ФИЗИКА
КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
Часть 1
Методические указания
по выполнению курсовой работы
для студентов дневной и заочной форм обучения
по авиационным специальностям
Минск - 2008 г.
УДК 53 075.32
ББК 22.3я722
Ф 50
Автор
А.И.КИРИЛЕНКО
кандидат физико-математических наук, доцент
Издание второе, переработанное и дополненное
Рецензенты:
Заведующий лабораторией НИИ прикладных физических проблем им. А.Н.Севченко Белгосуниверситета доктор физико-математических наук, профессор В.К.Гончаров и доктор физико-математических наук В. И. Попечиц.
Одобрено и рекомендовано к изданию научно-методическим советом МГВАК (протокол № 6 от 15 февраля 2008 г.)
Пособие содержит общие требования и краткие методические указания по выполнению работ, перечень тем курсовых работ, список рекомендуемой литературы. Пособие предназначено для студентов стационара и заочной формы обучения по авиационным специальностям.
Разбиение пособия на две части связано с техническими причинами.
©МГВАК, 2002
©МГВАК, 2008
Введение
Данное методическое пособие ставит своей целью оказать помощь учащимся в повторении школьного курса физики, в выполнении контрольных работ и, основное, в выполнении курсовой работы по физике по разделу «Колебания и волны».
Пособие имеет следующую структуру. В первом разделе даются правила оформления работы и формируются требования к ее выполнению. Второй раздел посвящен основам теории колебаний: вводятся основные понятия, терминология и обозначения, а также материал, позволяющий описывать колебания в более полном объеме: векторные диаграммы, фазовые траектории, спектры. Рассматриваются типовые задачи, решение которых способствует закреплению изучаемого материала. Большое количество материала дается в виде таблиц и схем. В третьем разделе дается перечень тем курсовых работ, приводится пример выполнения курсовой работы.
Курсовая работа (проект) по физике выполняется на первом курсе (второй семестр) дневного отделения и на третьем курсе заочного отделения после изучения элементов математического анализа и ряда специальных дисциплин (электротехника, светотехника, техническая механика).
Целью курсовой работы (проекта) является углубленное изучение тех разделов физики, важность которых для авиационной практики наиболее актуальна, но которые не изучаются, или недостаточно глубоко изучаются, в общетехнических и специальных курсах. В частности, упор сделан на изучение колебательных процессов различной физической природы с единых «колебательных» позиций
Задачей курсовой работы является формирование умений и навыков исследования различных физических процессов, выработка общефизического подхода к анализу явлений материального мира. Основное внимание уделяется физическим принципам функционирования техники, в том или ином виде использующей осциллятор (датчики, вибрационная техника, навигационные приборы и проч.). В математическом плане речь идет об изучении дифференциальных уравнений второго порядка с постоянными коэффициентами и их решений, однако в отдельных случаях используются элементы методов теории нелинейных колебаний.
Основой для выполнения курсовой работы служат учебные пособия по физике «Курс общей физики» Савельева И.В. и по математике «Математика» Б.М. Владимирского, А.Б. Горстко, Я.М. Ерусалимского, принятые в качестве базовых в МГВАК.
В широком смысле «колебательный» подход не является новым в методике преподавания физики. Например, по этому принципу построен известный учебник Г.С.Горелика по колебаниям и волнам, в котором c указанных позиций излагается материал практически по всем традиционным разделам курса физики.
Таким образом, как в теоретическом курсе, так и при выполнении курсовой работы упор делается на выяснение физического существа явлений и процессов, может быть, в ущерб математической строгости. Поэтому ведущая роль в анализе колебательных процессов отводится качественным методам, фазовым и векторным диаграммам. Достижению поставленных целей способствует использование имеющегося лабораторного материала для выполнения курсовых работ.
Методический и справочный материал в развернутой форме представлен в пособии «Физика. Программа, методические указания, задачи и справочные материалы»
Требования к выполнению курсового проекта (работы)
Курсовой проект отличается от курсовой работы тем, что содержит элементы самостоятельного научного исследования, разработки новых элементов, предполагает самостоятельность в постановке задачи и выборе методов ее решения. В свою очередь, курсовая работа отличается от реферата самостоятельным исследованием уже сформулированной типовой задачи. Реферат предполагает обзор существующих результатов, хотя также с выводами и обобщениями.
Организация курсового проектирования (технология выполнения). Структура и содержание курсового проекта
Организация: курсовой проект (работа) выполняется по окончанию теоретической части или раздела курса, обеспечивающего наличие знаний достаточных для выполнения курсового проекта (работы) по данному предмету.
Задания на курсовое проектирование должны быть индивидуальными, разнообразными по содержанию, но примерно одинаковы по степени сложности поставленных задач.
Темы курсового проекта (работы) должны соответствовать объёму программы курса и отвечать учебным целям курсового проектирования (работы) по содержанию и трудоёмкости.
Темы курсового проектирования (работы) обсуждаются на кафедре, утверждаются её заведующим и выдаются студентам не менее чем за полтора месяца до срока сдачи курсового проекта (работы).
Курсовой проект (работа) должен состоять из объяснительной записки (объём не ограничен) и графической части – до двух листов формата А1 чертежей, схем, диаграмм. Объяснительная записка должна содержать основные расчёты и краткие пояснения к ним, а также может содержать вопросы эксплуатации и экономики.
Перед началом курсового проектирования (работы) проводится вводное занятие, на котором разъясняются задачи и цели курсового проектирования, его значение в подготовке специалиста по данной специальности, даются указания по оформлению проекта.
В задание на курсовое проектирование (работу) следует включить расчёт и проектирование деталей, механизмов, аппаратуры по профилю обучения студентов, а также выполнение реальных работ по расчёту и изготовлению стендов, проверочных установок и действующих учебно-наглядных пособий.
Во введении даётся обзор литературы по теме проекта (работы), на основании которого обосновывается актуальность темы, и определяются направления, т.е. ставятся задачи проектирования и определяются пути их решения.
Далее должно следовать обоснование технических данных (проектируемого) устройства, модели, макета (или разработка их, если они не заданы) и разработка блок-схемы проектируемого устройства, обеспечивающей выполнение заданных (или разработанных) технических данных.
Затем идет теоретический расчёт принципиальной схемы одного или нескольких (по заданию руководителя) блоков (каскадов) проектируемого устройства, экспериментальная проверка рассчитанного блока с разработкой методики эксперимента.
В заключении, где показываются достоинства и недостатки изученного или спроектированного устройства, даётся их анализ, на основании которого разрабатываются рекомендации по использованию данного устройства. Обязательно прилагается графическая часть (чертежи, по указанию руководителя).
Работа студентов над курсовыми проектами (работами) проводится по графику, в котором указываются сроки выполнения основных частей проекта (работы).
Законченные курсовые проекты (работы) проверяются руководителем, который определяет его качество, соответствие заданию и даёт разрешение на защиту.
При проверке курсового проекта (работы) руководитель определяет:
- степень усвоения основного теоретического материала, связанного с выполнением задания;
- умение объяснить произведённые расчёты, эксплуатационное и экономическое обоснование;
- умение пользоваться учебной и справочной литературой;
- самостоятельность разработки проекта, качество его внешнего оформления.
В процессе проектирования (работы) организуются консультации, на которых руководитель оказывает студентам помощь и ведёт контроль выполнения проекта по этапам.
Приём проектов (работ) проводится в форме их открытой защиты.
