Элективный курс Экспериментальное изучение явлений в механике и молекулярной физике

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

"Митяевская средняя школа"

Сакского района Республики Крым

«Рассмотрено и принято»

Руководитель ШМО

естественно-математических дисциплин

_________/В.Н.Усанин/

Протокол №____ от

«___» _________20__ г.

«Согласовано»

Заместитель директора по УВР МБОУ «Митяевская СШ»

___________/С.Г.Хомякова/

«___» _________ 20__ г.

«Утверждаю»

Директор МБОУ «Митяевская СШ»

___________ /С.В.Дорошенко/

Приказ № ______ от

«___» _________ 20.__г.

АВТОРСКАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА

по «Экспериментальное изучение явлений в механике и__________

молекулярной физике»______________________________________

(учебный предмет, курс)

Класс___________10________________________________________________

Уровень _____________базовый_______________________________

Количество часов: в неделю_________1______; всего за год______34_______

Учитель Усанин Виктор Николаевич

2014-2015 учебный год

Пояснительная записка

Одним из основных факторов образовательного процесса является развитие творческих и познавательных способностей учащихся, во время которого происходит понимание того, что собственными усилиями ученики получают новые, обоснованные и осознанные знания. Таким образом, они приобретают навыки научного метода познания окружающего мира, на что нас и нацеливает ФГОС. Кроме того, творческие навыки формируются у школьников в процессе использования учителем экспериментального метода изучения физических закономерностей.

Формирование способностей, творческого мышления учащихся соответственно выбранного ими профиля обучения может обеспечить практическую готовность к продолжению обучения в той сфере, с которой в дальнейшем будет связана их профессиональная деятельность. Программа курса предназначена для классов любого профиля и создана с целью углубления знаний учащихся по разделам «Механика» и «Молекулярная физика», лучшего понимания роли физических знаний для современной науки и производства, привития интереса к изучению физики.

Цель курса:

- расширить и углубить знания учащихся о процессе научного познания, в частности в области механики и молекулярной физики, ознакомить с экспериментальными методами измерения некоторых физических величин, привить навыки проведения эксперимента и обработки и анализа полученных результатов.

Задачи курса:

- расширение метапредметных и предметных умений учащихся: правил работы с измерительными приборами, формирование измерительных, графических, вычислительных умений, умений систематизировать результаты наблюдений и опытов, проведения исследовательского эксперимента;

- усвоение учащимися теоретических основ анализа экспериментальных данных, способов интерпретации результатов опытов, применение компьютерных программ для обработки полученных данных и моделирования физических процессов;

- в процессе исследований и обобщения полученных результатов школьники должны научиться устанавливать функциональную связь и взаимозависимость явлений, моделировать их, выдвигать гипотезы, экспериментально проверять их и интерпретировать полученные результаты.

Курс «Экспериментальное изучение явлений механики и молекулярной физики» направлен, прежде всего, на выполнение практических работ, которые дают возможность расширить понимание соответствующих физических законов, формирование навыков экспериментального изучения явлений окружающего мира.

Основные формы обучения:

- практические занятия, где учащиеся проводят исследования; лекции по теории изучаемых явлений и способам их экспериментальных исследований; семинары по обобщению результатов экспериментальной работы.

Особое внимание следует уделять методике проведения практических работ. Это выражается в том, что в процессе выполнения работ учащиеся должны усвоить ряд умений по технике эксперимента, в том числе планирование исследований, представление результатов измерений в виде таблиц, графиков, объяснение полученных результатов, описание условий проведения исследований. Кроме того, во время выполнения физического эксперимента определяются основные параметры, характеризующие исследуемый процесс, выявляется взаимосвязь между ними, т.е. устанавливаются физические закономерности. Описание этих закономерностей математическим языком приводит учащихся к определению физического закона.

После изучения курса учащиеся должны:

знать имена ученых, поставивших изученные фундаментальные опыты, даты их жизни, краткие биографические данные, основные научные достижения; теорию ошибок при обработке экспериментальных данных;

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

владеть навыками прогнозирования эксперимента, обработки результатов измерений, анализа полученных результатов, математическим аппаратом обработки массива данных, методом наименьших квадратов;

уметь выполнять определенные программой исследования с использованием физических приборов и компьютерных моделей; работать со средствами информации (осуществлять поиск и отбор информации, конспектировать ее, осуществлять ее реферирование); строить графики; обрабатывать результаты эксперимента с помощью компьютерных программ; устанавливать закономерности между физическими величинами.

Содержание курса

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.

Основы эксперимента и методы обработки результатов измерений.

(4 ч)

Техника безопасности при выполнении экспериментальных исследований. Этапы постановки эксперимента и его планирование. Основы теории погрешностей. Обработка результатов измерений методом наименьших квадратов. Поиск закономерностей между измеряемой и искомой величинами.

Фундаментальные опыты в механике

(3 ч)

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

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

(6 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 Джоуля по доказательству эквивалентности теплоты и работы. Фундаментальные опыты как основа научных обобщений.

Исследовательские работы

(18 ч)

Измерение ускорения свободного падения с помощью нитяного маятника. Измерение жёсткости пружины с помощью пружинного маятника. Изучение зависимости периода колебаний математического маятника от амплитуды (при больших амплитудах). Проверка зависимости силы сопротивления воздуха от скорости падающих тел.

Проверка закона Бойля - Мариотта. Изучение зависимости температуры остывающей жидкости от времени.

Обобщающее занятие.

(1 ч)

Календарно-тематическое планирование.

№

Дата урока

Тема урока

План

Факт

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10-

12

13-

15

16-

18

Эксперимент и теория в естественно-научном

познании

(2 ч)

Цикл естественнонаучного познания. Теоретический и экспериментальный уровни познания.

Роль эксперимента в познании. Фундаментальные опыты по физике, их роль в науке и место в процессе естественнонаучного познания.

Основы эксперимента и методы обработки результатов измерений.

(4 ч)

Техника безопасности при выполнении экспериментальных исследований по механике и молекулярной физике. Этапы постановки эксперимента и его планирование.

Введение в теорию погрешностей.

Обработка результатов измерений методом наименьших квадратов.

Обработка результатов измерений компьютерными методами.

Фундаментальные опыты в механике

(3 ч)

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

Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения и опыт Кавендиша.

Опыты Гюйгенса по изучению колебательного движения.

Исследовательские работы по механике

(12 ч)

Измерение ускорения свободного падения с помощью нитяного маятника.

Измерение жёсткости пружины с помощью пружинного маятника.

Изучение зависимости периода колебаний математического маятника от амплитуды (при больших амплитудах).

№

Дата урока

Тема урока

План

Факт

19-

21

22

23

24

25

26

27

28-

30

31-

33

34

Проверка зависимости силы сопротивления воздуха от скорости падающих тел.

Фундаментальные опыты в молекулярной физике

(6 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.

Опыты по исследованию свойств газов. Опыты Бойля.

Опыты Джоуля по доказательству эквивалентности теплоты и работы.

Фундаментальные опыты как основа научных обобщений.

Исследовательские работы по молекулярной физике.

(6 ч)

Проверка закона Бойля - Мариотта.

Изучение зависимости температуры остывающей жидкости от времени.

Обобщающее занятие.

Литература.

1.Федеральный государственный стандарт основного общего образования.

2. Программы элективных курсов. Физика. 9-11 классы. Профильное обучение / сост. В. А. Коровин. - М.: Дрофа, 2005.

3.Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс: учебник для общеобразовательных организаций с приложением на электронном носителе: базовый уровень. - М.: Просвещение, 2014.

4.Слободянюк А.И. Метод наименьших квадратов в школьном физическом эксперименте // Физика: проблемы преподавания. - 1995. - Вып.1. - с.88 - 89.

5.Сорокин А.В. Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование. Элективный курс: Учебное пособие. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

6.Тэйлор Дж. Введение в теорию ошибок. - М.: Мир, 1985.