Программа изучения физики в X и XI классах
Учитель высшей категории В.А.Долгов
В лицейских классах уроки
проводятся по лекционно-зачетной системе, разработанной автором на базе
общеобразовательной государственной программы. Материал программы
подразделяется на разделы согласно темам, представленным в программе. В каждом
разделе читаются лекции, по которым учащиеся пишут конспекты (в качестве
домашних заданий). Затем в классе проводится решение задач (сначала несложных,
затем усложненных). Далее проводятся зачеты и контрольные (о системе контроля
речь пойдет далее). Практические работы учащиеся выполняют в конце года с
последующим зачетом. Оценка выставляется в баллах.
Объяснительная записка
Место курса физики в школьном
образовании определяется значением физической науки в жизни современного общества, в решающем ее влиянии на темпы
развития научно-технического прогресса. Обучение физике в школе служит
целям образования и воспитания личности: вооружать учащихся знаниями и
умениями, необходимыми для их развития, подготовки к работе и продолжения образования. В задачи обучения
физике входит:
а) воспитание
учащихся на основе разъяснения роли физики в ускорении научно-технического
прогресса, раскрытия достижений науки и техники и перспектив их развития,
ознакомления с вкладом отечественных и зарубежных ученых в развитие физики и
техники;
б) формирование знаний об
экспериментальных фактах, понятиях, законах, теориях, методах физической науки,
современной научной картине мира;хники, атомной
энергетики, технологии производства и обработки новых материалов, с применением
физических законов в технике и технологии производства;
в) формирование умений самостоятельно
приобретать и применять знания, наблюдать и объяснять физические явления, а
также умений пользоваться учебником, справочной и хрестоматийной литературой;
г) формирование
некоторых экспериментальных умений: умений пользоваться приборами и инструментами,
обрабатывать результаты измерений и делать выводы на основе экспериментальных
данных, соблюдать правила техники безопасности;
д) развитие
познавательного интереса к физике и технике, творческих способностей;
формирование осознанных мотивов учения; подготовка к сознательному выбору
профессии на основе тесной связи обучения физике с жизнью.
Решение задач образования и
развития школьников, подготовки их к труду возможно лишь при условии усвоении
ими основ физической науки. На это направлена реализация принципа генерализации
учебного материала, такого его отбора и такой методики преподавания, при
которых главное внимание уделено изучению основных фактов, понятий, законов,
теорий и методов физической науки, обобщению широкого круга физических явлений на
основе теории. Отсюда вытекает повышение требований к умению учащихся применять
основные положения науки для самостоятельного объяснения физических явлений,
результатов эксперимента, действия приборов и установок.
В каждый раздел курса
включен основной материал, глубокого и прочного усвоения которого следует
добиваться, не загружая память учащихся частными фактами. Таким основным
материалом для всего курса физики служат законы сохранения (энергии, импульса,
электрического заряда); для первой ступени обучения физике -
молекулярно-кинетические и электронные представления, понятия массы, плотности,
силы, энергии, законы Паскаля и Ома; для механики-идеи относительности
движения, законы Ньютона; для молекулярной физики - основные положения
молекулярно-кинетической теории, основное уравнение молекулярно-кинетической
теории идеального газа, первый закон термодинамики; для электродинамики -
учение об электромагнитном поле, электронная теория, законы Кулона и Ампера,
явление электромагнитной индукции; для квантовой физики - квантовые свойства
света, квантовые постулаты Бора, закон взаимосвязи массы и энергии. В основной
материал также входят важнейшие следствия из законов и теорий, их практическое
применение.
При изучении физических
теорий, мировоззренческой интерпретации законов формируются знания учащихся о
современной научной картине мира. В содержании школьного курса физики отражены
теоретико-познавательные аспекты учебного материала - границы применимости
физических теорий и соотношения между теориями различной степени общности, роль опыта в физике как источника знаний и
критерия правильности теорий, сведения из истории развития науки.
Воспитанию учащихся
служат сведения о перспективах развития физики и техники, о роли физики в
ускорении научно-технического прогресса, из истории развития науки
(молекулярно-кинетической теории, учения о полях, взглядов на природу света и
строение вещества).
В программе отражена
роль в развитии физики и техники следующих ученых: М.В.Ломоносова,
Г.Ома, А.Ампера, Г.Галилея, И.Ньютона, К.Э.Циолковского, С.П.Королева, Н.Е.Жуковского; Л.Больцмана, Д.И.Менделеева,
Ш.Кулона, Л.И.Мандельштама, А.Ф.Иоффе, М.Фарадея, Э.X.
Ленца, Дж. Максвелла, А.С.Попова, А.Эйнштейна,
А.Г.Столетова, М.Планка, П.Н.Лебедева, Э.Резерфорда,
Н.Бора, И.В.Курчатова.
Обучение физике вносит
вклад в трудовую и политехническую подготовку путем ознакомления учащихся с
главными направлениями научно-технического прогресса, физическими основами
работы приборов, технических устройств, технологических установок.
В разделе "Механика"
раскрываются вопросы механизации производства; в разделах "Электродинамика" и
"Квантовая физика" - вопросы электроэнергетики, электрификации, некоторые
вопросы электронно-вычислительной техники, при изучении
молекулярно-кинетической теории рассматривается создание материалов с заданными техническими свойствами. Во всех
разделах курса изучаются различные устройства автоматизации - датчики, реле,
усилители, преобразователи, исполнительные механизмы.
Задачи политехнического образования решаются в процессе овладения
школьниками теоретическими и прикладными знаниями при выполнении ими
лабораторных работ и решении задач. Применение знаний по физике в
производительном труде, а также привлечение на уроках физики примеров из
трудовой практики играют важную роль в сознательном выборе школьниками
профессии и их трудовой подготовке.
Усилению практической
направленности преподавания способствуют экскурсии - одна из важнейших форм
обучения физике. Объекты экскурсий определяются учителем с учетом содержания
программы, производительного труда школьников, возможностей местного
производственного окружения.
Реализация межпредметных
связей в учебном процессе по физике создает условия для целостного восприятия
единой научной картины мира. В рубрику "Межпредметные связи" программы включены
вопросы, изученные по другим предметам; перечень этих вопросов помогает учителю
определить, на какие знания по другим предметам он может опираться при изучении
данных тем курса физики. Например, при решении задач учитывается, что правила округления
чисел уже изучены в математике, при изучении кинематики, газовых законов,
колебаний используются знания о функциях и умение строить их графики. Вместе с
тем некоторые знания о физических понятиях используются при изучении других
предметов. Например, знания о магнитном поле Земли, о плазме и ее свойствах - в
астрономии, знания о механическом движении, о законах сохранения - в
обществоведении и т. д.
Программой по каждому
классу в соответствии с разделами курса определен круг основных вопросов,
знания которых следует требовать от учащихся. К ним относятся:
а) физические идеи,
опытные факты, понятия, законы, которые учащиеся должны уметь применять для
объяснения физических процессов, свойств тел, технических устройств и т. д.;
б) приборы и устройства,
которыми учащиеся должны уметь пользоваться, физические величины, значения
которых они должны уметь определять опытным путем и др.;
в) основные типы задач,
формулы, которые учащиеся должны уметь применять при решении вычислительных и
графических задач; физические процессы, технические устройства, которые могут
являться объектом рассмотрения в качественных задачах.
В программе даны
примерные нормы оценки знаний и умений учащихся, которыми необходимо
руководствоваться учителю в практической деятельности.
Программа
предусматривает использование Международной системы единиц (СИ), а в ряде
случаев и некоторых внесистемных единиц, допускаемых к применению.
Распределение учебного
времени по темам является примерным.
Учителю предоставляется право изменять порядок изучения отдельных вопросов
внутри темы, а также использовать по своему усмотрению резервное время,
указанное в программе каждого класса.
Рекомендации к методике преподавания
В процессе преподавания
важно научить школьников применять основные положения науки для
самостоятельного объяснения физических явлений, результатов эксперимента,
действия приборов и установок. Выделение основного материала в каждом разделе
курса физики помогает учителю обратить внимание учащихся на те вопросы, которые
они должны глубоко и прочно усвоить. Физический эксперимент является
органической частью школьного курса физики, важным методом обучения.
Решение основных
учебно-воспитательных задач достигается на уроках сочетанием разнообразных форм
и методов обучения. Большое значение придается самостоятельной работе учащихся:
самостоятельному повторению и закреплению основного теоретического материала,
выполнению фронтальных лабораторных работ и работ физического практикума,
изучению некоторых практических приложений физики, когда теория вопроса уже
изучена, применению знаний в процессе решения задач, обобщению и систематизации
знаний. Следует уделять больше внимания на уроке работе учащихся с книгой:
учебником, справочной литературой, книгой для чтения, хрестоматией и т. п. При
работе с учебником необходимо формировать умение выделять в тексте основной
материал, видеть и понимать логические связи внутри материала, объяснять
изучаемые явления и процессы.
В старших классах
рекомендуется проведение семинаров обобщающего характера, например по таким
темам: законы сохранения импульса и энергии и их применение (IX класс); применение электрического тока в
промышленности и сельском хозяйстве (X
класс); поле и вещество-два вида материи (XI класс) и др.
Решение физических задач
должно проводиться в оптимальном сочетании с другими методами обучения. На
первой ступени обучения физике можно ориентироваться на содержание и уровень
сложности задач, данных в стабильном учебнике; предпочтение отдается задачам в
одно-два действия и качественным задачам. На второй ступени большее значение
приобретают задачи, в решении которых используется несколько закономерностей;
решение задач проводится, как правило, сначала в общем виде.
Основной учебный
материал должен быть усвоен учащимися на уроке. Это требует от учителя
постоянного продумывания методики проведения урока: изложение нового материала
в форме бесед или лекций (в старших классах), выдвижение учебных проблем;
широкое использование учебного эксперимента (демонстрационные опыты,
фронтальные лабораторные работы, в том числе и кратковременные),
самостоятельная работа учащихся. Необходимо совершенствовать методы повторения
и контроля знаний учащихся, с тем, чтобы основное время урока было посвящено
объяснению и закреплению нового материала. Все это способствует решению
ключевой проблемы - повышению эффективности урока физики.
Важное значение
придается самостоятельному выполнению школьниками учебного эксперимента. Число
указанных в программе фронтальных лабораторных работ, как и демонстраций,
является обязательным. В зависимости от условий в каждой школе учитель может
заменить отдельные работы или демонстрации равноценными. Учитель может
увеличить число лабораторных работ за счет введения кратковременных
экспериментальных заданий. Проводя школьный физический эксперимент, учитель
обязан соблюдать правила техники безопасности, утвержденные Министерством
просвещении России.
При подготовке учащихся
к проведению первых лабораторных работ в IX классе дается понятие о способах вычисления
погрешностей измерений. В дальнейшем при выполнении учащимися лабораторных
работ следует развивать умения вычислять погрешности измерений физических
величин.
При отборе работ для физического практикума в каждом классе следует
обеспечить охват основных вопросов разных тем программы.
Домашнее задание служит,
как правило, для закрепления уже изученного материала, отработки
соответствующих умений и навыков. Чтобы домашнее задание не вызывало перегрузки
школьников, его необходимо строго дозировать, сопровождать четкими
разъяснениями и указаниями (что запомнить, на какие вопросы ответить, как
заполнить таблицу и т.д.). Иногда полезно дифференцировать объем и сложность
домашних заданий с учетом индивидуальных особенностей учащихся. Время
выполнения домашних заданий определяется средними нормами, установленными
Министерством просвещения России для всех учебных предметов.
Система контроля
1 этап. Лекции. Контроль
не проводится. Дается время на усвоение и отработку материала при написании
конспектов.
2 этап. Защита конспектов. Эта работа
проводится в два этапа. На предыдущем уроке учащиеся получают задание
подготовить конспекты к устному рассказу и по каждому конспекту приготовить по
2-3 вопроса и уметь на них отвечать.
На уроке они по заданию
учителя рассказывают эти конспекты друг другу по очереди (соседи по парте) а
затем по указанию учителя задают и отвечают на вопросы друг друга. За каждый
вопрос и правильный ответ ученик зарабатывает 1 балл. Затем вопросы задает
учитель. За правильный ответ учащийся получает 1 балл. Оценка выставляется с
учетом набранных баллов (как правило, выставляются за эту работу оценки 4 или
5, так как не все учащиеся обладают быстрой реакцией при ответе на вопрос, что
не говорит об их отставании в усвоении данного материала).
На следующем уроке
учащимся предлагается письменно ответить на вопросы темы по карточкам.
(варианты некоторых карточек по различным темам и классам прилагаются.3 этап.
Защита задач
Учащимся предлагается
4-5 задач на 45 минут урока. Первые 3 задачи простые, а две последние несколько
сложнее (как правило, они взяты из сборников задач для поступающих в вузы). К
зачету необходимо сдать учителю тетрадь с задачами, решенными в классе и дома.
Без этой тетради учащийся к зачету не допускается.
4 этап. Контрольная работа (2 урока). В
контрольную входят:
1. Вопрос по теории.
2. Три простые задачи
(взяты из контрольных работ в обычном классе)
3. Две сложные задачи.
За контрольную
выставляют 3 оценки.
5 этап. Коллоквиум. На
коллоквиуме учащемуся предлагают один вопрос по теории и одну задача. Сдача
проводится индивидуально каждым учащимся.
6 этап. Защита лабораторных работ. Проводится в
устной форме индивидуально с каждым учащимся.
7 этап. Итоговая контрольная работа.
Практика показала, что
при такой системе работы учащиеся достаточно легко сдают вступительный экзамен
по физике на различные факультеты МГУ.
Примерное распределение программы по часам в течение учебного года
10 класс
1. Молекулярная физика (53ч)
1.1
Основы молекулярно-кинетической теории (36 ч)
Лекции (12 ч)
Основные положения молекулярно-кинетической теории и
их опытное обоснование. Броуновское движение. Масса и размеры молекул.
Основное уравнение
молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение.
Скорость молекул газа. Уравнение Менделеева - Клапейрона. Изопроцессы в газах.
Насыщенные и ненасыщенные пары. Зависимость температуры кипения жидкости от
давления. Влажность воздуха.
Свойства поверхности жидкости.
Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления.
Кристаллические и аморфные
тела. Механические свойства твердых тел и материалов: упругость, прочность,
пластичность. Создание материалов с заданными техническими свойствами.
Демонстрации
1. Механическая модель
броуновского движения.
2. Зависимость между объемом, давлением и
температурой для данной массы газа.
3. Изотермический процесс.
4. Изобарный процесс.
5. Изохорный процесс.
6. Свойства насыщенных паров.
7. Кипение воды при пониженном давлении.
8. Устройство и принцип действия психрометра.
9. Сокращение поверхности мыльных пленок.
10. Капиллярное поднятие жидкости.
11. Рост кристаллов.
12. Упругая и остаточная деформации.
Решение задач (12 ч).
Устный зачет (коллоквиум) (8 ч)
Резерв (4 ч)
1.2.
Основы термодинамики (17 ч)
Лекции (4 ч).
Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к
изопроцессам. Адиабатный процесс. Необратимость тепловых процессов.
Принцип действия тепловых двигателей. КПД
теплового двигателя. Направления совершенствования тепловых двигателей и
повышения их КПД. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве. Тепловые
двигатели и охрана природы.
Демонстрации
1.Изменение
температуры воздуха при адиабатном расширении и сжатии.
2.Необратимость
явления диффузии (на модели).
Решение задач(7 ч)
Письменный зачет (2 ч)
Контрольная работа ?1 (1-2 ч).
Резерв (2 ч)
2. Электродинамика (96 ч)
2.1 Электрическое поле (20ч)
Лекции (5 ч)
Закон
сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического
поля. Опыт Иоффе - Милликена. Проводники в электрическом поле.
Работа электрического поля при перемещении
заряда. Разность потенциалов. Напряжение. Связь между напряжением и
напряженностью однородного поля.
Электрическая емкость. Конденсатор. Энергия
электрического поля. Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая
проницаемость.
Демонстрации
1. Устройство и
действие электрометра.
2. Закон Кулона.
3. Электрическое поле заряженных шариков.
4. Электрическое поле двух заряженных пластин.
5. Проводники в электрическом поле.
6. Устройство и действие конденсаторов постоянной
и переменной электроемкости.
7. Зависимость электроемкости плоского
конденсатора от площади пластин, расстояния между ними и диэлектрической
проницаемости среды.
8. Энергия заряженного конденсатора.
Решение задач (6 ч)
Устный зачет (1 ч)
Письменный зачет (1 ч)
Контрольная работа ? 2 (2 ч)
Разбор контрольной
работы ?2. (1ч).
Резерв (4 ч)
2.2.
Электрический ток в различных средах (39ч)
Лекции (12 ч)
Основные
положения электронной теории проводимости металлов. Скорость упорядоченного
движения электронов. Зависимость сопротивления от температуры.
Сверхпроводимость.
Применение
закона Ома для участка цепи к последовательному и параллельному соединениям
проводников. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
Электрический
ток в полупроводниках. Электропроводность полупроводников и ее зависимость от
температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников.
Терморезистор. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый диод. Транзистор.
Применения полупроводниковых приборов.
Электрический ток в
вакууме. Электронная эмиссия.
Двухэлектродная лампа.
Электронно-лучевая трубка.
Электрический ток в растворах и расплавах
электролитов. Закон электролиза. Применения электролиза.
Электрический ток в газах. Несамостоятельный и
самостоятельный разряды. Понятие о плазме. МГД-генератор.
Демонстрации
1. Зависимость
сопротивления металлов от температуры.
2. Зависимость сопротивления полупроводников от
температуры.
3. Действие терморезистора.
4. Односторонняя электрическая проводимость
полупроводникового диода.
5. Зависимость силы тока в полупроводниковом
диоде от напряжения.
6. Электронно-дырочные переходы транзистора.
7. Усиление постоянного тока с помощью
транзистора.
8. Термоэлектронная эмиссия.
9. Односторонняя электрическая проводимость
вакуумного
диода.
10. Устройство и действие электронно-лучевой
трубки.
11. Сравнение электропроводности воды и раствора
соли или
кислоты.
12. Электролиз раствора сульфата меди (II).
13. Несамостоятельный разряд.
14. Самостоятельный разряд в газах при пониженном
давлении.
15. Распределение токов
и напряжений в цепях с последовательным и параллельным соединениями
проводников.
16. Зависимость силы тока от ЭДС источника и
полного сопротивления цепи.
Решение задач (10ч)
Устный зачет (коллоквиум) (8 ч)
Письменный зачет (2 ч)
Контрольная работа ?3 (2 ч)
Разбор контрольной
работы ?.3 (1 ч).
Резерв (4 ч)
2.3. Магнитное поле.
Электромагнитная индукция ( 37 ч.)
Лекции (11 ч)
Взаимодействие
токов. Магнитная индукция. Магнитный постоянныйток. Сила Ампера. Принцип действия электроизмерительных приборов.
Громкоговоритель. Сила Лоренца. Магнитные свойства вещества. Ферромагнетики.
Магнитная запись и хранение информации.
Электромагнитная
индукция. Индукционное электрическое поле. Закон электромагнитной индукции.
Правило Ленца. Электродинамический микрофон. Самоиндукция. Индуктивность.
Энергия магнитного поля. Электромагнитное поле.
Демонстрации
1. Взаимодействие
параллельных токов.
2. Действие магнитного поля на ток.
3. Устройство и действие амперметра и вольтметра.
4. Устройство и действие громкоговорителя.
5. Отклонение электронного пучка магнитным полем.
6. Модель доменной структуры ферромагнетиков.
7. Размагничивание стального образца при
нагревании.
8.Магнитная
запись звука.
9. Электромагнитная индукция.
10. Правило Ленца.
11. Зависимость ЭДС индукции от скорости
изменения магнитного потока.
12. Самоиндукция.
13. Зависимость ЭДС самоиндукции от скорости
изменения силы
тока в цепи и от индуктивности проводника.
Решение задач (10 ч)
Устный зачет (коллоквиум) (8 ч)
Письменный зачет (2 ч)
Контрольная работа ? 4 (2 ч)
Разбор контрольной
работы ?4 (1ч).
Резерв (3 ч)
Лабораторный практикум
(8 ч)
На практикум вынесены фронтальные лабораторные
работы, указанные выше.
Фронтальные
лабораторные работы:
- Измерение модуля упругости резины.
- Определение
удельного сопротивления проводника,
- Последовательное и
параллельное соединение .проводников.
- Измерение ЭДС и
внутреннего сопротивления источника тока.
- Наблюдение действия магнитного поля на
ток.
- Измерение заряда электрона.
- Изучение явления
электромагнитной индукции.
Зачет по практикуму (2 ч)
Итоговая контрольная работа (4 ч)
Резерв (4 ч).
Экскурсия (посещение во внеурочное время
Московского Политехнического музея).
Межпредметные связи
Изучение
основ молекулярно-кинетической теории осуществляется с использованием знаний
следующих вопросов: моль, молярная и относительная молекулярная массы;
периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева; ионная, атомная и
молекулярная кристаллические решетки; производство и применение материалов в
технике (химия, VIII - IX
классы).
При изучении явлений
поверхностного натяжения, смачивания, капиллярности целесообразно использовать
знания об основных функциях корня растений и древесного стебля (биология, VI
класс).
Законы электрического
тока изучают с опорой на знания простейших электрических цепей, их схем и
условных обозначений, правил техники безопасности при обращении с
электрическими и бытовыми приборами (трудовое обучение, V-VII
классы).
Материал об
электрическом токе в растворах и расплавах электролитов углубляется с учетом
знаний следующих вопросов: электролиты, электролитическая диссоциация и ее
механизм, диссоциация кислот, щелочей и солей, электролиз (химия, IX
класс).
При изучении
электрической проводимости полупроводников используется понятие о ковалентной
связи (химия, VIII класс).
Для вывода основного
уравнения молекулярно-кинетической теории, введения понятий напряженности
электрического поля и индукции магнитного поля используются знания о векторе,
его длине и проекциях на координатные оси (математика, VII-IX
классы).
При выполнении
лабораторных работ и решении количественных задач учитывается, что учащиеся
умеют выполнять действия с числами, записанными в стандартном виде, производить
приближенные вычисления (математика, VII-IX
классы).
Знания основ
молекулярно-кинетической теории используются в астрономии (XI
класс) при изучении физической природы тел солнечной системы. Солнца и звезд; в
обществоведении - при изучении начал диалектического материализма.
Знания о
кристаллических телах применяются в математике (X-XI
классы) при изучении многогранников. Знания о поверхностном натяжении можно
использовать в химии (X класс) при объяснении свойств сложных эфиров;
жиров.
Знания о законе
сохранения и превращения энергии углубляются при изучении основ общей химии (XI
класс), используются в обществоведении.
Знания о первом законе
термодинамики и необратимости тепловых процессов углубляются при изучении
процессов круговорота веществ и превращения энергии в биосфере, энергетического
обмена в клетке (биология, XI класс).
Знания об охране
природы в связи с использованием тепловых двигателей углубляются и обобщаются
при изучении вопросов о деятельности человека как экологическом факторе, охране
биогеоценозов, биосфере период научно-технического прогресса (биология, X - XI
классы).
При изучении принципов устройства и
работы ЭВМ в курсе "Основы информатики и вычислительной
техники" (XI класс) привлекаются знания
о магнитной записи информации и применении полупроводниковых
приборов.
Сведения о магнитном
поле Земли, движении заряженных частиц в магнитном поле, плазме и ее свойствах,
применении полупроводниковых приборов в оборудовании космических станций
используются в астрономии при изучении физической природы тел Солнечной системы
и методов астрофизических исследований.
Основные знания и умения учащихся
Молекулярная физика
Учащиеся
должны знать
Понятия:
тепловое движение частиц; масса и размеры молекул; идеальный газ;
изотермический, изохорный, изобарный и адиабатный процессы; броуновское
движение: температура (мера средней кинетической энергии молекул);
необратимость тепловых процессов; насыщенные и ненасыщенные пары; влажность
воздуха; поверхност |