Рабочая программа по курсу Научные основы школьного курса физики для специальности 010701 "Физика". Опд. В. 00

Вид материала

Рабочая программа

Содержание Составитель: к. ф.-м. н., доцент Тимошенко С.А. Первая посвящена рассмотрению фундаментальных теорий физики, изучаемых в элементарном курсе. Во второй Учебно-тематический план Содержание тем курса 2. Изменение структуры курса физики Внесенные изменения утверждаю

Подобный материал:

• Рабочая программа по курсу «Применение лазеров в науке и технике» для специальности, 219.45kb.
• Рабочая программа по курсу «Отечественная история» для специальность 010701 и направлению, 485.4kb.
• Рабочая программа по философии для специальности 010701 «Физика» гсэ. Ф. 10. Физический, 485.77kb.
• Государственным Образовательным Стандартом (гос) для обязательного изучения студентами, 200.98kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине Молекулярная физика для специальности 010701, 480.43kb.
• Учебно- методический комплекс по дисциплине опд. Ф 02. Методы математической физики, 340.98kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине Физика Конденсированного Состояния Для специальности, 322.8kb.
• Рабочая программа по курсу «Русский язык и культура речи» Для специальности 01. 07., 178.56kb.
• Рабочая программа дисциплины «нелинейные уравнения математической физики» Рекомендовано, 163.22kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине Квантовая теория Для специальности 010701, 319.56kb.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»


КАФЕДРА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ

УТВЕРЖДАЮ: Декан физического ф-та ____________ Ю.Н.Журавлев «______» ____________ 2007 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по курсу

Научные основы школьного курса физики

для специальности 010701 "Физика". ОПД.В.00.


Факультет физический

курс - IV

семестр - 8 зачет - 8 семестр

лекции - 30 часов

практические занятия - 30 часов

Всего часов - 60

Составитель: к. ф.-м. н., доцент Тимошенко С.А.


Кемерово 2007 г.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры общей физики.

Протокол № ____ от "__"_________ 2007г.

Зав.кафедрой _____________ д ф-м н, профессор Полыгалов Ю.И.


Одобрено методической комиссией

Протокол № ____ от "__"_________ 2007г.

Председатель ______________ к ф-м н, доцент Золотарев М.Л.


Пояснительная записка.


В познании окружающего мира физика играет ведущую роль. Как известно, она исследует общие свойства и формы движения материи. Упорно ищет ответы на волнующие человечество вопросы: как устроен мир, каким законам подчиняются происходящие в нем явления и процессы? Стремясь показать "первоначала вещей" и "первопричины явлений", физика в процессе своего развития сформировала вначале механическую, затем электромагнитную, квантово-полевую и, наконец, современную естественнонаучную картину мира.

В окружающем нас мире выстроена (а это стало возможным в результате многовекового изучения природы человеком) следующая иерархия объектов: элементарные частицы→ядра→атомы→ молекулы→ макротела (кристаллы, жидкости, газы, плазма)→ планеты→ звезды→ галактики→ Вселенная. Каждое звено вышеперечисленной цепи отражает исторические вехи в исследованиях, этапы познания.

Одной из ведущих идей повышения научного уровня курса физики и определения содержания школьного физического образования была генерализация учебного материала курса, его обобщение на основе важнейших современных теорий.

Научно-методический анализ основных понятий, законов, теорий всех разделов школьного курса физики позволяет выделить важнейшие идеи современной физики и на их основе провести обобщение учебного материала. Такой анализ позволяет определить методику и технологию изложения учебного материала, поскольку достижение высокого научного уровня преподавания физики требует приведения трактовки основных понятий, законов и теорий в соответствие с их пониманием современной наукой.

Качество физического образования школьников обусловлено не только отбором учебного материала и определением методики и технологии его изучения по отдельным разделам. Существенной составляющей является выбор общей структуры школьного курса физики. Совершенствование этого курса в настоящее время, состоящее в вариативности, усилении практической направленности, повышении доступности обучения без снижения его научного уровня, возможно в результате введения новых образовательных стандартов, предпрофильного (в основной) и профильного (в полной) школе физического образования.

Вышесказанным определяется содержание и структура рабочей программы данного курса. Она состоит из трех частей, объединенных единым замыслом и структурой построения.

Первая посвящена рассмотрению фундаментальных теорий физики, изучаемых в элементарном курсе.

Во второй части приводится анализ содержания, структуры и методики введения основных понятий и разделов курса.

В третьей части рассматриваются пути совершенствования преподавания разделов физики в элементарном курсе.

Основное содержание каждой части составляет анализ понятий, законов, теорий с точки зрения их трактовки в современной науке, выполненный с целью определения основного направления совершенствования содержания, методики и технологии изложения их в школьном курсе.

Критерии оценки знаний студентов устанавливается кафедрой общей физики и в принятой двухбалльной шкале (зачтено, незачтено) положительная оценка соответствуют следующему критерию:

владение основными понятиями курса ; умение устанавливать связь теоретических представлений о физических законах с результатами известных экспериментов; умение физически обосновывать и корректно решать учебные задачи.

В соответствии с учебным планом специальности «Физика» курс «Научные основы школьного курса физики» изучается в 8 семестре 4 курса и включает в себя 30 часов лекций и 30 часов практических занятий .Итоговая форма контроля: зачет.


Учебно-тематический план

№ п/п	Наименование разделов	Всего часов	В том числе		Формы контроля
			Лекции	Практика
1.	Введение. Физика в современном мире. Роль и место физики среди естественных наук. Необходимость формирования естественно-научной картины мира (ЕНКМ) в школьном курсе физики.	4	2	2
2.	Фундаментальные теории физики. Основные идеи классической механики. Механика Ньютона. Возникновение статистической механики. Борьба идей вокруг статистического понимания второго закона термодинамики. Энтропия и проблема тепловой смерти Вселенной. Синтез электродинамики. Второе «великое объединение» в физике. Электродинамическая картина мира. Возникновение и развитие теории относительности. Оптика движущихся сред. Современная корпускулярно-волновая теория света. Современная релятивистская квантовая физика. Некоторые принципиальные вопросы квантовой физики. Квантово-полевая картина мира. Нерешенные проблемы и перспективы развития физики. 7. Современная естественно-научная картина мира.	28	14	14	СОБ Е С ЕДОВАНИЕ
3.	Анализ содержания, структуры и методики введения основных понятий и законов. Пути совершенствования преподавания физики в разделах: Классическая механика; Молекулярная физика и термодинамика; Электродинамика; Колебание и волны; Оптика; Атомная физика; Ядерная физика; Квантовая физика. Изменение структуры курса физики в связи с введением новых Госстандартов образования и переходом к предпрофильному и профильному обучению.	28	14	14	СОБ Е С ЕДОВАНИЕ
	Всего:	60	30	30

Содержание тем курса

Введение

Физика в современном мире. Роль и место физики среди естественных наук. Необходимость формирования естественно-научной картины мира (ЕНКМ) в школьном курсе физики.

Часть I. Фундаментальные теории физики.

1. Основные идеи классической механики Ньютона. Первое «великое объединение». Механическая картина мира.

2. Возникновение статистической механики. Борьба идет вокруг статистического понимания второго закона термодинамики. Энтропия и проблема тепловой Смерти Вселенной.

3. Синтез электродинамики. Второе «великое объединение» в физике. Электродинамическая картина мира

4. Возникновение и развитие теории относительности. Оптика движущихся сред.. Современная корпускулярно-волновая теория света.

5. Современная релятивистская квантовая физика. Некоторые принципиальные вопросы квантовой физики. Квантово-полевая картина мира.

6. Нерешенные проблемы и перспективы развития физики.

7. Современная естественно-научная картина мира.

Часть 2. Анализ содержания, структуры и методики введения основных понятий и законов в разделах:

1. Классическая механика;

2. Молекулярная физика и термодинамика;

3. Электродинамика;

4. Колебание и волны;

5. Оптика;

6. Атомная физика;

7. Ядерная физика;

8. Квантовая физика.

Часть 3.

1. Пути совершенствования преподавания физики в разделах:

классическая механика; молекулярная физика и термодинамика;

электродинамика; колебания и волны; оптика; квантовая физика.

2. Изменение структуры курса физики в связи с введением новых Госстандартов образования и переходом к предпрофильному и профильному обучению.


Вопросы для собеседования к разделам программы

на семинарских занятиях.


Введение.

1. Некоторые утверждают, что наука- это своего рода религия, со своими жрецами и таинствами, доступными лишь небольшому числу избранных - искушенных ученых. Согласны ли Вы с этим мнением? Попробуйте порассуждать на эту тему.
   
2. Обсудите вопрос о том, в чем заключается ограниченные возможности науки и в чем ее сила?
   
3. Обсудите различия между наукой и техникой.
   
4. Говорят, что во многих бедах общества виновна наука. Ученые могут возразить, что их работа имеет чисто интеллектуальный характер, а проблемы создает техника (которая представляет собой практическое применение научных результатов). Обсудите это.
   
5. Покажите необходимость формирования ЕНКМ.
   

Фундаментальные теории.


2.1.

1. Движение - есть результат взаимодействия. Как понимать равенство нулю взаимодействие?
   
2. Справедливо ли утверждение о том, что механическое движение универсально?
   
3. Универсален ли закон всемирного тяготения? Докажите это.
   
4. С точки зрения первого и второго законов Ньютона, рассмотрите движение вашей ноги во время выполнения шага при прогулке.
   
5. Почему при ударе по футбольному мячу вашей ноге бывает больно?
   
6. Согласно третьему закону Ньютона, при перетягивании каната каждая команда действует на соперника с равной силой. Чем же тогда определяется, какая команда победит?
   
7. В большинстве точек на Земле нить отвеса не указывает точное направление к центру Земли. Почему это происходит?
   
8. Обсудите разницу между понятием "ускорение свободного падения" g и напряженностью гравитационного поля G.
   

2.2.

1. Обсудите различия между механической и термодинамической системами.

2. Почему размеры различных молекул не учитываются в газовых законах.

3. Можно ли определить температуру вакуума?

4. Объясните, почему поместив пищу в холодильник, мы замедляем ее порчу?

5. Какое из повседневных наблюдений подсказывает вам, что не все молекулы вещества имеют одинаковые скорости?

6. При комнатной температуре спирт испаряется быстрее воды. Что вы можете сказать по поводу сравнения молекулярных свойств этих веществ?

7. Чем отличаются газ и пар?

8. Почему мы должны дышать? Иными словами, почему наши легкие не могут получать кислород за счет диффузии?

9. Пользуясь распределением скоростей Максвелла, объясните, почему: а) Луна имеет очень незначительную атмосферу; б) водород, если он когда-то и был в атмосфере Земли, все-таки улетучился?
   
10. Во что переходит совершаемая человеком работа, когда он интенсивно сбалтывает банку с апельсиновым соком?
    
11. Если горячее тело нагревает холодное, существует ли между ними поток температуры. Одинаковы ли изменения температуры обоих тел?
    
12. Сварится ли картошка быстрее, если вода будет кипеть более интенсивно?
    
13. Недоношенный ребенок, находясь в кювезе с достаточно теплым воздухом, может тем не менее опасно переохладиться. Объясните.
    
14. Приведите пример системы, которая совершает работу, хотя ее объем при этом не изменяется.
    
15. Теплый воздух поднимается вверх, но на больших высотах над уровнем моря воздух всегда холоден. Объясните.
    
16. Океаны содержат огромное количество тепловой энергии. Почему, вообще говоря, нельзя использовать эту энергию для полезной работы?
    
17. Можно сказать, что полное изменение энтропии в ходе процесса является мерой необратимости этого процесса? Обсудите, почему можно это утверждать, исходя из того, что для обратимого процесса Δ S = 0.
    
18. Если вы собрали много листов бумаги, разбросанных по всему полу, и сложили их в аккуратную стопку, то нарушили ли вы тем самым второе начало термодинамики? Объясните.
    

2. 3.

1. Вы наэлектризовали пластмассовую расческу, потерев ее шелковым шарфом. Как определить, какой заряд у расчески, положительный или отрицательный?
   
2. Математическая запись закона Кулона очень напоминает закон всемирного тяготения Ньютона. В чем различие этих законов? Сравните гравитационную массу и электрический заряд.
   
3. Являются ли электрические силы консервативными? Объясните ответ.
   
4. Объясните различия между ЭДС и разностью потенциалов.
   
5. Может ли резистор обладать ЭДС?
   
6. Как, по-вашему, могли образоваться природные магниты, которые находили в Магнезии?
   
7. Можно ли привести в движение покоящийся электрон с помощью магнитного поля? С помощью электрического поля?
   
8. Можно ли, вводя определение магнитной индукции, выбрать за направление вектора В направление силы, действующей на двигающийся заряд? Объясните.
   
9. Магнитное поле тока в электропроводке квартиры может отклонять стрелку компаса. Обсудите зависимость этого эффекта от силы тока, от того, является ли ток постоянным или переменным, от расстояния до проводов.
   
10. Можно ли отличить индуцированный ток в проводнике от тока, создаваемого каким либо другим источником, например, батареей? Отличается ли ЭДС индукции от ЭДС батареи?
    
11. Почему магнитное поле, обусловленное током смещения в конденсаторе, обнаружить гораздо труднее, чем магнитное поле, обусловленное током проводимости?
    
12. Является ли звук электромагнитной волной? Если нет, то что это за волна?
    
13. Может ли электромагнитная волна распространяться в абсолютном вакууме? А звуковая волна?
    
14. В чем сходство и различие между светом и звуком?
    
15. Загорается ли люстра одновременно с поворотом выключателя? Объясните.
    

2. 4. – 2.7.

1. Как можно решить, является ли данная система отсчета инерциальной?
   
2. Приведите несколько примеров неинерциальных систем отсчета.
   
3. Действительно ли Земля движется вокруг Солнца? Можно ли с тем же основанием утверждать, что Солнце движется вокруг Земли? Рассмотрите эту проблему с точки зрения принципа относительности (утверждающего, что не существует "выделенной" системы отсчета).
   
4. Противоречит ли формула Эйнштейна E=mc² закону сохранения энергии? Объясните.
   
5. Если масса представляет собой один из видов энергии, то означает ли это, что масса сжатой пружины больше массы свободной пружины?
   
6. Правильно ли говорить, что "материя не создается и не уничтожается"? Как следовало бы сформулировать это утверждение?
   
7. Нейтрино - это элементарная частица с нулевой массой покоя, которая движется со скоростью света. Можно ли поймать пролетающий мимо нейтрино?
   
8. Сравните волну материи ψ а) с волной на струне; б) с электромагнитной волной. Отметьте сходства и различия.
   
9. Объясните, в чем теория атома Бора не совместима с квантовой механикой. В частности, обратите внимание на принцип неопределенности.
   
10. Объясните, почему, чем массивнее тело, тем легче предсказать его положение.
    
11. Не возникает ли некие аналогии с принципом неопределенности при опросе общественного мнения: не воздействуем ли мы на общественное мнение, производя опрос?
    
12. В чем ньютоновская механика противоречит квантовой механике?
    
13. Холодный термометр помещен в чашку с горячим бульоном. Будут ли показания термометра совпадать с температурой бульона до измерения?
    
14. Чем отличается строение атома по Бору от строения атома согласно квантовой механике?
    

Перечень рефератов по курсу физики.

1. Вещество. Энергия. Информация.
   
2. Пространство и время.
   
3. Проблема мирового эфира.
   
4. Специальная теория относительности.
   
5. Эволюция представлений о свете. Корпускулярно-волновой дуализм.
   
6. В глубь материи: от атомов к кваркам.
   
7. Суперсила и супергравитация.
   
8. Гравитация и космос.
   
9. Порядок из хаоса. Самоорганизация в сложных открытых неравновесных системах. Синергетика.
   
10. Современная естественно-научная картина мира.
    
11. Современные космологические модели, их обоснование. Проявление в физике и астрономии различных космологических гипотез.
    
12. Физический вакуум. Модель большого взрыва. Расширяющаяся Вселенная.
    
13. От симметрии геометрических форм к симметрии физических законов. Что такое симметрия? Живое и неживое с точки зрения симметрии; проблема возникновения жизни.
    

Литература для самоподготовки.

1. Бабанский Ю.К. Интенсификация прогресса обучения. - М.: Знание, 1997.
   
2. Бернал Д. Наука и история общества. М., 1956г.
   
3. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М., 1995
   
4. Борн М. Физика в жизни моего поколения. М., 1963г.
   
5. Бройль Луи де. Революции в физике. - М., 1962,
   
6. Визгин В. П. Единые теории поля в первой трети XX в. М., «Наука», 1985г.
   
7. Винер Е. Этюды о симметрии. Изд. «Мир», М., 1987г.
   
8. Временный государственные образовательные стандарт. Общее среднее образование. Физика. Базисные уровень. Проект, 2-я редакция / под ред. Ю.И.Дика. М., ИОШ РАО, 1993.
   
9. Временный государственный образовательный стандарт./ Под ред. В.С. Леднева. Педагогическая технология. 1993. №3-4.
   
10. Григорян А. Т. Механика от античности до наших дней. Изд. «Наука», М., 1974г.
    
11. Дэвис П. Суперсила. Изд. «Мир», М., 1989г.
    
12. Дягилев Ф. М. Из истории физики и жизни ее творцов. 1986г.
    
13. Зельдович Я.Б., Хлопов М.Ю. Драма идей в познании природы
    (частицы, поля, заряды), М.,: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.
    
14. Иванов В. Г. Физика и мировоззрение. Л., «Наука», 1975г.
    
15. Идлис. Г. М. Революции в астрономии, физике и космологии. Изд. «Наука», М., 1986г.
    
16. Ильченко В.Р. Перекрестки физики, химии, и биологии; Кн. для учащихся. - М., Просвещение, 1986.
    
17. Каспржак А.Г., Левий М.В. Базисный учебный план и Российское образование в эпоху перемен. - М.: МИРОС, 1994.
    
18. Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: Учебн. для общеобразоват. учреждений. - М.: Дрофа, 2000.
    
19. Касьянов В.А. Физика. 11 кл.: Учебн. для общеобразоват. учреждений. 3-е изд., дораб. - М.: Дрофа, 2003.
    
20. Кудрявцев П. С. История физики. М., «Просвещение», 1974г.
    
21. Купер Л. Физика для всех . Изд. «Мир», М., 1973г.
    
22. Ландау Л. Д., Китайгородский А. И. Физика для всех. М., «Наука», 1974г.
    
23. Лауэр М. История физики. М., Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1965г.
    
24. Липсон Г. Великие эксперименты в физике. М., «Мир», 1972г.
    
25. Луи де Бройль По тропам науки. М., 1962г.
    
26. Научные основы школьного курса физики. / Под ред. С.Я, Шамаша, Э.И. Эвенчик, - М., Педагогика, 1985.
    
27. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. Изд. «Наука», М., 1989г.
    
28. Педагогические технологии: что это такое и как их использовать в школе. Практико-ориентированная монография./ Под ред. Т.И. Шамовой, Т.И. Третьякова. - М. МГПУ, ТИПК, 1994.
    
29. Печенкин А. А. Математическое обоснование в развитии физики. М., «Наука», 1984г.
    
30. Розенталь И. Л. Геометрия, динамика, вселенная. М., «Наука», 1987г.
    
31. Спасский Б. И. История физики. Ч I-II М., «Высшая школа», 1977г.
    
32. Спасский Б.И. Физика и ее развитие: пособие для учащихся, - М. Просвещение, 1979.
    
33. Статьи из периодических изданий.
    
34. Тарасов Л.В. Введение в квантовую оптику. Учебное пособие для вузов - М., Высш. шк., 1987.
    
35. Тарасов Л.В. Мир, построенный на вероятности: Кн. для учащихся М. Просвещение, 1984.
    
36. Тарасов Л.В. Современная физика в средней школе. - М. Просвещение, 1990.
    
37. Тарасов Л.В. Современная физика в средней школе. - М.: Просвещение, 1990.
    
38. Тригг Д. Решающие эксперименты в современной физике. М., «Мир», 1984г.
    
39. Фрумин И. Время найти середину, Обновление учебных планов и программ. Директор школы, 1996, №1.
    
40. Храмов Ю. А. Физики. Биографический справочник. Киев «Наукова думка», 1977г.
    
41. Эйнштейн А. Собр. научн. трудов. - М., 1966, тт. 1-3.
    
42. Эйнштейновский сборник. Изд. «Наука», М., 1976г.
    

Сведения о переутверждении РП на текущий учебный год и регистрация изменений

№ измене- ния	Учебный год	Содержание изменений	Преподаватель – разработчик программы	Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры	Внесенные изменения утверждаю: Декан факультета
				Протокол № “ “ 200 г.	“ “ 200 г.
				Протокол № “ “ 200 г.	“ “ 200 г.
				Протокол № “ “ 200 г.	“ “ 200 г.