Основы термодинамики и статистической физики.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Объединение по интересам «Юный физик» организуется с целью обеспечение условий для обучения, воспитания и развития учащихся средствами моделирования при решении физико-технических задач.

Задачи:

- развивать мотивацию учащихся к познанию творчества;

- удовлетворять образовательные потребности учащихся в сфере физико-технического творчества, изобретательства и рационализаторства, информационных технологий;

- формировать политехническое мировоззрение и пространственное мышление, ценности научно-исследовательской, инженерно-конструкторской и проектной деятельности;

- профессионально ориентировать учащихся на технические специальности;

- укреплять физическое и нравственное здоровье учащихся;

- формировать культуру использования свободного времени учащихся.

Направление и вид деятельности по реализации программы физико-технического профиля: техническое моделирование; моделирование аналогов реально существующих технических устройств, приборов, оборудования, воспроизводящих или имитирующих их строение и действие, решение физических задач.

Учебно-тематический план раскрывает последовательность освоения содержания разделов, тем изучаемой образовательной области учебного предмета, учебной дисциплины; определяет количество часов на каждую из них и соотношение учебного времени, отводимого на теоретические и практические занятия.

Программа рассчитана на 1 год обучения. Занятия проводятся с учащимися 15-17 лет 2 раза в неделю по 3 часа и 2 часа в неделю в форме дистанционного обучения. Продолжительность учебного часа – 45 минут.

Форма обучения: групповая.

Методы обучения: объяснительно–иллюстративный, репродуктивный, эвристический, метод проблемного обучения.

Время, отведенное на изучение образовательных областей, тем, учебных предметов, учебных дисциплин определяется в соответствии с уровнями их изучения, сроками и формами получения образования, возрастом учащихся, ресурсным обеспечением.

 

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№ п/п	Тема	Количество часов
всего	теория	практика
1.	Вводное занятие
2.	Общие вопросы
3.	Механика
4.	Основы термодинамики и статистической физики
5.	Электродинамика
6.	Итоговое занятие
Итого

 

СОДЕРЖАНИЕ

Вводное занятие.

Ознакомление учащихся с содержанием занятий в объединении. Техника безопасности и правила поведения на занятиях.

2. Общие вопросы.

Тема 1. Классификация задач по физике.

Понятие «учебная задача» в методике преподавания физики, её специфика и структурные характеристики. Место задач в структуре физических знаний. Анализ проблемы решения задач в теории и практике обучения физике. Задачи как средство обучения и воспитания учащихся на занятиях по физике. Классификация задач в разных науках. Способы классификации учебных задач по физике. Виды учебных задач по физике.

Тема 2. Основные этапы решения физических задач.

Понятие решения задачи в физике в науке и практике обучения физике. Структура процесса решения задачи по физике. Основные этапы решения задачи и их характеристики. Анализ ситуации и замена реальных объектов задачи их идеальными физическими моделями. Поиск и составление плана решения идеальной задачи. Математическая модель идеальной физической задачи и её оценка. Анализ и исследование результатов решения и коррекция идеальной задачи. Научно-методический анализ процесса решения задачи и её использования в учебном процессе по физике. Составление блока разноуровневых задач на основе ситуации исходной задачи.

Тема 3. Методы и способы решения физических задач.

Содержание понятий «метод» и «способ» решения задач. Аналитический, синтетический и аналитико-синтетический методы решения задач по физике, их структура и основные характеристики. Классификация способов решения задач по физике (математический, логический, экспериментальный) и их характеристики.

Тема 4. Общий квазиалгоритм решения физических задач.

Структура деятельности по решению физических задач и её алгоритмический, полуэвристический и эвристический компоненты. Исследование физических систем как основа деятельности по решению задач. Общее алгоритмическое предписание (квазиалгоритм) исследования физических систем как ориентировочная основа деятельности по решению физических задач. Структура и основные операции алгоритмического предписания. Квазиалгоритмы решения задач по основным темам курса физики средней школы.

Тема 5. Методика обучения решению задач.

Единый методический подход к формированию обобщённого умения по решению физических задач. Структура деятельности учителя по формированию у учащихся умения решать задачи. Основные этапы формирования обобщённого умения решать задачи по физике и их содержание. Критерии и уровни, сформированные обобщённого умения решать задачи. Методика обучения решению качественных, количественных, графических и экспериментальных задач на основе квазиалгоритма исследования физических систем. Методика организации и руководства деятельностью учащихся в процессе исследовательской деятельности по решению творческих задач. Особенности методики формирования деятельности учащихся по решению задач в курсе физики на разных ступенях обучения.

Тема 6.Компьютерные технологии обучения решению задач.

Компьютерные технологии, моделирование и анализ физических процессов и явлений при обучении решению физических задач. Принципы составления и использования компьютерно-ориентированных задач. Принципы составления и использование компьютерно-ориентированных задач. Подходы к созданию методической модели обучения решению задач на основе компьютерных технологий. Место и роль задач в структуре современного урока физике. Дидактическая, логическая и методическая структура урока по решению задач. Подготовка учителя к уроку решению задач. Подготовка учителя к уроку решения задач и методика его проведения. Критерии подбора задач к уроку.

Механика.

Тема 1. Общий квазиалгоритм решения задач по механике.

Особенности его использования в процессе исследования физических систем кинематико-динамическим и энергетическим методами.

Тема 2. Система задач по теме «Основы кинематики».

Механическое движение. Материальная дочка. Система отсчёта. Путь и перемещение. Относительность движения. Классический закон сложения скоростей. Прямолинейное равномерное и равноускоренное движение. Движение по окружности.

Тема 3. Система задач по теме «Основы динамики».

Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчёта. Масса. Сила. Сложение сил. Второй и третий закон Ньютона. Прямая и обратная задачи механики. Динамика движения материальной точки по окружности. Вращательное движение твёрдого тела. Момент инерции. Основное уравнение вращательного движения твердого тела. Равновесие. Условия равновесия тела под действием сил. Не инерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Решение основной задачи механики в неинерциальных системах отсчёта.

Тема 4. Система задач по теме «Законы сохранения в механике».

Импульс тела. Импульс физической системы. Закон сохранения импульса. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Работа и мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения полной и механической энергии. Превращения энергии при действии силы тяжести, силы упругости, силы трения, упругие и неупругие столкновения.

Основы термодинамики и статистической физики.

Тема 1. Общий квазиалгоритм решения задач по молекулярно-кинетической теории и термодинамике.

Эвристические ориентиры по использованию квазиалгоритма для исследования и моделирования физических систем в термодинамике и статистической физике.

Тема 2. Система задач по теме «Основы молекулярно-кинетической теории».

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Энергия теплового движения молекул. Зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры. Уравнения идеального газа. Изопроцессы.

Тема 3. Система задач по теме «Основы термодинамики».

Внутренняя энергия, работа и количество теплоты, первый закон термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Изменение внутренней энергии в процессах теплопередачи и выполнения работы. Тепловые двигатели. Коэффициент полезного действия теплового двигателя. Парообразование. Насыщенный и ненасыщенный пар. Влажность воздуха. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Поверхностная энергия. Краевой угол. Смачивание. Капиллярные явления. Механические свойства твёрдых тел.

Электродинамика.

Тема 1. Общий квазиалгоритм решения задач по электродинамике.

Особенности его использования при анализе электромагнитных процессов.

Тема 2. Система задач по теме «Электростатика».

Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряжённость, потенциал и разность потенциалов электростатического поля. Принцип суперпозиции полей. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Поле точечного заряда, заряженного шара и плоскости. Потенциальная энергия заряженного тела в электростатическом поле. Электроёмкость. Ёмкость плоского конденсатора. Соединение конденсаторов в батареи. Энергия заряженного конденсатора. Энергия и плотность энергии электростатического поля.

Тема 3. Система задач по тем «Постоянный электрический ток».

Закон Ома для участка цепи с последовательным и параллельным соединением проводников. Электродвижущая сила. Закон Ома для неоднородного участка цепи и для полной цепи. Методы расчёта разветвлённых электрических цепей. Работа и мощность тока. Закон джоуля – Ленца. Классическая теория проводимости металлов. Зависимость сопротивления от температуры.

Тема 4. Система задач по теме «Электрический ток в различных средах».

Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Законы Фарадея. Электрический ток в полупроводниках, газах и вакууме.

Тема 5.Система задач по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция».

Магнитное поле тока. Индукция магнитного поля. Принцип суперпозиции магнитных полей. Магнитный поток. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Магнитные свойства вещества. Электромагнитная индукция. ЭДС индукции.

Закон электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность. Энергия и плотность энергии магнитного поля.

 

 

Учебно-тематический план имеет вид:

№ п/п	Наименование темы	Количество часов
всего	лекций	практик
	Общие вопросы
1.1	Классификация задач по физике
1.2	Основные этапы решения физических задач
1.3	Методы и способы решения физических задач
1.4	Общий квазиалгоритм решения физических задач
1.5	Методика обучения решению задач
1.6	Компьютерные технологии обучения решению задач
	Механика
2.1	Общий квазиалгоритм решения задач по механике
2.2	Система задач по теме: «Основы кинематики»
2.3	Система задач по теме: «Основы динамики»
2.4	Система задач по теме: «Законы сохранения в механике»
	Основы термодинамики и статистической физике
3.1	Общий квазиалгоритм решения задач по молекулярно-кинетической теории и термодинамики
3.2	Система задач по теме «Основы молекулярно-кинетической теории»
3.3	Система задач по теме: «Основы термодинамики»
	Электродинамика
4.1	Общий квазиалгоритм решения задач по электродинамике
4.2	Система задач по теме: «Электростатика»
4.3	Система задач по теме: «Постоянный электрический ток»
4.4	Система задач по теме: «Электрический ток в различных средах»
4.5	Системы задач по теме: «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»
Всего часов

 

 

ПРОГНОЗИРУЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ

Ожидаемые результаты соответствуют поставленной цели, комплексу задач в обучении, воспитании, развитии учащихся по основным критериям:

- усвоение специальных теоретических знаний по изучению содержания образовательных областей, тем, учебных предметов, учебных дисциплин физико-технического профиля;

- приобретение умений и навыков по моделированию специальных физических процессов;

- публичное предъявление учащимися собственных результатов физико-технической деятельности;

- развитие личностных качеств учащихся.

 

Р ЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Демков В.П., Третьякова О.Н. «Физика. Теория. Методика. Задачи» / В.П. Демков, О.Н. Третьякова. – М.: Высшая школа, 2001.

2. Каменецкий С.Е. «Методика решения задач по физике в средней школе» / С.Е. Каменецкий, В.П. Орехов. – М.: Просвещение, 1987.

3. Луцэвич А.А. Физика / А.А. Луцевич, С.В. Яковенко. – Минск: Высшая школа, 2000.

4. Луцевич А.А., Яковенко С.В. «Технология решения задач по механике и молекулярной физике на основе исследования физических систем» (книга на белорусском языке) / А.А.Луцевич, С.В.Яковенко. – Минск: Народная асвета, 2004.

5. Разумовский В.Г. «Физика в школе. Научный метод познания и обучения» / В.Г. Разумовский, В.В. Майер. – Минск: Владос, 2006.

6. Ращиков В.И. «Численные методы решения задач: учебное пособие». – Санкт-Петербург: Лань, 2005.

7. Сборщик заданий по физике для проведения выпускных экзаменов за курс средней школы, тестирования, вступительных экзаменов в высшие учебные заведения (книга на белорусском языке) / В.В. Жилко, Л.А. Исаченкова, А.А. Луцевич. – Минск: Образование и воспитание, 2003.

8. Усова А.В. «Практикум по решению физических задач» / А.В. Усова, Н.Н. Тулькибаева. – Минск: Просвещение, 1992.

9. «Физика. Теория и технология решения задач» / В.А. Бондарь (и др.); под редактированием В.А. Яковенко. – Минск: ТетраСистемс, 2003.

10. «Физика: полный курс подготовки к централизованному тестированию экзамену» / В.А. Бондарь (и др.); под общим редактированием В.А. Яковенко. – Минск: ТетраСистемс, 2007.

11. Фирганг Е.В. «Руководство к решению задач по курсу общей физике» / Е.В. Фирганг. – Санкт-Петербург: Лань, 2008.

Дополнительная

1. Балаш В.А. «Задачи по физике и методы их решения» / В.А.Балаш. – Минск: Просвещение,1983.

2. Балл Г.А. «Теория учебных задач: Психолого-педагогический аспект» / Г.А.Балл. – Минск: Педагогика, 1990.

3. Беликов В.С. «Решение задач по физике: Общие методы» / В.С.Беликов. – Минск: Высшая школы, 1986.

4. Богдан В.И. «Практикум по методике решения физических задач» / В.И.Богдан (и др.) – Минск: Высшая школа, 1983.

5. Глазунова А.Т. «Методика преподавания физики в средней школе» / А.Т. Глазунова (и др.) – Минск: Просвещение, 1989.

6. Дамитов Б.К. «Физические задачи и методы их решение» / Б.К. Дамитов, Л.М. Фридман. – Алма-Ата: Мектеп, 1987.

7. Луцевич А.А. «Решение задач по механике т молекулярной физике» / А.А. Луцевич (и др.) – Минск: Народная асвета, 1989.

8. Моляко В.А. «Психология решения школьниками творческих задач» / В.А.Моляко. – Киев: Радяньска школа, 1983.

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: