Інтегративні методи і підходи у реалізації освітніх STEM-програм
Презентация авторского учебного пособия открытого дистанционного курса с использованием программного комплекса
1. Презентация авторского учебного пособия открытого
дистанционного курса с использованием программного
комплекса «Введение в физику звука»
Магистр. Стипендиат Президента Украины.
Старший преподаватель Луганской государственной академии
культуры и искусств.
Руководитель секции “Экспериментальная физика” Луганской
областной малой академии наук.
Член украинского физического общества.
Член ассоциации развития образовательных и научных сетей.
Член ассоциации профессионалов дистанционного образования
России e-Learning PRO.
E-mail: alex.voronkin@gmail.com http:// www.tdo.at.ua
Воронкин
Алексей Сергеевич
Черкассы 2012
2. Мировые тенденции
1. Модель открытого образования заключается в том, чтобы открыть перед
учащимися максимальные возможности приобретения знаний и навыков вне
зависимости от географических, социально-экономических и прочих факторов.
Электронное обучение, электронные книги, дистанционные курсы
2. Появились виртуальные университеты
В 2001 г. Массачусетский технологический институт приступил к созданию
первого репозитария открытых образовательных ресурсов в рамках проекта
OpenCourseWare.
3. Развиваются массовые открытые дистанционные курсы
(Massive Open Online Course)
- слово “откытый” используется в смысле свободы от интеллектуальной
собственности и подразумевает повторное использование и модификацию
содержания.
- термин “массовый” указывает на количество слушателей
3. Примеры
3.1. «Коннективизм и коннективистские знания», 2008 г. Тьюторы – Дж.
Сименс и Стивен Даунс (2200 участников)
http://ltc.umanitoba.ca/connectivism
3.2. «Будущее образования», 2009 г. Под руководством Дж. Сименса
(600 участников)
ttp://edfutures.com
3.3. «Обучение и аналитика знаний 2011» под руководством Дж. Сименса
(1500 участников)
http://www.learninganalytics.net
3.4. «Дистанционное обучение сегодня и завтра» под руководством Рея Шредера
(2500 участников), 2011 г.
https://sites.google.com/site/edumooc
4. 3.5. «Введение в искусственный интеллект», Стенфордский университет, 2011 г.
(подписалось более 160 000 слушателей со всего мира).
https://www.ai-class.com
5. 4. Увеличение числа публикаций, посвященных персональным
учебным средам
ПУС - концепция нового
альтернативного подхода к
обучению, основанного на
Персональная использовании web 2.0 и
учебная социальных сетей
сеть Персональная
учебная Большинство инструментов
среда (ПУС) и сервисов Internet не
создавалось специально для
образовательного процесса,
Персональные поэтому они могут
Web-инструменты использоваться
избирательно в зависимости
от специализации и
убеждений того или иного
педагога (слушателя)
Steve Wheeler, University of Plymouth, 2011
http://steve-wheeler.blogspot.com/2010/07/anatomy-of-ple.html
6. Персональная учебная среда может быть организована целым
рядом социальных сервисов: социальные закладки, социальные
сети, поисковые системы, блоги, wiki, сервисы для проведения
вебинаров, видеозаписи, презентации, фотографии и т.д.
7. ПУС широко используются в массовых открытых
дистанционных курсах
Идея:
слушатели должны не
просто пассивно потреблять
информацию с ограничен-
ного числа предложенных
для них источников, а
использовать некоторое
множество информацион-
ных ресурсов, систематизи-
ровать и сравнивать полу-
ченные знания, и в
результате самостоятельно
создавать новые источники
знаний.
Педагогическая идея коннективизма
8. Какой социальный сервис занимает первое место?
http://detd2011.wordpress.com/the-evolution-of-e-learning
9. Рейтинги социальных сервисов для обучения за 2007-2011 гг.
Centre for Learning and Performance Technologies (C4LPT) – Джейн Харт
http://c4lpt.co.uk/top-100-tools-for-learning-2011
10. Статистика twitter в Украине
Twitter, является
крупнейшим в
мире сервисом,
предоставляющим
для пользователей
возможность
бесплатно открыть
собственные
микроблоги в сети.
http://ikraine.net/2011/12/statistika-twitter-v-ukraine-i-mire-tendencii-razvitiya-servisa
Использование Twitter становится более регулярным
12. 5. Увеличение динамики мирового рынка продуктов и услуг
мобильного обучения (Josh Bersin, David Parsons).
Происходит интеграция e-learning и m-learning
“Объединение E-Learning и M-
Learning – нове применение
смешанных образовательных
ресурсов”.
Давід Парсонс, 2011
Massey University, New Zealand
6. Он-лайн трансляция экзаменационных сессий
13. ТЕМПЫ РОСТА МОБИЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ
(по данным агентства Ambient Insight)
http://www.ambientinsight.com
14. 7. Изучение возможностей психолого-педагогических
концепций сетевой педагогики и конкретизации целей обучения
(по Б. Блуму, Л. Андерсону и Д. Кратволю, SOLO-таксономия)
http://www.celt.iastate.edu/pdfs-docs/teaching/RevisedBloomsHandout.pdf
16. I. Дистанционный курс «Проектирование e-learning»
http://dl.kharkiv.edu http://de-l.wikispaces.com/
Проблемная лаборатория дистанционного обучения НТУ «ХПИ»
17. Анкета слушателя курса курс «Проектирование e-learning»
http://dl.kharkiv.edu/mod/resource/view.php?id=11819
18. II. С 8 октября по 16 ноября 2012 г. команда Дж. Сименса проводит
открытый дистанционный курс «Текущее состояние и будущее
высшего образования»
http://edfuture.net
20. Проблемы изучения физики в средних учебных
заведениях
• Большинство сегодняшних выпускников школ имеют достаточно
условное представление о том, где бы они хотели продолжить обучение.
• Понимая, что по окончании ВУЗа, скорее всего не станут работать по
специальности, они не стремятся получить фундаментальное
образование.
• Зависимость числа ВУЗов, филиалов и учебных центров от количества
обучающихся в свою очередь сводит к минимуму уровень требований к
знаниям абитуриентов, что особенно актуально в условиях
демографического спада.
• В Украине согласно официального отчета центра оценивания знаний за
2011 год доля взявших участие в тестировании по физике составила
5,48% от всех участников, проходивших внешнее независимое
оценивание. Из них 6,9% не набрали минимального количества баллов.
• Согласно аналогичному отчету о результатах единого государственного
экзамена Российской Федерации в 2011 году доля взявших участие в
экзаменах по физике составила 23,8% от всех участников ЕГЭ. Из них
7,4% не набрали минимального количества баллов.
21. Проблемы, присущие отечественной системе физического
образования
• низкий социальный статус педагога;
• чрезмерная гуманизация образования;
• отсутствие исчерпывающей наглядности при изложении учебного
материала;
• снижение количества и качества демонстрационного физического
эксперимента как следствие слабой (устаревшей) материально-
технической базы физических кабинетов;
• не согласованность межпредметных связей (как следствие ориентация
на запоминание и воспроизведение знаний вместо понимания
природы физических явлений и законов);
• проблема тестового контроля качества полученных знаний.
Все это приводит к потере ценностных ориентиров – произошел переход
от получения знаний к получению «корочки» по пути наименьшего
сопротивления. В этом свете гуманитарные специальности куда более
привлекательны, чем физико-технические.
22. ИНТЕРНЕТ И ЛЖЕНАУЧНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Развитие веб-технологий позволило размещать в Интернете любые
материалы, в том числе и учебные, всем желающим, а не только научным
работникам и преподавателям.
Это привело к появлению большого количества лженаучной
«информации», что характеризуется:
• активным распространением научноподобных терминов, содержание которых
как правило не объясняется и является непонятным в контексте мысли автора,
• фрагментарным представлением самого автора о современном состоянии
физических научных знаний,
• уровень развития официальной науки представляется устаревшим и таким,
который не признает новаторских прогрессивных идей.
Вместе с этим для учеников среднеобразовательных заведений и студентов
ВУЗов существует проблема выбора эффективной стратегии поиска учебной
информации в Интернете и ее дифференциация от псевдонаучных сведений.
23. ПРОБЛЕМЫ ДИДАКТИКИ E-LEARNING
• Проблемой дидактики e-learning • Учет психолого-педагогических
является отсутствие понимания у концепций существенно влияет на
преподавателей принципов то, каким будет слушатель -
трансформирования психолого- выполняет только то, что требуется;
педагогических концепций в понимает теорию только через
информационную теорию практику; или слушатель является
коммуникаций и механизмов их активным творцом своего знания.
реализаций в информационном
пространстве
В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ КУРСЫ ОСНОВЫВАЮТСЯ НА:
1) различных парадигмах организации интерфейса,
2) используются различные подходы к содержанию и методам контроля.
(!) ЭТО УКАЗЫВАЕТ НА ИНТУИТИВНЫЙ ПОДХОД, ОСНОВАННЫЙ НА
МЕТОДАХ РАЗРАБОТКИ БУМАЖНЫХ УЧЕБНЫХ ИЗДАНИЙ ПО
АНАЛОГИИ С УМКД, УЧЕБНИКАМИ И Т.Д.
24. ИННОВАЦИИ В ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО
ПРОЦЕССА
Активизировать учебную
деятельность учащихся
можно за счет привлечения
к моделированию
педагогических ситуаций,
выполнению творческих
заданий и применения
инноваций.
Инновации в организации
учебного процесса связаны,
прежде всего, с
использованием ИКТ,
возможностями
электронной педагогики.
25. ВИРТУАЛЬНЫЕ ПРОЕКТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ
ФИЗИКИ В УКРАИНЕ
В Украине практически отсутствуют научно-обоснованные работы с
механизмами и рекомендациями по реализации технологий дистанционного
обучения физики.
Это объясняется спецификой преподавания самой учебной дисциплины, а
также мотивацией педагогов и потребностями тех, кто обучается.
Среди украинских виртуальных проектов внимания заслуживают:
1) «Физика звука» - победитель конкурса «Успешный проект 2009», руководитель
проекта - Антикуз О. В.;
2) научно-педагогический проект МОНУ «Дистанционное обучение учеников»
(эксперимент проводился отделом исследования и проектирования учебной среды
Института информационных технологий и средств обучения АПН Украины),
руководитель - Богачков Ю. М.;
3) «Изучаем физику вместе» - 7-победитель го Всеукраинского конкурса
«Учитель-новатор 2011», руководитель проекта - Антикуз О. В.
4) «LearnІn - SMART навчання» - пилотный проект (2012-2013 гг.)
26. ОРГАНИЗАЦИЯ ДИСТАНЦИОННОГО КУРСА
«ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ ЗВУКА»
С 29 октября по 30 декабря 2011 года, для учеников 9-11 классов средних
учебных заведений автором был проведен открытый дистанционный курс
«Введение в физику звука».
Принять участие в курсе изъявили желание 22 слушателя из Украины
(Луганска и Закарпатская области), Африки (Египет, Нью-Дели, республика
Ботсвана), Иордании (Ирбид), Индии (Чандигарх, Бангалор), Алжира, Шри-
Ланки, Саудовской Аравии и Российской Федерации. Интерес проявили не
только ученики, но и педагоги, однако препятствием полноценного участия стал
языковой фактор.
Из всех участников наиболее активными были 7 слушателей из Украины
(Луганск) и США (Бостон).
Высокую подготовленность ко всем занятиям показали только 2 слушателя.
27. Сообщение о наборе в группу размещалось на
нескольких форумах, на сайте Всероссийского
съезда учителей физики «Педсовет.org», в
социальной сети «Украинские ученые в мире».
Информация о проведении каждого занятия
Twitter-публікація
публиковалась в разделе новостей
информационно-образовательного портала
«Технологии дистанционного образования».
Соответствующее сообщение размещалось в
Twitter-блоге со следующим кросспостингом в
социальной сети Facebook. Кросспостинг в Facebook
28. Главной идеей было то, чтобы все используемые сервисы Интернет
были бесплатными и доступными для освоение учениками
Для проведения вебинаров
использовалась платформа WizIq,
демонстрация физических экспериментов
проводилась благодаря встроенному
Media Player, с помощью которого
ретранслировались видео-ресурсы
сервиса Youtube.
Дополнительно в Youtube были
загружены видео-фрагменты лекций с
других Интернет-источников, показ
которых был согласован с авторами
(правообладателями).
Для консультирования слушателей
использовалась электронная почта
(иногда система IP-телефонии Skype).
29. Вебинар
• Вебинар – «виртуальный» on-line семинар (лекция, презентация,
конференция, круглый стол, тренинг), организованный при помощи
Internet-технологий соответствующими программными средствами,
который предоставляет возможность ведущему (модератору, тренеру,
консультанту, педагогу, тьютору) передавать участникам информацию
в виртуальном классе.
• Системы для проведения вебинаров:
– с собственным сервером:
1. BigBlueButton
2. Open Meeting
– на основе предоставления сервисов:
1. Платформа «Wiziq education»
2. Сервис организации дистанционного обучения «Tools.hrm»
3. Сервис «OnWebinar»
4. Система «Zipcast»
5. Среда «WIP education»
6. Webinar
30. WIZIQ
Во время вебинаров участники могли слышать и видеть друг друга, для этого
использовался микрофон, веб-камера и стандартное программное
обеспечение.
31. Платформа WizIq позволила: а) демонстрировать презентацию, б)
перехватывать экран; в) использовать белую доску; г) транслировать всем
участниками одновременно видео; д) предоставлять возможность говорить и
управлять презентаций желающим; е) общаться в текстовом чате.
ВИДЕО-
ДЕМОНСТРАЦИЯ
32. Участники, которые не приняли очное участие на том или
ином занятии могли загрузить видеозапись вебинара.
33. Walter H.G.
Lewin
Professor of
physics at the
Massachusetts
Institute of
Technology
ИЗ ПЕРЕПИСКИ
“Thanks for your kind words!
You can watch 101 of my lectures (with great demos) on the web, 94 on
OpenCourseWare (OCW) and 7 on MITWorld. They can also be viewed on YouTube, iTunes U, Academic Earth and
Facebook.
These lectures arebeing watched by about 3000 people daily from all over the world, that's a million people per
year! Many teachers show them regularly in their class rooms. The many responses that I receive daily are quite
wonderful and often very moving...”
Greetings, Walter H.G. Lewin, 14.02.2011
34. Курс был рассчитан на 8 занятий: 6 лекционных, 1 семинарское и итоговое
занятие, которые проходили в виртуальных он-лайн классах в форме вебинаров.
Организационные формы дистанционного курса приведенны в таблице
Организационные формы обучения
Объем часов, из них:
Форма
всего лекционные семинарские самостоятельная
обучения
занятия занятия работа
Дистанционная 28 12 2 14
35. Особенностью было то, что участники читали только тот учебный материал,
который непосредственно заинтересовал их из рекомендованного списка
библиографических источников (http://www.tdo.at.ua/voronkin/literatura.pdf).
Тематический план дистанционного курса приведен в таблице
К-во Форма
Дата Темы занятий
часов занятий
29.10.11 Физика и методы научного познания 2 Лекция
30.10.11 Механические колебания 2 Лекция
13.11.11 Волновые процессы и звук 2 Лекция
27.11.11 Резонанс. Интерференция и дифракция 2 Лекция
03.12.11 Стоячие волны и музыкальные инструменты 2 Лекция
11.12.11 Биения. Характеристики звука 2 Лекция
29.12.11 Инфра-, ультразвуки и их применение 1 Семинар
30.12.11 Итоговое занятие 1 Семинар
36. Активизация познавательной деятельности
слушателей во время обучения
Основой курса стало детальное описание многих экспериментов с
большим количеством видео-сопровождения (на 1 занятие - до 10
демонстраций), что повышало заинтересованность и желание участников
повторить эксперимент (деятельностный подход).
При подготовке к семинарскому занятию участники самостоятельно
определяли перечень вопросов к обсуждению по указанной темой и
создавали презентационное сопровождение.
Следует отметить, что наиболее сложные вопросы
дистанционного курса разбирались без применения
сложного математического аппарата, а во время занятий
системно создавались такие ситуации, чтобы слушатели на
основе анализа фактов и наблюдение явлений самостоятельно
строили заключения, отвечали на нескладные, но интересные
вопросы.
37. Тема 1. Физика и методы научного познания
Предмет физики. Физика как наука о природе. Классификация наук. Методы
научного исследования. Соотношение теории и эксперимента в физике. История
и роль больших экспериментов. Исследование Вселенной. Субъективные
наблюдения на примере оптических иллюзий. Международная система СИ.
Кратные и дольные единицы СИ.
Цель занятия: формирование мировоззренческого восприятия физической
реальности, общего представления о физическом мире, его теоретических
основах и методах познания, осознание роли физических знаний в жизни
человека и общественном развитии.
Видео-демонстрации
1. Проявления инерции: а) резкое выдергивание скатерти из-под сосуда с
жидкостью; б) монета, которая падает в бутылку при резком выбивании
бумажного кольца.
2. Биографические фильмы о выдающихся ученых из серии Encyclopedia
channel (Аристотель, Г. Галилей, Э. Резерфорд).
3. Фрагменты видео-интервью Р. Фейнмана: а) в научном подходе и
революциях в науке на примере шахматной игры; б) о ребордах в поездах; в) об
изучении и понимании Вселенной.
4. Эксперименты на большом адроном коллайдере.
38. ВИДЕО-ДЕМОНСТРАЦИЯ
Выдающийся американский учѐный.
Основные достижения относятся к области теоретической физики. Один из
создателей квантовой электродинамики. В 1943—1945 годах входил в число
разработчиков атомной бомбы в Лос-Аламосе.
Разработал метод интегрирования по траекториям в квантовой механике, а
также метод диаграмм Фейнмана в квантовой теории поля, с помощью
которых можно объяснять превращения элементарных частиц.
Реформатор методов преподавания физики в вузе.
Лауреат Нобелевской премии по физике (1965), премии Альберта Эйнштейна
Ричард Фейнман Мемориального фонда Льюиса и Розы Страусс (1954), премии по физике
Эрнеста Орландо Лоуренса Комиссии по атомной энергии Соединенных
(1918-1988) Штатов Америки (1962) и международной золотой медали Нильса Бора
Датского общества инженеров-строителей, электриков и механиков (1973).
Удовольствие О науке на примере
делать открытия игры в шахматы
39. ПРИМЕРЫ
1. Ускорение свободного падения
Аристотель Галилей
(384-322 до н.э.) (15.02 1564 - 8.01.1642)
Наблюдения показывают, что Метод абстрагирования и
перышко парит в воздухе гораздо упрощения
дольше падающего камня. (идеализация).
На Земле в отсутствии
Скорость падения
сопротивления воздуха все тела
пропорциональна массе тела: падают с одним и тем же
чем больше масса тела, тем тело ускорением.
быстрее падает.
40. Все с детства знают, что то-то и то-то
невозможно. Но всегда находится невежда, который
этого не знает. Он – то и делает открытие
Во времена Галилея провести А. Эйнштейн
эксперимент в вакууме было
невозможно.
Камень и перо брошены одновременно Говорят, что Галилей демонстрировал
в воздухе (а) и вакууме (б) ложность утверждения Аристотеля,
бросая предметы с накренившейся
башни в итальянском городе Пиза.
41. Воздух оказывает сопротивление
Ускорение свободного падения
любому падающему телу. Чем
больше будет площадь
поверхности листа, тем больше На полюсе g=9,832 м/с2
сопротивление воздуха и тем На экваторе g=9,780 м/с2
медленнее он будет падать. На Луне g=1,623 м/с2
Мяч и листок бумаги брошены Какой принцип положен в устройство
одновременно (а), тот же опыт, но работы парашюта?
бумага скомкана (б)
42. 2. Естественное состояние тела
Аристотель Галилей
Находящееся на земле тело, Если мысленно представить, что
получившее начальный толчок, трение отсутствует, то тело,
всегда останавливается. получившее начальный толчок на
Естественное состояние тела - покой, горизонтальной поверхности,
а движется оно только под влиянием продолжало бы двигаться
силы или импульса. Отсюда безостановочно в течение
следовало, что тяжелое тело должно неопределенно долгого времени.
падать быстрее легкого, потому что
оно сильнее притягивается к Земле.
ВЫВОД: ВЫВОД:
естественным состоянием тела для тела состояние движения
является покой также естественно, как и
состояние покоя
Галилео Галилей стал использовать опыт, как средство проверки гипотез и
обнаружения новых фактов. Он доказал, что в суждениях о природе необходимо
оперировать свойствами, которые можно точно измерить.
43. ПРИМЕРЫ
СУБЪЕКТИВНОГО НАБЛЮДЕНИЯ
Видите волнообразное смещение? Это не анимация – картинка статична
44. Какой отрезок больше – А или Б?
(отрезки одинаковы)
Какой отрезок больше А-Б или Б-В?
(отрезки равны между собой)
Какое расстояние больше – между
точками А и Б или между
точками В и Г?
(расстояние одинаково)
45. Тема 2. Механические колебания
Понятие колебаний. Механические колебания и волны. Колебательное
движение. Свободные колебания. Амплитуда, период, частота. Гармоничные
колебания и осцилляторы. Математический и пружинный маятники.
Вынужденные колебания и резонанс. Автоколебательные системы.
Классификация колебаний.
Цель занятия: знакомство с одним из наиболее распространенных движений
в природе и технике – колебательным движением, его видами и
характеристиками, а также резонансными явлениями.
Видео-демонстрации
1. Экспериментальное подтверждение закона Гука. Нелинейные деформации.
2. Свободные колебания: а) груз на нити; б) груз на пружине; в) зависимость
периода колебания груза на пружине от ее жесткости и массы груза; г)
гармоничные колебания математического и пружинного маятников; д)
зависимость периода колебания груза на нити от ее длины.
3. Вынужденные колебания и резонанс: а) резонанс маятников; б) разрушение
Такомского моста; в) разрушение стеклянного бокала при резонансе.
4. Автоколебания маятника в часах.
5. Биографический фильм о Х. Гюйгенсе из серии Encyclopedia channel.
46. ПРИМЕРЫ
1. Пусть на крышке стола тело массой m равномерно вращается по
окружности.
Если мы посмотрим сверху, то увидим, что движение происходит по окружности.
А вот человек, который смотрит “в торец” стола и видит проекцию кругового
движения на ось х, может подумать, что наблюдает колебательное движение туда и
обратно.
Как можно определить колебания?
47. Оказывается, что равномерное движение вращающейся по окружности
материальной точки также происходит по синусоидальному закону.
Здесь по оси абсцисс
откладывается время колебания,
а по оси ординат – значения
проекции радиуса-вектора
движущейся точки в
соответствующий момент
времени.
48. Если разрезать рулончик бумаги наискось и развернуть его, то край бумаги
окажется разрезанным по синусоиде.
50. Тема 3. Волновые процессы и звук
Возникновение волны. Точечный источник волн. Волновой процесс.
Поперечные и продольные волны. Поверхностные волны. Связь между длиной
волны, скоростью ее распространения и периодом. Волновая поверхность и
фронт волны. Уравнение плоской волны. Звуковые волны в воздухе. Скорость
распространения звука.
Цель занятия: ознакомить участников с волновыми явлениями, ввести
понятие поперечных, продольных и поверхностных волн, волновой поверхности,
фронта волны. Дать понятия о звуковых волнах и скорости их распространения в
разных средах.
Видео-демонстрации
1. Демонстрация поперечных и продольных волн: а) поперечная волна вдоль
однородного шнура; б) продольные волны вдоль пружины; в) волновая машина
Зворыкина; г) источники звука.
2. Свойства газов: а) заполнение молекулами всего объема сосуда сквозь
отверстие в перегородке; б) зависимость скорости движения молекул от
температуры; в) изменение скорости звука в газах при изменении молярной
массы и температуры.
51. Представьте себе, что группа людей (например на стадионе) встает и
присаживается обратно вниз, люди, находящиеся вблизи видят их, и также встают
и т.д. Очень скоро такая волна распространится по всему стадиону. А люди
остаются на своих местах.
Источник: http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/waves-intro/waves-intro.html
Источник: Асламазов Л. Как волны передают информацию? / Л. Асламазов //
Научно-популярный физико-математический журнал «Квант», 1986. – №8. – С. 20–24
52. Распространение звука в воздухе начинается с колебаний плотности воздуха у
поверхности колеблющегося тела (источника), которые последовательно передаются
все к более удаленным частицам среды.
Как видно из следующего рисунка в области гребня волны молекулы находятся
ближе друг к другу (фаза сжатия) – там давление выше атмосферного, а в области
впадины волны (фаза разрежения) – давление ниже атмосферного.
53. Вопрос
Известно, что в газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в
жидкостях скорость звука меньше, чем в твердых телах. Очень часто
ученики объясняют это тем, что плотность жидкостей и твердых тел
больше, чем у газов. Как тогда объяснить, что скорость звука в газе
уменьшается при увеличении его молекулярной массы, т.е. плотности?
Попробуйте объяснить и найти недостатки в приведенном объяснении.
P.S. При вдыхании ксенона (М=131·10-3
кг/моль) голос человека становится более
низким, а при вдыхании гелия (М=4·10-3
кг/моль) становится более высоким (что
объясняется изменением скорости звука в
газах).
54. Вопрос
На вакуумной тарелке закрепляют
Почему нельзя услышать звон электрический звонок. Тарелку
колокола, находящегося внутри накрывают колоколом и подключают
звонок к источнику питания. После этого
сосуда, из которого откачан начинают отсасывать воздух из-под
воздух? колокола насосом, при этом постепенно
громкость звонка уменьшается. После
того, как достигнуто максимальное для
насоса разрежение, звонок едва слышен.
Отто фон Герике Роберт Бойль
(1602–1686) (1627 - 1691)
55. Тема 4. Акустические резонансные явления. Интерференция и
дифракция
Акустический резонанс. Эксперимент с гибкой однородной нитью. Эксперимент с
резонаторами Г. Гельмгольца. Отражение и преломление волн. Эхо и реверберация.
Принцип суперпозиции. Интерференция звуковых волн. Условия возникновения
максимумов и минимумов. Интерференция и закон сохранения энергии. Дифракция.
Цель занятия: ознакомить слушателей на примере акустических резонансных
явлений с некоторыми музыкальными инструментами, дать представления об
интерференции, дифракции, явлениях эха и реверберации, объяснить принцип
суперпозиции.
Видео-демонстрации
1. Непривычные музыкальные инструменты: а) инструмент на стеклянных
бокалах («поющий бокал»); б) гармоника Франклина; в) тибетские «поющие» чаши;
г) эоловая арфа.
2. Акустический резонанс: а) эксперимент с камертонами; б) эксперимент с
гибкой однородной нитью; в) эксперимент с резонаторами Гельмгольца; г) ящик -
резонатор камертона.
3. Биографический фильм о Германе Гельмгольца из серии Encyclopedia channel.
4. Законы отбивания и преломление волн (на примере света).
5. Интерференция и дифракция волн на поверхности воды. Принцип Гюйгенса-
Френеля.
56. Необыкновенный музыкальный инструмент
Возьмите бокал с тонкими стенками, тщательно вымойте
горячей водой с мылом сам бокал и ваши руки для
обезжиривания. Если влажным пальцем с легким нажимом
скользить по верхней кромке бокала, совершая вращательные
движения рукой получится чистый, красивый звук.
Вопрос
Что вызывает звучание и почему
палец должен быть влажным и
не жирным?
Чем определяется частота звука?
В XVIII в. этот инструмент был особенно
Как колеблется край бокала – популярен в Англии: в 1746 г. К.-В.Глюк дал
продольно или поперечно? концерт, играя на 26 стеклянных бокалах.
58. Эксперимент с гибкой однородной нитью
Резонаторы Германа Гельмгольца
Набор из двадцати двух резонаторов Гельмгольца, Университет Вандербильта
59. Тема 5. Стоячие волны и музыкальные инструменты
Стоячие волны в струнах и трубах. Демонстрация звуковой стоячей волны с
помощью трубы Рубенса и трубы Кундта. Метод Кенига. Демонстрация звуковой
волны в трубе Рийке. Собственные колебания плоских фигур. Стоячие волны на
поверхности воды. Геометрия звуковых вибраций в контейнере с коллоидной
жидкостью (фигуры с двухмерной и трехмерной структурой).
Цель занятия: ознакомить слушателей с природой стоячих волн в струнах,
трубах и пластинах.
Видео-демонстрации
1. Возникновение стоячих волн в струнах.
2. Связь между основной частотой открытой трубы и ее длины. Труба Рийке.
3. Визуализация стоячих волн в трубах: а) метод Рубенса; б) метод Кундта.
4. Визуализация стоячих волн в пластинках: а) колебание мембран; б) фигуры
Хладни.
5. Манометрическая горлка Кенига.
60.
61. В ПУЧНОСТЯХ ОТКЛОНЕНИЯ КОЛЕБЛЮЩИХСЯ ЧАСТИЦ ОТ ИХ
РАВНОВЕСНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ МАКСИМАЛЬНЫ, А В УЗЛАХ РАВНЫ НУЛЮ
Walter Fendt. Physics Applets. – Режим доступа : http://www.walter-fendt.de/ph14ru/stlwaves_ru.htm
62. Итак, основная частота равна f
4l
В закрытой трубе имеются только нечетные гармоники, т.е. частоты обертонов
равны основной частоте, умноженной на 3, 5, 7, .... Звуковая волна, частота которой
равна частоте основной волны, умноженной на 2, 4, ..., не может иметь узел на одном
конце и пучность на другом, а, значит, стоячие волны такой частоты в закрытой трубе
не могут существовать.
63. Демонстрация звуковой стоячей волны при помощи трубы Рубенса
Для демонстрации связи между звуковыми волнами и давлением газа
воспользуемся трубой Рубенса. На одном из торцов горизонтально расположенной
трубы, перфорированной по всей длине, прикреплена мембрана, а ко второму
подключен источник горючего газа (например, пропан).
В 1904 году немецкий физик Генрих Рубенс во время эксперимента
использовал 4х-метровую трубу, в которой насчитывалось 200 отверстий с шагом
2 см.
Формирование областей повышенного и пониженного давления в трубе Рубенса
64.
65. Фигуры, образуемые
скоплением сыпучих мелких
частиц (например, песка и т.д.)
вблизи неподвижных
(узловых) линий на
поверхности упругой
колеблющейся пластинки
называют фигурами Хладни.
Вид фигур зависит от
формы пластинки и
положения закрепленной
точки, а также от того, в каком
месте проводить смычком и
где придерживать при этом
пластинку пальцами.
66. В наше время для демонстрации фигур Хладни используют
механический вибратор (громкоговоритель), закрепленный под
пластиной и подключенный к звуковому генератору
Пример образования стоячих волн на верхней деке классической гитары
(Дженссон, 1971 г.)
68. Вопрос
Если на закрепленный в центре металлический диск насыпать смешанный
песок с мелкой пылью, а по краю диска проводить смычком, то песок
создает один геометрический узор, а пыль совсем другой. Т.е. когда диск
вибрирует, песок и пыль разделяются и образовывают независимые узоры.
Объясните чему это происходит.
69. Тема 6. Биения. Характеристики звука
Биения. Субъективные характеристики звука (громкость, высота и тембр звука).
Объективные характеристики звука (интенсивность, частота и спектр).
Зависимость скорости распространения волн от свойств среды. Интервалы в
музыке. Логарифмический закон Вебера-Фехнера. Уровень громкости звука.
Строение органа слуха человека.
Цель занятия: исследовать субъективные и объективные характеристики звука,
ознакомиться с восприятием звука человеком.
Видео-демонстрации
1. Биения: а) запись биений песком; б) биения на камертонах; в) биения на
осциллографе.
2. Зависимость громкости звука от амплитуды колебаний.
3. Зависимость высоты тона от частоты колебаний.
4. Влияние фазы высших гармоник на тембр.
5. Амплитудно-частотные спектры звуковых колебаний.
6. Механизм работы слухового аппарата.
71. Логарифмический закон восприятия Вебера–Фехнера.
Уровень громкости звука
Вопрос
Если интенсивность звука будет возрастать линейно, то человек ощутит
увеличение громкости ступенчато. Чем это объясняется и по какому закону
надо изменять интенсивность звука, чтобы человек ощутил линейное
изменение громкости?
72. Упрощенное устройство органа слуха
Почему человек слышит звуки только в диапазоне 20-20000 Гц?
Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.
Наружное ухо состоит Среднее ухо – небольшая Внутреннее ухо – это полость,
из ушной раковины, полость, заполненная воздухом свернутая улиткой и заполненная
наружного слухового (+ цепь соединенных между жидкостью. Внутреннее ухо
прохода и барабанной собой косточек: молоточка, соединено со средним с
перепонки. наковальни и стремечка). помощью овального окна, в
котором неподвижно укреплена
подножная пластинка стремечка.
73. Тема 7. Инфра-, ультразвуки и их применение
(семинарское занятие)
Инфра- и ультразвуки: источника и применение, действие на организм
человека. Обратный пьезоэлектрический эффект. Магнитострикция.
Ультразвуковая и гидродинамическая кавитации. Сонолюминесценция.
Цель семинарского занятия: овладение навыками и умениями использования
теоретического знания.
Видео-демонстрации
1. Применение ультразвука: а) в медицине, б) в
дефектоскопии, в) в технологиях сваривания.
2. Гидростатическая и ультразвуковая кавитации.
Сонолюминесценция.
3. Инфра- и ультразвуковое оружие.
74. Использование белой доски сервиса WizIQ
Семинарское занятие (выступает с докладом слушатель секции
―Экспериментальная физика‖ КУ "Луганская областная малая академия наук
ученической молодежи― Дмитрий Севастьянов)
75. УЧЕТ ЗАТРАЧЕННОГО ВРЕМЕНИ
На учебную, методическую и организационную работу по сопровождению
дистанционного курса было затрачено 137 академических часов, из них:
- 12 часов на разработку программы курса (приблизительно 1 час на 2 часа
общего объема курса);
- 7 часов на работу с сетевыми ресурсами физических демонстраций и
видеолекций (1 час на 1 занятие);
- 14 часов на подготовку к занятиям (1 час на 1 час занятий);
- 81 час на разработку презентаций к занятиям (приблизительно 0,4 часа на 1
слайд, в среднем 13,5 часов на одну презентацию).
- 14 часов – проведение вебинаров;
- 9 часов на консультирование участников (1 час в неделю).
76. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЯВЛЕНИЙ:
имитационные программные модели
Во время обучения также использовались оригинальные тренажеры,
разработанные самими участниками.
Так ученик 11 класса Северодонецкого лицея и слушатель секции
экспериментальной физики Луганской областной малой академии
наук Тарас Хохола в рамках написания научно-исследовательской
работы «Моделирование физических явлений при изучении раздела
«Колебания и волны» под руководством автора создал в среде
графического программирования LabView демонстрационный
комплекс, в основу которого вошли четыре имитационные
программные модели.
80. Апробация
в Северодонецком многопрофильном лицее и
в Кировоградской специализированной среднеобразовательной
школе I-III ст. №6
81. Работа заняла 1-е место на XVIII
областном конкурсе-защите научно-
исследовательских работ учеников-
членов Луганской областной малой
академии наук.
Я, как научный руководитель, был
отмечен Грамотой Управления
образования и науки Луганской
областной государственной
администрации.
82. В финале Всеукраинского
конкурса-защиты научно-
исследовательских работ
7 апреля 2012 года в Киеве в
секции ―Экспериментальная
физика‖ работа заняла
почетное 3-е место.
83.
84. • С целью организации самостоятельной работы и углубленного
изучения тем курса участникам был рекомендован ряд статей из
научно-популярного журнала «Квант».
• Кроме тематического блока, связанного с разделом физики
«Колебания и волны», слушателям было рекомендовано
самостоятельно ознакомиться с книгами В. Турчина и Р. Фейнмана.
Турчин В. Ф. Феномен науки: Фейнман Р.
кибернетический подход к Какое тебе дело до того, что
эволюции думают другие
85. Было предложено ознакомиться с некоторыми научно-
популярными фильмами, доступными в Интернет-сети
• «Исследование явлений, происходящих в ультразвуковом поле» (1957);
• «Изменения агрегатных состояний вещества» (1970);
• «Вынужденные колебания механических систем» (1974);
• «Основные типы колебаний нелинейных систем» (1977);
• «Затухающие колебания» (1978);
• «Затухающие колебания материальной точки»;
• «Физические основы акустики» (1980г.);
• «Резонанс в механических системах» (1985).
86. В марте 2012г. вышло с печати учебное пособие
“Введение в физику звука”
87. Презентация учебного пособия в Севастопольском
национальном техническом университете
VIII Международная научно-техническая
конференция “Актуальные вопросы
биологической физики и химии”
24 апреля 2012 г.
88. По окончанию дистанционного курса у некоторых слушателей возникло
желание взять участие в новом виртуальном научно-познавательном проекте.
В марте 2012 года автором создана виртуальная школа научно-
технического творчества (www.tdo.at.ua/index/virtualna_shkola/0-49), а
соответствующая группа открыта в социальной сети «ВКонтакте»
(www.vk.com/club36640106).
89. ВЫВОДЫ
Была выявлена низкая информированность учеников Украины о
возможностях дистанционного обучения.
Участие в дистанционном курсе позволило участникам не только расширить
знания по данной теме, но и активизировать познавательный интерес к
дальнейшему изучению физики, развить креативное мышление. По
окончанию дистанционного курса у некоторых участников возникло желание
принять участие в новом виртуальном наставительно-познавательном
проекте.
Презентации всех проведенных занятий размещенные в платформе SlideShare
и доступны для открытого просмотра, а потому вместе с видео-
демонстрациями Youtube могут быть использованные повторно уже в
асинхронном режиме. Материалы будут полезные для учеников старших
классов общеобразовательных школ, абитуриентов, слушателей
подготовительных отделений ВУЗов, а также слушателей секций физики
Малой академии наук учащейся молодежи Украины.
http://tdo.at.ua/news/zvuk/2012-01-07-51
90. ВСТРЕЧА МАНовцев С ВЕДУЩИМ УЧЕНЫМ В ОБЛАСТИ ЯДЕРНОЙ
ФИЗИКИ
Заслуженный деятель науки и
техники Украины, заведующий
кафедрой физики
Восточноукраинского
национального университета имени
Владимира Даля,
доктор физико-математических
наук, профессор
Голубничий
Петр Иванович
93. Научно-практический семинар для педагогических
работников по физике
ЦЕРН внес вклад не только
в развитие физики высоких
энергий, но и в развитие
современных
информационных
технологий (в том числе и
образовательных), ведь
именно в нем зародилась
технология Всемирной
паутины (www) и был
разработан протокол HTTP.
Общение с советником Программа семинара,
генерального директора Алушта
CERN Тадеушем Куртика
95. ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТЫ АВТОРСКОГО ПРАВА В
СИСТЕМЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Юлія Михайлівна Турко, студентка
Олексій Воронкін, науковий керівник
Проаналізовано сучасний стан вітчизняного законодавства
з практичних питань охорони інтелектуальної власності.
Проведений аналіз дозволяє стверджувати про правову
неврегульованість значного кола питань, що створює
системні перешкоди на шляху повноцінного впровадження
дистанційної освіти. В роботі сформульовано ряд ідей та
пропозицій щодо вдосконалення законодавства України.
Пропонується затвердити на державному рівні розроблену
класифікацію електронних навчальних видань
Турко Ю. М.
96. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
V міжнародна конференція «Нові Міжнародна науково-практична
інформаційні технології в освіті для всіх: конференція «Інформаційне суспільство:
неперервна освіта», м. Київ, сучасні методи та технології навчання»,
23-24 листопада 2010 р. м. Київ, 25 травня 2011р.
98. 16 марта 2012 года на базе Донецкого государственного
университета управления в рамках проведения II тура
Всеукраинского конкурса студенческих научных работ 2011/2012
уч. года Юлия Турко защитила свою работу и заняла почетное
III-е место.
99. Победа в конкурсе и проведенная работа позволили
24 апреля 2012 г. Юлии Турко победить в областном конкурсе
"Студент года‖ в номинации "Студент-ученый‖.
100. ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
“ТЕХНОЛОГИИ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ”
В октябре 2010 года на платформе ucoz был отрыт портал «Технологии
дистанционного образования»
Основные направления деятельности портала:
• систематизация и анализ современного состояния рынка телекоммуникационных
услуг;
• информирование о новых научных и практических результатах использования ИКТ
в науке и образовании;
• апробация новейших подходов в реализации перспективных образовательных
технологий;
• анализ научных, педагогических и психологических аспектов развития сетевых и
медийных технологий в образовании XXI века;
• обмен идеями, опытом и методиками;
• поиск совместных направлений исследований;
• популяризация мировых норм и стандартов дистанционного образования в Украине.
102. СТРУКТУРА ПОРТАЛА
• новости,
• информация партнерам,
• партнеры портала,
• научные публикации,
• файловый архив учебно-методических изданий,
• каталог виртуальных образовательных центров,
• нормативная база Украины в области дистанционного
образования,
• RSS- агрегация новостных лент
• twitter-трансляция твиттов от ведущих специалистов в области
ДО.
103. В среднем страницы сайта просматривают ежедневно более 65-70
раз. Зарегистрированы переходы с поисковых систем Yandex,
Google, Rambler и Mail.ru.
Количество просмотров (в среднем за сутки)
с октября 2010 г. по февраль 2012 г.
104. Страны В среднем за сутки, %
Украина 63,6
Российская Федерация 27,5, из них:
22, 5% – г. Москва;
5% – остальные регионы РФ
Беларусь 2,7
Исландия 1,2
Соединенные штаты Америки 1,0
Германия 0,9
Польша 0,4
Латвия 0,2
Казахстан 0,1
Великобритания 0,1
Другие страны 2,3
105. Приложение
ДИНАМИКА РОСТА МИРОВОГО ИНТЕРНЕТА
/по данным агенства eTForecasts/
http://www.etforecasts.com
Internet – это сеть компьютеров, объединенных каналами,
которые для связи используют протоколы (TCP/IP)
106. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ
И СОЦИАЛЬНЫХ КОММУНИКАЦИЙ
Нова Спивак, 2007 г.
Web – это сеть сайтов, которые используют гиперссылки
для перехода от страницы к странице (Tim Berners Lee).
107. КОНТЕНТ Web 1.0.
ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕННЯ МАТЕРІАЛІВ Web 2.0
Web 2.0 – Web 3.0
ОРГАНІЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ
Semantic web
Конкурентоспроможність Якість навчання Продуктивність праці
108. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ МЕТОДИК:
информационная теория коммуникаций, бихевиоризм, прагматизм,
когнитивизм, конструктивизм, коннективизм, андрагогика
Бихевиоризм Прагматизм Когнитивизм Конструктивизм Коннективизм
от англ. behavior – connection –
поведение связь,соединение
• используется два • внимание • мозг и разум – • обучение • основывается
основных понятия: педагога центральное побуждает на теориях сети,
стимул и реакция обращено к звено; процессы хаоса,
(ответ); личности • мозг – это конструирования в сложноорганизо
• мозг - черный слушателя; накопитель и мозге человека; ванных и
ящик; • введение в преобразователь • в центре самоорганизую
• в центре учебную знаний. находится щихся системах;
находится учебный работу метода обучаемый и его • Internet
материал проектов, путь активного является средой,
«обучение взаимодействия с где происходит
через информацией; репрезентация
практику» • обучаемый сам сознания
задает вопросы, субъектов и
сам проводит групп
исследование и
сам делает
выводы.
109. Коннективизм
• Обучение – это процесс создания сети.
• Сеть требует, по крайней мере, 2 элемента – узлы и соединения.
• Узлами могут быть люди, организации, библиотеки, web-сайты, книги,
журналы, базы данных или любой другой источник информации.
• Совокупность связанных узлов становится сетью.
• Каждый узел в сети может быть сетью более низкого уровня.
• Акт обучения заключается в создании внешней сети узлов, которые
слушатель подключает в форме источников информации.
• Обучение, происходящее в мозге, есть формирование нейронной сети.
• Возбуждающее или тормозящее влияние друг на друга могут оказывать
как отдельные узлы, так и блоки (группы узлов).
Формирование внешней и внутренней сетей
110. Информационная теория коммуникаций
Андрагогика Андрагогика
МОДЕЛЬ Традиционная Рационалистическая Феноменологическая Сетевая
КОНЦЕПЦИЯ Бихевиоризм Прагматизм Когнитивизм Конструктивизм Коннективизм
ОСНОВНОЙ Поведение - реация Обучение через
Слушатель - активный строитель своего знания
ПРИНЦИП на стимулы практику
Изучение фактов Изучение процессов
АКТУАЛЬНЫЙ
Что? Зачем? Как? Почему?
ВОПРОС
- Добиться Адаптация к обществу - Обучение - это процесс
определенных видов формирования сети как
поведения самоорганизующейся
ЦЕЛИ
- Развить навыки системы
Развитие логического и критического мышления, учет - Принятие решений
приспособляемости к
- Развитие мышления
среде индивудуальных различий
Объект учебного Умеет видеть связи
Самостоятельный Активный строитель своего знания
СЛУШАТЕЛЬ процесса между областями
участник с опытом и с психическими особенностями
Выполняет то - что знаний, распознавать
интересами
требуется паттерны
ПРЕПОДАВА- Оператор
Помощник, умелый руководитель Участник, помощник
ТЕЛЬ дидактических средств
- Программированное - Контекстное обучение
- Модульное обучение Web-технологии
обучение - Метод проектов - Аутентичные задания
- Модульное обучение - Персональное - Управляемое
ТЕХНОЛОГИИ - Контекстное обучение
- Обучение по критерию - Проблемное обучение открытое
- Проблемное обучение - Аутентичные задания
- Метод ментальных - Дискуссия
- Кореспондентское - Дискуссия
моделей - Обучение в
обучение - Обучение в сообществе
сотрудничестве
Web 1.0 Web 2.0
- Учет восприятия от уровня - Информация - из первых - Wiki-технологии
- ЛЕКЦИЯ - Проблема восприятия сложности материала рук (соц. сети, блоги, - Социальные сети,
- Вопросы для (адаптивные тесты) микроблоги)
WEB - Блоги, микроблоги
самопроверки - Тесты на повтор материала - Обучение в процессе
ОСОБЕННОСТИ - Виртуальные на новой лекции
- Вебинары, чаты
общения и дискуссии он-
- Виртуальные доски
ТЕСТ лабораторные работы - Вопросы для самопроверки лайн
- Электронные тренажеры - Моделирование жизненных
- Агрегаторы
- Вопросы и тесты в тексте
- E-mail ситуаций (тренажеры) - IP-телефония
материала
111. РОЗРОБКА ДИСТАНЦІЙНИХ КУРСІВ
ЛОКАЛЬНО ГЛОБАЛЬНО Web 2.0
ВИКОРИСТАННЯ ВИКОРИСТАННЯ
ПЗ на власному ПК Internet-сервісів
Не потрібно знання мов
програмування
Запис на Розміщення в
компакт-диски Internet ПЕРСОНАЛЬНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ
ПРОСТІР
Розміщення в
мережі + LMS, CMS, LCMS
навчального
закладу
112. АПРОБАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ
ДИСТАНЦИОННОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
Интернет Университет ИТ РФ
(г. Москва)
НАВЧАЛЬНИЙ ПРОЦЕС
ЛЕКЦІЇ ТЕСТИ
Тексти Відео
ЕКЗАМЕН
113. INTERNET-ОПИТУВАННЯ
“ДИСТАНЦІЙНА ОСВІТА СЬОГОДЕННЯ”
70 респондентів,
з них:
60% викладачів,
23 % керівників,
16 % аспірантів й
студентів,
1% учасників
випадково
опинилися на сайті
з опитуванням
Розподіл учасників: а – за країнами, б – за віком
травень-червень 2011 року,
Інформаційно-освітянський портал “Технології дистанційної освіти”
http://tdo.at.ua/news/do/2011-06-23-36
115. Майже не використовуються метапошукові
системи (наприклад Nigma), що вказує на
проблему вибору ефективної стратегії
пошуку інформації в мережі Internet.
Використання пошукових систем
Така ж проблема існує і серед студентів Росії
та Німеччини (згідно досліджень проведених Октябрь - декабрь 2010 г.
Н. С. Жуковою) 765 студентов и аспирантов России
http://ifets.ieee.org/russian/depository/v14_i2/pdf/18r.pdf