Рабочая программа
элективного учебного предмета «Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование»
(11 класс; 35ч в год, 1 час в неделю)
Пояснительная записка
Рабочая программа учебного практикума составлена для учащихся 11-х классов МОУ «СОШ №6 с углубленным изучением отдельных предметов», г. Надым на основе авторской программы , , «Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование».
Рабочая программа элективного учебного предмета «Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование» предназначена для учащихся 11-х классов, желающих приобрести опыт самостоятельного применения знаний по физике на практике при проведении наблюдений, экспериментов, моделирования.
Образовательные цели курса: освоенные основные понятия, законы и принципы физики, общее представление о физике как фундаментальной науке, понимание ее роли в современной культуре и в процессе формирования мировоззрения; сформированный интерес и мотивация к изучению физике; развитые познавательные универсальные способности (навыки теоретического мышления, творческого поиска).
Основными задачами курса являются: обеспечение обучающихся необходимой лабораторно-информационной базой; формирование системы взаимосвязанных теоретических и практических знаний в области физики; вовлечение информационных технологий в процесс обучения, практическое их освоение; создание учебного пространства для развития ряда умений: моделировать и рационально мыслить, организовывать коммуникацию и продуктивно в ней участвовать, самостоятельно принимать решения в оценке границ применимости физических законов, достоверности событий и фактов.
Общая характеристика курса
Данный курс входит в образовательную область “Естествознание” и сопровождает учебный предмет “Физика”. Курс имеет модульную структуру (демонстрационные эксперименты, лабораторные и практические работы, компьютерное моделирование) и может быть использован для расширения и углубления программ профильного обучения физике, и построения индивидуальных образовательных программ курса физики.
Курс выстраивается таким образом, чтобы наиболее полно отображать физику-науку в учебном процессе и формировать универсальные способности: эффективно работать с информацией, наблюдать окружающее и видеть главное, разрабатывать теоритические модели и натуральные эксперименты и на их основе осуществлять учебные исследования.
Курс разработан на основе практико-ориентированного подхода и предполагает выделение базисных, ключевых физических явлений и экспериментов в качестве содержательного ядра. Учебный процесс в рамках данного курса организуется в форме учебной исследовательской деятельности. Это наблюдение и построение первичных моделей, поиск дополнительной информации, ее анализ, разработка и проведение физического эксперимента, обработка и анализ экспериментальных результатов, построение новой теоретической модели явления, исследование этой модели и получение новых, дополнительных сведений о явлении и процессе. В курсе имеется три содержательные части: наблюдение натурных явлений и демонстрационных опытов; физический практикум; компьютерное моделирование. Все части курса имеют блочно-модульную структуру, блоки и модули формируются в рамках традиционного структурирования курса общей физики по разделам: механика, строение вещества, и молекулярная физика, электричество и магнетизм, оптика, квантовая физика. В рамках каждого модуля предлагается “траекторное”представление изучаемых явлений натурные наблюдения, лабораторно-экспериментальные исследования, моделирование.
Наблюдение природных явлений и демонстрационных опытов предлагает явлений на основе обыденных представлений и приобретенных ранее знаний, освоение технологий наблюдательных исследований, создание мотивации. Перечень природных явлений для наблюдений и демонстрационных опытов соответствует содержанию курса физики
Физический практикум представляет собой лабораторию эксперимента и моделирования. Содержательно практикум разделен на пять тематических блоков: механика, строение вещества и молекулярная физика, электричество, оптика, квантовая и ядерная физика. В каждом из блоков имеется несколько модулей, содержащих комплексные учебные исследования.
Учебные экспериментальные задания сформулированы в виде открытых исследовательских задач с возможностью выбора различных вариантов реализации. Выполнение таких учебных исследований предполагает предварительное планирование эксперимента, рассмотрение нескольких вариантов и выбор оптимального. Лабораторно-экспериментальная база курса представляет собой сочетание серийно выпускаемых учебных приборов и оборудования и изготовленных самостоятельно учителями и школьниками приборов и устройств.
В части компьютерного моделированияфизических процессов курс представляет собой набор готовых методических разработок, в основе которых лежат пакеты компьютерных обучающих программ: “Открытая физика” – части 1 и 2, “Живая физика”. Содержание задач компьютерного моделирования представляет собой дополнительный метод исследования, что позволяет обучающимся изучать явление в рамках моделей. Освоение материала раздела компьютерного моделирования предполагает организацию групповой и индивидуальной форм работы, а деятельность преподавателя смещена в основном в область постановки учебной задачи и индивидуального консультирования в процессе самостоятельной работы обучающихся.
ОПИСАНИЕ МЕСТА КУРСА В УЧЕБНОМ ПЛАНЕ
Программа курса составлена из расчета 35 учебных часов в год, 1 час в неделю, рассчитана, на обучающихся 11 классов. Данный курс предполагает большой объем наблюдений, измерений, оформление результатов и другой практической работы с приборами и компьютером.
Методы и формы работы
Разработанные интерактивные модели программы «Открытая физика» реализуют готовые лабораторные установки и физические явления. Учащиеся имеют возможность самостоятельно видоизменять параметры в модели и наблюдать результаты, т. е. проводить виртуальные опыты.
Программа «Живая физика» представляет собой виртуальную лабораторную среду для проведения микроисследований и наглядного ознакомления с сущностью физических теорий, что позволяет учащимся самостоятельно конструировать модели физических явлений и установок, проводить измерения интересующих физических величин, осуществлять вычисления, строить на экране графики изменения исследуемых величин, «переносить» созданные модели в условия с иными значениями базовых физических констант, проводить анализ виртуальных опытов - таким образом, в полном объеме проводить исследования по физике.
Основные методы обучения: исследовательские. Методы сопрягаются как с групповой работой над практическим исследованием и компьютерной моделью явления, так и с индивидуальной работой во время оформления результатов, презентации и обсуждения результатов с учителем.
Части курса: “Наблюдения натурных явлений и демонстрационных опытов”, “Компьютерное моделирование”– выстраиваются в порядке усложнения формируемых умений, начиная от наблюдений и описаний и заканчивая моделированием и построением собственной модели явления.
Важной составляющей курса является представление школьником своей работы в форме небольшого доклада с необходимым количеством иллюстраций, рисунков, графиков, диаграмм. При этом другие ученики могут оценивать как его, так и свой уровень знания. В результате в учебном коллективе с участием учителя формируется конструктивный и значимый групповой стандарт “учебного результата”.
Основными и оптимальными формами занятий являются самостоятельная исследовательская работа (наблюдения, практикум) в малых группах, индивидуальная работа с информационными источниками, интерактивные презентации результатов работы в варианте научного семинара с его традиционными атрибутами: доклад, дискуссия, критика, коллективное творчество.
Содержание программы
(35 учебных часов в год, 1 час в неделю)
1. Наблюдения физических явлений (11 ч)
Методы научного познания.
Конструирование и исследование «Черных ящиков» (моделирование).
Компьютерные эксперименты. Проект создания шкалы прибора. Проект часы (моделирование).
Физическая и математическая модели колебаний. Знакомство с колебаниями. Выбор модели (моделирование).
Физическая и математическая модели колебаний. Условия возникновения колебаний (моделирование).
Превращение энергии (натурные наблюдения)
Характеристики колебаний. Изменение характеристик колебаний (моделирование).
Кинематическая модель свободных гармонических колебаний.
Связь колебательного и вращательного движений (моделирование).
Математический маятник. Приведенная длина. Физический маятник. Маятник на ракете.
Лабораторная работа №1 «Количественная связь между периодом, жесткостью и массой».
2. Физическое моделирование и мысленные эксперименты (15ч)
Модель материальной точки
Модель абсолютно упругого и неупругого тела
Модель замкнутой системы
Модель движения в однородном поле
Модель идеального газа
Модель кристаллической решетки
Модель проводимости
Модель эквипотенциальных поверхностей и силовых линий электрического поля
Модель колебательного контура
Модель светового луча и тонкой линзы
Волновая модель света: явления интерференции, дифракции.
Модель атома Резерфорда
Модель атома Бора
Модель магнетизма
Модель взаимодействия излучения с веществом
3. Физический практикум (9ч)
Исследование баллистического движения
Изопроцесы в идеальном газе
Закон Кулона
Движение заряженных частиц в электрическом поле
Конструирование электрических цепей
Резонанс в RLS-контуре
Дифракция. Измерение световой волны
Фотоэффект
Атом водорода
ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ АТТЕСТАЦИИ
Ожидаемый образовательный результат курса: успешная самореализация школьников в учебной деятельности; знание основных понятий и законов физики, ее места и значимости в жизни; умение ставить простейшие исследовательские задачи и решать их доступными средствам, представлять полученные результаты; опыт дискуссии, проектирования и реализации учебных исследований, работы в коллективе; умение искать, отбирать и оценивать информацию, систематизировать знания; возможность обоснованного выбора профессиональной ориентации.
Контроль и оценивание учебной деятельности учащихся основывается на заранее предъявленных и общедоступных критериях об уровне и качестве выполнения работы, в накопительной форме: по содержанию представленных результатов, на основе наблюдения учителем личностного роста обучающегося в ходе работы, его самооценки и коллективно распределенной учебной деятельности.
Требования к подготовке обучающихся
В результате изучения курса обучающиеся должны:
пониматьроль фундаментальных опытов в развитии физики; место фундаментальных опытов в структуре физического знания;цель, схему, результат и значение эксперимента и модели фундаментальных опытов
знать: алгоритм наблюдений; основные понятия курса; имена учёных, поставивших изученные фундаментальные опыты, основные научные достижения; роль эксперимента и моделирования в развитии физики;
проводить проверку и оценку результатов экспериментов;
уметьвыполнять определённые программой исследования с использованием физических приборов и компьютерных моделей; проводить виртуальные опыты с готовыми моделями, вносить изменения в модели; создавать на экране ПК модели изучаемых явлений; конструировать, собирать модель, демонстрировать работу модели; представлять и защищать модель;готовить и оформлять сообщения и отчёты по практическим работам; работать с различными источниками информации (осуществлять поиск и отбор информации, конспектировать её, осуществлять её реферирование).
Календарно-тематическое планирование
элективного учебного предмета «Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование»
(11 класс; 35часов в год, 1 час в неделю)
№ п/п | № учебного занятия | Дата учебного занятия | Тема учебного занятия | Примечание |
1. Наблюдения физических явлений (11 ч) | ||||
1 | 1 | Вводный инструктаж по охране труда. Первичный инструктаж по охране труда на рабочем месте. Методы научного познания. | ||
2 | 2 | Конструирование и исследование «Черных ящиков» (моделирование). | Стр. 10 | |
3 | 3 | Компьютерные эксперименты. Проект создания шкалы прибора. Проект часы (моделирование). | Стр.12 | |
4 | 4 | Физическая и математическая модели колебаний. Т001 Знакомство с колебаниями. Выбор модели (моделирование). | Стр.92 | |
5 | 5 | Физическая и математическая модели колебаний. Т004. Условия возникновения колебаний (моделирование). | Стр.93 | |
6 | 6 | Превращение энергии (натурные наблюдения) | ||
7 | 7 | Характеристики колебаний. Изменение характеристик колебаний (моделирование). | Стр. 98-99 | |
8 | 8 | Инструктаж по ТБ. Лабораторная работа №1 «Количественная связь между периодом, жесткостью и массой». | Стр.100 | |
9 | 9 | Кинематическая модель свободных гармонических колебаний. Т018. Связь колебательного и вращательного движений (моделирование). | Стр.102 | |
10 | 10 | Математический маятник. Т921. Приведенная длина. Физический маятник | Стр92 | |
11 | 11 | Т025. Упражнение. Маятник на ракете. | Стр.106 | |
2. Физическое моделирование и мысленные эксперименты (15ч) | ||||
12 | 1 | Модель материальной точки | с.57 | |
13 | 2 | Модель абсолютно упругого и неупругого тела | С59 | |
14 | 3 | Модель замкнутой системы | С62 | |
15 | 4 | Модель движения в однородном поле | С63 | |
16 | 5 | Модель идеального газа | С.66 | |
17 | 6 | Модель кристаллической решетки | С.67 | |
18 | 7 | Модель проводимости | С69 | |
19 | 8 | Модель эквипотенциальных поверхностей и силовых линий электрического поля | С71 | |
20 | 9 | Модель колебательного контура | С72 | |
21 | 10 | Модель светового луча и тонкой линзы | С 73 | |
22 | 11 | Волновая модель света: явления интерференции, дифракции. | С 75 | |
23 | 12 | Модель атома Резерфорда | С77 | |
24 | 13 | Модель атома Бора | С 78 | |
25 | 14 | Модель магнетизма | С 79 | |
26 | 15 | Модель взаимодействия излучения с веществом | С81 | |
3. Физический практикум (9ч) | ||||
27 | 1 | Исследование баллистического движения | С107 | |
28 | 2 | Изопроцесы в идеальном газе | С131 | |
29 | 3 | Закон Кулона | С 139 | |
30 | 4 | Движение заряженных частиц в электрическом поле | С144 | |
31 | 5 | Конструирование электрических цепей | С150 | |
32 | 6 | Резонанс в RLS-контуре | С156 | |
33 | 7 | Дифракция. Измерение световой волны | С164 | |
34 | 8 | Фотоэффект | С172 | |
35 | 9 | Атом водорода | С180 |
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Технические средства: индивидуальные компьютеры (мобильный класс), мультимедийный проектор и интерактивная доска; принтер монохромный; принтер цветной; цифровой фотоаппарат; сканер; цифровые датчики с интерфейсом
Методическое обеспечение программы:
- учебно-методическое обеспечение и дидактический материал; программно-методический комплекс AFSTM
Ресурсное обеспечение программы:
- лаборатория L-микро по «Электричеству» и «Оптике»; лабораторный комплект оборудования по механике; лабораторный комплект оборудования по молекулярной физике и термодинамике; мини лаборатория по электродинамике; лабораторный комплект оборудования по квантовым явлениям; оптическая микро лаборатория;
Электронные пособия
1. «Живая физика», виртуальный конструктор по физике, InteractivePhysis 2000. DSTCorporation.
2. Открытая физика версия 2.5; часть 1, часть 2; под редакцией профессора МФТИ , , 2002
3. Открытая коллекция. Физика. Механика. Молекулярная физика и термодинамика (для интерактивной доски), Дрофа, 2009
4. Открытая коллекция. Электродинамика. 10-11 классы (для интерактивной доски), Дрофа, 2009
5. Интерактивные творческие задания, диск», 2007
Литература для учащихся
1. Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование. Элективный курс: учебное пособие / , , . – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006
Рассказы о физиках и математиках./ - М.: Наука, 1985. Классики физической науки (с древнейших времен до начала ХХ в.). / , - М.: Высшая школа, 1989.4. Из истории физики и жизни ее творцов./ - М.: Просвещение, 1986.
5. О физике и физиках: Статьи, выступления, письма. / - Л.: Наука,1985.
Поиски и открытия: Т. Юнг, О. Френель, Дж. К. Максвелл, Г. Герц, , М. Планк, А. Эйнштейн./ - М.: Наука, 1986. Оптика Ньютона. / - М.: Наука, 1981. Рассказы об электричестве: Очерки истории электричества от древности до наших дней./ - М.: Детская литература, 1987. Кавендиш, Кулон и электростатика. / - М.: Знание, 1989. Шарль Кулон. / Фияонович. С. Р. - М.: Просвещение, 1988. Физики: Биографический справочник./ - М.: Наука, 1983. Хрестоматия по физике/. - М.: Просвещение, 1982. Абрам Федорович Иоффе./ - М.: Просвещение, 1983. Энциклопедический словарь юного физика /. - М.: Педагогика, 1991.Литература для учителя
1. Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование. Элективный курс: учебное пособие / , , . – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.
2.Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7-11 классах общеобразовательных учреждений: Кн. для учителя/, , и др; Под ред. , . - М.: Просвещение: Учеб. лит., 1996-368 с.
3.Ученический эксперимент по физике. Методические рекомендации к лабораторным работам по механике. / , , 2012.
4.Ученический эксперимент по физике. Методические рекомендации к лабораторным работам по молекулярной физике и термодинамике. / , , 2012.
5.Ученический эксперимент по физике. Методические рекомендации к лабораторным работам по электродинамике. / , , 2012.
6.Ученический эксперимент по физике. Методические рекомендации к лабораторным работам по молекулярной физике и термодинамике. / , , 2012.
6. Ученический эксперимент по физике. Методические рекомендации к лабораторным работам по оптике. / , , 2012.
7.Ученический эксперимент по физике. Методические рекомендации к лабораторным работам по квантовым явлениям. / , , 2012
8. Физика: лабораторные работы: 7-9 кл. / , , - М.: АСТ, Астрель, 2000.
9. Живая Физика: Руководство пользователя. – М.: ИНТ., InteractivePhysis 2000.DST Corporation.
10. Живая Физика: Комплекты компьютерных экспериментов: Методические рекомендации. – М.: ИНТ., InteractivePhysis 2000. DST Corporation.
РЕСУРСЫ ИНТЕРНЕТ:
1. Компьютерные инструменты в образовании http://ipo. spb. ru/joumal/
2. Методика работы с компьютерными курсами «Открытая физика» и «Физика в картинках». http: // center. fio. Ru / method / RESOURCES / КА VTREV / 11 / FlZ / OP _metod. htm
3. Чирцов модели в изучении Физики. http: // nwcit.·aanet. ru/ chirtsov/ txt l. htlnl
Кавтрев аспекты преподавания физики с использованием компьютерного курса
4. «Открытая физика 1.0». WWW. college. ru/teacher/metod phys. html
Интернет-поддержка курса
№ | Название сайта | Электронный адрес |
1 | Коллекция ЦОР | http://school-collection. edu. ru |
2 | Коллекция «Естественнонаучные эксперименты»: физика | http://experiment. edu. ru – |
3 | Мир физики: физический эксперимент | http://demo. home. nov. ru |
4 | Сервер кафедры общей физики физфака МГУ: физический практикум и демонстрации | http://genphys. phys. msu. ru |
5 | Уроки по молекулярной физике | http://marklv. narod. ru/mkt |
6 | Физика в анимациях. | http://physics. nad. ru |
7 | Интернет уроки. | http://www. interneturok. ru/distancionno |
8 | Физика в открытом колледже | http://www. physics. ru |
9 | Газета «Физика» Издательского дома «Первое сентября» | http://fiz.1september. ru |
10 | Коллекция «Естественно-научныеэксперименты»: физика | http://experiment. edu. ru |
11 | Виртуальный методический кабинет учителя физики и астрономии | http://www. gomulina. orc. ru |
12 | Задачи по физике с решениями | http://fizzzika. narod. ru |
13 | Занимательная физика в вопросах и ответах: сайт заслуженного учителя Р | http://elkin52.narod. ru |
14 | Заочная физико-техническая школа при МФТИ | http://www. school. mipt. ru |
15 | Кабинет физики Санкт-Петербургской академии постдипломного педагогического образования | http://www. edu. |
16 | Кафедра и лаборатория физики МИОО | http://fizkaf. narod. ru |
17 | Квант: научно-популярный физико-математический журнал | http://kvant. mccme. ru |
18 | Информационные технологии в преподавании физики: сайт | http://ifilip. narod. ru |
19 | Классная физика: сайт учителя физики | http://class-fizika. narod. ru |
20 | Краткий справочник по физике | http://www. physics. vir. ru |
21 | Мир физики: физический эксперимент | http://demo. home. nov. ru |
22 | Образовательный сервер «Оптика» | http://optics. ifmo. ru |
23 | Обучающие трёхуровневые тесты по физике: сайт | http://www. |
24 | Онлайн-преобразователь единиц измерения | http://www. decoder. ru |
25 | Региональный центр открытого физического образования физического факультета СПбГУ | http://www. phys. spb. ru |
26 | Сервер кафедры общей физики физфака МГУ: физпрактикум и демонстрации | http://genphys. phys. msu. ru |
27 | Теория относительности: Интернет-учебник по физике | http://www. relativity. ru |
28 | Термодинамика: электронный учебник по физике для 7-го и 8-го классов | http:// fn. bmstu. ru/phys/bib/I-NET/ |
29 | Уроки по молекулярной физике | http://marklv. narod. ru/mkt/ |
30 | Физика в анимациях | http://physics. nad. ru |
31 | Физика в Интернете: журнал «Дайджест» | http://fim. samara. ws |
32 | Физика вокруг нас | http://physics03.narod. ru |
33 | Физика для учителей: сайт | http://fisika. home. nov. ru |
34 | Физика. ру: сайт для учащихся и преподавателей физики | http://www. fizika. ru |
35 | Физика студентам и школьникам: сайт | http://www. physica. ru |
36 | Физикомп: в помощь начинающему физику | http://physicomp. lipetsk. ru |
37 | Электродинамика: учение с увлечением | http://physics.5ballov. ru |
38 | Элементы: популярный сайт о фундаментальной науке | http://www. elementy. ru |
39 | Эрудит: биографии учёных и изобретателей | http://erudit. nm. ru |
