской волны 36
4.2 Голографическая запись двух плоских волн 44
4.3. Информационная мера для информации, заложенной в короткий
лазерный импульс 50
4.4 Определение информационной меры при различной кодировке
информации в оптической эхо - голографии 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 60
ПРИЛОЖЕНИЯ
На сегодняшний день учебный процесс требует постоянного совершенствования, так как происходит смена приоритетов и социальных ценностей: научно-технический прогресс все больше осознается как средство достижения такого уровня производства, который в наибольшей мере отвечает всем потребностям человека. Поэтому современная ситуация в подготовке специалистов требует глобального изменения стратегии и тактики обучения в вузе. И акцент при изучении учебных дисциплин должен быть направлен не на сам процесс познания, эффективность которого полностью зависит от познавательной активности самого студента. Следует учитывать то, что достижения целей зависят не только от того, что усваивается, но и от того, как усваивается: индивидуально или коллективно, в авторитарных или гуманистических условиях, с опорой на внимание, восприятие, память или на весь личностный потенциал человека, с помощью репродуктивных или активных методов обучения.
С целью наиболее качественного образовательного процесса в обучении физики необходимы не только педагогическая мудрость, поиск методов, форм и приемов использования компьютерных и информационных технологий, но и владение методикой проведения демонстрационных лабораторных работ и виртуальных компьютерных работ. С одной стороны не нужно выпускать из вида, что информационные и компьютерные технологии регулярно развиваются и изменяются со временем, а с другой - необходимо учитывать, что они обязаны осуществлять информационную поддержку при их применении в конкретной учебной деятельности, а именно, при преподавании курса физики в вузе, не нарушая содержание учебного материала.
Физика - наука экспериментальная. Поскольку между физикой - наукой и физикой - учебным предметом существует тесная связь, следовательно, процесс обучения физике заключается в последовательном формировании
новых для учеников физических понятий и теорий на основе немногих фундаментальных положений, которые опираются на опыт.
В современном мире, мире инновационных технологий, люди все больше пользуются компьютером. Записывают и хранят информацию на определенных носителях. Методов записи информации большое множество, одна из самых сложных и необходимых является оптическая запись информации. Данный вид помогает использовать как можно меньше занимаемого места на носителе информации.
Для изучения оптической записи информации необходимо уметь пользоваться основами проведения демонстрационных работ.
Отсюда вытекает проблема исследования: как правильно создать электронный образовательный ресурс для изучения курса физики «моделирование оптической записи информации».
Актуальность проблемы, а также её недостаточная практическая разработанность обусловили выбор темы исследования: «Электронный образовательный ресурс «моделирование оптической записи информации».
Цели исследования:
Проанализировать роль виртуального эксперимента в преподавании физики на педагогических отделениях и определить области физики, в которых необходимо его применение.
Создать методическое пособие по моделированию оптической записи информации для студентов высшего учебного заведения.
В соответствии с поставленными целями сформулированы следующие задачи:
1. Изучить основы методики преподавания лабораторных работ;
2. Раскрыть основные методы оптической записи информации;
3. Сформулировать понятия информационных мер при оптической записи информации;
4. Исследовать методику проведения виртуальной лабораторной работы по голографической записи плоской волны;
5. Разработать методику проведения виртуального лабораторного практикума для изучения влияния различной кодировки информации на ее запись в оптической эхо - голографии.
Структура выпускной квалификационной работы: работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.
В физике источником знаний и методом исследования является эксперимент. Школьный учебный эксперимент представляет собой отражение научного метода изучения физических явлений, поэтому ему должны быть присущи основные элементы физического эксперимента, по которым учащиеся смогут получить представление о научном экспериментальном методе.
Выделяют основные три вида физического эксперимента:
а) Демонстрационный - это показ учителем физических явлений и связей между ними; он предназначен для одновременного понимания информации учащимися всего класса. Демонстрационные опыты способствуют созданию физических представлений и формированию физических понятий; они конкретизируют рассуждения учителя при изложении нового материала, вызывают у школьников интерес к предмету. С помощью демонстрационного эксперимента учитель руководит ходом мыслей учащихся при изучении явлений и связей между ними.
б) Виртуальный - это опыт, для которого характерно использование вычислительной техники. В отличие от других видов физического эксперимента для проведения виртуального эксперимента необходим лишь компьютерный класс, оснащенный программным обеспечением.
в) Лабораторный - опыт, сопровождающийся использованием одного и того же оборудования и выполнением однотипного задания для всего класса. Лабораторный эксперимент является эффективным средством воспитания и развития учащихся; развития у них физического мышления, познавательной самостоятельности, творческих способностей, интеллектуальных и практических умений.
В данной работе была рассмотрена методика проведения виртуального эксперимента по изучению голограмм в пакете MatLab. Согласно общепринятым требованиям было составлено пошаговое методическое пособие для студентов педагогического образования: направление физика. 58
Перед выполнением эксперимента студент должен подробно ознакомиться с теоретической частью, последовательностью и экспериментальным оборудованием.
Методическое пособие позволяет повысить как теоретические, так и практические знания в области нелинейной оптики. В данном виртуальном эксперименте студенты учатся:
1) Моделировать оптическую запись, анализировать изменение вида голограмм для одной и двух плоских волн с изменением параметров светового излучения и геометрии эксперимента.
2) Исследовать изменение информационной меры при кодировке информации во временных интервалах эшелона лазерных импульсов, взятых в качестве объектного. Вычислять классическую, квантовую и фон - Неймановскую информационные меры.
3) На основании проделанной работы и полученных знаний по курсу физики (когерентная и нелинейная оптика), правильно формулировать выводы.
Данный виртуальный эксперимент позволит будущим специалистам различать все виды экспериментов при помощи, которых организовывается практическая часть учебного процесса по курсу физики и повысить профессиональные знания, умения и навыки будущих специалистов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
