Элективный курс по физике 10 класса
элективный курс

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Родниковская средняя общеобразовательная школа № 6

«Рассмотрено»                                 «Согласовано»                                  «Утверждаю»

на заседании МО                            заместитель директора                   директор школы

естественного цикла                            школы по УВР                             Приказ № _______        

Протокол №___                           «______» _______2018 г.                  «____» _______2018 г.  «_____» _______2018 г.          ____________________                      _________________

___________________                     Земляная Л.В.                                    Коробейникова Т.В.

Лещёва Т.Ф.

Рабочая программа элективного курса

«Фундаментальные эксперименты

в физической науке»

для 10 класса

Разработала программу:

учитель физики

первой квалификационной категории

Сбитнева Елена Анатольевна

с. Родники

2018 г

Пояснительная записка

     Элективный курс «Фундаментальные эксперименты в физической науке», рассчитан на 34 часа. Данный курс предназначен для учащихся 10—11 классов общеобразовательных учреждений как гуманитарного, так и физико-математического профиля. В процессе обучения школьники познакомятся с историей развития физики, становлением и эволюцией физической науки, с биографиями ученых, расширят свои представления об экспериментальном методе познания в физике, роли и месте фундаментального эксперимента в становлении физического знания, взаимосвязи теории и эксперимента, научатся выполнять некоторые фундаментальные опыты с использованием физических приборов, что будет способствовать формированию у них экспериментальных умений. Применение компьютерного моделирования позволит учащимся выполнять исследования с помощью компьютера, значительно расширив их представления о возможностях и границах компьютерного эксперимента.

Основные задачи курса: дать представление о цикле научного познания, месте эксперимента в нем, соотношении теории и эксперимента; роли и месте фундаментальных опытов в истории развития физической науки; истории развития физики; научной деятельности ученых и биографиях ученых, а также о роли фундаментальных опытов в научно-технологическом прогрессе; научить планировать эксперимент; отбирать приборы для выполнения эксперимента; выполнять эксперимент; применять математические методы к решению теоретических задач; работать со средствами информации (учебной, хрестоматийной, справочной, научно-популярной литературой, программно-педагогическими средствами, средствами дистанционного образования); готовить сообщения и доклады, оформлять и представлять их; готовить и представлять эксперимент как натурный, так и модельный, использовать технические средства обучения и средства новых информационных технологий; участвовать в дискуссии; сформировать у учащихся научное мировоззрение; способствовать их нравственному и эстетическому воспитанию.

При этом основными формами обучения должны стать семинары, практические занятия по выполнению лабораторных работ и решению задач. Учащиеся самостоятельно ищут информацию для подготовки докладов и сообщений, готовят эксперимент, подбирают кино- и видеофильмы, диафильмы и слайды, компьютерные программы.

При выполнении лабораторных работ как с реальными физическими приборами, так и с компьютерными моделями организуется исследовательская деятельность по экспериментальному установлению зависимостей между величинами. Учащиеся осуществляют все этапы этой деятельности: от постановки задачи, выдвижения гипотезы или гипотез, планирования эксперимента, выбора средств выполнения эксперимента, сборки установки, наблюдений и измерений, фиксации результатов эксперимента до анализа результатов эксперимента и выводов. При этом в зависимости от владения учащимися исследовательским методом степень самостоятельности при ее осуществлении и характер помощи со стороны учителя могут быть различными.

Помимо исследовательского метода целесообразно использование частично-поискового, проблемного изложения, а в отдельных случаях информационно-иллюстративного. Последний метод применяется в том случае, когда у учащихся отсутствует база, позволяющая использовать продуктивные методы.

После изучения курса учащиеся должны:

знать (на уровне воспроизведения) имена ученых, поставивших изученные фундаментальные опыты, даты их жизни, краткие биографические данные, основные научные достижения;

понимать роль фундаментальных опытов в развитии физики; место фундаментальных опытов в структуре физического знания; цель, схему, результат и значение конкретных изученных фундаментальных опытов;

уметь выполнять определенные программой исследования с использованием физических приборов и компьютерных моделей; демонстрировать опыты; работать со средствами информации (осуществлять поиск и отбор информации, конспектировать ее, осуществлять ее реферирование); готовить сообщения и доклады; выступать с сообщениями и докладами; участвовать в дискуссии; подбирать к докладам и рефератам иллюстративный материал, оформлять сообщения и доклады в письменном виде.

Работу учащихся оценивают с учетом их активности, качества подготовленных докладов и выступлений.

Содержание курса

10 (11) класс

Эксперимент и теория в естественнонаучном познании

(2 ч)

Цикл естественнонаучного познания. Теоретический и экспериментальный уровни познания. Теоретические и экспериментальные методы познания, их место в цикле познания, связь между ними. Роль эксперимента в познании. Виды исторических физических опытов. Фундаментальные опыты по физике, их роль в науке и место в процессе естественнонаучного познания

Фундаментальные опыты в механике

(4 ч)

Зарождение экспериментального метода в физике. Роль фундаментальных опытов в становлении классической механики.

Опыты Галилея по изучению движения тел. Мысленный эксперимент Галилея и закон инерции. Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения и опыт Кавендиша. Опыты Гюйгенса по изучению колебательного движения. Эмпирический базис как структурный элемент физической теории.

Фундаментальные опыты в молекулярной физике

(8 ч)

Возникновение атомарной гипотезы строения вещества. Опыты Броуна по изучению теплового движения молекул. Опыт Релея по измерению размеров молекул. Опыты Перрена по измерению массы молекул и определению постоянной Авогадро. Опыт Штерна по измерению скорости движения молекул. Экспериментально и теоретически полученное распределение молекул по скоростям. Победа молекулярно-кинетической теории строения вещества.

Опыты по исследованию свойств газов. Опыты Бойля. Опыты Румфорда. Опыты Джоуля по доказательству эквивалентности теплоты и работы. Фундаментальные опыты как основа научных обобщений.  

                                                                                                                                        Фундаментальные опыты в электродинамике

(6 ч)

Опыты Кулона по электростатическому взаимодействию. Опыты Рикке, Иоффе, Милликена, Мандельштама, Папалекси, Толмена, Стюарта, лежащие в основе электронной теории проводимости. Опыты Ома, позволившие установить закон постоянного тока. Различие между ролью фундаментальных опытов в науке и в процессе изучения основ наук.

Опыты Ампера, Эрстеда и Фарадея по электромагнетизму. Опыты Герца по излучению и приему электромагнитных волн. Фундаментальные опыты как подтверждение следствий теории в структуре физической теории.

Фундаментальные опыты в оптике (6ч)

Краткая история развития учения о свете. Опыты, послужившие основой возникновения волновой теории света. Опыты Ньютона по дисперсии света. Опыты Ньютона по интерференции света. Опыты Юнга. Опыты по поляризации света.

Проблема скорости света в физической науке. Астрономические наблюдения и лабораторные опыты по измерению скорости света

Фундаментальные опыты в квантовой физике

(6 ч)

Зарождение квантовой теории. Экспериментальное изучение теплового излучения. Опыты Столетова и Герца по изучению явления и законов фотоэффекта. Опыты Лебедева по измерению давления света.

Опыты Резерфорда по зондированию вещества и модель строения атома. Опыты Франка и Герца и модель атома Бора.

Фундаментальные опыты и формирование нового стиля научного мышления.. Демонстрации

Различные виды механического движения.

Свободное падение (трубка Ньютона).

Колебательное движение маятников.

Модель броуновского движения.

Модель опыта Штерна.

Электризация тел.

Взаимодействие электрических зарядов.

Взаимодействие проводников с током (опыт Ампера).

Взаимодействие проводника с током и магнита (опыт Эрстеда).

Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея).

Дисперсия света.

Опыты по интерференции и дифракции света.

Поляризация света.

Явление фотоэффекта и законы фотоэффекта.

Лабораторные работы

1.  Исследование закономерностей броуновского движения с использованием компьютерной модели.

2.  Измерение размеров молекул (опыт Рэлея).

3.  Исследование взаимодействия электрических зарядов (опыт Кулона) с использованием компьютерной модели.

4.  Исследование явления электромагнитной индукции (опыты Фарадея) с использованием физических приборов и компьютерной модели.

5.    Измерение скорости света с использованием компьютерного моделирования. Изучение явления дисперсии (с использованием физических приборов и компьютерного моделирования).

6.  Исследование явления интерференции с использованием компьютерного моделирования.

7. Исследование явления дифракции с использованием компьютерного моделирования.

8.  Исследование явления фотоэффекта с использованием компьютерного моделирования. 9.    Изучение   строения   атома   с   использованием компьютерного моделирования опытов Резерфорда

 Примерные темы докладов и рефератов

1.  Моделирование в физике.

2.  Галилей — основоположник экспериментального метода исследования в физике.

3.  Фундаментальные опыты и эволюция физической картины мира.

4.  Фундаментальные опыты и развитие электродинамики.

5.  Фундаментальные опыты и развитие взглядов на природу света.

6.  Фундаментальные опыты в структуре физической теории.

7.  Ньютон и Гук: противостояние гениев.

8.  Мифы и реальность из жизни Галилея.

Резерв времени (2 ч)

Литература

1. Боголюбов А. Н. Механика в истории человечества. М.: Наука, 1978.

2.   Вавилов С. И. Исаак Ньютон: 1643—1727. М.: Наука, 1989.

3.  Гиндикин С. Г. Рассказы о физиках и математиках. М.: Наука, 1985.

4.  Голин Г. М., Филонович С. Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX   в.). М.: Высшая школа, 1989.

5. Дягилев Ф. М. Из истории физики и жизни ее творцов. М.: Просвещение, 1986.

6.  Иоффе А. Ф. О физике и физиках: Статьи, выступления, письма. Л.: Наука, 1985.

7.  Каганов М. И., Френкель В. Я. Вехи истории физики твердого тела. М.: Знание, 1981.

8.  Кляус Е. М. Поиски и открытия: Т. Юнг, О. Френель, Дж. К. Максвелл, Г. Герц, П. Н. Лебедев, М. Планк, А. Эйнштейн. М.: Наука, 1986. 9.  Кошманов В.   В.   Георг Ом. М.: Просвещение, 1980.

10. Погребысская Е. И. Оптика Ньютона. М.: Наука, 1981.

11.  Собесяк Р. Шеренга великих физиков. Краков: Наша ксенгарня, 1973.

12.  Томилин А. Я. Мир электричества. М.: Дрофа, 2004.

13. Филонович С. Р. Кавендиш, Кулон и электростатика. М.: Знание, 1989.

14.  Филонович С. Р. Шарль Кулон. М.: Просвещение, 1988.

15.  Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. М.: Наука, 1983.

16. Хрестоматия по физике / Под ред. Б. И. Спасского. М.: Просвещение, 1982.

17.  Чернощекова Т. М. Абрам Федорович Иоффе. М.: Просвещение, 1983.

18.   Энциклопедический  словарь  юного  физика / Сост. В. А. Чуянов. М.: Педагогика, 1991.                                                                             

Требования к подготовке учащихся

Учащиеся должны знать (на уровне воспроизведения):

■  имена ученых, поставивших изученные фундаментальные опыты, даты их жизни, краткие биографические сведения, основные научные достижения.

Учащиеся должны понимать:

■  роль фундаментальных опытов в развитии физики;

■  место фундаментальных опытов в структуре физического знания;

■  цель, схему экспериментальной установки, результат и значение конкретного фундаментального опыта. Учащиеся должны уметь:

■  выполнять определенные программой исследования с использованием физических приборов и компьютерных моделей;

■  демонстрировать опыты;

■  работать со средствами информации (искать и отбирать информацию, конспектировать ее, осуществлять реферирование);

■  готовить сообщения и доклады;

■  выступать с сообщениями и докладами;

■  участвовать в дискуссии;

■  подбирать к докладам и рефератам иллюстративный материал;

■  оформлять сообщения и доклады в письменном виде.                                                                                  

В соответствии с требованиями к подготовке учащихся  предлагается следующая система оценивания их учебной деятельности (см. табл. 1).

Таблица 1

ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ