Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Шальнев Владимир Викторович

Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля)
<
Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля)
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шальнев Владимир Викторович. Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля) : Дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02, 13.00.08 : Тамбов, 2000 158 c. РГБ ОД, 61:01-13/665-9

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ И ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ЯВЛЕНИЙ НА БАЗЕ СОВРЕМЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

1.1 . Роль и значение физического эксперимента в преподавании технических дисциплин. 14

1.2. Общедидактические функции физического эксперимента в учебном процессе 20

1.3. Системный подход к преподаванию физики в вузах и физический эксперимент 27

1.4. Тенденции развития физического эксперимента по волновой оптике...37

1.5. Анализ учебной литературы по изучению волновых явлений в курсе физики и соответствующих инженерных дисциплин технических вузов... .41 Выводы 44

ГЛАВА 2. НАУЧНО - МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРИИ СЛОЖНЫХ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ЯВЛЕНИЙ

2.1. Сложение двух электромагнитных волн с взаимно перпендикулярными линиями поляризации, интерференция поляризованных волн и анализ поляризованного света

2.2. Взаимодействие двух электромагнитных волн с произвольной ориентацией их линий поляризации 58

2.3. Интерференция электромагнитных волн с линейной и эллиптической поляризациями

Выводы 84

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ЯВЛЕНИЙ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.1. Дидактические условия активизации учебно-познавательной деятельности студентов при изучении интерференции электромагнитных волн 85

3.2. Методика формирования понятий о волноводах и волноводных структурах 88

3.3. Методика изучения интерференционных явлений в кристаллических пластинках 99

3.4. Методика изучения интерференции электромагнитных волн с произ- . вольной ориентацией их электрических векторов 105

3.5. Методика изучения многолучевой интерференции на базе современного эксперимента

3.6. Методика исследования образования интерференционных коно-скопических фигур в сантиметровом диапазоне радиоволн 123

3.7. Результаты педагогического эксперимента 131

Выводы 136

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 136

Список используемой литературы 138

Приложения 155

Введение к работе


Радикальные преобразования, в которые вступило наше общество, направлены на демократизацию, гуманизацию процесса обучения; раскрепощение творческого подхода к обучению и воспитанию; ориентацию образования на общечеловеческие духовные и культурные ценности. В- связи с непрерывным ростом научной информации возникает необходимость расширения содержательной стороны обучения. Ориентирование сферы образования на повышение интеллектуального потенциала человека требует пересмотра основных концепций обучения и воспитания. На современном этапе развития образования обучение только знаниям и основам наук в основном исчерпало себя. На первый план выступает формирование не только знаний, но и развитие мышления, творческих способностей, достижение высокопродуктивной творческой деятельности обучаемых. Такой подход к обучению требует, чтобы образование было достаточно широким и глубоким. Академик В.Г. Разумовский пишет: «... если заботиться о развитии мышления учащихся в процессе обучения, то придется признать, что вне изучения науки это развитие невозможно» [152]. Как отмечает проф. В.М. Монахов, воспитать активных членов общества, обладающих творческим потенциалом, возможно лишь на основе формирования системы непрерывного образования [120]. Утверждение о необходимости непрерывного образования является неизбежным следствием научно-технического прогресса. Материальная и духовная сферы человеческой деятельности изменяются настолько быстро и столь принципиально, что человек, желающий поспеть за переменами, должен учиться непрерывно. Следовательно, задача обучения состоит в том, чтобы воспитать в студенте потребность самостоятельно приобретать знания не только в вузе, но и в течение всей жизни. Это в полной мере относится и к дальнейшему совершенствованию преподавания основных физи ческих теорий в технических вузах, которые являются общенаучной базой инженерного образования.

Одной из общефизических теорий является теория колебательных и волновых явлений, которая включает в себя: колебательные процессы механики, акустику, электро- и радиотехнику, распространение электромагнитных волн, волновую оптику, волновую квантовую механику и т.д. В настоящее время эти отдельные фрагменты фундаментальной теории в условиях технического вуза изучаются оторвано друг от друга, как в курсе физики, так и в специальных дисциплинах. В этом случае курс физики должен служить базой изучения общефизических теорий, на основе которых строиться «здание» научного, профессионального образования. С одной стороны, это приводит к необходимости повышения научного уровня преподавания основных физических теорий, а с другой стороны - осуществление глубоких межпредметных связей, учитывающих специфику подготовки специалистов различного профиля.

Теория интерференции является общефизической теорией волновых процессов различной физической природы: механических, электромагнитных, квантово-волновых. Однако, в условиях технического вуза для подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля особую важность приобретает теория интерференции электромагнитных волн, которая нашла широкое применение не только в прикладной оптике, но и радиофизике, например, для создания интерференционных радионави-гаторных систем. За рубежом нашла распространение система «Loran».

Актуальность исследования.

Наше исследование и опыт практической работы показывают, что традиционная методика изучения интерференционных явлений, включающая рассмотрение взаимодействия двух когерентных волн с параллельными и перпендикулярными линиями поляризации, не позволяет сформировать у студентов целостного взгляда на теорию взаимодействия волн с произволь ным характером поляризации, ограничивает рассмотрение сложных явлений интерференции, не способствует систематизации знания. Традиционная методика изучения интерференционных явлений предполагает использовать в качестве демонстрационного и лабораторного эксперимента лишь оптический диапазон длин волн, дидактические возможности которого ограничены. По мнению многих методистов целесообразно в учебном эксперименте использовать не только оптический, но и радиодиапазон электромагнитных волн, в частности, сантиметровые волны. Комплексное использование двух диапазонов волн в учебном эксперименте не только позволит расширить его дидактические возможности, но и способствует профессиональной подготовке специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля.

Это требует дальнейшего развития и совершенствования учебного физического эксперимента (УФЭ) в высшей технической школе. Выступая против чрезмерной теоретизации преподавания основ физической науки, академик В.А.Фабрикант указывал на то, что при повышении теоретического уровня преподавания важно не впасть в крайность, вытравив из лекций эксперимент, так как учебные демонстрации не являются лишь дополнением к словесному изложению материала, а представляют его неотъемлемую часть.

Разработке методических основ применения учебного физического эксперимента в высшей школе посвящены работы Анциферова Л.И., Дика Ю.И., Каменецкого С.Е., Майера В.В., Молоткова. Н.Я.,Пинского А.А. и других.

Несмотря на достижения в области профессиональной подготовки студентов, приходится констатировать тот факт, что проблемы, связанные с разработкой методики изучения интерференционных явлений с позиций общетехнических дисциплин, требуют дополнительного исследования.

Анализ процесса профессиональной подготовки специалиста в системе непрерывного образования позволил нам выявить и сформулировать противоречия между:

социальным заказом общества на конкурентоспособного специалиста и возможностью системы образования его реализовать; потребностью личности в формировании определенного уровня готовности к профессиональной деятельности и возможностью традиционной методики изучения интерференционных явлений их удовлетворить; современным уровнем научно-технического прогресса и техническими средствами, используемыми в традиционной методике изучения интерференционных явлений.

С учетом указанных противоречий был сделан выбор темы исследования и сформулирована проблема. Проблема исследования заключается в разработке методических основ изучения сложных интерференционных явлений на основе новых технических средств, как базы для понимания учебного материала общетехнических дисциплин.

Целью исследования являются разработка методических основ изучения теории интерференционных явлений на базе современного учебного эксперимента с использованием новых технических средств при подготовке конкурентоспособных специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля.

Объектом исследования является процесс профессиональной подготовки специалистов в условиях высшей технической школы.

Предмет исследования - методика изучения теории интерференционных явлений на базе современного эксперимента.

Гипотеза исследования состоит в том, что изучение студентами радиотехнических и электроэнергетических специальностей сложных интерференционных явлений в техническом вузе, позволит повысить эффективность и качество подготовки специалистов, если:

разработать методические основы изучения сложных интерференционных явлений с произвольной ориентацией их линий поляризации;

методически обоснована, разработана и внедрена в учебный процесс система комплексного демонстрационного эксперимента для изучения интерференционных явлений, как в оптическом, так и радиофизическом диапазонах волн;

обоснован, разработан и внедрен в учебный процесс цикл новых лабораторных работ для экспериментального исследования интерференционных явлений в сантиметровом диапазоне электромагнитных волн. Задачи исследования:

1. Раскрыть основную методологическую роль учебного физического эксперимента в учебно-познавательном процессе. Рассматривая технические средства обучения, как педагогическую категорию, на основе системного анализа определить их дидактический статус. Дать анализ основных педагогических функций УФЭ в учебно-воспитательном процессе и процессе профессиональной подготовки студентов.

2. На базе достижений науки и техники разработать систему современного учебного физического эксперимента для исследования взаимодействия и интерференции когерентных электромагнитных волн как с произвольной ориентацией их линий поляризации, так и волн с различным характером поляризации. На базе техники сверхвысоких частот разработать приборы: для экспериментального исследования многолучевой интерференции и наблюдения интерференционных коноскопических фигур.

3. Разработать общий методический подход к теоретическому рассмотрению взаимодействия двух когерентных электромагнитных волн как с произвольной ориентацией их линий поляризации, так и волн с различным характером поляризации. Выявить условия наблюдения интерференции в сложных явлениях взаимодействия двух

когерентных электромагнитных волн, позволяющие общеизвестные явления интерференции рассматривать как частные случаи.

4. Разработать научно обоснованную методику изучения сложных явлений интерференции волн для студентов специальностей: «Проектирование и технология электронных средств» и «Электроэнергетика» на основе применения современного физического эксперимента в радиодиапазоне электромагнитных волн.

5. Проверить педагогическую эффективность влияния предложенной методики изучения сложных явлений интерференции на базе нового физического эксперимента на профессиональную подготовку студентов.

Теоретико-методологической основой исследования являются теории системного и комплексного подходов, теория личности, деятельности, познания и творчества, самореализации личности в процессе деятельности. В частности, идеи о необходимости формирования ориентировочной основы деятельности (Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов), о значении формирования в процессе обучения особых познавательных структур -обобщенных схем мышления (П.Я.Гальперин), об особенностях и этапах творческой деятельности (Л.Л.Гурова, И.Я.Лернер, Я.А.Пономарев, А.З.Рахимов), о дидактических особенностях организации учебно-познавательной деятельности обучаемых (Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько, И.Я.Лернер, М.И.Махмутов, Н.Ф.Талызина, Д.Б.Эльконин, И.С.Якиманская).

Теоретической основой исследования дидактических особенностей организации экспериментально - исследовательской работы студентов послужило исследование Н.Я.Молоткова.

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования:

теоретический анализ учебной и методической литературы по проблеме исследования;

разработка методики проведения новых лекционных и лабораторных экспериментов;

педагогический эксперимент для проверки эффективности новой методики изложения интерференции электромагнитных волн; эмпирические методы: анкетирование, тестирование; статистические методы обработки результатов педагогического эксперимента. Опытно-экспериментальная база исследования. Исследования проводились в Тамбовском государственном техническом университете со студентами специальностей: «Проектирование и технология электронных средств» и «Электроэнергетика» в период 1995-2000гг. Исследования проводились в три этапа.

На первом этапе (1995-1997 гг.) анализировалось содержание разделов курсов «Электромагнитные колебания и волны», «Волновая оптика» и «Техническая электродинамика» для студентов специальностей 654300 и 650900 и влияние этих разделов на дальнейший уровень профессионально-ориентированной подготовки (то есть для технических дисциплин, непосредственно связанных с этими разделами). Определялись возможности совершенствования процесса обучения. Были сформулированы гипотеза, цели и задачи исследования, обобщены результаты изучения проблемы, проведен констатирующий эксперимент.

На втором этапе (1998-1999 гг.) разрабатывалась и апробировалась новая методика изложения теории сложных интерференционных процессов для студентов специальностей 654300 и 650900, что позволило улучшить их подготовку к усвоению специальных технических дисциплин. Разработаны приборы для исследования многолучевой интерференции и наблюдения ко-носкопических фигур. На этом этапе подготовлен и внедрен цикл лабораторных работ с применением сантиметрового диапазона электромагнитных волн

для лабораторного практикума. Проведен формирующий эксперимент, а также количественный и качественный анализ промежуточных результатов.

На третьем этапе (2000 г.) обобщались результаты применения разработанной методики изучения теорий сложных интерференционных процессов и результаты проведения лабораторного практикума для студентов с использованием сантиметровых радиоволн при исследовании интерференционных явлений. Проведено сопоставление уровня усвоения материала этого раздела и его влияние на последующее изучение таких дисциплин, как техническая электродинамика, теоретические основы электротехники, теория поля и др. Выполнены: систематизация, обобщение и статистическая обработка результатов педагогического эксперимента. Сформулированы выводы, завершено оформление диссертационной работы.

Научная новизна исследования заключается в том, что: на основе анализа требований к учебному физическому эксперименту и тенденций его развития определены основные направления создания нового УФЭ для изучения волновых процессов. Одним из таких направлений является применение техники сверхвысоких частот; разработаны методические основы изучения сложных интерференционных явлений студентами радиотехнических и электроэнергетических специальностей, которые способствуют подготовке конкурентоспособных специалистов;

выявлены условия наблюдения интерференции в общем случае взаимодействия волн и получены соответствующие математические выражения, которые одновременно являются уравнениями полярных диаграммам результирующей волны, что позволяет осуществить анализ ее поляризации.

Теоретическая значимость исследования состоит в: выявлении основной методологической роли учебных технических средств в учебно-познавательном процессе технического вуза и анализе их основных педагогических функций;

выявлении основных дидактических функций лекционного и лабораторного эксперимента в системе профессиональной подготовки студентов; разработке научно-методических подходов к изложению сложных интерференционных явлений. Практическая значимость:

1. Разработана и внедрена в учебный процесс система лекционных экспериментов, на базе новых технических средств, для изучения интерференционных явлений.

2. Разработаны новые методические подходы к изучению сложных интерференционных явлений.

3. Создан новый лабораторный практикум для студентов специальностей «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» и «Электроэнергетика» по разделу «Интерференция электромагнитных волн».

4. Предлагаемая методика существенно влияет на уровень подготовки студентов радиотехнических и электроэнергетических специальностей.

На защиту выносятся:

1. Реализация системно-целостного подхода к методике изучения интерференции электромагнитных волн, способствующая систематизации знаний и более глубокому и качественному усвоению учебного материала.

2. Обоснование методологической роли и педагогических функций демонстрационного физического эксперимента в учебно-познавательном и учебно-воспитательном процессе технического вуза.

3. Система новых демонстрационных опытов по интерференции с использованием сантиметровых электромагнитных волн и технология их использования.

4. Лабораторный практикум по исследованию взаимодействия когерентных волн сантиметрового диапазона, позволяющий формировать профессиональные умения и навыки.

Апробация и внедрение результатов исследования

Основные результаты неоднократно обсуждались на заседаниях кафедры физики ТГТУ, на заседании лаборатории «Информационные технологии в обучении» и были доложены на конференциях:

Четвертая межвузовская научно-техническая конференция по проблемам повышения эффективности вооружения, военной техники и подготовки специалистов в интересах Войск ПВО, Академия технологических наук Российской Федерации, Верхне-Волжское отделение.- Министерство обороны Российской Федерации, Нижегородское высшее зенитное ракетное командное училище ПВО, 1997.

III Державинские чтения. - Тамбов: Тамбовский государственный университет им. Г. Р. Державина, 1998.

Четвертая Всероссийская научно - методическая конференция «Учебный физический эксперимент и его совершенствование».- Пензенский государственный педуниверситет им. В. Г. Белинского, Пенза, 1998.

Четвертая научно-методическая конференция Тамбовского государственного технического университета, 1999.

Роль и значение физического эксперимента в преподавании технических дисциплин

Перестройка системы образования выдвинула на первый план решение таких фундаментальных задач как гуманизация, гуманитаризация обучения и переход к новому качеству образования на основе продуктивных методов обучения. Решение этих задач в свете методики преподавания технических дисциплин в вузах невозможно без определения методологической роли современного демонстрационного эксперимента в учебном процессе, где взаимно сочетаются теоретические и эмпирические исследования физических явлений.

При рассмотрении процесса естественнонаучного познания как единого целого, выделяют в нем два аспекта: теоретический и эмпирический. Материалистическая диалектика, преодолевшая эмпиризм и рационализм, считает эмпирическое и теоретическое двумя основополагающими, взаимосвязанными формами, структурными компонентами научного процесса познания реальной действительности. Следовательно, в едином процессе научного познания материалистическая диалектика выделяет эмпирические и теоретические процессы исследования явлений Природы, которым соответствует эмпирический и теоретический уровни знаний об окружающей действительности. Человеческое познание опирается на чувственный опыт. Задача познания состоит в исследовании эмпирических фактов и установлении законов, действующих в природе, реально существующих общих отношений между объектами внешнего мира.

На эмпирическом уровне осуществляется накопление и первичное осмысление опытных фактов, вытекающих из наблюдения и эксперимента. Теоретический уровень знаний предполагает объяснение определенного класса объектов и явлений Природы, раскрытие их внутренней связи на основе понятийного концептуального аппарата науки, проникновение в сущность физических объектов и явлений. Анализируя соотношение эмпирического и теоретического, А.В. Славин пишет: « Процесс аккумуляции человечеством новых знаний о мире можно схематически представить, как двусторонний взаимосвязанный процесс: с одной стороны, на эмпирическом уровне происходит накопление новых эмпирических фактов, распространение человеческого познания вширь, с другой стороны, на теоретическом уровне происходит неуклонное углубление в сущность накопленных массивов информации, ее уплотнение и повышение практической ценности » [159, с. 48]. Не только на эмпирической стадии развития физики, но и в развитой науке открытие нового эмпирического факта имеет большое значение для последующего развития системы научных знаний. М. Планк так оценивал роль экспериментальных фактов в науке: «Факт является той архимедовой точкой опоры, при помощи которой сдвигаются с места даже солидные теории» [149, с. 73].

Однако, несмотря на то, что в генетическом аспекте эмпирический уровень познания предшествует теоретическому, ибо историческому формированию развитого теоретического знания всегда предшествует дотеоретиче-ский уровень, диалектика взаимосвязи теоретического и эмпирического не вскрывается полностью генетической первичностью эмпирического перед теоретическим в ставшем или развитом знании. Констатация первичного эмпирического и, соответственно, вторичного теоретического знания не позволяет в полной мере раскрыть сложную диалектику взаимоотношения эмпирического и теоретического не только в методологии развитой науки, но и в методике преподавания общенаучных и общетехнических дисциплин в высшей школе. Выяснение диалектики взаимосвязи эмпирического и теоретического возможно лишь на основе анализа функциональной связи основных признаков эмпирического и теоретического аспектов познания.

При определении соотношения теоретических и эмпирических исследований в процессе преподавания физики следует также исходить из их функциональной взаимообусловленности и непротивопоставимости друг другу. Рассматривая эмпирическое и теоретическое как функционально обусловленные и объективно необходимые аспекты процесса обучения как единого целого, профессор Н.Я. Молотков сформулировал основную методологическую роль учебного эксперимента в процессе преподавания физики в вузах. Методологическая роль учебного эксперимента, включая и УФЭ, состоит в обеспечении функциональной взаимосвязи концептуального понятийного содержания научного знания обучаемых с эмпирическим базисом науки и техники [96].

Данная связь осуществляется в трех основных направлениях. Во-первых, учебный эксперимент служит источником субъективных новых для обучаемых эмпирических фактов, которые служат исходным элементом в интерпретации их на основе концептуального содержания, что в конечном счете содействует развитию и становлению теоретического знания обучаемых. Во-вторых, учебный эксперимент является необходимым фактором в формировании понятийного концептуального аппарата обучаемых и идеализированных объектов теоретического знания, на основе которого осуществляется генерация и воспроизведение субъективно нового для обучаемых знания, не стимулированного непосредственно эмпирическим исследованием. В-третьих, учебный эксперимент позволяет наглядно иллюстрировать теоретические построения и выводы объективной действительностью, обеспечивая выход «теоретического мира» обучаемых в сферу «живого созерцания», в область практической деятельности.

Сложение двух электромагнитных волн с взаимно перпендикулярными линиями поляризации, интерференция поляризованных волн и анализ поляризованного света

Для исследования взаимодействия двух когерентных волн с линейной и круговой поляризацией щели облучаются электромагнитной волной. При этом ее электрический вектор Е составляет с главной осью анизотропной «пластинки А/4», расположенной в одной из щелей, угол а = 45. На рис.Иа приведена экспериментальная интерференционная картина, то есть зависимость интенсивности / принимаемой результирующей волны от угла 9 поворота приемной рупорной антенны. Главная линия приемной антенны, как анализатора, составляет с горизонтальной осью X угол Р = 0. Полученная экспериментальная зависимость соответствует теоретической формуле (2.3.27), согласно которой в центре интерференционной картины при ф = 0 должен наблюдаться максимум интерференции с интенсивностью /max = 2Е2.

То, что интенсивность боковых экспериментальных максимумов (рис. 12а) меньше интенсивности центрального максимума, объясняется наличием дифракции Фраунгофера на щелях, которая приводит к тому, что интенсивность вторичных когерентных волн, идущих от щелей, различна в разных направлениях. На рис.125 приведена экспериментальная интерференционная картина, наблюдаемая при Р = 90 , то есть когда главная линия «анализатора» составляет с осью X угол (3 = 90 . В соответствии с теоретической формулой (2.3.28) центральный максимум интерференции этой картины сдвинут относительно выбранной системы координат. Это говорит о том, что интерферирующие волны приходят в центр интерференционной картины с разностью фаз, равной ф = тс/2. Из сравнения интерференционных картин рис.12 а, б при (3 = 0 и (3 = 90 следует, что между этими картинами имеется сдвиг по фазе на ті/2. Следовательно, при повороте анализатора на 90, то есть при переходе от (З = 0 к р = 90, интерференционная картина не становится дополнительной.

На рис. 13а приведена экспериментальная интерференционная картина при р = 45, которая согласуется с формулой (2.3.29). Центральный максимум этой картины в соответствии с формулой (2.3.29) смещен относительно выбранной системы координат. Это говорит о том, что интерферирующие когерентные волны, приходящие в центр интерференционного поля, имеют разность фаз, равную ф = л/4. При Р = 135 согласно формуле (2.3.30) должна 1 наблюдаться постоянная интенсивность І = —Е в любых точках волнового фронта, то есть интерференция должна отсутствовать. Объясняется это следующим образом. При Р = 135 анализатор пропускает лишь волну с круговой поляризацией, идущую от щели, перекрытую четверть волновой пластинкой. Линейно поляризованная волна, идущая от открытой щели при Р = 135, не принимается приемной антенной, так как линия поляризации этой волны оказывается перпендикулярной главной линии приемника, как анализатора. На рис.136 показано экспериментальное распределение интенсивности по волновому фронту при Р = 135 . То, что интенсивность неодинакова по волновому фронту, что требует формула (2.3.30), объясняется наличием дифракции Фраунгофера волны, идущей от щели, перекрытой «пластинкой А/4».

Дидактические условия активизации учебно-познавательной деятельности студентов при изучении интерференции электромагнитных волн

Знания, которые студенты получают в вузе, включают в себя три аспекта:

1. Профессиональный, который заключается в наличии фундаментальных и специальных знаний по избранной специальности.

2. Ценностный - знания, формирующие собственный взгляд на мир л на свое место в нем, принципы поведения и смысл своей жизни.

3. Интеллектуальный, заключается в получении знаний, позволяющих успешно решать жизненные проблемы.

Условия современной жизни требуют специалистов, овладевшими всеми аспектами получаемых знаний, то есть конкурентоспособных специалистов. Конкурентоспособность специалиста - способность, обеспечивающая последнему возможность конкурировать на рынке труда посредством приложения усвоенных им знаний, умений и навыков в профессиональной деятельности, возможность самореализации. Конкурентоспособность специалиста зависит от качества профессиональной подготовки.

При подготовке конкурентоспособного специалиста следует, в условиях рыночных отношений, учитывать систему дидактических принципов организации профессионального образования в высшей школе: методологический, информационно - обучающий, профессионально ориентирующий, организационный и управляющий познавательной деятельностью студентов, а также воспитательный.

Исследование показало целесообразность соблюдения следующих дидактических условий при изучении курса интерференции электромагнитных волн:

отбор содержания подготовки, обеспечивающего интеграцию различных образовательных областей с позиций формирования у студентов готовности к овладению специальностью;

разработка системы методических принципов в процессе изучения данного курса;

создание в рамках интегрированного курса профессионально - ориентированной среды, обеспечивающей: реализацию содержания подготовки; ориентацию на формирование и удовлетворение познавательной потребности обучаемых;

разработка программно - методических средств, обеспечивающих активизацию учебно - познавательной деятельности студентов в условиях учебно - информационной профессионально - ориентированной среды.

Разрабатывая вопросы отбора содержания обучения, Ю.К.Бабанский и А.Л. Денисова выделили следующие моменты: выделение в содержании главных существенных элементов; выбор наиболее рациональной логики раскрытия темы (индуктивной или дедуктивной); дополнение содержания учебника новыми научными данными, примерами и лобораторными работами; дополнение содержания темы заданиями и упражнениями, направленными на развитие навыков учебного труда, познавательных интересов и способностей студентов на основе дифференцированного и индивидуального подхода к ним [9; 33-34].

Таким образом, организация учебно - познавательной деятельности студентов в процессе изучения интегрированного спецкурса по интерференции поляризованных электромагнитных волн обеспечивает необходимый уровень готовности к овладению специальностью, если:

Похожие диссертации на Методика изучения интерференционных явлений на базе современного эксперимента (На примере подготовки специалистов радиотехнического и электроэнергетического профиля)