Обучение (стр. 3 из 20)

Пояснительная записка

Предлагаемый элективный курс предназначен для учащихся 10—11 классов общеобразовательных учреждений естественнонаучного или естественно-математического профиля. Курс основан на знаниях и умениях, полученных учащимися при изучении физики в основной и средней школе. В процессе занятий школьники научатся готовить рефераты и доклады по избранным темам, выполнять опыты с использованием простых физических приборов, анализировать полученные экспериментальные результаты и делать из них выводы, искать информацию по выбранной теме.

Основная цель курса — познакомить учащихся с вкладом российских ученых в развитие физики, повысив тем самым их интерес к изучению физики и чувство гордости за отечественную науку.

В курсе физики средней школы роль российских ученых освещается в связи с общим ходом развития физики. В предлагаемом элективном курсе акцент сделан на изучении истории отечественной физики, начиная от М. В. Ломоносова до современных ученых-физиков.

Основные задачи курса:

расширить представления о материальном мире и методах научного познания природы на основе знакомства с историей открытий российских физиков;

развить интеллектуальные и творческие способности учащихся в процессе самостоятельного приобретения знаний и умений по физике с использованием различ-

ных источников информации, в том числе средств современных информационных технологий;

научить проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели для объяснения экспериментальных фактов;

воспитать навыки сотрудничества в процессе совместной работы, уважительного отношения к мнению оппонента, способности давать морально-этическую оценку фактам и событиям.

Ожидаемыми результатами элективных занятий являются:

получение представлений о вкладе российских ученых в развитие физики, методах научного познания природы и современной физической картине мира;

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

сознательное самоопределение ученика относительно профиля дальнейшего обучения или профессиональной деятельности;

приобретение опыта поиска информации по заданной теме, составления реферата и устного доклада по составленному реферату, навыков проведения опытов с использованием простых физических приборов и анализа полученных результатов.

Изучение данного курса предполагает не столько приобретение учащимися дополнительных знаний по физике, сколько развитие у них способностей самостоятельно приобретать знания, критически оценивать полученную информацию, излагать свою точку зрения по обсуждаемому вопросу, выслушивать другие мнения и конструктивно обсуждать их. Поэтому ведущими формами занятий могут быть семинары и практические занятия. Темы предстоящих семинаров объявляются заранее, и каждому учащемуся предоставляется возможность выступить с основным сообщением на одном из занятий. На семинарских занятиях целесообразно демонстраци-

2 Физика 9—11 кл.

онный эксперимент, иллюстрирующий те опыты, которые были проведены ученым-физиком, вклад которого рассматривается на данном семинаре, сопровождать выступлениями школьников.

Практическое знакомство учащихся с экспериментальным методом изучения природы возможно в форме небольших самостоятельных наблюдений, опытов и исследований. При этом для выполнения следует предлагать в первую очередь такие опыты и эксперименты, которые подводят школьников к установлению закономерностей, открытых российскими учеными (закону Джоуля — Ленца, выражению для скорости ракеты, впервые полученному К. Э. Циолковским). Школьникам можно предлагать задания на моделирование ракетной установки, радиоприемника А. С. Попова, электродвигателя Б. С. Якоби. Исследовательские задания можно предлагать в качестве индивидуальных или групповых работ для двух-трех учащихся по их выбору для выполнения в течение нескольких занятий.

Опыты, наблюдения и самостоятельные исследования рассчитаны на использование типового оборудования кабинета физики. Желательно проводить экспериментальные исследования, подобные тем, которые проводили российские ученые-физики. Возможности школьного физического кабинета позволяют это сделать, так как школьные приборы часто по своему качеству превосходят многие приборы, которыми пользовались ученые при открытии физических законов.

В курсе по истории физики основное внимание направлено на изучение личности ученого и его творений на фоне той эпохи, в которой он жил, а также ее технических возможностей. Поэтому элективные занятия должны быть организованы не как процесс передачи готовой дополнительной суммы знаний, а как процесс самостоятельной познавательной и творческой деятельности учащихся на основе использования материалов из истории физики. Для этого в учебное пособие к элективному курсу кроме материалов по истории физики долж-

ны войти задания для проведения практических занятий и хрестоматийные материалы. Изучение роли российских ученых в истории физики позволяет обобщить знания по всем разделам физики, так как российские ученые внесли существенный вклад практически во все области физической науки.

Ж. И. Алферов назвал три великих открытия XX в., которые не только определили научно-технический прогресс во второй половине XX в., по-новому объяснив многие вещи в физике, но и привели к масштабным социальным изменениям и во многом предопределили современное развитие как передовых стран, так и практически всего населения земного шара.

1. Открытие деления ядер урана под воздейст
вием нейтронного облучения, в разработку способов
практического использования которого внесли сущест
венный вклад российские ученые Игорь Васильевич
Курчатов, Яков Борисович Зельдович, Юлий Борисович
Харитон и другие.

2. Открытие транзистора привело к наступле
нию постиндустриального периода развития общества.
Значительную роль в развитии физики полупроводни
ков сыграли открытия российских физиков Абрама Фе
доровича Иоффе и Якова Ильича Френкеля.

3. Открытие лазерно-мазерного принципа сде
лано в 1954—1955 гг. практически одновременно Нико
лаем Геннадиевичем Басовым, Александром Михайло
вичем Прохоровым в России и Чарлзом Таунсом в
США.

В 1970 г. в России впервые в мире появились полупроводниковые лазеры, работающие в непрерывном режиме при комнатной температуре на основе так называемых полупроводниковых гетероструктур, исследованных российским физиком Жоресом Ивановичем Алферовым, и разработана волоконно-оптическая связь.

Содержание курса

10(11) класс

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-