Вивчення хвильової оптики в старшій школі

Місце теми "Хвильова оптика" в програмі старшої школи. Хвильові властивості світла. Науково-методичний аналіз змісту і структури навчального матеріалу. Методичні рекомендації щодо проведення уроків фізики з даної теми у старшій школі в 11-му класі.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

ВИВЧЕННЯ ХВИЛЬОВОЇ ОПТИКИ В СТАРШІЙ ШКОЛІ

Курсова робота

ПЛАН

Вступ

РОЗДІЛ 1. Особливості вивчення теми

1.1 Місце теми в програмі старшої школи

РОЗДІЛ 2. Хвильові властивості світла

РОЗДІЛ 3. Науково-методичний аналіз змісту і структури навчального матеріалу

РОЗДІЛ 4. Експериментальна перевірка розробленої методики

4.1 Методика викладання теми: «Хвильова оптика»

4.2 Результати проведеного експерименту

Висновок

Використані джерела

ВСТУП

Мета курсової роботи: дослідження особливостей вивчення хвильової оптики за новою програмою в 11 класі.

Актуальність теми: в даний час рівень розвитку такої науки, як фізика, у світі досить високий. І, природно, що програми навчання фізики, шкільного курсу, так само неповинні відставати від рівня розвитку самої науки. Учням потрібно, по можливості, знаходитися курсі всіх новинок і найбільш цікавих відкриттів і розробок.

Зараз в період реформування освіти, виникає багато проблем щодо методики викладання, в тому числі й фізики. Зменшення кількості годин і збільшення матеріалу, який потрібно викласти на уроці у 11 класі (стандарт - 2 год. на тиждень, академічний - 3 год. на тиждень, профільний - 6 год. на тиждень) змушує переглянути стару методику, внести деякі зміни, використовувати інші методи і засоби навчання. Потрібно звернути увагу й на те, що нова програма не враховує недостатній рівень базових знань для вивчення деяких тем з розділу «Хвильова оптика» в якому вивчається хвильова оптика, та вивчення фізики з 7 по 11 клас.

При викладенні матеріалу вчитель повинен враховувати всі недоліки.

Отже, актуальність проблеми, її недостатня розробка зумовили тему роботи «Вивчення хвильової оптики в старших класах».

Предмет дослідження: методичні особливості вивчення хвильової оптики, введення до програми 11 класу, що несе в собі великі пізнавальні можливості.

Об'єкт дослідження: процес навчальної діяльності учнів 11 класу на уроках фізики, при вивченні ними хвильової оптики.

Гіпотеза: створені на основі об'єктивних критеріїв методичні рекомендації допоможуть вчителям ефективно здійснювати процес навчання, досягти на уроці дидактичної мети.

Завдання курсової роботи: полягає в тому, щоб на основі вивчення та аналізу методичної та додаткової, розробленої по новій програмі літератури створити методичні рекомендації щодо проведення уроків фізики з теми хвильова оптика, допомогти вчителеві провести урок цікаво, з врахуванням всіх особливостей даної теми, застосовуючи наочність, демонстрації, що допомагають учням на завершальному етапі вивчення фізики краще засвоїти матеріал та актуалізувати вивчений матеріал.

РОЗДІЛ І. ОСОБЛИВОСТІ ВИВЧЕННЯ ТЕМИ

Фізика викладається як експериментальна наука. Вихідний матеріал для досліджених питань в основному здобувається учнями з цілеспрямованого поставлених спостережень і дослідів, в тому числі і в домашніх умовах. Подальше абстрагування та узагальнення даних дослідів і спостережень призводить до виділення основних фізичних понять, створення будь-яких моделей, встановлення принципів, законів і теорій. Заключний етап - практика для учнів виступає як застосування набутих знань з різною навчальною діяльності, при вирішенні завдань, на лабораторних роботах і, нарешті, в суспільно корисній і продуктивній праці. Процес формування будь-якого фізичного поняття полягає в послідовному розкритті якісних і кількісних властивостей предметів, що вивчаються і явищ, до стану їх словесного визначення і усвідомлення можливостей їх практичного застосування. Формування фізичних понять відбувається на двох етапах. Перший етап - рух від чуттєвого коректного сприйняття до абстрактного. У ході чого дітей вчать бачити і вміти виділяти в предметі або явищі його найбільш істотні ознаки. Показують, як у науці відбувається абстрагування. У результаті вводиться словесне визначення нового поняття. [7]

На другому етапі здійснюється узагальнення введеного поняття, більш повно розкривається його зміст і зв'язок з іншими. Відповідно до моменту початку процесу формування поняття учень повинен володіти базою необхідних для цього знань, умінь і навичок.

З першими фундаментальними поняттями з даної теми учні знайомляться в середній школі у 7 класі, де саме і вводиться поняття фізика та формуються опорні знання.

1.1 МІСЦЕ ТЕМИ В ПРОГРАМІ СТАРШОЇ ШКОЛИ

Шкільний курс фізики побудований за двома логічно завершеними концентрами, зміст яких узгоджується зі структурою середньої загальноосвітньої школи: в основній школі (7 - 9 кл.) вивчається логічно завершений базовий курс фізики, який закладає основи фізичного знання; у старшій школі вивчення фізики відбувається залежно від обраного профілю навчання: на рівні стандарту, академічного або профільному.

Навчання фізики в старшій школі ґрунтується на засадах гуманітаризації й демократизації освіти, врахування пізнавальних інтересів і намірів учнів щодо обрання подальшого життєвого шляху, диференціації змісту і вимог щодо його засвоєння залежно від здібностей і освітніх потреб старшокласників.

Загальноосвітня підготовка з фізики відбувається за умов профільного навчання. Зміст фізичної освіти та вимоги до засвоєння цього змісту залежать від обраної навчальної програми: на рівні стандарту курс фізики обмежується обов'язковими результатами навчання, тобто мінімально необхідними знаннями, які мають головним чином світоглядне спрямування; на академічному рівні - основами системи фізичних знань, достатніх для продовження навчання за напрямами, де потрібна відповідна підготовка з фізики; на рівні профільного навчання в учнів формуються фундаментальні знання з фізики, оскільки з їх удосконаленням учні здебільшого пов'язують своє майбутнє професійне зростання.[5]

Тема «Хвильова оптика» вивчається у старшій школі в 11-му класі, де проводиться повторення та вивчення матеріалу. Ця тема має велике пізнавальне, політичне і виховне значення. Все, що нас оточує ми пізнаємо перш за все за рахунок світла і нашим зоровим якостям.

Згідно з програмою на вивчення фізики, на кожному рівні (стандарт, академічний та профільний) відводиться різна кількість годин. За рівнем стандарту 2 години на тиждень, академічному - 3 години на тиждень, профільному - 6 годин на тиждень. Тому різниця в кількості годин стосується і вивчення окремих тем. Тема «Хвильова оптика» на рівні стандарту входить до розділу: «Хвильова і квантова оптика» на вивчення якого відводиться 12 годин. При вивченні на академічному рівні тема також входить до вище згаданого розділу і на вивчення його відводиться 19 годин. Що стосується профільного рівня то тема входить до розділу «Оптика» (38 годин). [5]

хвильова оптика урок фізика

РОЗДІЛ 2. ХВИЛЬОВІ ВЛАСТИВОСТІ СВІТЛА

Доведення хвильових характеристик досліджуваного процесу - наявність для цього процесу явища інтерференції і дифракції. Так само і в випадку видимого світла явище інтерференції і дифракції, характерні для нього, кажуть про те, що світло володіє хвильовими властивостями.

Так як в старшій школі, згідно з програмою на вивчення фізики, на кожному рівні (стандарт, академічний та профільний) відводиться різна кількість годин тому різниця в кількості годин стосується і вивчення окремих тем. Тема «Хвильова оптика» на рівні стандарту входить до розділу: «Хвильова і квантова оптика» на вивчення якого відводиться 12 годин. При вивченні на академічному рівні тема також входить до вище згаданого розділу і на вивчення його відводиться 19 годин. Що стосується профільного рівня то тема входить до розділу «Оптика» (38 годин). [5]

Найбільш детально в школі розглядаються явища інтерференції світла, причому виклад даного матеріалу базується на уже знайомих для учнів явищах інтерференції механічних (звукових) і електромагнітних хвиль. Дифракція світлових хвиль вивчається менш детально, так як основна задача - довести хвильові властивості світла, а для цього необхідно добре розбиратися в інтерференції. Але розуміння дифракції світлових хвиль важливо для показу того, що геометрична оптика - критичний випадок хвильової оптики. Учні уже знають, що стійкість інтерференційної картини отримують лише для так званих когерентних джерел, які характерні в першу чергу рівністю частот коливання. Тут підкреслюють, що для хвиль від цих джерел характерне и збереження в часі різниці фаз коливань. Просторову когерентність шкільному курсі фізики не розглядають.

Отримати когерентні звукові хвилі і хвилі радіодіапазону, як знають учні, порівняно неважко. Зазвичай для цього використовують два незалежних джерела коливання (два налаштованих в унісон камертони; два генератора, налаштованих на одну й ту частоту, і т. д.). Досліди по інтерференції світла більш важчі, для їх виконання й спостереження, по суті, необхідно забезпечити накладання хвиль одного цуга, випущених яким не будь атомом. Однак на практиці завжди маємо справу з джерелами світла, які складаються з великої кількості атомів, хаотично утворюючих цуги хвиль з різними частотами, амплітудами, початковими фазами і різноманітними напрямками. Площини поляризації. Якщо виділить (наприклад, світлофільтром) хвилі однакової частоти (монохроматичні), то різниця фаз між окремими цугами буде хаотично змінюватися; такі хвилі являються некогерентни...