Лаборатория механики является первой лабораторией, в которой студенты физического, математического, химического, биологического и экологического факультетов начинают знакомство с физическим практикумом. Им предстоит узнать, что измерения бывают прямыми и косвенными, что погрешности измерений бывают случайными и систематическими; студенты научатся правильно строить графики, рационально оформлять результаты измерений и познают много других премудростей, необходимых любому экспериментатору, будь он физиком, химиком или биологом. Лаборатория механики, как и все другие лаборатории общего физического практикума, оснащена компьютерами, входящими в университетскую сеть.
В течение месяца студенты всех факультетов осваивают методы обработки результатов измерений (на калькуляторах и с помощью компьютеров) и только затем приступают к выполнению учебных лабораторных работ.
Ими могут быть выполнены работы:
1. Измерение линейных величин и упражнение по расчету ошибок
2. Измерение скорости полета пули
3. Определение момента инерции тел и проверка теоремы Гюйгенса-Штейнера
4. Физический и математический маятники
5. Проверка основного закона вращательного движения на маятнике Обербека
6. Исследование прямолинейного движения в поле силы тяжести
7. Закон сохранения импульса
8. Изучение движения гироскопа
9. Свободные и вынужденные колебания
101,2. Упругие константы твердых тел
103. Измерение скорости звука в твердых телах
11. Изучение трения скольжения и качения
12. Эффект Допплера для звуковых волн
13. Распространение звуковых волн в газах
14. Движение тел с учетом аэродинамического сопротивления
15. Знакомство с нелинейной физикой
16. Затухающие колебания и биения
17. Движение тел по наклонной плоскости с учетом сил трения
18. Определение момента инерции велосипедного колеса
19. Маятник Максвелла
20. Эллипсоид инерции твердых тел
Студентам-физикам, кроме того, в лаборатории механики предстоит первое знакомство с автоматизированной системой проверки подготовки студентов к лаботаторным работам. Работать с этой системой студенты будут во всех лабораториях общего физического практикума.
Эта программа позволяет студенту пройти тестирование как в компьютерном классе, так и на домашнем компьютере.
Она состоит из клиентской и серверной частей. Первая часть выдается студентам на дом и содержит пакет файлов, обеспечивающих формирование и вывод на экран вопросов и запись ответов студента. Заданные вопросы и ответы записываются в архивный файл. Вторая часть программы размещена на веб-сервере университета. Она проанализирует ответы, немедленно покажет результат и запишет его в базу данных.
Программа ориентирована на типовые способы анализа ответов при работе с автоматизированными системами обучения:
1. проверка решения задач, ответ на которые имеет форму числа;
2. проверка заданий с выборочной формой ответа;
3. выборочно-конструируемый ответ;
4. анализ ответа по ключевым словам и словосочетаниям.
Пример задания:
Диск вращается относительно неподвижной оси ОО'. На рисунке указаны направления векторов угловой скорости и углового ускорения (ε = const).В каком направлении вращается диск, если на него смотреть сверху вдоль оси ОО'?
Каков характер вращения?
Учебные задания могут сопровождаться рисунками, чертежами, схемами, графиками, фотографиями и т.д.
После тестирования студента преподаватель получает следующую информацию:
Пример сводки результатов работы студента:
Подведем итоги | ||||||||||||||
| Тема | Группа | Фамилия | Число попыток | Дата | ||||||||||
| МехЛаб5 | Ф-101 | Иванов И.И. | 2 | 20.10.2002 | ||||||||||
| Вероятно не знает: | ||||||||||||||
как найти полную кинетическую энергию тела как направлены векторы угловой скорости и углового ускорения как рассчитать момент инерции маятника Обербека как применить Правильных ответов 6 из 10 |  ЗАЧТЕНОВремя работы над заданием 10 мин.
| |||||||||||||
Сбор и статистическая обработка ответов студентов дают возможность корректировать процесс обучения, своевременно организовывать целенаправленную работу по ликвидации пробелов в знаниях студентов.
Поначалу ряд студентов с трудом втягивается в рабочий ритм занятий. Конечно, человеку естественно желание облегчить свой труд. Но труд вообще и труд учебный во многом отличаются при внешнем сходстве. Это проще понять на аналогии с подготовкой спортсмена к соревнованиям. Представьте себе такую картину - человек бегает вверх и вниз по лестнице на 10-й этаж (довольно типичная картина подготовки прыгунов в высоту, бегунов и т.д.), хотя лифт исправен и на нем, казалось бы, легче и проще добраться до цели. А разгадка в том, что перед человеком стоит другая цель - "накачать" свои мышцы, а не просто добраться до нужного этажа.
Вот и в нашем случае, лаборатория - это своеобразный "спортзал" для тренировки мозгов, здесь мы их "накачиваем" путем выполнения разнообразных, часто рутинных операций. Ни одна из форм учебной работы не требует от студентов такого проявления инициативы, наблюдательности и самостоятельности в принимаемых решениях, как работа в лабораториях, поэтому то на лабораторные занятия отводится до 30% затрат учебного времени.
Посмотреть видеофрагмент: "в лаборатории механики" (файл avi, 9.4 мегабайта).