Лекция 3 Технологии и методики обучения геометрической оптики в стратегии системы Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова

Принцип относительности и явление электромагнитной индукции Недостаток поэтапного изучения законов электродинамики : формируется ошибочное представление об электрических и магнитных поля как о самостоятельных и независимых объектах природы. Экспериментально различить случаи «абсолютной неподвижности» проводника и «абсолютной неподвижности» магнита нельзя, т.к. в том и другом случае значение ЭДС индукции определяется скоростью изменения магнитного потока. Существует один объект – электромагнитное поле.

Векторы электромагнитного поля не независимы: их значения зависят от выбора системы отсчёта Если источником поля является заряженное тело, покоящееся относительно системы отсчёта, то в этой системе Е 0, а В=0. Если же источником поля служит магнит, то покоящийся относительно системы отсчёта, то Е=0 и В 0.

Возможная ошибка : всегда путём выбора подходящей системы отсчёта можно добиться, чтобы один из векторов поля обратился в нуль Это возможно лишь в том случае, когда векторы поля - постоянные величины. Если векторы поля меняются во времени, то ни в одной системе отсчёта их значение не окажется равным нулю. Самоиндукция, взаимная индукция. Такое же явление наблюдается с электромагнитной волной.

Правило Ленца

Под технологией обучения понимают упорядоченную совокупность научных знаний, познавательных действий, методов обучения обеспечивающих прогнозированный и диагностируемый результат в условиях образовательного процесса. Главная образовательная цель - становление и развитие личности обучаемого, его познавательных способностей, формирование обобщенных универсальных знаний и способов учебных действий, опора на субъективный опыт обучаемого.

Построение темы по схеме: явления – модели –закон – следствие – практические применения Способы учебных действий: проблема, теоретическое доказательство закона, выводы, анализ способов получения индукционного тока и др. Ведущая роль теоретического знания. Теоретические методы: дедукция, теоретическое предвидение (гипотеза) и др.. Обучение на высоком уровне трудности. Использование теоретических методов во взаимосвязи с эмпирическими Обучение должно идти впереди развития. Целью обучения являются способы учебной деятельности, а не знания, умения и навыки. Развитие – это появление новообразований в психике ребёнка, не заданных на прямую обучением, а возникающие в результате внутренних глубинных интеграционных процессов. Общим развитием является появление данных новообразований во всех сферах психики – ума, воли, чувств учащихся. Отдельные новообразования, взаимодействуя между собой, продвигают личность в целом. С помощью познавательных (когнитивных) структур человек воспринимает окружающий мир.

Лекция 3 Технологии и методики обучения геометрической оптики в стратегии системы Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова

Главное различие развивающей системы Эльконина и В.В. Давыдова от системы Л.В. Занкова Л.В. Занков. Обучение идёт от частного, конкретного, единичного к общему, абстрактному, целому; от факта к системе; от явления к сущности. Мышление учащихся В.В.Давыдов определяет как «рассудочно-эмпирическое», направленное на расчленение и сравнение свойств предметов для абстрагирования формальной общности и придания ей формы понятия. Это мышление – начальная ступень познания, его виды: индукция, дедукция, абстрагирование, синтез и др. Система В.В. Давыдова и Д.Б. Эльконина. Обучения идёт от общего к частному, от абстрактного к конкретному, от системного к единичному. Мышлению ученика, развивающемуся по этой системе, В.В. Давыдова даёт название – разумно- теоретического. Разумно-теоретическое мышление, диалектическое мышление связано с исследованием природы самих понятий, вскрывает их переходы, движение, развитие. Рассудочная логика входит в диалектическую логику, как в логику более высокой формы.

Цель обучения по системе Эльконина -Давыдова Целью обучения выступает формирование способов умственных действий, а также воспроизведение в учебной деятельности школьников логики научного познания. В ходе такой деятельности развиваются способности к содержательному обобщению. Это значит, личность в результате обучения должна характеризоваться следующими компетентностями: - способностью конкретизировать генетически исходное, всеобщее отношение изучаемого объекта в системе частных знаний о нём; - умением удерживать в единстве действия, которые обеспечивают мысленные переходы от частного к общему и обратно; - навыками осуществлять переход от выполнения действий в умственном плане к выполнению их, и обратно - умением овладевать новыми средствами учебной деятельности в виде знаковых моделей.

Основные идеи и принципы системы обучения Эльконина - Давыдова Центральное место в процессе обучения занимает деятельность сознания. Принятие и освоение понятий происходит раньше, чем научение действовать с их частными проявлениями. Росту умственных способностей школьника способствует повышение теоретического уровня учебного материала. Субъектность ученика в учебном процессе: учащийся играет роль субъекта, а не объекта обучения. Эмпирические знания, по мнению В.В. Давыдова, строятся, прежде всего, на наблюдении, наглядном представлении, внешних свойствах предметов. Благодаря выделению общих свойств при сравнении предметов, происходят понятийные обобщения.

При изучении каких элементов фундаментальной физической теории применяется система Эльконина – Давыдова? Система обучения Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова применяется на этапе изучения материала, относящегося к законам, ядру и выводам фундаментальных теорий. Пример таких технологий и методик – изучение раздела «Оптика».

Схема построения раздела «Оптика» Оптика Световы е волны Построен ие изображений в зеркалах и линзах Распрост ранение света Взаимод ействие света и веществ а Границы применимости электродинамики Электродинамика

Интенсивность гармонической электромагнитной волны прямо пропорциональна четвертой степени ее частоты. Впервые вводится метод оценки зависимости между– интенсивностью и частотой излучения. Амплитуда возмущения во всех точках сферического фронта волны, распространяющейся от точечного источника, одинакова. Во всех точках сферической поверхности электромагнитные колебания происходят в одинаковых фазах.

Принцип Гюйгенса: каждая точка среды, до которой дошло электромагнитное возмущение, сама становится источником вторичных волн. Части отдельных волн за пределами пространства АСЕ, как отмечает Гюйгенс, «слишком слабы, чтобы производить там свет». Лучи света можно принимать за прямые линии. Приведенное доказательство неубедительно.

Закон прямолинейного распространения света

В середине XVII в. П.Ферма выдвинул принцип, из которого вытекали все законы геометрической оп. Принцип: свет идущий из одной точки пространства в другую, всегда распространяется по кратчайшему пути, требующее минимальное время. Расстояние вдоль прямой – кратчайшее расстояние между двумя точками. Скорость света в однородной среде во всех точках одна и та же. Следовательно, меньше всего времени для перехода света из одной точки в другую нужно именно при прямолинейном распространении света.

Второй уровень сформированности компетентности у школьника Умение искать недостающую информацию для решения поставленной проблемы в различных источниках и работать с нею. Умение решать некоторые практические задания в знакомых ситуациях. Попытка переноса имеющихся знаний, умений, способов деятельности в новую ситуацию. Готовность оказать посильную помощь другим участникам совместной деятельности. Минимальная помощь извне.

Модель (метод) теории Кеплера Каждую точку светящегося предмета он рассматривал как источник расходящегося пучка лучей. Оптический прибор превращал расходящийся пучок в сходящийся и собирал его в одну точку. Она и являлась изображением точки предмета. Каждой точке предмета соответствовала одна точка изображения, которые вместе создавали изображение всего предмета в целом.

Главные вопросы геометрической оптики 1. Светящаяся точка, световые лучи и пучки. 2. Законы, лежащие в основе геометрической оптики. 3. Показатель преломления. 4. Дисперсия света.

Трактовки некоторых понятий физической и геометрической оптики Геометрическая оп. Светящаяся точка - источник излучения, не имеющий размеров. Не делается различия между самосветящейся точкой и не самосветящейся. Под лучом света понимают ось световой трубки. Физическая оп. Светящаяся точка - тело, которое испускает оптическое излучение, но размерами излучаемого тела можно пренебречь по сравнению с расстоянием, на котором оно рассматривается.

Примерное планирование темы «Световые волны» Прямолинейное распространение света. Принцип Гюйгенса Отражение света. Закон отражения света Преломления света. Закон преломления света Решение задач Дисперсия света. Лабораторная работа «Наблюдение дисперсии света» Решение задач Контрольная работа Резерв Демонстрационный эксперимент Получение тени и полутени. Схема распространения волны (по Гюйгенсу). Закон отражения света Одновременное отражение и преломления света. Обратимость светового луча. Закон преломления света. Дисперсия света

Закрепление учебного материала

Закон отражения света <DAB = <CBA. Но α = <DAB, а γ = <CBA, как углы с перпендикулярными сторона­ми. Следовательно, α и γ равны между собой: α = γ. При падении луча на границу раздела двух сред угол отражения равен углу падения; падающий и отраженный лучи и перпендикуляр, восстановленный к поверхности в точке падения, лежат в одной плоскости.

Закон преломления света Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред; падающий и преломленный луч и перпендикуляр, восстановленный к поверхности в точке падения, лежит в одной плоскости.

Дисперсия света (от лат. dispergo – рассеивать, развеивать).. Абсолютный показатель преломления среды п =. Выразим из этой формулы скорость света в веществе:. Значит, крас­ный свет распространяется в веществе с большей скоростью, чем фиолетовый, так как показатель преломления для него меньше, чем для фиолетового. Дисперсия - это явление зависимости показателя преломления или скорости света от частоты.