На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Задания типа "черного ящика" как средство формирования у студентов навыков стиля научного исследования

Категория: Технологии

версия для печати

Страница: [1]

Задания типа «черного ящика» как средство формирования

у студентов навыков стиля научного исследования

В государственном стандарте физического образования особое внимание обращается на развитие научного мышления и творческих способностей молодежи. На современном этапе проблема развития творческого мышления приобретает особое значение. Украине нужны интеллектуальноразвитые, творчески одаренные личности. Реализовать этот аспект обучения студентов можно лишь при условии их активной умственной деятельности в процессе получения знаний и формирования практических умений и навыков.

Значительной мере этому способствует решению физических задач, особенно экспериментальных, которые являются осознанной интерпретацией научных методовпознания. Работа с экспериментальными задачами требует от студентов неординарного, творческого мышления, приближает их на примере реальной ситуации задачи к творческого воображения, самостоятельной постановки методов и путей решения проблемы, к стилю научного исследования.

Члены научно-методического кружка течение нескольких лет занимаются решением названнойпроблемы путем разработки и изготовления экспериментальных заданий типа «черного ящика». Наблюдения свидетельствуют, что учащимся и студентам нравятся задания такого типа, они возбуждают интерес к изучению физики, заставляют их проявить свою индивидуальность, стимулируют самостоятельную активность, моделирующие исследовательские методы научного познания физики, формируютнавыки научной работы. Нами разработано и изготовлено десятки разнообразных задач типа «черного ящика», которые успешно демонстрируются учителям физики на областных семинарах, и исследуют их систематически победители областного физической олимпиады при подготовке к участию во всеукраинской олимпиаде. Над этими задачами с интересом работают студенты нашегофакультета на занятиях физпрактикуму и при написании курсовых работ по методике физики.

Задания типа «черного ящика» по содержанию могут быть разнообразные: по механике, электричеству, магнетизму, оптики и другие. Например, при изучении магнитных явлений в 8 классе можно использовать «черные ящики» в форме кубиков, внутри которых закреплены керамическиемагниты с произвольной ориентацией магнитных полюсов. С помощью индикатора — магнитной стрелки или компаса нужно исследовать размещения магнитов в ящике.

Еще больший интерес вызывает действие «черного ящика» на возвышенную к ней ученическую ручку: загорается сигнальная лампочка и звонит электрозвонок. Оказывается, что в ученическую ручку вмонтированцилиндрический магнит, который при возвышенные до «черного ящика» своим магнитным полем действует на геркон, замыкающий простое электрическую цепь электрозвонка и лампочки.

Чаще задания типа «черного ящика» используют при решении задач на расчет электрических цепей . Такая шкатулка имеет вид непрозрачной коробки, в которой содержатся электрическиеэлементы (резисторы, конденсаторы, диоды и другие), определенным образом соединены между собой. На коробке устанавливаются зажимы, соединенные с узловыми точками схемы. Пользуясь источником тока и соответствующими измерительными приборами, предлагается определить характер использованных элементов и изобразить возможный вариант схемы их соединения.

Итак, «чернаяшкатулка »- это закрытая система, которая имеет" вход «и» выход «, внутреннее содержимое которой нужно определить. Для этого на вход „черного ящика“ подается определенный сигнал от источника постоянного или переменного напряжения, звукового генератора и проч., А на выходе снимается определенная информация с помощью измерительных приборов, затем на основе исследования полученных результатовнеобходимо „открыть“ содержимое „черного ящика“. Таким образом, в решении задач типа „черного ящика“ формируются элементы научного исследования: на основе информационных фактов выдвигается гипотеза структуры „черного ящика“, которая проверяется опытно и подтверждается или отвергается.

Для примера рассмотрим методику исследования » чернойящика «.

Задача 1. С помощью омметра исследовать, какие элементы электрической цепи есть в «черном ящике». Начертить схему соединений этих элементов. «Черный ящик» имеет четыре клеммы, обозначенные цифрами 1, 2, 3, 4.

Решение

Исследование содержимого «черного ящика» в этой задаче сводится к тому, чтобы с помощью омметра найти сопротивлениемежду каждой парой клемм «черного ящика» и результаты записать в соответствующую таблицу. Пусть получим следующие данные:

Анализ

Серии опытов И серия ИИ серия ИИИ серия IV серия

Измерение сопротивлений между клеммами 1-2 1-3 1 — 4 2-3 2 — 4 2-1 3-4 3-1 3-2 4-1 4-2 4-3

Результаты измерений R1 R3

100300 0 R2 R1R1

200 100 100 R3 R3 R2

300 300 200 R1 R3

0100300

Сравним результаты измерений сопротивлений в прямом и обратном направлениях, то есть варианты опытов 1-2; 2-1; 1-3; 3-1; 1-4; 4-1; 2-3; 3-2; 2-4; 4-2; 3 — 4; 4-3. Эти опоры имеют соответственно одинаковые значения. Следовательно, в круге отсутствуют диоды, а постоянствопоказов омметра доказывает, что конденсаторы также отсутствуют. В «черном ящике», очевидно, является лишь резисторы. Начертим возможные варианты соединения резисторов (Рис.2).

Соединения резисторов R1 и R2. Следовательно, можно на основе синтеза всех схем предположить (выдвинуть гипотезу), что в «черном ящике» есть два резистора сопротивлениями R1 и R2, которые соединены по схемерисунка 3.

Проверка по результатам измерений оп-ров омметром на основе таблицы и по схемам 1 — 4 подтверждают достоверность нашего предположения.

Проанализируем еще один пример при-вания элементов научного исследования при решении задачи типа «черного ящика».

Задача 2. Дано «черный ящик» с клеммами А и В. С помощьюисточники тока (гальванич-ный элемент с (= 1,5 В) и амперметра определить, какое электрическую цепь содержится в середине «черного ящика».

Решение

Чтобы получить факты, на основе которых можно было бы выдвинуть предположение (гипотезу) о содержании «черного ящика», нужно сначала запланува-ти различных варианта экспериментального ис-ния, учитываяусловие задачи, что дано лишь амперметр и источник тока.

Очевидно, после обдумывания здесь возможны следующие варианты исследования:

Страница: [1]

версия для печати