- •Министерство образования и науки
- •Введение
- •1.2. Требования к организации лабораторной работы
- •1.3. Порядок проведения лабораторных работ
- •1.4. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе
- •1.5. Права, ответственность и обязанности преподавателя
- •1.6. Права, ответственность и обязанности студента
- •1.7. Методика и организация занятий физического практикума
- •1.8. Порядок проведения занятий физического практикума в течение семестра
- •1.9. Технология контроля и оценки знаний, умений и навыков обучающихся по балльно-рейтинговой системе и сроки их проведения
- •Структура и содержание знаний, умений и навыков студентов по лабораторным занятиям дисциплины физика и вопросов, позволяющих их оценить по балльно - рейтинговой системе
- •Многобальная система оценки знаний
- •Лабораторная работа № 1.1 оценка случайной погрешности и доверительной вероятности прямых и косвенных измерений
- •Задание 1. Определение плотности твердого тела Введение
- •Задание 1.1. Определение плотности твердого тела правильной геометрической формы
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 1.2. Определение плотности твердого тела гидростатическим взвешиванием
- •Задание 1.3. Определение плотности твердых тел с помощью пикнометра
- •Контрольные вопросы для допуска к работе
- •Задание 2. Оценка случайной погрешности и доверительной вероятности прямых и косвенных измерений
- •Задание 2.1. Исследование зависимости погрешности измерений от квалификации персонала и способа измерения
- •Задание 2. 1.2. Исследование зависимости погрешности измерений от способа измерения
- •Задание 2. 3. Расчет доверительного интервала и доверительной вероятности методом Стьюдента
- •Контрольные вопросы для допуска к работе
- •Задание на срс. Проработать следующие вопросы и задания к сдаче отчета
- •Лабораторная работа № 1.2 определение ускорения силы тяжести
- •Теоретическая часть
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 1.3.
- •Задание 1. Определение ускорение силы тяжести с помощью математического маятника
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 3. Определение положения центра тяжести физического маятника методом обращения
- •Задание 4. Определение ускорения силы тяжести оборотным маятником
- •Лабораторная работа № 1.4 изучение законов динамики поступательного движения на машине атвуда
- •Теоретическая часть
- •1.Метод измерения и расчетные соотношения
- •2. Описание экспериментальной установки
- •Спецификация измерительных приборов
- •3. Обработка результатов измерений
- •Задание срс. Проработать следующие вопросы
- •Лабораторная работа 1.5
- •Определение коэффициента
- •Трения скольжения при движении твердого тела
- •По наклонной плоскости
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Спецификация измерительных приборов
- •Задание 1. Определение значения коэффициента трения скольжения по углу
- •Массы брусков, углыи коэффициенты трения
- •Задание 2.Определение значения коэффициента трения из опытов по скольжению бруска по наклонной плоскости
- •Результаты измерений при 10°
- •Результаты измерений при
- •Лабораторная работа № 1.6 определение модуля сдвига и кручения
- •Теоретическая часть
- •1.Механика упругих тел
- •Лабораторная работа № 1.6 а определение модуля сдвига методом крутильных колебаний
- •Теория метода
- •Экспериментальная часть Описание установки
- •Порядок проведения эксперимента и обработка результатов
- •Задание на срс. Проработать следующие вопросы и задания к сдаче отчета
- •Лабораторная работа № 1.6 б определение модуля юнга по изгибу балки
- •Теория метода
- •Измерение модуля Юнга из изгиба
- •Экспериментальная часть Описание установки
- •Порядок проведения эксперимента и обработка результатов
- •Задание на срс. Проработать следующие вопросы и задания к сдаче отчета
- •Лабораторная работа № 1.7 определение силы сопротивления грунта при забивке сваи на модели копра
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Спецификация измерительных приборов
- •Измерение перемещения сваи после соударения
- •Обработка результатов измерений
- •Лабораторная работа № 1.8 изучение законов динамики вращательного движения
- •Лабораторная работа № 1.8а изучение законов динамики вращательного движения на маятнике обербека
- •Теория метода
- •Экспериментальная часть Порядок выполнения работы
- •Спецификация измерительных приборов
- •Измерение времени движения груза
- •Обработка результатов измерений
- •Задание на срс. Проработать следующие вопросы и задания к сдаче отчета
- •Лабораторная работа № 1.8 б
- •Экспериментальная часть Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Спецификация измерительных приборов
- •Задание 1. Определение момента инерции маховика
- •Задание 2. Определить значение момента инерции маховика, используя непосредственно уравнение (4)
- •Обработка результатов измерений
- •Угловое ускорение маховика и момент сил натяжения нити для опытов с различными массами грузов
- •Задание на срс. Проработать следующие вопросы и задания к сдаче отчета
- •Лабораторная работа № 1.8 в определение момента инерции тела с помощью крутильного маятника и проверка теоремы штейнера
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть Порядок выполнения работы
- •Задание на срс. Проработать следующие вопросы
- •Классификация ударов
- •Лабораторная работа № 1.9а изучение закона сохранения импульса
- •Теория метода
- •Задание 1. Сравнение импульсов и энергий до и после взаимодействия
- •Задание 2. Простейшая оценка погрешности измерений
- •Контрольные вопросы для допуска к работе
- •Задание на срс. Проработать следующие вопросы и задания к сдаче отчета
- •Лабораторная работа № 1.9 б проверка закона сохранения момента импульса
- •Теория метода
- •Задание 1. Определение моментов импульсов и кинетической энергии маятников
- •Задание 2. Оценка погрешности измерений
- •Задание на срс. Проработать следующие вопросы и задания к сдаче отчета
- •Калибровка
- •Литература
1.5. Права, ответственность и обязанности преподавателя
Преподаватель несет ответственность за организацию и проведение лабораторных занятий в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, относящихся к содержанию и методике проведения лабораторных занятий.
Преподаватель имеет право определять содержание лабораторных работ, выбирать методы и средства проведения лабораторных исследований, обеспечивающих высокое качество учебного процесса.
1.6. Права, ответственность и обязанности студента
Студент обязан посещать все аудиторные занятия и СРСП, имеет право на дополнительные занятия с преподавателем.
Студент обязан прибыть на лабораторное занятие во время, установленное расписанием, и с необходимой предварительной подготовкой.
Во время занятия студент обязан соблюдать требования ТБ и ОТ, правила пользования лабораторией, приборами, техническими средствами.
По окончании проведения лабораторной работы студент обязан оформить отчет и представить его преподавателю для проверки последующей защитой.
Студент имеет право выполнить лабораторную работу, пропущенную по уважительной причине, в часы, согласованные с преподавателем.
Студент несет ответственность за:
- пропуск лабораторного занятия по неуважительной причине;
- неподготовленность к лабораторной работе;
- несвоевременную сдачу отчетов по лабораторной работе и их защиту;
- порчу имущества и нанесение материального ущерба лаборатории.
Списывание и плагиат: Любое списывание или плагиат (использование, копирование готовых заданий и решений других студентов) будет пресекаться в виде исключения из аудитории и/или наказания оценкой «неудовлетворительно».
Поведение: Систематическое нарушение дисциплины во время занятий будет наказываться исключением из аудитории и/или наказанием оценкой «неудовлетворительно» за весь семестр.
Сотовые телефоны: Отключать во время проведения занятий.
1.7. Методика и организация занятий физического практикума
по модулям и циклам в условиях кредитной технологии обучения
В настоящее время традиционными формами проведения лабораторных занятий являются, так называемые, кольцевые и фронтальные. При кольцевой форме организации лабораторных занятий каждая бригада студентов на одном занятии выполняет разные лабораторные работы. Последовательность выполнения этих работ определяется заранее составляемым преподавателем графиком. Несмотря на то, что такая форма является в настоящее время наиболее распространённой, она обладает рядом недостатков: это опережение лабораторными работами лекционных тем, отсутствие связи между хронологически последовательно выполняемыми работами, повторение теоретического материала в разных лабораторных работах. И как следствие, лишняя трата времени при приёме близких по содержанию работ (которые студент может сдавать в разное время по отдельности).
Преимуществом фронтальных работ является возможность достижения полной синхронизации лекционных и лабораторных занятий, в этом случае общепринятая последовательность процесса обучения - лекция, практическое и лабораторное занятия - становится логически непротиворечивой. Фронтальный метод, при котором все студенты одновременно имеют возможность вслед за лекцией выполнить лабораторную работу на ту же тему, позволяет не только подкрепить теоретический материал, но и углубить и расширить его без дополнительных временных затрат.
Разумеется, сама идея фронтальности сомнении не вызывает, однако технические сложности её осуществления привели к тому, что фронтальный метод проведения лабораторных занятий по курсу общей физики до сих пор не нашел широкого применения. Это, прежде всего, обусловлено тем, что вся группа делает одну и ту же лабораторную работу, поэтому число лабораторных установок, как правило, определяется как произведение числа лабораторных работ на число студентов в учебной группе. В связи с последним главным недостатком фронтального метода- потребность в большом количестве однотипных приборов и, как следствие этого чрезмерная дороговизна современных лабораторных комплексов. Кроме того, при выполнении экспериментов на готовых лабораторных комплексах студенты не имеют возможность видеть и творчески осмыслить структурно-логическую схему эксперимента, самостоятельно работать руками, что приводит к неполному пониманию основы метода, технику и детали экспериментов.
Итак, традиционные формы и методы проведения физического практикума не в состоянии ликвидировать противоречие, которое наметилось в настоящее время между качеством вузовского обучения и потребностями современной науки и техники в условиях научно- технической революции.
Таким образом, средства и методы обучения должны соответствовать уровню теоретической подготовки студентов, а согласно основным требованиям кредитной системы обучения еще и их индивидуальным траекториям обучения.
Все это и современные тенденций соединения образования и науки с практикой требует, чтобы курс физики не ставил своей целью сообщить студентам максимум знаний по физике, а давал бы основы методов физики и методологию познания этой науки и обучал правильной постановке технической задачи – выделению из этой задачи ее физического контура.
Поэтому в современных условиях физический практикум для студентов инженерно-технических специальностей должен содержать:
- минимальный объем сведений, необходимый современному инженеру в зависимости от его специальности и специализации;
- широкий набор конкретных практических задач и примеров, демонстрирующих методов и методологию их постановки и решения.
Кроме того, сложность физической науки требует широкого применения диалектического метода процесса познания, который позволяет осуществить переход от одного его уровня к другому, более глубокому, более общему. В существующих практикумах этот принцип нарушен. Поэтому на наш взгляд, физический практикум, адекватный сегодняшней ситуации в науке и технике, необходимо строить в такой последовательности, чтобы уровень сложности эксперимента изменялся введением в него новых и новых атрибутов и средства процесса познания, связанные с будущей деятельностью студента.
Следовательно, перечень необходимых знаний, навыков и умений должна выявляться исходя из квалификационной характеристики обучаемого данной специальности, программы курса, по которому, планируется проведение лабораторной работы по кредитной технологии и исходя из современных требований высшей школы о задачах обучения и подготовки высококвалифицированных специалистов.
Решение этих проблем заключается в принципиально ином подходе к повышению эффективности физического практикума, а именно в переходе к модульно-цикловым методам проведения лабораторных занятий с учетом квалификационных характеристик специальностей и широким привлечением достижения современной компьютерной технологии обучения, которые обладают уникальными возможностями, способными заметно влиять на характер преподавания физики.
Такие модули не только позволяют наглядно представить физическую сущность изучаемого явления, его характеристики, связь с другими явлениями, видеть раздел или тему в целом, но и позволяют обнаружить ту реальную органическую связь между физикой и другими дисциплинами, изучаемые по специальности, а также позволяют осуществить рациональный отбор учебного материала. На наш взгляд, именно в этих условиях студенты, могут глубоко понять всю значимость фундаментальных законов физики и, будут решать современные инженерно- технические задачи.
Уместно отметить, в предлагаемом подходе не отвергается полностью все старые формы и методы. Многие из них вполне приемлемы, но их надо осмыслить в новых условиях и совершенствовать с целью интенсификации и повышения эффективности, лабораторных занятий. И прежде всего мы имеем в виду самостоятельную работу студентов, на которой, собственно, базируется кредитная система обучения и на которую в определенной степени ориентируется сейчас вся дидактика инженерно-технических вузов.
Определение круга фундаментальных физических задач практикума с учетом квалификационной характеристики специальности – это только одна сторона дела. Другая сторона - установление органической связи со всеми видами занятий по физике, а так же другими дисциплинами специальности.
Сейчас во всех вузах семинары, домашние контрольные задания и лабораторные работы по физике по своему содержанию и по методике их реализации, как правило, весьма автономны. Если в дневных отделениях отсутствие логической связи между теоретическими и экспериментальными задачами в какой-то степени восполняется аудиторными занятиями и общением студентов с преподавателем, то в заочных отделениях этот пробел практически неустраним. Важно учесть и еще одно: установление более тесной связи между контрольными заданиями и лабораторным экспериментом позволит решить многие проблемы, связанные с бюджетом учебного времени, контролем выполнения заданий, подготовкой к лабораторным занятиям и содержанием эксперимента.
Чтобы реализовать идею такого комплексного построения физического практикума, требуется пересмотреть содержание задач домашних контрольных заданий. Основная часть задач следует отбирать так, чтобы они отражали содержание конкретных лабораторных работ, развивающие профессиональные качества студентов. А остальные задачи должны содержать наряду со стандартными вопросами также и специальные, способствующие оригинальному решению задач по индивидуальной траектории обучения студента. Фактически решение задачи должно быть подготовкой к конкретной проблеме курсовой работы и дипломного проекта студента.
С позиции технологии обучения только при таком комплексном подходе к содержанию лабораторного практикума позволяет установить внутренней логической связи не только между всеми видами занятий по курсу физики, но и внешней связи курса физики с другими дисциплинами выпускающей кафедры.
Широкое применение ЭВМ в практикуме как для автоматизированной обработки результатов измерений, моделирования и численного эксперимента, так и для консультационных целей во время самостоятельной занятий студентов ещё больше расширяет возможности лабораторных занятии по физике. Компьютеризация учебного процесса – это не дань моде, а насущная необходимость, которая, кроме всего прочего, в последнее время становится ещё и объективной реальностью. Поэтому сегодняшних студентов, которые фактически будут решать задачи уже третьего тысячелетия, к этому нужно готовить не откладывая.