Учебный проект «Электронный учебник по физике»

Наряду с традиционным подходом к наполнению сайта (материалы учебников, лекций, рефератов, компьютерных программ) планируется и ряд отличий:

1. Возможность каждого пользователя дополнять материал на любой странице или создавать свою версию.

2. Широкое использование flash-анимаций, фотографий, рисунков различных физических процессов, преимущественно собственных разработок.

3. Будет отдаваться предпочтение теоретическому материалу, который написан простым, доступным для учащихся языком. За основу изложения материала предлагается взять идеи Психодидактики профессора А.Н. Крутского и О.С. Косихиной (см. приложение 1).

4. К каждой теме будет рекомендоваться список литературы (а возможно и сами книги), сайтов. Планируется раздел «Для любознательных».

5. Возможность обсуждения материала на форуме.

6. Система заданий, которая проходила апробацию в лицее более 10 лет.

7. Для сортировки материала предлагается использовать структурные элементы содержания физики: явления и процессы, модели, идеальные объекты, особенности явлений и процессов, материальные образования и их свойства (особенности), физические величины, физические постоянные, законы и закономерности, приборы и устройства, физические опыты, физические принципы, физические теории. Содержание этих элементов описывается при помощи обобщенных планов (см. приложение 2).

8. И самое главное отличие в том, что это будет материал, который собрали (написали) ВЫ.

Приложение 1

Фрагменты из Психодидактики А.Н. Крутского и О.С. Косихиной

По материалам лекций

Крутский А.Н., Косихина О.С. Психодидактика: новые направления в преподавании физики. Лекция 3. Системно-функциональный подход к усвоению физических величин // «Физика». – 2005. – № 19. – C. 7-11.

Крутский А.Н., Косихина О.С. Психодидактика: новые направления в преподавании физики. Лекция 4. Системно-функциональный подход к усвоению законов физики // «Физика». – 2005. – № 20. – C. 3-8.

1. Системно-функциональный подход к изучению физических величин.

В курсе физики средней школы изучается свыше сорока физических величин. В дидактических целях их можно классифицировать по признаку назначения и внешней формы выражения на шесть групп:

1. Основные величины. Их семь, они не выражаются через другие величины. Остальные величины являются производными и выражаются через основные величины.

2. Величины, определяемые отношением других величин с различным наименованием единиц.

3. Величины, определяемые отношением других величин с одинаковым наименованием единиц.

4. Величины, определяемые произведением других величин.

5. Удельные величины (вводятся как коэффициенты в формулах, имеющих функции законов).

6. Величины, вводимые нестандартным путём (площадь, объём, период, частота периодического процесса, частота вращения, оптическая сила). Для них трудно разработать стандартную технологию усвоения. Здесь следует ориентироваться либо на их математические начала, либо на собственную память.

Правила системного усвоения физических величин вида (группа 2):

а) Формула. Ученик должен написать формулу и назвать каждый символ в ней.

б) Определение (словесная формулировка) физической величины.

Сесть физическая величина, равная отношениюА к В.

Порядок конструирования формулировок может быть показан очень наглядно с помощью стрелок:

Отсюда рождается правило в виде алгоритмического предписания:

Чтобы дать определение физической величине, надо назвать величину, стоящую в левой части равенства, и сказать, что она равна отношению величины, стоящей в числителе правой части равенства, к величине, стоящей в знаменателе правой части равенства.

в) Физический смысл величины.

•  – величина С показывает, сколько единиц величины А приходится на единицу величины В.

Количественная сторона физического смысла величины заключается в том, что она показывает, сколько единиц величины, стоящей в числителе определяющей формулы, приходится па единицу величины, стоящей в знаменателе формулы.

г) Единица физической величины (в любой системе единиц).

•  – за единицу величины С принято такое С, при котором на единицу величины В приходится единица величины А.

д) Единица физической величины в Международной системе единиц (в СИ). Если учащиеся овладели общим правилом, то ответ на этот конкретный вопрос не вызывает затруднений.

е) Наименование (обозначение) единицы физической величины в СИ.

Чтобы получить наименование (обозначение) единицы физической величины  в СИ, надо наименование (обозначение) единицы физической величины А в СИ разделить на наименование (обозначение) единицы физической величины В в СИ:

2. Технология усвоения законов физики.

Первое правило: как записывать формулу закона?

В формализованном виде это правило можно представить так:  где Z – это величина, значение которой определяется данным законом; X_i и Y_i – набор переменных, от которых зависит значение величины Z; K – коэффициент пропорциональности.

Второе правило: от чего зависит величина, стоящая в левой части уравнения?

Говорить, что значение величины в левой части уравнения зависит от коэффициента пропорциональности, не следует.

Третье правило: как зависит величина, стоящая в левой части уравнения, от величин, стоящих в правой его части?

Z прямо пропорциональна X_i. Z обратно пропорциональна Y_i.

Величина, стоящая в левой части уравнения закона, прямо пропорциональна величинам, стоящим в числителе правой части уравнения, и обратно пропорциональна величинам, стоящим в знаменателе правой его части.

Четвёртое правило: как сконструировать словесную формулировку закона? (Как дать определение закона? Как прочитать закон?)

Ответы на второй и третий вопросы автоматически дают формулировку закона. Здесь важно довести до учащихся мысль, что формулировки законов не зазубриваются и не вспоминаются, а конструируются всякий раз в соответствии с его формулой. Если ученик разобрался с ответами на вопросы «От чего зависит величина левой части уравнения?» и «Как она зависит от величин правой части?», то он фактически уже сконструировал формулировку.

Z прямо пропорциональна X_i и обратно пропорциональна Y_i.

Пятое правило: как называется коэффициент пропорциональности в законе? (Это, скорее, не правило, а просто очередной элемент логики развития знания о законе.)

Шестое правило: каков физический смысл коэффициента пропорциональности в законе?

Коэффициент пропорциональности К численно равен Z при X_i равном единице, и Y_i равном единице.

Здесь надо говорить слово «численно», т.к. равны только числа коэффициента и величин, но наименование их единиц различно.

Седьмое правило: как получить наименование (обозначение) единицы коэффициента?

Выражаем из уравнения закона коэффициент пропорциональности. Получаем наименование единицы коэффициента (см. выше).

Восьмое правило: чему равен коэффициент пропорциональности?

Приложение 2

Обобщенные планы

1. Явления и процессы

1.            Название.
2.            Определение.
3.            Признаки.
4.            Условие протекания.
5.            Объяснение на основе теории.
6.            Описывающие законы.
7.            Связь с другими явлениями.
8.            Учет и использование в практике.

2. Модели, идеальные объекты

1.            Название.
2.            Определение.
3.            Условия совпадения свойств реальных и идеальных объектов.
4.            Примеры.

3. Особенности явлений и процессов

1.            Название.
2.            Определение.
3.            Описание особенностей.
4.            Учет и использование в практике.

4. Материальные образования и их свойства (особенности)

1.            Название.
2.            Определение.
3.            Количественные характеристики (свойства).
4.            Учет и использование в практике.

5. Физические величины

1.            Название.
2.            Определение.
3.            Обозначение.
4.            Единица измерения, что принято за единицу измерения.
5.            Определительная формула.
6.            Физический смысл (что характеризует).
7.            Способ измерения.
8.            Принимаемые значения.
9.            Векторная или скалярная (если векторная, то куда направлена).

6. Физическая постоянная

1.            Название.
2.            Определение.
3.            Обозначение.
4.            Численное значение, единица измерения.
5.            Физический смысл (что характеризует).
6.            Законы, в которые входит постоянная.
7.            Эксперимент по ее определению.

7. Законы и закономерности

1.            Название.
2.            Формулировка.
3.            Математическая запись и вывод формулы.
4.            Следствия из закона.
5.            Область действия (условия применения).
6.            Краткие исторические сведения.
7.            Опыты, подтверждающие его справедливость.
8.            Примеры учета и применения на практике

8. Приборы и устройства

1.            Название.
2.            Назначение.
3.            Условное обозначение.
4.            Устройство.
5.            Принцип действия.
6.            Технические характеристики.
7.            Применение.

9. Физические опыты

1.            Название.
2.            Цель опыта.
3.            Описание установки, ее схема.
4.            Условия постановки и ход опыта.
5.            Результаты.
6.            Значения опыта для развития науки и практики.

10. Физические принципы

1.            Название.
2.            Формулировка.
3.            Пояснение сущности.

11. Физические теории

1.            Название.
2.            Опытные обоснования.
3.            Идеальные модели.
4.            Краткие исторические сведения.
5.            Основные понятия, положения, законы, принципы теории.
6.            Основные результаты.
7.            Следствия.
8.            Практическое применение.
9.            Условия, при которых теорию можно применять.