Демонстрационное оборудование

Если надо ортонормировать эту систему, мы просто каждый вектор разделим на его длину: .

Пояснительная записка

В пояснительных записках к программам базового и профильного уровней изучения физики указано, что освоение курса физи­ки в целом, а также экспериментальной составляющей метода познания возможно только при комплексном использовании демонстрационного эксперимента и само­стоятельных исследований.

Содержание курса физики в основной школе, а также на двух уровнях старшей школы имеет общее фундаментальное ядро.

Курс физики основной школы - база изучения на уровне явлений и целого ря­да физических законов. В старшей школе расширяется круг исследуемых явлений, добавляются некоторые законы, их техни­ческое применение, изучение осуществля­ется на базе физических теорий, более раз­нообразными оказываются формы самостоя­тельного эксперимента.

Отсюда следует, что оптимальный состав оборудования кабинета физики, обеспечи­вающий изучение физики в старшей школе на экспериментальной основе, может быть сформирован на базе перечня оборудования кабинета физики основной школы как до­полнение к нему*.

Перечень оборудования

Раздел I

Демонстрационное оборудование

Демонстрационное оборудование долж­но обеспечивать возможность наблюдения большинства изучаемых в соответствии с программами явлений, процессов и за­конов. Это возможно при оптимальном со­четании аналоговых, цифровых и компью­терных средств наблюдения, анализа изме­рительной информации, а также прямых и косвенных измерений.

См. «Физика в школе», 2009, № 7.

Такое сочетание позволит обеспечить ко­личественное изучение законов, что в зна­чительной степени увеличивает возможно­сти по организации деятельностного подхо­да при использовании демонстрационного эксперимента.

Формирование перечня демонстрацион­ного оборудования в старшей школе осу­ществляется по аналогии с лабораторным с учетом содержания программы и перечня демонстраций.

Например, на базовом уровне изучения механики к рекомендованному для основ­ной школы оборудованию необходимо доба­вить комплект по акустике, позволяющий пронаблюдать интерференцию и дифракцию звука, а с помощью компьютерной измери­тельной системы — измерить скорость звука. Для профильного уровня к этому необходим еще комплект по вращению, позволяющий исследовать явление резонанса, свойства неинерциальных систем отсчета, пронаблю­дать закон сохранения момента импульса, на количественном уровне проанализиро­вать применение второго закона динамики для тела, движущегося по окружности.

Набор по исследованию движения жидко­сти позволяет проиллюстрировать действие законов сохранения в гидродинамике.

Демонстрационное оборудование по мо­лекулярной физике, содержащееся в пе­речне для основной школы, в целом обе­спечивает постановку демонстраций при изучении на базовом уровне. Целесообразно лишь дополнить его аналоговым комплек­том для изучения изопроцессов и CD с за­писью реального броуновского движения.

При изучении физики на профильном уровне необходим набор для исследования изопроцессов и адиабатного процесса, позво­ляющий с использованием компьютерной измерительной системы получить графиче­скую интерпретацию этих процессов. Так­же на профильном и углубленном уровнях целесообразно иметь полный комплект для наблюдения и исследования броуновского движения.

Рис. 1. Урок в планетарии школы № 29 г. Подольска

В электродинамике использование осциллографической приставки и звукового генератора позволяет пронаблюдать и ис­следовать все электрические цепи перемен­ного тока и резонанс, а набор по полупрово­дникам позволяет исследовать вольтамперные характеристики диода и транзистора и режимы работы последнего.

Набор по току в газах позволяет исследо­вать тлеющий разряд, а комплект по току в вакууме — все свойства термоэлектронной эмиссии.

Для экспериментальной поддержки изу­чения оптики необходим комплект по волновой оптике. Также необходим набор «Счетчик излучения» и целесообразен при­бор по измерению постоянной Планка на основе измерения напряжения зажигания лазера.

Но следует иметь в виду, что принцип измерения основан на использовании за­кономерностей зонной теории физики твер­дых тел. В этой связи важнейшее значение имеет подготовка к серийному производству комплекта по исследованию закона Эйн­штейна для внешнего фотоэффекта.

Важное значение имеет материальное обеспечение астрономического образова­ния.

Совместное исследование лаборатории физического образования ИСМО РАО, Ко­митета по образованию и молодежной политике и школы № 29 г. Подольска при ак­тивном участии журнала «Физика в школе» показало, что возможны два пути решения проблемы.

Первый путь - это организация муни­ципальных астрономических центров, име­ющих цифровые планетарии (рис. 1) и, при финансовых возможностях, обсерватории.

Второй путь — включение в лабораторный практикум работ с астрономическим содержанием.

Ниже приведен перечень демонстрацион­ного оборудования. Для удобства использо­вания в него включено оборудование и для основной школы. Проведен отбор оборудова­ния по уровням изучения физики. Знаком (Н) обозначены новые разработки, которые ставятся на серийное производство.