Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя школа №1»

г. Николаевска Волгоградской области

УТВЕРЖДАЮ:

Директор МОУ «СШ №1» г. Николаевска

Карпенко О.Ю.__________

Приказ №          от «01» сентября 2023г.

Раздел 1 "Комплекс основных характеристик образования".  Пояснительная записка

    1.1.Направленность дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы "Занимательные физико-химические исследования" – естественнонаучная.

   1.2. Актуальность программы. Человечеством накоплен огромный объем научно-технической информации. С одной стороны, это приводит к необходимости специализации в освоении и применении имеющегося человеческого опыта, а с другой — дальнейшее развитие всех сторон общества требует объединения усилий специалистов самых разных дисциплин. Прорывные технологии появляются на стыке самых разных областей человеческой деятельности. Достижения наук о природе, человеке, обществе показывают единство мира. Существует необходимость в формировании у учащихся взгляда на мир как на среду, где протекает одновременно много взаимно обусловленных и взаимно влияющих процессов, что можно осуществить в ходе обучения по программе «Занимательные физико-химические исследования».

Так же в настоящее время навыки исследовательской работы у учащихся находятся на низком уровне, на уроках этому уделяется недостаточно времени. К тому же совместное изучение химии и физики через исследовательскую деятельность позволит повысить интерес к предметам, что актуально на сегодняшний день ввиду дефицита инженерных и технических кадров.

      Кроме этого программа обеспечивает необходимые условия для личностного развития, профессионального самоопределения обучающихся, так как предполагает выполнение исследовательских и практических работ, затрагивает тему профессий, связанных с физикой и химией.

 Педагогическая целесообразность программы 

педагогическая целесообразность применяемых методик заключается в том, что знакомясь с физическими и химическими процессами, дети не только приобретают необходимые знания и  умения, но и проявляют исследовательские навыки, развивают практические навыки постановки опытов, умения выдвигать гипотезы и определять причинно-следственные связи.

1.3. Цель программы:

создание условий для формирования у учащихся опыта практической и исследовательской деятельности в области физики и химии.

1.4. Задачи программы:

Предметные:

- овладение конкретными физическими и химическими понятиями, необходимыми для изучения курсов физики и химии;

-понимание сущности физических и химических явлений, встречающихся в повседневной жизни;

-владение основными методами исследований в области физики и химии; 

- самостоятельное планирование физического эксперимента, моделирование физических явлений, умение выдвигать гипотезы, обрабатывать результаты экспериментов с нахождением ошибок измерений;

применять полученные знания в повседневной практической бытовой жизни.

Личностные: 

- создать условия для формирования аккуратности, внимания, наблюдательности, ответственности;

- повысить мотивацию и интерес к изучению физики и химии;

- сформировать коммуникативную компетентность в общении и сотрудничестве со сверстниками и педагогом в процессе образовательной и практической деятельности;

- способствовать профессиональному самоопределению учащихся.

-развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей;

- убеждённость в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества, отношение к физике как к элементу общечеловеческой культуры;

- самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;

- формирование ценностного отношения друг к другу, к учителю, к авторам открытий и изобретений, к результатам обучения.

Метапредметные результаты

• овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий;
• понимание различий между исходными фактами и гипотезами для их объяснения, теоретическими моделями и реальными объектами, овладение универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей процессов или явлений;
• приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников и новых информационных технологий для решения познавательных задач;
• формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию.

Регулятивные УУД

• Умение самостоятельно определять цели обучения, ставить и формулировать новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;
• Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач;
• Умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;
• Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения;
• Владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности.

Познавательные УУД

• Умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное, по аналогии) и делать выводы;
• Умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;
• Развитие мотивации к овладению культурой активного использования словарей и других поисковых систем.

Коммуникативные УУД

• Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;
• Умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации для выражения своих чувств, мыслей и потребностей для планирования и регуляции своей деятельности; владение устной и письменной речью, монологической контекстной речью;
• Формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий.

1.5. Отличительные особенности данной дополнительной общеразвивающей программы от уже существующих программ в увеличении числа практических работ по сравнению с теоретическими занятиями. В ходе реализации программы запланировано проведение и оформление проектных и исследовательских работ, участие с данными работами в различных конкурсах.

Также результатом освоения программы будут не только приобретенные знания в области физики и химии, навыки выполнения, практических, проектных, исследовательских, творческих работ, но и изменение мировоззрения учащихся, понимание ими физико-химических процессов в природе.    

1.6. Принципы реализации программы

Реализация программы основана на нескольких идеях, на которых, по представлению автора, должны основываться принципы организации учебно-воспитательного процесса.

Идея гуманистического подхода предусматривает отношение педагога к обучающемуся как к младшему товарищу, который будет его сменой.

Идея индивидуального подхода вытекает из учета личностных особенностей, в том числе в области выбора ребенком характера работы в объединении.

Идея творческого саморазвития реализуется через побуждение всех детей к самостоятельным исследованиям, самовоспитанию и самосовершенствованию.

Идея практической направленности осуществляется через сочетание теоретической и экспериментальной работы, участие в олимпиадах, турнирах и конкурсах, экспедиционных исследованиях в походных условиях.

Идея коллективизма опирается на совместную работу групп детей по решению экспериментальных задач, коллективное обсуждение теоретических вопросов и коллективный разбор результатов выступлений в различных мероприятиях.

Программа реализуется на основе следующих принципов:

– принцип научности, направленный на получение достоверной информации о современном состоянии естественно-научных знаний и критику необоснованных гипотез;

– принцип систематичности и последовательности, требующий логической последовательности в изложении материала;

– принцип доступности, заключающийся в необходимой простоте изложения материала;

– принцип преодоления трудностей, предусматривающий, что обучающее задание не должно быть слишком простым;

– принцип сознательности и активности, основанный на свободном выборе ребенка направления своей работы.

1.7. Сроки реализации программы

Срок реализации программы: 3 года по 2 часа в неделю. Объём программы: 204  часа. года.

1.8. Форма обучения и режим занятий

Форма обучения: очная.

 Режим занятий. Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая   программа

естественнонаучной направленности «Занимательные физико-химические исследования»»

реализуется с сентября по май. Занятия проводятся по 1 часу  2 раза в неделю: один час модуль «Физические исследования», а другой час «Химические исследования».

Адресат программы:

 Возраст учащихся, участвующих в реализации данной программы 13-17 лет. Программа рассчитана на 3 года обучения: 1 год обучения- 13-14 лет (8 класс), 2 год обучения – 14-15 лет (9 класс), 3 год обучения – 16-17 лет (10-11 классы).  

Особенности организации образовательного процесса. Состав группы постоянный. Занятия проводятся групповые. Группы учащихся примерно одного возраста. Наполняемость группы: 15-30 учащихся. Виды занятий по программе: лекции, семинары, практические занятия,  выполнение проектных и исследовательских работ и их защита.

 1.9. Ожидаемые результаты и способы их проверки

По окончании программы дети получат и усвоят современные представления:

• о строении атома и веществ и влиянии строения на свойства;
• о физических и химических явлениях;
• о свойствах неорганических и органических веществ;
• о процессах, происходящих при растворении веществ;
• о скорости химической реакции;
• об окислительно-восстановительных реакциях;

• о гидролизе. знания о природе важнейших физических явлений окружающего мира и понимание смысла физических законов, раскрывающих связь изученных явлений;
• формирование убеждения в закономерной связи и познаваемости явлений природы, в объективности научного знания, в высокой ценности науки в развитии материальной и духовной культуры людей;
• развитие теоретического мышления на основе формирования умений устанавливать факты, различать причины и следствия, строить модели и выдвигать гипотезы, отыскивать и формулировать доказательства выдвинутых гипотез, выводить из экспериментальных фактов и теоретических моделей физические законы;
• коммуникативные умения: докладывать о результатах своего исследования, участвовать в дискуссии, кратко и точно отвечать на вопросы, использовать справочную литературу и другие источники информации.

По окончании программы дети приобретут следующие умения:

• проводить экспериментальные исследования с использованием оборудования цифровой и химической лаборатории;
• формулировать и обсуждать полученные экспериментальные результаты;
• готовить и представлять доклад по проделанной работе;
• умения пользоваться методами научного исследования явлений природы, проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков и формул, обнаруживать зависимости между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы, оценивать границы погрешностей результатов измерений;
• умения применять теоретические знания по физике на практике, решать физические задачи на применение полученных знаний;
• умения и навыки применять полученные знания для объяснения принципов действия важнейших технических устройств, решения практических задач повседневной жизни, обеспечения безопасности своей жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды;

 Обучение учащихся по программе предусматривает различные виды контроля результатов обучения: текущий, который осуществляется на каждом занятии педагогом, предполагает выполнение тестовых, игровых заданий, контроль за выполнением и оформлением результатов практической работы, устный опрос, выслушивание мнения учащихся.  

Итоговая проверка результатов осуществляется в процессе участия в конференциях турнирах, олимпиадах, а также в ходе защиты исследовательских и проектных работ.

Следует заметить, что формальные результаты выступлений слушателей на различных мероприятиях (грамоты, дипломы и т.п.) не должны быть оценкой успешности занятий ребенка в объединении. Само выступление на таком мероприятии — уже большое достижение слушателя.

2. Учебно-тематический план

1 год обучения (8 класс).

Модуль «Химические исследования»

1 год обучения (8 класс).

Модуль «Физические исследования»

2-й год обучения (9 класс)

Модуль «Химические исследования»

Модуль «Физические исследования»

3-й год обучения (10-11 класс)

Модуль «Химические исследования»

Модуль «Физические исследования»

3. Содержание программы 

1 год обучения (8 класс)

 Модуль «Химические исследования»

Тема 1. Введение.

Теория. Ознакомление с кабинетом химии и изучение правил техники безопасности. Правила безопасной работы в кабинете химии, изучение правил техники безопасности и оказания первой помощи, использование противопожарных средств защиты. Знакомство с лабораторным оборудованием. Ознакомление учащихся с классификацией и требованиями, предъявляемыми к хранению лабораторного оборудования, изучение технических средств обучения, предметов лабораторного оборудования. Техника демонстрации опытов (на примерах одного - двух занимательных опытов). 

Хранение материалов и реактивов в химической лаборатории. Знакомство с различными видами классификаций химических реактивов и правилами хранения их в лаборатории  

Нагревательные приборы и пользование ими. Знакомство с правилами пользования нагревательных приборов: плитки, спиртовки, газовой горелки, водяной бани, сушильного шкафа. Нагревание и прокаливание. Знакомство с цифровой лабораторией.

Практические работы.  Использование нагревательных приборов. Освоение резистивного датчика температуры. Инерционность датчика температуры. Ощущение температуры. Скорость теплообмена. Строение пламени. Взвешивание и взятие навесок. Тепловой эффект растворения. Плотность твердого тела. Плотность жидкости.

Тема 2. Физические и химические явления.

Теория. Физические явления. Газы. Жидкости. Твёрдые вещества. Взаимные переходы между агрегатными состояниями вещества: возгонка (сублимация) и десублимация, конденсация и испарение, кристаллизация и плавление. Химические реакции. Реагенты и продукты реакции. Признаки химических реакций. Условия их протекания и прекращения. Экзотермические и эндотермические реакции. Классификация химических реакций по составу и числу реагентов и продуктов. Типы химических реакций. Реакции соединения, разложения, замещения и обмена. Катализаторы и катализ.

     Кислород.  Получение кислорода. Собирание и распознавание кислорода.  Водород в природе. Физические и химические свойства водорода, его получение и применение.

Практические работы. Эндотермические и экзотермические процессы. Окраска раствора и от чего она зависит. Агрегатные состояния и переходы между ними. Определение оптической плотности раствора. Получение, собирание и распознавание кислорода. Получение, собирание и распознавание водорода.

Опыты. Примеры физических явлений. Химические явления. Разделение смесей. Разложение основного карбоната меди (11). Реакция замещения меди железом в растворе сульфата меди (11). Взаимодействие железа с серой. Взаимодействие сульфата меди (11) с щелочью. Взаимодействие карбоната натрия с кислотой.

Тема 3. Вещества.

Теория.     Классификация неогранических веществ. Простые и сложные вещества. Физические свойства металлов и неметаллов. Оксиды и их свойства. Гидросфера. Круговорот воды в природе. Физические и химические свойства воды: взаимодействие с оксидами. Основные источники загрязнения водных бассейнов, последствия загрязнения. Меры борьбы с загрязнением бассейнов. Методы очистки воды. Перспективы развития водоочистки. Методы обработки воды.

      Кислоты, их состав и классификация. Индикаторы. Таблица растворимости. Кислоты в природе и быту. Кислотные дожди.

Соли, их состав и названия. Растворимость солей в воде. Представители солей: хлорид натрия, карбонат натрия, фосфат кальция.

Основания, их состав. Растворимость оснований в воде. Изменение окраски индикаторов в щелочной среде. Представители щелочей: гидроксиды натрия, калия и кальция.

Генетическая связь неорганических веществ.

Растворитель и растворённое вещество. Растворы ненасыщенные, насыщенные, пересыщенные. Кристаллизация. Массовая доля растворённого вещества. Расчёты, связанные с использованием понятия «массовая доля растворённого вещества». Молярная концентрация.

Практические работы. 

Исследование качества питьевой воды.

Приготовление раствора с заданной молярной концентрацией.

Определение концентрации раствора колориметрическим способом.

Изучение поведения индикаторов в растворах  кислот и щелочей.

 Взаимодействие водорода с оксидом меди.

Выполнение опытов, демонстрирующих генетическую связь между основными классами неорганических веществ.

Опыты. Знакомство с коллекцией металлов и изучение их физических свойств. Знакомство с коллекцией неметаллов и изучение их физических свойств. Приготовление пересыщенного раствора. Взаимодействие кислот в оксидами металлов. Отношение кислот к металлам. Химические свойства соляной кислоты. Взаимодействие углекислого газа с известковой водой. Свойства оснований. Взаимодействие щелочей с кислотами.. Взаимодействие нерастворимых оснований с кислотами. Разложение гидроксида меди (11) при нагревании.

Модуль «Физические исследования»

Тема 1. Введение.

Теория. Ознакомление с кабинетом физики и изучение правил техники безопасности. Правила безопасной работы в кабинете физики, изучение правил техники безопасности и оказания первой помощи, использование противопожарных средств защиты. Знакомство с лабораторным оборудованием. Ознакомление учащихся с классификацией и требованиями, предъявляемыми к хранению лабораторного оборудования, изучение технических средств обучения, предметов лабораторного оборудования. Техника демонстрации опытов (на примерах одного - двух занимательных опытов). Знакомство с цифровой лабораторией. Физический метод изучения природы: теоретический и экспериментальный.

Практические работы. Освоение мультидатчика по физике. Определение цены деления приборов, снятие показаний. Определение погрешностей измерений.

Тема 2. Тепловые явления и методы их исследования.

Теория. Тепловое расширение тел. Процессы плавления и отвердевания, испарения и конденсации. Теплопередача. Влажностьвоздуха. Приборы для измерения влажности воздуха.

Практические работы. Поглощение тепла при испарении жидкости. Проверка закона сохранения энергии для тепловых явлений. Определение удельной теплоемкости твердого тела. Определение удельной теплоты плавления льда. Изучение закономерностей испарения жидкостей. Изучение зависимости давления газа от температуры в сосуде постоянного объема. Измерение относительной влажности воздуха.

Тема 3. Электрические явления и методы их исследования.

Теория. Сила тока. Амперметр. Электрическое напряжение. Вольтметр. Сопротивление проводника. Определение удельного сопротивления проводника. Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников. Работа и мощность электрического тока.
Практические работы. Измерение силы тока с помощью осциллографа. Изучение зависимости сопротивления провода от его длины и площади поперечного сечения. Изучение распределения напряжений в цепи с последовательным соединением участков, состоящих из разных элементов. Изучение распределения токов в цепи с параллельным и последовательным соединением. Измерение работы и мощности электрического тока.

Тема 4. Электромагнитные явления.

Теория.
Получение и фиксированное изображение магнитных полей. Изучение свойств электромагнита. Изучение модели электродвигателя.
Практические работы.

Изучение взаимодействия постоянных магнитов. Исследование магнитного поля прямого проводника и катушки с током. Исследование явления намагничивания железа. Измерение магнитного поля Земли. Изучение взаимодействия параллельных токов. Изучение принципа действия электродвигателя. Изучение явления электромагнитной индукции. Изучение движения проводника с током в магнитном поле.

Тема 5. Оптика.

Теория. Изучение законов отражения. Наблюдение отражения и преломления света. Изображения в линзах. Определение главного фокусного расстояния и оптической силы линзы.

Практические работы. Исследование зависимости угла отражения от угла падения света. Изучение свойств изображения в плоском зеркале. Исследование зависимости угла преломления от угла падения света. Измерение фокусного расстояния и оптической силы собирающей линзы. Получение изображений различного типа с помощью собирающей линзы.

2 год обучения (9 класс).

 Модуль «Химические исследования»

Тема 1. Атомы и вещества.

Теория. Строени еатома. Строение электронных оболочек атомов первых 20 элементов Периодической системы. Д.И.Менделеева. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов и их соединений в связи с положением в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Строение веществ. Химическаясвязь: ковалентная (полярная и неполярная),ионная, металлическая. Кристаллические решетки. Валентность химических элементов. Степень окисления химических элементов. Атомы и молекулы. Химический элемент. Простые и сложные вещества. Основные классы неорганических веществ. Номенклатура неорганических соединений.

Практические работы. Изготовление моделей атомов и ионов.

Опыты. Изучение свойств веществ с разными видами кристаллических решеток.

Тема 2. Химическая реакция.

Теория. Химическая реакция. Условия и признаки протекания химических реакций. Скорость химических реакций. Условия, влияющие на скорость химической реакции. Классификация химических реакций по различным признакам: количеству и составу исходных и полученных веществ, изменению степеней окисления
химических элементов, поглощению и выделению энергии. Электролиты и неэлектролиты.  Катионы и анионы. Электролитическая диссоциация кислот, щелочей и солей (средних). рН растворов кислот и щелочей. Индикаторы. Реакции ионного обмена и
условия их осуществления. Гидролиз солей.  Окислительно- восстановительные реакции. Окислитель и  восстановитель.

Практические работы.

 Электролиты и неэлектролиты.

Зависимость электропроводности веществ от концентрации.

Уравнения ионообменных реакций. Полная ионная форма.

рН растворов кислот и щелочей.

Титрование по индикатору. Определение концентрации кислоты.

Гидролиз солей.

Выполнение опытов, демонстрирующих генетическую связь между основными классами неорганических веществ.

Опыты. Изучение влияния условий на скорость химической реакции. Проведение реакций ионного обмена для характеристики свойств электролитов.. Реакции обмена, идущие с образованием осадка. Реакции обмена, идущие с выделением газа. Определение характера среды с помощью универсального индикатора.

Тема 3. Основные классы неорганических веществ.

Теория. Общие химические свойства металлов и неметаллов. Химические свойства простых веществ-металлов:щелочных и щелочноземельных металлов, алюминия, железа. Химические свойства простых веществ-неметаллов: водорода, кислорода, галогенов, серы, азота, фосфора, углерода, кремния.  Химические свойства оксидов: оснόвных, амфотерных, кислотных, оснований, кислот, солей (средних). Качественные реакции.

Практические работы.

Получение аммиака и опыты с ним.

Получение и собирание оксида углерода (IV), изучение его свойств.

Решение экспериментальных задач по теме  «Металлы и неметаллы».

Идентификация неорганических соединений.

Опыты.

Взаимодействие железа с растворами кислот. Распознавание катионов магния, алюминия, меди, свинца, серебра, бария. Распознавание сульфат-ионов в растворе.. Распознавание галогенидов. Качественная реакция на карбонаты. Химические свойства цинка и его соединений. Распознавание по окраске пламени солей щелочно-земельных металлов. Распознавание по окраске пламени солей щелочных металлов. Изучение свойств амфотерных гидроксидов. Получение гидроксидов железа (2) и (3) и изучение их свойств. Свойства солей угольной кислоты. Свойства кремниевой кислоты и ее солей. Вытеснение оксидом углерода (IV) кремниевой кислоты из ее солей.

Модуль «Физические исследования»

2 год обучения (9 класс)

Кинематика

Способы описания механического движение. Прямолинейное равномерное движение по плоскости. Перемещение и скорость при равномерном прямолинейном движении по плоскости. Относительность движения. Сложение движений. Принцип независимости движений. Криволинейное движение. Движение тела, Равномерное движение по окружности. Угловая скорость. Период и частота вращения. Скорость и ускорение при равномерном движении по окружности.

Экспериментальные работы:

Изучение движения свободно падающего тела. Изучение движения по окружности.

Динамика

Инерциальные системы отсчета. Сила. Законы Ньютона. Движение тела под действием нескольких сил. Движение системы связанных тел. материальной точки по окружности. Классы сил. Закон всемирного тяготения. Движение планет. Искусственные спутники. Солнечная система. История развития представлений о Вселенной. Строение и эволюция Вселенной.

Экспериментальные работы и исследовательские работы:

Измерение массы тела с использованием векторного разложения силы. Изучение кинематики и динамики равноускоренного движения (на примере машины Атвуда).

Изучение трения скольжения.

Историческая реконструкция опытов Кулона и Амонтона по определению величины силы трения скольжения.

Первые искусственные спутники Земли.

Как отличаются механические процессы на Земле от механических процессов в космосе?

Занимательные опыты

Импульс. Закон сохранения импульса

Импульс. Изменение импульса материальной точки. Система тел. Закон сохранения импульса.

Экспериментальные работы и исследовательские работы:  

Реактивное движение в природе.

Расследование ДТП с помощью закона сохранения импульса.

Статика.

 Равновесие тела. Момент силы. Условия равновесия твердого тела. Простые механизмы.

Экспериментальные работы и исследовательские работы:  

Определение центров масс различных тел (три способа).

Применение простых механизмов в строительстве: от землянки до небоскреба.

Исследование конструкции велосипеда.

Механические колебания и волны

Механические колебания. Преобразование энергии при механических колебаниях. Математический и пружинный маятники. Свободные, затухающие и вынужденные колебания. Резонанс. Механические волны. Длина и скорость волны. Звук.

Экспериментальные работы и исследовательские работы:

Изучение колебаний нитяного и пружинного маятников.

Струнные музыкальные инструменты.

Колебательные системы в природе и технике.

Электромагнитные колебания и волны

Переменный электрический ток. Колебательный контур. Вынужденные и свободные ЭМ колебания. ЭМ волны и их свойства.

Экспериментальные работы и исследовательские работы:

Принципы радиосвязи и телевидения.

Влияние ЭМ излучений на живые организмы.

Изготовление установки для демонстрации опытов по ЭМИ.

Электромагнитное излучение СВЧ-печи.

Историческая реконструкция опытов Ампера.

Оптика

Источники света. Действия света. Закон прямолинейного распространения света. Закон отражения света. Построение изображений в плоском зеркале. Закон преломления света на плоской границе двух однородных прозрачных сред. Преломление света в призме. Дисперсия света. Явление полного внутреннего отражения. Линзы. Тонкие линзы. Построение изображений, создаваемых тонкими линзами. Глаз и зрение. Оптические приборы.

Экспериментальные работы и исследовательские работы:

Экспериментальная проверка закона отражения света.

Измерение показателя преломления воды.

Измерение фокусного расстояния собирающей линзы.

История исследования световых явлений.

Историческая реконструкция телескопа Галилея.

Изготовление калейдоскопа.

Физика атома и атомного ядра

Строение атома. Поглощение и испускание света атомами. Оптические спектры. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома. Строение атомного ядра. Зарядовое и массовое числа. Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер. Закон радиоактивного распада. Альфа- и бета-распады. Правила смещения. Ядерные реакции. Деление и синтез ядер. Ядерная энергетика. Источники энергии Солнца и звезд. Регистрация ядерных излучений. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы. Дозиметрия. Экологические проблемы ядерной энергетики.

Экспериментальные работы и исследовательские работы:

История изучения атома.

Измерение КПД солнечной батареи.

Невидимые излучения в спектре нагретых тел.

3 год обучения (10-11 класс).

 Модуль «Химические исследования»

Тема 1. Введение.

Теория. Особенности органических веществ. Классификация органических веществ по происхождению (природные, искусственные, синтетические). Химическое строение как порядок соединения атомов в молекуле согласно их валентности.. Углеродный скелет органической молекулы. Кратность химической связи. Зависимость свойств веществ от химического строения молекул. Изомерия и изомеры. Понятие о функциональной группе. Принципы классификации органических соединений.

Практические работы. 

Распознавание пластмасс и волокон, исследование их свойств.

Зависимость физических свойств органических веществ от их строения

Качественное определение водорода, углерода, хлора в органических соединениях.

Опыты. Сравнение физических свойств и горючести органических веществ (сахара, целлюлозы, этилового спирта) и неорганических веществ (поваренной соли,  серы, песка).

Тема 2. Углеводороды.

Теория. Алканы. Физические свойства алканов. Закономерности изменения физических свойств. Химические свойства алканов: галогенирование, дегидрирование, термическое разложение, крекинг как способы получения важнейших соединений в органическом синтезе. Изомеризация как способ получения высокосортного бензина.

Алкены. Физические свойства алкенов. Реакции электрофильного присоединения как способ получения функциональных производных углеводородов. Реакции окисления и полимеризации. Полиэтилен как крупнотоннажный продукт химического производства. Промышленные и лабораторные способы получения алкенов.

Алкадиены. Классификация алкадиенов по взаимному расположению кратных связей в молекуле. Особенности электронного и пространственного строения сопряженных алкадиенов. Физические свойства алкадиенов. Химические свойства алкадиенов: реакции присоединения (гидрирование, галогенирование), горения и полимеризации. Многообразие видов синтетических каучуков, их свойства и применение.

Алкины. Физические свойства алкинов. Химические свойства алкинов: реакции присоединения как способ получения полимеров и других полезных продуктов. Реакции замещения. Горение ацетилена как источник высокотемпературного пламени для сварки и резки металлов. Получение ацетилена пиролизом метана и карбидным методом. Применение ацетилена.

Арены. Физические свойства бензола. Химические свойства бензола: реакции электрофильного замещения (нитрование, галогенирование) как способ получения химических средств защиты растений; присоединения (гидрирование, галогенирование) как доказательство непредельного характера бензола. Реакция горения. Получение бензола.

Практические работы. 

Получение этилена и опыты с ним.

Получение ацетилена и опыты с ним

Опыты.

Свойства полиэтилена. Свойства поливинилхлорида. Распознавание алканов и алкенов на примере образцов продуктов нефтепереработки. Отношение каучука и резины к органическим растворителям. Опыты с резиновым клеем. Извлечение каучука из млечного сока растений.

Исследовательские проекты. 

Ароматические углеводороды. Бензол. Толуол.

Тема 3. Кислородсодержащие органические соединения.

Теория. Спирты. Классификация, номенклатура спиртов. Физические свойства предельных одноатомных спиртов. Водородная связь между молекулами и ее влияние на физические свойства спиртов. Химические свойства: взаимодействие с натрием как способ установления наличия гидроксогруппы, с галогеноводородами как способ получения растворителей, внутри- и межмолекулярная дегидратация. Реакция горения: спирты как топливо. Получение этанола: реакция брожения глюкозы, гидратация этилена. Применение метанола и этанола. Глицерин как представители предельных многоатомных спиртов. Качественная реакция на многоатомные спирты и ее применение для распознавания глицерина в составе косметических средств.

             Фенол. Качественные реакции на фенолы.

Альдегиды и кетоны. Классификация альдегидов и кетонов. Физические свойства предельных альдегидов. Химические свойства предельных альдегидов: гидрирование; качественные реакции на карбонильную группу (реакция «серебряного зеркала», взаимодействие с гидроксидом меди (II)) и их применение для обнаружения предельных альдегидов в промышленных сточных водах. Получение предельных альдегидов: окисление спиртов, гидратация ацетилена (реакция Кучерова). Токсичность альдегидов. Применение формальдегида и ацетальдегида. Ацетон как представитель кетонов. Строение молекулы ацетона. Особенности реакции окисления ацетона. Применение ацетона.

Карбоновые кислоты. Физические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот. Химические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот (реакции с металлами, основными оксидами, основаниями и солями) как подтверждение сходства с неорганическими кислотами. Реакция этерификации и ее обратимость. Важнейшие представители карбоновых кислот: муравьиная, уксусная и бензойная. Высшие предельные и непредельные карбоновые кислоты. Применение карбоновых кислот.

Сложные эфиры и жиры. Жиры как сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Растительные и животные жиры, их состав. Физические свойства жиров. Химические свойства жиров: гидрирование, окисление. Гидролиз или омыление жиров как способ промышленного получения солей высших карбоновых кислот. Применение жиров. Мылá как соли высших карбоновых кислот. Моющие свойства мыла.

Углеводы. Классификация углеводов. Физические свойства и нахождение углеводов в природе. Глюкоза как альдегидоспирт. Химические свойства глюкозы: ацилирование, алкилирование, спиртовое и молочнокислое брожение. Экспериментальные доказательства наличия альдегидной и спиртовых групп в глюкозе. Крахмал и целлюлоза как биологические полимеры. Химические свойства крахмала (гидролиз, качественная реакция с йодом на крахмал и ее применение для обнаружения крахмала в продуктах питания).  Химические свойства целлюлозы: гидролиз, образование сложных эфиров. Применение и биологическая роль углеводов.

Практические работы.

Свойства предельных монокарбоновых кислот. 

Углеводы.

Кулинарные процессы.

Опыты. Распознавание одно- и многоатомных спиртов и фенолов. Получение уксусного альдегида и опыты с ним. Свойства ацетона, его растворимость, ацетон как растворитель и его отношение к окислителям. Опыты с уксусной кислотой. Омыление жиров. Сравнение свойств мыла и синтетических моющих средств.

Исследовательские проекты. 

Одноатомные спирты. Этанол.

Многоатомные спирты. Глицерин.

Жиры.

Тема 4. Азотсодержащие органические соединения.

Теория. Амины. Анилин как представитель ароматических аминов. Строение анилина. Химические свойства анилина: взаимодействие с кислотами, бромной водой, окисление.

        Аминокислоты и белки. Белки как природные биополимеры. Состав и строение белков. Химические свойства белков: гидролиз, денатурация, качественные (цветные) реакции на белки. Идентификация органических соединений. Генетическая связь между классами органических соединений.

Высокомолекулярные соединения. Основные понятия высокомолекулярных соединений: мономер, полимер, структурное звено, степень полимеризации. Классификация полимеров. Основные способы получения высокомолекулярных соединений: реакции полимеризации и поликонденсации. Строение и структура полимеров. Зависимость свойств полимеров от строения молекул. Термопластичные и термореактивные полимеры. Классификация волокон. Синтетические волокна. Полиэфирные и полиамидные волокна, их строение, свойства. Практическое использование волокон.

Практические работы.

Исследование свойств анилина.

Приготовление растворов белков и выполнение опытов с ними. 

Решение экспериментальных задач на получение и распознавание органических веществ. Распознавание органических веществ по характерным реакциям.

 Волокна.

 Полимеры.

 Определение состава энергетических напитков

Модуль «Физические исследования»

Вводные занятия. Физический эксперимент и цифровые лаборатории. 2ч

Измерения физических величин. Точность измерений. Цифровая лаборатория и её особенности.

Экспериментальные исследования механических явлений. 9ч

Равноускоренное движение. Ускорение. Формула для вычисления ускорения. Еди- ницы ускорения. Ускорение – векторная физическая величина. Расчёт скорости равноускоренного прямолинейного движения. Изучение равноускоренного прямолинейного движения.

Сила упругости. Зависимость силы упругости от удлинения тела. Жёсткость пружины. Закон Гука. Измерение зависимости силы упругости от деформации пружины.

Примеры влияния трения на процессы, происходящие в природе и технике.

Измерение силы трения скольжения.

Правило моментов сил. Изучение условия равновесия рычага.

Блок. Подвижный и неподвижный блоки. Равенство работ при использовании простых механизмов. «Золотое правило» механики. Изучение подвижных и неподвижных блоков.

Исследование упругого и неупругого столкновения тел. Оценка собственной мощности.

Колебательное движение. Колебания шарика, подвешенного на нити. Колебания пружинного маятника. Характеристики колебательного движения: смещение, амплитуда, период, частота колебаний. Единицы этих величин. Связь частоты и периода колебаний. Математический маятник. Период колебаний.

Экспериментальные исследования по МКТ идеальных газов и давления жидкостей. 4ч

Зависимость давления газа данной массы от объёма при постоянной температуре. График полученной зависимости. Объяснение зависимости на основе положений МКТ. Зависимость объёма газа данной массы от его температуры при постоянном давлении, давления газа данной массы от температуры при постоянном объёме. График каждого процесса. Объяснение каждого процесса на основе положений МКТ. Применение газов в технике. Экспериментальные исследования по МКТ идеальных газов и давления жидкостей. Исследование изобарного процесса (закон Гей-Люссака). Исследование изохорного процесса (закон Шарля). Закон Паскаля. Определение давления жидкостей. Оценка массы воздуха в классе.

Парообразование. Испарение. Зависимость скорости испарения от рода жидкости, площади её поверхности и температуры. Понижение температуры жидкости при испарении. Конденсация. Насыщенный пар. Зависимость давления и плотности на- сыщенного пара от температуры. Ненасыщенный пар.

Абсолютная влажность воздуха. Относительная влажность воздуха. Формула для расчёта относительной влажности воздуха. Точка росы. Волосной гигрометр. Значение влажности воздуха для жизнедеятельности человека. Измерение влажности воздуха.

Экспериментальные исследования тепловых явлений. 11ч

Тепловое движение. Термодинамическая система. Состояние и параметры состояния термодинамической системы. Тепловое равновесие.

Температура как параметр состояния термодинамической системы. Измерение тем- пературы: термометр, шкала термометра, термометрическое тело, реперные точки. Шкала Цельсия. Шкалы Фаренгейта и Реомюра. Абсолютная (термодинамическая) шкала температур. Абсолютный нуль температур. Связь между температурой по шкале Цельсия и по абсолютной (термодинамической) шкале. Датчик температуры.

Кинетическая и потенциальная энергия. Совершение работы сжатым воздухом. Внутренняя энергия. Условное обозначение и единица внутренней энергии. Зависимость внутренней энергии тела от его температуры, массы и от агрегатного состояния. Способы изменения внутренней энергии тела: совершение работы и теплопередача.

Определение количества теплоты при нагревании и охлаждении. Определение удельной теплоёмкости твёрдого тела. Плавление твёрдых тел. Температура плавления. Объяснение процесса плавления с точки зрения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Кристаллизация. Температура кристаллизации. Плавление и кристаллизация аморфных тел. Удельная теплота плавления: условное обозначение, еди- ница измерения, физический смысл. Формула для расчёта количества теплоты, необходимого для плавления тела. Исследование зависимости температуры кристаллического тела от времени. Определение удельной теплоты плавления льда. Кипение. Температура кипения. Энергетические превращения, происходящие в процессе кипения. Удельная теплота парообразования. Изучение процесса кипения воды.

Экспериментальные исследования электрических явлений. 7ч.

Сила тока. Условное обозначение и единица силы тока. Дольные и кратные едини- цы силы тока. Амперметр — прибор для измерения силы тока, способ его подключения в цепь. Измерение силы тока на различных участках электрической цепи.

Электрическое напряжение. Условное обозначение и единица напряжения. Вольтметр, его назначение и способ подключения в цепь. Измерение напряжения на различных участках электрической цепи.

Последовательное соединение проводников. Сила тока, напряжение и со- противление в цепи и на отдельных её участках при последовательном соединении. Изучение последовательного соединения проводников.

Параллельное соединение проводников. Сила тока, напряжение и сопротивление в цепи и на отдельных её участках при параллельном соединении проводников. Изучение параллельного соединения проводников.

Смешанное соединение проводников.

Работа и мощность электрического тока. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля — Ленца. Измерение работы и мощности электрического тока.

Определение емкости конденсатора. Обобщающее повторение. 1ч.

4. Условия реализации программы.

Материально-техническое обеспечение:

Информационное обеспечение: видеофайлы, аудиофайлы, презентации, фотографии,  методический материал: разработки конспектов, плакаты, тестовые и игровые задания.

Кадровое обеспечение. Для реализации данной программы нужно иметь педагогическое образование, без предъявления каких-либо требований к стажу работы.

Методические материалы. Методологическими ориентирами в построении данной программы стали  деятельностный и системный подходы.

В ходе обучения используются проблемные и проектные технологии.

Используются следующие методы обучения:

- наглядные (демонстрация презентаций с рисунками, фотографиями, схемами, опытов, видеороликов),

 - словесные (лекция, беседа, защита результатов опыта, проектной и исследовательской работы);

- практические (постановка и проведение различных опытов и экспериментов, выполнение заданий тестового, игрового и творческого характера).

Формы организации деятельности: чаще всего используется групповая, работа в парах, но также может быть использована фронтальная и индивидуальная форма.

5. Список литературы

Для педагога:

1)Методическое пособие по использованию лабораторного комплекса для учебной практической и проектной деятельности по естественнонаучным дисциплинам. Часть II. ХИМИЯ/ Под общей редакцией проф. К.п.н. О.С. Габриеляна, проф., д.т.н. В.С. Пичугина. – М.: ООО «Копи Центр», 2021.- 228 с.

2) Цифровая лаборатория ТР по химии: ученическая: методические рекомендации/ Д.М. Жилин, О.А. Поваляев, П.В. Мирошниченко, - Москва: Де Либри, 2023. – 92 с.

3) Методическое пособие по использованию лабораторного комплекса для учебной практической и проектной деятельности по естественнонаучным дисциплинам. Часть I. ФИЗИКА/ Под общей редакцией проф. д.п.н. В.С. Пичугина. – М.: ООО «Копи Центр», 2021.- 264 с.

4) Цифровая лаборатория ТР по физике: ученическая: методические рекомендации/ О.А. Поваляев, П.В., Н.К. Ханнанов, С.В. Хоменко. - Москва: Де Либри, 2023. – 188 с.

Для ученика:

1) С.А. Пузаков, Н.В. Машнина, В.А. Попков. Химия.10 класс (углубленный уровень). «Просвещение»;

2) Химия  8 класс. О.С. Габриелян, Остроумов И.Г., Сладков С.А. «Просвещение»

3) Химия  9 класс. О.С. Габриелян, Остроумов И.Г., Сладков С.А.  «Просвещение»

4) Физика, 8 класс/ Перышкин А.В., Общество с ограниченной ответственностью «ДРОФА»