Навчально-методичний комплекс дисципліни
Викладач: Радченко В.В.
Відділення «Ветеринарно-технологічне»
Семестр: 1-2.
Освітньо-професійний ступінь: Фаховий молодший бакалавр
Всього годин –245:
з них аудиторнігодини: 245 (193 год. теоретичні, 52 год ПЗ),
години самостійного навчання: немає
Модулів: 8
Форма підсумкового контролю: залік (1-2 семестри)
Мета полягає в розвитку особистості студентів засобами фізики як навчального предмета, зокрема завдяки формуванню в них фізичного знання, наукового світогляду й відповідного стилю мислення, екологічної культури, розвитку в них експериментальних умінь і дослідницьких навичок, творчих здібностей і схильності до креативного мислення. Відповідно до цього зміст фізичної освіти спрямовано на опанування студентами наукових фактів і фундаментальних ідей, усвідомлення ними суті понять і законів, принципів і теорій, які дають змогу пояснити перебіг фізичних явищ і процесів, з’ясувати їхні закономірності, характеризувати сучасну фізичну картину світу, зрозуміти наукові основи сучасного виробництва, техніки і технологій, оволодіти основними методами наукового пізнання і використати набуті знання в практичній діяльності.
Завдання
— формування в студентів системи фізичного знання на основі сучасних фізичних теорій (наукових фактів, понять, теоретичних моделей, законів, принципів) і розвиток у них здатності застосовувати набуті знання в пізнавальній практиці;
— оволодіння студентами методологією природничо-наукового пізнання і науковим стилем мислення, усвідомлення суті фізичної картини світу та застосування їх для пояснення різних фізичних явищ і процесів;
— формування в студентів загальних методів та алгоритмів розв’язування фізичних задач різними методами, евристичних прийомів пошуку розв’язку проблем адекватними засобами фізики;
— розвиток в студентів узагальненого експериментального вміння вести природничо-наукові дослідження методами фізичного пізнання (планування експерименту, вибір методу дослідження, вимірювання, обробка та інтерпретація одержаних результатів);
— формування наукового світогляду студентів, розкриття ролі фізичного знання в житті людини й суспільному розвитку, висвітлення етичних проблем наукового пізнання, формування екологічної культури людини засобами фізики.
Предметна компетентність з фізики та астрономії
є цілісною системою знань, здібностей, умінь і ціннісних ставлень, набутих студентами під час навчання фізики та астрономії, що актуалізуються згодом у специфічних контекстах і ситуаціях з якими студент зустрічається в повсякденному житті. Найважливішим завданням розвитку предметної компетентності з фізики та астрономії є формування в них наукового світогляду, наукового стилю мислення та природничо-наукової картини світу, які складають системотвірну основу природничо-наукової компетентності. Формування предметної компетентності з фізики та астрономії передбачає оволодіння студентами сукупністю фундаментальних знань про природу, склад яких залежить від бажаного результату; розвиток навичок та вміння користуватися фізичними знаннями в певних ситуаціях; набуття досвіду вирішення різних проблемних ситуацій для усвідомлення рівня своїх функціональних знань; набуття досвіду вирішення значущих ситуацій в різних контекстах; виявлення ціннісного ставлення або поведінки відповідно до очікуваних результатів.
Необхідною умовою формування компетентностей є діяльнісна спрямованість у навчальному процесі, яка передбачає постійне включення студентів у різні види педагогічно доцільною активної навчально-пізнавальної діяльності з метою здобуття нових знань, а також практична її спрямованість на їх використання.
Наскрізними змістовими лініями курсу
є категоріальні структури, що узгоджуються із загальними змістовими лініями освітньої галузі «Природознавство», а саме:
- фізика і астрономія як фундаментальні науки, методи пізнання, методи і засоби фізичних та астрономічних досліджень, роль фізичних та астрономічних знань у житті суспільства, розвитку техніки і технологій, астрономія та фізика в житті людини, у розв’язанні екологічних проблем;
- речовина і поле; фізичні властивості речовини та поля; кванти, елементарні частинки, корпускулярно-хвильовий дуалізм; нанофізика і нанотехнології;
- рух і взаємодії; фундаментальні взаємодії; фізична суть явищ і процесів різної природи;
- будова і розвиток Всесвіту, галактики, галактика «Молочний Шлях», Сонце і зорі; рух небесних світил, рух Сонячної системи в Галактиці, рух планет Сонячної системи.
Навчальні проекти
Необхідною умовою формування компетентностей є діяльнісна спрямованість у навчальному процесі, яка передбачає постійне включення учнів у різні види педагогічно доцільної активної навчально-пізнавальної діяльності з метою здобуття нових знань, а також практична її спрямованість на їх використання. Ефективним засобом формування предметної й ключових компетентностей учнів у процесі навчання фізики й астрономії є навчальні проекти.
Метою навчального проектування є створення педагогом таких умов під час освітнього процесу, за яких результатом є індивідуальний досвід проектної діяльності учня. Учитель здійснює управління такою діяльністю і спонукає до пошукової діяльності учнів, допомагає у визначенні мети та завдань навчального проекту, орієнтовних прийомів дослідницької діяльності та пошуку інформації для розв’язання окремих навчально-пізнавальних задач.
Навчальний експеримент
Курс фізики і астрономії спрямований на засвоєння учнями наукових методів пізнання природи. Завдяки навчальному експерименту учні оволодівають досвідом практичної діяльності людства в галузі здобуття фактів та їхнього попереднього узагальнення на рівні емпіричних уявлень, понять і законів. Експеримент виконує функцію методу навчального пізнання, завдяки якому у свідомості учнів утворюються нові зв’язки та відношення, формуються суб’єктивно нове особистісне знання. Він дидактично забезпечує процесуальну складову навчання фізики й астрономії, зокрема формує в учнів експериментальні вміння й дослідницькі навички, озброює їх інструментарієм дослідження, який стає засобом навчання.
Навчальний експеримент реалізується у формі демонстраційного й фронтального експерименту, робіт лабораторного практикуму, домашніх дослідів і спостережень.
Практичні заняття з розв’язування задач
Однією з найважливіших ділянок роботи в системі навчання фізики та астрономії в школі є розв’язування задач. Розв’язування задач, особливо прикладного змісту, сприяє закріпленню вивченого матеріалу, демонструє єдність фізики та астрономії з математикою, та іншими предметами природничого циклу.
Очікувані результати навчально-пізнавальної діяльності студента
У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен
знати:
- уявлення про основні властивості та явища навколишнього світу, які стають предметом вивчення в певному розділі фізики;
- основні поняття теоретичного базису, ідеї та принципи, що їх об’єднують, необхідні для усвідомлення суті перебігу фізичних явищ і процесів;
- абстрактні моделі, покладені в основу теоретичної системи;
- формули, рівняння й закони, що відтворюють співвідношення між фізичними величинами;
- різноманітні застосування фізичних явищ до розв’язання практичних завдань та наслідки їх використання в пізнавальній практиці.
вміти:
- засвоювати конкретно-чуттєвий досвід про навколишній світ на основі цілеспрямованих спостережень за перебігом фізичних явищ і процесів, вивчення властивостей тіл та вимірювання фізичних величин, усвідомлення їх суттєвих ознак;
- встановлювати й перевіряти засобами фізичного експерименту закони природи, відтворювати фундаментальні досліди та їх результати, які стали вирішальними у розвитку і становленні конкретних фізичних теорій;
- здійснювати науковий пошук в плані висвітлення логіки наукового дослідження, що сприяє виробленню дослідницьких прийомів, формуванню експериментальних умінь і навичок;
- освоювати конкретні прояви і засоби експериментального методу дослідження, зокрема різні способи і методи вимірювання.
Програма навчальної дисципліни
Змістовий модуль 1
Механіка
Тема 1. Вступ
Світоглядний потенціал природничих наук. Роль фізичного та астрономічного знання в житті людини та суспільному розвитку. Початкові відомості про фундаментальні фізичні теорії як основу сучасної фізичної науки. Астрономія як природнича наука. Основні етапи розвитку фізики та астрономії. Фізика як теоретична основа сучасної астрономії.
Тема 2. Кінематика
- рух та його види. Основна задача механіки та способи її розв’язання в кінематиці. Фізичне тіло і матеріальна точка. Система відліку. Відносність механічного руху. Траєкторія руху. Рівномірний прямолінійний рух. Шлях і переміщення. Швидкість руху. Закон додавання швидкостей. Рівноприскорений прямолінійний рух. Прискорення. Швидкість тіла та пройдений шлях під час рівноприскореного прямолінійного руху. Графіки руху. Вільне падіння тіл. Прискорення вільного падіння. Рівномірний рух тіла по колу. Період обертання та обертова частота. Кутова швидкість.
Тема 3. Динаміка
- взаємодія тіл. Сила. Види сил в механіці. Вимірювання сил. Додавання сил. Закони динаміки. Перший закон Ньютона. Інертність та інерція. Другий закон Ньютона. Третій закон Ньютона. Межі застосування законів Ньютона. Гравітаційна взаємодія. Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Вага і невагомість. Штучні супутники Землі. Розвиток космонавтики. Рух тіла під дією кількох сил. Рівновага тіл. Момент сили. Умова рівноваги тіла. Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух. робота та потужність. Механічна енергія. Кінетична і потенціальна енергія. Закон збереження механічної енергії. Основні положення спеціальної теорії відносності.
Змістовий модуль 2
Молекулярна фізика і термодинаміка
Тема 4. Властивості газів, рідин і твердих тіл
- положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини та її дослідне обґрунтування. Маса і розміри атомів і молекул. Кількість речовини. Властивості газів. Ідеальний газ. Газові закони. Тиск газу. Рівняння стану ідеального газу. Ізопроцеси. Пароутворення і конденсація. Насичена і ненасичена пара. Вологість повітря та її вимірювання. Властивості рідин. Поверхневий натяг рідини. Змочування. Капілярні явища. Будови та властивості твердих тіл. Кристалічні та аморфні тіла. Рідкі кристали та їх властивості, Полімери, їхні властивості та застосування.
Тема 5. Основи термодинаміки
- енергія тіл. Два способи зміни внутрішньої енергії тіла. Перший закон термодинаміки. Робота термодинамічного процесу. Теплові машини. Холодильна машина.
Змістовий модуль 3
Електродинаміка
- 6. Електричне поле і струм
Електричне поле. Напруженість і потенціал електричного поля. Речовина в електричному полі. Потенціал електричного поля. Електроємність. Електричне поле. Напруженість електричного поля. Речовина в електричному полі. Електроємність. Використання конденсаторів у техніці. Енергія електричного поля.
Тема 7. Закони постійного струму
Електричний струм. Електричне коло. Джерела і споживачі електричного струму. Електрорушійна сила. Закон Ома для повного кола. Робота та потужність електричного струму. Безпека під час роботи з електричними пристроями. Електричний струм у різних середовищах (металах, рідинах, газах) та його використання. Електропровідність напівпровідників та її види. Власна і домішкова провідності напівпровідників. Напівпровідниковий діод. Вплив електричного поля на живі організми. Напівпровідникові прилади та їх застосування.
Змістовий модуль 4
Електромагнітне поле. Коливання і хвилі
Тема 8. Магнітне поле
Електрична і магнітна взаємодії. Взаємодія провідників зі струмом. Індукція магнітного поля. Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера. Сила Лоренца. Магнітні властивості речовини. Застосування магнітних матеріалів. Вплив природних та штучних магнітних полів на живі організми.
Тема 9. Електромагнітна індукція
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції. Індуктивність. Енергія магнітного котушки зі струмом. Змінний струм. Генератор змінного струму. Трансформатор. Виробництво, передача та використання енергії електричного струму.
Тема 10 Механічні коливання і хвилі
Коливальний рух. Вільні коливання. Гармонічні коливання. Амплітуда, період, частота коливань. Рівняння гармонічних коливань. Вимушені коливання. Резонанс. Математичний маятник. Період коливань математичного маятника. Поширення механічних коливань у пружних середовищах. Поперечні та поздовжні хвилі. Довжина хвилі. Звук.
Тема 11 Електромагнітні коливання і хвилі
Коливальний контур. Виникнення електромагнітних коливань у коливальному контурі. Гармонічні електромагнітні коливання. Частота власних коливань контуру. Утворення і поширення електромагнітних хвиль. Швидкість поширення, довжина і частота електромагнітної хвилі. Шкала електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль різних діапазонів частот. Електромагнітні хвилі в природі і техніці.
Змістовий модуль 5
Хвильова оптика
Тема 12. Хвильова оптика
Розвиток уявлень про природу світла. Поширення світла в різних середовищах. Швидкість світла у вакуумі. Поглинання і розсіювання світла. Відбивання й заломлення світла. Закони заломлення світла. Світло як електромагнітна хвиля. Інтерференція й дифракція світлових хвиль. Поляризація й дисперсія світла. Неперервний спектр світла. Спектроскоп.
Змістовий модуль 6
Квантова фізика
Тема 13. Елементи квантової фізики
Квантові властивості світла. Гіпотеза М.Планка. Світлові кванти. Енергія та імпульс фотона. Фотоефект. Рівняння фотоефекту. Застосування фотоефекту. Люмінесценція. Квантові генератори та їх застосування. Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.
Тема 14. Будова атома
Історія вивчення атома. Ядерна модель атома. Квантові постулати Н. Бора. Випромінювання та поглинання світла атомами. Атомні й молекулярні спектри. Спектральний аналіз та його застосування. Рентгенівське випромінювання.
Змістовий модуль 7
Фізика атомного ядра
Тема 15. Фізика атомного ядра
Атомне ядро. Протонно-нейтронна модель атомного ядра. Нуклони. Ядерні сили та їх особливості. Стійкість ядер. Взаємозв'язок маси та енергії. Енергія зв'язку атомних ядер. Способи вивільнення ядерної енергії: синтез легких і поділ важких ядер. Ланцюгова реакція поділу ядер урану. Ядерна енергетика та екологія. Радіоактивність. Види радіоактивного випромінювання. Період піврозпаду. Отримання й застосування радіонуклідів. Дозиметрія. Дози випромінювання. Радіоактивний захист людини. Елементарні частинки. Загальна характеристика елементарних частинок. Класифікація елементарних частинок. Кварки. Космічне випромінювання.
Змістовий модуль 8
Основи практичної астрономії
Тема 16. Основи практичної астрономії
Небесні світила й небесна сфера. Сузір’я. Зоряні величини. Визначення відстаней до небесних світил. Астрономія та визначення часу. Типи календарів. Небесні координати. Видимий рух Сонця. Видимі рухи планет. Закони Кеплера та їх зв’язок із законами Ньютона
Тема 17. Методи та засоби астрономічних досліджень
Випромінювання небесних світил. Методи астрономічних спостережень. Принцип дії і будова оптичного та радіотелескопа. Приймачі випромінювання. Застосування в телескопобудуванні досягнень техніки і технологій. Сучасні наземні й космічні телескопи. Астрономічні обсерваторії.
Тема 18. Сонячна система
Земля і Місяць. Планети земної групи: Меркурій, Венера, Марс і його супутники. Планети-гіганти: Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун та їхні супутники, Плутон та його супутник Харон. Малі тіла Сонячної системи — астероїди, комети, метеори. Дослідження планет за допомогою космічних апаратів. Етапи формування нашої планетної системи.
Тема 19. Зорі і галактики
Зорі та їх класифікація. Сонце, його фізичні характеристики, будова та джерела енергії. Прояви сонячної активності та їх вплив на Землю. Види зір. Планетні системи інших зір. Еволюція зір. Чорні діри. Молочний Шлях. Будова Галактики. Місце Сонячної системи в Галактиці. Зоряні скупчення та асоціації. Туманності. Підсистеми Галактики та її спіральна структура. Світ галактик. Квазари.
Фундаментальні взаємодії в природі. Роль фізичної та астрономічної наук у формуванні наукового світогляду сучасної людини. Єдина природничо-наукова картина світу. Історія розвитку уявлень про Всесвіт. Походження й розвиток Всесвіту. Основні положення спеціальної теорії відносності. Проблеми космології. Людина у Всесвіті. Антропний принцип. Імовірність життя на інших планетах. Унiкальність нашого Всесвіту. Питання існування інших всесвітів.
Теми лабораторних занять
- Визначення коефіцієнта тертя ковзання
- Визначення коефіцієнта пружності
- Дослідна перевірка закону Бойля-Маріотта
- Визначення відносної вологості повітря з допомогою психрометра Августа
- Визначення коефіцієнта поверхневого натягу води
- Визначення питомого опору провідника
- Вивчення послідовного та паралельного з’єднання провідників
- Визначення електрорушійної сили та внутрішнього опору джерела
- Дослідження залежності потужності електричної лампочки від напруги
- Зняття вольт-амперної характеристики напівпровідникового діода
- Вивчення будови та дії двигуна і генератора
- Вивчення будови та дії трансформатора
- Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичн. маятника
- Складання найпростішого радіоприймача
- Визначення показника заломлення скла
- Визначення фокусної відстані та оптичної сили збирної лінзи
- Вивчення будови та принципу дії оптичних приладів
- Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки
- Спостереження інтерференції та дифракції світла
- Вивчення будови і принципу дії спектроскопа
- Вивчення явища люмінесценції
- Спостереження неперервного та лінійчатого спектрів
- Вивчення треків заряджених частинок
- Робота з рухомою картою зоряного неба
- Астрономічні спостереження з використанням телескопа
- Робота з телурієм
Методичне забезпечення
- Конспекти (тези) лекцій
- Інструкційно-методичні матеріали до практичних, занять студентів
- Пакети контрольних завдань для перевірки знань студентів
- Збірник задач для самостійної роботи студента
- Контрольні завдання (тести) до практичних занять
- Методичні матеріали, що забезпечують самостійну роботу студента
- Перелік методичного забезпечення з дисципліни
- Методичні рекомендації, розробки викладача
Рекомендована література
Основна
- Сиротюк В.Д., Баштовий В.І. Фізика: підруч. Для 10 класу – К.: освіта 2010.
- Коршак Є.В., Ляшенко О.І.,Савченко В.Ф. Фізика 10 кл.: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. – К.: Генеза, 2010.
- Коршак Є.В., Ляшенко О.І.,Савченко В.Ф. Фізика 11 кл.: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. – К.: Генеза, 2010.
- Коршак А.П. Збірник задач з фізики. – Харків. Олант, 2005.
Додаткова
- Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика. Підручник для середніх спеціальних навчальних закладів. – К.: Высшая школа, 1983.
- Кирик Л.А. Фізика – 10. Різнорівневі самостійні та контрольні роботи. Харків: «Гімназія», 2002.
- Ребрик Р.М., Сутулін М.Г. Фізика. Астрономія: Посібник для ВНЗ I-II рівня акредитації. – 2006.
- Коршак Є.В., Ляшенко О.І.,Савченко В.Ф. Фізика 9 кл.: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. – К..: Ірпінь: ВТФ «Перун», 2005.
- Коршак Є.В., Ляшенко О.І.,Савченко В.Ф. Фізика 10 кл.: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. – К..: Ірпінь: ВТФ «Перун», 2005.
- Коршак Є.В., Ляшенко О.І.,Савченко В.Ф. Фізика 11 кл.: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. – К..: Ірпінь: ВТФ «Перун», 2005.Збірник
