Рабочая программа дисциплины «основы теоретической физики»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ 1

Направление: 44.03.05 ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 1

Челябинск 2014 1

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ 3

Направление: 44.03.05 ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 3

ОГЛАВЛЕНИЕ 4

1ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА. 5

2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7

3.СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 15

4.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 16

5.ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 17

6.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ 33

Образовательные технологии, используемые в различных видах учебных занятий по дисциплине 36

Таблица 11 36

ЛИСТ ИЗМЕНЕНИЙ 37

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.

1. 
   Место теоретической механики в структуре образовательной программы
   

Данная дисциплина входит в блок дисциплин по выбору (Б.1.В.ДВ.14) основной образовательной программы. Теоретическая механика изучается в 5 семестре, на изучение этой дисциплины отводится 40 часов лекций, 20 час. лабораторных занятий, 12 час. практических занятий и 72 часа самостоятельной работы студентов. Форма итогового контроля - зачёт.

Трудоёмкость дисциплины составляет 4 ЗЕТ.

2. 
   Знания, умения, навыки, необходимые для данной дисциплины, сформированные на предыдущих этапах обучения
   

Для освоения теоретической механики необходимы знания, умения и навыки, сформированные в разделе «Механика» курса общей физики, в курсах «Высшая математика» и «Методы математической физики». Курс общей и экспериментальной физики (ОЭФ) даёт эмпирический базис, содержащий знания о механических явлениях, фундаментальных опытах и основных законах. Курсы высшей математики и методов математической физики дают необходимый математический фундамент в области дифференциального, интегрального, вариационного исчисления и математической теории поля. Приступая к изучению курса, студент должен знать основы векторного и тензорного анализа, дифференциального и интегрального исчисления, владеть приёмами решения линейных дифференциальных уравнений первого и второго порядка.

3. 
   Необходимость изучения теоретической механики как основы для последующего изучения других разделов теоретической физики
   

Необходимость изучения курса теоретической механики обусловлена тем, что большое количество понятий и аналитических методов, выработанных при исследованиях механического движения, с успехом используется во всех разделах теоретической физики. К их числу относятся представления о пространстве и времени, принцип относительности, принцип причинности, законы сохранения и их связь со свойствами симметрии пространства и времени, вариационные принципы (в частности, принцип наименьшего действия), гамильтонов формализм, используемый в квантовой механике и статистической физике. Изучение теоретической механики предполагает ознакомление с тремя формулировками её законов: на «языках» Ньютона, Лагранжа и Гамильтона, которые физически эквивалентны. Углублённое изложение ньютоновской динамики диктуется потребностями профессиональной подготовки учителя. Изложение основ аналитической механики завершает ознакомление студентов с общими идеями и методами теоретической механики, подготавливая почву для перехода к изучению квантовой механики.

Теоретическая механика даёт основу для изучения последующих разделов курса теоретической физики: электродинамики и специальной теории относительности, квантовой механики, статистической физики и термодинамики, физики твердого тела, физики атомного ядра и элементарных частиц.

3. 
   Цели дисциплины
   

Цель изучения теоретической механики состоит в овладении совокупностью идей, фундаментальных принципов и законов, общих сведений о движении и взаимодействии материальных объектов в рамках механической составляющей физической картины мира.
Основными задачами данной дисциплины являются:

1. 
   Теоретически обобщить знания студентов по разделу «Механика» курса ОЭФ, обеспечить глубокое понимание механической компоненты единой физической картины мира;
   
2. 
   Познакомить студентов с математическими методами исследования механического движения, применяемыми для решения конкретных задач;
   
3. 
   Сформировать фундамент, необходимый для изучения последуюших разделов теоретической физики;
   
4. 
   Дать прочную теоретическую базу для квалифицированного преподавания механики в школьном курсе физики.
   

Этими задачами обусловлена специфика изложения материала. Курс теоретической механики, как и другие разделы теоретической физики в рамках педагогического образования, должен сочетать в себе физическую глубину и доступность изложения, но не быть упрощенным, давая достаточно полное изложение сущности физических теорий. При этом на первый план выдвигаются идейная и эвристическая сторона теории, сущность явления, физическая интерпретация математических моделей и выводов теории.

3. 
   Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
   

Таблица 1

Планируемые результаты обучения

№ п/п	Компетенция (содержание и обозначение в соответствии с ФГОС ВО и ОПОП)	Конкретизированные цели освоения дисциплины
		знать	уметь	владеть
1.	ОК-3, способность использовать естественнонаучные и математические знания для ориентирования в современном информационном пространстве	З.1. Место теоретической механики на карте науки и её роль как составной части общечеловеческой культуры; З.2. основные понятия, принципы и законы теоретической механики.	У.1. Самостоятельно приобретать знания в области теоретической механики, используя учебную литературу и современные информационные и коммуникационные технологии; У.2. использовать знания, полученные при изучении высшей математики, общей и экспериментальной физики, методов математической физики.	В.1. Математической культурой, необходимой для описания и понимания механических явлений.
2.	СК-1 готов использовать в профессиональной деятельности концептуальные и теоретические основы физики	З.3. Основные понятия (терминологический минимум), принципы, уравнения, формулы, законы механики Ньютона и аналитической механики Лагранжа-Гамильтона; З.4. историю развития и роль выдающихся учёных в создании теоретической механики.	У.3. Выводить основные уравнения теоретической механики; У.4. объяснять физический смысл уравнений и основных результатов; У.5. применять законы и уравнения теоретической механики для объяснения наблюдаемых механических явлений и экспериментальных законов;	В.2. Физическим научным языком, грамотно использовать его в профессиональной деятельности; В.3. методами решения задач для простых механических моделей кинематики и динамики.