МЕТОДИЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ВИВЧЕННЯ ОСНОВ КВАНТОВОЇ СТАТИСТИКИ КУРСУ ТЕОРЕТИЧНОЇ ФІЗИКИ

Анотація

У статті висвітлено методичні особливості викладання основ квантової статистики курсу теоретичної фізики педагогічного університету, що має важливе значення у фундаментальній професійній підготовці майбутніх учителів фізики. З урахуванням сучасних освітніх реалій та дистанційного формату навчання акцентовано увагу на необхідності реалізації у викладанні курсу таких методичних підходів, які б забезпечувати системну активну пізнавальну діяльність студентів, набуття фахової компетентності, сприяли їх особистісному та професійному зростанню. На основі аналізу сучасних вітчизняних навчально-методичних джерел з курсу теоретичної фізики запропоновано авторський підхід до викладання основних положень квантової статистики відповідно принципам фундаментальності та професійної спрямованості; логічної структурованості, змістовної компактності і математичної лаконічності навчального матеріалу. У стислому варіанті в якісній формі висвітлено основні питання квантової статистики, що традиційно викликають труднощі у студентів, зокрема: особливості застосування статистичного методу Гіббса до квантових систем, розподіли Фермі-Дірака та Бозе-Ейнштейна, критерій виродження газу, термодинамічні потенціали та рівняння стану квантового газу, ідеальні бозе- та фермі-гази за низьких температур, вироджений електронний газ у металі. Акцентовано увагу на головних аспектах опанування студентами квантових теорій теплоємності газів, твердих тіл та рівноважного електромагнітного випромінювання як важливих етапів у розвитку фізичної науки початку ХХ століття, що призвели до зародження і становлення нової квантово-польової картини світу. Ефективність пропонованого авторського підходу у викладанні відповідної теми курсу теоретичної фізики підтверджується рівнем пізнавальної активності та результатами підсумкового контролю здобувачів вищої освіти протягом останніх років.