Модель программы с применением модульной технологии по теме «Электродинамика» (10 класс)
Учебные элементы |
Раздел: «Электростатика». |
М2. Электрическое поле. Напряженность электрического поля |
М3. Решение задач |
| УЭ0, ДЦМ (дидактическая цель модуля) | Сформировать у учащихся понятие электрического заряда, раскрыть методологическую суть закона сохранения заряда. Раскрыть физический смысл закона взаимодействия эл. зарядов, оценить аналогию гравитационных и электромагнитных взаимодействий. | Сформировать понятия эл. поля, напряженности и силовых линий эл. поля, раскрыть физический смысл этих понятий, добиться материалистического понимания рассматриваемых процессов и явлений. | Проверить и закрепить изученный материал, оценить уровень подготовки учащихся; при решении задач выявить типичные ошибки и недочеты, наметить пути исправления; развитие навыков решения расчетных и качественных задач |
| УЭ1, ЧДЦ (частные диагностические цели) |
Введение понятия эл. заряда. Дискретность эл. заряда. Возможное экспериментальное обнаружение эл. заряда. Открытие электрона. Опыты Милликена, Иоффе, Томсона. | Изложение истории борьбы концепций близко- и дальнодействия. | Оценка качества усвоения теоретического материала |
| УЭ2, ЧДЦ |
Оценка характера взаимодействий эл. зарядов. Роль электромагнитных сил в природе. | Рассмотрение идеи Фарадея.
Экспериментальное подтверждение существования
эл. поля. Оценка скорости распространения
электромагнитных взаимодействий. Введение понятия электрического поля, его материальности. Рассмотрение свойств эл. поля. |
Решение различных типов задач |
| УЭ3, ЧДЦ |
Наблюдение электризации тел, оценка свойств данного явления и его применения в технике. | Введение силовой характеристики эл. поля, указание способов ее определения и оценка единиц измерения. Раскрытие физического смысла данной физической величины. Формулировка принципа суперпозиции полей. Продолжение аналогии между эл. полем и полем тяготения | Самостоятельная работа по оценке качества усвоения содержания учебных элементов М1 – М2. |
| УЭ4, ЧДЦ |
Выяснение физического смысла закона сохранения электрического заряда. Инвариантность эл. заряда. | Представление графической модели эл. поля, введение понятия силовой линии эл. поля. Характеристика силовых линий. Рассмотрение поля заряженного шара и равномерно заряженной пластины, поля электрического диполя. Введение понятия плотности заряда. Теорема Гаусса. | Подведение итогов |
| УЭ5, ЧДЦ |
Исследование взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов. Формулировка закона Кулона. Характеристика силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов. Оценка аналогии гравитационных и электромагнитных взаимодействий. | Выходной контроль | |
| УЭ6, ЧДЦ |
Введение единицы измерения заряда – кулон. | Подведение итогов | |
| УЭ7 | Выходной контроль | ||
| УЭ8. | Подведение итогов. |
| Учебные элементы | М4. Работа сил электрического поля. Потенциал электрического поля |
М5. Решение задач |
М6.Самостоятельная работа |
М7.Электрическое |
| УЭ0, ДЦМ | Оценить работу сил эл. поля, доказать, что электростатическое поле потенциально, выяснить особенности потенциальной энергии эп, раскрыть физический смысл понятий потенциала и разности потенциалов. | Проверить и закрепить изученный материал, оценить уровень подготовки учащихся; при решении задач выявить типичные ошибки и недочеты, наметить пути исправления; развитие навыков решения расчетных и качественных задач | Систематизировать знания и
самоконтроль учебных достижений по М1– М4, выявить и откорректировать ошибки. |
Разделить все вещества по уровню подвижности заряженных частиц. Разобрать суть физических явлений, происходящих в проводниках и диэлектриках, рассмотреть их свойства. Добиться правильного понимания физических процессов поляризации. |
| УЭ1, ЧДЦ |
На основании аналогии гравитационного и электростатического полей оценить работу сил эл. поля. Вычисление работы при перемещении заряда в однородном эл. поле. | Оценка качества усвоения теоретического материала | Проведение проверочного тестирования на предмет усвоения изученного материала | Оценка влияния среды (внутреннего строения вещества) на силу взаимодействия между заряженными частицами. Экспериментальное определение уровня подвижности заряженных частиц в проводниках, диэлектриках и полупроводниках. |
| УЭ2, ЧДЦ |
Введение формулы потенциальной энергии заряда в однородном электростатическом поле. Введение энергетической характеристики эл. поля. Раскрытие физического смысла потенциала, разности потенциалов. | Решение различных типов задач | Промежуточный контроль знаний. Дифференцированные задания по выявлению уровня усвоения содержания учебных элементов темы модулей М1 – М5. | Оценка носителей свободных зарядов в проводниках. Влияние поля на процесс перераспределения зарядов в проводнике, объяснение явления электростатической индукции. Рассмотрение опыта, иллюстрирующего отсутствие заряда и поля внутри проводника. Введение понятия электростатической защиты. Характер силовых линий эл. поля вне проводника. |
| УЭ3, ЧДЦ |
Оценка связи между напряженностью электростатического поля и разностью потенциалов. Единицы измерения потенциала, разности потенциалов и напряженности эл.поля. Введение понятия эквипотенциальных поверхностей. | Самостоятельная работа по оценке качества усвоения содержания учебного элемента М4. | Подведение итогов | Выяснение поведения
диэлектриков в Эл. поле в ходе эксперимента.
Оценка Эл. свойств нейтральных атомов и молекул.
Введение понятия Эл. диполя. Ознакомление
учащихся с двумя видами диэлектриков –
полярными и неполярными. Демонстрация опытов с
поляризацией диэлектриков. Введение понятия
поляризации. Характеристика величины
диэлектрической проницаемости среды. Описание поляризации неполярных диэлектриков. Применение принципа единства и борьбы противоположностей в процессе рассмотрения поляризации диэлектриков. Анализ общности и различий явлений поляризации и электростатической индукции. Электреты, сегнетоэлектрики, пьезоэлектрич. эффект, точка Кюри. |
| УЭ4, ЧДЦ |
Решение качественных и количественных задач. | Подведение итогов | ||
| УЭ5 | Выходной контроль | Выходной контроль | ||
| УЭ6 | Подведение итогов | Подведение итогов |
Учебные элементы |
М8. Электроемкость
конденсатора. |
М9. Решение задач |
М10. Л/р «Определение максимальной электроемкости воздушного конденсатора переменной емкости» |
М11. Контрольная работа по теме: «Электростатика» |
| УЭ0, ДЦМ | Сформировать понятие электроемкость, рассмотреть особенности конденсаторов, доказать практическую значимость конденсатора. Определить энергию заряженного конденсатора. | Проверить и закрепить изученный материал, оценить уровень подготовки учащихся; при решении задач выявить типичные ошибки и недочеты, наметить пути исправления; развитие навыков решения расчетных и качественных задач | Экспериментально определить электроемкость плоского конденсатора, применить полученные знания по теме: «Электроемкость» на практике. | Систематизировать знания и самоконтроль учебных достижений по М1– М10, выявить и откорректировать ошибки. |
УЭ1, |
Проведение экспериментов с приборами, способными накапливать эл. заряд. Введение новой физической величины – электроемкости. Определение физического смысла электроемкости, введение единиц измерения. | Оценка качества усвоения теоретического материала | Проверка теоретической подготовки учащихся. | Проведение проверочного тестирования на предмет усвоения изученного материала |
УЭ2, |
Знакомство с конденсаторами. Виды и типы конденсаторов. Назначение конденсаторов. Оценка зависимости электроемкости конденсатора от его геометрических параметров. Схемы соединения конденсаторов, закономерности их описывающие. | Решение различных типов задач | Алгоритм выполнения экспериментальной деятельности. | Контроль знаний по изученной теме. Дифференцированные задания по выявлению уровня усвоения содержания учебных элементов темы модулей М1 – М10. |
УЭ3, |
Определение энергии эл.поля плоского конденсатора. Введение величины плотности энергии эл.поля. | Самостоятельная работа по оценке качества усвоения содержания учебных элементов М7 – М8. | Экспериментальная оценка электроемкости воздушного конденсатора переменной емкости и характеристика полученных результатов. Заполнение таблицы. | Подведение итогов |
УЭ4, |
Рассмотрение понятия «пробой диэлектрика». Применение конденсаторов. | Подведение итогов | Запись результатов с учетом погрешности | |
УЭ5 |
Выходной контроль | Подведение итогов | ||
УЭ6 |
Подведение итогов |
| Учебные элементы | Раздел: «Законы
постоянного тока». |
М13. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление |
М14. Л/р «Определение удельного сопротивления проводника. Изучение последовательного и параллельного соединения проводников» |
| УЭ0, ДЦМ | Выяснить природу эл. тока; закрепить знания учащихся об условиях возникновения и существования эл. тока. Ввести количественную характеристику эл. тока – силу тока, выяснить физический смысл понятия силы тока. Сравнить электрическое и электростатическое поля. | Разобрать с учащимися физическую сущность закона Ома для участка цепи. Дать объяснение природе эл. сопротивления, выделяя при этом физический смысл сопротивления. Вывести закономерности, существующие в цепи с последовательным и параллельным соединением проводников. | Научить определять удельное
сопротивление проводника, подтверждая при этом
количественные зависимости, существующие для эл.
сопротивления. Исследовать закономерности, существующие в цепи с последовательным и параллельным соединением проводников. |
УЭ1, |
Определение эл. тока. Оценка
направления эл. тока. Действия эл. тока
(экспериментальные доказательства). Введение
количественной характеристики эл. тока.
Определение знака силы тока. Оценка зависимости
силы тока от величины заряда, средней скорости
движения заряженных частиц, концентрации
зарядов в проводнике и площади его сечения.
Введение единицы измерения силы тока. Оценка
скорости упорядоченного движения электронов в
проводнике, сравнение ее со скоростью
распространения тока. Возможное рассмотрение сил токов в точках разветвления цепи (правила Кирхгофа). |
Оценка значения вольт – амперной характеристики проводника. Экспериментальное подтверждение выполнимости закона Ома для участка цепи. Методологическая оценка границ применимости закона Ома. | Проверка теоретической подготовки |
УЭ2, |
Выяснение условий, необходимых для
возникновения и существования эл. тока. Проведение сравнения электрического и электростатического полей, заполнение таблицы. |
Выяснение причин появления сопротивления проводника, введение определения эл. сопротивления, оценка зависимости сопротивления проводника от его геометрических размеров. Введение единиц измерения сопротивления и удельного сопротивления. Установление физического смысла удельного сопротивления. Реферативное ознакомление с сопротивлением тела человека. | Алгоритм выполнения экспериментальной деятельности |
УЭ3, |
Выходной контроль | Повторение закономерностей в цепи с последовательным и параллельным соединением проводников. Практическое решение комбинированных разветвленных цепей. Шунты к амперметру, доп. сопротивление к вольтметру. Потенциометр. | Поэтапное исследование удельного
сопротивления: сборка эл. цепи, получение рабочей
формулы, вычисление среднего значения
экспериментальных данных, сравнение полученного
экспериментального значения удельного
сопротивления проводника с табличными данными и
определение материала, из которого сделан
проводник. Проверка выполнимости законов исследуемых соединений проводников (работа рассчитана на три уровня сложности). |
УЭ4 |
Подведение итогов | Выходной контроль | Запись результатов с учетом погрешности |
УЭ5 |
Подведение итогов | Подведение итогов |
| Учебные элементы | М15. Работа электрического тока. Закон Джоуля – Ленца. |
М16. Решение задач. |
М17. ЭДС. Закон Ома для полной цепи. |
М18. Решение задач. |
| УЭ0, ДЦМ | Выяснить характер зависимости между энергией, выделяемой на участке цепи, электрическим током и сопротивлением этого участка. Познакомить учащихся с законом Джоуля – Ленца, формулируя его исходя из классической электронной теории. Показать универсальность закона сохранения и превращения энергии на примере электрических и тепловых процессов. | Проверить и закрепить изученный материал, оценить уровень подготовки учащихся; при решении задач выявить типичные ошибки и недочеты, наметить пути исправления; развитие навыков решения расчетных и качественных задач | Обосновать необходимость введения понятия о сторонних силах. Сформировать у учащихся понятие ЭДС. Дать новую формулировку закона Ома, раскрыть его физический смысл. | Проверить и закрепить изученный материал, оценить уровень подготовки учащихся; при решении задач выявить типичные ошибки и недочеты, наметить пути исправления; развитие навыков решения расчетных и качественных задач |
УЭ1, |
Оценка работы эл. тока как характеристики процесса превращения эл. энергии. Расчет работы эл. тока. Понятие мощности эл. тока. | Оценка качества усвоения теоретического материала | Рассмотрение действия источника тока, его работы в цепи, проведение аналогии с механическими процессами, введение понятия сторонних сил. Выяснение природы сторонних сил. | Оценка качества усвоения теоретического материала |
УЭ2, |
Рассмотрение механизма нагревания проводника на основе электронной теории. Экспериментальная оценка зависимости количества теплоты от сопротивления и силы тока. Формулировка закона джоуля – Ленца. | Решение различных типов задач | Введение понятия ЭДС, оценка
физического смысла данной величины. Введение единиц измерения. Правило определения знака ЭДС. Использование правил Кирхгофа. Мостик Уитстона. |
Решение различных типов задач |
УЭ3, |
Рассмотрение практического применения
теплового действия тока. Возможность передачи энергии на большие расстояния. |
Самостоятельная работа по оценке качества усвоения содержания учебных элементов М12 – М15. | Установление связи силы тока, ЭДС и
полного сопротивления замкнутой цепи.
Формулировка закона Ома для полной цепи и оценка
количественных зависимостей. Определение ЭДС
как суммы падений напряжения на внутреннем и
внешнем участках цепи. Рассмотрение режимов короткого замыкания и разрыва цепи. |
Самостоятельная работа по оценке качества усвоения содержания учебных элементов М17. |
УЭ4 |
Выходной контроль | Подведение итогов | Выходной контроль в виде заполнения
таблицы: № Характеристики Эл. цепь Примеры признаки, свойства В полном соответствии с циклической теорией познания в ней выделено три относительно самостоятельных вопроса:
|
Подведение итогов |
| УЭ5 | Подведение итогов | Подведение итогов |
| Учебные элементы | М19. Л/р «Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока» |
М20. Контрольная работа по теме: «Законы постоянного тока» | Раздел: «Электрический
ток в различных средах». |
М22. Полупроводники |
| УЭ0, ДЦМ | Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока. | Систематизировать знания и
самоконтроль учебных достижений по М12– М19, выявить и откорректировать ошибки. |
Установить различия в условиях существования эл. тока в твердых, жидких и газообразных телах. Построить алгоритм рассмотрения вопроса «Эл. ток в различных средах»: выяснить природу носителей зарядов, характер их движения, зависимость силы тока от напряжения (вольт – амперную характеристику), установить принцип действия приборов и устройств, основанных на закономерностях поведения тока в этих средах, рассмотреть технологические процессы, в которых применяется данный теоретический материал. Рассмотреть поведение заряженных частиц в металлах. Сформировать понятие сверхпроводимости. | Познакомить учащихся с полупроводниками, их достоинствами и недостатками. Рассмотреть суть эл. проводимости в полупроводниках, учесть политехническое значение темы. |
УЭ1, |
Проверка теоретической подготовки | Проведение проверочного тестирования на предмет усвоения изученного материала | С точки зрения электронной теории Друде – Лоренца оценить разницу типов проводимости в различных средах. Сопоставить полученные выводы с квантовой теорией. Ввести понятие энергетических уровней. | Рассмотрение строения полупроводников
на примере кристалла кремния. Характеристика электронной проводимости. Механизм дырочной проводимости. |
УЭ2, |
Алгоритм выполнения экспериментальной деятельности | Контроль знаний по изученной теме. Дифференцированные задания по выявлению уровня усвоения содержания учебных элементов темы модулей М12 – М19. | Рассмотрение экспериментального
доказательства существования свободных
электронов в металлах (опыты Рикке; Мандельштама,
Папалекси и Толмена, Стюарта). Описание движения электронов в металлах. Качественное объяснение закона Ома на основе электронной теории проводимости металлов. Доказательство того, что движение электронов в металле подчиняется законам квантовой механики. |
Описание возможности регулирования
свойств полупроводников при добавлении в них
примесей, рассмотрение энергетических спектров
валентных электронов полупроводника.
Характеристика донорных и акцепторных примесей. Эффект Холла. Применение полупроводников. Микроэлектроника. |
УЭ3, |
Сборка эл. цепи, проверка работы цепи при разомкнутом и замкнутом ключе. Измерение ЭДС. Заполнение таблицы (проводится по описанию в учебнике). | Подведение итогов | Анализ зависимости удельного
сопротивления от характеристик проводника и
носителей свободного заряда. Оценка
температурной зависимости сопротивления.
Использование данной зависимости в термометрах
сопротивления. Описание явления сверхпроводимости. Объяснение сверхпроводимости на основе квантовой теории. Применение сверхпроводников. Оценка границ применимости данного явления. |
Рассмотрение процесса образования р-n –
перехода с помощью серии рисунков, моделирующих
этот процесс. Определение прямого и обратного
перехода, их вольт – амперные характеристики. Применение свойств р-n – перехода в полупроводниковом диоде и транзисторе. Их устройство, принцип действия. Применение данных приборов, их достоинства и недостатки. |
| УЭ4 | Запись результатов с учетом погрешности | Выходной контроль | Выходной контроль | |
| УЭ5 | Подведение итогов | Подведение итогов | Подведение итогов |
| Учебные элементы | М23. Термоэлектронная эмиссия. Электровакуумные приборы |
М24. Электрический ток в
электролитах. |
М25.Решение задач |
М26. Л/р «Определение элементарного заряда методом электролиза» |
| УЭ0, ДЦМ | Выяснить условия существования эл. тока в вакууме. Сформировать понятие термоэлектронной эмиссии, показать ее практическое применение. | Рассмотреть природу носителей зарядов в растворах и расплавах электролитов. Объяснить явление электролиза, вывести закон электролиза, раскрыть его физический смысл. | Проверить и закрепить изученный материал, оценить уровень подготовки учащихся; при решении задач выявить типичные ошибки и недочеты, наметить пути исправления; развитие навыков решения расчетных и качественных задач | Применяя закон электролиза, рассчитать элементарный заряд. |
УЭ1, |
Пояснить, когда имеет смысл говорить о вакууме. Рассмотреть механизм термоэлектронной эмиссии. | Повторить и обобщить сведения из курса
неорганической химии о природе носителей заряда
в водных растворах электролитов. Провести
классификацию понятий: «электролитическая
диссоциация», «электролиз», «рекомбинация». Выявить тип проводимости электролитов. Рассмотреть вольт – амперную характеристику электролитов. |
Оценка качества усвоения теоретического материала | Проверка теоретической подготовки |
УЭ2, |
Рассмотреть устройство вакуумного
диода, пояснить принцип действия на основе
односторонней проводимости. Экспериментальное установление вольт – амперной характеристики вакуумного диода. Устройство и принцип действия вакуумного триода. Сравнение эл. тока в вакууме и в металле. |
Эксперимент по наблюдению явления
электролиза. Вывод закона Фарадея. Описание физического смысла электрохимического эквивалента. Оценка некоторых физических констант. Определение заряда электрона. Вывод, следующий из закона Фарадея об элементарном заряде и дискретном характере эл. заряда. |
Решение различных типов задач | Алгоритм выполнения экспериментальной деятельности |
УЭ3, |
Рассмотреть возможность создания в
вакуумном приборе управляемых электронных
пучков, проанализировать их свойства и возможное
применение. Разобрать устройство и принцип действия электронно – лучевой трубки. Применение электронно – лучевых трубок. |
Рассмотрение применения электролиза. | Самостоятельная работа по оценке качества усвоения содержания учебных элементов М21 – М24. | Используя водный раствор сульфата меди, провести эксперимент, рассчитать заряд электрона, сравнить с табличным значением, заполнить таблицу (проводиться по описанию в учебнике). |
| УЭ4 | Выходной контроль | Выходной контроль | Подведение итогов | Запись результатов с учетом погрешности |
| УЭ5 | Подведение итогов | Подведение итогов | Подведение итогов |
| Учебные элементы | М27. Электрический ток в газах. Плазма. | М28.Решение задач. | М29. Контрольная работа по теме: «Электрический ток в различных средах». | М30. Обобщение и контроль знаний по теме «Электродинамика». |
| УЭ0, ДЦМ | Выяснить происхождение электрического тока в газах. Раскрыть физический смысл самостоятельного и несамостоятельного разрядов. Дать понятие плазмы. Оценить практическую направленность данной темы. | Проверить и закрепить изученный материал, оценить уровень подготовки учащихся; при решении задач выявить типичные ошибки и недочеты, наметить пути исправления; развитие навыков решения расчетных и качественных задач | Систематизировать знания и
самоконтроль учебных достижений по М21– М28, выявить и откорректировать ошибки. |
Систематизировать знания и самоконтроль учебных достижений по теме. |
| УЭ1, ЧДЦ |
Рассмотреть механизм ионизации газов. Оценить тип основных носителей заряда в газах. Охарактеризовать несамостоятельный газовый разряд, получить его вольт – амперную характеристику. | Оценка качества усвоения теоретического материала | Проведение проверочного тестирования на предмет усвоения изученного материала | Проведение проверочного тестирования на предмет усвоения изученного материала |
| УЭ2, ЧДЦ |
Рассмотреть условия, необходимые для
получения самостоятельного газового разряда. Раскрыть физический смысл ионизации электронным ударом. Вольт – амперная характеристика перехода несамостоятельного разряда в самостоятельный. Проведение экспериментов и демонстрация видеофильма для ознакомления учащихся с видами самостоятельного разряда. |
Решение различных типов задач | Контроль знаний по изученной теме. Дифференцированные задания по выявлению уровня усвоения содержания учебных элементов темы модулей М21 – М28. | Дифференцированные задания по выявлению уровня усвоения содержания учебных элементов темы модулей М1- М29 |
| УЭ3, ЧДЦ |
Характеристика плазмы. Ее применение. | Самостоятельная работа по оценке качества усвоения содержания учебных элементов М21 – М27. | Подведение итогов | Подведение итогов |
| УЭ4 | Выходной контроль | Подведение итогов | ||
| УЭ5 | Подведение итогов |