Головна » Статті » АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ

У категорії матеріалів: 115
Показано матеріалів: 11-15
Сторінки: « 1 2 3 4 5 ... 22 23 »

Сортувати за: Дате · Названию · Рейтингу · Комментариям · Просмотрам

Формулювання проблеми. Відомо, що фізика і математика є традиційно найскладнішими дисциплінами для більшості студентів-першокурсників технічних університетів. Відповідно, проблема встановлення міжпредметних зв’язків фізики і математики та їх реалізація з метою підвищення ефективності навчального процесу є достатньо актуальною. Зрозуміло, що вищезазначена проблема значна за обсягом. Тому дана робота присвячується дослідженню міжпредметних зв’язків фізики і математики під час викладання розділу «Фізичні основи механіки» курсу фізики студентам першого курсу технічного університету.
Матеріали і методи. Для досягнення поставленої мети роботи використовувалися наступні методи: аналіз і систематизація – під час огляду наукових публікацій за обраною тематикою дослідження; аналіз, порівняння, систематизація, узагальнення – під час вивчення узгодженості викладання навчального матеріалу з фізики і математики за часом, обговорення результатів дослідження та формулювання висновків роботи.
Результати. З проведеного аналізу програм з навчальних дисциплін «Фізика» і «Математика», за якими навчаються студенти технічних спеціальностей Національного транспортного університету, встановлено, що необхідні для успішного вивчення фізичних основ механіки теми з відповідних розділів курсу математики, за винятком елементів лінійної та векторної алгебри, вивчаються студентами вже після опанування вказаного розділу фізики. Відповідно, без належної математичної підготовки вивчати фізичні основи механіки студентам першого курсу, виявляється, досить складно.
Висновки. Таким чином, під час викладання фізичних основ механіки студентам першого курсу технічного університету не враховуються хронологічні міжпредметні зв’язки фізики і математики, що забезпечують узгоджене викладання вказаних навчальних дисциплін у часі, відповідно до потреб кожної з них. Головним шляхом вирішення проблеми неузгодженого у часі розгляду навчального матеріалу з фізики і математики є перенесення початку вивчення курсу фізики в технічному університеті на другий семестр, що забезпечить наявність більш ґрунтовної математичної підготовки студентів перед початком вивчення фізики.

Formulation of the problem. It is known that physics and mathematics are traditionally the most difficult disciplines for most first-year students at technical universities. Accordingly, the problem of establishing of intersubject connections of physics and mathematics and their implementation to increase the efficiency of the educational process is quite relevant. The above problem is significant in scope. Therefore, this paper is devoted to the study of intersubject connections of physics and mathematics during the teaching the section "Physical fundamentals of mechanics" of physics course to the first-year students of a technical university.
Materials and methods. To achieve the purpose of the work, the following methods were used: analysis and systematization – during the review of scientific publications on the chosen subject of research; analysis, comparison, systematization, generalization – during the studying of consistency of teaching of educational material from physics and mathematics in time, discussing the results of research and formulating the conclusions of the work.
Results. From the analysis of the programs in the academic disciplines “Physics” and “Mathematics”, for which students of technical specialties of the National Transport University study, it was found that the topics that are necessary for the successful study of the physical fundamentals of mechanics from the corresponding sections of the mathematics course, with the exception of elements of linear and vector algebra, are studied by students after mastering the specified section of physics. Accordingly, without substantial mathematical training, it turns out to be quite difficult to study the physical fundamentals of mechanics for first-year students.
Conclusions. Thus, during the teaching of the physical fundamentals of mechanics to first-year students of a technical university, the chronological intersubject connections of physics and mathematics are not taken into account, which ensures coordinated teaching of the indicated disciplines in time under the needs of each of them. The main way to solve the problem of inconsistent in time consideration of educational material in physics and mathematics is to transfer the beginning of the study of a physics course at a technical university to the second semester, which will ensure the availability of more thorough mathematical training of students before starting to study physics.

АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ | Переглядів: 350 | Author: Іщенко Р.М., Горбунович І.В. | Download in PDF |

Досліджено процес проникнення спеціальної теорії відносності (СТВ) у підручники, що використовувалися у закладах вищої освіти України від моменту виникнення теорії до середини ХХ ст. Вивчені оригінальні праці вчених, що працювали в Україні, відповідні підручники та методичні підходи в роботах. Проаналізований підхід Л. Кордиша до виведень перетворень Лоренца, що й донині використовується у сучасних підручниках з фізики.
Матеріали і методи. Метод дослідження: системний аналіз методичних підходів до викладення понять теорії відносності. Аналізу підлягали підручники, поширені в Україні у досліджуваний період.
Формулювання проблеми. Становленню методики викладення СТВ та загальної теорії відносності (ЗТВ) у підручниках присвячено незначну кількість наукових праць; методи, що використовуються для пояснення класичних питань теорії відносності «відкривалися» без урахування досвіду їх становлення і розвитку; низка праць є невідомою.
Результати. Доведено, що О.П. Грузинцев першим в Україні у 1911 р. увів теоретичні основи СТВ у підручники. Показано, що до 1930-х рр у підручниках, питання СТВ або відсутні, або висвітлювалися обмежено. Наприкінці 1930-х рр. формується новий погляд на викладення теоретичної фізики з урахуванням новітніх досягнень. Ці принципи були втілені Л.Д. Ландау та його співробітниками у серії підручників.
Висновки. Саме в представленні теорії відносності у підручниках того часу і були закладені методичні відмінності її викладання. Методика викладання теорії відносності формувалась у підручниках. Їх автори доносили до студентства СТВ та ЗТВ, спираючись на досвід їх осмислення залежно від своїх поглядів на їх важливість. Чіткі методичні підходи ще не були вироблені і знаходилися у пошуковому стані. Але, напрацювання Л. Й. Кордиша та інших стали підґрунтям розвитку методики викладання СТВ та ЗТВ застосовуються й у сучасних підручниках.

Abstract. The process of special theory of relativity (STR) penetration into the textbooks used in higher education institutions of Ukraine since the theory origin to the middle of the XX century is investigated. The original works of scientists who worked in Ukraine, relevant textbooks and works methodological approaches are studied. L. Kordysh's approach to derivations of the Lorentz’ transformations is analyzed, which it is still used in modern physics textbooks.
Materials and methods. The research method: is system analysis of methodological approaches to teaching the theory of relativity concepts. Textbooks distributed in Ukraine during the study period were subject to analysis.
Problem formulation. A small number of scientific papers are devoted to the formation of  STR and general theory of relativity (GTR) teaching methodology in textbooks; the methods used to explain the classical theory of relativity questions were "discovered" without taking into account the experience of their formation and development; several scientific papers are unknown.
Results. It is proved that O.P. Gruzintsev was the first to introduce the theoretical foundations of STR in textbooks in 1911 in Ukraine. It has been shown that until the 1930s, questions of STR were absent in textbooks. At the end of the 1930s, a new view of the theoretical physics teaching was formed. These principles were embodied by L.D. Landau and others in a series of textbooks.
Conclusions. The methodical features of STR teaching were laid in the textbooks of that time presentation. Their authors teach students about STR and GTR, based on their experience understanding these theories. Clear methodical approaches were not found at that time yet. However, L.Y. Kordysh and others’ developments became the basic methodology of STR and GTR teaching which are used in modern textbooks.

АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ | Переглядів: 298 | Author: Савчук В.С., Романець О.А. | Download in PDF |

Формулювання проблеми. Виходячи з потреб сьогодення, актуальними є проблеми підвищення результативності навчально-виховного процесу в контексті формування й розвитку ключових компетентностей, однією з яких є природничо-наукова компетентність, як невід’ємна характеристика сучасної особистості. Наразі пріоритетною є ідея підвищення статусу природничої освіти, посилення природничого складника в освітніх програмах Тому, у статті розкрито проблему формування природничо-наукової компетентності учнів на уроках фізики; розглянуто визначення природничо-наукової компетентності та основні завдання її розвитку у процесі навчання фізики. У науковому дослідженні розглядаємо особливості природничо-наукової компетентності та її формування шляхом використання тестових завдань міжпредметного змісту; обґрунтовуємо доцільність їх використання в процесі навчання фізики.
Матеріали і методи. У процесі дослідження були застосовані такі методи: теоретичні – аналіз, порівняння, систематизація та узагальнення навчально-методичних, науково-популярних та прикладних джерел з проблеми дослідження.
Результати. Подано приклади тестових завдань міжпредметного змісту з розділу «Механіка», які сприяють реалізації компетентнісного підходу та формуванню природничо-наукової компетентності учнів в процесі навчання фізики, а саме учні здійснюють наукове дослідження – спостерігають, висувають гіпотези, перевіряють їх, формулюють відповідні висновки, розв’язують завдання проблемного характеру.
Висновки. Процес розв’язування запропонованих тестових завдань міжпредметного змісту (розділ «Механіка») забезпечує здійснення дослідницької діяльності; активізацію пізнавального інтересу учнів; інтересу до пізнання навколишнього світу та можливості експериментального вивчення фізичних процесів, явищ та законів у живій природі, що забезпечує формування природничо-наукової компетентності учнів у процесі вивчення фізики. У подальшому планується розробка завдань міжпредметного змісту з інших розділів фізики, які забезпечуватимуть реалізацію компетентнісного підходу в освітньому процесі.

Formulation of the problem. Based on the needs of today, the problems of increasing the effectiveness of the educational process in the context of the formation and development of key competences, one of which is natural science competence, as an integral characteristic of the modern personality, are urgent. At present, the priority is the idea of raising the status of natural education, enhancing the natural component of educational programs. Therefore, the problem of the formation of natural and scientific competence of students in physics lessons is revealed in the article; the definition of natural scientific competence and the main tasks of its development in the process of teaching physics are considered. In scientific research we consider the peculiarities of natural science competence and its formation through the use of test tasks of cross-curricular content; substantiate the feasibility of their use in the process of teaching physics.
Materials and methods. The following methods were applied during the research: theoretical - analysis, comparison, systematization and generalization of educational-methodological, popular science and applied sources on the problem of research.
Results. Examples of cross-curricular content test tasks from the section "Mechanics", which contribute to the implementation of the competence approach and the formation of natural and scientific competence of students in the process of teaching physics, namely, students carry out scientific research - observe, hypothesize, formulate, answer, formulate problematic tasks.
Conclusions. The process of solving the proposed cross-curricular content test tasks (Mechanics section) provides research; activating cognitive interest of students; interest in the knowledge of the outside world and the possibility of experimental study of physical processes, phenomena and laws in wildlife, which ensures the formation of natural and scientific competence of students in the process of studying physics. In the future, we are planning to develop cross-curricular content tasks from other physics departments that will provide the implementation of a competence approach in the educational process.

АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ | Переглядів: 389 | Author: Федчишин О.М., Мохун С.В. | Download in PDF |

Формулювання проблеми. Стаття є дослідною. Головна проблема яка висувається в статі, це чи зароджуються дислокації, під дією лазерного опромінення. Спочатку ставили задачу визначити умову імпульсного лазерного опромінення, при якій найбільш ефективно створюються напруження зсуву у приповерхневому шарі кристала, а також задачу розрахунку температурного  поля у зоні опромінення.
Матеріали і методи. Використовували монокристалічний германій з питомим опором 45 Ом·см і щільністю ростових дислокацій 2,5·103 см-2. Торець злитка з площиною (111) піддавали шліфуванню, хіміко-динамічному і хімічному поліруванню. Дефектну структуру виявляли у хромовому травнику із суміші CrO3:HF=1:1. Опромінення поверхні (111) Ge здійснювали на лазерній установці типу УИГ-1М з рубіновим оптичним квантовим генератором, працюючим у режимі вільної генерації на довжині хвилі λ =0,694 мкм. Густина енергії опромінення на поверхні германію змінювалась в межах 2-25Дж/см2, тривалість імпульсу була 1мс. Опромінення відбувалося  сфокусованим на поверхні лазерним променем, в окремих експериментах використовували розфокусований промінь. Діаметр D зони лазерного опромінювання становив 3 мм. Дислокаційну структуру вивчали оптичним методом.
Результати. За результатами обчислень були отримані залежності температури вздовж радіуса плями для різних моментів часу від початку дії лазерного опромінювання Проаналізовано фізичний механізм виникнення дислокацій на ділянці з  температурою  ̴ 450 К, де фотонагрівання не є головним фактором дефектоутворення. Структурними дослідженнями встановлено, що найбільш ефективно напруження зсуву у приповерхневому шарі зразка Ge створюються дією розфокусованого променя з енергією опромінення, достатньої для оплавлення кристала лише у центрі лазерної плями. Шляхом розв’язання диференціального рівняння теплопровідності отримані залежності густини оптичної потужності, яка поглинається поверхнею від часу опромінення, а також розподіл температури на поверхні уздовж радіуса лазерної плями.
Висновки. Зроблено висновок, що дислокації в лінійно-періодичних структурах виникають за рахунок гетерогенного зародження і розширення призматичних петель, орієнтованих в періодично-індукованому полі концентрації вакансій.

Formulation of the problem. In this paper, the problems of defect formation of low-temperature zones on the surface (112) of monocrystalline Ge are considered for the first time.  Theoretical calculations were necessary to find the temperature distribution on the surface along the radius of the laser spot from the onset of radiation, to perform structural studies and to substantiate the physical mechanism of the formation of observed defects.
 Results. The effect of the free-generation ruby laser pulse on the surface (112) of the germanium (Ge) single crystal has been examined. Laser irradiation of a semiconductor surface leads to three important effects of defect formation: heating, deformation of the surface layer and electronic excitation of centers. Firstly, the task was to determine the condition of pulsed laser irradiation, in which the shear stresses in the surface layer of the crystal are most effectively created, as well as the task of calculating the temperature field in the irradiation zone. Monocrystalline germanium with a resistivity of 45 cm and a density of growth dislocations of 2.5·103 cm-2 has been used. The defective structure has been detected in chromium etchant from a mixture of CrO3: HF = 1: 1. The (111) Ge surface has been irradiated with a ruby laser operating in the free-generation mode at a wavelength of λ = 0.694 μm. The radiation energy density at the germanium surface has been varied within 2-25 J / cm2, the pulse duration was 1ms. The irradiation has been performed with a laser beam focused on the surface, and in some experiments, a defocused beam has been used. The diameter of the laser irradiation zone was 3 mm. Structural studies have been shown that the most effective shear stresses in the subsurface layer of the Ge sample are created by the action of a defocused beam with radiation energy sufficient to melt the crystal only in the center of the laser spot. By solving the differential equation of thermal conductivity, the dependences of the optical power density, which is absorbed by the surface during irradiation, have been obtained, as well as the temperature distribution on the surface along the radius of the laser spot. The physical mechanism of occurrence of dislocations on the site with temperature ~ 450 K has been analyzed, where photovoltaics is not the main factor of defect formation. It is proved that dislocations in linear-periodic structures arise due to heterogeneous nucleation and expansion of prismatic loops oriented in a periodically induced.
 Conclusion. 1. Solving the differential thermal conductivity equation, we find the dependencies of the power on the time absorbed by the surface and the temperature distribution on the Ge surface along the radius of the laser spot.  At distances from the center of the spot greater than 0.9 mm, where the maximum temperature did not exceed 300K, structural studies were performed.  2. Optical microscopy reveals periodic dislocation structures in the surface layer.  The model according to which long lines of dislocations are formed from short prismatic loops of interbranch type of heterogeneous origin is proposed

АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ | Переглядів: 363 | Author: Надточій В.О., Бєлошапка О.Я. | Download in PDF |

У статті на основі аналізу сучасних ідей, моделей, гіпотез та теорій прослідковується еволюція наукової картини світу відповідно до послідовної зміни фізичної, біологічної, синергетичної та інформаційної парадигм.
Формулювання проблеми. Проаналізувати і співставити функціональний, атрибутивний і субстанційний підходи щодо трактування поняття інформації, які можуть слугувати основою нового уявлення про сучасну наукову картину світу.
Матеріали і методи. У якості методу дослідження було обрано системний підхід до аналізу літературних джерел, в яких репрезентується наукова картина світу. Базисом наукової картини світу вважалися фундаментальні знання, отримані, насамперед, у різних розділах фізики, що й визначало формування механістичної, електромагнітної та квантово-польової картин світу. Разом з тим у сучасній науці прослідковується утвердження універсальної ідеї - «ідеї розвитку», проникнення якої у фізику, хімію, космологію, антропологію, соціологію та в інші науки призвело до суттєвої зміни погляду людини на світ (Всесвіт) – цей погляд став системним. У рамках системної парадигми Всесвіт уявляється як сукупність зв’язків, а не речей (тіл); сучасне природознавство вивчає взаємодії, а не окремі замкнуті об’єкти; Всесвіт по суті це неподільна реальність всезагальних зв’язків, а не мозаїка окремих елементів. Тому, якщо в класичному природознавстві все було детерміновано подібно до чіткої роботи годинникового механізму, то з позиції сучасного природознавства образ світу уявляється як мереживо взаємно пов’язаних компонентів.
Результати. Внаслідок проведеного дослідження з’ясовано: перспективність експериментального визначення ознак первинності у Всесвіті інформації, доказовість чого призведе до того,що  всі процеси в ньому зводитимуться не до руху матерії, а до передачі та обміну саме інформації; якщо все ж утвердиться первинність матерії, то інформацію, як певну субстанцію, слід буде вважати як невідому на цей час форму існування матерії.
Висновок. На сьогоднішній день у природознавстві наявні низка гіпотез і теоретичних моделей, які прямо або опосередковано вказують на можливість існування інформації як об’єктивної реальності, що дозволяє розглядати її як певну матеріальну субстанцію. У зв’язку з цим значна частина дослідників еволюції наукової картини світу (НКС) вважають сучасну картину світу інформаційною. Перспективи дослідження феномену інформації, на нашу думку, мають бути спрямовані на експериментальне підтвердження її субстанційності, що внесе суттєві корективи в концепцію «матеріальності Всесвіту».

The evolution of the scientific picture of the world under the consistent change of physical, biological, synergistic and informational paradigms based on the analysis of modern ideas, models, hypotheses and theories is presented in the article.
Formulation of the problem. There is a need to analyze and contrast functional, attributive, and substantive approaches to interpreting the notion of information that may form the basis of a new understanding of the contemporary scientific picture of the world.
Materials and methods. A systematic approach to the analysis of literary sources in which the scientific picture of the world is represented was chosen as the method of research. The basis of the scientific picture of the world was considered to be fundamental knowledge obtained, first of all, in different sections of physics, which determined the formation of mechanistic, electromagnetic and quantum-field pictures of the world. However, in modern science, the implementation of the universal idea is traced. This "idea of ​​development", the penetration of which into physics, chemistry, cosmology, anthropology, sociology, and other sciences, led to a significant change in the view of man in the world (Universe) - this view became systemic. Within the systemic paradigm, the universe is represented as a set of connections, not things (bodies); modern science studies interactions, not individual closed objects; The universe is represented as an indivisible reality of universal communication, not as a mosaic of individual elements. Therefore, if everything is determined in classical science like a precise clockwork, then for modern science, the image of the world is represented as a lace of interconnected components.
Results. The research revealed: when the primacy of the universe of information is experimentally established in the future, all processes in it will be reduced not to the movement of matter but the transmission and exchange of information; if however, the primacy of matter is affirmed, then information as a certain substance should be considered unknown at this time
Conclusions. To date, there are some hypotheses and theoretical models in science that directly or indirectly indicate the possibility of information being an objective reality, which allows it to be regarded as a certain material substance. In this regard, a significant number of researchers of the evolution of the scientific picture of the world consider the modern picture of the world information. Prospects for the study of the phenomenon of information, in our opinion, should be aimed at the experimental confirmation of its substance, which will make significant adjustments to the concept of "materiality of the Universe".

АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ | Переглядів: 371 | Author: Краснобокий Ю., Ткаченко І. та ін. | Download in PDF |
« 1 2 3 4 5 ... 22 23 »