В статье рассматривается вопрос обучения старшеклассников решению задач по термодинамике газовых процессов с использованием разработанного автором цифрового конструктора имитационных моделей термодинамических систем из примитивов компьютерной графики Thermodynamic systems.
В ходе исследования обнаружены сложности, с которыми сталкиваются обучающееся в процессе решения задач на вычисление термодинамических параметров и соотношений между ними по заданному графическому условию задачи. Основными причинами этого являются слаборазвитое образное мышление, недостаточная математическая компетентность и затруднения в применении законов термодинамики к физическим моделям термодинамических процессов. Использование в образовательном процессе предложенного автором нового цифрового инструмента предоставляет возможность каждому обучающемуся построить модель термодинамического процесса и пронаблюдать процесс ее имитации в режиме реального времени. На примере конкретного задания из демонстрационной версии сборника задач Единого государственного экзамена рассмотрено применение такого инструмента для нахождения соотношения между термодинамическими работами для разных участков графика процесса. Выделены предметные и метапредметные умения обучающегося, необходимые для успешного решения термодинамических задач. Обосновано, что обучение процессу решения термодинамических задач на базе цифрового конструктора является средством для формирования функциональной грамотности обучающихся. Экспериментальными данными подтверждено, что обучающиеся, которые работали с цифровым конструктором, демонстрируют способность к более глубокому анализу термодинамических задач и к применению полученных знаний в новых ситуациях.
В статье рассматривается проблема подготовки будущих учителей физики к организации проектной и исследовательской деятельности учащихся в условиях современных образовательных пространств. Актуальность исследования обусловлена растущей потребностью экономики в квалифицированных рабочих кадрах с техническим образованием. Цель работы - разработка и апробация эффективной модели подготовки педагогических кадров к руководству проектной деятельностью с использованием оборудования инновационных образовательных площадок. В ходе исследования были разработаны и апробированы два способа организации проектной деятельности. Проведенная опытно-экспериментальная работа показала высокую эффективность второго способа, обеспечивающего четкое целеполагание и конкретные методические указания. Представлены результаты анкетирования обучающихся, указывающие на приобретение новых компетенций и готовность применять их в педагогической практике. Полученные выводы подтверждают эффективность разработанной модели и указывают на необходимость дальнейшего развития практического компонента обучения будущих учителей физики.
В статье описаны концептуальный, содержательный, процессуальные и технологический аспекты проектирования опережающего физического практикума для учащихся инженерных классов. Основными методами первичного освоения физических понятий являются эксперимент (простейшие опыты и измерения) и конструирование моделей технических устройств и приборов. Далее эта деятельность усложняется логическими действиями, измерениями простых физических величин, выполнением расчетов. Теоретическая значимость статьи заключается в классификации подходов к конструированию лабораторных работ для учащихся I-II, III-IV и V-VI классов, в уточнении объёма и содержания понятия «учебный инженерный опыт», приведены примеры. Практическая значимость заключается в изложении методических рекомендаций, выявленных в ходе педагогического эксперимента по физике.
Изучение электрических свойств биологических тканей на основе частотной дисперсии импеданса представляет собой перспективное направление учебных биофизических экспериментов в медицинском вузе. Актуальность данной работы обусловлена необходимостью формирования у студентов навыков интерпретации вариативных данных, критического анализа биофизических измерений и понимания связи между структурным состоянием ткани и её электрическим откликом. Исследуются изменения импедансных характеристик при тепловом воздействии на биологический объект, направленные на иллюстрацию деградации мембранных структур. В качестве модели использовался клубень картофеля, обладающий неоднородной водной и мембранной структурой. Объект подвергался последовательным циклам нагрева в микроволновой печи до температуры около 60 °С с последующим охлаждением (имитация процесса деградации клеточных мембран). Импеданс регистрировался в диапазоне частот от 500 Гц до 20 кГц до и после каждого воздействия. Полученные данные показали постепенное сглаживание спектра импеданса, что интерпретируется как исчезновение ёмкостного барьера и утрата частотной избирательности проводимости. Сравнение двух объектов с различной геометрией позволило продемонстрировать влияние морфологических факторов на форму кривой. Новизна работы заключается в сочетании учебного эксперимента с элементами исследовательской интерпретации, направленной на развитие клинического мышления. Эксперимент легко воспроизводим, доступен для внедрения в курс физики и обладает высоким дидактическим потенциалом.