Общая характеристика учебного предмета «Физика»

Учебный предмет «Физика», базирующийся на физике как науке о наиболее общих законах природы, является системообразующим для изучения физической географии, биологии, химии, астрономии и вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире.

Дидактическая модель учебного предмета «Физика» предусматривает содержательный и процессуальный компоненты.

Источником наполнения содержательного компонента являются:

• физические знания (научные факты, понятия, законы, теории, физическая картина мира);
• методологические знания (знания о процессах и методах познания).

Источником наполнения процессуального компонента являются:

• приемы изучения, соответствующие методам науки (использование наблюдения или теории для получения нового знания);
• познавательная деятельность учащихся, соответствующая переходу от явления к его сущности и от сущности к явлению;
• экспериментально-исследовательская деятельность учащихся, соответствующая этапам и логике научной деятельности (наблюдение, выдвижение гипотезы, экспериментальная проверка гипотезы, формулировка закона, создание теории).

Содержание учебного предмета «Физика» в X и XI классах, основные требования к результатам учебной деятельности учащихся по физике, концентрируясь по содержательным линиям (физические методы исследования явлений природы, физические объекты и закономерности взаимодействия между ними, физические аспекты жизнедеятельности человека), структурируются на основе физических теорий: молекулярно-кинетической, электромагнитной, волновой, квантово-механической.

Средствами учебного предмета «Физика» продолжается формирование научного мировоззрения и специфичной для физики экспериментально-исследовательской компетенции.

Цели и задачи изучения учебного предмета «Физика»

В контексте целей обучения и воспитания на III ступени общего среднего образования целями изучения физики как учебного предмета являются:

• продолжение формирования представлений о физической картине мира на основе освоения молекулярно-кинетической, электромагнитной, квантово-механической теорий;
• осознание роли физики в жизни общества, взаимосвязи развития физики, общества, техники, технологий, других наук;
• продолжение формирования общеучебных умений и навыков в решении практических задач, связанных с использованием физических знаний, в рациональном природопользовании и защите окружающей среды;
• продолжение познавательного интереса к физике и технике;
• обеспечение подготовки к продолжению получения образования на уровнях профессионально-технического, среднего специального, высшего образования, самостоятельной трудовой деятельности;
• развитие аналитического мышления, творческих способностей, осознанных мотивов учения;
• воспитание эстетического восприятия мира, убежденности в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития общества, сохранения окружающей среды, уважения к творцам науки и техники; отношения к физике как к элементу общечеловеческой культуры.

Достижение целей изучения физики обеспечивается решением следующих задач:

на предметном уровне:

• усвоение основных методов исследования, физических законов, теорий, понимание единства строения материи и неисчерпаемости процесса ее познания, роли практики в познании физических явлений и законов;
• формирование умений:

проводить наблюдения природных явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать измерительные приборы для изучения физических явлений, точность их измерений, представлять результаты наблюдений или измерений с помощью таблиц, графиков, выявлять на этой основе эмпирические закономерности и применять их для объяснения разнообразных природных явлений и процессов, принципов действия важнейших технических устройств, решения физических задач;

самостоятельно приобретать новые знания, решать физические задачи и выполнять экспериментальные исследования, в том числе с использованием информационных технологий;

развивать познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности;

на межпредметном уровне (в контексте с учебными предметами естественно-научной составляющей образовательной программы базового образования (физика, биология, химия, астрономия)):

• продолжение формирования представлений о целостной естественно-научной картине мира, понимание возрастающей роли естественных наук и научных исследований в современном мире;
• развитие умений:
  • формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
  • решать учебные, практико-ориентированные задачи на межпредметной основе;
  • бережно относиться к окружающей среде и рационально использовать природные богатства;

на метапредметном уровне:

• овладение учащимися универсальными учебными действиями как совокупностью способов действий, обеспечивающих им способность к самостоятельному усвоению новых знаний и умений (включая и организацию этого процесса), к эффективному решению различного рода жизненных задач, на основе которых продолжается формирование и развитие компетенций учащихся;

на личностном уровне:

• осознание учащимися значимости физического знания независимо от их профессиональной деятельности в будущем, ценности научных открытий и методов познания, творческой созидательной деятельности, образования на протяжении всей жизни.

Место учебного предмета в Типовом учебном плане общего среднего образования

Типовой учебный план общего среднего образования на изучение на базовом уровне физики в X и XI классах устанавливает по 2 учебных часа в неделю.

Предъявляемый учебный материал содержательного компонента, перечень демонстрационных опытов, компьютерных моделей, фронтальных лабораторных работ процессуального компонента учебного предмета «Физика», основные требования к результатам учебной деятельности учащихся распределены по разделам (темам) отдельно для каждого класса и с учетом последовательности изучения учебного материала, выполнения лабораторных работ.

Количество учебных часов, отведенное на изучение отдельных тем, является примерным. Оно зависит от предпочтений учителя в выборе педагогически обоснованных методов обучения и воспитания, форм проведения учебных занятий, видов учебной деятельности и познавательных возможностей учащихся.

Рекомендуемые подходы к организации образовательного процесса, формы, методы обучения и воспитания

Актуальными в настоящее время подходами к организации образовательного процесса являются системно-деятельностный, компетентностный и личностно ориентированный. При реализации каждого из указанных подходов учащийся является главным объектом образовательного процесса. При этом основное внимание уделяется активной разносторонней, в максимальной степени самостоятельной познавательной деятельности учащегося.

Механизмом реализации данных подходов при изучении физики являются современные технологии обучения и воспитания, обеспечивающие овладение учащимися методологическими, теоретическими знаниями, экспериментально-проектными умениями, приобретение опыта познавательной деятельности, развитие творческих способностей учащихся.

Контроль, или проверка результатов учебной деятельности учащихся, является обязательным компонентом образовательного процесса и определяется дидактикой как педагогическая диагностика.

Назначение проверки во всем многообразии ее форм, типов и методов проведения – выявление уровня усвоения учебного материала в соответствии с основными требованиями к результатам учебной деятельности учащихся, предъявляемыми в настоящей учебной программе, и на этой основе корректировка учебно-познавательной деятельности учащихся.

Контрольные работы (по четыре в X и XI классах) проводятся по темам, имеющим особо важное значение для продолжения изучения физики и с учетом их прикладного характера:

X класс: «Основы МКТ. Идеальный газ»; «Основы термодинамики»; «Электростатика»; «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»;

XI класс: «Механические колебания и волны»; «Электромагнитные колебания и волны»; «Оптика»; «Квантовая физика».

Ожидаемые результаты освоения учебной программы
на III ступени общего среднего образования

Личностные:

• убежденность в возможностях познания природы;
• формирование культуры в области охраны окружающей среды и природопользования;
• уважение к творцам науки и техники, виденье науки как элемента общечеловеческой культуры.

Метапредметные:

• освоение новых форм учебной деятельности: лабораторно-исследовательской; проектно-исследовательской, семинарской и иных;
• развитие универсальных учебных действий (регулятивных, учебно-познавательных, коммуникативных) средствами физики;
• развитие умений работать с информацией, выделять в ней главное; отличать существенные признаки явлений и величин от несущественных; видеть несколько вариантов решений проблемы, выбирать наиболее оптимальный вариант.

Предметные:

• сформированность представлений об объективности научного физического знания; о системообразующей роли физики для развития других естественных наук, техники и технологий; научного мировоззрения как результата изучения основ строения материи и закономерностей физических явлений;
• приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, простых экспериментальных исследований, прямых измерений с использованием современных измерительных приборов; понимание неизбежности погрешностей любых измерений;
• осознание эффективности применения достижений физики и технологий в целях рационального природопользования;
• сформированность представлений о рациональном использовании природных ресурсов и энергии, о загрязнении окружающей среды как следствии работы машин и механизмов;
• сформированность умений прогнозировать, анализировать и оценивать последствия бытовой и производственной деятельности человека с позиции экологической безопасности.
• XI КЛАСС
  Содержание учебного предмета

(2 ч в неделю, всего 70 ч)

КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

1. Механические колебания и волны (14 ч)

Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.

Пружинный и математический маятники.

Превращения энергии при гармонических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.

Распространение колебаний в упругой среде. Волны. Частота, длина, скорость распространения волны и связь между ними.

Звук.

Фронтальные лабораторные работы

1. Изучение колебаний груза на нити.

2. Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

3. Измерение жесткости пружины на основе закономерностей колебаний пружинного маятника.

Демонстрации, опыты, компьютерные модели

Колебания тела на нити и пружине.

Кинематическая модель гармонических колебаний.

Зависимость периода гармонических колебаний математического маятника от его длины.

Вынужденные колебания.

Резонанс.

Образование и распространение поперечных и продольных волн.

Колеблющееся тело как источник звука (камертон).

Зависимость громкости звука от амплитуды колебаний.

Зависимость высоты тона от частоты колебаний.

Основные требования к результатам
учебной деятельности учащихся

Учащийся должен:

иметь представление:

об (о) амплитуде, периоде, частоте, фазе колебаний;

физических моделях: математический и пружинный маятники;

физических явлениях: волновое движение, поперечная и продольная волны, звуковая волна;

знать/понимать:

смысл физических понятий и явлений: свободные колебания, гармонические колебания, вынужденные колебания, резонанс, длина волны, скорость распространения волны;

уметь:

описывать/объяснять физические явления: механические колебания, резонанс;

владеть:

экспериментальными умениями: определять период колебаний;

практическими умениями: решать качественные, графические, расчетные задачи при описании гармонических колебаний и волн.

2. Электромагнитные колебания и волны (12 ч)

Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания в контуре. Формула Томсона. Превращения энергии в колебательном контуре.

Переменный электрический ток. Преобразования переменного тока.

Передача электрической энергии. Экологические проблемы производства и передачи электрической энергии.

Электромагнитные волны и их свойства. Шкала электромагнитных волн. Действие электромагнитного излучения на живые организмы.

Демонстрации, опыты, компьютерные модели

Электромагнитные колебания.

Зависимость частоты электромагнитных колебаний от электроемкости и индуктивности контура.

Получение переменного тока при вращении проводящего витка в магнитном поле.

Осциллограммы переменного тока.

Передача электрической энергии на расстояние.

Трансформатор.

Излучение и прием электромагнитных волн.

Свойства электромагнитных волн.

Основные требования к результатам
учебной деятельности учащихся

Учащийся должен:

иметь представление:

о шкале электромагнитных волн;

путях развития электроэнергетики и экологических проблемах производства и передачи электроэнергии;

знать/понимать:

смысл физических понятий: колебательный контур, свободные электромагнитные колебания, переменный электрический ток, скорость распространения электромагнитной волны;

уметь:

описывать и объяснять физические явления: электромагнитные колебания, переменный электрический ток, электромагнитные волны;

владеть:

практическими умениями: решать качественные, графические, расчетные задачи на определение периода и энергетических характеристик электромагнитных колебаний, характеристик электромагнитных волн.

3. Оптика (17 ч)

Электромагнитная природа света.

Интерференция света.

Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция света. Дифракционная решетка.

Закон отражения света. Зеркала.

Закон преломления света. Показатель преломления. Полное отражение.

Формула тонкой линзы.

Фронтальные лабораторные работы

3. Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

4. Измерение показателя преломления стекла.

5. Изучение тонкой собирающей линзы.

Демонстрации, опыты, компьютерные модели

Интерференция света.

Дифракция света.

Получение спектра с помощью дифракционной решетки.

Закон отражения света.

Закон преломления света.

Полное отражение света.

Световод.

Основные требования к результатам
учебной деятельности учащихся

Учащийся должен:

иметь представление:

об (о) электромагнитной природе света;

принципе Гюйгенса – Френеля;

вкладе белорусских ученых в развитие физической оптики;

знать/понимать:

смысл физических понятий и явлений: когерентность, интерференция, дифракция, показатель преломления;

смысл физических законов и принципов: отражения и преломления света;

уметь:

описывать и объяснять физические явления: отражение, преломление света, интерференция, дифракция;

владеть:

экспериментальными умениями: определять длину волны видимого света, показатель преломления вещества, фокусное расстояние тонкой собирающей линзы;

практическими умениями: решать качественные, графические, расчетные задачи на определение длины световой волны, порядка дифракционных максимумов, на построение хода световых лучей в зеркалах, плоскопараллельных пластинах; характеристик изображения в зеркалах, тонких линзах с использованием законов прямолинейного распространения, отражения и преломления света, формул дифракционной решетки, сферического зеркала, тонкой линзы.

4. Основы специальной теории относительности (3 ч)

Принцип относительности Галилея и электромагнитные явления. Постулаты Эйнштейна.

Закон взаимосвязи массы и энергии.

Основные требования к результатам
учебной деятельности учащихся

Учащийся должен:

иметь представление:

о постулатах Эйнштейна;

знать/понимать:

смысл физических законов: о взаимосвязи массы и энергии;

владеть:

практическими умениями: решать качественные и расчетные задачи на применение закона взаимосвязи массы и энергии.

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

5. Фотоны. Действия света (6 ч)

Фотоэффект. Экспериментальные законы внешнего фотоэффекта. Квантовая гипотеза Планка.

Фотон. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Давление света. Корпускулярно-волновой дуализм.

Демонстрации, опыты, компьютерные модели

Фотоэлектрический эффект.

Законы внешнего фотоэффекта.

Устройство и действие фотореле.

Основные требования к результатам
учебной деятельности учащихся

Учащийся должен:

иметь представление:

о тепловом излучении и квантовой гипотезе Планка;

применении фотоэффекта;

давлении света;

корпускулярно-волновом дуализме;

знать/понимать:

смысл физических понятий: фотон, фотоэффект, красная граница фотоэффекта, работа выхода;

смысл физических законов: внешнего фотоэффекта;

уметь:

объяснять: явление внешнего фотоэффекта;

владеть:

практическими умениями: решать качественные, графические, расчетные задачи на определение энергии фотона, красной границы фотоэффекта, задерживающего потенциала, работы выхода с использованием уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

6. Физика атома (6 ч)

Явления, подтверждающие сложное строение атома. Ядерная модель атома.

Квантовые постулаты Бора.

Излучение и поглощение света атомами. Спектры испускания и поглощения.

Демонстрации, опыты, компьютерные модели

Линейчатый спектр излучения.

Спектр поглощения.

Основные требования к результатам
учебной деятельности учащихся

Учащийся должен:

иметь представление:

о физических моделях: ядерная модель атома;

достижениях белорусских ученых в области спектроскопии и квантовой электроники;

знать/понимать:

смысл физических понятий: основное и возбужденное энергетические состояния атома;

смысл постулатов Бора;

уметь:

объяснять: процесс излучения и поглощения энергии атомом;

владеть:

практическими умениями: решать качественные и расчетные задачи на определение частоты и длины волны излучения атома при переходе электрона в атоме из одного энергетического состояния в другое.

7. Физика ядра (10 ч)

Протонно-нейтронная модель строения ядра атома.

Энергия связи ядра атома.

Ядерные реакции. Законы сохранения в ядерных реакциях.

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Альфа-, бета-радиоактивность, гамма-излучение. Действие ионизирующих излучений на живые организмы.

Деление тяжелых ядер. Цепные ядерные реакции. Ядерный реактор. Реакции ядерного синтеза.

Демонстрации, опыты, компьютерные модели

Наблюдение треков в камере Вильсона (компьютерная модель).

Фотографии треков заряженных частиц.

Ядерный реактор.

Основные требования к результатам
учебной деятельности учащихся

Учащийся должен:

иметь представление:

о реакциях деления и синтеза ядер;

принципе действия ядерного реактора;

ядерной энергетике и экологических проблемах ее использования;

достижениях белорусских ученых в области ядерной физики;

знать/понимать:

смысл физических понятий: протонно-нейтронная модель ядра, ядерная реакция, энергия связи, дефект масс, период полураспада, цепная ядерная реакция деления;

смысл физических явлений и процессов: радиоактивность, радиоактивный распад, деление ядер;

смысл физических законов: радиоактивного распада, сохранения в ядерных реакциях;

владеть:

практическими умениями: решать качественные и расчетные задачи на определение продуктов ядерных реакций, энергию связи атомного ядра, периода полураспада радиоактивных веществ с использованием закона сохранения электрического заряда и массового числа, формулы взаимосвязи массы и энергии.

8. Единая физическая картина мира (2 ч)

Современная естественно-научная картина мира.

Основные требования к результатам учебной деятельности учащихся

Учащийся должен:

иметь представление:

о современной естественно-научной картине мира.