МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.П. Астафьева

(КГПУ им. В.П. Астафьева)

Кафедра теории и методики обучения физике

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА НА ПРОФИЛЬНОМ

УРОВНЕ

Направление подготовки: 050100.68, Педагогическое образование Профиль/название программы: Физическое образование квалификация (степень): магистр Красноярск Учебная программа составлена к.п.н., доцентом С.В. Латынцевым, ст. преподавателем Н.В. Прокопьевой Учебная программа обсуждена на заседании кафедры теории и методики обучения физике " 31 " августа 2012 г. протокол № Заведующий кафедрой В.И. Тесленко (ф.и.о., подпись) Одобрено научно-методическим советом ИМФИ " 15 " ноября 2012 г. протокол № Председатель _ (ф.и.о., подпись) Кафедра теории и методики обучения физике

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА НА ПРОФИЛЬНОМ

УРОВНЕ

Направление подготовки: 050100.68, Педагогическое образование, магистр Введение Цели и задачи курса. Курс предназначен для обучения магистрантов, которые будут в своей последующей работе либо непосредственно заниматься экспериментальной деятельностью, либо использовать данные реальных экспериментов. Для этого необходимы знания об устройстве и принципе работы современных экспериментальных установок и измерительных приборов, технологиях измерений различных физических величин, технологиях проверки и обработки экспериментальных данных. Для ориентации в окружающей действительности и для поддержания контактов с экспериментаторами курс необходим также и будущим теоретикам.

Особенности содержания курса и его место в учебном плане. Данная дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла (М.2) дисциплин. В ходе изучения рассматриваются особенности постановки и проведения физического эксперимента исходя из запроса обучаемых на профильном уровне.

Потенциал дисциплины в обеспечении образовательных интересов личности обучающегося заключается в том, что магистранты в процессе ее изучения обогащаются как интеллектуально, согласно требований ООП, так и духовно-нравственно. Раскрываются возможности предмета физика в формировании и развитии экспериментальных умений учащихся.

Потенциал дисциплины в удовлетворении требований заказчиков к выпускникам профиля в современных условиях. Физика как учебный предмет требует от учителя серьезной подготовки в плане правильной организации экспериментально-практической деятельности обучаемых. В результате изучения данной дисциплины у магистранта развивается проектно-исследовательская компетентность, обладая которой, он получает возможность организации процесса профильного изучения физики на исследовательской основе.

Межпредметные связи дисциплины: изучение дисциплины «Проектирование физического эксперимента при обучении на профильном уровне» основывается на системе знаний, умений и универсальных компетенций, полученных бакалаврами и специалистами при изучении физики, теории и методики обучения физике.

Данная дисциплина реализуется через организацию и проведение занятий различной формы (аудиторные лекции, лекции в интерактивном режиме, семинарские и лабораторнопрактические). Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет не менее 40% аудиторных занятий.

Цель курса – освоение магистрантами знаний и формирование умений проектировать физические эксперименты для учащихся классов профильного уровня по физике. В нем рассказывается, как создавать установки, как обеспечивать необходимые для исследований условия эксперимента, как количественно измерять различные природные явления. Для достижения поставленной цели используется набор физических демонстрационных установок.

Магистрант должен знать:

устройство и принцип работы технологически сложных компонентов современных физических установок;

как обеспечивать необходимые для исследований условия эксперимента;

как количественно измерять различные природные явления;

о технологиях создания, физических характеристиках и принципах работы современных физических установок;

этапы проектирования физического эксперимента;

особенности и отличия физического эксперимента на профильном уровне от других физических экспериментов.

Магистрант должен уметь:

осуществлять отбор актуальной информации по физическим экспериментам профильного уровня;

проектировать физический эксперимент на профильном уровне;

использовать полученные знания для создания комплексов измерения и физических ориентироваться в информации получаемой из эксперимента;

обрабатывать и представлять полученные данные своим коллегам согласно общепринятым нормам, существующим в научном сообществе;

грамотно и критически подбирать теоретические модели к наблюдаемым явлениям.

Магистрант должен владеть:

грамотным физическим научным языком;

способностью осознанно выбрать интересные для себя области знаний для более глубокого изучения в будущем методиками постановки физического эксперимента.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В соответствии с ФГОC ВПО от 14.01.2010г. № 35 по направлению подготовки – Педагогическое образование (квалификация (степень) «магистр») процесс изучения дисциплины «Проектирование физического эксперимента при обучении на профильном уровне» способствует формированию общекультурных компетенций (ОК):

способностью совершенствовать и развивать свой общеинтеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

готовностью использовать знание современных проблем науки и образования при решении образовательных и профессиональных задач (ОК-2);

общепрофессиональных компетенций (ОПК):

готовностью осуществлять профессиональную коммуникацию на государственном (русском) и иностранном языках (ОПК-1);

профессиональных компетенций (ПК):

способностью применять современные методики и технологии организации и реализации образовательного процесса на различных образовательных ступенях в различных образовательных учреждениях (ПК-1);

способностью руководить исследовательской работой обучающихся (ПК-4);

готовностью к систематизации, обобщению и распространению методического опыта (отечественного и зарубежного) в профессиональной области (ПК-9);

в области проектной деятельности:

готовностью к осуществлению педагогического проектирования образовательной среды, образовательных программ и индивидуальных образовательных маршрутов готовностью проектировать новое учебное содержание, технологии и конкретные методики обучения (ПК-16);

бакалавра педагогического образования как требования к результату его подготовки по дисциплине

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА НА ПРОФИЛЬНОМ УРОВНЕ

1. ПРЕДМЕТНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ

ППК 1.1. Способен проектировать физические эксперименты с учетом требований к уровню подготовки по физике учащихся профильных классов;

ППК 1.2. Способен давать объяснение на профильном уровне экспериментальным результатам физического эксперимента и анализировать особенности методики его проведения.

ППК 2.1. Готов использовать ППК 3.1. Готов получать информацию о ППК 4.1. Способен анализировать результаты научных знание результатов физических физических экспериментов профильного уровня исследований и применять их при решении конкретных экспериментов при решении из различных источниках на русском и образовательных и исследовательских задач (ПК-5);

образовательных и иностранных языках (ОПК-1); ППК 4.2. Готов к разработке и реализации профессиональных задач при ППК 3.2. Владеет грамотным физическим методических моделей, методик, технологий и приемов обучении учащихся на научным языком (ОПК-2); обучения физике через рассмотрение системы профильном уровне (ОК-2);

ППК 2.2. Способен к самостоятельному освоению новых методов исследования образовательный маршрут и профессиональную ППК 4.3. Готов разрабатывать и реализовывать Протокол согласования учебной программы с другими дисциплинами Заведующий кафедрой _ Председатель НМС "" _201 г.

«Проектирование физического эксперимента на профильном уровне»

Модуль 1. Теоретические основы проектирования физического эксперимента на профильном уровне Тема 1. Место и роль физического эксперимента при обучении учащихся физике на профильном уровне.

Цикл естественнонаучного познания. Теоретический и экспериментальный уровни познания.

Теоретические и экспериментальные методы познания, их место в цикле познания, связь между ними. Роль эксперимента в познании.

Тема 2. Принципы отбора содержания физического эксперимента на профильном уровне.

Научное открытие и доказательство. Эксперимент как основа естествознания. Современные средства естественно-научных исследований. Научный факт, эксперимент. Отличие эксперимента от наблюдения. Особенности современных технических средств эксперимента.

Основы научного предвидения. Методология естествознания. Методы и приемы естественнонаучных исследований. Научное открытие. Роль творческого воображения в научном поиске.

Этапы научного доказательства. Основные аргументы, определяющие практическую направленность эксперимента. Основные этапы эксперимента. Роль изобретательной и конструкторской работы на подготовительной стадии эксперимента. Повышение точности экспериментальных измерений. Обработка экспериментальных результатов. Специфика современных экспериментальных и теоретических исследований. Причины оторванности теории от эксперимента.

Тема 3. Общие подходы к проектированию физических экспериментов на профильном уровне Направления развития лазерной техники. Цель и назначение синхротронного излучения.

Процессы и свойства, которые исследуются с помощью метода ядерного магнитного резонанса. Возможности оптической и масс-спектроскопии. Методы рентгеноструктурного анализа и нейтронографии. Высокотемпературная сверхпроводимость. Специфика и преимущества химического лазера. Применение молекулярных пучков.

Модуль 2. Проектирование физического эксперимента на профильном уровне Тема 1. Проектирование экспериментов на профильном уровне по механике.

Зарождение экспериментального метода в физике. Роль фундаментальных опытов в становлении классической механики. Опыты Галилея по изучению движения тел.

Мысленный эксперимент Галилея и закон инерции. Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения и опыт Кавендиша. Опыты Гюйгенса по изучению колебательного движения.

Эмпирический базис как структурный элемент физической теории.

Тема 2. Проектирование экспериментов на профильном уровне по молекулярной физике.

Возникновение атомарной гипотезы строения вещества. Опыты Броуна по изучению теплового движения молекул. Опыт Релея по измерению размеров молекул. Опыты Перрена по измерению массы молекул и определению постоянной Авогадро. Опыт Штерна по измерению скорости движения молекул. Экспериментально и теоретически полученное распределение молекул по скоростям. Победа молекулярно-кинетической теории строения вещества. Опыты по исследованию свойств газов. Опыты Бойля. Опыты Румфорда. Опыты Джоуля по доказательству эквивалентности теплоты и работы. Фундаментальные опыты как основа научных обобщений.

Тема 3. Проектирование экспериментов на профильном уровне по электродинамике.

Опыты Кулона по электростатическому взаимодействию. Опыты Рикке, Иоффе, Милликена, Мандельштама, Папалекси, Толмена, Стюарта, лежащие в основе электронной теории проводимости. Опыты Ома, позволившие установить закон постоянного тока. Различие между ролью фундаментальных опытов в науке и в процессе изучения основ наук. Опыты Ампера, Эрстеда и Фарадея по электромагнетизму. Опыты Герца по излучению и приёму электромагнитных волн. Фундаментальные опыты как подтверждение следствий теории в структуре физической теории.

Тема 4. Проектирование экспериментов на профильном уровне по оптике.

Краткая история развития учения о свете. Опыты, послужившие основой возникновения волновой теории света. Опыты Ньютона по дисперсии света. Опыты Ньютона по интерференции света. Опыты Юнга. Опыты по поляризации света. Проблема скорости света в физической науке. Астрономические наблюдения и лабораторные опыты по измерению скорости света.

Тема 5. Проектирование экспериментов на профильном уровне по квантовой физике.

Зарождение квантовой теории. Экспериментальное изучение теплового излучения. Опыты А.Г.Столетова и Г.Герца по изучению явления и законов фотоэффекта. Опыты П.Н.Лебедева по измерению давления света. Опыты Резерфорда по зондированию вещества и модель строения атома. Опыты Франка и Герца и модель атома Бора. Фундаментальные опыты и формирование нового стиля научного мышления.

педагогическое направление, магистратура, 050100.68, магистерская программа «Физическое образование»

Тема 5. Проектирование демонстрационного и лабораторного физического эксперимента.

педагогическое направление, магистратура, 050100.68, магистерская программа «Физическое образование»

Тема 3. Проектирование обосновывать идею фундаментальных физических экспериментов; работ профильном уровне по давать обоснованное объяснение экспериментальным результатам;

электродинамике. пользоваться экспериментальным оборудованием для проведения профильном уровне по демонстрационного и лабораторного физического эксперимента.

профильном уровне по квантовой физике.

КАРТА ЛИТЕРАТУРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

педагогическое направление, магистратура, 050100.68, магистерская программа «Физическое образование»

Пурышева, Н.С.. Фундаментальные эксперименты в физической науке. Элективный курс: Учеб. пособие/ Н.С. ОБИМФИ(1) Пурышева, Н.В. Шаронова, Д.А. Исаев. - М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2005. - 159 с.: ил. - ISBN 5-94774-150р.

физический эксперимент. Для студентов 3-5 курсов пед. вузов: учебник/ В.И. Тесленко, Е.И.

Трубицина. - Красноярск: РИО КГПУ, 2003.

Иванова, А.И.. Естественно-научные наблюдения и эксперименты в детском саду. Человек: учебное пособие/ КбППД(5) А.И. Иванова. - М.: Сфера, 2004. - 224 с. - (Программа развития). - ISBN 5-89144-508-5: 56 р.

Старовиков, М. И.. Введение в экспериментальную физику: учебное пособие/ М. И. Старовиков. - СПб.; М.: ОБИМФИ(15) Лань, 2008. - 240 с.: ил.. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0862-7: 355, 355, р.

Фадеев, М. А.. Элементарная обработка результатов эксперимента: учебное пособие/ М. А. Фадеев. - СПб.: ОБИМФИ(6) Лань, 2008. - 128 с.: ил.. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0817-7: 86, 86, р.

Пурышева, Н.С.. Фундаментальные эксперименты в физической науке. Элективный курс: Учеб. пособие/ Н.С. ОБИМФИ(1) Пурышева, Н.В. Шаронова, Д.А. Исаев. - М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2005. - 159 с.: ил. - ISBN 5-94774-150р.

физический эксперимент. Для студентов 3-5 курсов пед. вузов: учебник/ В.И. Тесленко, Е.И.

Трубицина. - Красноярск: РИО КГПУ, 2003.

Иванова, А.И.. Естественно-научные наблюдения и эксперименты в детском саду. Человек: учебное пособие/ КбППД(5) А.И. Иванова. - М.: Сфера, 2004. - 224 с. - (Программа развития). - ISBN 5-89144-508-5: 56 р.

Старовиков, М. И.. Введение в экспериментальную физику: учебное пособие/ М. И. Старовиков. - СПб.; М.: ОБИМФИ(15) Лань, 2008. - 240 с.: ил.. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0862-7: 355, 355, р.

Фадеев, М. А.. Элементарная обработка результатов эксперимента: учебное пособие/ М. А. Фадеев. - СПб.: ОБИМФИ(6) Лань, 2008. - 128 с.: ил.. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0817-7: 86, 86, р.

Огородников [и др.]. - М.: Просвещение, 1967. - 174 с. - Библиогр.: с. 171. - 0.38 р.

Покровский [и др.] ; ред. А. А. Покровского. - М.: Гос. учебно-пед. изд-во Мин. прос.

РСФСР, 1960. - 171 с. - 4.25 р.

пособие для учителей/ М. М. Терентьев. - М.: Просвещение, 1978. - 104 с.: ил.. - Библиогр.:

с. 103. - 0.15 р.

Шпрокхоф. - М.: Просвещение Ч. 3: Теплота/ пер. с нем. А. П. Ломана ; ред.: П. А. Знаменского, П. А. Рымкевича. - 1965. с. - 0.49 р.

Шодиев. - М.: Просвещение, 1987. - 95 с.: ил. - 0.15 руб.

КАРТА ЛИТЕРАТУРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

педагогическое направление, магистратура, 050100.68, магистерская программа «Физическое образование»

Пурышева, Н.С.. Фундаментальные эксперименты в физической науке. Элективный курс: Учеб. пособие/ Н.С. ОБИМФИ(1) Пурышева, Н.В. Шаронова, Д.А. Исаев. - М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2005. - 159 с.: ил. - ISBN 5-94774-150р.

физический эксперимент. Для студентов 3-5 курсов пед. вузов: учебник/ В.И. Тесленко, Е.И.

Трубицина. - Красноярск: РИО КГПУ, 2003.

Иванова, А.И.. Естественно-научные наблюдения и эксперименты в детском саду. Человек: учебное пособие/ КбППД(5) А.И. Иванова. - М.: Сфера, 2004. - 224 с. - (Программа развития). - ISBN 5-89144-508-5: 56 р.

Старовиков, М. И.. Введение в экспериментальную физику: учебное пособие/ М. И. Старовиков. - СПб.; М.: ОБИМФИ(15) Лань, 2008. - 240 с.: ил.. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0862-7: 355, 355, р.

Фадеев, М. А.. Элементарная обработка результатов эксперимента: учебное пособие/ М. А. Фадеев. - СПб.: ОБИМФИ(6) Лань, 2008. - 128 с.: ил.. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0817-7: 86, 86, р.

Пурышева, Н.С.. Фундаментальные эксперименты в физической науке. Элективный курс: Учеб. пособие/ Н.С. ОБИМФИ(1) Пурышева, Н.В. Шаронова, Д.А. Исаев. - М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2005. - 159 с.: ил. - ISBN 5-94774-150р.

физический эксперимент. Для студентов 3-5 курсов пед. вузов: учебник/ В.И. Тесленко, Е.И.

Трубицина. - Красноярск: РИО КГПУ, 2003.

Иванова, А.И.. Естественно-научные наблюдения и эксперименты в детском саду. Человек: учебное пособие/ КбППД(5) А.И. Иванова. - М.: Сфера, 2004. - 224 с. - (Программа развития). - ISBN 5-89144-508-5: 56 р.

Старовиков, М. И.. Введение в экспериментальную физику: учебное пособие/ М. И. Старовиков. - СПб.; М.: ОБИМФИ(15) Лань, 2008. - 240 с.: ил.. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0862-7: 355, 355, р.

Фадеев, М. А.. Элементарная обработка результатов эксперимента: учебное пособие/ М. А. Фадеев. - СПб.: ОБИМФИ(6) Лань, 2008. - 128 с.: ил.. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0817-7: 86, 86, р.

Огородников [и др.]. - М.: Просвещение, 1967. - 174 с. - Библиогр.: с. 171. - 0.38 р.

Покровский [и др.] ; ред. А. А. Покровского. - М.: Гос. учебно-пед. изд-во Мин. прос.

РСФСР, 1960. - 171 с. - 4.25 р.

пособие для учителей/ М. М. Терентьев. - М.: Просвещение, 1978. - 104 с.: ил.. - Библиогр.:

с. 103. - 0.15 р.

Шпрокхоф. - М.: Просвещение Ч. 3: Теплота/ пер. с нем. А. П. Ломана ; ред.: П. А. Знаменского, П. А. Рымкевича. - 1965. с. - 0.49 р.

Шодиев. - М.: Просвещение, 1987. - 95 с.: ил. - 0.15 руб.

Дополнения и изменения в учебной программе на 2012/2013 учебный год В учебную программу вносятся следующие изменения:

1. Программа исправлена в соответствии с изменениями, внесенными в Стандарт учебно-методического комплекса дисциплины в КГПУ им. В.П. Астафьева 13.05. Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры теории и методики обучения физике " 15 " мая 2013 г., протокол № Внесенные изменения утверждаю Декан факультета (директор института) "_"_ 201г.