Фізичні основи роботи комп’ютера

Міністерство освіти і науки України

Донецький національний університет

Фізичний факультет

Кафедра загальної фізики і дидактики фізики

До захисту допустити

Зав. кафедрою ЗФ та ДФ

К.ф.-м. н., доц. В.Ф. Русаков

«___»______________2009 р.

МАГІСТЕРСЬКА РОБОТА

на тему: «ФІЗИЧНІ ОСНОВИ РОБОТИ КОМП’ЮТЕРА »

Студента 5 курсу

кафедри загальної фізики і

дидактики фізики

Р.М. Філіпова

Науковий керівник:

к. пед. н., доц.

І.М. Пустинникова

2009

ЗМІСТ

ВСТУП.. 5

1 ФОРМИ ПОЗАУРОЧНОЇ РОБОТИ.. 7

1.1 Мета організації позаурочної роботи. 7

1.2 Можливості здійснення міжпредметних зв'язків в позакласній роботі з фізики 9

1.3 Розвиток пізнавальних інтересів учнів. 10

1.4 Вечори з фізики. 12

1.5 Засоби пропаганди фізики. 13

1.6 Роль науково-популярної літератури у формуванні пізнавальних інтересів школярів 14

1.7 Організація факультативних занять. 15

1.8 Форми проведення факультативних занять. 18

1.9 Семінарські заняття. 20

1.10 Гуртки. 23

2 ЕЛЕМЕНТИ НАВЧАЛЬНОГО ПОСІБНИКА.. 25

2.1 Дисплеї 26

2.1.1 Дисплей електронно-променевий. 26

2.1.2 Дисплей плоский. 27

2.2 Процесори. 29

2.2.1 Техпроцес. 30

2.2.2 Розмір КЕШа. 31

2.2.3 Тактова частота. 32

2.2.4 Два ядра і Hyper-Threading. 33

2.2.5 NX/XD-BIT. Набори інструкцій. 34

2.2.6 Вибір процесора. 35

2.3 Флеш-пам’ять. 37

2.3.1 Що таке flash-пам'ять?. 38

2.3.2 ROM.. 40

2.3.3 NVRWM: EPROM.. 41

2.3.4 Організація flash-пам'яті 44

2.3.5 Загальний принцип роботи елемента флеш-пам’яті 44

2.3.6 Багаторівневі елементи (MLC – Multi Level Cell) 48

2.4 Магнітний запис інформації 50

2.4.1 4,4 Мегабайта вагою в тонну. 50

2.4.2 Механіка HDD.. 52

2.4.3 Електроніка HDD.. 55

2.4.4 Різноманітність видів HDD.. 56

2.4.5 Гучні імена виробників HDD.. 58

2.4.6 Перпендикулярні перспективи запису. 59

2.4.7 SSD проти HDD.. 59

2.4.8 Перпендикулярний Hitachi 60

2.5 Прилади, в яких використовується лазер. 61

2.5.1 Мирний лазер. 61

2.5.2 Як все починалося. 62

2.5.3 Історія невидимки. 63

2.5.4 Компакт-диск. 65

2.5.5 Усередині оптичного привода. 67

2.5.6 Вибираємо привод. 70

2.5.7 Майбутнє сьогодні 71

2.5.8 Оптичний принцип запису та зчитування інформації 72

2.5.9 CD і DVD-ROM.. 72

2.5.10 Технологія Blu-Ray – наступник DVD.. 74

2.5.11 Вік голографії 81

2.5.12 Фізичний принцип роботи лазерного принтера. 82

2.5.13 Стисла історія розвитку лазерного принтера. 82

2.5.14 Формування зображення. 83

2.5.15 Принцип дії 83

2.5.16 Кольоровий друк. 86

2.5.17 Основні характеристики лазерних принтерів. 87

2.5.18 Фізичні процеси, що відбуваються при роботі копіювального апарату та лазерного принтера. 88

2.5.19 Технологія виготовлення фоторецепторів. 90

2.5.20 Зарядка. 90

2.5.21 Види коротронів. 91

2.5.22 Формування зображення. 91

2.5.23 Експонування. 92

2.5.24 Прояв. 93

2.5.25 Перенесення. 95

2.5.26 Відділення. 96

2.5.27 Закріплення. 96

2.5.28 Очищення. 97

2.5.29 Фотобарабан. 100

2.5.30 Лазер. 100

2.5.31 Напівпровідникові лазери. 105

3 РЕКОМЕНДАЦІЇ В ЯКИХ КЛАСАХ ТА ПРИ ВИВЧЕНІ ЯКИХ РОЗДІЛІВ ФІЗИКИ МОЖНА ВИКОРИСТОВУВАТИ ПІДІБРАНИЙ МАТЕРІАЛ.. 106

ВИСНОВКИ.. 109

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ.. 110

Додаток А.. 111

Додаток Б. 125

ВСТУП

Одним з факторів мотивації навчання дитини у школі є інтерес. Викладаючи за програмою матеріал з фізики, вчитель повинен пояснювати практичну та пізнавально-розвиваючу сторону цього предмета на уроках, проте він не завжди має на це час. Зараз спостерігається тенденція зменшення годин викладання фізики у школі при зростанні об’єму матеріалу, який учень повинен засвоїти. Вирішенням даної проблеми може стати позаурочна робота з учнями. Саме на позаурочних заняттях можна показати дітям, що така наука як фізика має не тільки теоретичну, а ще й прикладну (практичну) область вивчення. Головна мета вчителя – чітко з’ясувати для себе, що ж саме може викликати у учнів інтерес до фізики, чим їх можна зацікавити.

В епоху всесвітньої комп’ютеризації, персональний комп’ютер є одним з найбільших інтересів сучасних учнів. Зважаючи на це, можна використати на факультативах з фізики науково-популярний матеріал щодо принципу роботи окремих частин цього складного приладу, та пояснити їх роботу за допомогою фізики.

Об’єкт дослідження: позакласні заняття з фізики в школі.

Предмет дослідження: фізичні явища та процеси, які відбуваються при роботі окремих пристроїв комп’ютера.

Мета дослідження: мотивація учнів до вивчення фізики, розширення світогляду учнів з сучасних технологій, електронно-обчислювальної техніки шляхом позакласних занять.

Гіпотеза: з’ясування сутності фізичних явищ, які ми спостерігаємо у сучасних технологіях електронно-обчислювальної техніки, сприяє підвищенню інтересу учнів до фізики.

Для досягнення цієї мети і підтвердження гіпотези в процесі дослідження розв’язувались такі задачі:

1. Був проведений аналіз дидактичної, наукової літератури за методикою проведення позаурочних видів роботи.

2. Підібрано матеріал про сучасні технології, який можна використовувати на позаурочних заняттях з фізики.

3. Розроблені елементи методичного посібника для позаурочних курсів з фізики, який містить цікаві матеріали про сучасні комп’ютерні технології.

Аналіз літератури та бесіди з вчителями показали, що в школах такого матеріалу не дають, за винятком ввідного уроку з інформатики, але цього зовсім не достатньо. Тому цей матеріал можна реалізувати на позаурочних заняттях з фізики. Більш того, цей матеріал є суміжним з окремими темами, з нової шкільної програми, такими як: «Рідкі кристали та їх властивості», «Власна і домішкова провідність напівпровідників», «Застосування напівпровідникових приладів», «Магнітний запис інформації», «Люмінесценція», «Квантові генератори та їх застосування» і тощо.

1 ФОРМИ ПОЗАУРОЧНОЇ РОБОТИ

1.1 Мета організації позаурочної роботи

У системі розвитку підростаючого покоління важлива роль належить різним формам позаурочної роботи.

Резерв позаурочного часу може і повинен бути ефективно використаний для вирішення завдань різнобічного гармонійного розвитку школярів. Основними вимогами до організації позаурочної роботи з школярами є: органічна єдність навчальної і позакласної діяльності, цілеспрямованість, суспільно корисна спрямованість, цікавість всіх позаурочних занять, підвищення ролі самих дітей, органів дитячого самоврядування, взаємодія школи з позашкільними установами, громадськими і державними організаціями, батьками.

Розвиток учнів однієї вікової групи дуже неоднорідний. Не однаковий також інтерес учнів до вивчення фізики. Обмеженість часу і зарегламентованість форм організації навчання не дають можливості врахувати всі індивідуальні особливості учнів. Тому учитель розв'язує всі завдання поза межами школи, класу, уроку. Вся ця робота одержала назву позаурочної або позакласної.

Основною особливістю позаурочної роботи є її дуже слабка зарегламентованість. Вчитель вільний у виборі форм, змісту і методів роботи. Цінним є й те, що він має можливість залучати учнів до активної практичної діяльності. Тому проведення позаурочної роботи дозволяє формувати вміння і навички, творче мислення, здійснювати політехнічне навчання, профорієнтацію учнів, формувати моральні якості. І якщо можливості позаурочної роботи співпадають з завданнями, які стоять перед шкільною фізикою в цілому, то ефективність навчального процесу стає значно вищою.

Позаурочна робота порівняно давня форма організації роботи з учнями. Її корені ховаються в перших роках ХХ століття, а масового розвитку набула лише в середині ХХ століття.

Установилися різні форми позаурочної роботи. Одна з класифікацій здійснюється за мірою охоплення учнів, а саме:

- індивідуальна;

- групова;

- масова.

Усі види позаурочної роботи повинні бути добре організованими і узгодженими. Це можливо при використанні передового досвіду вчителів, результатів наукових досліджень вчених-методистів.

При аналізі навчально-виховних завдань позаурочної роботи з фізики необхідно керуватися принципом єдності цілей урочної і позаурочної роботи з школярами (2).

В процесі навчання фізики в загальноосвітній середній школі учні повинні опанувати глибокими і міцними знаннями основ науки фізики відповідно до сучасних вимог суспільного і науково-технічного прогресу, у учнів повинні бути сформовані прагнення до безперервного вдосконалення своїх знань, вміння самостійно поповнювати їх і застосовувати на практиці. Істотно обмежують ініціативу вчителя і учнів і жорсткі рамки навчального часу, відведеного навчальним планом на вивчення фізики. Проте було б помилкою вважати, що обмеженість навчального часу, відведеного на вивчення фізики, є основною причиною організації різних форм позаурочної роботи. Доучування того, що не встигли вивчити на уроці, ніяк не можна визнати за головне завдання позаурочної роботи з фізики.

Загальною відмінною рисою позаурочних занять з фізики повинна бути ознака добровільного вибору занять учнями за їх інтересами.

Організація різних форм роботи за інтересами дає учням можливість проявити свої індивідуальні схильності, виявити і розвинути здібності, отримати первинні уявлення про особливості трудової діяльності працівників певних професій (2).

Одним з провідних принципів організації позаурочної роботи з фізики є тісний зв'язок з обов'язковими заняттями з фізики. Цей зв'язок має дві сторони. Перша з них – опора у всій позаурочній роботі з фізики на знання і вміння учнів, які були отримані на уроках. Друга сторона – спрямованість всіх форм позаурочної роботи на розвиток інтересу учнів до фізики, на формування у них потреби до поглиблення і розширення знань, на поступове розширення кола учнів, які цікавляться наукою і її практичними застосуваннями.

Для того, щоб позаурочна робота сприяла розвитку пізнавального інтересу до фізики, в її основі повинна бути орієнтація на активну самостійну пізнавальну і практичну діяльність учнів. Тільки здобуті власною працею знання і уміння міцні, тільки вони приносять задоволення і упевненість в своїх силах, стимулюють прагнення до продовження процесу пізнання (2).

1.2 Можливості здійснення міжпредметних зв'язків в позакласній роботі з фізики

Позакласна робота відкриває найбільш сприятливі можливості для здійснення міжпредметних зв'язків, які головним чином стимулюють самоосвіту учнів: їх звернення до додаткової літератури, повторення навчального матеріалу з різних предметів під іншим кутом зору, розширення знань учнів в результаті організованого спілкування. Прикладами конкретних позакласних заходів з яскраво вираженими міжпредметними зв'язками можуть бути комплексні вечори, міжпредметні конференції, виставки профорієнтацій, міжпредметні КВК і ін. Здійснюючись в різноманітних формах позакласної роботи, міжпредметні зв'язки укріплюють предметну систему навчання, розвивають інтерес учнів до самого процесу пізнання (4). Аналіз досвіду здійснення позакласної роботи школярів на основі міжпредметних зв'язків дозволив виділити ряд педагогічних умов, що забезпечують ефективність в організації такої роботи:

- висунення комплексної проблеми, що дозволяє групувати знання з різних предметів навколо одного об'єкту пізнання;

- включення виховних завдань, питань практичної діяльності учнів в позакласні заходи міжпредметного змісту;

- опора на вже присутні стійкі інтереси школярів і вміння знайти таку спільну роботу для учнів з різними інтересами, яка викликала б потребу у вивченні загальної для них галузі знання;

- закріплення, розширення і поглиблення в позакласній роботі обсягу знань, умінь і навичок, отриманих на уроках, використання науково-популярної літератури з різних предметів, тісний зв'язок навчальної і позакласної роботи (4).

1.3 Розвиток пізнавальних інтересів учнів

Одне з найважливіших завдань позаурочної роботи з фізики – розвиток пізнавального інтересу. Без інтересу учнів до пізнання методично правильно побудований урок з викладом матеріалу на найвищому науковому рівні, із залученням необхідних прикладів з практичного життя не дасть бажаного результату. Як писав видатний радянський педагог В. О. Сухомлинський: «Всі наші задуми, всі пошуки і побудови перетворюються на прах, якщо немає у учня бажання вчитися».

Звичайно, розвиток пізнавального інтересу є завданням не тільки позаурочної роботи. Це завдання вчитель не повинен залишати поза увагою на жодному уроці. Проте позаурочна робота має ряд особливостей, що дозволяють внести істотний вклад до рішення цієї задачі (2).

Особливостями позаурочної роботи з фізики, які підвищують її ефективність, є можливість більшої, ніж на уроці, індивідуалізації роботи з учнями, надання кожному школяру можливості вибору занять за його інтересами, роботи в темпі, відповідному його бажанням і можливостям. Велике значення має і той факт, що ця діяльність не регламентується умовами обов'язкового досягнення якихось заданих результатів і при правильному підході керівника вона обов'язково є успішною для учня. Розвиток пізнавального інтересу до фізики і її практичних застосувань на позаурочній роботі забезпечується широким залученням елементів цікавої науки і техніки, знайомством з новітніми досягненнями науки і сучасного виробництва (2).

Перед вчителем не стоїть завдання залучення до позаурочної роботи всіх учнів, але кожного учня, який цікавиться фізикою, вчитель повинен виділити і знайти відповідну його індивідуальним особливостям форму, яка задовольняла б його та сприяла розвитку інтересу до предмета. Одним учням можна рекомендувати відвідувати факультативні заняття або фізичний гурток, іншим – участь в роботі технічних гуртків, третім порекомендувати цікаві книги або науково-популярні статті з фізики. Багато учнів мають схильність до самостійного виконання дослідів в домашніх умовах. Ця діяльність також вимагає керівництва з боку вчителя. Школярам, що виявляють підвищену цікавість до рішення задач, можна порекомендувати систематичну участь в конкурсі журналу «Квант», підготовку до участі в шкільній фізичній олімпіаді.

Враховуючи індивідуальні інтереси і схильності окремих учнів, вчитель повинен постійно пам'ятати про те, що будь-яка позаурочна робота з фізики з частиною учнів повинна обов'язково сприяти розвитку пізнавального інтересу всіх учнів на уроках фізики. Хоча це може показатися дивним, але навіть серед учасників занять фізичного гуртка досить часто зустрічаються школярі із слабо розвиненим пізнавальним інтересом до вивчення фізики. Тому обов'язковий елемент позаурочної роботи – пробудження або розвиток пізнавального інтересу до систематичного і глибокого вивчення шкільного курсу фізики. Для цього потрібно постійно, але не нав'язливо відзначати, що для пояснення цікавих дослідів і рішення цікавих задач, розуміння сутності новітніх досягнень науки і техніки потрібні знання з фізики, що отримуються в шкільному курсі (2).

Розвиток стійкого пізнавального інтересу до фізики у частини учнів в класі є дуже сильним чинником, який сприяє виникненню і розвитку інтересу до фізики у решти школярів.

Розвитку пізнавального інтересу сприяє використання на уроках фізики результатів, отриманих окремими школярами на позаурочних заняттях. До таких результатів можна віднести доповіді учнів з тем, пов'язаних з матеріалом, що вивчається на уроці (2).

1.4 Вечори з фізики

Найбільш поширеними серед масових заходів у позаурочній роботі є вечори фізики. Це форма, яка поєднує всі найбільш цікаві форми роботи і має велику активізуючу дію на учнів. Вечори фізики поділяються на тематичні та цікавої фізики.

Тематичні вечори присвячуються певній темі шкільної програми, або якій-небудь проблемі науки фізики. Наприклад, "Механіка в космосі", "Надпровідність в техніці", "Проблеми електроніки" і т.п.

Вечори цікавої фізики переносять акцент на зацікавлення учнів фізикою і частіше організовуються для учнів 7-8 класів.

Вечір цікавої фізики готується заздалегідь. Перш за все складається його план. Один з таких планів має вигляд:

1. Вступ і відкриття вечора.

2. Вибір журі.

3. Цікаві повідомлення.

4. Цікаві досліди.

5. Вікторина.

6. Підведення підсумків і нагородження переможців.

Як правило, ведучими вечора виступають учні, заздалегідь підготовлені вчителем. У склад журі обирають кращих учнів, але обов'язково там повинен бути вчитель, який виконує роль консультанта і арбітра.

Під час вечора учні слухають доповіді, спостерігають досліди, беруть участь у їх обговоренні. Журі реєструє правильні відповіді і визначає переможців, нагородження яких проводиться наприкінці вечора.

Вечори цікавої фізики можуть проводитися також у формі КВК. Частина учнів і гуртківців залучається до підготовчої та агітаційної роботи. Вони виготовляють цікаві оголошення, випускають фізичну газету, організовують виставку фізичних приладів. Тематичні вечори мають простішу структуру, але повинні обов'язково містити елемент змагання. З цією метою часто організовують тематичні вечори цікавої фізики.

1.5 Засоби пропаганди фізики

Шкільні засоби пропаганди фізики мають декілька видів:

- фізичні газети;

- фізичні бюлетні;

- вікторини.

Випуск фізичної газети присвячується певній події: річниці видатного вченого, відкриття, вечору фізики, початку вивчення нової теми. Їх оформлення і підбір матеріалів здійснюють учні під керівництвом учителя. Газета повинна містити цікавий матеріал і бути добре ілюстрованою.

Фізичний бюлетень випускається частіше, ніж газета. Він доповнює її, оскільки містить оперативний матеріал про цікаві події в фізиці на даний час. Тому він має менший обсяг і слабкіший зображальний ряд.

Фізичні вікторини можуть бути як елементом вечора фізики, так і самостійним елементом активізації учнів поза уроком. Їх зміст складають цікаві запитання або короткі задачі з усього курсу фізики або окремих розділів. Якщо вікторина проводиться самостійно, то всі її запитання пропонуються учням у вигляді великого плакату. Рядом з ним вивішується скринька, в яку учні опускають письмові відповіді. За відповідями визначаються переможці, які певним чином відзначаються.

Якщо ж вікторина є складовою частиною вечора, то і запитання, і відповіді на них подаються в усній формі. Відзначення переможців здійснюється в рамках вечора.

1.6 Роль науково-популярної літератури у формуванні пізнавальних інтересів школярів

Величезне значення в вихованні у школярів інтересу до фізики має науково-популярна література.

Прагнення школярів до знань зазвичай супроводжується зростаючим інтересом до науково-популярної літератури. Читання таких книг викликає у учнів бажання проводити досліди, спостереження, конструювати. Часто ці книги здійснюють вплив на розвиток навчальних інтересів школяра і навіть на виділення одного, центрального інтересу, який відіграє важливу роль у виборі професії.

Проте головне завдання вчителя полягає не стільки в роботі з учнями, інтерес яких до фізики вже склався, скільки в пропаганді фізичних знань серед групи учнів, які займаються фізикою з примусу. Викликати у них бажання вивчити фізику і виховати інтерес до її вивчення – почесне завдання вчителя фізики (3).

Гарні науково-популярні книги є необхідним доповненням у вихованні інтересів школяра. Ці книги вчать дітей спостерігати життя в конкретних обставинах, допомагають їм пов'язати шкільні предмети із спостережуваними в житті явищами, примушують їх активно мислити (3).

Досвід показує, що у ряді випадків школярі (навіть старшокласники), у яких не було достатнього інтересу до навчальних занять, в результаті читання науково-популярних книг з фізики змінювали своє ставлення до предмета, робили фізику основою майбутньої професії.

Позитивний вплив науково-популярної літератури не вичерпується тільки тим, що вона допомагає пробудити у школярів інтерес до предмета. Вона дозволяє значно розширити і поглибити знання школярів, наближає їх до проблем сучасної науки.

Разом з тим формується читацький смак учнів; вони отримують досвід самостійної роботи з книгою. У школярів виробляється вміння публічно виступати, відбирати з великої кількості матеріалу необхідний для даної теми (3).

1.7 Організація факультативних занять

Одним з видів позаурочної роботи є факультативи. Саме на факультативі учень має можливість здобути ті знання, які йому цікаві.

При підготовці до нового навчального року організаторам факультативних занять доводиться вирішувати не тільки навчально-методичні, але і організаційні питання: де проводити заняття, кому доручити педагогічну роботу на факультативі, яким критерієм керуватися при відборі навчальних груп, учнів для комплектування, і т.д. Вирішення цих питань, а також обрання тематики занять, вибір програми залежать перш за все від навчально-матеріальної бази школи і кваліфікації педагогічних кадрів. При цьому важливе значення, як ми зараз побачимо, має вибір виду занять. Програмами передбачено два основні види занять: додаткові розділи і питання до систематичного курсу фізики і спеціальні факультативні курси. «Додаткові розділи і питання» є курсом, що розвиває і доповнює факти, отримані на уроках фізики, і вивчається паралельно з основним курсом з деяким запізнюванням в часі. Робиться це для того, щоб вивчення даної теми факультативного курсу було логічним продовженням і поглибленням відповідної теми основного курсу фізики.

Спеціальні факультативні курси присвячуються головним чином загальним проблемам фізики, вони охоплюють не окремі теми, а цілі розділи фізики, фізики і астрономії, фізики і технічних дисциплін. До таких курсів можна віднести «Закони збереження в механіці», «Фізика космосу», «Будова і властивості речовини». Спеціальні курси дають учням додатковий об'єм спеціальних знань, практичних навичок та вмінь. Наприклад, при вивченні курсу «Фізичні основи електроніки» учні отримують не тільки новітні уявлення про природу електричної провідності, але і знайомляться з будовою таких приладів і пристроїв, як реле, електронні підсилювачі, генератори, лічильники елементарних частинок, отримують певні навички і уміння роботи з цими приладами, досліджують їх характеристики.

Кожний з розглянутих видів факультативних занять має свої переваги і недоліки, врахування яких дозволяє раціонально підійти до обрання структури факультативних занять, виходячи з конкретних можливостей і місцевих умов школи.

Спеціальні факультативні курси вимагають від вчителя, як вже вказувалося, деяких додаткових знань (наприклад, з електротехніки, радіотехніки, теоретичної фізики).

Для постановки демонстраційного експерименту і лабораторного практикуму може знадобитися деяка спеціальна апаратура (1). Спеціальні курси відвідують, як правило, невеликий контингент учнів з вже вираженими здібностями, інтересами і схильностями.

Отже, такі заняття можуть бути успішними в старших класах, бо старшокласники проявляють стійкіші інтереси до тієї чи іншої галузі науки і техніки; майбутньої трудової діяльності.

Для ведення спеціальних факультативних занять рекомендується залучати висококваліфікованих фахівців з числа інженерно-технічних працівників підприємств, працівників вищої школи, науково-дослідних установ.

Проте практика показала, що ці фахівці, що не мають педагогічного досвіду, часто обходять фізичну основу матеріалу, що розглядається. При такому викладанні виникає небезпека перетворення факультативних занять з фізики в спеціалізований, самостійний технічний курс, заняття зводяться до виробничого навчання, а не до політехнічного навчання фізики.

Практика показала, що гарні результати дає проведення занять з окремих курсів безпосередньо у вищих навчальних закладах і науково-дослідних інститутах на базі лабораторій цих установ. В цьому випадку читання окремих тем можна доручати різним фахівцям, зберігаючи право загальної координації за керівниками занять.

Правда, не всі школи можуть організувати факультативні заняття в інститутах і окремих спеціалізованих лабораторіях, тому кожна школа повинна поступово поповнювати обладнання кабінету фізики і фонд необхідної літератури, підвищувати кваліфікацію вчителів, щоб проводити і удосконалювати такі курси в школі.

Є одна обставина, з якою не можна сперечатися: заняття поза школою ускладнюють координацію роботи курсів з роботою викладачів фізики, виникає деяка відірваність школярів від повсякденного життя школи. З цієї точки зору зручно, щоб факультативні заняття проводилися безпосередньо в школі силами вчителів фізики. Це дозволить реалізувати ряд переваг, забезпечується можливість тісно координувати факультативні заняття з викладанням основного курсу фізики і з практикумами, які проводяться з трудового навчання. Життя школи, питання виховання, суспільні заходи не залишаються в стороні від сфери діяльності учнів, що відвідують факультатив.

Якщо школа не в змозі забезпечити проведення факультативних занять за різними темами і курсами, можна кооперувати роботу декількох близько розташованих шкіл. Кожна школа організовує факультатив за своїми можливостями, а навчальні групи формуються із зацікавлених учнів різних шкіл.

Визначивши місце і характер факультативних занять, слід провести попередній вибір програм. Відбір факультативних курсів і окремих тем в них визначається необхідністю формування і розвитку знань учнів про основні фізичні теорії і ідеї, необхідністю вивчення фундаментальних законів природи (1). Серед них: закони збереження, атомно-молекулярне вчення, статистичні уявлення, закони термодинаміки, електронна теорія, основи теорії відносності, деякі поняття квантової механіки, питання астрофізики та ін.

Слід провести роз'яснювальну бесіду з школярами, розповісти їм про зміст факультативних курсів, про теоретичні знання і практичні уміння і навички, які вони отримають в процесі навчання, дати можливість учням висловити свої побажання.

Приступаючи до остаточного вибору програми, треба окрім навчально-матеріальної бази, особистісних даних вчителя, побажань учнів, врахувати наявність навчальної літератури в школі і бібліотеках населеного пункту, фонд навчальних і технічних засобів навчання. Після цього можна подати навчальні програми на обговорення педагогічної ради. Познайомивши учнів з остаточним варіантом програм, можна приступити до формування навчальних груп.

Формування факультативних класів проводиться на основі принципу строгої добровільності; учні вибирають факультативний курс за своїм смаком, виходячи з своєї зацікавленості, а не з примусу. Проте, записавшись в ту або іншу групу, учень зобов'язаний акуратно відвідувати заняття, вільні відвідини неприпустимі, оскільки це призводить до ослаблення дисципліни і на уроках обов'язкових предметів.

Все сказане переконує нас в тому, що організація факультативних занять – відповідальна і серйозна робота (1).

1.8 Форми проведення факультативних занять

При всій свободі вибору форм організації і методів проведення факультативних занять з фізики вчитель не має права замінювати лабораторні і практичні заняття, передбачені програмою, теоретичними заняттями. Самостійний фізичний експеримент учнів у формі виконання фронтальних лабораторних і практичних робіт, фізичного практикуму, індивідуальних експериментальних завдань і конструкторських завдань є обов'язковою складовою частиною системи поглибленого вивчення фізики (2).

Факультативні заняття є формою диференційного навчання, що зберігає всі переваги єдиної системи шкільної освіти і яка дозволяє розвивати індивідуальні інтереси і здібності учнів. За своїми організаційними принципами вони займають проміжне положення між обов'язковими уроками і заняттями в гуртках. Необов'язковість вибору даного факультативного курсу – риса, що об'єднує факультатив з гуртком. Рисою схожості із заняттями з вивчення обов'язкового курсу є існування єдиних програм, якими визначається тематика факультативів.

На факультативі заняття організуються за інтересами учнів. На цій підставі іноді висловлюється пропозиція не розрізняти гурток і факультатив. Проте при спільності завдань (розвиток інтересів і здібностей учнів) факультатив відрізняється від гуртка систематичністю навчання за певною програмою (2).

Мета поглиблення знань, розвитку інтересів і здібностей учнів, їх професійної орієнтації існувала і до введення факультативних занять в практику роботи школи. Для їх вирішення застосовувалися (і застосовуються донині) різні форми і методи роботи на уроках, в позакласній і індивідуальній роботі з учнями. Позитивний досвід, накопичений школою в рішенні цих задач, повинен бути можливо повніше використаний в практиці проведення факультативних занять.

Одним із завдань факультативних занять є формування потреби до продовження навчання при будь-якому виборі подальшого життєвого шляху. При пошуках різних форм і методів розвитку інтересу до фізики не слід забувати, що значна частина учнів старших класів записується на факультатив, переслідуючи практичну мету – підготовку до вступу до ВНЗ. Знехтувати цим фактом не можна, проте розглядати факультатив як підготовчі курси до складання іспитів до ВНЗ було б в принципі неправильно. Факультатив повинен дати можливо повніше уявлення про фізику як науку, про методи дослідження у фізиці, про можливі шляхи використання фізичних знань в сучасній техніці.

Для надання допомоги учасникам факультативу у виборі професії потрібно знайомити їх не тільки з тими труднощами, які зустрінуться на іспиті під час вступу до ВНЗ, але і з особливостями системи навчання в інституті, важкими і привабливими сторонами діяльності в роботі фахівців після закінчення ВНЗ. У старших класах викладання нового матеріалу вчителем на факультативі може наближатися до форми вузівської лекції, а замість досвіду учнів можна використовувати систему семінарських занять. Звичайно, при цьому слід враховувати вікові особливості учнів і не намагатися упровадити в школу буквально методи роботи вищих навчальних закладів.

Практика показує, що навіть при вдалому виборі теми лекції, інтерес учнів 10-11 класів різко падає, якщо її тривалість перевищує одну годину, утомливими виявляються і двогодинні семінари. Тому необхідно зробити різноманітними форми роботи впродовж двогодинного заняття. Наприклад, заняття може починатися півгодинною або годинною лекцією вчителя, потім продовжуватися у формі семінару або практикуму за рішенням завдань і завершуватися виконанням фронтальної лабораторної роботи або експериментального завдання (2).

1.9 Семінарські заняття

Семінарські заняття — обговорення класним колективом підготовлених учнями доповідей, рефератів, повідомлень, головних питань з основного розділу (чи кількох розділів).

Семінари сприяють формуванню вміння самостійно засвоювати знання, аналізувати, синтезувати, абстрагувати, конкретизувати, узагальнювати, розвивають увагу, мислення, інтерес до навчального предмета. Проводять їх здебільшого у старших класах. У них беруть участь всі учні класу. Семінари складаються з двох взаємопов'язаних ланок — самостійного вивчення учнями матеріалу та обговорення результатів їх самостійної пізнавальної діяльності.

Учитель заздалегідь визначає тему, мету і завдання семінару, формулює основні та додаткові питання, розподіляє завдання між учнями з урахуванням їх індивідуальних можливостей, добирає літературу, проводить групові й індивідуальні консультації, перевіряє конспекти. Результати самостійної роботи учні подають у вигляді плану чи тез виступу, конспекту основних джерел, доповіді чи реферату. Обговорення відбувається у формі розгорнутої бесіди (переважно евристичної), повідомлення, коментованого читання першоджерел чи доповідей.

Заняття розпочинається вступним словом учителя, в якому він нагадує завдання семінару, порядок його проведення, рекомендує, на що необхідно звертати увагу, що слід записати в робочий зошит.

Семінарські заняття поділяють на підготовчі (просемінарські), власне семінарські заняття (9 —11 клас), міжпредметні семінари-конференції.

Просемінарське заняття є перехідною формою організації пізнавальної діяльності учнів: від уроку, через практичні й лабораторні заняття, в структурі яких є окремі компоненти семінарської роботи, до власне семінарів. За навчальною метою їх поділяють на семінари-повторення та систематизації знань, умінь і навичок; семінари вивчення нового матеріалу; комбіновані (змішані) семінари. Кожна з цих груп поділяється на семінари-бесіди, семінари-обговорення, комбіновані семінари. Перша група просемінарських занять за структурою, способом проведення мало чим відрізняється від звичайних уроків, наступні більш наближені до семінарів.

Власне семінарські заняття проводять у IX—X класах. За дидактичною метою виділяють: семінари вивчення нового матеріалу, семінари узагальненого повторення, комбіновані; за способом проведення: розгорнуті бесіди, коментоване читання, доповіді та повідомлення, вирішення завдань, комбіновані семінари.

Методична особливість семінару-розгорнутої бесіди полягає в тому, що його тему поділяють на невеликі за обсягом, органічно пов'язані між собою, питання, вирішення одного з яких веде до вирішення наступного. Бесіда починається з постановки питання. Після закінчення виступу доповідача учаснику ставлять додаткові питання, за необхідності учитель надає можливість бажаючим доповнити відповідь товариша. Завдяки цьому бесіда з одним учнем поступово переходить у бесіду з усім класом.

Семінар-доповідь покликаний розкрити певну проблему у вигляді тез та аргументів. Перед його проведенням учитель визначає опонентів, рекомендує учням літературу за темою, допомагає скласти план і тези виступу. Доповідач послідовно викладає свої думки, аргументує їх фактами, ілюструє прикладами. Схожі за змістом на семінар-доповідь семінарські заняття, на яких обговорюються реферати і творчі письмові роботи учнів. Учитель організовує взаєморецензування письмових робіт, знайомиться з роботами і рецензіями на них, відбирає найбільш вдалі роботи для обговорення на занятті.

Головне завдання коментованого читання — навчити учнів глибоко розуміти, аналізувати і правильно тлумачити текст. Учитель на конкретних прикладах демонструє учням, як правильно коментувати, уникаючи помилок.

Семінар-вирішення завдань проводять після засвоєння учнями матеріалу з певної теми чи розділу. Учитель заздалегідь дає учням декілька завдань (з неповними чи зайвими даними) для самостійного вирішення, список необхідної літератури. На семінарі учні аналізують правильні та неправильні, вдалі й невдалі рішення.

Семінар-диспут є проміжним видом між семінаром-розгорнутою бесідою та семінаром-доповіддю. Нова інформація засвоюється в процесі обговорення протилежних поглядів. На консультації учитель дає питання, в яких повинні бути явні чи приховані протиріччя. Це спонукає учнів думати, сперечатися, обстоювати власну точку зору. Учитель спрямовує думки учнів за допомогою питань, доброзичливих реплік, конкретних зауважень, логічних міркувань, переконує у правильності чи помилковості їх суджень.

Міжпредметний семінар є найскладнішим типом шкільного семінару, головне завдання якого — забезпечити усвідомлення учнями міжпредметних зв'язків, систематизувати знання, вміння, навички, підбити підсумки роботи. Відрізняється від звичайних семінарських занять масштабністю проблем, запропонованих для обговорення, узагальненням та систематизацією навчального матеріалу з різних предметів. Міжпредметний семінар проводить учитель предмета, пит