Рабочая программа учебной дисциплины «Общая физика» (Бакалавриат)

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Трудоемкость дисциплины
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Требования к результатам освоения учебной дисциплины
4. Структура и содержание дисциплины
Вид учебной работы
Самостоятельная работа студента (СРС) (всего)
СРС в период промежуточной аттестации
Вид промежуточ. аттестации
ИТОГО: Общая трудоемкость
4.2. Содержание учебной дисциплины
4.2.2. Разделы дисциплины, виды учебной деятельности и формы контроля
Заключительная лекция.
Промежуточная аттестация
ИТОГО за семестр
Всего часов
4.3. Самостоятельная работа студента
4.3.2. График работы студента
Форма оценочного средства
5. Образовательные технологии
Компьютерное тестирование
...
Полное содержание
Подобный материал:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

« Воронежский государственный педагогический университет»

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе ______Г.П. Иванова

«___»_______________ 20 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


«Общая физика»


(Бакалавриат)


Направление подготовки: 050100.62 «Педагогическое образование»


Профиль: 050100 Математика


Факультет физико-математический


Кафедра общей физики


Разработчик:

к.ф.м.н., доцент кафедры общей физики В.С. Ерёмин


Трудоемкость дисциплины: 10 зачетных единиц


Количество часов: 72


В т.ч. аудиторных: 36; внеаудиторных 36


Форма отчетности зачет


г. Воронеж – 2011 г.


1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины являются
  • дать целостное начальное представление о содержании, основных понятиях, концепциях и методах современной физической науки;
  • свести разрозненные специфические физические знания в единую, мировоззренческую, по сути, систему;
  • создать у студентов системные представления о роли физической науки в познании материального мира.

В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
  • ОК-1 в части: владеет культурой мышления; способен к обобщению, анализу и восприятию информации.
  • ОК-2 в части: способен анализировать мировоззренческие проблемы
  • ОК-3в части: способен понимать значение культуры как формы человеческого существования.
  • ОК-4 в части: способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной деятельности.
  • ОПК-1 в части: обладает мотивацией к осуществлению профессиональной деятельности.
  • ПК-8 в части: способен разрабатывать культурно-просветительские программы для различных категорий населения.
  • СК-2 в части: способен реализовывать основные методы математических рассуждений на основе общих методов научного исследования и опыта решения учебных и научных проблем, пользоваться языком математики, корректно выражать и аргументировано обосновывать имеющиеся знания;
  • СК-3 в части: способен понимать универсальный характер законов логики математических рассуждений, их применимость в различных областях человеческой деятельности, роль и место математики в системе наук, значение математической науки для решения задач, возникающих в теории и практике, общекультурное значение математики;
  • СК-4 в части: владеет математикой как универсальным языком науки, средством моделирования явлений и процессов, способен пользоваться построением математических моделей для решения практических проблем, понимать принципы экспериментальной и эмпирической проверки научных теорий;


2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО

2.1. Учебная дисциплина «Общая физика» относится к дисциплинам по выбору математического и естественнонаучного цикла профессиональных дисциплин первого года обучения, второй семестр.


2.2. В силу специфики содержания вступительных испытаний на физико-математический факультет ВГПУ, когда «физика» не входит в перечень обязательных к сдаче дисциплин, предполагается, что для изучения учебной дисциплины «Общая физика» необходимы знания, умения и навыки, формируемые школьными программами по математике, обществознанию и русскому языку:

Знания понятий: вектор, скаляр; функциональная зависимость, производная, интеграл; графики и свойства простейших математических функций, включая тригонометрические функции, показательные, логарифмические.

Умения: делать простейшие алгебраические преобразования; работать с векторами и их проекциями, с логарифмами и показательными функциями; делать тригонометрические преобразования; находить производные от простых и сложных функций, от произведения и частного функций; брать простейшие интегралы;

Навыки: исторического взгляда на эволюцию событий; системного мышления.


2.3. Знания, умения и навыки, формируемые учебной дисциплиной «Общая физика», необходимы для последующих за ней учебных дисциплин:
  • «Культурно-просветительская деятельность» цикл профессиональных дисциплин, вариативная часть.

Для этой учебной дисциплины дисциплина «Общая физика» определяет круг фундаментальных физических понятий: материя, пространство и время, движение, взаимодействие, характер причинно-следственных связей, на раскрытии сути которых во многом строится культурно-просветительская деятельность учителя математики;
  • «История науки», цикл профессиональных дисциплин, вариативная часть.

Для этой учебной дисциплины дисциплина «Общая физика» определяет круг фундаментальных физических понятий: материя, пространство и время, движение, взаимодействие, характер причинно-следственных связей, на раскрытии сути которых, собственно, и построено содержание учебной дисциплины «История науки».
  • «Естественнонаучная картина мира», цикл профессиональных дисциплин по выбору.

Для этой учебной дисциплины дисциплина «Общая физика» определяет круг фундаментальных физических понятий: материя, пространство и время, движение, взаимодействие, характер причинно-следственных связей, на раскрытии сути которых, собственно, и построено содержание учебной дисциплины «Естественнонаучная картина мира»


  1. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


Изучение данной учебной дисциплины направлено на формирование у обучающихся

следующих общекультурных (ОК) и профессиональных (ПК, СПК) компетенций:



п/п

Номер/

индекс

компетенции

Содержание компетенции

(или ее части)

В результате изучения учебной дисциплины обучающиеся должны:

Знать

Уметь

Владеть

1

ОК-1

В части: владеет культурой мышления; способен к обобщению, анализу и восприятию информации.

Предметную область физики как элемент общей культуры человека.

Пользоваться понятием «симметрия» как инструментом для обобщения и анализа информации

Навыками системного восприятия учебной информации.


ОК-2

В части: способен анализировать мировоззренческие проблемы

Содержание мировоззренческих проблем, стоящих перед физической наукой

Критически воспринимать информацию мировоззренческого содержания.

Навыками селекции научной информации от псевдонаучной.


ОК-3

В части: способен понимать значение культуры как формы человеческого существования.

Сущностные признаки культуры человека.

Встраивать научные знания в систему общекультурных.

Навыками общения с явлениями материального мира с общекультурных позиций.


ОК-4

В части: способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной деятельности.

Перечень фундаментальных понятий естественнонаучной картины мира.

Встраивать знания о сущностях основных понятий научной картины мира в свой образовательный процесс.

Навыками системного мировосприятия.


ОК-6

Способен логически верно строить устную и письменную речь.

Правила грамотного построения устной и письменной речи.

Выстраивать доказательный ряд изложения своих знаний.

Навыками логически выверять свои выступления на практике.


ОПК-1

В части: обладает мотивацией к осуществлению профессиональной деятельности.

Место и роль физических симметрий в содержании своей будущей профессиональной деятельности.

Выстраивать содержание будущей профессиональной деятельности на фундаментальных симметриях материального мира.

Навыками построения физических знаний от фундаментальных понятий физики.


ПК-8

В части: способен разрабатывать культурно-просветительские программы для различных категорий населения.

Место и роль фундаментальных симметрий материального мира в культурно-просветительской деятельности.

Выстраивать культурно-просветительскую деятельность на основе базовых понятий физической науки.

Навыками находить связи, аналогии между фундаментальными симметриями материального мира и жизни человека.


СК-2


в части: способен реализовывать основные методы математических рассуждений на основе общих методов научного исследования и опыта решения учебных и научных проблем, пользоваться языком математики, корректно выражать и аргументировано обосновывать имеющиеся знания;

Переводить текстовые задачи физики на язык математики.

Вводить системы параметров и находить между ними рациональные математические связи для описания состояния физических систем.

математическими методами решения уравнений состояний материальных систем.


СК-3

в части: способен понимать универсальный характер законов логики математических рассуждений, их применимость в различных областях человеческой деятельности, роль и место математики в системе наук, значение математической науки для решения задач, возникающих в теории и практике, общекультурное значение математики;


Место и роль математики в системе физических знаний.

Вычленять из многообразия математических моделей описания материального мира наиболее рациональные с точки зрения математических методов описания событий материального мира.

Математических исследований мировоззренческих проблем современности.


СК-4

в части: владеет математикой как универсальным языком науки, средством моделирования явлений и процессов, способен пользоваться построением математических моделей для решения практических проблем, понимать принципы экспериментальной и эмпирической проверки научных теорий;

Место и роль математики в формировании научных знаний.

пользоваться построением математических моделей для решения проблем естественных наук. принципами экспериментальной и эмпирической проверки научных теорий;

Применения математического языка в научных дискуссиях об основных мировоззренческих проблемах современности.



4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


4.1. ОБЪЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

1







часов

часов

часов

часов

Аудиторные занятия (всего)

36













В том числе:

-

-

-

-

-

Лекции (Л)

18













Практические занятия (ПЗ), Семинары (С)

-













Лабораторные работы (ЛР)

18













Самостоятельная работа студента (СРС) (всего)

36













В том числе:

-

-

-

-

-

Обработка результатов ЛР и подготовка ЛР к защите.

22













Подготовка к компьютерному тестированию

8













СРС в период промежуточной аттестации

6































Вид промежуточ. аттестации

зачет (З)

+













экзамен (Э)

-



















ИТОГО: Общая трудоемкость

Часов

72













зач. ед.

2















4.2. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


4.2.1. Содержание разделов учебной дисциплины


Общая физика.


Введение. Предмет и методология современной физической науки.

Лекция 1. Вселенная как объективное понятие. Физика как наука. Предмет физики. Цели и задачи физической науки. Материя и ее фундаментальные формы. Иерархия вещества во Вселенной. Фундаментальные взаимодействия, их характеристика и частные проявления. Материальная система. Состояние материальной системы, её движение. Формы движения. Движение как форма существования материи.

Тема I. Начала классической физики.

Лекция 2. Базовые понятия физической науки.

Симметрия. Виды симметрий: геометрические, динамические, нарушенные. Функция симметрий. Импульс, закон сохранения импульса. Энергия. Работа. Качество энергии. Трансформации энергии. Закон сохранения энергии.

Лекция 3. Базовые концепции классической физики и ее основные симметрии. Концепция атомов. Концепция абсолютного пространства и времени. Принцип инерции Галилея. Решение проблемы движения Ньютоном. Инерциальные системы и принцип относительности Галилея. Механистическая картин мира и её симметрии. Концепция дальнодействия. Основы классической теории гравитации и электродинамики. Электромагнитная картина мира. Концепция механистического детерминизма.

Лекция 4. Основные положения МКТ и термодинамики и несостоятельность механистического детерминизма.

Спецификация молекулярно-атомных систем: размер атомов, их масса, число. Микро- и макросостояния. Основная задача МКТ молекулярно-атомных систем. Математический аппарат МКТ: распределение признака, среднее, отклонение от среднего (флуктуация). Макропараметры как средние значения. Вероятностный характер описания микросостояния. Распределение Максвелла.

Абсолютная температура, ее термодинамический и статистический смысл. Энтропия как мера упорядоченности молекулярно-атомной системы. Первое и второе начала термодинамики; их феноменология.

Тема II. Основные концепции современной физики.

Лекция 5. Выдающиеся открытия конца XIX-го и начала XX-го веков. Опыт Майкельсона-Морли. Открытие сложного строения атома. Открытие естественной радиоактивности. Открытие рентгеновского излучения. Открытие электрона. Внешний фотоэффект. Давление света. Открытие Хаббла.

Лекция 6. Концепция относительности и физика пространства-времени. Симметрии пространства-времени: динамические и нарушенные; следствия из них: необратимость времени, гравитация как искривление пространства-времени.

Лекция 7. Концепция квантованности действия. Действие. Равновесное тепловое излучение и континуальность действия. Квант действия, дискретность энергии излучения. Дискретность состояний материальной системы и строение атома.

Лекция 8. Концепция дополнительности. Соотношение неопределённостей Гейзенберга. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Квантово-механические принципы природы. Физическая природа волн де Бройля.

Заключение. Единство и разнообразие материального мира.

Лекция 9. Единство Вселенной. Иерархия материи и фундаментальные взаимодействия. Поиск единства фундаментальных сил природы. Типы фундаментальных


4.2.2. Разделы дисциплины, виды учебной деятельности и формы контроля


п/п

Наименование раздела учебной дисциплины

Виды учебной деятельности, включая самостоятельную работу студентов

(в часах)

Формы текущего контроля успев-ти (по неделям семестра)

Л

ЛР

ПЗ

СРС

всего


Введение. Предмет и методология современной физической науки.

2

2

-

4

8

Защита ЛР

(2)


Тема I. Начала классической физики.

6

8

-

8

22

Защита ЛР (4, 6,8,10)


Тема II. Основные концепции современной физики.


8

8

-

16

32

Защита ЛР (12,14)

Компьютерное тестирование (16)


Заключительная лекция.

2

-

-

2

4

Защита ЛР (18)


Промежуточная аттестация

-




-

6

6

зачёт


ИТОГО за семестр

18

18




36

72







п/п

Наименование раздела учебной дисциплины

Наименование лабораторных работ

Всего часов


Введение. Предмет и методология современной физической науки.

1. Общие представления о физических измерениях.

2


Тема I. Начала классической физики.

1. Изучение законов кинематики механического движения.

2. Определение ускорения свободного падения.

3. Исследование законов сохранения в механике.

5.. Исследование броуновского движения.

6. Определение механического эквивалента теплоты.

7. Измерение электрических величин с помощью цифрового мультиметра.

8


Тема II. Основные концепции современной физики.


1. Изучение осциллографа.

2. Исследование интерференции колебаний с помощью фигур Лиссажу.

3. Измерения показателя преломления света прозрачными средами.

4. Определение длины волны света с помощью дифракционной решётки.

5. Измерение работы выхода электрона в условиях внешнего фотоэффекта.

6. Исследование спектров излучения разреженных газов.

8




ИТОГО:




18



4.3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА

4.3.1. Виды СРС

п/п

Наименование раздела учебной дисциплины

Виды СРС

Всего часов


Введение. Предмет и методология современной физической науки.

1. Математическая обработка результатов измерений, подготовка отчёта о выполнении лабораторной работы.

4


Тема I. Начала классической физики.

1. Математическая обработка результатов измерений, подготовка отчёта о выполнении лабораторных работ.

8


Тема II. Основные концепции современной физики.


1. Математическая обработка результатов измерений, подготовка отчёта о выполнении лабораторных работ.

2. Повторение и обобщение учебного материала к итоговому компьютерному тестированию.

16


Заключительная лекция.

1. Математическая обработка результатов измерений, подготовка отчёта о выполнении лабораторных работ.

2. Написание самоанализа учебной работы по предмету.

2


Промежуточная аттестация

1. Подготовка и сдача зачёта по предмету

6

ИТОГО часов в семестре:

36



4.3.2. График работы студента


Семестр № _1_


Форма оценочного средства

Условное обозначение

Номер недели

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Доклад на семинаре.

Д




*




*




*




*




*




*




*










*

Тестирование компьютерное

ТСк














































*









5. Образовательные технологии


75% - интерактивных занятий от объема аудиторных занятий


п/п

Виды учебной работы

Образовательные технологии


Лекция

проблемная, визуализация через компьютерные презентации, в режиме диалога (40%)


Лабораторная работа

Деятельностный подход к решению экспериментальных задач, к формулированию актуальности, цели, постановки задачи и выводов.(100%)


Компьютерное тестирование

Традиционная форма


Педагогическая рефлексия

Эссе в заданном формате.



6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


6.1. Виды контроля и аттестации, формы оценочных средств


п/п

Виды контроля и аттест.

(ВК, ТАт, ПрАт)*

Наименование раздела учебной дисциплины (модуля)

Оценочные средства

Форма

Кол-во вопросов в задании

Кол-во независимых вариантов


ТАт

Введение. Предмет и методология современной физической науки.

Защита ЛР

от 3 до 7








Тема I. Начала классической физики.

Защита ЛР

от 3 до 7








Тема II. Основные концепции современной физики.

1.Защита ЛР

2. Компьютерное тестирование

от 3 до 7

32


20






Заключительная лекция.

1.Защита ЛР


от 3 до 7





ПРат

По всей учебной дисциплине

зачёт

2

20



  1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Основная литература

п/п

Наименование

Автор(ы)

Год и место издан.

Используется при изучении разделов

Семестр

Количество экземпляров

в б-ке

на каф.

1

2

3

4

5

6

7

8


Основные концепции современной физики

А.А. Баранников,

А.В. Фирсов

2009 г., Москва, «Высшая школа»

350с.

Введение; Тема I;

Тема II;

Заключение


1








Курс общей физики. Кн.1: Механика : Учеб. пособие для студ. высш. технич. учеб. заведений


И.В. Савельев

2001г.Москва Астрель; АСТ. 336 с.

Введение; Тема I;

Тема II;

Заключение



1








Курс общей физики. Кн.2: Электричество и магнетизм: Учеб. пособие для студ. высш. технич. учеб. заведений


И.В. Савельев

2001г.Москва Астрель; АСТ. 336 с.



Тема I;

Тема II;




1








Курс общей физики. Кн.3: Молекулярная физика и термодинамика: Учеб. пособие для студ. высш. технич. учеб. заведений

И.В. Савельев

2001г.Москва Астрель; АСТ. 208 с.



Тема I;

Тема II;




1








И.В. Савельев Курс общей физики. Кн.4: Волны и оптика: Учеб. пособие для студ. высш. технич. учеб. заведений.

И.В. Савельев

2001г.Москва Астрель; АСТ. 256 с



Тема I;

Тема II;




1








Курс общей физики. Кн.5: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твёрдого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц: Учеб. пособие для студ. высш. технич. учеб. заведений.

И.В. Савельев

2001г.Москва Астрель; АСТ. 368 с.

Введение; Тема I;

Тема II;

Заключение


1








Физика макросистем: Основные законы. Учеб. пособие для вузов.

И.Е. Иродов

2001г.Москва Лаборатория базовых знаний,. 200 с.

Введение; Тема I;

Тема II;

Заключение


1








Механика: Основные законы. Учеб. пособие для вузов.  М.: Лаборатория базовых знаний.


И.Е. Иродов

2001г.Москва Лаборатория базовых знаний,. 320 с.

Тема I;

Тема II;












Волновые процессы: Основные законы. Учеб. пособие для вузов.  М.: Лаборатория базовых знаний.


И.Е. Иродов

2001г.Москва Лаборатория базовых знаний,. 256 с.

Тема I;

Тема II;



1








Квантовая физика: Основные законы. Учеб. пособие для вузов.


И.Е. Иродов

2001г.Москва Лаборатория базовых знаний,. 272 с.

Введение; Тема I;

Тема II;

Заключение



1








Электромагнетизм: Основные законы. Учеб. пособие для вузов.


И.Е. Иродов

2001г.Москва Лаборатория базовых знаний,. 352 с.

Тема I;

Тема II;




1










7.2. Дополнительная литература

п/п

Наименование

Автор(ы)

Год и место издан.

Используется при изучении разделов

Семестр

Количество экземпляров

в биб-ке

на каф.

1

2

3

4

5

6

7

8


Концепции современного естествознания

В.В. Свиридов

2005 г.,

СПб,

Питер

349 с

Введение; Тема I;

Тема II;

Заключение


1


20





Концепции современного естествознания. – 2-е изд..


Суханов А.Д., Голубева О.Н.

2004 г. Москва Дрофа,. 256 с

Введение; Тема I;

Тема II;

Заключение


1






1

  1. Соросовский образовательный журнал,







1999 — 2003.

Введение; Тема I;

Тема II;

Заключение


1




1


Первые три минуты: современный взгляд на происхождение Вселенной. — Ижевск: РХД, 2000. — 272 с.

Вайнберг С.

2000 г. Ижевск: РХД,. — 272 с.

Введение; Тема II;

Заключение


1




1


Очарование физики. — Ижевск: РХД, 2002. — 336 с.


Глэшоу Ш.Л.

2002 г. Ижевск: РХД,. 336 с.

Введение; Тема II;

Заключение


1




1


Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории.


Грин Б.

2004— М.: Едиториал УРСС,. — 288 с.

Введение; Тема II;

Заключение


1




1


Структура реальности..

Дойч Д.

2001— Ижевск: РХД, — 400 с

Введение;

Тема I

Тема II;

Заключение


1




1


Синергетика и прогнозы будущего.


Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г.

2001. – М.: Эдиториал УРСС,– 288 с.

Введение;

Тема II;

Заключение


1




1


Математика. Утрата определенности.

Клайн М.

1984— М.: Мир,. — 423 с

Введение;

Тема I

Тема II;

Заключение


1




1


Элементарные частицы. Диалог физика и математика.


Кобзарев И.Ю., Манин Ю.И.

1997— М.: Фазис,. — 208 с.

Тема II;

Заключение


1




1


Эволюция картины мира.


Кузнецов Б.Г.

1961– М.: Изд. АН СССР,. — 352 с.

Введение;

Тема I

Тема II;

Заключение


1




1


Расставание с простотой.


Моисеев Н.Н.

1998. – М.: Аграф, — 480 с.

Заключение


1




1


Универсум. Информация. Общество


Моисеев Н.Н.

2001. — М.: Устойчивый мир. — 200 с.

Заключение


1




1



7.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

8.1. Требования к аудиториям (помещениям, местам) для проведения занятий:

Лекция и семинарские занятия: интерактивная доска, видео проектор, компьютер.

Тестирование: компьютерный класс.


8.2. Требования к оборудованию рабочих мест преподавателя и обучающихся:

Ноутбук, видеопроектор, программные средства: MS Office,Flash,MatCad,


8.3. Требования к специализированному оборудованию:

(Технологическое оборудование, лабораторные установки (стенды), мультимедийные средства, полигоны, бизнес-инкубаторы и др.)