Формирование у учащихся энергетического подхода при описании физических явлений разной природы в школьном курсе физики

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 13.00.02
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2013
  • Место защиты: Астрахань
  • Количество страниц: 195 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 230 руб.
Титульный лист Формирование у учащихся энергетического подхода при описании физических явлений разной природы в школьном курсе физики
Оглавление Формирование у учащихся энергетического подхода при описании физических явлений разной природы в школьном курсе физики
Содержание Формирование у учащихся энергетического подхода при описании физических явлений разной природы в школьном курсе физики

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА К ОПИСАНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ РАЗНОЙ ПРИРОДЫ В ФИЗИКЕ-НАУКЕ
1.1. История развития энергетических понятий для описания физических явлений разной природы
1.2. Содержание энергетического подхода как универсального
описания физических явлений разной природы
Выводы по главе
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ВВЕДЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ФИЗИКИ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ
2.1. Анализ содержания учебного материала, связанного с введением энергетических понятий в учебниках физики для общеобразовательных учреждений
2.1.1. Введение энергетических понятий
в курсе физики основной школы
2.1.2. Введение энергетических понятий
в курсе физики средней школы
2.2. Анализ методических работ с рекомендациями по изучению энергетического подхода при изучении
физических явлений разной природы
Выводы по главе
ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ФОРМИРОВАНИЮ У УЧАЩИХСЯ УБЕЖД ЕНИЙ В УНИВЕРСАЛЬНОСТИ ОПИСАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ РАЗНОЙ ПРИРОДЫ
НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ЯЗЫКЕ
3.1. Теоретические основы разработки модели учебного процесса по формированию у учащихся энергетического подхода
к описанию физических явлений
3.2. Создание условий для овладения учащимися деятельностью, адекватной энергетическим понятиям
3.3. Методика организации самостоятельного выделения учащимися содержания энергетического метода
3.4. Специальные занятия, на которых энергетический метод является предметом усвоения
3.5. Решение задач-проблем в различных разделах
школьного курса физики с применением энергетического метода..
3.6. Цикл уроков по окончанию изучения разных разделов
школьного курса физики
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
4.1. Общая характеристика экспериментального исследования
4.2. Организация и проведение констатирующего эксперимента
4.3. Организация и проведение поискового эксперимента
4.4. Организация и проведение обучающего эксперимента
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Все передовые открытия начала прошлого века были сделаны с применением закона сохранения и превращения энергии. Наиболее значимыми являются открытия, связанные с установлением зависимости энергии фотоэлектрона от частоты света (Ф. Ленард, 1902 г.), открытием закона взаимосвязи массы и энергии (А. Эйнштейн, 1905 г.), получением уравнения для энергии и импульса электрона (М. Планк, 1906 г.), формулированием принципа Ридберга - Ритца для частот спектральных серий элементов (И. Рид-берг, В. Ритц, 1908 г.), созданием планетарной модели атома (Э. Резерфорд, 1911 г.), предсказанием и обнаружением элементарных частиц (нейтрино,
В. Паули, Э. Ферми, 1931 г.; позитрон, К. Андерсон, 1932 г.; нейтрон, Д. Чедвик, 1932 г., электронно-позитронные пары, Ф. и И. Жолио-Кюри, 1933 г. и др.). Во многих этих исследованиях только уверенность ученых в незыблемости и универсальности закона сохранения и превращения энергии позволила им разрешить возникающие сомнения относительно стабильности атома в модели Э. Резерфорда и уточнить строение атома квантовыми постулатами Н. Бора, объяснить все процессы, происходящие на уровне элементарных частиц, связанные с распадом ядер и ядерными реакциями, обнаружить новые физические объекты (нейтрон, позитрон, нейтрино и др.).
Закон сохранения и превращения энергии стал буквально универсальным средством изучения свойств материи, а развитие и применение энергетического подхода сыграло огромную роль в формировании всей современной физической картины мира (теорема Э. Нетер, 1918 г.; идея о волновых свойствах материи Луи де Бройля, 1923 г.; принцип Паули, 1924 г.; создание прорывных экспериментальных методов манипулирования индивидуальными квантовыми системами, С. Арош, Д.Д. Вайнленд, 2012 г. и др.).
Поэтому естественно, что закон сохранения и превращения энергии и связанные с ним энергетические понятия входят в содержание школьного

ческих явлений установил Джоуль и доказал, что количество теплоты, выделяющееся в проводнике, пропорционально квадрату силы тока.
Для этого Джоуль проделывает следующий опыт: в стеклянный закрытый сосуд с водой (игравший роль калориметра) помещался небольшой электромагнит, концы обмотки которого выводились наружу и присоединялись к чувствительному измерительному прибору. Прибор приводился в движение между полюсами сильного электромагнита, питавшегося от батареи. При вращении электромагнита в сосуде с водой попеременно каждые четверть часа обмотка неподвижного электромагнита была замкнута, а следующие четверть часа разомкнута. В первом случае тепло выделялось индуцированным током, а во втором случае - вследствие трения. Это последнее вычиталось из первого и таким образом определялось количество теплоты, выделенное индуцированным током. Анализируя результаты опытов, Джоуль пришел к выводу, что количество тепла, выделяемое током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока [125, с. 115].
В 1842 г. независимо от Д. Джоуля Э.Х. Ленц установил закон теплового действия электрического тока, который впоследствии был назван в честь ученых и носит название закон Джоуля - Ленца:
() = 121Ш. (29)
Этот закон является следствием закона сохранения энергии и говорит о превращении энергии в электрических явлениях. Электрическое поле совершает работу по перемещению заряженных частиц в проводнике, эту работу называют работой электрического тока. Если электрический ток протекает в цепи, где не происходят химические реакции и не совершается механическая работа, то энергия электрического поля превращается во внутреннюю энергию проводника и его температура возрастает. Путем теплообмена эта энергия в форме теплоты передается окружающим телам. Из закона сохранения энергии следует, что количество теплоты равно работе электрического тока:
(} = А = 12ЛД1 (30)

Рекомендуемые диссертации данного раздела