Законы математики на уроках физики. 9-й класс

Пояснительная записка

Программа элективного курса «Законы математики на уроках физики» составлена на основе обязательного минимума содержания физического образования, концентрической программы для общеобразовательных школ и включает в себя отдельные элементы программы для классов с углубленным изучением физики. Программа рассчитана на 34 часа в год (1 час в неделю).

Предлагаемый элективный курс по предпрофильной подготовке учащихся 9 классов посвящен одному из основных понятий современной математики и физики – функциональной зависимости. Понятие функциональной зависимости, являясь одним из центральных в математике, пронизывает все ее приложения, оно, как ни одно другое, приучает воспринимать величины в их живой изменчивости, во взаимной связи и обусловленности. Изучение поведения функций и построение их графиков являются важным разделом школьного курса. Иногда график является единственно возможным способом задания функции. Он широко используется в технике, лежит в основе работы многих самопишущих автоматических приборов. Свободное владение техникой построения графиков часто помогает решать сложные задачи, а порой является единственным средством их решения. Кроме того, умение строить графики функций представляет большой интерес для самих учащихся. Однако на базе основной школы материал, связанный с этим вопросом, изучается недостаточно полно, многие важные моменты не входят в программу и, следовательно, не изучаются.

Данный элективный курс направлен на систематизацию и расширение знаний учащихся, что способствует лучшему освоению базового курса математики, и служит для внутрипрофильной дифференциации и построения индивидуального образовательного пути. Курс предназначен для изучения в 9-м классе для подготовки учащихся к обучению в рамках естественно-математического профиля. Программа курса по физике содержит, с одной стороны, материал по более углубленному изучению излагаемых в школьном программе избранных разделов, с другой – предполагает изучение таких вопросов физики, которые не входят в школьный курс, однако необходимы для решения задач повышенного уровня. Включение дополнительных вопросов преследует две взаимосвязанные цели. С одной стороны, это создание в совокупности с основными разделами курса базы для удовлетворения интересов и развития способностей учащихся, имеющих склонность к физике, с другой восполнение содержательных пробелов основного курса, что придает содержанию курса необходимую целостность.

Программа представляет собой дифференциацию содержания учебного материала по направлениям – повышение удельного веса задач, в том числе олимпиадных и задач вступительных экзаменов технических вузов, а также задач заочной физико-технической школы МФТИ; интеграция тем с элементами высшей математики; опора на умения и навыки учащихся в программировании.

Цели курса:

• создание условий для самореализации учащихся в процессе учебной деятельности;
• овладение конкретными физическими знаниями, необходимыми для применения в практической деятельности, для изучения смежных дисциплин, для продолжения образования;
• развитие физических, интеллектуальных способностей учащихся, обобщенных умственных умений;
• развитие представлений о ведущем математическом методе познания реальной действительности – зарождении и развитии функций и графиков функций;
• создание мотивационной основы для качественной подготовки учащихся к выпускным экзаменам, к участию в олимпиадах;
• подготовка к осознанному выбору профильного направления на старшей ступени обучения;
• прояснить и закрепить школьный материал, связанный с функциями и их графиками;
• научить применять теоретические знания о функциях при решении практических задач;
• перейти от репродуктивного уровня усвоения материала к творческому.

Содержание элективного курса отвечает следующим требованиям:

• поддерживать изучение базового курса;
• развивать культуру мышления учащихся, умение систематизировать, обобщать, делать выводы;
• прививать умения и навыки практического применения знаний.

Основными мотивамиизучения учащимися данного элективного курса являются:

• познавательные и образовательные интересы учащихся;
• подготовка к выпускным и вступительным экзаменам;
• профессиональная ориентация учащихся.

Задачи курса:

• развить физическую интуицию, выработать определенную технику, чтобы быстро улавливать физическое содержание задачи и справиться с предложенными экзаменационными заданиями;
• обучить учащихся обобщенным методам решения вычислительных, графических, качественных задач как действенному средству формирования физических знаний и учебных умений;
• способствовать развитию мышления учащихся, их познавательной активности и самостоятельности, формированию современного понимания науки;
• способствовать интеллектуальному развитию учащихся, которое обеспечит переход от обучения к самообразованию.

В результате изучения курса учащиеся должны:

1) понимать сущность метода научного познания окружающего мира:

– приводить примеры опытов, обосновывающих научные представления и законы: относительность механического движения; принцип относительности Галилея; непрерывный и хаотический характер движения частиц вещества; существование двух видов (знаков)электрического заряда; закон Кулона;
– приводить примеры опытов, позволяющих проверить законы и их следствия, подтвердить теоретические представления о природе физических явлений: закон Всемирного тяготения; закон сохранения импульса; звук – механическая волна; первый закон термодинамики;
– используя теоретические модели, объяснять физические явления: независимость ускорения от массы тел при их свободном падении; затухание механических колебаний маятников (пружинного и математического) и электромагнитных колебаний в контуре; возможность услышать звуковой сигнал от источника, скрытого за препятствием: необходимость теплопередачи для осуществления изотермического процесса; нагревание газа при ею быстром сжатии и охлаждении; повышение давления газа при его нагревании в закрытом сосуде; электризация тел при контакте; взаимодействие двух параллельных проводников с током; зависимость сопротивления полупроводников от температуры и освещения;
– указывать границы применимости научных моделей, законов и теорий: второго закона Ньютона; закона Гука; закона сохранения импульса; закона сохранения механической энергии; механики Ньютона (классической механики); представление тела материальной точкой; модели идеального газа; прямо пропорциональной зависимости энергии, теплового движения частиц вещества от абсолютной температуры;.
– выдвигать на основе наблюдений и измерений гипотезы о связи физических величин, планировать и проводить исследования по проверке этих гипотез;

2) владеть понятиями и законами физики:

– раскрывать смысл физических законов и принципов: принципы относительности, близкодействия, суперпозиции.: соответствия; законы Ньютона, всемирною тяготения, Гука, сохранения импульса и энергии, термодинамики,;
– вычислять: скорость и путь при равноускоренном прямолинейном движении; высоту подъема тела, брошенного вертикально; ускорение тела по заданным силам, действующим на тело, и его массе; скорости тел после неупругого столкновения по заданным скоростям и массам сталкивающихся тел; скорость тела, используя закон сохранения механической энергии; период колебаний математического маятника, груза на пружине, установившуюся температуру, используя уравнение теплового баланса; изменение внутренней энергии вещества при теплопередаче и совершении работы;
– определять; характер прямолинейного движения по графикам; период, частоту, амплитуду, фазу колебаний по уравнениям гармонических колебаний;
– описывать преобразования энергии при: свободном падении тел; движении тел с учетом трения; свободных колебаниях математического и пружинного маятников; изменении агрегатного состояния вещества.

Элективный курс создает условия для развития познавательных, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний, выполнение экспериментальных исследований, подготовки докладов, рефератов и других творческих работ, вокруг которых строится обсуждение на семинарских занятиях и конференциях.

Элективный курс позволяет воспитывать дух сотрудничества в процессе совместного решения задач, уважительного отношения к мнению оппонента, обоснованности высказанной позиции; позволяет использовать приобретенные знания и умения для решения практических жизненных задач, рационального природопользования и защиты окружающей среды, обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и общества.

Анализ решений, разбор задач и вопросов позволит глубже понять сущность явлений и процессов. При этом возникает устойчивая обратная связь «учитель – ученик». У ученика появляется стимул к поиску, инициативе, умению выдвигать обоснованную гипотезу, развивается речь, закрепляются вычислительные навыки, умение работать со справочной и научно-популярной литературой.

В ходе изучения данного элективного курса особое внимание обращается на развитие умений учащихся решать вычислительные,графические, качественные и экспериментальные задачи; использовать на практике межпредметные связи.

Программа составлена с учетом возрастных особенностей и уровня подготовленности учащихся и ориентирована на развитие логического мышления, умений и творческих способностей учащихся. По окончанию курса проводится олимпиада по физике и математике (предлагается выполнить самостоятельно дома), с дальнейшей защитой на последнем занятие.

Календарно-поурочное планирование:

Литература для учителя и учащихся указана в Приложении.