>Элективный предмет «Математические методы решения физических задач» - Скачать


Бушуева Людмила Геннадьевна, МБОУ СОШ№9, г. Ноябрьск

Элективный предмет

Математические методы решения физических задач

.

Пояснительная записка.

Одна из проблем сегодняшней школы недостаточное количество учебного времени, отводимого на изучение физики в непрофильных классах. Удовлетворить запросы учащихся, собирающихся продолжить обучение в вузах, и нуждающихся в изучении физики на повышенном уровне, можно с помощью элективных предметов, дополняющих базовый уровень.

Если под методом, в узком смысле, понимать

регулятивную норму или правило, определенный путь, способ, прием решений задачи теоретического, практического, познавательного, управленческого, житейского характера

, то содержание программы по физике полной общеобразовательной школы позволяет не только познакомиться с математическими способами решения задач, но и научиться применять их на практике при решении физических задач.

Элективный предмет

Математические методы решения физических задач

ориентирован на учащихся универсальных (общеобразовательных) 10-11х классов, в том числе для подготовки к сдаче выпускного экзамены за курс полной школы в формате ЕГЭ. Предмет является межпредметным, интегрирующим знания из области математики и физики и ориентирующий учащихся на успешное освоение курса школьной физики. Курс предполагает изучение содержания предметной области физики с опорой на использование математического аппарата обработки информации, на умения применять математические знания при решении физических задач.

Цель курса:

формирование навыков решения физических задач с опорой на математические методы, подготовка учащихся классов универсального обучения для сдачи ЕГЭ по физике.

Основные задачи курса:

    рассмотреть элементы математического аппарата, используемого для решения задач физики;

    Научиться представлять аналитическое условие задачи графически и наоборот;

    Научиться использовать вектора и их проекции в решении задач по физике;

    Научиться преобразовать физическую сущность задачи в математические зависимости, с использованием уравнений, систем уравнений, пропорций, процентных соотношений, тригонометрических функций;

    Показать на примерах решения физических задач различие способов их математического оформления;

    Развитие логического мышления, интуиции, воображения.


Принципы отбора содержания учебного материала:

    соответствие содержания задач уровню классической физики и современной физики, с возможностью построения в процессе решения физических и математических моделей изучаемых объектов на основе применения: конкретных законов физических теорий, фундаментальных физических законов, методологических принципов физики, а также методов экспериментальной, теоретической и вычислительной физики;

    соответствие содержания и форм предъявления задач требованиям государственных программ по физике;

    возможность обучения математическому анализу условий экспериментально наблюдаемых явлений, рассматриваемых в физической задаче;

    возможность формирования посредством содержания задач и методов их решения научного мировоззрения и научного подхода к изучению явлений природы;

    развитие научного мировоззрения.


Методы и организационные формы обучения.

Для реализации целей и задач элективного предмета предполагается использовать следующие формы занятий: лекции, практикумы по решению задач, самостоятельная работа учащихся, консультации, зачет. На занятиях применяются коллективные и индивидуальные формы работы: постановка, решения и обсуждения решения задач, подбор и составление задач на тему, подготовка к итоговому тестированию, в том числе в формате ЕГЭ. Предполагается также выполнение домашних заданий по решению задач. Основной формой учения должна стать исследовательская деятельность ученика, которая может быть реализована как на занятиях в классе, так и в ходе самостоятельной работы учащихся.

Предполагаемые результаты:

умение применять математический аппарат на расчетном этапе решения физической задачи;

умение определять характер зависимостей между физическими величинами;

умение изображать графически взаимосвязь между физическими величинами, описывающими физическое явление, процесс, интерпретировать графики;

умение применять векторный способ решения физической задачи;

умение решать физическую задачу уравнением, системой уравнений;

умение выбирать оптимальный математический метод решения физической задачи.

Инструментарий для оценивания результатов:

тематическое тестирование – письменный зачет (в формате ЕГЭ)

представление одного из методов решения задачи в виде презентации, с представлением и защитой на классной аудитории (проект).

Программа курса (двухгодичный курс)

Математические методы решения физических задач

рассчитана на 70 часов, по 35 часов в год в 10 и 11 классе.

Содержание программы.

10 класс (35 часов; 1 час в неделю).














Раздел, тема

Основное содержание

Количество часов

I.

Физика и научный метод познания (1час).

1.

Методы научного познания

Физика, как наука о природе. Векторные и скалярные физические величины. Измерение физических величин. Системные единицы

1

II.

Основные элементы математики, используемые в решении физических задач (8 часов).

8

Методы представления физической информации.

Методы представления физической информации: стандартный вид числа и действия с числами, записанными в стандартном виде; вектора и действия с векторами; проекции векторов на координатные оси, действия с проекциями; функции и их графики; приближенные вычисления и погрешности. Табличный, графический и аналитический способы представления физической информации.

8

III.

Механика (12часов).

12

1.

Виды движения и их уравнения. Графическое представление текстовых задач, составление аналитического условия задачи по графику функции. Графики движения. Определение коэффициента пропорциональности зависимости физических величин через тангенс угла наклона прямой графика. Определение места и время встречи аналитически и графически.

3

2.

Законы Ньютона, построение графиков зависимости величин, характеризующих виды сил в динамике (сила тяжести, сила упругости, сила трения, вес тела). Проекции на координатные оси при решении задач на движение связанных тел – наклонная плоскость, блоки, поворот.

3

3.

Законы сохранения

Анализ физического явления и запись системы уравнений для нахождения искомой величины.

2

4.

Элементы статики. Гидростатика.

Основное свойство пропорции при решении задач на условие равновесия моментов сил. Моделирование физического процесса уравнениями зависимостей физических величин.

2

5.

Колебания и волны.

Гармонические колебания и тригонометрические функции. Производная тригонометрических функций. Графическое представление колебаний. Основные компоненты уравнения волны: амплитуда, период, частота, фаза.

2

II.

Молекулярная физика и термодинамика (8 часов).

10

1.

Молекулярная физика

Макро и микропараметры, описывающие молекулярную структуру вещества. Зависимости основного уравнения МКТ, уравнения состояния, изопроцессов. Графические задачи на газовые законы. Работа газа, как площадь фигуры под графиком р(V). Различные способы моделирования задач на изопроцессы.

8

2.

Термодинамика

Применение I закона термодинамики к изопроцессам.

2

III.

Электростатика (3 часа).

3

1.

Электрические взаимодействия

Кулоновская сила – значение и направление. Сложение векторов. Коллинеарные вектора.

2

2.

Свойства электрического поля.

Вектор напряженности – силовая характеристика поля.

1

Итоговое занятие (1 час).

1

Всего:

35

11 класс, (35 часов, 1 час в неделю)

IV.

Электродинамика (14 часов)

14

1.

Законы постоянного тока

Закон Ома для участка и полной цепи. Чтение вольт – амперной характеристики. Физический смысл сопротивления и электроёмкости проводника.

3

2.

Магнитные взаимодействия

Графическое представление магнитных полей. Сложение векторов.

2

3.

Электромагнитное поле

Электромагнитные волны. Уравнение волны.

2

4.

Геометрическая оптика

Законы геометрической оптики. Построение хода лучей при решении задач на отражение, преломление, полное отражение. Построение изображений в линзах. Пропорции тонкой линза и увеличения. Подобие треугольников в решении оптических задач. Геометрические построения для решения задач геометрической оптики.

4

5.

Волновая оптика

Световые волны (производная). Дифракция, интерференция, дисперсия.

3

V.

Квантовая физика (7 часов)

7

1.

Кванты и атомы

Фотоэффект. Атомные спектры.

3

2.

Атомное ядро и элементарные частицы

Диаграммы энергетических преобразований при поглощении и излучении. Ядерные реакции. Закон радиоактивного распада (степенная функция, натуральный логорифм).

4

VI.

Решение задач в формате ЕгЭ (7 часов).

7

Применение знаний из области математики и физики в решении физических задач.

VI.

Повторение. Практикум решения задач (8 часов).

7

Индивидуальная работа (подбор и решение физических задач средствами математики). Итог – проект

Моя задача

.

Всего:

35


Учебно – тематический план элективного курса. 10 класс.

Тема


Количество часов

В том числе на:

Практикум решения задач

Контрольные работы

1

Физика и методы изучения природы

1

2

Основные элементы математического аппарата, используемые в решении физических задач.

8

7,5

0,5

3

Механика

12

11,5

0,5

4

Молекулярная физика и термодинамика.

10

9,5

0,5

5

Электростатика.

3

3

Текущее тестирование

6

Резерв времени

1

1

Итоговое тестирование

Итого:

35

33,5

1,5

Учебно – тематический план элективного курса. 11 класс.






Тема


Количество часов

В том числе на:

Практикум решения задач

Контрольные работы

1

Электродинамика

14

13

1

2

Квантовая физика

7

7

Текущее тестирование

3

Повторение. Решение задач в формате ЕГЭ.

7

7

Текущее тестирование

4

Практикум решения физических задач с опорой на математические методы.

7

7

Проект

Моя задача

, презентация.

Итого:

35

11

6


Календарно – тематическое планирование курса представлено в Приложении 1.

Учебно-методическая литература для учителя:

Марон А. Е., Марон Е. А. Опорные конспекты и дифференцированные задачи по физике. 10 класс – М.:

Просвещение

, 2007.

Марон А. Е., Марон Е. А. Опорные конспекты и дифференцированные задачи по физике. 11 класс – М.:

Просвещение

, 2007.

Черноуцан А. И. Физика. Учебно – тренировочные материалы для подготовки к ЕГЭ. –М.:

Макс - пресс

, 2015.

Никифоров Г. Г. Погрешности измерений при выполнении лабораторных работ по физике. – М.:

Дрофа

, 2004.

Усова А. В., Тулькибаева Н. Н., Практикум по решению физических задач. – М.:

Просвещение

, 2001.

Куперштейн Ю. С., Физика. Дифференцированные контрольные работы. 7-11 класс. – СПБ,

Сентябрь

, 2005.

Куперштейн Ю. С., Физика. Дифференцированные контрольные работы. 10 класс. – СПБ,

Сентябрь

, 2004.

Одинцова Н. И., Прояненкова Л. А.. ЕГэ. Поурочное планирование по физике к Единому Государственному Экзамену. – Москва.:

Экзамен

, 2015.

Литература для учащихся по данному курсу:

Генденштейн Л. Э., Дик Ю. И. Физика учебник 10 в 2-х частях, Физика учебник 11 в 2-х частях. – М.:

Мнемозина

, 2015.

Марон А. Е., Марон Е. А. Контрольные работы по физике. 10 - 11 класс – М.:

Просвещение

, 2005.

Черноуцан А. И. Задачи и ответы с решениями. – М.:

КДУ

, 2008.

Приложения к программе курса. Подборка задач.

7