МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Майкопский государственный технологический университет»
Политехнический колледж
Утверждаю
Директор политехнического колледжа
________________________ Х.И. Борс
«_____» ___________________ 2011 г.
Рабочая программа учебной дисциплины
Физика
Майкоп, 2011
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе
Федерального государственного образовательного стандарта
по специальности среднего профессионального образования
270843 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий
Организация-разработчик: политехнический колледж ФГБОУ ВПО «МГТУ»
Разработчики: Буриндина Т.А., преподаватель первой категории
Родионова Т.К., преподаватель первой категории
Рекомендована предметной (цикловой) комиссией общетехнических дисциплин
Председатель ПЦК __________________ Гадагатель Ж.Ю.
Протокол № ______ от «____» ________________ 2011 г.
Содержание
Стр.
Паспорт рабочей программы учебной дисциплины 4
Структура и содержание учебной дисциплины 7
Условия реализации учебной дисциплины 16
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины 18
1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Практически во всех областях деятельности современного общества и в свете поставленных задач по интенсификации и повышению эффективности производства, развития наукоемких технологий, внедрения нанотехнологий, необходимость физических знаний очевидна. Именно на базе достижений физической науки получили развитие электроника и радиотехника, средства связи, техника производства различных электрических и электромеханических устройств, вычислительная техника, стала возможной автоматизация производственных процессов, развитие телекоммуникаций, получение объемных изображений, построение моделей, объясняющих эволюцию Вселенной.
1.2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
Учебная дисциплина «Физика» является общеобразовательной, устанавливающей базовые знания, необходимые для освоения специальных дисциплин. Знания по физике способствуют приобщению к самостоятельной творческой работе, приучают анализировать изучаемые явления, помогают глубже проникнуть в их сущность, воспитывают внимание и терпение, знакомят с методом моделирования физической ситуации, учат строить цепь моделей.
1.3. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью преподавания предмета «Физика» является изучение студентами основополагающих физических представлений о строении материального мира и фундаментальных закономерностей в природе. Курс «Физика» должен способствовать формированию у будущих специалистов научного мировоззрения, логического мышления и расширению их научно-технического кругозора.
Главной задачей курса является овладение основными понятиями и закономерностями физики, получение знаний о важнейших физических моделях, явлениях и методах физических исследований.
В результате изучения дисциплины «Физика» студенты должны
ЗНАТЬ: смысл понятий: естественно-научный метод познания; основу атомистического учения о строении вещества, теорию гравитационного и электромагнитного полей, свойства электромагнитных волн разной частоты, понятия кванта энергии, квантово-волнового дуализма, ядерных взаимодействий, радиоактивных превращений, термоядерного синтеза, эволюции Вселенной; знать о вкладе великих ученых (особенно отечественных) в формирование современной естественно-научной картины мира.
УМЕТЬ:
приводить примеры экспериментов и наблюдений, обосновывающих: атомно-молекулярное строение вещества, существование электромагнитного, гравитационного и ядерного полей и взаимосвязь электрического и магнитного полей; волновые и корпускулярные свойства света, необратимость тепловых процессов, разбегание галактик, зависимость свойств вещества от структуры молекул, зависимость скорости протекания процессов от температуры;
объяснять прикладное значение важнейших достижений в области естественных наук для: развития энергетики, транспорта, средств связи, вычислительной техники, средств управления, робототехники, автоматизированных систем;
выдвигать гипотезы и предлагать пути их проверки, делать выводы на основе экспериментальных данных, представленных в виде графика, таблицы или диаграммы;
работать с естественно-научной информацией, содержащейся в сообщениях СМИ, Интернет-ресурсах, научно-популярной литературе; владеть методами поиска, выделять смысловую основу и оценивать достоверность информации;
использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для: оценки влияния на организм человека электромагнитных волн и радиоактивных излучений, энергосбережения, безопасного использования материалов в быту, осознанных личных действий по охране окружающей среды.
1.4. РЕКОМЕНДУЕМОЕ КОЛИЧЕСТВО ЧАСОВ НА ОСВОЕНИЕ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Программа рассчитана на 258 часов. Из них аудиторных 172 часа (теоретических – 134, лабораторных – 38). На самостоятельное обучение отводится 86 часов (внеаудиторная самостоятельная работа – 58 часов, рефераты по заданной теме – 28 часов).
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
|
Количество часов
|
Максимальная учебная нагрузка (всего)
|
258
|
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
|
172
|
В том числе:
|
|
теоретических часов
|
132
|
лабораторных часов
|
38
|
контрольная работа
|
2
|
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
|
86
|
в том числе:
|
|
внеаудиторная самостоятельная работа
|
58
|
рефераты по заданной тематике
Вклад отечественных ученых в развитие теории космических полетов.
Роль М.В. Ломоносова в развитии атомистического учения.
Технический прогресс и молекулярно-кинетическая теория вещества.
Тепловые машины и охрана окружающей среды.
Необратимость тепловых процессов.
Невозможность создания вечного двигателя.
Тепловое расширение тел и учет их в технике и быту.
Самостоятельные разряды в газах, их учет и использование в технике.
Полупроводниковые транзисторы в современных электро- и радиотехнических устройствах.
Свойства и применение пара и диамагнетиков.
Работа циклических ускорителей и масс-спектрометров.
Плазмотроны, их использование в технике.
Сверхпроводимость, перспективы использования.
Электромагнитные реле, области их применения.
Радиотелефонная связь. История развития, перспективы развития и применения.
Радиолокация – основы, применение.
Детекторный приемник с усилителем.
Глаз как оптическая система. Недостатки зрения.
Невидимые лучи, их свойства и применение.
Практическое применение спектрального анализа в технике и астрономии.
Индуцированные источники излучения. Лазеры и их практическое применение.
Фотография, перспективы совершенствования.
Волоконная оптика, перспективы развития и применения.
Отечественные ученые-атомщики. Лауреаты Нобелевской и Государственной премий в области изучения атомного ядра.
Давление света и образование кометных хвостов.
Биологическое действие радиоактивных изотопов на живой организм.
Применение радиотермолюминисценсии в криминалистике.
28. Определение возраста археологических находок по радиоактивным долгожителям и палеомагнетизму.
|
28
|
Итоговая аттестация в форме экзамена (итогового теста)
|
Тематический план учебной дисциплины
Наименование разделов и тем
|
Максимальная нагрузка
|
Количество аудиторных часов
|
Самостоятельное изучение
|
всего
|
лекционные
|
лабораторные
|
Введение
|
2
|
2
|
2
|
-
|
-
|
Раздел 1. Механика
Тема 1.1. Кинематика
Тема 1.2. Динамика
Тема 1.3. Импульс. Энергия. Законы сохранения
Тема 1.4. Колебания и волны
|
56
10
18
14
14
|
34
6
12
8
8
|
30
6
10
8
6
|
4
-
2
-
2
|
22
4
6
6
6
|
Раздел 2. Тепловые явления
Тема 2.1. Основы молекулярно-кинети-ческой теории
Тема 2.2. Основы термодинамики
|
42
16
26
|
30
10
20
|
22
8
14
|
8
2
6
|
12
6
6
|
Раздел 3. Основы электромагнетизма
Тема 3.1. Основы электродинамики
Тема 3.2. Электрический ток в разных средах
Тема 3.3. Магнитное поле
Тема 3.4. Электромагнитная индукция
|
72
34
14
14
10
|
48
28
8
8
4
|
32
14
8
6
4
|
16
14
-
2
-
|
24
6
6
6
6
|
Раздел 4. Колебания и волны
Тема 4.1. Электромагнитные колебания и волны
Тема 4.2. Волновая оптика
|
48
14
34
|
34
8
26
|
24
8
16
|
10
-
10
|
14
6
8
|
Раздел 5. Квантовая и атомная физика
Тема 5.1. Квантовая оптика
Тема 5.2. Физика атома и атомного ядра
|
26
10
16
|
16
6
10
|
16
6
10
|
-
-
-
|
10
4
6
|
Раздел 6. Эволюция Вселенной
Тема 6.1. Большой взрыв – основа эволюции
Тема 6.2. Физика и НТР
|
12
10
2
|
8
6
2
|
8
6
2
|
-
-
-
|
4
4
-
|
|
258
|
172
|
134
|
38
|
86
|
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины
Наименование
разделов и тем
|
Содержание учебного материала, лабораторные работы, самостоятельная работа обучающихся
|
Объем часов
|
Уровень освоения
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Введение
|
|
2
|
1
|
Раздел 1. Механика
|
|
56
|
|
Тема 1.1. Кинематика
|
Механическое движение, относительность механического движения. Системы отсчета. Характеристики механического движения: путь, перемещение, скорость, ускорение.
Самостоятельное изучение: движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Нормальное и тангенциальное ускорение (сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
6
4
|
1
2
|
Тема 1.2. Динамика
|
Взаимодействие тел. Принцип суперпозиции сил. Законы динамики Ньютона. Силы природы: упругость, трение, сила тяжести. Закон Всемирного тяготения. Невесомость.
Лабораторная работа: «Исследование зависимости силы трения от веса тела».
Самостоятельное изучение: невесомость и перегрузки. Учет и использование явлений в технике (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
10
2
6
|
2
2
1
|
Тема 1.3. Импульс. Энергия. Законы сохранения
|
Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Закон сохранения механической энергии. Работа, условия ее совершения.
Самостоятельное изучение: механическая мощность (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование, доклад).
|
8
6
|
2
1
|
Тема 1.4. Колебания и волны
|
Механические колебания, их виды. Гармонические колебания, их характеристики: период, амплитуда, частота, фаза колебаний. Механический резонанс. Механические волны: длина, скорость, свойства волн.
Лабораторная работа: «Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити подвеса».
Самостоятельное изучение: звуковые волны. Ультразвук. Инфразвук, природные проявления, использование в технике и медицине (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование, доклад).
|
6
2
6
|
2
2
1
|
Раздел 2. Тепловые явления
|
|
42
|
|
Тема 2.1. Основы молекулярно-кинети-ческой теории
|
История атомистических учений. Наблюдения и опыты, подтверждающие атомно-молекулярное строение вещества. Масса и размеры молекул. Тепловое движение. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии молекул. Агрегатные состояния вещества, их объяснение в фазовых переходах.
Модель идеального газа. Связь давления и средней кинетической энергии молекул газа. Изопроцессы. Модель строения жидкости. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Поверхностное натяжение, смачивание, капиллярность. Модель строения твердых тел, механические свойства твердых тел.
Лабораторная работа: «Определение относительной влажности воздуха».
Самостоятельное изучение: аморфные вещества и жидкие кристаллы. Изменение энергии веществ в фазовых переходах, их объяснение с точки зрения молекулярно-кинетической теории (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
8
2
6
|
2
2
1
|
Тема 2.2. Основы термодинамики
|
Внутренняя энергия, способы ее изменения. Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Необратимость тепловых процессов. Тепловые машины, их применение. Экологические проблемы в результате применения тепловых машин. Проблемы энергосбережения. Коэффициент полезного действия тепловых машин.
Лабораторная работа: 1. «Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости».
2. «Проверка закона Гей-Люссака».
3. «Определение модуля упругости резины».
Самостоятельное изучение: первый и второй законы термодинамики.
Способы решения проблем охраны окружающей среды от загрязнения (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование, доклад).
|
14
6
6
|
2
2
1
|
Раздел 3. Основы электромагнетизма
|
|
72
|
|
Тема 3.1. Основы электродинамики
|
Взаимодействие заряженных тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрических зарядов. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля – его основная характеристика. Потенциал поля. Разность потенциалов.
Проводники в электрическом поле. Электрическая емкость. Конденсатор. Диэлектрики в электрическом поле. Постоянный электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление.
Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников. Э.Д.С. источника питания.
Лабораторная работа: 1. «Определение электроемкости конденсатора».
2. «Изучение законов последовательного соединения проводников».
3. «Изучение законов параллельного соединения проводников».
4. «Определение Э.Д.С. источника питания и его внутреннего сопротивления».
5. «Исследование зависимости мощности от напряжения».
Самостоятельное изучение: тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца. Работа и мощность электрического тока (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
14
14
6
|
2
2
2
|
Тема 3.2. Электриче-ский ток в разных средах
|
Основные положения электронной теории проводимости металлов. Ток в жидкостях. Законы электролиза Фарадея. Электрический ток в газах. Электрический разряд. Виды разрядов, их применение в технике.
Электрический ток в полупроводниках. Диоды полупроводниковые и триоды, их применение.
Самостоятельное изучение: диоды, триоды, газонаполненные лампы. Ток в вакууме. Вакуумные приборы: электронно-лучевая трубка; ее применение в технике (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
8
6
|
2
1
|
Тема 3.3. Магнитное поле
|
Магнитное поле. Характеристики магнитного поля. Постоянные магниты, магнитное поле тока. Сила Ампера, сила Лоренца. Электродвигатель, принцип действия электродвигателя. Электроизмерительные приборы.
Лабораторная работа: «Определение магнитных полюсов катушки с током».
Самостоятельное изучение: работа циклических ускорителей. Масс-спектрометры, их устройство и принцип работы (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование, доклад).
|
6
2
6
|
2
2
1
|
Тема 3.4. Электро-магнитная индукция.
|
Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Вихревое электрическое поле. Правило Ленца. Самоиндукция.
Самостоятельное изучение: техника безопасности при работе с электрическим током. Электрогенератор, принцип действия. Переменный ток. Трансформатор. Принцип действия трансформатора. Производство, передача и потребление электроэнергии. Проблемы электросбережения (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
4
6
|
2
1
|
Раздел 4. Колебания и волны
|
|
48
|
|
Тема 4.1. Электромаг- нитные колебания и волны
|
Электромагнитные колебания, их виды. Колебательный контур. Переменный ток, производство и передача. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Скорость электромагнитных волн. Принципы радиосвязи.
Самостоятельное изучение: детекторный радиоприемник. Передача информации. Радиолокация, ее применение. История развития радиотелефонной связи (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование, доклад).
|
8
6
|
2
1
|
Тема 4.2. Волновая оптика
|
Свет как электромагнитная волна. Интерференция и дифракция света. Законы отражения и преломления света. Дисперсия света. Шкала электромагнитных излучений, свойства и практическое применение.
Лабораторная работа: 1. «Изучение законов отражения света».
2. «Определение показателя преломления света».
3. «Наблюдение интерференции света и определение качества шлифовки стекол».
4. «Наблюдение сплошных и линейчатых спектров».
5. «Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».
Самостоятельное изучение: полное внутреннее отражение световых волн. Оптические приборы, принцип действия спектроскопа. Разрешающая способность оптических приборов (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование, доклад).
|
16
10
8
|
2
2
1
|
Раздел 5. Квантовая и атомная физика
|
|
26
|
|
Тема 5.1. Квантовая оптика
|
Гипотеза Планка о квантах. Фотоэффект. Законы Столетова для фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоэлементы, их использование в технике.
Самостоятельное изучение: работы Лебедева по определению давления света. Использование открытия Бредихиным для определения форм кометных хвостов (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
6
4
|
2
1
|
Тема 5.2. Физика атома и атомного ядра
|
Строение атома: планетарная модель и модель Бора. Излучение и поглощение света атомом. Квантование энергии. Лазеры, принцип действия и использование лазеров. Строение атомного ядра. Радиоактивные излучения, их воздействие на живые организмы. Энергия расщепления атомного ядра.
Самостоятельное изучение: ядерная энергия и экологические проблемы, связанные с ее применением (реферат, сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
10
6
|
2
1
|
Раздел. 6. Эволюция Вселенной
|
|
12
|
|
Тема 6.1. Большой взрыв – основа эволюции
|
Эффект Доплера и обнаружение «разбегания» галактик. Большой взрыв. Возможные сценарии эволюции Вселенной. Эволюция и энергия горения звезд. Термоядерный синтез. Образование планетных систем. Солнечная система.
Самостоятельное изучение: различные сценарии эволюции Вселенной (сообщение, самостоятельное конспектирование).
|
6
4
|
2
1
|
Тема 6.2. Физика и НТР
|
Научно-технический прогресс.
|
2
|
2
|
Всего
|
|
258
|
|
1 – ознакомительный
2 – репродуктивный
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Требования к минимуму материально-технического обеспечения реализации учебной дисциплины:
- учебники;
- инструкционные карты лабораторных работ;
- демонстрационное оборудование;
- лабораторное оборудование;
- плакаты.
3.2. Информационное обеспечение обучения
Основная литература
Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для СПО. - М.: Академия, 2011
Самойленко, П.И. Физика для профессий и специальностей социально-экономического и гуманитарного профилей : учебник / П.И. Самойленко. - М. : Академия, 2010. - 496 с
Самойленко П.И. Физика для профессий и специальностей социально-экономического и гуманитарного профилей. Сборник задач: учеб. пособие для СПО. - М.: Академия, 2011
4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.
Результаты обучения (усвоенные знания, освоенные умения)
|
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
|
1
|
2
|
Знания:
- смысла понятий: естественно-научный метод познания, гравитационное и электромагнитное поле, электромагнитные волны, квант энергии, квантово-волновой дуализм, ядерные взаимодействия, радио-активные превращения, термоядерный синтез.
|
Текущий контроль:
- рейтинговая оценка знаний студентов по дисциплине (ежемесячно);
- интегрированные тесты.
Промежуточный контроль:
- рубежный тестовый контроль по темам разделов;
- защита рефератов студентами по предлагаемой тематике.
Итоговый контроль:
- экзамен (I и II семестры).
|
Умения:
- приведения примеров экспериментов и (или) наблюдений, обосновывающих: атомно-молекулярное строение вещества, существование электро-магнитного поля и взаимосвязь электрического и магнитного полей, волновые и корпускулярные свойства света, необратимость тепловых процессов, разбегание галактик;
- объяснения прикладного значения важнейших достижений в области естественных наук;
- выдвижения гипотез и предложения путей их проверки;
- работы с естественно-научной информацией, содержащейся в сообщениях СМИ, Интернет-ресурсах, научно-популярной литературе.
|
|
|
