Методические рекомендации (стр. 1 )

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ И МОНИТОРИНГА

С. И. Кабардина

Методические рекомендации

к личностно ориентированному учебнику «Физика 10 класс»

Черноголовка

2011

Автор:

ведущий научный сотрудник ИНИМ РАО, к. п.н. С. И. Кабардина

Рецензент:

научный сотрудник ИНИМ РАО Любимова Г. В.

Методические рекомендации к личностно ориентированному учебнику «Физика 10 класс»: Методическое пособие. – Черноголовка: ГНУ ИНИМ РАО, 2011. – 3,7 п. л.

В пособии обсуждаются цели и задачи обучения физике в основной школе на основе концепции личностно ориентированного обучения, даны конкретные методические рекомендации по шести темам курса физики 10 класса. Пособие адресовано учителям физики, ведущим обучение по учебнику «Физика 10» Кабардина О. Ф.

Ключевые слова работы:

развивающее обучение, личностно ориентированное обучение, самостоятельная познавательная и поисковая деятельность учащихся.

Код ГРНТИ

14.25.01

Отдел научно-организационного обеспечения ИНИМ РАО

Черноголовка, Московская обл., Школьный б-р, 1

Тел. 8-(496-52)

Е-mail: [e-mail]

© ИНИМ РАО © Кабардина С. И.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ: ПРИНЦИП ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ УСПЕШНОСТИ.. 4

Введение. 9

Глава I СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В 10 КЛАССЕ.. 10

1.1 Особенности учебника «Физика 10 класс».. 10

1.2 Программы по физике. 12

Примерная программа для 10–11 классов средней школы. Базовый уровень. 12

Пояснительная записка. 12

Авторская программа курса «Физика 10 класс». 10 класс (70 ч). 20

1.3 Тематическое планирование с характеристикой основных видов деятельности ученика 22

1.4 Тематическое поурочное планирование. Учебник «Физика 10 класс». 10 класс (70 ч). 26

1.5 Тематическое поурочное планирование. Элективный курс «Физический практикум» к учебнику «Физика 10». 10 класс (35 ч). 28

Список литературы.. 31

Глава II МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ МИРА.. 34

Урок 1-2. Практика и теория в процессе познания окружающего мира. Гипотеза и эксперимент. 34

Примеры удачных сообщений учащихся на тему урока. 38

Варианты проведения второго урока физики в 10 классе. 41

Глава III Механика. 47

Уроки 3–4. Измерения физических величин. Границы погрешностей измерений 47

Второй вариант уроков на тему «Измерения физических величин».. 49

Лабораторная работа 1 Измерение длины с помощью масштабной линейки и микрометра 58

Лабораторная работа 2 Измерение расстояния до «Луны» и диаметра «Луны» 59

Лабораторная работа 3 Исследование зависимости периода колебаний маятника от амплитуды колебаний – повторяем опыт Галилея!. 60

Лабораторная работа 4 Измерение времени реакции человека на световой сигнал 61

Приложение к материалу уроков 3–4 «Послание Аресибо».. 64

Радиотелескоп в Аресибо послал важный фермент внеземному разуму. 64

Самая большая в мире астрономическая обсерватория. 69

Уроки 5–6. Системы отсчета. Способы определения координат тела. 74

Урок 5.. 74

Урок 6. Способы определения координат тела. 77

Учителям, выбравшим для преподавания учебник Олега Федоровича Кабардина «Физика 10», хотелось бы в первую очередь передать его чувства и мысли о высоком назначении учителей в воспитании детей.

В журнале «Просвещение» (№35, октябрь 2010г.) было напечатано интервью Олега Федоровича «Обучение физике: принцип обязательной успешности». Далее мы приводим текст этого интервью.

ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ: ПРИНЦИП ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ УСПЕШНОСТИ

На вопросы бюллетеня «Просвещение» отвечает автор учебников по физике Олег КАБАРДИН.

ОЛЕГ ФЕДОРОВИЧ, В ЧЕМ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ ГЛАВНЫЕ ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ?

Образовательный стандарт основного общего образования по физике ориентирует процесс обучения на освоение знаний о физических явлениях и методах научного познания природы, на формирование представлений о физической картине мира. Школьники должны научиться наблюдать и описывать природные явления, использовать для их изучения измерительные приборы, представлять результаты измерений с помощью таблиц и графиков, выявлять зависимости между физическими величинами, применять полученные знания для объяснения природных явлений и принципов действия технических устройств, решения практических задач повседневной жизни и обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Второе, не менее важное направление, — это развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей школьников, формирование умений самостоятельного приобретения новых знаний. Вкладом в воспитание учащихся в процессе обучения физике должно быть формирование их убежденности в познаваемости окружающего мира, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий, воспитание уважения к творцам науки и техники.

В ШКОЛЬНОЙ ПРАКТИКЕ ЗАДАЧИ РАЗВИТИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ И ТВОРЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ ОБЫЧНО ОТОДВИГАЮТСЯ НА ВТОРОЙ ПЛАН, НА ПЕРВОМ ПЛАНЕ ОКАЗЫВАЕТСЯ ЗАДАЧА ОВЛАДЕНИЯ «СУММОЙ ЗНАНИЙ»…

По , обучение и развитие происходят эффективно лишь в том случае, если предлагаемые для обсуждения и решения проблемы по уровню трудности несколько выше достигнутого уровня развития обучаемого. Школьнику нужно предлагать проблемы, с которыми сегодня он может справиться только с помощью учителя. Тогда завтра он сможет решать их самостоятельно. Это ориентация на «зону ближайшего развития», на «завтра», а не на «вчера». При таком подходе на каждом уроке перед учащимися нужно ставить «трудные проблемы», требующие умственных усилий.

КАК МОТИВИРОВАТЬ УЧЕНИКА НА РЕШЕНИЕ «ТРУДНЫХ ПРОБЛЕМ»?

Прежде всего, необходимо отказаться от однообразности методов обучения и использовать различные способы возбуждения интереса учащихся, мотивации их учебной деятельности. Нельзя начинать подготовку к уроку с определения перечня элементов знаний и умений, которыми на уроке каждый учащийся должен овладеть. Это в принципе ошибочная позиция. Учащийся учителю ничего не должен. А учитель учащемуся должен помочь учиться, так как он сам выбрал профессию учителя и заключил трудовой договор с обществом, поступив на работу. Поэтому подготовка учителя к уроку должна начинаться с поиска ответов на такие вопросы, как «Чем может быть интересна эта тема учащимся?» и «Как я смогу привлечь их внимание к изучению этой темы?»

Учитель также должен определить способ, которым он сможет проверить достижение поставленных перед собой целей. Не контроль и оценка результатов работы учащихся на уроке, а контроль результатов своей работы с целью внесения коррекции в случае необходимости.

Физика как учебный предмет в сравнении с другими предметами обладает таким существенным потенциальным преимуществом, как возможность привлечения внимания учащихся почти на каждом уроке демонстрацией нового, неизвестного им природного явления, физического эффекта. Но не надо забывать, что способности учащихся удерживать произвольное внимание к чему-либо внешнему по отношению к ним самим, вне их собственных интересов, весьма ограничены, а непроизвольное внимание, возбужденное эффектным опытом или рассказом о необыкновенном явлении с использованием плаката или проекции, затухает через 5-10 минут.

КАК ЖЕ УДЕРЖАТЬ ИНТЕРЕС НА УРОКЕ?

Основной ключ к решению этой проблемы — деятельностный подход к процессу обучения. Познание и развитие способностей человека происходят только в процессе самостоятельной и активной познавательной деятельности. Поэтому все доступные и безопасные опыты по наблюдению физических явлений, эксперименты по изучению физических свойств тел, проверке гипотез нужно стараться передавать учащимся для самостоятельного выполнения.

Эффективным средством повышения уровня мотивации к познавательной и творческой деятельности может служить метод проблемного обучения. Это постановка перед учащимися интеллектуальных проблем, требующих серьезных умственных усилий, выполнения экспериментальных исследований, обработки и теоретического осмысления полученных результатов.

А ЕСЛИ ЧАСТЬ УЧЕНИКОВ НЕ БУДЕТ СПРАВЛЯТЬСЯ?

Обучение обязательно должно быть успешным для всех учащихся. Да, принцип обязательной успешности обучения у многих вызывает сомнения. Почему это обучение физике должно быть обязательно успешным для всех учащихся в классе? Пусть каждый ученик получает оценки в соответствии со своими способностями и усердием в процессе обучения. Такой подход к оценке результатов обучения практически общепринят в современной практике работы школы. Он вполне обоснован логически и опирается на нормативные документы. В чем же заключается его порочность?

Первое и самое важное: ученик — не продукт, на котором нужно ставить знак сорта. Ученик — человек, и должен быть целью, а не средством. Ученик — не объект обучения, не материал, из которого школа формирует выпускника по заданным параметрам, а субъект, равно значимый любому другому человеку. Ученик — это цель, а школа, учителя, учебные предметы должны играть роль средств, служащих этой цели, помогающих развитию индивидуальных способностей каждой личности. Долг учителя — средствами своего предмета предоставлять разнообразные возможности для развития личности учащегося и отмечать все их успехи, создавая тем самым стимулы к продолжению обучения. Неуспевающих учащихся в нормальном учебном процессе быть не должно. Если учитель учит, то у каждого учащегося обязательно будут какие-то успехи. Задача учителя заметить эти успехи и заслуженно оценить.

ЧТО ИЗМЕНИТ ТАКОЙ ПОДХОД? НЕ ПРИНЕСЕТ ЛИ ОН БОЛЬШЕ ВРЕДА, ЧЕМ ПОЛЬЗЫ?

Такой подход к оценке учебной деятельности учащихся изменит отношения к процессу обучения. Одним из главных мотивов к продолжению любой деятельности для человека является успешность этой деятельности. Нет успехов — нет желания к продолжению деятельности. Нет желания — нет и самой деятельности, а может быть лишь ее имитация. Поэтому обучение должно быть успешным, победным. Нужно не только ставить перед школьниками трудные проблемы, но и незаметно помогать им «самостоятельно» найти решение этих проблем. На уроках физики самый эффективный вариант сочетания проблемного метода с деятельностным подходом к обучению — это предложение школьникам самостоятельных экспериментальных заданий.

А КАК ЖЕ ЕГЭ? НЕ ПРОТИВОРЕЧИТ ЛИ ПРИНЦИП ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ УСПЕШНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЕ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ?

Это противоречие лишь кажущееся, формальное. Во-первых, если плохими оценками отбить желание учиться уже в основной школе, то мало оснований рассчитывать на большие успехи к окончанию средней школы. Во-вторых, достижение требований образовательного стандарта по физике относится не ко всем выпускникам средней школы, а лишь к тем, кто выбирает профиль дальнейшего обучения, требующий владения школьным курсом физики. Если учитель физики в основной школе будет руководствоваться принципом победного обучения, то у него будет больше учеников, выбирающих такие профили дальнейшего обучения.

Соединение принципа развивающего обучения, деятельностного подхода к организации процесса обучения, проблемного обучения, требования достижения высокого уровня внутренней мотивации к учению и требования обязательной успешности обучения для всех учащихся является весьма сложной задачей для учителя. Добавление еще одного принципа — принципа личностно ориентированного обучения — может сделать задачу обучения физике более достижимой. В соответствии с этим принципом, объем содержания обучения, уровень его сложности в значительной мере должен определять для себя сам учащийся.

К сожалению, имеется ряд серьезных препятствий для реализации на практике таких прогрессивных и потенциально эффективных принципов и подходов к процессу обучения. Среди препятствий первым можно назвать значительное несоответствие между традиционно предлагаемым объемом обязательного учебного материала и временем, отводимым на его изучение. Традиционная методика по схеме «прослушай — прочитай — воспроизведи» требует — для заучивания и воспроизведения! — в 2-3 раза меньших затрат времени, чем методика изучения того же материала на основе принципа проблемного обучения и деятельностного подхода.

Второе препятствие — отсутствие учебников и сопровождающих их учебно-методических материалов, ориентированных на применение проблемных методов обучения и деятельностного подхода к обучению.

ЭТИ ПРЕПЯТСТВИЯ МОЖНО УСТРАНИТЬ?

Можно, приняв позицию о соотношении целей и средств в процессе школьного обучения: цель — это ученик, максимальное развитие его индивидуальных способностей, а школа, учебные предметы, учителя — это средства достижения цели. В этом случае образовательные стандарты — лишь систематизированный свод материалов, предлагаемых учителю и учащимся для достижения основных целей обучения: развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей школьников, формирование умений самостоятельного приобретения новых знаний в соответствии с жизненными потребностями и интересами.

Этот свод материалов должен быть заново рассмотрен и проанализирован с позиций пригодности его элементов для проблемного метода и деятельностного подхода к организации процесса обучения. На основе результатов такого анализа может быть осуществлено новое структурирование учебного материала, выполнен подбор учебных проблем, разработаны экспериментальные задания и комплекты задач, сделано тематическое планирование учебного материала.

В результате анализа учебного материала и его нового структурирования должно произойти существенное, не менее чем на 50%, сокращение объема учебного материала, предлагаемого в качестве обязательного для изучения всеми школьниками. Только при выполнении этого условия можно осуществить переход от вербального метода обучения к проблемному, от пассивного восприятия информации к самостоятельной деятельности учащихся.

ВЫ ПРЕДЛАГАЕТЕ ПЕРЕСМОТРЕТЬ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ФИЗИКИ?

Нет, речь идет лишь о сокращении в учебниках объема учебного материала, предлагаемого в качестве обязательного для изучения всеми школьниками. Это может быть достигнуто путем более строгого отбора обязательного материала, выделения самого главного в каждой теме. Новое структурирование учебного материала должно сопровождаться разработкой дополнительных материалов по каждой теме для учащихся, проявляющих повышенный интерес к изучению физики. В результате общий объем учебного материала по физике, предлагаемого учащимся основной школы, будет не только полностью соответствовать образовательному стандарту, но даже несколько превосходить его обязательные требования.

Сокращение в два раза объема обязательного материала в учебнике освобождает время для занятий по интересам всем учащимся. Тем, кому интересна физика, учебник предоставит углубленный теоретический материал и задания для выполнения самостоятельных экспериментов. Остальные учащиеся получат больше свободного времени для занятий по тем предметам, которые им более интересны.

Использование личностно ориентированного подхода в обучении является мягкой формой дифференциации. Очень важно, что «вход» в эту форму дифференциации и «выход» из нее открыты на каждом уроке. Свобода «входа» и «выхода» в любое время является признаком реальной личностной ориентации процесса обучения. Эта особенность привлекательна для многих учащихся, у которых возникает интерес к определенной теме, но они не хотят связывать себя обязательствам заниматься физикой углубленно, на повышенном уровне.

Введение

Физика как предмет в учебном плане общеобразовательной средней школы занимает особое место по ряду причин. Поворот школы от ориентации учебного процесса на запоминание и воспроизведение учащимися некоторой суммы знаний и умений к ориентации, прежде всего, на развитие умственных способностей школьников требует самостоятельной познавательной и творческой деятельности учащихся. Физика как учебный предмет в общеобразовательной школе по своему содержанию предоставляет исключительно широкие возможности для организации такой деятельности учащихся. Кроме того, знание физических законов необходимо для изучения химии, биологии, физической географии, технологии.

Из наблюдений и опытов учащиеся должны самостоятельно прийти к выводам, что для количественного описания наблюдаемых природных явлений необходимо введение таких физических понятий, как расстояние, время, скорость, ускорение, масса, сила, импульс, энергия, температура и других. Основные физические понятия должны формироваться в процессе самостоятельной познавательной деятельности учащихся, физические законы должны открываться в их собственных опытах и исследованиях.

Подлежащие усвоению физические явления, понятия и законы должны рассматриваться не столько как цель, сколько как средство развития познавательных и творческих способностей учащихся, умений логически мыслить, приобретения опыта планирования практических действий с предметами материального мира с использованием современных технических средств и приборов. При успешной организации самостоятельной, познавательной деятельности школьников на уроках физики выполнение обязательных требований к знаниям и умениям школьников будет естественным следствием процесса их умственного развития с использованием изучения физики в качестве средства достижения этой цели.

Особенностью предмета физика в учебном плане общеобразовательной школы является и тот факт, что овладение основными физическими понятиями и законами в современной жизни стало необходимым практически каждому человеку.

Глава I
СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В 10 КЛАССЕ

1.1 Особенности учебника «Физика 10 класс»

Учебник физики для 10 класса общеобразовательной средней школы имеет ряд принципиальных отличий от всех изданных до сих пор учебников физики для этих классов российской школы.

Его содержание полностью соответствуют образовательному стандарту по физике второго поколения. По объему этот учебник примерно в два раза меньше учебника под редакцией и для 10класса с профильным изучением физики и намного меньше учебника под редакцией с соавторами. Параграфы учебника имеют фиксированный объем, две или четыре страницы. Содержание всего учебного материала в учебнике соответствует программам по физике 10–11 классов с профильным обучением. Все нечетные параграфы учебника соответствует программе по физике 10 классов базового уровня. Это делает возможным использование учебника как в классах с изучением физики на профильном уровне, так и в классах с изучением на базовом уровне. Особенно важно, что такое сочетание в одном учебнике материала для базового и профильного уровня открывает возможность реализации принципа личностно ориентированного обучения. Современная российская школа не способна обеспечить каждому учащемуся реальные возможности для выбора нужного ему набора учебных предметов для профильного изучения. Предлагаемые учебники нового типа могут в определенной мере облегчить учащимся выбор индивидуальной траектории обучения.

В 2010–2011 учебном году в МОУ СОШ №82 г. Черноголовка проходила апробация личностно ориентированного учебника «Физика 10 класс» Олега Федоровича Кабардина. Учебник «Физика 10» для общеобразовательной средней школы продолжает серию учебников нового поколения для 7, 8, 9 классов, предназначенных для осуществления личностно ориентированного обучения.

1.2 Программы по физике

Авторская программа для преподавания с использованием данного учебника «Физика 10» написана на основе примерной программы для 10-11 классов средней школы. Тексты примерной и авторской программ приведены ниже.

Примерная программа для 10–11 классов средней школы. Базовый уровень.

Пояснительная записка

Статус программы

Примерная программа по физике базового уровня для 10–11 классов средней школы составлена на основе Фундаментального ядра содержания образования и Требований к результатам общего образования, представленных в федеральном государственном образовательном стандарте общего образования второго поколения.

Примерная программа по физике определяет минимальный обязательный объем содержания образования по предмету. Она может использоваться учителями и авторами учебников в качестве основы для разработки авторских программ. При разработке авторских программ возможны изменения структуры примерной программы и дополнения ее содержания, изменения числа часов на изучение отдельных разделов, перечня демонстраций, опытов и лабораторных работ, экскурсий.

Программа определяет цели изучения физики на старшей ступени средней школы, содержание тем курса, дает примерное распределение учебных часов по разделам курса, перечень рекомендуемых демонстрационных экспериментов учителя, опытов и лабораторных работ, выполняемых учащимися, а так же планируемые результаты обучения физике.

Содержание примерных программ по физике обусловлено задачами развития, обучения и воспитания учащихся, заданными социальными требованиями к уровню развития их личностных и познавательных качеств, предметным содержанием обучения и психологическими возрастными особенностями обучаемых.

Структура программы

Примерная программа включает следующие разделы: пояс­нительную записку с требованиями к результатам обучения; содержание курса с перечнем разделов с указанием минималь­ного числа часов, отводимого на их изучение; тематическое планирование с определением основных видов учебной дея­тельности школьников: рекомендации по оснащению учебно­го процесса; примерную программу внеурочной деятельности.

Цели и образовательные результаты представлены на не­скольких уровнях — личностном, метапредметном и предмет­ном.

Общая характеристика учебного предмета

Школьный курс физики — системообразующий для есте­ственно-научных учебных предметов, поскольку физические законы лежат в основе содержания курсов химии, биологии, географии и астрономии.

Программа определяет цели изучения физики на старшей ступени средней школы, содержание тем курса, дает примерное распределение учебных часов по разделам курса, перечень рекомендуемых демонстрационных экспериментов учителя, опытов и лабораторных работ, выполняемых учащимися, а так же планируемые результаты обучения физике.

·  Цели изучения базового курса физики на старшей ступени средней школы следующие:

- развитие интеллектуальных способностей учащихся в процессе самостоятельной познавательной и творческой деятельности;

- овладение системой научных знаний о физических свойствах окружающего мира, основных физических законах и способах их использования в практической жизни;

- приобретение умений применять полученные знания на практике для объяснения природных явлений, для эффективного и безопасного использования различных технических устройств;

- формирование представлений о физической картине мира.

·  Достижение этих целей обеспечивается:

- знакомством с методами научного познания природы в процессе проведения наблюдений физических явлений, планирования и выполнения экспериментов, обработки результатов измерений, выдвижения гипотез и их проверки;

- организацией самостоятельной деятельности учащихся по приобретению информации физического содержания и оценки ее достоверности, использованию современных информационных технологий для поиска, переработки и предъявления информации в области физики и ее практических приложений.

·  Личностными результатами при изучении базового курса физики на старшей ступени средней школы являются:

- расширение круга познавательных интересов;

- подтверждение правильности сделанного выбора дальнейшего жизненного пути или пересмотр этого выбора в соответствии с новыми интересами и обнаруженными возможностями.

·  Метапредметными результатами при изучении базового курса физики на старшей ступени средней школы являются:

- формирование умений постановки целей деятельности, планирования собственной деятельности для достижения поставленных целей, предвидения возможных результатов этих действий, организации самоконтроля и оценки полученных результатов;

- выработка навыков воспринимать, анализировать, перерабатывать и предъявлять информацию в соответствии с поставленными задачами;

- развитие способностей ясно и точно излагать свои мысли, логически обосновывать свою точку зрения, воспринимать и анализировать мнения собеседников, признавая право другого человека на иное мнение;

- приобретение опыта работы в группе с выполнением различных социальных ролей, рациональной деятельности в нестандартных ситуациях.

·  Общими предметными результатами при изучении базового курса физики на старшей ступени средней школы являются:

- умения проводить наблюдения физических явлений, анализировать и объяснять результаты наблюдений, планировать и выполнять эксперименты, обрабатывать их результаты, объяснять полученные результаты и делать выводы;

- развитие теоретического мышления на основе овладения полным циклом процесса научного познания физических свойств окружающего мира. Этот цикл начинается непосредственным наблюдением явления с выделением его существенных признаков и свойств. За наблюдением следует выдвижение гипотезы на основе создания упрощенной теоретической модели наблюдаемого явления, способной сделать его понятным для нас. За выдвижением гипотезы идет этап ее математического развития и вывод неизвестных ранее следствий. Развитая до такого уровня гипотеза превращается в физическую теорию. Физическая теория заслуживает названия научной теории, если предсказываемые ею следствия могут быть проверены в экспериментах. При экспериментальном подтверждении следствий физическая теория считается подтвержденной экспериментом;

- умения применять приобретенные знания по физике для решения практических задач, встречающихся в повседневной человеческой жизни, для безопасного использования бытовых технических устройств, рационального природопользования и охраны окружающей среды;

- формирование представлений о существовании закономерных связей между явлениями природы, о познаваемости законов природы и объективности научного знания, в высокой ценности науки в развитии материальной и духовной культуры людей.

·  Частными предметными результатами при изучении базового курса физики на старшей ступени средней школы являются:

- знание основных законов классической механики и умения применять их на практике;

- знание основных положений молекулярно-кинетической теории строения вещества и умения объяснять природные явления на основе этой теории;

- знание основных законов термодинамики и умения применять их для объяснения природных явлений и принципов действия тепловых машин;

- знание основных законов классической электродинамики и умения применять их для объяснения природных явлений, принципов действия электрических и оптических приборов, технических устройств;

- знание основных положений специальной теории относительности;

- знакомство с основными представлениями квантовой теории;

- знакомство с современной физической картиной мира, основанной на представлениях о существовании элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий;

- знакомство с современными научными представлениями о строении и эволюции Вселенной.

Основное содержание курса

Научный метод познания природы

Физика – фундаментальная наука о природе. Научный метод познания.

Методы научного исследования физических явлений. Эксперимент и теория в процессе познания природы.

Погрешности измерений физических величин. Оценка границ погрешностей и представление их при построении графиков.

Научные гипотезы. Модели физических явлений. Физические законы и теории. Границы применимости физических законов.

Физическая картина мира. Открытия в физике – основа прогресса в технике и технологии производства.

Механика

Системы отсчета. Скалярные и векторные физические величины. Мгновенная скорость. Ускорение. Равноускоренное движение. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью.

Масса и сила. Законы динамики. Способы измерения сил. Инерциальные системы отсчета. Закон всемирного тяготения.

Закон сохранения импульса. Кинетическая энергия и работа. Потенциальная энергия тела в гравитационном поле. Потенциальная энергия упругой деформации.

Закон сохранения механической энергии.

Механические колебания и волны.

Демонстрации

Наблюдение зависимости траектории движения тела от выбора системы отсчета.

Измерение скорости.

Направление вектора мгновенной скорости.

Измерение ускорения.

Наблюдение явления инерции.

Сравнение масс тел.

Наблюдение выполнения принципа суперпозиции сил.

Наблюдение явления невесомости.

Наблюдение выполнения закона сохранения импульса.

Наблюдение интерференции волн на поверхности воды.

Наблюдение дифракции волн на поверхности воды.

Наблюдение интерференции звуковых волн.

Лабораторные работы

Измерения скорости движения тела.

Измерение начальной скорости тела, брошенного под углом к горизонту.

Измерение кинетической энергии и скорости тела.

Исследование превращения потенциальной энергии упругой деформации пружины в кинетическую энергию тела.

Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника.

Исследование колебаний груза на пружине.

Индивидуальные исследовательские и конструкторские задания

Измерение времени реакции человека на звуковые и световые сигналы.

Измерение силы, необходимой для разрыва нити.

Исследование зависимости силы упругости от деформации резины.

Молекулярная физика

Атомистическая теория строения вещества. Экспериментальные основания молекулярно-кинетической теории.

Абсолютная температура. Уравнение состояния идеального газа.

Связь средней кинетической энергии теплового движения молекул с абсолютной температурой.

Строение жидкостей и твердых тел.

Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии. Первый закон термодинамики. Принципы действия тепловых машин. Проблемы энергетики и охрана окружающей среды.

Демонстрации

Моделирование опыта по измерению скорости теплового движения молекул газа.

Исследование зависимости объема газа от давления при постоянной температуре.

Модель газового термометра

Модели кристаллических решеток.

Наблюдение изменения внутренней энергии тела в результате совершения работы.

Действие воздушного огнива.

Наблюдение выпадения росы.

Модель паровой машины.

Модель двигателя внутреннего сгорания.

Лабораторные работы

Исследование зависимости объема газа от давления при постоянной температуре.

Измерение атмосферного давления.

Измерение влажности воздуха.

Исследование тепловых свойств вещества.

Индивидуальные исследовательские и конструкторские задания

Исследование зависимости показаний термометра от внешних условий.

Методы измерения артериального кровяного давления.

Выращивание кристаллов.

Электродинамика

Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Разность потенциалов.

Источники постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной электрической цепи. Электрический ток в металлах, электролитах, газах и вакууме. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.

Индукция магнитного поля. Сила Ампера. Сила Лоренца. Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества. Электродвигатель. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Индукционный генератор электрического тока.

Демонстрации

Наблюдение электризации тел. Два вида электрических зарядов.

Измерения электрических зарядов с помощью электрометра.

Наблюдение выполнения закона сохранения электрических зарядов.

Измерение разности потенциалов.

Наблюдение свойств проводников и диэлектриков в электрическом поле.

Обнаружение энергии заряженного конденсатора.

Обнаружение зависимости электрического сопротивления металлического проводника от температуры.

Наблюдение электрического тока в электролитах.

Наблюдение тлеющего разряда.

Обнаружение магнитного поля постоянного тока.

Наблюдение действия магнитного поля на проводник с током.

Наблюдение отклонения электронного луча магнитным полем.

Действие электродвигателя постоянного тока.

Наблюдение явления электромагнитной индукции.

Установление правила Ленца.

Действие электрогенератора постоянного тока.

Наблюдение явления самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи.

Лабораторные работы

Измерение мощности электрического тока.

Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока.

Измерение электрического заряда электрона.

Индивидуальные исследовательские и конструкторские задания

Исследование зависимости электрического сопротивления терморезистора от температуры.

Измерение индукции магнитного поля постоянного магнита.

Принцип работы пьезоэлектрической зажигалки.

Электромагнитные колебания и волны

Колебательный контур. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Гармонические электромагнитные колебания. Электрический резонанс. Производство, передача и потребление электрической энергии.

Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Скорость электромагнитных волн. Свойства электромагнитных волн. Принципы радиосвязи и телевидения.

Скорость света. Законы отражения и преломления света. Интерференция света. Дифракция света. Дифракционная решетка. Поляризация света. Дисперсия света. Линзы. Формула тонкой линзы. Оптические приборы.

Постулаты специальной теории относительности. Полная энергия. Энергия покоя. Релятивистский импульс. Дефект массы и энергия связи.

Демонстрации

Получение осциллограммы гармонических колебаний силы тока в цепи.

Наблюдение электрического резонанса в последовательной цепи из конденсатора, катушки и активного сопротивления.

Устройство и действие трансформатора.

Устройство и действие генератора переменного тока.

Излучение и прием электромагнитных волн.

Наблюдение интерференции электромагнитных волн.

Наблюдение дифракции электромагнитных волн.

Наблюдение поляризации электромагнитных волн.

Наблюдение разложения света в спектр с помощью дифракционной решетки.

Наблюдение поляризации света.

Наблюдение дисперсии света.

Лабораторные работы

Измерение фокусного расстояния собирающей линзы.

Изучение явления интерференции света.

Индивидуальные исследовательские и конструкторские задания