Реализация наглядности при изучении дисциплины "Физика" в военном вузе

Изучение физики в военном техническом вузе имеет исключительно важное значение. Качественное освоение физических методов и навыков помогает офицеру в практической деятельности в войсках анализировать и моделировать обоснованные, оптимальные командирские решения. Курс физики в военном вузе подготавливает курсантов к изучению специальных дисциплин и овладению военной техникой. Преподавание физики имеет целью дать курсантам знания по теоретическим и практическим вопросам физики, необходимые для глубокого изучения общеинженерных военно-технических и военноспециальных дисциплин и решения инженерных задач по специальности [1]. Составной частью общего курса физики являются лекционные демонстрации, которые не только способствуют усвоению материала, но и вызывают повышенный интерес к физике.

Курс физики всегда содержал немало понятий, достаточно сложных, нелегких для восприятия. Одним из основных методов решения сложной задачи ознакомления курсантов с современной физикой сводится к обеспечению максимально наглядности изучаемого материала, что в свою очередь требует широкого применения демонстраций в процессе обучения.

Демонстрации делают всякое явление яснее для обучающихся, чем это сделало бы словесное описание, и содействуют более легкому усвоению и запоминанию фактов. Следует отметить, что хорошо поставленная демонстрация повышает интерес курсантов, действуя не только на их умственную, но также и на эмоциональную сторону, на их воображение. При этом опыты можно показывать как после изложения соответствующего материала – в качестве подтверждения теоретических выводов, - так и до этого - для создания проблемной ситуации. Вопрос о том, что чему должно предшествовать - эксперимент теоретическому положению или наоборот, решается в зависимости от конкретной цели. В ряде случаев демонстрации используются для подтверждения законов, в частности, когда последние уже известны слушателям и перед лектором стоит задача не открывать их вторично, а всесторонне обосновать и углубить.

Между тем курс физических демонстраций не всегда расширяется достаточно быстро и, как следствие, физическая сторона многих явлений налагается «меловым способом». Это обусловлено тем, что, во-первых, демонстрациями иногда занимаются лица, не имеющие достаточной подготовки для постановки сложных новых опытов, хотя они могут виртуозно показать существующие. Во-вторых, показ явлений современной физики требует, как правило, сравнительно сложной экспериментальной техники, причем нередко отличающейся от той, которая используется для этой цели в научно-исследовательских лабораториях. Когда же эксперименталь- ная установка, применяемая в научной работе, принципиально достаточно проста, чтобы ее можно было использовать непосредственно для лекционных демонстраций, то иногда нет достаточно четких методических указаний о наиболее целесообразной последовательности осуществления самого опыта. К физическим демонстрациям предъявляют обычно следующие требования:

• -    демонстрация должна максимально способствовать уяснению сути вопроса, отнимая минимум времени для показа и объяснения;

• -    принцип работы установки должен быть ясен и прост, чтобы за несколько минут он мог быть четко изложен курсантам и воспринят ими;

• -    демонстрация, как правило, может считаться отработанной лишь тогда, когда она видна одновременно всей аудитории.

Постановка демонстраций удается лишь при широком использовании приборов и средств, которые представляют современная наука и техника. Такие приборы, как электронные осциллоскопы, анализатора спектров, электронные переключатели, формирующие цепи, интерферометры и др. Использование этих приборов позволяет осуществить показ ряда явлений как современной, так и классической физики, демонстрировать которые ранее не удавалось, или было затруднительно.

Следует сказать, что использование современной аппаратуры в демонстрациях не самоцель, оно служит лишь решению основной педагогической задачи преподавания курса физики. Более того, согласно известному дидактическому принципу, чем проще прибор, тем лучше.

Признавая важность демонстрационного эксперимента, следует отметить и то, что он должен выполнять не только обучающую, но и развивающую функции, т. е. способствовать активизации мышления, наблюдательности, развитию творческого воображения учащихся [2]. Перед преподавателями вузов встает задача – научить выпускника самостоятельно добывать знания и творчески добывать их в практической деятельности, систематически и целеустремленно обогащать опыт, совершенствовать свой профессионализм [3].

При демонстрациях преподаватель обсуждает с обучающимися результаты конкретных опытов. Ключевой вопрос здесь: «Как можно объяснить то, что мы наблюдаем?». Это является важным элементом формирования исследовательских компетенций. Удачные демонстрации резко повышают эффективность лекций, вызывают интерес аудитории, способствуют лучшему усвоению обсуждаемых физических законов и эффектов.

Многие демонстрационные эксперименты не требуют сложной аппаратуры. Например, для показа классических опытов Фарадея, на которых базируется современная электродинамика, достаточно иметь простейший постоянный магнит и катушку (обмотку), подключенную к гальванометру.

При изучении раздела «Механика» неизменно большой интерес у курсантов вызывают опыты с гироскопом, а при рассмотрении раздела «Электричество и магнетизм» – опыты с токами Фуко. В разделе «Электричество и магнетизм» неизменно большой эффект производят опыты с элек-трофорной машиной.

Демонстрации должны удовлетворять следующим требованиям: отражать наиболее существенные физические явления и их закономерности, фундаментальные опыты и физические законы, важнейшее техническое применение физики; органически увязываться с теоретическим материалом, чередоваться с ним; быть выразительно направленными и максимально убедительными, в чем решающее значение имеют как техническое умение, так и целенаправленное изучение темы; обеспечивать видимость с любого места аудитории; быть эффектными, эстетически оформленными, глубоко запоминаться.

Совершенствование физического эксперимента – одна из важнейших задач методики физики. Оно должно идти как по линии модернизации классических опытов, так и по линии разработки новых опытов. Обучающиеся должны понимать, как добываются научные знания. Если этого нет, то речь может идти только о запоминании, но не овладении знаниями [4].