«Ассоциация московских вузов» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский государственный университет путей сообщения»
(МИИТ)
Научно-информационный материал
«Выполнение современных лабораторных исследований, развитие
компьютерных технологий обучения и новых образовательных программ
на базе современной учебной лаборатории инновационных технологий»
Состав научно-образовательного коллектива
1. Шаркова В.В., ст.преподаватель
2. Малофеева Н.С., ст. преподаватель
Москва 2011
Актуальность
Современные технические и образовательные технологии существенно
интенсифицируют продуктивность образовательного процесса; сегодня каждый
обучаемый должен иметь возможность приобретения навыков использования
современных технических средств и навыков получения информации от
современных источников информации. Тем не менее, только информационные
технологии не могут быть доминантой в техническом университете,
несомненно, и школьники, и студенты должны приобщаться и к физике как
основе всех технических дисциплин университета и основе естественнонаучной
культуры любого человека. В этом плане лаборатория инновационных
технологий кафедры «Физика» МИИТ может и должна сыграть ключевую роль
в пропаганде как физики,так и современных инновационных технологий её
изучения.
Цель
Социальная поддержка и расширение образовательного пространства
школьников для развития творческого потенциала и усиления мотивации к
продолжению образования. Приобщить учащихся школ и техникумов к задачам
и проблемам физики, расширить их естественнонаучный кругозор, более
подробно ознакомить с фундаментальными законами природы и методами
научного моделирования, привлечь к техническим специальностям
университета и современным инновационным технологиям обучения.
Задача
Ввести лабораторию инновационных технологий кафедры «Физика»
МИИТ в систему среднего образования как полигон для выполнения
современных лабораторных исследований, развития компьютерных технологий
обучения и новых образовательных программ школьного образования.
Что конкретно сделано
Практикум в лаборатории инновационных технологий кафедры
«Физика» МИИТ адаптирован для проведения занятий со школьниками.
Проведено сопоставление содержания лабораторного практикума с тематикой
Физического семинара; дополнен список тем¸ которые могут быть предложены
вниманию школьников; составлены планы проведения занятий и начата их
реализация.
Краткое содержание
В лаборатории инновационных технологий (ауд.14317, Дом физики,
МИИТ) расположено 20 лабораторных установок фирм PHYWE и "Научные
развлечения":
Номер
№
лабораторной
пп
работы
1
2
37
42ШМ
3
44
4
94
Название лабораторной
работы
Измерение длины волны
лазерного излучения
интерференционным методом
(метод Юнга)
Исследование дифракции
Френеля на круглом отверстии и
круглом диске
Определение скорости
ультразвука (гидроакустический
принцип)
Построение характеристических
кривых солнечных батарей
62
Проверка теоремы ГюйгенсаШтейнера методом
вращательных колебаний
64
Измерение ускорения
свободного падения с помощью
математического и физического
маятников
7
65
Изучение затухающих
колебаний в колебательном
контуре
8
68
Ферромагнитный гистерезис
9
69а
Определение удельного заряда
электрона
10
69б
11
70
5
6
12
13
71
79
Элементарный заряд и опыт
Милликена
Движение электронов в
магнитном поле
Построение характеристических
кривых полупроводников с
использованием модуля
функционального генератора
Определение теплопроводности
воздуха
Фирмапроизводитель
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
Phywe
Phywe
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
Phywe
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
Phywe
Phywe
Phywe
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
Номер
№
лабораторной
пп
работы
Название лабораторной
работы
Фирмапроизводитель
мир")
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
"Научные
развлечения"
(ООО "Школьный
мир")
Phywe
14
86
Измерение Сp/Cv воздух
15
87
Изучение электростатического
поля
16
89
Эффект Холла и его
использование для измерения
магнитных полей
17
91
Закон Стефана-Больцмана
18
92
Изучение фотометрического
закона расстояний
Phywe
19
93
Эффект Джоуля-Томсона
Phywe
20
Лекционная
Интерферометр Майкельсона
демонстрация
Phywe
Практически все лабораторные установки имеют компьютерное
электронное управление. Экспериментальные схемы открыты, чтобы
обучающиеся могли видеть все соединения, датчики, принять участие в
отладке, настройке и юстировке установок.
Программное управление работой установок позволяет цифровую
фиксацию данных и компьютерную обработку результатов (таблицы, графики,
расчёты).
Вся лаборатория объединена в сеть, управляемую с ПК преподавателя.
Данные, полученные в эксперименте, обучаемый имеет возможность
распечатать на сетевом принтере.
Лабораторная работа 70. Движение электронов в магнитном поле
Лекционная демонстрация "Интерферометр Майкельсона"
Компьютер является неотъемлемой частью современного лабораторного
оборудования, выполняя функции:
- управления лабораторной установкой;
- позволяя цифровую обработку данных;
- предлагая тестовые контроли;
- содержа электронную библиотеку по изучаемой дисциплине;
- реализуя доступ к Интернет-ресурсам.
Тематика лабораторных работ охватывает разные разделы курса физики
(механика, термодинамика, электродинамика, квантовая физика и физика
твёрдого тела). Одновременно с этим лабораторные работы могут быть
выполнены на разных образовательных уровнях (для обучаемых разных
степеней подготовки), включая ознакомительный уровень, соответствующий
школьной программе.
Каждая из лабораторных работ может быть использована как
демонстрация (в том числе лекционная) при приведении занятий на заданную
темы (например, в рамках Физического семинара, открытого на кафедре
"Физика" в 1 семестре 2011/ 2012 уч.г.):
Номер
№
лабораторной
пп
работы
1
4
6
Название лабораторной
работы
Тема занятия
37
Измерение длины волны
лазерного излучения
интерференционным методом
(метод Юнга)
Современные
источники излучения.
ЛАЗЕРЫ
94
Построение
характеристических кривых
солнечных батарей
Альтернативные
источники энергии.
Солнечные батареи.
Измерение ускорения
свободного падения с
помощью математического и
физического маятников
Изучение затухающих
колебаний в колебательном
контуре
Определение удельного заряда
электрона
Определение
теплопроводности воздуха
Закон всемирного
тяготения. Планета
Земля.
64
7
65
9
69а
13
79
Колебательные
процессы в природе и
технике.
Элементарные
частицы. Электрон.
Воздух, которым мы
дышим, глазами
Номер
№
лабораторной
пп
работы
Название лабораторной
работы
Тема занятия
физика.
15
87
Изучение электростатического
поля
18
92
Изучение фотометрического
закона расстояний
20
Лекционная
Интерферометр Майкельсона
демонстрация
Электрическое поле и
как его увидеть.
Чем дальше, тем
меньше.
Специальная теория
относительности.
Давайте проверим
вместе
В лаборатории инновационных технологий находятся и
демонстрационные наборы, названия которых отражают содержание серий
экспериментов, которые подготовлены для проведения занятий со
школьниками Школьного семинара и при проведении мастер-классов.
Номер
Название
№
демонстрационного демонстрационного
пп
набора
набора
1
1-Д (ЛИТ)
Лазерное шоу
2
2-Д (ЛИТ)
Свет и цвет
3
3-Д (ЛИТ)
Юный физик
4
4-Д (ЛИТ)
Механика Галилео
5
5-Д (ЛИТ)
Звёздный мир
6
6-Д (ЛИТ)
Язык дельфинов
Фирма-производитель
"Научные развлечения"
(ООО "Школьный мир")
"Научные развлечения"
(ООО "Школьный мир")
"Научные развлечения"
(ООО "Школьный мир")
"Научные развлечения"
(ООО "Школьный мир")
"Научные развлечения"
(ООО "Школьный мир")
"Научные развлечения"
(ООО "Школьный мир")
Целевая аудитория
учащиеся школы № 1572,
гимназии № 1,
школы № 868
и другие образовательные центры, связанные договорными
отношениями с МИИТ.
Демонстрационные наборы
Работа с демонстрационными наборами в
лаборатории инновационных технологий
Школьники в лаборатории инновационных технологий
02.11.11