РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА

1. Организационно-методический раздел
      1.1. Пояснительная записка
      1.2. Цель и задачи изложения и изучения курса
      1.3. Содержание деятельности учащихся
      1.4. Принципы построения программы курса
2. Содержание курса
      2.1. Содержание программы
      2.2. Описание содержания
3. Распределение учебного времени
4. Рекомендуемая литература
5. Авторы


1. Организационно-методический раздел

1.1. Пояснительная записка
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.
в начало
1.2. Цели и задачи изложения и изучения курса
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.
в начало
1.3. Содержание деятельности учащихся
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.
в начало
1.4. Принципы построения программы курса
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.
в начало

2. Содержание курса

2.1. Содержание программы

Тема 1. Космология и происхождение Вселенной

Космология – 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.
в начало
2.2. Описание содержания
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.
в начало

3. Распределение учебного времени

№ 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
в начало

4. Рекомендуемая литература

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.

в начало

5. Авторы

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.
в начало