|
2.1. Содержание программы
2.2. Описание содержания
5. Авторы
|
|
В данном курсе рассматривается ряд важнейших открытий и проблем, связанных с их физическим толкованием, которые возникли в физике на рубеже XX–XXI веков.
Эти проблемы важны в понимании физической картины мира, в формировании целостного представления о физических процессах, определяющих эволюцию наших знаний, а также в освоении новых технологий.
Курс является новым в учебном плане преподавания физики в школе, изучение этого курса дает возможность понять взаимосвязь различных разделов курса физики в школе, позволяет глубже проникнуть в природу физического мира, способствует развитию творческого познания окружающего мира и самоопределения учащегося в выборе будущей профессии.
Требования ГОС по данному курсу не сформулированы, поэтому курс является авторским. Он может рассматриваться как самостоятельная учебная дисциплина и, вместе с тем, как один из модулей программы обучения одаренных детей.
Учебный курс рассчитан на учащихся 10–11-х классов физико-математической школы. Объем курса – 20 часов, включая видеолекции, семинарские занятия, самостоятельную работу с учебными материалами. Распределение учебной нагрузки по темам и видам учебной деятельности приводится разделе 3.
|
|
Основная цель курса состоит в углублении знаний учащихся, в расширении их области познания об окружающем мире, в формировании творческого подхода к объяснению физических явлений, в привитии навыков научного познания.
В результате изучения курса учащиеся должны иметь представление:
- об основных открытиях в области физики на рубеже ХХ–ХХI веков и их применении в науке и технике;
- об основных проблемах в физическом представлении единой картины мира;
- о современных методах научного познания окружающего мира.
|
|
Познавательная деятельность учащихся предполагает:
- изучение открытий в физике и их теоретическое объяснение;
- анализ взаимосвязи физических явлений в единой картине мира;
- знакомство с основными направлениями развития физической науки;
- приобретение навыков в научном познании окружающей действительности.
|
|
Данный курс разработан для учащихся старших классов общеобразовательных школ, обучающихся по программе открытой физико-математической школы, а также может быть использован для повышения квалификации учителей школ.
Курс представлен в виде лекционного материала, сопровождающегося презентационным материалом, историческими справками, терминологическим словарем. Учебный материал расположен на электронных носителях в сетевом доступе, поэтому может использоваться в обучении с применением как обычных (традиционных), так и дистанционных образовательных технологий.
|
Тема 1. Космология и происхождение ВселеннойКосмология – наука о Вселенной. Эволюция представлений о Вселенной. Расширяющаяся Вселенная. Черные дыры. Последние достижения в астрофизике. Существует ли единая теория Вселенной?
Тема 2. Макро- и микромир в физике
Макромир и микромир – две области структурной организации материи. Эволюция теории макромира. Атомистическая концепция строения материи. Взаимосвязь макро- и микромира.
Тема 3. Новые направления в развитии квантовой физики
Основные этапы развития квантовой физики. Квантовая информация. Квантовая криптография. Квантовые вычисления и квантовые компьютеры.
Тема 4. Проблемы поиска новых источников энергии
Виды энергии. Пути развития энергетики в ХХI веке. Энергетика и экология.
Тема 5. Сверхпроводимость и ее применение
Явление сверхпроводимости: эксперимент и теория. Высокотемпературная сверхпроводимость. Технические приложения явления сверхпроводимости.
Тема 6. Новые технологии создания материалов с заданными свойствами
Нанотехнология: история и теория. Практические области применения нанотехнологии.
|
|
Учебный курс «Современные проблемы физики» включает шесть тем, охватывающих наиболее важные направления развития современной физики.
Тема «Космология и происхождение Вселенной» посвящена описанию последних достижений теоретической физики и астрономии, расширяющих наши знания об окружающем нас мире, раскрывающих его тайны, позволяющих прогнозировать эволюцию Вселенной.В теме «Макро- и микромир в физике» рассматриваются теории, лежащие в основе описания микро- и макромира. Прослеживается развитие классических и квантовых представлений о строении материи. Анализируются границы применимости теорий, описывающих микро- и макромир и их экспериментальное обоснование.
Тема «Новые направления в развитии квантовой физики» посвящена новым направлениям физики, возникшим на стыке наук: квантовой механики, оптики, теории информации, дискретной математики и лазерной физики. Подробно рассматриваются вопросы, связанные с квантовой информацией и криптографией, созданием квантовых компьютеров.
Тема «Проблемы поиска новых источников энергии» посвящена описанию проблем неустойчивого энергоснабжения для жизнеобеспечения. Определяются пути развития энергетики ХХI века и альтернативные экологически безопасные источники энергии.
В теме «Сверхпроводимость и ее применение» представлен обзор экспериментальных и теоретических исследований явления сверхпроводимости. Подробно рассматриваются термодинамические и электромагнитные свойства сверхпроводников. Дается теория высокотемпературной сверхпроводимости. Обсуждаются перспективы получения высокотемпературных сверхпроводников и их применения в технике.
Тема «Новые технологии создания материалов с заданными свойствами» посвящена нанотехнологиям. Рассматриваются фундаментальные проблемы физики наноструктур, технологий их создания. Исследуется роль взаимодействия ядер и электронов, флуктуации физических параметров и превращений структур в свойствах наночастиц. Даются физические основы нанотехнологий. Демонстрируются технологии получения материалов, отсутствующих в природе, но необходимых людям для сохранения здоровья, изучения и освоения природы.
|
| № п/п |
Наименование тем
|
Всего часов
|
Аудиторные занятия (час.),
|
Самостоятельная работа
|
|||
|
в том числе
|
|||||||
|
лекции
|
семинары
|
лабораторные работы
|
консультации
|
||||
| 1 | Тема 1. Космология и происхождение Вселенной |
4
|
2
|
|
|
1
|
1
|
| 2 | Тема 2. Макро- и микромир в физике |
3
|
1
|
|
|
1
|
1
|
| 3 | Тема 3. Новые направления в развитии квантовой физики |
3
|
1
|
|
|
1
|
1
|
| 4 | Тема 4. Проблемы поиска новых источников энергии |
3
|
1
|
|
|
1
|
1
|
| 5 | Тема 5. Сверхпроводимость и ее применение |
3
|
1
|
|
|
1
|
1
|
| 6 | Тема 6. Новые технологии в создании материалов с заданными свойствами |
4
|
2
|
|
|
1
|
1
|
| ИТОГО |
20
|
8
|
|
|
6
|
6
|
|
|
1. Касьянов В.А. Физика. 10 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. – 5-е изд., дораб. – М.: Дрофа, 2003. – 416 с.: ил. 2. Касьянов В.А. Физика. 11 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений.-4-е изд., дораб. – М.: Дрофа, 2004. – 416 с.: ил. 3. Малоун Дж. Нераскрытые тайны природы. – М.: Мир, 2004. – 232 с.: ил. 4. Налимов В.В. На грани третьего тысячелетия. – М.: Наука, 1994. 5. Нетрадиционные источники энергии. – М.: Знание, 1982. – 120 с.: ил. 6. Проблема высокотемпературной проводимости / Под. ред. В.Л. Гинсбурга, Д.А. Киржница. – М.: Наука, 1977. 7. Уиггинс А., Уинн Ч. Пять нерешенных проблем науки / пер. с англ. А. Гарькавого. – М.: ФАИР-Пресс, 2005. – 304 с.: ил. 8. Хоккинг С. Краткая история времени: От большого взрыва до черных дыр / пер. с англ. Н. Смородинской. – СПб.: Амфора, 2005. – 268 с. 9. Энергетические ресурсы мира / Под. ред. П.С. Непорожнего, В.И. Попкова. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 232 с.: ил. 10. Юдасин Л.С. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещение, 1990. – 207 с.: ил. 11. Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с начала 19 века до середины 20 века. – М.: Наука, 1979. 12. Лидсей Дж.Э. Рождение Вселенной / пер. с англ. – М.: Весь Мир, 2005. – 200 с. 13. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. – М.: Мир, 1965. – 266 с. |
|
Демкин Владимир Петрович – проректор по информатизации Томского государственного университета, профессор, доктор физико-математических наук. Руководитель авторского коллектива.
Багров Владислав Гавриилович – доктор физико-математических наук, профессор физического факультета ТГУ.
Борисов Алексей Владимирович - кандидат физико-математических наук, ассистент кафедры общей и экспериментальной физики физического факультета ТГУ.
Горбунов Иван Владиславович – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики физического факультета ТГУ.
Демиденко Валерий Семенович – доктор физико-математических наук, профессор.
Мельникова Наталья Васильевна – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН.
|