Спецкурс по физике "Современные проблемы классической механики" для 9-го класса

Физика как обязательная составляющая содержания общего образования формирует у учащихся знания о явлениях природы, о свойствах пространства и времени, вещества и поля, современной технике и технологиях. Эти компоненты содержания остаются постоянными независимо от социально-экономических и политических изменений в обществе.

Происходящая реорганизация образования выдвигает на первый план проблему формирования творческой личности, ибо осуществление политических и экономических реформ требует для нашего народного хозяйства, всех областей производства, науки – специалистов высокого класса, разносторонне одаренных людей, способных решать вставшие перед обществом сложнейшие задачи.

Роль учителя физики – выявить одаренных учеников и развивать их способности к физике и не только одаренных, но и таких, для кого физика в дальнейшем будет являться профилирующим предметом.

Вызвано это еще тем, что в настоящее время рейтинг точных наук заметно снизился, упал интерес и к естественным наукам. Тем не менее, современное общество не может обойтись без физических знаний, без формирования нового сознания в тесной связи науки и техники с проблемами современного общества.

Таким образом, основная задача школьного учителя – обеспечить качественное усвоение тем и вопросов курса физики, научить решению задач более высокой степени трудности.

Все это стало возможным с появлением дифференциации (как профильной, так и уровневой). Профильная дифференциация реализуется путем создания школ и классов с углубленным изучением тех или иных учебных предметов и созданием новых видов учебных заведений – лицеев, гимназий, специализированных классов.

Такая система образования позволяет, с одной стороны обеспечить базовую подготовку учащихся, а с другой стороны - удовлетворить потребности каждого, кто проявляет интерес и способности к предмету.

Любому обществу нужны одаренные люди, и задача общества состоит в том, чтобы рассмотреть и развить способности всех его представителей. К большому сожалению, далеко не каждый человек способен реализовать свои способности. Очень многое зависит от семьи и от школы.

На основании вышеизложенного вытекают следующие цели и задачи обучения физики:

1. Усвоение основ физики как фундаментальной науки.
2. Формирование физического образа окружающего мира, физической картины мира.
3. Усвоение основ физики как прикладной науки.

1. Развитие мышления учащихся, формирование у них умений самостоятельно приобретать и применять знания.
2. Обучить основным понятиям, законам и принципам, применению полученных знаний и, самое главное, умению решать задачи.
3. Знакомить с научно-техническим прогрессом, достижениями науки и техники, иметь представление о единой физической картине мира.
4. Формировать умение пользоваться справочными материалами, измерять и делить расчеты физических величин.
5. Развивать познавательные интересы к физике и технике, творческие способности.
6. Умение пользоваться приборами, читать и стоить графики и схемы.
7. Умение представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости.
8. Умение выражать результаты измерений и расчетов в единицах Международной Системы.

Предлагаемая программа спецкурса по физике рассчитана на творческий уровень подготовленности учащихся к выполнению учебной деятельности по физике, который обеспечивает глубокое владение учебным материалом, способности к аналитическому и образному мышлению, возможностью оценивать результаты простейших физических процессов и явлений по порядку величины, владением основными методами исследований, изучаемых в учебном курсе физики, способностью опознавать в незнакомых физических ситуациях уже известные, т.е. осуществлять физическое моделирование физических явлений, применять для решения нестандартных задач, эвристические методы. Вследствие этого, программа спецкурса предполагает развитие творческих способностей в трех направлениях:

1. Углубленное изучение отдельных вопросов курса физики.
2. Решение нестандартных задач по физике.
3. Знакомство с элементами научно-исследовательской работы.

В основе отбора содержания учебного материала по курсу физики лежат следующие принципы:

• научность (ознакомление школьников с объективными научными фактами, понятиями, законами, теориями, с перспективами развития физики, раскрытие современных достижений науки);
• генерализация (фундаментальность) знаний (объединение учебного материала на основе научных фактов, фундаментальных понятий и величин, теоретических моделей, законов и уравнений, теорий);
• целостность (формирование целостной картины мира с его единством и многообразием свойств);
• преемственность и непрерывность образования (учет предшествующей и будущей подготовки учащихся);
• систематичность и доступность (изложение учебного материала в соответствии с логикой науки и уровнем развития школьников);
• гуманитаризация образования (представление физики как элемента общечеловеческой культуры).

Поэтому в отличие от базисной школьной программы, данная программа спецкурса включает более углубленное рассмотрение следующих вопросов:

1. Элементы векторной алгебры с решением векторных треугольников, что позволит в дальнейшем решать задачи по динамике, электростатике, магнитному полю, переменному току.
2. Понятие радиус-вектора, что облегчает изложение основных законов движения по кинематике, обеспечивает дальнейшее успешное изучение физики в ВУЗе, являясь уже знакомыми понятиями.
3. Рассмотрение тем в поле силы тяжести (движение тела, брошенного вертикально, горизонтально и под углом к горизонту) в разделе “кинематика”, что дает целостную картину восприятия основных уравнений кинематики.
4. Нормальное и тангенциальное ускорение (их физический смысл), что дает более глубокий смысл понятия ускорения при изучении движения по окружности или криволинейным траекториям.
5. Закон независимости действия сил, как один из основных законов динамики, позволяет более осмысленно решать задачи по механике.
6. Применение законов сохранения энергии и импульса к упругим и неупругим взаимодействиям, что подчеркивает всеобщность данных законов, их фундаментальность и практическое применение.
7. Знакомство с элементами статики, что является необходимым для дальнейшего обучения в ВУЗе по специальным предметам, таким как теоретическая механика, сопротивление материалов.

Второе направление программы спецкурса рассчитано на решение нестандартных задач по физике.

Руководствуясь знаниями и умениями, приобретенными при изучении учебного материала, учащиеся должны научиться решать задачи, так как чем больше задач решает учащийся, тем прочнее усваивает программный материал и глубже понимает физические законы и явления, происходящие в природе.

Каждому учителю хорошо известно, что знание законов физики предполагает умение не только формулировать их, но и применять в конкретных случаях при решении задач.

Задачи и упражнения помогают постичь сущность явлений, проследить их взаимосвязь на конкретных примерах, оценить и осмыслить порядок тех или иных значений, иными словами, - это метод более предметного осмысления явлений. Однако, именно решение задач вызывает наибольшее затруднение у изучающих физику.

При подборе задач необходимо руководствоваться следующими принципами:

1. При решении задач основное внимание уделяется физической стороне вопроса, то есть выявлению процессов, имеющих место в данном случае, определению физического закона, которому подчиняется процесс. Из нескольких законов выбирается тот, который обеспечивает рациональное решение.
2. Более простые задачи предшествуют более сложным, так называемые нетрадиционные (нестандартные) задачи.
3. В пределах каждого раздела использовать взаимосвязанные задачи.
4. Использовать графический метод решения задач.

Решение задач – неотъемлемая составная часть процесса обучения физики, поскольку она позволяет формировать и обогащать физическое мышление учащихся и их навыки применения знаний на практике. Наряду с этим при рассмотрении задач у школьников воспитывается трудолюбие, смекалка, самостоятельность в суждениях, интерес к учению, воля и характер, упорство в достижении поставленной задачи, а так же успешная подготовка к олимпиадам.

Другой неотъемлемой частью программы спецкурса является знакомство с элементами научно-исследовательской работы. Исходя из объективной потребности жизни, современный старшеклассник должен обладать навыками научно-исследовательской работы, которые он может получить на спецкурсе, а результаты своего труда защитить на научно-исследовательских конференциях различного ранга.

В начале знакомства с научно-исследовательской работой достаточно написание рефератов и защита их на школьной практической конференции.

Исследовательский метод позволяет использовать внутренние и межпредметные связи, научить решению познавательных задач (от репродуктивных до творческих), сформировать навыки научной физической речи и умения письменного оформления отчетов о проделанной работе. Исследование предусматривает тщательную подготовку как учителя, так и учащихся и в результате позволяет обеспечить высокую эффективность обучения. Планы исследования не должны включать честолюбивых замыслов: учащиеся не должны ставить перед собой слишком высокие цели. Мастерство и знания, приобретенные в процессе выполнения исследования, лучше, чем сами результаты. В данном случае достигаются следующие цели исследования:

1. Дает возможность учащимся работать над проблемами, над которыми работают ученые.
2. Позволяют применять свое практическое умение при проведении расширенного исследования.
3. Позволяют учащимся улучшить свои практические навыки за счет расширения спектра работ.
4. Ставит пред учащимися вызов.
5. Дает возможность учащимся поработать в той области физики, которую они нашли наиболее интересной.

1. Расширение кругозора, ознакомление с новыми физическими проблемами, которые имеют значение для науки и общества.
2. Дать учащимся возможность приобрести практические навыки работы в научно-исследовательской лаборатории; развивать умение наблюдать, объяснять физические явления, выдвигать гипотезы, намечать план проведения исследований.
3. Научить работать с научно-популярной литературой и оформлять работы.
4. Подготовить к олимпиадам различного уровня.

Только включение учащихся в активную познавательную деятельность дает им возможность проникнуть в суть физических явлений, освоить их на уровне общих закономерностей курса физики, использовать усвоенный материал в качестве дальнейшего познания. Процесс развивающего обучения с использованием научно-исследовательской работы порождает внутренние стимулы учения, способствует переходу знаний в убеждения, развитию познавательной самостоятельности в деятельности учащихся. Таким образом, все это вносит существенный вклад в формирование у учащихся основ научного мировоззрения.

В процессе обучения на спецкурсе учащиеся должны показать следующие знания и умения:

1. Выдвигать гипотезу на основе фактов, наблюдений и экспериментов, обосновывать свою точку зрения, высказывать суждения, делать прогноз, проводить анализ и давать оценку.
2. Верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий.
3. Точное научное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а так же правильное определение физических величин, единиц и способов измерения.
4. Правильное выполнение чертежей, схем, графиков.
5. Могут установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а так же с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
6. Пользоваться Международной Системой Единиц (СИ), а в ряде случаев и некоторых внесистемных единиц, допускаемых к применению.
7. Умение самостоятельно работать с учебниками.
8. Пользоваться табличными данными, извлекать информацию из различных источников.
9. Умение применять знания для решения задач и объяснение физических явлений;
10. Владеть методами физических исследований, перечисленных в программе

Спецкурса.

11. Владеть аналитическим, образным, модельным, графическим, знаковым, вербальным методами представления физической информации.
12. Навыки научно-исследовательской работы представлять в виде написания рефератов.

1. Фадеева А.А. Программы образовательных учреждений. М: Просвещение, 2003.
2. Физика в школе. №.4, 2004 – с.22.
3. Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика 9 класс. Издательский дом “Дрофа”, 1999.
4. Шахмаев Н.М., Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш. Физика 9 кл. М: Просвещение, 1992.
5. Саенко П.Г. Физика 9 класс М.: Просвещение, 1992.
6. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике 9-11 кл. М.: Просвещение 1999-2002.
7. Андрюшечкин С.М., Слухаевский А.С. Многовариантные контрольные работы по физике. М.: “Школа-Пресс”, 1998.
8. Гельфгат И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик А.А. 1001 задача по физике с решениями. Харьков-Москва. Центр “Инновации в науке, технике, образовании”, 1995.
9. Физика. Тесты достижений. М.: Изд-во ВШМФ “Авангард”, 1994.
10. Изучение физики в школах и классах с углубленным изучением предмета. (методические рекомендации Ч. I, II). М.: 1991. Составитель А.Д Глейзер.
11. Куперштейн Ю.С., Марон Е.М. Контрольные работы по физике 7-9 классы.
12. П.: Просвещение, 1998.
13. Балаш В.А. Задачи по физике и методы их решения. М.: Просвещение, 1974.
14. Бендриков Г.А., Буховцев Б.Б., Керженцев В.В., Мякишев Г.Я. Задачи по физике для поступающих в вузы. Изд-во “Наука”, 1998.
15. Степанова Г.Н. Сборник задач по физике. 9-11 кл. М.: Просвещение”, 1996.