Изучение темы «Световые волны» в курсе основной школы

Страница 12

Задания по теме «Световые волны», используемые на уроках решения задач, ориентированы на различные уровни достижений. По содержанию задания условно можно разделить на следующие виды: построение изображения светящейся точки в плоском зеркале;

-построение изображения отрезка;

-построение изображения точки в системе, состоящей из двух зеркал,

-отражение от сферической поверхности;

Термин «изображение в плоском зеркале» требует пояснения. Он означает изображение предмета в зеркале. В начале рассматривается точечный предмет, т.е. геометрическую точку. В геометрии она определяется как пересечение прямых линий. Изображение точки в зеркале является точка, полученная при пересечении лучей или их продолжений, отраженных от зеркала. Ниже предлагаются примеры решения задач.

Задача 1. (уровень А; критерий учебных целей по таксономии Блюма «знание»). Построить изображение светящейся точки А в плоском зеркале.

Решение. Через предметную точку А (рис. 18) проведем две произвольные прямые. Вдоль них направляем два луча 1 и 2. По закону отражения строим отраженные лучи . Для этого в точке падения каждого луча восстанавливаем перпендикуляр и проводим отраженный луч таким образом, чтобы он составил с перпендикуляром угол, равный углу падения.

Рис. 18. Иллюстрация к задаче по построению мнимого изображения в зеркале.

Отраженные лучи 1¢ и 2¢ - расходящиеся, то есть после отражения от зеркала они не пересекаются. Проводим продолжения отраженных лучей. Они пересекаются в точке А¢ за зеркалом. Полученное изображение точки является мнимым.

Мнимое изображение точки образуется при пересечении не лучей, прошедших оптическую систему (зеркала, линзы, призмы и т.п.), а их продолжений.

Задача 2 ( Б; «понимание»). Построить изображение отрезка АВ (рис. 19) в плоском зеркале.

Решение. Отрезок АВ является совокупностью предметных точек. Изображение этого отрезка является совокупностью изображений каждой точки в плоском зеркале. Для построения изображения достаточно получить изображение крайних точек и соединить.

При построении удобнее один из лучей ВВ́ провести перпендикулярно плоскости зеркала. В этом случае отраженный луч расположен на одной прямой с падающим лучом.

Изображение в плоском зеркале мнимое, симметрично относительно зеркальной плоскости, не увеличенное, а равное предмету.

Рис. 19. Иллюстрация к задаче по построению изображения отрезка АВ в плоском зеркале.

Задача 3 (Б; «применение»). Какой минимальный размер должно иметь зеркало, чтобы в нем можно было увидеть лицо целиком?

Решение. Лучи, идущие от макушки и подбородка, после отражения от зеркала должны проходить через глаз (рис. 20).

Рис. 20. Иллюстрация к задаче по определению размеров предмета

Минимальный размер зеркала равен половине расстояния от макушки до нижней точки подбородка.

Задача 4 (С; «анализ, синтез». Два плоских зеркала расположены под углом α. Найдите и получите построением максимально возможное количество изображений для данного угла (рис. 21).

Решение. При решении задачи воспользуемся свойством симметрии изображений светящейся точки S в данной системе, состоящей из двух зеркал.

Рис. 21. Иллюстрация к задаче по построению изображений в зеркалах.

Изображение в первом зеркале S1 – дает вторичное изображение S1¢ во втором зеркале и затем еще одно S1¢¢в первом. Аналогично рассуждения по созданию изображений точки S2. В итоге и S1¢¢ и S2¢ оказываются не над отражающей поверхностью и процесс создания изображений прекращается.

Таким образом, получено путем построений максимально возможное количество изображений для данного угла – 5.

Подводя итог занятия «Решение задач» при изучении темы «Световые волны» необходимо подвести итог для формирования понятия «Световые волны»:

- свет имеет волновую природу, световые волны – это электромагнитные волны;

- скорость электромагнитных волн в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета (независимо от скорости источника волн);

- скорость электромагнитных волн в вакууме равна 3 * 108 м/с.

По окончании изучения темы или для промежуточного контроля можно провести тест по данной теме. Пример теста приведен в Приложении 1.

Таким образом, можно разработать для изучения темы «Световые волны» серию заданий для наилучшего контроля знаний учащихся.

2.4. Методика проведения фронтальных лабораторных работ на примере лабораторной работы «Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы»

Среди разнообразных форм обучения особое место занимают фронтальные лабораторные работы. Фронтальный метод проведения лабораторных занятий имеет ряд весьма важных положительных сторон. Прежде всего, он дает возможность связать лабораторные занятия учащихся с изучаемым курсом, демонстрационные опыты учителя и самостоятельно выполняемые учащимися лабораторные работы. Благодаря фронтальному методу, лабораторные занятия могут быть поставлены как введение к той или иной теме курса, как иллюстрация к объяснению учителя, как повторение и обобщение пройденного материала, как контроль приобретенных знаний и умений. Таким образом, лабораторный эксперимент становится необходимым звеном в процессе обучения, значительно помогающим углубленному усвоению материала.

Метод фронтальных лабораторных работ на практике реализуется через различные методические приемы, которые по характеру деятельности учителя и учащихся разделяют на репродуктивные, иллюстративные, частично-поисковые, или эвристические.

Репродуктивный прием предусматривает воспроизводящую деятельность учащихся по образцу действий учителя, которому принадлежит основная роль. Он организует и направляет всю работу учащихся: проводит подготовку оборудования, объясняет и показывает способ выполнения работы, дает четкие и ясные задания и пояснения, своевременно оказывает помощь слабым учащимся, обобщает полученные результаты работы, контролирует и оценивает их знания и умения. Репродуктивный прием выполнения лабораторных работ особенно эффективен при отработке экспериментальных умений, так как их формирование требует многократных действий по образцу, а также в тех случаях, когда содержание лабораторных работ носит преимущественно информационный характер, представляет собой описание способов практических действий, является весьма сложным или совершенно новым для учащихся. Репродуктивный прием не способствует развитию мышления учащихся. И частое его применение приводит к формализму их знаний и умений. Все это требует применения и других приемов, обеспечивающих активную поисковую деятельность учащихся.

Иллюстративный прием выполнения лабораторных работ – это такой прием, когда работа сопровождает объяснение учителя, иллюстрирует его. При этом приеме значительную роль играет воспроизводящая деятельность учащихся. Деятельность учителя же сводится к устному руководству выполнения работ, показу отдельных образцов действий учащихся. Иллюстративным приемом часто выполняют такие работы, на которых отдельные элементы фронтального оборудования применяются в качестве раздаточного материала, т. е. выдаются учащимся на руки и служат наглядным пособием для каждого звена во время объяснения преподавателя. Иллюстративно выполняют лабораторные работы и после изучения учебного материала с целью проверки, подтверждения, иллюстрации уже известных учащимся явлений и закономерностей. В этом случае учащимся известны не только тема и цель работы, но и ее конечный результат. При этом их деятельность сводится к наблюдению физических явлений, измерению физических величин, проверке различных закономерностей в ходе которых они совершенствуют свои знания и экспериментальные умения, а деятельность учителя – к руководству познавательным процессом: проверке готовности класса. указанию цели работы и способа ее выполнения, выдаче дополнительных заданий для более сильных учащихся, различному инструктажу учащихся и оказанию им необходимой помощи. Устное руководство может быть заменено письменной инструкцией. Эффективность такого приема в значительной степени определяется предварительной подготовкой учащихся. В практике школ иллюстративный прием выполнения лабораторных работ получил наиболее широкое распространение. Это можно объяснить тем, что такой прием позволяет в сжатые сроки, рациональным способом сформировать у учащихся необходимые знания и экспериментальные умения. Однако в этом случае лабораторный эксперимент не является источником новых знаний для учащихся, а служит иллюстрацией к уже известным явлениям и закономерностям. Выполнение работ по подробным инструкциям приводит к формированию знаний и экспериментальных умений на уровне воспроизведения.