Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Уральский государственный педагогический университет»
Учебное подразделение Институт физики, технологии и экономики
Кафедра физики и математического моделирования
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Научные основы элементарной физики»
для ОПОП «44.03.05 Педагогическое образование.
Профиль: Физика и информатика»
Екатеринбург 2016
Рабочая программа дисциплины «Научные основы элементарной физики»
Составители:
, к. ф.-м. н., доцент кафедры физики и математического моделирования;
, д. ф.-м. н., профессор, заведующий кафедрой физики и математического моделирования
(Ф. И.О., должность, уч. степень, уч. звание, место работы)
________________________________________________________________________________________
(подпись)
Рабочая программа дисциплины обсуждена на заседании кафедры физики и математического моделирования УрГПУ
(наименование кафедры)
Протокол от от 01.01.2001 г. № 8
Зав. кафедрой _______________________________________
(подпись)
Руководитель учебного подразделения ______________________
(подпись)
Компоненты рабочей программы ДИСЦИПЛИНЫ
1. Пояснительная записка
В пояснительной записке должны быть указаны цели и задачи дисциплины, а также формируемые в ходе изучения дисциплины компетенции на основе требований к результатам освоения образовательных программ, содержащихся в ФГОС ВО, и характеристик профессиональной деятельности. Цели обучения могут иметь междисциплинарный характер.
Рекомендуемый порядок оформления данного раздела:
1.1. Наименование дисциплины (модуля).
«Научные основы элементарной физики».
1.2.Цели и задачи дисциплины (модуля).
Цели: подготовка к выполнению задач профессиональной деятельности бакалавра, установленных ФГОС ВПО.
Задачи:
- ознакомление с основными физическими явлениями, основными принципами и законами в области механики, молекулярной физики, термодинамики, электростатики и постоянного тока;
- овладение приемами и навыками решения типовых задач по элементарной физике;
- приобретение знаний, необходимых для изучения смежных дисциплин.
1.3. Место дисциплины в структуре ОПОП. Приводится перечень предшествующих и последующих дисциплин в соответствии с учебным планом. Указывается, является ли дисциплина базовой или вариативной.
«Научные основы элементарной физики» является дисциплиной вариативной части учебного плана при подготовке бакалавров педагогического образования. Для изучения дисциплины обучающийся должен обладать знанием основ физики и математики, приобретенным в ходе изучения школьных курсов физики и математики, должен уметь решать простые задачи по физике, иметь желание понять современную естественнонаучную картину мира.
Дисциплина «Научные основы элементарной физики» является предшествующей для дисциплин «Общая и экспериментальная физика», «Математика». Она начинает формирование естественнонаучной картины мира и готовит к изучению более сложных естественнонаучных дисциплин.
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю), соотнесенных с планируемыми результатами освоениями образовательной программы:
В данный раздел следует включать перечень знаний, умений и компетенций, которыми должен овладеть обучающийся при изучении данной дисциплины в соответствии с осваиваемыми знаниями, умениями и приобретаемыми компетенциями в целом по ОПОП, приведенной в соответствие с ФГОС ВО. Раздел составляется с учетом характеристики профессиональной деятельности выпускника (раздел 4 ФГОС ВО), требований к результатам освоения основных образовательных программ (раздел 5 ФГОС ВО).
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: (указываются формулировки общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций в соответствии с ФГОС ВО).
ПК-1 готовностью реализовывать образовательные программы по учебному предмету в соответствии с требованиями образовательных стандартов;
ПК-4 способностью использовать возможности образовательной среды для достижения личностных, метапредметных и предметных результатов обучения и обеспечения качества учебно-воспитательного процесса средствами преподаваемого учебного предмета.
1.5. Объем дисциплины (модуля) в зачетных единицах.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 (количество часов).
1.6. Особенности реализации дисциплины (модуля).
Дисциплина преподается на русском языке.
2. Учебно-тематическое планирование
Учебно-тематический план очной формы обучения
Лекции - 12, практики – 20, лаб. раб. –0, сам. раб. – 40, 1 семестр зачет
№ п/п | Наименование | Всего трудоемкость | Аудиторные | Самостоя-тельная работа | |||
Всего | Лекции | Практи-ческие | Лабора-торные | ||||
1 | Механика | 24 | 12 | 4 | 8 | 12 | |
2 | Молекулярная физика и термодинамика | 24 | 10 | 4 | 6 | 14 | |
3 | Электродинамика | 24 | 10 | 4 | 6 | 14 | |
Итого | 72 | 32 | 12 | 20 | 40 |
3. Содержание дисциплины
3.1. Перечень тем лекционных занятий.
Механика
1. Кинематика материальной точки.
2. Динамика материальной точки.
Молекулярная физика и термодинамика
1. Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества.
2. Начала термодинамики.
Электродинамика
1. Электрическое поле и его характеристики.
2. Постоянный электрический ток.
3.2. Перечень тем практических занятий.
Механика
1. Поступательное и вращательное движение материальной точки.
2. Законы Ньютона.
3. Закон сохранения импульса.
4. Работа силы. Энергия тела.
Молекулярная физика и термодинамика
1. Основные положения МКТ.
2. Газовые законы.
3. Первое начало термодинамики.
Электродинамика
1. Электростатика.
2. Постоянный электрический ток.
3. Магнитное поле.
3.3. Примерные вопросы для контроля и самоконтроля.
Механика
1. Материальная точка. Система отсчета. Радиус-вектор. Траектория, путь, перемещение. Скорость и ускорение. Тангенциальное и нормальные составляющие ускорения.
2. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона. Сила, масса. Второй и третий законы Ньютона. Силы упругости, силы трения, силы тяготения.
3. Силы внешние и внутренние. Импульс силы и импульс тела. Закон сохранения импульса.
4. Работа силы и мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Связь энергии с работой сил. Закон сохранения механической энергии. Общефизический закон сохранения энергии.
Молекулярная физика и термодинамика
5. Постулаты молекулярно-кинетической теории (МКТ). Идеальный газ. Основное уравнение МКТ для давления идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы в идеальном газе.
6. Внутренняя энергия идеального газа. Теплообмен и количество теплоты. Работа в термодинамике. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к анализу изопроцессов.
7. Тепловые машины, схема их устройства. Цикл Карно.
Электродинамика
8. Электрический заряд. Закон Кулона. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля.
9. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда. Потенциал электростатического поля.
10. Равновесное распределение зарядов в проводнике. Напряженность и потенциал электростатического поля внутри проводника.
11. Конденсаторы. Электроёмкость и энергия плоского конденсатора.
12. Постоянный электрический ток. Закон Ома для однородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Работа и мощность электрического тока.
Примечание: Наименования разделов и тем дисциплины должно в точности соответствовать их наименованиям в учебно-тематическом плане.
4. перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по
дисциплине (модулю)
В разделе приводятся (в соответствии с содержанием образовательной программы и учебного плана направления) соответствующий перечень учебно-методического обеспечения, включая авторские разработки (печатные и/или электронные), для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине (модулю); темы, вынесенные на самостоятельное изучение для студентов очной и заочной форм обучения.
Темы, вынесенные на самостоятельное изучение
1. Преобразования и принцип относительности Галилея.
2. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.
3. Давление. Закон Паскаля для жидкостей и газов.
4. Сообщающиеся сосуды. Гидравлический пресс.
5. Цикл Карно, теоремы Карно.
6. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков.
7. Конденсаторы. Способы соединения конденсаторов.
8. Способы соединения проводников.
9. Источники тока, способы соединения источников тока.
5. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по дисциплине (модулю)
В данном разделе приводится перечень видов оценочных средств, используемых для формирования фонда оценочных средств. Фонд оценочных средств по дисциплине (модулю) оформляется как приложение к рабочей программе.
Фонд оценочных средств включает:
5.1. Перечень компетенций формируемых в процессе освоения дисциплины (модуля).
ПК-1 готовность реализовывать образовательные программы по физике в соответствии с требованиями образовательных стандартов;
ПК-4 способность использовать возможности образовательной среды для достижения личностных, метапредметных и предметных результатов обучения и обеспечения качества учебно-воспитательного процесса средствами преподаваемого учебного предмета.
5.2. Описание показателей компетенций, описания шкал оценивания.
Индекс | Формулировка компетенции | Показатели компетенции | Оценочное средство |
ПК-1 | Готовность реализовывать образовательные программы по физике в соответствии с требованиями образовательных стандартов | Знать: основные физические явления, основные принципы и законы в области механики, молекулярной физики, термодинамики, электростатики и постоянного тока | Тест Контрольная работа |
Уметь: решать типовые задачи по элементарной физике | Тест Контрольная работа | ||
Владеть: приемами и методами решения задач по элементарной физике | Контрольная работа Зачет | ||
ПК-4 | Способность использовать возможности образовательной среды для достижения личностных, метапредметных и предметных результатов обучения и обеспечения качества учебно-воспитательного процесса средствами преподаваемого учебного предмета | ||
Для текущего контроля и промежуточной аттестации обучающихся используются следующие оценочные средства:
Тест – система стандартизированных заданий, позволяющая проверить уровень знаний и умений обучающегося;
Контрольная работа – средство проверки умений применять полученные знания для решения задач по определённому разделу;
Коллоквиум – средство контроля усвоения учебного материала темы или раздела, организованное как учебное занятие в виде собеседования преподавателя с обучающимися;
Собеседование – устная беседа преподавателя с обучающимся, рассчитанная на выяснение объема знаний обучающегося по определенному разделу.
Отчёт по лабораторной работе – форма письменной работы, содержащая перечень используемого в ходе учебного лабораторного эксперимента оборудования и его характеристики, результаты измерений, расчёт искомых величин и погрешностей, выводы из проведённого эксперимента;
Основным критерием освоения дисциплины «НОЭФ» является умение решать задачи по всем изучаемым разделам.
Критерий оценивания: «зачтено» ставится, если обучающийся решил все предложенные задачи; при этом могли быть допущены ошибки, не имеющие принципиального характера.
5.3. Типовые контрольные задания, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, в процессе освоения дисциплины (модуля).
Механика
Материальная точка. Система отсчета. Радиус-вектор. Траектория, путь, перемещение. Скорость и ускорение. Тангенциальное и нормальные составляющие ускорения. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона. Сила, масса. Второй и третий законы Ньютона. Силы упругости, силы трения, силы тяготения. Силы внешние и внутренние. Импульс силы и импульс тела. Закон сохранения импульса. Работа силы и мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Связь энергии с работой сил. Закон сохранения механической энергии. Общефизический закон сохранения энергии.Молекулярная физика и термодинамика
Электродинамика
Электрический заряд. Закон Кулона. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда. Потенциал электростатического поля. Равновесное распределение зарядов в проводнике. Напряженность и потенциал электростатического поля внутри проводника. Конденсаторы. Электроёмкость и энергия плоского конденсатора. Постоянный электрический ток. Закон Ома для однородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Работа и мощность электрического тока.5.4. Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих формирование компетенций.
Итоговый диагностический вывод о сформированности компетенции формулируется на основе следующего правила: если сформировано более 80% составляющих компонентов компетенций (знаний, умений, владений), то делается вывод о сформированности соответствующей компетенции, в противном случае – о несформированности компетенции.
6. Учебно-методическое и ИНФОРМАЦИОННОЕ
обеспечение ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Рекомендуемая литература
Основная
(до 10 наименований с указанием количества экземпляров каждого издания в Информационно-интеллектуальном центре – Научной библиотеке УрГПУ)
1. Физика. Механика. 10 кл. : Учеб. для углубл. изучения физики / , , и др.; Под ред. . – М. : Дрофа, 2002. – 496 с. – 25 экз.
2. , Синяков . Молекулярная физика. Термодинамика. 10 кл. : Учеб. для углубл. изучения физики – М. : Дрофа, 2007. – 352 с. – 21 экз.
3. , Синяков . Оптика. Квантовая физика. 11 кл. : Учеб. для углубл. изучения физики – М. : Дрофа, 2002. – 464 с. – 23 экз.
4. , Синяков . Колебания и волны. 11 кл. : Учеб. для углубл. изучения физики – М. : Дрофа, 2002. – 288 с. – 21 экз.
5. , Буховцев : Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / , . – М. : Просвещение, 2003. – 336 с. – 25 экз.
6. , ,
Основы физики : В 2 т. / , ; Под ред. . – М. : ФИЗМАТЛИТ Т.1 : Механика. Молекулярная физика. Электродинамика. – 2003. – 575 с. – 50 экз.
7. , ,
Основы физики : В 2 т. / , ; Под ред. . – М. : ФИЗМАТЛИТ Т.2 : Колебания и волны. Квантовая физика. Физика ядра и элементарных частиц. – 2003. – 550 с. – 50 экз.
Дополнительная
(до 20 наименований с указанием количества экземпляров каждого издания в Информационно-интеллектуальном центре – Научной библиотеке УрГПУ)
В перечень дополнительной учебно-методической литературы могут входить печатные и электронные учебные материалы, специализированные периодические издания, справочная литература, официальные и другие издания, расширяющие и углубляющие знания студента по данной дисциплине. Фонд дополнительной литературы должен составлять не менее 25 экземпляров на 100 обучающихся (п.7.3.1 ФГОС ВО).
1. Элементарный учебник физики: Учеб. пособие: Т.1: Механика. Теплота. Молекулярная физика / Под ред. . - М.: Физматлит, 2003. - 608 с. – 10 экз.
2. Элементарный учебник физики: Учеб. пособие: Т.2: Электричество. Магнетизм / Под ред. . - М.: Физматлит, 2003. - 480 с. – 10 экз.
3. Элементарный учебник физики: Учеб. пособие: Т.3: Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика / Под ред. . - М.: Физматлит, 2003. - 656 с. – 10 экз.
4. , , 600 задач по физике. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. - 92 с.
5. , Сабирзянов вопросов и задач по электричеству и магнетизму: Учеб. пособие. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2007. - 264 с. – 100 экз.
6. Касьянов . 11 кл. : Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений - М. : Дрофа, 2002. – 416 с. – 27 экз.
7. Касьянов . 10 кл. : Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений - М. : Дрофа, 2003. – 416 с. – 22 экз.
6.2. Информационное обеспечение дисциплины
Данный раздел должен содержать перечень электронных информационных ресурсов (электронных баз данных, мультимедийных обучающих программ, информационно-справочных и поисковых систем, сайтов сети Интернет и др.), обеспечивающих внедрение инновационных и интерактивных методов изучения дисциплины (модуля).
Электронные версии учебников:
1. http://elib. uspu. ru/opt/_obshhej_fiziki._ T.1._Mexanika,_Molekulyarnaya_fizika_(Savel'ev).djvu
2. http://e-lib. uspu. ru/opt/_obshhej_fiziki._T.2._(Savel'ev).djvu
3. http://e-lib. uspu. ru/opt/OBSH_KursFiz(T. I.%20Trofimova).djvu
Интернет-сайты:
www. edu. ru
www. nkj. ru
www. kvant. info
www. wikipedia. org
www. potential. ru
www. college. ru
nauka. relis. ru
www. rfbr. ru
В перечень основной учебно-методической литературы должны включаться печатные и электронные учебники, учебные пособия, монографии и другие издания, отвечающие следующим требованиям:
– наличие рекомендации Министерства образования и науки РФ, грифа УМО и/или грифа УрГПУ;
– наличие данного источника в библиотеке УрГПУ в достаточном количестве (из расчета не менее 50 экземпляров на п.7.3.1 ФГОС ВО);
– наличие электронных учебников, учебных пособий (хрестоматий и др.) на сайте Учебного портала УрГПУ.
6.3. Печатные и (или) электронные ресурсы
для лиц с ОВЗ
Обучающимся из числа лиц с ограниченными возможностями здоровья должны быть обеспечены печатными и (или) электронными образовательными ресурсами в формах, адаптированных к ограничениям их здоровья (п.7.3.5. ФГОС ВО)
7. Материально-техническое и дидактическое
обеспечение дисциплины
При изучении данной дисциплины рекомендуется использовать:
– учебно-наглядные пособия, наборы демонстрационного оборудования (таблицы, схемы, карты и др.),
– аудиовизуальные материалы,
– специализированное оборудование, музейные экспозиции и т. п.,
– технические средства обучения (компьютерная техника, приборы, лабораторные установки, оборудование, аудио-, видеоаппаратура и т. д.).
8. СВЕДЕНИЯ ОБ авторЕ программы
кандидат физико-математических наук, доцент
доцент кафедры физики и математического моделирования УрГПУ
рабочий телефон: 371-46-56
доктор физико-математических наук, профессор
заведующий кафедрой физики и математического моделирования УрГПУ
рабочий телефон: 371-46-56
Основные требования к оформлению списков
основной и дополнительной литературы
Составлены на основе ГОСТ Р 7.0.5–2008
«Библиографическая ссылка.
Общие требования и правила составления»
Библиографические ссылки на издания разных типов
Экономика и политика России и государств ближнего зарубежья : аналит. обзор, апр. 2007 / Рос. акад. наук, Ин-т мировой экономики и междунар. отношений. М. : ИМЭМО, 2007. 39 с.
Валукин движений в мужском классическом танце. М. : ГИТИС, 2006. 251 с.
, Глухов : теория речевой деятельности : учеб. пособие для студентов педвузов. М. : Астрель ; Тверь : АСТ, 2006. 319 с. (Высшая школа).
Содержание и технологии образования взрослых: проблема опережающего образования : сб. науч. тр. / Ин-т образования взрослых Рос. акад. образования ; под ред. . М. : ИОВ, 2007. 118 с.
, Кусакин и рациональное использование болот в Республике Марий Эл // Проблемы региональной экологии. 2007. № 1. С. 80–86.
Дальневосточный международный экономический форум (Хабаровск, 5–6 окт. 2006 г.) : материалы / Правительство Хабар. края. Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2006. Т. 1–8.
О внесении изменений в статью 30 закона Ненецкого автономного округа "О государственной службе Ненецкого автономного округа" : закон Ненец. авт. окр. от 01.01.01 г. : принят Собр. депутатов Ненец. авт. окр. 12 мая 2006 г. // Няръяна вындер (Крас. тундровик) / Собр. депутатов Ненец. авт. окр. – 2006. – 24 мая.
Об индивидуальной помощи в получении образования : (О содействии образованию) : федер. закон Федератив. Респ. Германия от 1 апр. 2001 г. // Образовательное законодательство зарубежных стран. – М., 2003. – T. 3. – С. 422–464.
Библиографические ссылки на электронные ресурсы
Дирина военнослужащих Российской Федерации на свободу ассоциаций // Военное право : сетевой журн. 2007. URL: http://www. voennoepravo. ru/node/2149 (дата обращения: 19.09.2007).
О жилищных правах научных работников [Электронный ресурс] : постановление ВЦИК, СНК РСФСР от 20 авг. 1933 г. (с изм. и доп., внесенными постановлениями ВЦИК, СНК РСФСР от 1 нояб. 1934 г., от 24 июня 1938 г.). Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
Энциклопедия животных Кирилла и Мефодия. М. : Кирилл и Мефодий : New media generation, 2006. 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM).
С Белой армией в Сибири [Электронный ресурс] // Восточный фронт армии адмирала : [сайт]. [2004]. URL: http://east-front. narod. ru/memo/latchford. htm (дата обращения: 23.08.2007).
Библиографические ссылки на архивные документы
Полторацкий С. Д. Материалы для «Словаря русских писателей, исторических и общественных деятелей и других лиц» // ОР РГБ. Ф. 223 (С. Д. Полторацкий). Картон 14–29.
Полторацкий С. Д. Материалы к «Словарю русских псевдонимов» // ОР РГБ. Ф. 223 (С. Д. Полторацкий). Картон 79. Ед. хр. 122 ; Картон 80. Ед. хр. 1–24 ; Картон 81. Ед. хр. 1–7.
Гущин ключ : статья // ПФА РАН. Ф. 900. Оп. 1. Ед. хр. 23. 5 л.
Приложение 4
Структура аннотации к рабочей программе дисциплины (модуля)
Аннотация к рабочей программе дисциплины "Научные основы элементарной физики"
(наименование дисциплины)
Цели и задачи дисциплины
Целью изучения дисциплины является: подготовка к выполнению задач профессиональной деятельности бакалавра, установленных ФГОС ВПО.
Задачей изучения дисциплины является усвоение основных принципов и законов физики, вместе с четким определением границ их применимости; овладение приемами и навыками решения физических задач; формирование целостного представления о современной физической картине мира; расширение кругозора, формирование научного мышления и научного мировоззрения; приобретение знаний, необходимых для изучения смежных дисциплин.
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам учебных занятий и самостоятельной работы):
Курс – 1
Семестр – 1
Объем в часах всего – 72
в т. ч.: лекции – 12
практические занятия – 20
самостоятельная работа – 40
Зачет – 1 семестр
Основные разделы:
1. Механика.
2. Молекулярная физика и термодинамика.
3. Электродинамика.
Планируемые результаты обучения (перечень компетенций):
ПК-1 готовностью реализовывать образовательные программы по учебному предмету в соответствии с требованиями образовательных стандартов;
ПК-4 способностью использовать возможности образовательной среды для достижения личностных, метапредметных и предметных результатов обучения и обеспечения качества учебно-воспитательного процесса средствами преподаваемого учебного предмета.
Форма промежуточной аттестации: 1 семестр – зачет
