Метапредметные знания при изучения раздела "Квантовая физика"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Бирский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Башкирский государственный университет»

Физико-математический факультет

Кафедра физики и землеустройства

Курсовая работа

Метапредметные знания при изучения раздела «Квантовая физика»

Выполнил:

студент 4 курса 3 группы

Физико-математического факультета

Зарипов Р.Р.

Научный руководитель:

к.п.н., доцент Рахматуллин М.Т.

Бирск 2015



Содержание

учитель урок знание

Введение

Глава 1. Общая характеристика учебного процесса

1.1 Цели изучения физики

1.2 Значение изучения квантовой физики в школе и особенности методики её изучения

1.3 Деятельностный подход - основной способ получения знаний

1.4 Алгоритм подготовки учителя к проведению урока

Глава 2. Описание места учебного предмета в учебном плане

2.1 Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения физики

2.2 Содержание учебного предмета

2.3 Тематическое планирование и основные виды деятельности учащихся

2.4 Планируемые результаты изучения физики

Заключение

Литература



Введение

Школьный курс физики -- системообразующий для естественно-научных учебных предметов, поскольку физические законы лежат в основе содержания курсов химии, биологии, географии и астрономии.

Физика наука, изучающая наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, законы ее движения. Основные понятия физики и ее законы используются во всех естественных науках.

Физика изучает количественные закономерности природных явлений и относится к точным наукам. Вместе с тем гуманитарный потенциал физики в формировании общей картины мира и влиянии на качество жизни человечества очень высок.

Физика экспериментальная наука, изучающая природные явления опытным путем. Построением теоретических моделей физика дает объяснение наблюдаемых явлений, формулирует физические законы, предсказывает новые явления, создает основу для применения открытых законов природы в человеческой практике. Физические законы лежат в основе химических, биологических, астрономических явлений. В силу отмеченных особенностей физики ее можно считать основой всех естественных наук.

В современном мире роль физики непрерывно возрастает, так как физика является основой научно-технического прогресса. Использование знаний по физике необходимо каждому для решения практических задач в повседневной жизни. Устройство и принцип действия большинства применяемых в быту и технике приборов и механизмов вполне могут стать хорошей иллюстрацией к изучаемым вопросам.

Программа основного общего образования по физике составлена на основе федерального компонента государственного стандарта второго поколения основного общего образования. Предметные знания и умения, приобретённые при изучении физики в основной школе, первоначальное овладение физическим языком являются опорой для изучения смежных дисциплин, фундаментом обучения в средней школе общеобразовательных учреждений.

Программа конкретизирует содержание предметных тем образовательного стандарта, дает распределение учебных часов по разделам курса и последовательность изучения разделов физики с учетом межпредметных и внутрипредметных связей, логики учебного процесса, возрастных особенностей обучающихся, определяет минимальный набор опытов, демонстрируемых учителем в классе, лабораторных и практических работ, выполняемых учащимися.

Программа содействует сохранению единого образовательного пространства, не сковывая творческой инициативы учителей, предоставляет широкие возможности для реализации различных подходов к построению учебного курса.

Цели изучения физики в основной школе следующие:

развитие интересов и способностей учащихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности;

понимание учащимися смысла основных научных понятий и законов физики, взаимосвязи между ними;

формирование у учащихся представлений о физической картине мира.

Достижение этих целей обеспечивается решением следующих задач:

знакомство учащихся с методом научного познания и методами исследования объектов и явлений природы;

приобретение учащимися знаний о механических, тепловых, электромагнитных и квантовых явлениях, физических величинах, характеризующих эти явления;

формирование у учащихся умений наблюдать природные явления и выполнять опыты, лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием измерительных приборов, широко применяемых в практической жизни;

овладение учащимися такими общенаучными понятиями, как природное явление, эмпирически установленный факт, проблема, гипотеза, теоретический вывод, результат экспериментальной проверки;

понимание учащимися отличий научных данных от непроверенной информации, ценности науки для удовлетворения бытовых, производственных и культурных потребностей.



Глава 1. Общая характеристика учебного процесса

1.1 Цели изучения физики

Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета, вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире. Она раскрывает роль науки в экономическом и культурном развитии общества, способствует формированию современного научного мировоззрения. Для решения задач формирования основ научного мировоззрения, развития интеллектуальных способностей и познавательных интересов школьников в процессе изучения физики основное внимание следует уделять не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от обучающихся самостоятельной деятельности по их разрешению. Подчеркнем, что ознакомление учеников с методами научного познания предполагается проводить при изучении всех разделов курса физики, а не только при изучении специального раздела «Физика и физические методы изучения природы».

Гуманитарное значение физики как составной части общего образовании состоит в том, что она вооружает школьника научным методом познания, позволяющим получать объективные знания об окружающем мире.

Знание физических законов необходимо для изучения химии, биологии, физической географии, технологии, ОБЖ.

Курс физики в программе основного общего образования структурируется на основе рассмотрения различных форм движения материи в порядке их усложнения: механические явления, тепловые явления, электромагнитные явления, квантовые явления. Физика в основной школе изучается на уровне рассмотрения явлений природы, знакомства с основными законами физики и применением этих законов в технике и повседневной жизни.

Цели обучения в курсе физики в 7-9 классах, сформулированы как линии развития личности ученика средствами предмета: уметь проводить наблюдения природных явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать простые измерительные приборы для изучения физических явлений; представлять результаты наблюдений или измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости; применять полученные знания для объяснения разнообразных природных явлений и процессов, принципов действия важнейших технических устройств, для решения физических задач;

В результате освоения предметного содержания предлагаемого курса физики у учащихся предполагается формирование универсальных учебных действий (познавательных, регулятивных, коммуникативных) позволяющих достигать предметных, метапредметных и личностных результатов.

Познавательные: в предлагаемом курсе физики изучаемые определения и правила становятся основой формирования умений выделять признаки и свойства объектов. В процессе вычислений, измерений, объяснений физических явлений, поиска решения задач у учеников формируются и развиваются основные мыслительные операции (анализа, синтеза, классификации, сравнения, аналогии и т.д.), умения различать разнообразные явления, обосновывать этапы решения учебной задачи, производить анализ и преобразование информации, используя при решении самых разных физических задач простейшие предметные, знаковые, графические модели, таблицы, диаграммы, строя и преобразовывая их в соответствии с содержанием задания). Решая задачи, рассматриваемые в данном курсе, можно выстроить индивидуальные пути работы с физическим содержанием, требующие различного уровня логического мышления.

Регулятивные: физическое содержание позволяет развивать и эту группу умений. В процессе работы ребёнок учится самостоятельно определять цель своей деятельности, планировать её, самостоятельно двигаться по заданному плану, оценивать и корректировать полученный результат (такая работа задана самой структурой учебника).

Коммуникативные: в процессе изучения физики осуществляется знакомство с физическим языком, формируются речевые умения: дети учатся высказывать суждения с использованием физических терминов и понятий, формулировать вопросы и ответы в ходе выполнения задания, доказательства верности или неверности выполненного действия, обосновывают этапы решения учебной задачи.

Работая в соответствии с инструкциями к заданиям учебника, дети учатся работать в парах, выполняя заданные в учебнике проекты в малых группах. Умение достигать результата, используя общие интеллектуальные усилия и практические действия, является важнейшим умением для современного человека.

Образовательные и воспитательные задачи обучения физики решаются комплексно. В основе методического аппарата курса лежит проблемно-диалогическая технология, технология правильного типа читательской деятельности и технология оценивания достижений, позволяющие формировать у учащихся умение обучаться с высокой степенью самостоятельности.

Учебно-методический курс обеспечит интеграцию в физику информационных технологий. При проведении уроков в кабинете физики можно использовать ресурсы человека.

1.2 Значение изучения квантовой физики в средней школе и особенности методики её изучения

Квантовая механика - физическая теория, открывшая своеобразие свойств и закономерностей микромира, установившая способ описания состояния и движения микрочастиц. Методы квантовой механики находят широкое применение в квантовой электронике, в физике твердого тела, современной химии. Ее широко используют в физике высоких энергий, изучающей строение ядра атома и свойства элементарных частиц. Результаты исследования находят все большее применение в технике. Достаточно вспомнить успехи квантовой теории твердых тел, выводы которой положены в основу создания новых материалов с заранее заданными свойствами (магнитными, полупроводящими, сверхпроводящими и т. д.), квантовые генераторы, ядерные реакторы. Квантовая физика является более высокой ступенью познания, нежели классическая физика. Она установила ограниченность многих классических представлений. Однако введение основ квантовой физики в среднюю школу - сложная методическая задача. Малая наглядность квантово-механических объектов (частица - волна), сложность математического аппарата, необычность ее исходных идей и понятий создают методические трудности. Поэтому вопросы квантовой физики очень осторожно вводят в школьный курс.

Основные познавательные задачи этого раздела - ознакомить учащихся со специфическими законами, действующими в области микромира, и завершить формирование представлений о строении вещества.

В курсе физики строение вещества рассматривали в основном на молекулярном уровне. Молекулярно-кинетическая теория объясняла строение и свойства газов (количественно), жидкостей и твердых тел (на качественном уровне). В данном разделе учащихся знакомят со строением вещества на атомном и субатомном уровне. В теме "Атом и атомное ядро" они изучают вначале строение атома по Резерфорду-Бору, а затем, после обсуждения дуализма свойств микрочастиц, получают и современные представления о строении атома. Достаточное внимание в этом разделе уделяют составу и свойствам ядра атома (его размеру, заряду, массе, плотности, энергии связи, удельной энергии связи и др.). В конце раздела учащихся знакомят с основными характеристиками и свойствами элементарных частиц, дают представление о современной их классификации, о роли их в строении вещества и в передаче взаимодействий.

Раздел "Квантовая физика" решает, кроме того, важные задачи политехнического образования. При его изучении учеников знакомят с устройством и принципом действия фотоэлементов, с примерами их использования в технике, физическими основами спектрального анализа, ядерным реактором и применением ядерной энергии в мирных целях, с использованием радиоактивных изотопов в промышленности, сельскохозяйственном производстве, в науке, медицине.

Знакомство с элементарными частицами дает веское подтверждение принципа неисчерпаемости материи, ибо учащиеся убеждаются в том, что материальные объекты и их свойства крайне многообразны, элементарные Частицы не являются "простыми", они обладают множеством свойств и способны к взаимопревращениям.

Корпускулярно-волновой дуализм свойств света и элементарных частиц, превращаемость элементарных частиц позволяют раскрыть материальное единство мира и диалектическую связь прерывного и непрерывного, а подчинение всех ядерных процессов основным законам сохранения служит хорошей иллюстрацией принципа неуничтожимости и несотворимости материи и движения.

Как и во всем курсе физики, большое внимание при изучении этого раздела обращают на роль опыта в процессе познания, на взаимосвязь теории и практики, эксперимента. Необходимо подчеркивать, что теория применима в тех границах, в которых экспериментально подтверждаются вытекающие из нее следствия. Противоречие экспериментальных фактов теории служит отправным моментом для ее уточнения или создания новой теории. Например, изучая оптику, учащиеся убедились в том, что явления отражения и преломления, интерференции и дифракции хорошо объясняются на основе теоретических представлений о волновой природе света. Однако волновая теория света не объясняет все законы фотоэффекта. Необходимость объяснения новых экспериментальных фактов привела к созданию квантовой теории света. Опыт Резерфорда опроверг первоначальную модель атома, предложенную Томсоном, а на смену, модели атома Резерфорда пришла теория Бора, которая лучше согласовалась с экспериментальными фактами.

Квантовая физика является более глубокой физической теорией, ибо она более полно объясняет большой круг физических явлений, нежели классическая физика. Квантовая механика установила, что ряд представлений классической физики не являются абсолютными, они хороши лишь для макроскопических тел. Но квантовая физика не отрицает полностью классическую. Она лишь ограничивает область ее применения. Законы классической механики и электродинамики для макротел остаются незыблемыми. Кроме того, в предельных случаях выводы квантовой физики совпадают с результатами классической. При больших квантовых числах дискретность "смазывается" и процесс становится квазинепрерывным.

Материал раздела предоставляет большие возможности для организации самостоятельной деятельности учащихся. Полезно широко использовать периодическую систему Менделеева и предложить им на ее основе самостоятельно раскрыть состав ядер некоторых элементов, рассчитать для них дефект масс, энергию связи, удельную энергию связи и т. п. Оценочные расчеты различных параметров микромира, широко используемые в этом разделе, могут быть содержанием самостоятельной деятельности учащихся в школе и дома, а анализ полученных в них результатов - хорошая школа развития мышления учащихся. Этой же цели служит решение задач, которые в данном разделе носят по преимуществу тренировочный характер и требуют акцента на анализе полученных данных: полезно сопоставлять энергии связи ядер с энергией связи других систем, например молекул; кинетическую энергию б-частиц с энергией теплового движения молекул; плотность ядерного вещества с известными плотностями различных веществ и т. п. Результаты этого анализа позволяют выпускникам школ лучше понять порядок величин в микромире, осмыслить своеобразие микромира.

В развитие квантовой физики внесли свой вклад многие выдающиеся отечественные и зарубежные ученые: Э. Резерфорд, Н. Бор, П. Кюри, М. Складовская-Кюри, М. Лауэ, Луи де Бройль, В. Гейзенберг, В. Паули, П. Дирак, Э. Шредингер, И.Е. Тамм, Фредерик и Ирен Жолио-Кюри, О. Гаи, Э. Ферми, Л.Д. Ландау, В.А. Фок, Д.В. Скобельцын, А.И. Алиханов, В.И. Векслер, И.В. Курчатов и многие другие. Изучение их жизни и деятельности представляет благодатный материал для патриотического и интернационального, а также нравственного воспитания учащихся.

1.3 Деятельностный подход - основной способ получения знаний

В результате освоения предметного содержания курса физики у учащихся должны сформироваться как предметные, так и общие учебные умения, а также способы познавательной деятельности. Такая работа может эффективно осуществляться только в том случае, если ребёнок будет испытывать мотивацию к деятельности, для него будут не только ясны рассматриваемые знания и алгоритмы действий, но и представлена интересная возможность для их реализации.

Образовательные и воспитательные задачи обучения физики будут решаться комплексно. Учитель имеет право самостоятельного выбора технологий, методик и приёмов педагогической деятельности, однако при этом необходимо понимать, что необходимо эффективное достижение целей, обозначенных федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования.

Курс физики предлагает решение новых образовательных задач путём использования современных образовательных технологий.

В основе методического аппарата курса лежит проблемно-диалогическая технология, технология правильного типа читательской деятельности и технология оценивания достижений, позволяющие формировать у учащихся умение обучаться с высокой степенью самостоятельности.

Материалы курса организованы таким образом, чтобы педагог и дети могли осуществлять дифференцированный подход в обучении и обладали правом выбора уровня решаемых физических задач.

Важнейшей отличительной особенностью курса физики с точки зрения деятельностного подхода является включение в него специальных заданий на применение существующих знаний «для себя» через дидактическую игру, проектную деятельность и работу с жизненными (компетентностными) задачами.

1.4 Алгоритм подготовки учителя к проведению урока

Алгоритм подготовки учителя к уроку:

1-й шаг. На этапе подготовки к уроку следует выделить в содержании учебника обязательный программный минимум. Этот минимум должны усвоить все ученики, ведь именно эти знания и умения будут проверяться в контрольных и проверочных работах. Глубокое усвоение знаний и умений минимума обеспечивается не на одном уроке. При планировании уроков повторения, закрепления и обобщения изученного учитель должен планировать работу так, чтобы дети выполняли задания, которые нужны именно им. При этом детей в классе желательно разбивать на группы так, чтобы каждая группа выполняла свой набор заданий.

2-й шаг. В учебниках даётся несколько заданий, относящихся к заданиям повышенного уровня сложности; и они обязательными не являются. Они могут быть предложены на заключительном этапе урока (10-15 минут), после обсуждения с детьми, при этом дети обладают правом выбора задания.

3-й шаг. К каждому уроку даётся ещё несколько заданий, которые относятся к максимальному уровню сложности. Они даны для тех детей, которым интересен процесс решения нестандартных задач, требующих самостоятельности, находчивости и упорства в поиске решения. Они также предлагаются на заключительном этапе урока по выбору детей и учителя и обязательными не являются.

4-й шаг. Кроме работы на уроке, предполагающей совместные интеллектуальные усилия, ребёнок должен учиться работать полностью самостоятельно. Для этого предназначены домашние задания. Домашнее задание состоит из двух частей: 1) общая для всех детей (инвариант); 2) задания по выбору (вариативная часть). Первая часть - это задания необходимого уровня, вторая часть - программного и максимального уровней.

Контроль за усвоением знаний

Оценка усвоения знаний и умений осуществляется в процессе повторения и обобщения, выполнения текущих самостоятельных работ на этапе актуализации знаний и на этапе повторения, закрепления и обобщения изученного материала, практически на каждом уроке, проведения текущих и итоговых контрольных работ, содержащих задания разного уровня сложности: задания необходимого, программного и максимального уровней (при этом ученики должны выполнить задания необходимого уровня и могут выбирать задания других уровней как дополнительные и необязательные).

Эффективным является контроль, связанный с использованием проблемно-диалогической технологии, в виде самостоятельной оценки и актуализации знаний перед началом изучения нового материала. В этом случае детям предлагается самим сформулировать необходимые для решения возникшей проблемы знания и умения и, как следствие, самим придумать задания для повторения, закрепления и обобщения изученного ранее. Такая работа является одним из наиболее эффективных приёмов диагностики реальной сформированности предметных и познавательных умений у учащихся и позволяет дифференцированно работать с обучающимися.

Положительные оценки и отметки за задания текущих и итоговых контрольных работ являются своеобразным зачётом по изучаемым темам. При этом срок получения зачёта не должен быть жёстко ограничен (например, ученики должны сдать все текущие темы до конца четверти). Это учит школьников планировать свои действия. Результаты своей деятельности обучающиеся вносят в портфель достижений.

Накопление этих отметок и оценок показывает результаты продвижения в усвоении новых знаний и умений каждым учеником, развитие его умений действовать.



Глава 2. Описание места учебного предмета в учебном плане

2.1 Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения физики

Учебный план для гимназии отводит 210 часов для обязательного изучения физики на ступени основного общего образования в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта. Предмет «Физика» изучается в VII, VIII и IX классах по 70 учебных часов из расчета 2 учебных часа в неделю. В программе предусмотрен резерв свободного учебного времени, использования разнообразных форм организации учебного процесса, внедрения современных методов обучения и педагогических технологий.

9-й класс

Личностными результатами изучения учебно-методического курса «Физика» в 9-м классах является формирование следующих умений:

Самостоятельно определять и высказывать общие для всех людей правила поведения при общении и сотрудничестве (этические нормы общения и сотрудничества).

В самостоятельно созданных ситуациях общения и сотрудничества, опираясь на общие для всех простые правила поведения, делать выбор, какой поступок совершить.

Средством достижения этих результатов служит учебный материал - умение определять свое отношение к миру.

Метапредметными результатами изучения учебно-методического курса «Физика» в 9-ом классе являются формирование следующих универсальных учебных действий.

Регулятивные УУД:

Самостоятельно формулировать цели урока после предварительного обсуждения.

Учиться обнаруживать и формулировать учебную проблему.

Составлять план решения проблемы (задачи).

Работая по плану, сверять свои действия с целью и, при необходимости, исправлять ошибки самостоятельно.

Средством формирования этих действий служит технология проблемного диалога на этапе изучения нового материала.

В диалоге с учителем учиться вырабатывать критерии оценки и определять степень успешности выполнения своей работы и работы всех, исходя из имеющихся критериев.

Средством формирования этих действий служит технология оценивания образовательных достижений (учебных успехов).

Познавательные УУД:

Ориентироваться в своей системе знаний: самостоятельно предполагать, какая информация нужна для решения учебной задачи в несколько шагов.

Отбирать необходимые для решения учебной задачи источники информации.

Добывать новые знания: извлекать информацию, представленную в разных формах (текст, таблица, схема, иллюстрация и др.).

Перерабатывать полученную информацию: сравнивать и группировать факты и явления; определять причины явлений, событий.

Перерабатывать полученную информацию: делать выводы на основе обобщения знаний.

Преобразовывать информацию из одной формы в другую: составлять простой план и сложный план учебно-научного текста.

Преобразовывать информацию из одной формы в другую: представлять информацию в виде текста, таблицы, схемы.

Средством формирования этих действий служит учебный материал.

Коммуникативные УУД:

Донести свою позицию до других: оформлять свои мысли в устной и письменной речи с учётом своих учебных и жизненных речевых ситуаций.

Донести свою позицию до других: высказывать свою точку зрения и пытаться её обосновать, приводя аргументы.

Слушать других, пытаться принимать другую точку зрения, быть готовым изменить свою точку зрения.

Средством формирования этих действий служит технология проблемного диалога (побуждающий и подводящий диалог).

Читать вслух и про себя тексты учебников и при этом: вести «диалог с автором» (прогнозировать будущее чтение; ставить вопросы к тексту и искать ответы; проверять себя); отделять новое от известного; выделять главное; составлять план.

Средством формирования этих действий служит технология продуктивного чтения.

Договариваться с людьми: выполняя различные роли в группе, сотрудничать в совместном решении проблемы (задачи).

Учиться уважительно относиться к позиции другого, пытаться договариваться.

Средством формирования этих действий служит работа в малых группах.

Предметными результатами изучения курса «Физика» в 9-м классе являются формирование следующих умений.

1-й уровень (необходимый)

Учащиеся должны знать/понимать:

смысл понятий: магнитное поле, атом, атомное ядро, радиоактивность, ионизирующие излучения; относительность механического движения, траектория, инерциальная система отсчета, искусственный спутник, замкнутая система, внутренние силы, математический маятник, звук. изотоп, нуклон;

смысл физических величин: магнитная индукция, магнитный поток, энергия электромагнитного пол, перемещение, проекция вектора, путь, скорость, ускорение, ускорение свободного падения, центростремительное ускорение, сила, сила тяжести, масса, вес тела, импульс, период, частота. амплитуда, период, частота, фаза, длина волны, скорость волны, энергия связи, дефект масс, период полураспада.

смысл физических законов: уравнения кинематики, законы Ньютона (первый, второй, третий), закон всемирного тяготения, закон сохранения импульса, принцип относительности Галилея, законы гармонических колебаний, правило левой руки, закон электромагнитной индукции, правило Ленца. закон радиоактивного распада.

2-й уровень (программный)

Учащиеся должны уметь:

собирать установки для эксперимента по описанию, рисунку и проводить наблюдения изучаемых явлений;

измерять силу тяжести, расстояние; представлять результаты измерений в виде таблиц, выявлять эмпирические зависимости;

объяснять результаты наблюдений и экспериментов;

применять экспериментальные результаты для предсказания значения величин, характеризующих ход физических явлений;

выражать результаты измерений и расчётов в единицах Международной системы;

решать задачи на применение изученных законов;

приводить примеры практического использования физических законов;

использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и в повседневной жизни.



2.2 Содержание учебного предмета

Метапредметные знания в разделе Квантовые явления 9 класс

Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома. Линейчатые оптические спектры. Поглощение и испускание света атомами.

Состав атомного ядра. Зарядовое и массовое числа.

Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер. Радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-излучения. Период полураспада. Методы регистрации ядерных излучений.

Ядерные реакции. Деление и синтез ядер. Источники энергии Солнца и звезд. Ядерная энергетика.

Дозиметрия. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы. Экологические проблемы работы атомных электростанций.

Демонстрации

Модель опыта Резерфорда.

Наблюдение треков частиц в камере Вильсона.

Устройство и действие счетчика ионизирующих частиц.

Лабораторные работы и опыты

Наблюдение линейчатых спектров излучения.

Измерение естественного радиоактивного фона дозиметром.

Метапредметные знания в разделе Квантовые явления 11 класс

Световые кванты

Тепловое излучение. Постоянная Планка. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоны. Опыты Лебедева и Вавилова.

Атомная физика

Строение атома. Опыты Резерфорда. Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. Трудности теории Бора. Квантовая механика. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Корпускулярно-волновой дуализм. Дифракция электронов. Лазеры.

Требования к уровню подготовки учащихся.

Учащиеся должны знать:

Квантовая физика

Понятия: фотон, фотоэффект, корпускулярно - волновой дуализм, ядерная модель атома, ядерная реакция, энергия связи, радиоактивный распад, цепная реакция, термоядерная реакция, элементарные частицы.

Законы и принципы: законы фотоэффекта, постулаты Бора, закон радиоактивного распада.

Практическое применение: устройство и принцип действия фотоэлемента, принцип спектрального анализа, принцип работы ядерного реактора.

Учащиеся должны уметь: решать задачи на применение формул, связывающих энергию и импульс фотона с частотой световой волны, вычислять красную границу фотоэффекта, определять продукты ядерной реакции.

2.3 Тематическое планирование и основные виды деятельности учащихся

9 класс

Тематичес-кое плани-рование	Основные виды учебной деятельности учащихся
	Основные виды учебной деятельности учащихся	Метапредметные результаты
	Предметные действия	Познавательные УУД	Регулятивные УУД	Коммуникатив-ные УУД
Строение атома и атомного ядра. (14 часов).	Доказывать сложность строения атома; объяснять модель атома водорода по Бору. Объяснять свойства излучения. Объяснять работу счетчиков. Рассчитывать энергию связи и дефект масс. Рассчитывать энергетический выход ядерных реакций. Объяснять применение ядерной энергии и ядерного излучения.	Уметь выделять главное. Уметь работать самостоятельно. Уметь работать с дополнительной литературой. Уметь делать выводы. Уметь интерпретировать. Уметь обобщать, анализировать.	Выделяют и осознают то, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению	Учатся действовать с учетом позиции другого и согласовывать свои действия

№ п/п	Название темы; раздела Тема урока	К-во часов	Тип урока	Элементы содержания	Требования к уровню подготовки	Вид контроля	Дата
							План	Факт
IV	Квантовая физика	19
47/1	Гипотеза Планка о квантах. Фотоэффект. Теория фотоэффекта.	1	объяснение нового материала	постоянная Планка, фотоэффект, теория фотоэффекта	Представлять идею Планка о прерывистом характере испускания и поглощения света.. Уметь вычислять энергию кванта по формуле Планка. Объяснять суть явления фотоэффекта.	фронтальный опрос, индивид письм. работа
48/2	Фотоны. Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц.	1	комбинированный	фотоны, гипотеза де Бройля	Понимать смысл волны де Бройля. Уметь вычислять частоту, массу и импульс фотона	индивидуальный опрос
49/3	Давление света	1	комбинированный	давление света	Решать задачи на вычисление давления света	Индивидуальный опрос
50/4	Строение атома. Опыты Резерфорда.	1	объяснение нового материала	модель Томсона, опыты Резерфорда, планетарная модель атома	Знать строение атома по Резерфорду.	фронтальный опрос, тест
51/5	Постулаты Бора. Модель атома по Бору. Трудности теории Бора. Квантовая механика.	1	объяснение нового материала	постулаты Бора, модель атома водорода,	Понимать смысл постулатов Бора. Применять их при решении задач. Применять второй постулат Бора для вычисления длины волны поглощенного кванта света. Вычислять длину волны излученного фотона при переходе атома с более высокого энергетического уровня на более низкий.	Индивидуальный опрос
52/6	Лазеры.	1	Объяснение нового материала	индуцированное излучение, лазеры, типы лазеров	Приводить примеры применения лазеров.	фронтальный опрос
53/7	Подготовка к контрольной работе.	1	формирование практических умений и навыков	фотоэффект, постулаты Бора, лазеры	знание основных понятий и формул, умение применять их при решении задач	домашняя к.р.
54/8	Контрольная работа № 5 «Квантовая физика»	1	контроль и учет знаний	фотоэффект, постулаты Бора, лазеры	знание основных понятий и формул, умение применять их при решении задач	контрольная работа

2.4 Планируемые результаты изучения физики

Квантовые явления

Выпускник научится:

* распознавать квантовые явления и объяснять на основе имеющихся знаний основные свойства или условия протекания этих явлений: естественная и искусственная радиоактивность, возникновение линейчатого спектра излучения;

* описывать изученные квантовые явления, используя физические величины: скорость электромагнитных волн, длина волны и частота света, период полураспада; при описании правильно трактовать физический смысл используемых величин, их обозначения и единицы измерения; указывать формулы, связывающие данную физическую величину с другими величинами, вычислять значение физической величины;

* анализировать квантовые явления, используя физические законы и постулаты: закон сохранения энергии, закон сохранения электрического заряда, закон сохранения массового числа, закономерности излучения и поглощения света атомом;

* различать основные признаки планетарной модели атома, нуклонной модели атомного ядра;

* приводить примеры проявления в природе и практического использования радиоактивности, ядерных и термоядерных реакций, линейчатых спектров.

Выпускник получит возможность научиться:

* использовать полученные знания в повседневной жизни при обращении с приборами (счетчик ионизирующих частиц, дозиметр), для сохранения здоровья и соблюдения норм экологического поведения в окружающей среде;

* соотносить энергию связи атомных ядер с дефектом массы;

* приводить примеры влияния радиоактивных излучений на живые организмы; понимать принцип действия дозиметра;



Заключение

Квантовую физику изучают в конце школьного курса физики, причем изучают впервые. Нигде на протяжении всего школьного курса физики учащиеся не встречались с дуализмом свойств частиц, вещества и поля, с дискретностью энергии, со свойствами ядра атома, с элементарными частицами.

Для повышения качества усвоения материала очень важно опираться на ранее полученные знания. Например, при изучении правил смещения при радиоактивном распаде и при изучении ядерных реакций необходимо широко опираться на законы сохранения массы и заряда. Перед изучением строения атома целесообразно повторить понятие центростремительного ускорения, законы Ньютона, закон Кулона, и т.д.

Особенность содержания квантовой физики также накладывает отпечаток на методику ее изучения. В этом разделе учащихся знакомят со своеобразием свойств и закономерностей микромира, которые противоречат многим представлениям классической физики. От школьников для его усвоения требуется не просто высокий уровень абстрактного, но и диалектическое мышление. Противоречия волна - частица, дискретность - непрерывность рассматривают с позиций диалектического материализма. Поэтому при изучении этого раздела учителю важно опираться на те философские знания, которые получили учащиеся в курсе обществоведения, чаще напоминать им, что метафизическому противопоставлению (либо да, либо нет) диалектика противопоставляет утверждение: и да, и нет (в одних конкретных условиях - да, в других - нет). Поэтому нет ничего удивительного в том, что свет в одних условиях (интерференции, дифракции) ведет себя как волна, в других - как поток частиц.

Для облегчения усвоения квантовой физики необходимо в учебном процессе широко использовать различные средства наглядности. Но число демонстрационных опытов, которые можно поставить при изучении этого раздела, в средней школе очень невелико. Поэтому используют плакаты, графики, рисунки.



Литература

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика-11. - М.: Просвещение, 2009.

2. А.Е. Марон, Е.А. Марон «Контрольные тесты по физике» для 10-11 классов; «Просвещение» 2004 г. - 107 стр.

3. А.П. Рымкевич «Сборник задач по физике» для 10-11 классов; «Дрофа» 2002 г. -192 стр.

4. Учебно-тренировочные материалы для подготовки к единому государственному экзамену по физике («Интеллект-Центр», Москва 2005-2008).

5. А.А. Фадеева «ЕГЭ: физика. Тренировочные задания»; «Просвещение» Эксмо, 2006-2008.

6. Г.Н. Степанова «Сборник задач по физике» для 9-11 классов; М.: «Просвещение», 1996 г.

7. Н.В. Ильина «Тематический контроль по физике. Зачеты 10-11 классы» («Интеллект-Центр», Москва 2002).

8. Тюрин Ю.И., Чернов И.П., Крючков Ю.Ю. Физика. Ч. 3. Оптика. Квантовая физика: учебное пособие для технических университетов. - Томск: Изд-во Томского ун-та, 2004. - 738 с.

9. Савельев И.В. Курс общей физики: в 5 кн.: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. Кн. 5: учебное пособие для втузов. - М.: АСТ: Астрель, 2006. - 368 с.: ил.

10. Суханов А.Д., Голубева О.Н. Лекции по квантовой физике: учебное пособие. - М.: Высш. шк., 2006. - 300 с.: ил.

11. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: учебное пособие для втузов. - 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2002. - 718 с.

12. Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. - Изд. 9-е, перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 560 с.

13. Фейнман Ричард Ф., Лейтон Роберт Б., Сэндс Метью. Феймановские лекции по физике. Вып. 8, 9. Квантовая механика. Пер. с англ./ под ред. Я.А. Смородинского. Изд. 3-е, испр. - М.: Едиториал УРСС, 2004. - 528 с.

14. Сивухин Д.В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов. В 5 т. Т V Атомная и ядерная физика. - 3-е изд., стер. - М. ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 784 с.

15. Джанколли Д. Физика. - М.: Мир, 1989. - 342 с.

16. Физический практикум: в 3 ч.: учебное пособие для вузов Ч. 3: Оптика. Атомная и ядерная физика. / В.В. Ларионов, В.И. Веретельник, Ю.И. Тюрин, И.П. Чернов. - Томск, 2005. - 217 с.

17. Ботаки А.А., Ульянов В.Л., Ларионов В.В., Поздеева Э.В. Основы физики: учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - 103 с.

18. Программы для общеобразовательных учреждений (физика, астрономия). - М.: Дрофа, 2002.

19. Теория и методика обучения физике в школе. Частные вопросы. / Под ред. С.Е. Каменецкого. - М.: ACADEMIA, 2000.

20. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика 11 класс. - М.: Просвещение, 2001.

21. Нильс Бор и развитие физики./ Под ред. В. Паули. - М.: Иностранная литература, 1958.

22. Физика микромира: Маленькая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1980.

23. Тарасов Л.В. Современная физика в средней школе. - М.: Просвещение, 1990.

24. Яровский Б.М. Основные вопросы современного школьного курса физики. - М.: Просвещение, 1990.

25. Сауров Ю.А., Мултановский В.В. Квантовая физика. Модели уроков. - М.: Просвещение, Учебная литература, 1996.

26. http://www.alleng.ru/d/phys/phys258.htm.

27. http://slovo.ws/urok/fizika/09/003/.

28. http://fizika-class.narod.ru/ku.htm.

29. http://mympf.narod.ru/Index.htm. Размещено на Allbest.ru

...