Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы и постановка задач исследования 12
1.1 Роль физики в контексте современной парадигмы образования 12
1.2 Основные задачи обучения физике 15
1.3 Современные компьютерные технологии в учебном эксперименте по физике 24
1.3.1 Преимущества использования компьютерной техники в обучении 25
1.3.2 Основные направления использования компьютерных технологий в школьном эксперименте 28
1.3.3 А втоматизация учебного эксперимента З3
1.3.4 Внедрение компьютерных технологий в процесс обучения 34
1.3.5 Педагогическое обоснование использования компьютерных технологий в обучении 37
1.4 Методика преподавания курса «Лазеры» в средней школе 42
1.5 Выводы 47
Глава 2. Методика изучения лазеров с использованием компьютерных технологий 48
2.1 «Лазеры» в классах с углубленным изучением физики 49
2.2 Компьютерные технологии при изучении лазеров 53
2.2.1 Применение лазеров 53
2.2.2 Структура лазеров и их классификация 54
2.2.3 Спонтанное излучение 56
2.2.4 Поглощение 57
2.2.5 Вынужденное (индуцированное) излучение 57
2.2.6 Коэффициенты Эйнштейна. Инверсная заселенность 58
2.2.7 Оптический резонатор 60
2.2.8 Способы получения инверсной заселенности в различных средах 64
2.2.8.1 Трехуровневая схема работы лазера 65
2.2.8.2 Четырехуровневая схема работы лазера 67
2.2.8.3 Изучение принципа работы рубинового лазера 69
2.2.8.4 Изучение принципа работы гелий-неонового лазера 72
2.2.8.5 Изучение принципа работы полупроводникового лазера 75
2.2.8.6 Сводная таблица по основным характеристикам лазеров 78
2.3 Использование индивидуального рабочего места учащегося для
постановки лабораторных работ при изучении темы «Лазеры» 81
2.3.1 Характеристики индивидуального рабочего места учащегося 83
2.3.2 Лабораторно-учебный комплекс «ЛУК-1» 88
2.4 Лабораторные работы по изучению лазеров 93
2.4.1 Лазерная система связи 93
2.4.2 Дифракция через точечное отверстие и одинарную щель 97
2.4.3 Компакт диск как дифракционная решетка 101
2.4.4 Вольт-амперная характеристика лазерного диода 105
2.4.5 Расходимость лазерного пучка ПО
2.5 Выводы 114
Глава 3. Организация и проведение педагогического эксперимента 115
3.1 Основные этапы и содержание педагогического эксперимента 115
3.2 Использование методов математической статистики для обработки результатов педагогического эксперимента 125
3.3 Выводы 135
Заключение 136
Список литературы 138
