НУЖНО ЛИ ПРЕПОДАВАТЬ ТЕОРИЮ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ В КУРСЕ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ
https://doi.org/10.17853/1994-5639-2015-4-158-168
Аннотация
Цель. Предлагаемая статья, в широком смысле, ставит своей целью обсуждение и обоснование общей структуры курса физики в высшем учебном заведении. В более узком смысле автор задается вопросом необходимости включения в состав этой дисциплины раздела «Теория относительности» и обозначает место данного раздела в подготовке студентов и возможную последовательность его изложения.
Методика построения курса физики в современных условиях требует от лектора определенной изощренности. Это связано с происшедшим в последнее время сильнейшим «ужиманием» курса, вызванном рядом объективных и субъективных причин. В процессе планирования занятий приходится производить тщательный отбор материала, исключая второстепенные и малозначимые вопросы. Этот процесс особенно обостряется при жестких временных ограничениях – малом количестве аудиторных часов, выделяемых на изучение предмета. Тем не менее при сокращении лекционных занятий по физике непозволительно жертвовать основной содержательной стороной дисциплины, опускать темы и разделы, важные в прикладном или концептуальном плане, такие как «Теория относительности». Автор описывает два варианта расположения раздела внутри курса всоответствии стребуемым уровнем преподавания физики. При первом подходе теория относительности рассматривается как часть современной механики и излагается в первом семестре на 1-м курсе, возможно – сразу после кинематики. При втором релятивистская физика подается как результат дедуктивного осмысления, как обобщающая теория, объясняющая единство мира и объективное существование физических законов; вэтом случае предлагать вниманию студентов положения и идеи теории относительности лучше после освоения оптики, непосредственно перед изучением атомной физики.
Результаты и научная новизна. Обоснована потребность включения релятивистской теории в число разделов общей физики. Приведен перечень подлежащих рассмотрению вопросов для минимального, базового и расширенного уровней освоения материала, которые определяют место и глубину преподавания теории относительности будущим специалистам технического профиля.
Автор излагает и обобщает результаты собственного многолетнего педагогического опыта, итоги которого представлены в оригинальной форме, в виде удобных для использования схем и таблиц.
Практическая значимость. Авторские разработки будут полезны для широкого круга преподавателей физики, ведущих лекторов и методистов, занятых планированием курсов и разработкой концепций преподавания физики в вузах.
Об авторе
Сергей Николаевич КолгатинРоссия
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой физики, декан факультета фундаментальной подготовки Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. М. А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург (РФ).
Список литературы
1. Алешкевич В. А. О преподавании теории относительности на основе современных экспериментальных данных // Успехи физических наук. 2012. Т. 182. No 12. С. 1301–1318.
2. Бом Д. Специальная теория относительности. Москва: Мир, 1967. 287 с.
3. Иродов И. Е. Основные законы механики. Москва: Бином, Лаборатория знаний, 2009. 312 с.
4. Ландсберг Г. С. Элементарный учебник физики. Москва: Физматлит, 2010, 612 с.
5. Матвеев А. Н. Механика и теория относительности. Москва: ОНИКС, 2003. 432 с.
6. Примерная программа дисциплины «Физика» для ФГОС 3-го поколения // Бюллетень Научно-методического совета по физике. 2012. No 4. С. 27–59.
7. Савельев И. В. Курс общей физики. Кн. 4. Волны. Москва: АСТ; Астрель, 2008. 256 с.
8. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. IV, Оптика. Москва: Физматлит, 2005. 792 с.
9. Яшина Г. А. Преподавание спецкурса по теории относительности в основной школе // Физика в школе. 1998. No 2. C. 49–51.
10. Adams W. K., Perkins K. K., Podolefsky N. S., Dubson M., Finkelstein N. D. and Wieman C. E. New instrument for measuring student beliefs about physics and learning physics // The Colorado Learning Attitudes about Science Survey. Physical Review Special Topics – Physics Education Research. 2006. No 2 (010101). Р. 1–14.
11. Kyriaki D., Krystallia H. Secondary Students’ Understanding of Basic Ideas of Special Relativity // International Journal of Science Education Nov. 2012. Vol. 34 (16). Р. 2565–2582.
12. Pohlig M., Strauch H. M. A new Way of Teaching the Special Theory of Relativity. Available at: http://www.academia.edu/10252469/A_New_Way_of_Teaching_the_Special_Theory_of_Relativity.
13. Scherr R. E., Shaffer P. S. and Vokos S. Student understanding of time in Special Relativity: Simultaneity and reference frames // The American Journal of Physics. 2001. No 69. Р. 24–35.
14. Yildiz A. Prospective Teachers’ Comprehension Levels of Special Relativity Theory and the Effect of Writing for Learning on Achievement // Australian Journal of Teacher Education. 2012. Vol. 37. No 12. Р. 15–28.
15. Zhang J. Why and how to teach the Special Theory of Relativity in an Electrodynamics course // The China Papers, July 2005. Vol. 15, No 13. Available at: http://science.uniserve.edu.au/pubs/china/vol5/CP5_phys_04.pdf.
Рецензия
Для цитирования:
Колгатин С.Н. НУЖНО ЛИ ПРЕПОДАВАТЬ ТЕОРИЮ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ В КУРСЕ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ. Образование и наука. 2015;1(4):158-168. https://doi.org/10.17853/1994-5639-2015-4-158-168
For citation:
Kolgatin S.N. IS IT NECESSARY TO TEACH THE THEORY OF RELATIVITY IN GENERAL PHYSICS COURSE. The Education and science journal. 2015;1(4):158-168. (In Russ.) https://doi.org/10.17853/1994-5639-2015-4-158-168
Просмотров: 1038
Послать статью по эл. почте 