Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7

М2.Р4. «решение задач повышенной трудности»

1. Цели и задачи освоения дисциплины.

Цель: формирование общекультурных и специальных компетенций будущего педагога на основе освоения методов решения физических задач.

Задачи:

- раскрыть содержание основных физических законов на примере решения задач повышенной трудности;

- раскрыть некоторые нестандартные приемы из математического аппарата, применяемого для решения задач повышенной сложности.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Цикл – профессиональный

Часть учебного плана – вариативная

Опирается на следующие дисциплины, освоенные ранее: «Теоретическая физика».

Является основой для подготовки к итоговой государственной аттестации и обучения в аспирантуре.

3. Требования к результатам освоение дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО и ООП):

- готовность использовать знание современных проблем науки и образования при решении образовательных и профессиональных задач (ОК-2):

- готовность использовать научные основы физики в своей профессиональной деятельности (СК-3);

- готовность формировать представления о роли и месте науки физики в современном мире (СК-4);

- готовность формировать основы научного мировоззрения при обучении физике (СК-5)

В результате изучения студент должен:

знать:

- алгоритмический подход к решению задач по основным разделам курса физики;

- методы решения физических задач повышенной трудности;

уметь:

- применять знания математики и физики к решению математических и физических задач;

- использовать математический аппарат при выводе следствий физических законов и теорий;

- планировать и выполнять теоретическое исследование физических явлений;

владеть:

- математическими методами исследования теоретических и экспериментальных задач.

4. Общая трудоемкость дисциплины и ее распределение:

количество зачетных единиц – 4

общая трудоемкость курса в часах – 144 ч (в т.ч. аудиторных часов – 36 ч, СРС – 54 ч)

распределение по семестрам – 3, 4 семестр

форма и место отчетности – экзамен в 3 семестре, оценка без экзамена в 4 семестре.

5. Краткое содержание дисциплины:

Алгоритмический подход к решению физических задач по основным разделам курса физики. Динамический и энергетический методы нахождения периода колебаний механической системы. Метод электрических изображений для расчета электростатических полей. Графических анализ формул тонкой линзы и сферического зеркала. Задачи областных олимпиад школьников по физике. Задачи российских (окружной и заключительный этапы) олимпиад школьников по физике. Задачи московских физических олимпиад школьников. Задачи международных физических олимпиад.

6. Разработчик:

Глазов Сергей Юрьевич, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра общей физики, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет»

Эксперт:

Крючков С.В., доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой общей физики, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет»

М2.Р.5 «МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ»

Цели и задачи освоения дисциплины.

Цели:

- изучение основных подходов к анализу нелинейных систем различной природы;

- изучение поведения систем с динамическим хаосом, причины его возникновения, сценарии перехода к хаосу;

- рассмотреть основные математические модели нелинейных систем механики, физики, биологии, активных сред, химической кинетики, нейронных сетей, клеточных автоматов;

- рассмотреть такие важные для компьютеpного экспеpимента пpоблемы, как моделиpование систем вблизи точки фазового пеpехода, конечномеpное масштабиpование, опpеделение кpитических показателей.

Задачи:

- научиться выявлять и понимать закономерности явлений в естествознании с помощью математических моделей;

- освоить приемы разработки, совершенствования и реализации на ЭВМ математических моделей.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл – профессионального цикла

Часть учебного плана – вариативная часть

Опирается на следующие дисциплины, освоенные ранее: «Теоретическая физика», «Астрономия».

Является основой для подготовки к итоговой государственной аттестации и обучения в аспирантуре.

3. Требования к результатам освоение дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО и ООП):

- готовность использовать знание современных проблем науки и образования при решении образовательных и профессиональных задач (ОК-2):

- готовность использовать научные основы физики в своей профессиональной деятельности (СК-3);

- готовность формировать представления о роли и месте науки физики в современном мире (СК-4);

- готовность формировать основы научного мировоззрения при обучении физике (СК-5).

В результате изучения студент должен

знать:

- основные подходы к изучению нелинейных систем - приближенные количественные методы (малого параметра, линеаризации, усреднения), качественные методы (классификации особых точек, методы фазовых портретов, методы теории катастроф).

- описания систем с динамическим хаосом, причины его возникновения, сценарии перехода к хаосу;

уметь:

- моделиpовать системы вблизи критической точки, опpеделять кpитические показатели;

- составлять компьютерные программы, предназначенные для численного анализа практических задач;

- представлять физические особенности решаемой задачи, интерпретировать результаты моделирования;

владеть:

- приемами математического моделирования нелинейных систем механики, физики, биологии, активных сред, химической кинетики, нейронных сетей, клеточных автоматов.

4. Общая трудоемкость дисциплины и ее распределение

количество зачетных единиц – 4

общая трудоемкость курса в часах – 144 ч (в т.ч. аудиторных часов – 42 ч, СРС – 102 ч)

распределение по семестрам – 3, 4

форма и место отчетности – зачеты в 3 семестре и 4 семестре – оценка без экзамена

5. Краткое содержание дисциплины

1.Компьютерное моделирование. Построение математической модели физического явления. Соответствие математической модели изучаемому объекту. Развитие и уточнение математической модели на примере задачи баллистики.

2.Численный анализ динамических задач. Простые методы численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений (методы Эйлера, Рунге - Кутты). Точность и устойчивость этих методов. Табличное и графическое представление решения задачи. Использование графических средств алгоритмического языка высокого уровня Паскаль для моделирования движения планет. Проверка законов Кеплера. Влияние возмущений.

3.Моделирование колебательных процессов. Поведение линейных и нелинейных колебательных систем механики и электроники. Затухающие колебания. Системы с хаотическими колебаниями.

4.Особенности движения в быстроосциллирующем поле. Маятник Капицы. Использование фазовых диаграмм для исследования движения. Сечение и отображение Пуанкаре на сечении. Смена колебательных режимов при плавном изменении параметров системы. Бифуркация.

5.Периодические решения, бифуркация, предельные циклы, странные аттракторы. Особенности физических явлений, описываемых уравнениями Дуффинга и Ван -дер Поля. Логистическое уравнение и открытие Фейгенбаума. Методы численного решения дифференциальных уравнений с автоматическим управлением длиной шага.

6.Моделирование явления самоорганизации. Реакция Белоусова - Жаботинского. Брюсселятор. Модель Лоренца и ее физический прототип – задача о термоконвекции Рэлея – Бенара. Финитность движения, неподвижные точки и условия их устойчивости. Очертания странного аттрактора и его структура. Структуры простых систем.

7.Моделирование волновых явлений. Связанные осцилляторы. Нелинейные волны (кноидальные волны, солитоны, бризеры). Разностные методы решения волновых уравнений.

8.Эволюция параметров нелинейных уединенных волн под действием возмущения. Качественные методы исследования возмущенных систем. Переходы порядок-хаос и хаос-порядок, самоорганизация, подавление хаоса, механизм образования пространственно временного порядка. Самоорганизация в волновых процессах.

9.Моделирование фрактальных объектов. Определение фрактальной размерности. Размерность самоподобия и емкость. Связь фрактальной размерности с показателями Ляпунова. Канторово множество и фракталы. Определение фрактальной размерности по сигналу, размерность вложения. Исследоввание фрактальных кластеров. Преобразование Мандельброта и задача о протекании на двумерной квадратной решетке.

10.Моделирование статических полей зарядов и токов. Методы решения уравнений Лапласа и Пуассона.

11.Моделирование процессов рассеяния частиц в центральном поле. Основные методы численного интегрирования.

12.Исследование квантовых систем на компьютере. Решение стационарного уравнения Шредингера. Задача квантовомеханического туннелирования.

13. Моделирование поведения квантовых систем, описываемых нестационарным уравнением Шредингера. Вариационные методы Монте - Карло для квантовомеханических систем.

14.Численное исследование поведения систем многих частиц. Эволюция макроскопических величин. Явление переноса.

15.Моделирование канонического ансамбля. Модель Изинга. Моделирование классических жидкостей. Моделирование фазовых переходов.

16.Исследование некоторых астрофизических объектов. Структура белых карликов.

Перколяция и галактики. Восстановление параметров орбиты тесных двойных звездных систем по диаграмме светимости.

6. Разработчик:

Сыродоев Г.А., к.ф.-м.н., доц., ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет» кафедра общей физики

Эксперты:

Крючков С.В., доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой общей физики, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет»

Завьялов Д.В., канд. физико-математических наук, доцент общей физики, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет»

М2.В1.1. «ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

В ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ»

1. Цели и задачи дисциплины.

Цель: формирование у магистрантов специальной компетентности по созданию собственных и эффективному использованию существующих электронных образовательных ресурсов в профессиональной деятельности.

Задачи:

- сформировать основные знания об электронных образовательных ресурсах;

- сформировать умения проектировать и создавать собственные электронные образовательные ресурсы;

- показать методические особенности использования электронных образовательных ресурсов на уроках физики.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл – профессиональный цикл

Часть учебного плана – вариативная часть (дисциплины по выбору)

Опирается на следующие дисциплины, освоенные ранее: «Инновационные процессы в образовании», «Информационные технологии в профессиональной деятельности»

Является основой для освоения дисциплин: «Теория и методика обучения физике»

3. Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО и ООП):

- способность формировать ресурсно-информационные базы для решения профессиональных задач (ОК-4);

- способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе, в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-5);

- готовность использовать современные технологии диагностики и оценивания качества образовательного процесса (ПК-2);

- готовность к разработке и реализации методических моделей, методик, технологий и приемов обучения, к анализу результатов процесса их использования в образовательных заведениях различных типов (ПК-8);

- способность к использованию современных информационных и коммуникационных технологий для создания и применения электронных образовательных ресурсов в научно-методической и управленческой деятельности в образовании (СК-1);

- готовность к анализу и проведению квалифицированной экспертной оценки качества электронных образовательных ресурсов и программно-технологического обеспечения в научно-методической и управленческой деятельности в образовании (СК-2).

В результате изучения студент должен:

знать:

- основные виды электронных образовательных ресурсов, их характеристики и функции;

- требования, предъявляемые к электронным образовательным ресурсам различного вида (к содержанию, структуре, дизайну, техническому исполнению) и критерии их оценки;

- основные средства разработки электронных образовательных ресурсов;

- методические особенности использования электронных образовательных ресурсов на различных типах уроков;

уметь:

- проектировать содержание учебного материала с учетом требований, учебных планов и учебных программ при создании собственных электронных образовательных ресурсов;

- структурировать учебный материал и выбирать наиболее эффективную форму его визуализации;

- проектировать и создавать собственные электронные образовательные ресурсы, используя различные программные средства;

- оценивать и адаптировать существующие электронные образовательные ресурсы к своей методической системе;

- аргументировать целесообразность разработки и использования электронных образовательных ресурсов;

- использовать в образовательном процессе разнообразные электронные ресурсы;

владеть:

- способами ориентации в профессиональных источниках информации (журналы, сайты, образовательные порталы и т.д.);

- различными средствами создания собственных и эффективному использованию существующих электронных образовательных ресурсов в профессиональной педагогической деятельности.

4. Общая трудоемкость дисциплины и её распределение:

количество зачетных единиц – 4

общая трудоемкость курса в часах – 144 ч (в т.ч. аудиторных часов – 20 ч, СРС – 124 ч)

распределение по семестрам: 3

форма и место отчетности – зачет (3 семестр)

5. Краткое содержание дисциплины

Виды ЭОР, их характеристики, функции. Критерии оценки ЭОР. Классификация ЭОР. Дидактический потенциал ЭОР. Функциональные особенности ЭОР различных видов.

Теоретические основы и принципы создания электронных учебников (ЭУ) (электронные пособия, электронные курсы, электронные лекции и т.д.). Методические аспекты использования электронных учебников в учебном процессе.

Электронные наглядные средства обучения. Виды наглядности и требования к визуализации учебной информации. Теоретические основы и принципы создания учебных компьютерных презентаций. Теоретические основы и принципы визуализации учебной информации средствами интерактивной доски. Методические аспекты использования электронных наглядных средств обучения.

Виды инструментальных программ и их классификации. Виртуальные физические лаборатории. Методические особенности использования виртуальных лабораторий и интегральных сред.

Виды тренажеров и их функции. Дидактические требования к тренажерам как средству обучения. Методические особенности создания и использования электронных тренажеров.

Виды тестовых оболочек. Требования к тестовым оболочкам. Теоретические основы и принципы создания тестов. Методические особенности использования тестового контроля. Системы автоматизированного оперативного контроля знаний. Их дидактический потенциал. Требования к отбору содержания при использовании автоматизированного контроля знаний.

Справочные ЭОР. Электронные энциклопедии, электронные справочники, электронные словари, электронные библиотеки и т.д. Виртуальные библиотеки и энциклопедии. Дидактический потенциал данных ресурсов.

Методические рекомендации по организации самостоятельной работы с ЭОР учащихся на разных этапах процесса обучения и во внеучебное время.

6. Разработчики:

Бобровская Людмила Николаевна, к.п.н., доцент, кафедра методики преподавания физики и информатики, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет»;

Борисова Н.В., канд. пед. наук, доцент, кафедра теории и методики обучения физике и информатике, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет».

Эксперт:

Данильчук Е.В., док. пед. наук, профессор, кафедра теории и методики обучения физике и информатике, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет»;

М2.В1.2 «ДИСТАНЦИОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ»

1. Цели и задачи освоения дисциплины.

Цель: формирование у будущего магистра целостного представления о возможностях ДОТ, их видах и методах использования в обучении физике.

Задачи:

- рассмотреть виды ДОТ и особенности их использования;

- провести сравнительный анализ возможностей современных систем управления обучением на основе дистанционной интернет-технологии;

- изучить способы использования инструментария систем управления обучением на уроках физики.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл – М2 (профессиональный цикл).

Часть учебного плана – В1.2 (дисциплины по выбору).

Опирается на следующие дисциплины, освоенные ранее: «Информационные технологии в профессиональной деятельности».

Является основой для освоения дисциплин: «Интерактивные технологии в обучении физике»

3. Требования к результатам освоение дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО и ООП):

- способность формировать ресурсно-информационные базы для решения профессиональных задач (ОК-4);

- готовность к осуществлению педагогического проектирования образовательной среды, образовательных программ и индивидуальных образовательных маршрутов (ПК-14);

- способность проектировать формы и методы контроля качества образования, а также различные виды контрольно-измерительных материалов, в том числе, на основе информационных технологий и на основе применения зарубежного опыта (ПК-15);

- готовность проектировать новое учебное содержание, технологии и конкретные методики обучения (ПК-16);

- способность к использованию современных информационных и коммуникационных технологий для создания и применения электронных образовательных ресурсов в научно-методической и управленческой деятельности в образовании (СК-1);

В результате изучения студент должен

знать:

- виды дистанционных образовательных технологий;

- способы использования дистанционных образовательных технологий в учебном процессе;

уметь:

- разработать учебный курс с использованием дистанционной Интернет-технологии;

- использовать различные формы представления информации в дистанционному учебном курсе;

владеть:

- подходами к организации деятельности учащихся в дистанционном учебном курсе при обучении физике;

- способами стимулирования мотивации учащихся к обучению при использовании ДОТ.

4. Общая трудоемкость дисциплины и ее распределение

количество зачетных единиц – 4.

общая трудоемкость курса в часах – 144 ч (в т.ч. аудиторных часов – 20 ч, СРС – 124 ч).

распределение по семестрам – 3.

форма и место отчетности – зачёт в 3 семестре.

5. Краткое содержание дисциплины

Раздел 1 Виды ДОТ. Кейсовая технология. Телекоммуникационная технология. Интернет-технология. Средства реализации обучения с использованием ДОТ. Обзор систем управления обучением. Видеоконференции.

Раздел 2 Система управления обучением Moodle. Установка и настройка. Создание шаблона учебного курса. Новостной форум. Календарь. Запись студентов на курс. Создание групп. Ресурсы учебного курса. Веб-страница и ссылка на файл. Другие виды ресурсов (пояснение, текстовая страница, ссылка на каталог). Элементы учебного курса. Форум. Чат. Тест. Задание. Опрос. Лекция. Глоссарий. Семинар. Рабочая тетрадь. База данных. Настройка учётной записи пользователя. Блоги. Обмен сообщениями. Оценки. Шкалы. Создание резервной копии курса. Копирование курсов. Очистка курса. Виды учебных курсов.

Раздел 3 Методика построения учебных курсов в системе управления обучением Moodle. Структура учебного курса. Выбор и планирование структуры, видов учебной деятельности студентов и последовательности их выполнения. Инструменты и методы организации различных видов учебной деятельности учащихся и научно-исследовательской работы. Реализация специфики обучения физике посредством ДОТ.

6. Разработчик:

Ребро В.В., канд. пед. наук, доцент каф. теории и методики обучения физике и информатике, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет»

Эксперты:

Данильчук Е.В., док. пед. наук, профессор, кафедра теории и методики обучения физике и информатике, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет»;

Борисова Н.В., канд. пед. наук, доцент, кафедра теории и методики обучения физике и информатике, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный педагогический университет».

Blog

Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки

Содержание