Методические рекомендации по организации обобщающего повторения в курсе физики средней школы

Методические рекомендации

по организации обобщающего повторения курса физики

по основной образовательной программе среднего общего образования

11(12) классы

Школьный курс физики в программе среднего общего образования заканчивается обобщающим повторением, которое охватывает наиболее существенное и главное в учебном материале, и как определённый этап обучения может быть эффективно использовано не только для систематизации знаний, но и для их углубления, расширения кругозора и формирования мировоззрения обучающихся.

Это можно осуществить, используя системный подход к организации повторения, способствующий обобщению осмысленных, связанных в единое целое теоретических знаний, научно обоснованному отбору материала, приёмам его интенсификации и систематизации. В качестве основных системообразующих принципов обобщающего повторения можно выделить:

• стержневые линии и научные идеи;

• генерализацию учебного материала вокруг четырёх фундаментальных физических теорий.

Стержневыми линиями могут быть идеи о строении веществ, силовых полях, сохранении и превращении энергии, идеи релятивизма и квантовые представления.

Второе направление - это обобщение и систематизация знаний в области основных физических теорий: классической механики, термодинамики и статистической физики, электродинамики, квантовой физики, которые полностью исчерпывают в познавательном плане всю изученную физическую область материального мира и являются теоретической базой всех прикладных наук.

Опыт показывает: для решения мировоззренческих задач, стоящих перед обобщающим повторением, наиболее рациональным является обобщение и систематизация знаний по содержательным методологическим линиям. Это позволяет проследить этапы формирования основных понятий и путь развития физических теорий; показать связь между разделами курса, единство мира в его многообразии и роль учёных в разгадке тайн природы на большом по объёму материале.

В качестве примера системного подхода к организации обобщающего повторения предлагаю его тематическое планирование. В нём учтены основные дидактические принципы закрепления полученных знаний - задачи обобщения и систематизации фундаментальных закономерностей, общих принципов научного познания.

Образовательная цель обобщающего повторения: формирование научного мировоззрения и системного мышления учащихся на содержании учебного материала по физике.

Ожидаемый образовательный результат:

• углубление предметных знаний;

• развитие мировоззренческой компетентности обучающихся;

• активизация приёмов интеллектуальной деятельности;

• овладение способами обобщения и систематизации знаний.

Тематическое планирование обобщающего повторения

Тема обобщающего повторения

Основное содержание

Мировоззренческий аспект

в содержании

учебного материала

Эксперимент и теория в процессе познания природы.

Исторические и фундаментальные опыты в физике.

Механика: опыты Галилея, Ньютона, Кавендиша.

Молекулярная физика: опыты Броуна, Бойля, Джоуля.

Электродинамика: опыты Кулона, Ома, Иоффе и Милликена, Эрстеда, Ампера, Герца, Фарадея.

Оптика: опыты по определению скорости света, Ньютона по дисперсии, Френеля, Пуассона.

Квантовая физика: опыты Столетова, Резерфорда, Франца и Герца.

Формирование общего взгляда на физику как на науку, использующую для изучения природы экспериментальные методы исследования. Понимание того, что эксперимент (как частный случай опыта в широком смысле слова) является источником знаний и критерием их истинности.

Моделирование явлений и объектов природы.

Понятие моделирования как создание искусственных систем (материальных или мысленных), которые воссоздают свойства изучаемых реальных объектов и процессов.

Модели объектов в механике: материальная точка, непрерывная упругая среда, абсолютно упругий удар.

В молекулярной физике: идеальный газ, твёрдое тело, жидкость, идеальный тепловой двигатель.

В электродинамике: точечный заряд, однородные электрические и магнитные поля.

В оптике: точечный источник света, световой луч.

В квантовой физике: модели атома и атомного ядра и другие.

Формирование представлений о методах изучения окружающего мира, в том числе моделирования как важнейшего этапа процесса познания и одного из способов построения физической теории.

Подтверждение правомерности использования той или иной модели обосновывается опытом, научным экспериментом или в ходе практического применения.

Научные гипотезы и теории.

Гипотеза как элемент теории. Примеры физических гипотез: гипотеза Фарадея о связи магнетизма и электричества, гипотезы Максвелла и Планка, гипотезы о строении атомного ядра, существовании нейтрино.

Теория как высшая форма научного знания. На примере основных физических теорий: классической механики, термодинамики и статистической физики, электродинамики, квантовой физики - повторить структуру теории, в основе которой лежит цикл научного познания: факты → модель → следствия → эксперимент и практическое применение теории → новые факты.

Формирование целостного научного мировоззрения учащихся. Убеждения в том, что физическая теория - высшая форма научного знания, так как это целостное, достоверное структурированное представление о всеобщих закономерностях природы, которые управляют процессами в окружающем нас мире и во Вселенной в целом.

Основные типы взаимодействий в природе.

Единство сил природы.

Фундаментальные виды взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, ядерное и слабое; истории их открытий, характеристики.

Сфера действия различных сил в природе, их роль в различных процессах.

Осознание того, что в основе многих, казалось бы, совершенно обособленных физических процессов, лежат одни и те же законы. Одинакова природа большинства тепловых, световых и электрических явлений, много общего между механикой, электричеством, строением вещества и элементарными частицами, так как свойства и долговечность реальных объектов природы определяются структурой молекул, атомов и их ядер, состоящих в свою очередь из элементарных частиц, соединённых в единое целое сложными силами взаимодействия.

Законы

сохранения

и

превращения энергии.

Принцип симметрии. Энергия как характеристика состояния системы. Законы сохранения энергии и импульса в механике, закон сохранения электрического заряда, закон сохранения энергии и закон Ома для полной цепи, правило Ленца.

Первый закон термодинамики. Закон сохранения энергии и явление интерференции света: уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Подчинение превращений атомных ядер и элементарных частиц законам сохранения.

Формирование понимания фундаментальности и универсальности законов сохранения, объективно описывающих процессы, протекающие в природе.

Методологическое и эвристическое значение законов сохранения заключается в том, что они указывают путь и метод исследования, дают возможность предсказывать новые явления и эффекты, оценивать открытия. Если новая теория или проект не противоречат закону сохранения и превращения энергии, то это служит убедительным аргументом в их пользу.

Вещество и поле.

Структура вещества, элементарные частицы.

Поле как объект материального мира, осуществляющий взаимодействие между частицами вещества.

Поле и взаимодействие.

Формирование новых, научных взглядов на формы существования материи.

На современном этапе развития физики деление материи на вещество и поле послужило импульсом к изучению свойств уже известных в науке взаимодействий, поиску новых закономерностей в их проявлении.

На стыке единства и противоположности частицы и поля существует гипотеза о том, что для каждого вида взаимодействия должен существовать квант (частица поля), в частности у гравитационного поля - гравитон. Учёные в поиске частиц поля, как в лабораторных условиях, так и в космосе, пытаются обнаружить гравитационные волны.

Эволюции картины мира.

Современная физическая картина мира.

Современная физическая картина мира как модель природы на определённом этапе её познания.

Материя, движение, пространство, время, взаимодействия как важнейшие элементы физической картины мира. Механическая, электродинамическая, квантово-полевая картины мира.

Важнейшие проблемы современной физики: взаимосвязь астрофизики и физики элементарных частиц, энергетика и экология, создание новых материалов и другое.

Показ роли физики в процессе познания: мир физики столь же велик, сколь неисчерпаем мир знаний. Изучая природу, физика развивается, обогащает науку новыми гипотезами и теориями, способствует использованию достижений науки на благо человечества.

Пробуждение интереса к истории физики и её творцам в их вечном стремлении к истине. Вклад учёных в формирование той или иной физической картины мира.

Специфика организации занятий заключается в постановке и решении новых познавательных задач при обобщении и систематизации ранее изученного материала, а главное - в осуществлении новых мыслительных операции и новых видов деятельности. Новая задача может быть представлена в форме блок-схемы, плана, таблицы и другого наглядного изображения, задания на сравнение, классификацию, что усиливает осознанность изученного материала, приводит к возникновению новых связей, в каких ранее изучавшийся материал не находился.

Формой занятий могут быть: лекции, семинары, практикумы, самостоятельная работа учащихся.

Примерные диагностические материалы для оценки уровня

сформированности научного мировоззрения учащихся

1. Вопросы для собеседования:

2. Между какими объектами и как осуществляется взаимодействие согласно МКТ?

3. Приведите следствия из основных положений МКТ.

4. Что изучает молекулярная физика? Границы применимости МКТ.

5. Перечислите важнейшие явления, которые описываются МКТ.

6. Приведите примеры практического использования законов молекулярной физики.

7. Что изучает электродинамика? Каковы границы применимости этой теории?

8. Каковы основные законы электродинамики?

9. Чем ограничено применение закона Кулона?

10. Какие опытные факты послужили основой для возникновения электродинамики?

11. Приведите примеры причинно-следственных связей в электродинамике.

12. Приведите примеры физических явлений, при рассмотрении которых Землю можно принять за материальную точку.

13. Сила - это действие или материальная причина движения макроскопических тел?

14. Материальная точка в механике - это идеальный или материальный объект?

15. Чем отличается термодинамический метод исследования тепловых процессов от статистического?

16. Почему открытие квантовой теории света не привело к отказу от волновой теории? Противоречат ли друг другу эти теории?

17. Какая из моделей строения атома является наиболее совершенной?

18. Приведите примеры, доказывающие «неисчерпаемость» атома. Как вы понимаете этот термин?

19. Удалось ли с помощью теории Н. Бора предсказать какие-либо физические явления? Если да, то назовите их.

20. Какие границы применимости классической физики были обнаружены в начале XX века в связи с изучением атома?

2. Тест «Методы научного познания» (по материалам ЕГЭ)

1. Ученица опустила электроды в сосуд с раствором электролита, затем подсоединила их к источнику электрического тока и в течение некоторого времени пропускала через раствор электрический ток. В своём отчёте она записала: «На одном из электродов выделились пузырьки». Это утверждение является:

1. Теоретическим выводом;

2.Экспериментальным фактом

3. Гипотезой

4.Объяснением факта

2.Принятая в настоящий момент в науке ядерная модель атома обоснована опытами по:

1.Растворению и плавлению твёрдых тел

2.Ионизации газа

3.Химическому получению новых веществ

4. Рассеянию

ɑ- частиц

3.В опыте Резерфорда ɑ- частицы рассеиваются:

1.Электрическим полем ядра атома

2. Электронной оболочкой атомов мишени

3.Гравитационным полем ядра атома

4. Поверхностью мишени

4. Для каких физических явлений был сформулирован принцип относительности Галилея?

1.Только для механических явлений

2.Для механических и тепловых явлений

3. Для механических, тепловых, и электромагнитных явлений

4. Для любых физических явлений

5.Утверждение, что материальная точка покоится или движется равномерно и прямолинейно, если на неё не действуют другие тела или воздействие других тел взаимно уравновешено:

1. Верно при любых условиях

2. 2.Верно для инерциальных систем отсчёта

3. 3.Верно для неинерциальных систем отсчёта

4.Неверно ни для каких систем отсчёта

6. Закон сохранения механической энергии применим для:

1. Любой системы тел в любой системе отсчёта

2.Для любой системы тел при взаимодействиях с любыми силами в ИСО

3.Замкнутой системы тел, взаимодействующих только силами упругости и силами всемирного тяготения в ИСО

4.Замкнутой системы тел, взаимодействующих любыми силами, в ИСО

7.Для того чтобы человек мог существовать при температуре окружающей среды выше +40⁰С, внутренние регуляторные механизмы жизнедеятельности организма человека действуют так, что:

1.Между человеческим организмом и окружающей средой при любой температуре поддерживается тепловое равновесие

2.При более высокой температуре окружающей среды увеличивается теплоотдача организма человека, а при более низкой - уменьшается

3.При более высокой температуре окружающей среды уменьшается теплоотдача организма человека, а при более низкой - увеличивается

4. Уровень теплоотдачи организма поддерживается постоянным не зависимо от температуры окружающей среды

8.Когда период вращения Земли вокруг своей оси самый короткий?

1.Летом

2.Зимой

3.Весной и осенью

4. Всегда одинаковый

9.Чем объясняется смена времён года на Земле?

1.Периодическами изменениями скорости вращения Земли вокруг своей оси?

2. Периодическими изменениями скорости движения Земли вокруг Солнца

3.Отличием от 90⁰ угла наклона оси вращения Земли вокруг своей оси к плоскости Земной орбиты

4.Периодическими изменениями направления движения морских течений циклонов

10.Экспериментальное открытие электромагнитных волн Г. Герцем является опытом:

1.Лежащим в основе теории Дж. Максвелла

2.подтверждающим выводы теории Дж. Максвелла

3.Подтверждающим выводы теории фотоэффекта А. Эйнштейна

4.Лежащим в основе теории фотоэффекта

А. Эйнштейна

11.в настоящее время широко распространены лазерные указки, авторучки, брелки. При неосторожном обращении с таким (полупроводниковым) лазером можно:

1.Вызвать пожар

2.Прожечь костюм и повредить тело

3.получить опасное облучение организма

4.повредить сетчатку глаза при прямом попадании лазерного луча в глаз

12.Законы Ньютона нельзя применять при расчёте движения:

1.Планет вокруг Солнца

2. Ракеты в космическом пространстве

3.Электронов в трубке кинескопа

4.Электронов в атоме

13.Обнаружено, что рассада помидоров развивается лучше по мере удаления от СВЧ-печи. Выдвинуты две гипотезы причин такой зависимости:

А)СВЧ-излучение, проникающее наружу, пагубно сказывается на развитие живых организмов;

Б)В неисправной СВЧ-печи при её работе образуются ядовитые вещества, которые отравляют живые организмы.

Запланировано поместить вокруг рассады металлическую сетку и повторить эксперимент. Какую из гипотез подтвердит запланированный эксперимент, если выяснится, что в новых условиях развитие рассады не зависит от расстояния до СВЧ-печи?

1.Только А

2.Только Б

3. Ни А ни Б

4. А и Б.