Начало развития естествознания в России

(Зч)

Организация Петербургской академии наук. Иссле­дования М. В. Ломоносова по молекулярной физике, оптике, электричеству.

Разработка теоретических основ аэрогидродинамики. Создание К. Э. Циолковским теории реактивного дви­жения и межпланетных полетов.

Индивидуальные экспериментальные задания

Экспериментальная проверка уравнения Бернулли.

Демонстрация полета ракеты.

Экспериментальная проверка формулы Циолковс­кого.

Исследования российских ученых в области электродинамики

(8 ч)

Открытие электрической дуги. Исследования элект­рических и магнитных превращений. Разработка элект­рических машин и источников света. Работы В. В. Пет­рова, Э. X. Ленца, Б. С. Якоби, П. Н. Яблочкова, А. Н. Лодыгина, М. И. Доливо-Добровольского. Откры­тие радио А. С. Поповым.

Индивидуальные экспериментальные задания

Демонстрация электрической дуги.

Демонстрация правила Ленца.

Экспериментальная проверка закона Джоуля — Ленца.

Изучение принципа действия трансформатора.

Конструирование и демонстрация модели электро­двигателя.

Демонстрация принципа действия трехфазного гене­ратора.

Демонстрация принципа действия трехфазного элек­тродвигателя.

Конструирование модели приемника А. С. Попова.

Исследования российских ученых

В области квантовой оптики, квантовых явлений в жидкостях и твердых телах

{10 ч)

Открытие законов фотоэффекта А. Г. Столетовым. Открытие светового давления П. Н. Лебедевым. Работы С. И. Вавилова по доказательству квантовой природы света. Открытие явления усиления электромагнитных волн при прохождении через среду с инверсным распре­делением атомов. Создание квантовых генераторов. Ра­боты В. А. Фабриканта, Н. Г. Басова, А. М. Прохорова.

Исследования российских ученых в области физики полупроводников. Работы А. Ф. Иоффе, Ж. И. Алферова.

Исследования по теории конденсированных сред и физики низких температур. Работы Л. Д. Ландау и П. Л. Капицы.

Индивидуальные экспериментальные задания

Изучение работы люминесцентной лампы.

Демонстрация явления фотоэффекта.

Демонстрация свойств лазерного излучения.

Демонстрация радиометра Крукса.

Измерение работы выхода электрона.

Демонстрация приборов, использующих излучение полупроводниковых лазеров.

Исследования российских ученых в области физики атома и атомного ядра

(10 ч)

Открытие периодической системы элементов Д. И. Менделеевым. Работы Я. И. Френкеля и Д. Д. Ива­ненко по теории строения атомного ядра. Эффект Вави­лова — Черенкова. Открытие явления комбинационного рассеяния света. Работы Я. Б. Зельдовича, Ю. Б. Харито-

 

20

21

на, И. В. Курчатова по осуществлению цепных ядерных реакций. Исследования В. А. Фабриканта, В. И. Вексле-ра, А. Д. Сахарова, Л. А. Арцимовича в области физики элементарных частиц и управляемого термоядерного синтеза.

Индивидуальные экспериментальные задания Демонстрация следов альфа-частиц в камере Виль­сона.

Демонстрация кругового движения электронов в маг­нитном поле.

Обобщающая конференция

(2 ч)

Резерв времени

(2 ч)

Аттестация учащихся

Наиболее подходящей для элективных занятий может быть зачетная форма оценки достижений учащихся на основе выступлений на семинарах, посвященных жизни и деятельности российских физиков, и результатов са­мостоятельного выполнения экспериментальных зада­ний. При написании отчетов о выполненных экспери­ментах учащиеся должны выделять главные признаки наблюдаемых явлений, формулировать обязательные ус­ловия осуществления опыта, кратко и логически после­довательно излагать свои мысли.

Итоговый зачет ученику по всему элективному курсу можно выставлять, например, по таким критериям: не менее одного выступления с докладом на семинарах и выполнение не менее одного индивидуального экспери­ментального задания.

Предлагаемые критерии оценки работы учащихся на элективных занятиях не являются обязательными. Учи­тель может устанавливать другие критерии на основе своего опыта и с учетом состава группы.

Литература для учащихся

1. Хрестоматия по физике /Под ред. профессора
Б. И. Спасского: Учебное пособие для учащихся. М.:
Просвещение, 1982.

2. Энциклопедия для детей. Физика. Т. 16. М.: Аванта,

2000.

3. Энциклопедический словарь юного физика. М.:

Педагогика, 2002.

Литература для учителя

1. Басов Н. Г., Афанасьев Ю. В. Световое чудо
века. М.: Педагогика, 1984.

2. Дорфман Я. Г. Всемирная история физики с на­
чала XIX до середины XX в. М.: Наука, 1979.

3. Ильин В. А. История физики. М.: ACADEMIA,
2003.

 

4. Капица П. Л. Эксперимент, теория, практика.
Статьи и выступления. М.: Наука, 1987.

5. Кудрявцев П. С. История физики. Т. I—III. M.:
Просвещение, 1956—1971.

6. Лазарев П. П. Очерки истории русской науки /
Под ред. С. И. Вавилова и М. П. Воларовича. М.: АН
СССР, 1950.

7. Люди русской науки. Очерки о выдающихся деяте­
лях естествознания и техники / Под ред. И. В. Кузнецо­
ва. М.: ГИ ФМЛ, 1961.

8. Мещанский В. Н., Савелова Е. В. История фи­
зики в средней школе. М.: Просвещение, 1981.

9. Развитие физики в России. Т. I—II. М.: Просвеще­
ние, 1970.

10. Развитие физики в СССР. Кн. 1 и 2. М.: Наука,

1967.

11. Фабрикант В. А. Физика. Оптика. Квантовая
электроника. Избранные статьи. М.: МЭИ, 2000.

12. Храмов Ю. А. Физики. Биографический спра­
вочник. М.: Наука, 1983.

 

22

23

Соросовский образовательный журнал

1. Андреев В. М. Фотоэлектрическое преобразова­
ние солнечной энергии. 1996. № 7.

2. Бойко В. И. Управляемый термоядерный синтез
и проблемы инерциального термоядерного синтеза
1999. № 6.

3. Горелик В. С. Комбинационное рассеяние света
1997. №6.

 

4. Денисов С. П. Излучение «сверхсветовых» частиц
(эффект Черенкова). 1996. № 2.

5. Слабко В. В. Принципы голографии. 1997. № 7.

6. Сэм М. Ф. Лазеры и их применение. 1996. № 6.

Программа элективного курса

«История физики и развитие

представлений о мире»

(Открытие мира)

(70 ч) Автор О. Ф. Кабардин

Пояснительная записка

Элективный курс предназначен для учащихся 10—11 классов общеобразовательных учреждений, проявляю­щих интерес к физике и астрономии, желающих позна­комиться с историей развития представлений человека о мире, в котором мы живем.

Курс опирается на знания и умения, полученные уча­щимися при изучении физики в основной школе. В про­цессе занятий школьники научатся находить информа­цию по заданной теме, подготовить рефераты и доклады по избранным темам, выполнять опыты с использовани­ем простых физических приборов и инструментов, ана­лизировать полученные экспериментальные результаты и делать из них выводы. Изучение элективного курса по­может сознательному выбору профиля дальнейшего обу­чения или профессиональной деятельности выпускника средней школы.

В тех школах, в которых не организуются элективные занятия по данной программе, учитель физики может использовать материалы курса для занятий по обяза­тельной программе, а также предлагать индивидуальные задания по интересам учащихся.

Программа курса состоит из введения и пяти разде­лов: античная наука, гелиоцентрическая система мира, механическая картина мира, полевая картина мира, квантовая картина мира.

25

Основные задачи курса:

углубление знаний о материальном мире и методах научного познания природы;

развитие познавательных интересов, интеллектуаль­ных и творческих способностей учащихся в процессе са­мостоятельного приобретения знаний и умений по фи­зике и астрономии.

В процессе занятий школьники должны научить­ся выдвигать гипотезы и строить модели для объясне­ния экспериментальных фактов, обосновывать свою позицию по обсуждаемому вопросу; овладеть навы­ками сотрудничества и совместной работы, уважитель­ного отношения к мнению оппонента в процессе дис­куссии.

Ожидаемыми результатами элективных за­ нятий являются:

формирование представлений о методах научного по­знания природы и современной физической картине мира;

развитие познавательных интересов, интеллектуаль­ных и творческих способностей на основе опыта само­стоятельного приобретения новых знаний;

воспитание духа сотрудничества, сознательное само­определение ученика относительно профиля дальней­шего обучения или профессиональной деятельности.

В процессе занятий школьники научатся находить информацию по заданной теме, составлять рефераты и устные доклады по составленному реферату, проводить опыты с использованием простых физических приборов и инструментов, анализировать полученные результаты и делать из них выводы.

Основным содержанием курса является знакомство с историей открытий в области физики и астрономии, оказавших влияние на развитие человеческой цивилиза­ции. Курс опирается на знания и умения, полученные учащимися при изучении физики в основной школе. Элективные занятия должны быть организованы не как процесс передачи готовой дополнительной суммы зна-

ний, а как процесс самостоятельной познавательной и творческой деятельности учащихся на основе использо­вания материалов из истории физики.

Для знакомства с оригинальными материалами из истории физики учащимся нужно читать труды ученых, статьи в научных журналах. Желательно, чтобы необ­ходимые материалы были собраны в отдельные хресто­матии.

Успешное самостоятельное решение теоретической проблемы или выполнение эксперимента, являвшегося исторически важным этапом в развитии физики, долж­но способствовать приобретению учащимися уверен­ности в собственных силах и способностях.

Основными формами занятий являются семинары и практические занятия. Темы предстоящих семина­ров объявляются за несколько недель и каждому учаще­муся предоставляется возможность выступить с докла­дом на одном из занятий. Для того чтобы в дискуссии по обсуждаемой проблеме приняло участие как можно больше школьников, следует готовить выступления нескольких докладчиков, отстаивающих альтернатив­ные точки зрения. Поэтому тему следующего семинара и список дополнительной литературы нужно сообщать за­ранее.

Успех семинаров во многом зависит от подготови­тельной работы учителя с основными докладчиками. До занятия учителю необходимо прочитать подготовлен­ный текст доклада, обсудить с докладчиком наиболее трудные вопросы, провести репетицию устного выступ­ления и ответов на возможные вопросы и возражения. После такой подготовки докладчик во время выступле­ния чувствует себя уверенно и свободно, получает удов­летворение от проделанной работы.

Практическое знакомство учащихся с эксперимен­тальным методом изучения природы наиболее продук­тивно в форме проведения самостоятельных опытов и исследований. В программу включены опыты и экспе-

 

26

27

рименты, сыгравшие решающую роль в истории откры­тия новых физических явлений, установления новых за­конов, подтверждения или опровержения физических теорий. Самостоятельное выполнение исторического эксперимента поможет учащемуся понять, что он обла­дает способностями, необходимыми для совершения на­учных открытий. Конкретное знакомство со многими примерами открытий в физике должно сформировать представления о том, как делаются научные открытия, каковы роль случая и настойчивости в достижении пос­тавленной цели. В качестве индивидуальных или груп­повых работ можно предлагать исследовательские зада­ния для двух-трех учащихся по их выбору для выполне­ния в течение нескольких занятий.

При рассмотрении примеров развития физических идей, от возникновения гипотезы для объяснения экс­периментальных фактов к физической модели, затем к теории, выводу следствий из нее и экспериментальной проверке этих следствий, формируются представления о соотношении теории и практики в процессе познания мира.

Особое внимание на элективных занятиях по данной программе следует уделить рассмотрению этапов выдви­жения гипотез и построения физических моделей для объяснения новых, неизвестных науке фактов. Примеры из истории физики должны помочь пониманию особой важности роли интуиции, фантазии, образного мышле­ния на этапах встречи с чем-то новым, ранее неизвест­ным. Принципиально новое в науке не выводится логи­чески из ранее известного, требует ломки привычных представлений. На начальном этапе возникновения но­вые теории обычно кажутся опирающимися на фантас­тические гипотезы и весьма сомнительные модели. Для открытия нового в науке нужно сохранить детскую спо­собность к полету свободной фантазии, воспитать в себе не только чувство уважения к великим творцам науки, но и чувство собственного достоинства, смелость, готов-

ность отстаивать собственные взгляды и убеждения по проблемам науки без оглядки на любые научные автори­теты прошлого и настоящего.

Содержание курса

Класс

Введение

(2 ч)

Диспут на тему «Каковы причины возникновения и развития науки о природе? ».

Античная наука

(6 ч)

Мифологические объяснения мира. Различия мифо­логического и научного подхода к объяснению мира.

Развитие представлений о строении вещества. Идея первоначал и атомистическое учение. Идея несотвори-мости и неуничтожимости атомов как идея сохранения вещества.

Геоцентрическая система мира. Открытие шарооб­разности Земли и уединенности ее в мировом простран­стве. Измерения радиуса Земли и оценка расстояний до небесных тел. Первые шаги к созданию гелиоцентриче­ской системы мира.

Пространство, время и движение в античной науке. Практические приложения античной механики.

Темы семинаров

«Первоначала вещей» и атомы.

Геоцентрическая система мира.

Экспериментальное задание

1. Измерение плотности вещества.

Астрономические наблюдения

Знакомство с созвездиями и наиболее яркими звезда­ми Северного полушария.

Обнаружение суточного вращения звездного неба.

 

28

29

Наблюдения собственных движений Луны, Солнца и планет.

Творческое задание

Определение расстояния от Земли до Луны и разме­ров Луны.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: