Рабочая программа по курсу "Решение физических задач"
рабочая программа по физике (10, 11 класс) на тему

Решение физических задач

программа для 10-11 классов

Составитель:

Бекетова Татьяна Григорьевна

учитель физики

первая квалификационная категория

Срок действия программы: 2016- 2017учебный год

с. Кочневское

2016 г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курс по решению физических задач предназначен для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений. Он основан на знаниях и умениях полученных учащимися на уроках физики за курс основной и средней школы.

Содержание программы способствует развитию практических умений учащихся решать физические задачи, что является необходимым условием для профессиональной подготовки специалистов естественнонаучного профиля.

Программа курса отличается от общеобразовательной программы по физике тем, что дает возможность учащимся, обучающимся в образовательных классах хорошо овладеть навыками решения задач, которые можно использовать потом при сдаче единого государственного экзамена. В рамках этой программы учащиеся имеют возможность познакомиться с более разнообразным спектром задач по физике, научиться решать задачи высокого уровня сложности, самостоятельно составлять условия задач.

При анализе и решении задач учащиеся получают знания о конкретных природных объектах и физических явлениях, об истории науки и техники, создают и разрешают проблемные ситуации, формируют практические и интеллектуальные умения.

Решение задач по физике — необходимый элемент учебной работы. Задачи дают материал для упражнений, требующих применения физических закономерностей к явлениям, протекающим в тех или иных конкретных условиях. Поэтому они имеют большое значение для конкретизации знаний учащихся, для привития им умения видеть в окружающей жизни проявление законов физики. Без такой конкретизации знания остаются книжными, не имеющими практической ценности.

Решение задач - это одно из важных средств повторения, закрепления и проверки знаний учащихся, один из практических методов обучения физике. С помощью решения задач формируются такие качества личности, как целеустремленность, настойчивость, аккуратность, внимательность, дисциплинированность, развиваются эстетические чувства, формируются творческие способности.

Последовательно это можно сделать в рамках предлагаемой ниже программы.  

Данная программа может быть использована при подготовке  к итоговой аттестации.

Цель курса:

Совершенствование умений и навыков решения физических задач. 

Задачи курса:

• прививать интерес к физике, к решению физических  задач;
• формировать представление о методах решения задач;
• развивать логическое и абстрактное мышление;
• развивать творческие способности, навыки рефлексии;
• формировать  коммуникативные умения работать в группе, вести диалог, дискуссию,  отстаивать свою точку зрения.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие конкретные умения:

1. использовать алгоритмический способ решения физических задач;
2. переносить усвоенный метод решения задач по одному разделу на решение задач по другим разделам;
3. выполнять  преобразования с единицами измерения величин;
4. находить функциональные зависимости между физическими величинами;
5. оценивать  реальность полученного результата.

Формы контроля знаний

Образовательные результаты изучения данного курса могут быть выявлены в рамках следующих форм контроля:

• текущий контроль (беседы с учащимися по изучаемым темам);

• тематический контроль (тестовые задания).

Курс рассчитан на 35 часов, 1 час в неделю.

Критерии оценивания качественной задачи

Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ, и полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов.

«4». Приведено решение и дан верный ответ, но имеется один из недостатков:

в объяснении содержится лишь общие рассуждения без привязки к конкретной ситуации задачи, хотя указаны все необходимые физические явления и законы.

или

рассуждения, приводящие к ответу, представлены не в полном объеме или в них содержатся логические недочеты.

или

указаны не все физические явления и законы, необходимые для полного правильного решения.

«3». Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:

приведены рассуждения с указанием на физические явления и законы, но дан неверный или неполный ответ.

или

приведены рассуждения с указанием на физические явления и законы, но ответ не дан.

«2». Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям

Критерии оценивания расчетной задачи

«5». Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:

1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения выбранным способом;

2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (с указанием единиц измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями.)

«4». Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:

в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка.

или

необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат  ошибок, но не закончены.

или

не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде.

или

решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.

«3». Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:

представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких – либо преобразований и с  их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

или

в решение отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

или

в одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

«2». Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям

Содержание изучаемого курса 10 класс  (35 ч.)

I. Введение.    1 ч.

Что такое физическая задача. Состав физической задачи. Физическая теория и решение задач. Классификация физических задач. Примеры задач всех видов. Общие требования при решении физических задач. Этапы решения физической задачи. Оформление решения задачи.

II. Операции над векторными величинами.     3 ч.

Действия над векторами. Сложение и вычитание векторов.  Определение модуля вектора и проекции результирующего вектора при сложении и вычитании. Проекции вектора на координатные оси.

III.  Механика.  16 ч.

3.1. Кинематика.    6 ч.

         Решение задач на равномерное и неравномерное прямолинейное движение. Анализ и построение графиков  зависимости координаты, пути, проекций перемещения, скорости, ускорения от времени при равномерном и равнопеременном прямолинейном движении. Координатный метод решения задач по кинематике. Кинематика вращательного движения.

3.2. Динамика и статика.     6 ч.

        Прямая и обратная задачи механики. Координатный метод решения задач по механике. Решение задач на основные законы динамики. Решение задач на движение материальной точки, системы точек, твердого тела под действием нескольких сил. Движение на закруглениях пути, движение по наклонной плоскости, движение связанных тел. Решение задач, в которых используются оба условия равновесия. Задачи на нахождение центра тяжести.  

3.3. Законы сохранения в механике.     4 ч.

        Повторение и  обобщение законов сохранения импульса и энергии. Решение задач на закон сохранения импульса и реактивное движение. Задачи на закон сохранения и превращения механической энергии. Решение задач на закон сохранения момента импульса.

IV. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. 13 ч.

4.1. Основы молекулярно-кинетической теории (МКТ).    7 ч.

        Решение задач на свойства газов и основное уравнение МКТ. Уравнение состояния идеального газа.  Решение задач на зависимость между параметрами (P, T, V), описывающими  состояние  газа. Анализ и построение графиков  на изопроцессы. Агрегатные состояния и фазовые переходы. Решение задач на свойства паров. Задачи на описание явлений поверхностного слоя  жидкости.  Задачи на определение характеристик влажности воздуха. Механические свойства твердых тел. Графические и экспериментальные задачи, задачи бытового содержания.

4.2. Основы термодинамики.      6 ч .

 Решение задач на внутреннюю  энергию газа, работу и количество  теплоты. Задачи на адиабатный процесс. Решение комбинированных задач на применение первого закона термодинамики.  Задачи на тепловые двигатели. Необратимость тепловых процессов.  

Резерв: 2 ч.

11 класс

I.  Электродинамика       15 ч.

 1.1 Законы постоянного тока.  10 ч.

Закон Ома для участка и для полной цепи.  Решение задач на различные приемы расчета сопротивления сложных электрических цепей. Последовательное и параллельное соединения проводников. Работа и мощность тока. Закон Джоуля –Ленца.

1.2 Электромагнитные явления.   5 ч.    

Задачи о силовом действии магнитного поля. Задачи на закон электромагнитной индукции. Явление самоиндукции, индуктивность, энергия магнитного поля. Задачи на переменный электрический ток: характеристики переменного электрического тока, электрические машины. Трансформатор.

II.    Геометрическая оптика.     7 ч    

         Задачи на законы отражения и преломления света.  Задачи на построение изображения в линзах и расчеты, связанные с этим изображением. Задачи на построение изображения  в  оптических  системах. Формула тонкой линзы. Задачи на построение изображений в плоском и выпуклом  зеркалах. Задачи на вычисление размеров изображения в оптических системах. Дифракционная решетка.

III.   Квантовая и ядерная физика   9 ч  

3.1 Световые кванты и действие света     3 ч    

       Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Давление света. Корпускулярно-волновой дуализм. Фотон, его энергия и импульс.  

3.2  Атомное ядро    6  ч  

  Строение атомного ядра. Радиоактивные превращения. Ядерные реакции. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Энергия связи атомных ядер. Дефект массы. Энергетический выход ядерных реакций. Изотопы.

Резерв: 4 ч.

Учебно-тематический план

10 класс

 11 класс

ПРИЛОЖЕНИЕ

№1. Уровни проверки, применяемые при обучении физике в 7-11 классах

Количество уровней должно быть невелико, раскрытие и их конкретизация должны быть посильными для каждого учителя физики без специального обучения. В соответствии с требованиями программы по физике и стабильных учебников, Оноприенко Ольга Владимировна предлагает следующие уровни проверки, применяемые при обучении физике в VII—XI классах. Определяя содержание уровней, она рассматривает лишь конечные их этапы, минуя промежуточные. 1 уровень низший, предполагает прямое запоминание отдельных знаний и умений, требуемых программой. Их выполнение опирается в основном на память. Достижение этого уровня предполагает у учащихся:

1.  Умение описывать устно или письменно физическое явление (например, явление теплопередачи, опыты, иллюстрирующие это явление).

2.  Знание отдельных фактов истории физики.

3.  Знание названий приборов и области их применения (например, амперметр—прибор для измерения силы тока).

4.  Знание буквенных обозначений физических величин.

5. Знание условных обозначений приборов, умение их изображать и узнавать на схемах и чертежах.

Для проверки знаний и умений, соответствующих первому уровню, используется   репродуктивный   вид   заданий,  предполагающий воспроизведение учащимися отдельных знаний и умений. Проверка первого уровня знаний легко осуществляется формами автоматизированного учета.

При достижении учащимися 2 уровня предполагается:

1. Знание теории, лежащей в основе изучаемого явления,

2.  Знание и понимание формулировок физических законов, их математической записи.

3. Знание и понимание определений физических величин (например, удельной теплоемкости вещества, скорости, ускорения).

4. Знание единиц физических величин, их определений (например, за единицу силы в СИ принимается сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с).

5. Понимание принципа действия приборов, умение определять цену деления, пределы измерений, снимать показания.

Для проверки умения применять эти знания в учебной практике используются репродуктивно-рефлекторные задания, выполнение которых возможно не только на основе памяти, но и на основе осмысливания. Поэтому наряду с психологической операцией воспроизведения широко используются узнавание и явление пера-носа. Для выполнения таких заданий требуется более напряженная мыслительная деятельность учащихся, чем при выполнении заданий на 1 уровне.

3 уровень определяет конечную цель обучения:

1. Умение применять теорию для объяснения некоторых частных явлений (например, на основе молекулярных представлений о строении вещества объяснить изменение агрегатного состояния вещества, диффузию газов, давление газа).

2. Понимание взаимозависимости различных признаков, характеризующих группу однородных явлений (например, зависимость числа электронов, вылетающих из металла за1 с под действием света, от энергии светового пучка; зависимость энергии электронов, вылетающих из металла под действием света, от длины волны света).

3. Умение изображать графически взаимосвязь между физическими величинами, определять характер этой связи.

4. Умение сопровождать ответ экспериментом, подбирать необходимые для этого приборы (например, для доказательства зависимости выталкивающей силы от объема погруженного тела следует взять динамометр, сосуд с жидкостью, два тела одинаковой массы, но разного объема).

5. Умение производить расчет, пользуясь известными формулами.

6. Представление об историческом развитии отдельных разделов физики (например, о развитии представлений о волновой и квантовой природе света, о развитии взглядов на теорию строения вещества).

7. Сформированность «технических приемов» умственной деятельности: умение читать книгу, находить нужные сведения, составлять план ответа и т. п.

Для проверки знаний, соответствующих 3 уровню, и умения применять их в учебной практике используется рефлективный вид заданий, выполнение которых опирается на репродуктивные знания, но требует глубокой осмысленной деятельности, знания приемов умственной деятельности, умения применять их. При выполнении заданий этого уровня используются психологические операции—воспроизведение, узнавание, широкий перенос.

При разработке конкретных заданий, требований к их выполнению (объему, качеству) следует учитывать, знания какого уровня они будут проверять, на каком этапе обучения.

Требования к знаниям учащихся возрастают по мере приближения к конечной цели обучения. Сразу же после изучения нового материала ученик приобретает знания и умения, соответствующие 1 уровню, а также частично 2 и 3. Учителю предстоит добиться перехода всех учащихся с 1 уровня на 2 и 3. Для этого следует использовать систематические упражнения.

Знания и умения, приобретенные учащимися на 1 ступени обучения физике, служат основой для дальнейшего изучения предмета, поэтому учитель при обучении физике должен учитывать, что каждый уровень знаний, достигнутый на 1 ступени обучения, может быть воспроизведен на 2 ступени. В IX—XI классах перед изучением тем, отдельные вопросы которых рассматривались в VII—VIII классах, следует провести диагностирование знаний и умений учащихся, наметить пути их корректирования (общего и индивидуального) и вести изучение нового материала с прямой опорой на знания и умения, приобретенные в VII—VIII классах.

В осуществлении принципа преемственности и непрерывности обучения важен вопрос о психологической подготовке учащихся: они всегда должны быть готовы к воспроизведению знаний и умений, приобретенных ими на любом этапе обучения физике.

Письменная форма может быть использована для проверки усвоения учебного материала на 1—З уровнях. Используя предлагаемую О. В. Оноприенко систему уровней приводится  перечень знаний, умений и навыков, подлежащих письменной проверке.

1 УРОВЕНЬ

• умение описывать ход физических явлений;

• знание названий приборов, области применения;

• знание буквенных обозначений физических величин;

• знание условных обозначений; умение изображать их на чертежах.

2 УРОВЕНЬ

• знание  и  понимание  формулировок  физических  законов,  их математической записи;

• знание и понимание физических величин;

• знание единиц физических величин, их определений.

3 УРОВЕНЬ

• умение применять теорию для объяснения некоторых частных явлений;

• умение графически изображать взаимосвязь между физическими явлениями, определять характер этой связи;

• умение производить расчет, пользуясь известными формулами;

• сформированность отдельных «технических приемов» умственной деятельности (составление плана ответа, умение находить нужные сведения в книге, справочнике и т. п.).

№ 2. Уровни и показатели владения учащимися знаниями

(уровни по Б. Блуму)

№3. Возможные уровни обязательного усвоения учебного материала

№ 4. Категории учебных целей.

№5. Рекомендации по оцениванию самостоятельных работ

В сильных классах за правильное решение задачи среднего уровня ставится оценка «3», достаточного уровня — оценка «4», высокого уровня — оценка «5».

В слабых классах за правильное решение задачи любого уровня (кроме начального) ставится оценка «5».

Это позволит учащихся сильных классов стимулировать решать трудные задачи, а учеников слабых классов «отучит» бояться решать трудные задачи (ведь получив несколько «пятерок» за решение более простых задач, ученик сможет без страха попробовать решить трудную задачу).

• Предлагается ввести систему амнистирования.

Если ученик «переоценит» свои возможности — возьмет сложную задачу — и не решит, то «двойка» не выставляется при выполнении следующих условий:

а) учащийся дома правильно (с подробным объяснением) решает эту же задачу;

б) сам подбирает и решает 2-3 задачи такого же типа;

в) перед следующим после самостоятельной работы уроком он сдает учителю выполненную работу.

Если в самом начале самостоятельной работы учитель заметил, что большинство учащихся выбрали начальный уровень, а достаточный уровень — всего несколько человек, то очевидно, что учебный материал усвоен слабо. Учитель может отменить самостоятельную работу и вернуться к плохо усвоенному уроку.

Для выставления оценки можно воспользоваться следующей таблицей:

№ 6. Алгоритмы решения задач по физике

Для решения качественных задач предлагается следующий алгоритм:

1 этап — внимательно ознакомиться с условием задачи;

2 этап — выяснить, какие тела взаимодействуют;

3 этап — выяснить, о каком физическом явлении или группе явлений идет речь;

4 этап — выяснить состояние тела при начальных условиях;

5 этап — выяснить, что происходит с физическими телами в результате действия физического явления (например, изменение формы, объема или агрегатного состояния, а также силы, возникающие при этом);

6 этап — выяснить, как это сказывается на взаимодействующих телах;

7 этап — ответить на вопрос задачи.

Количественные задачи -задачи, в которых все физические величины заданы количественно какими-то числами. При этом физические величины могут быть как скалярными так и векторными

1 этап — записать кратко условие задачи в виде «Дано»;

2 этап — перенести размерность физических величин в систему «СИ»;

3 этап — выполнить анализ задачи (записать какое физическое явление рассматривается в задаче, сделать рисунок, обозначить на рисунке все известные и неизвестные величины, записать уравнения, которые описывают физическое явление, вывести из этих уравнений искомую величину в виде расчетной формулы);

4 этап — сделать проверку размерности расчетной формулы;

5 этап — сделать вычисления по расчетной формуле;

6 этап — обдумать полученный результат (Может ли быть такое с точки зрения здравого смысла?);

7 этап — записать ответ задачи.

Графические задачи.

К задачам этого типа относятся такие, в которых все или часть данных заданы в виде графических зависимостей между ними. В решении таких задач можно выделить следующие этапы:

1 этап — прочитать внимательно условие задачи;

2 этап — выяснить из приведенного графика, между какими величинами представлена связь; выяснить, какая физическая величина является независимой, т.е. аргументом; какая  величина является зависимой, т.е. функцией; определить по виду графика, какая это зависимость; выяснить, что требуется — определить функцию или аргумент; по возможности записать уравнение, которое описывает приведенный график;

3 этап — отметить на оси абсцисс (или ординат) заданное значение и восстановить перпендикуляр до пересечения с графиком. Опустить перпендикуляр из точки пересечения на ось ординат (или абсцисс) и определить значение искомой величины;

4 этап — оценить полученный результат; записать ответ.

Алгоритм решения задач по кинематике:

1 этап — внимательно прочитать задачу и проанализировать ее условие, т.е. выяснить характер движения, вспомнить уравнения, описывающие это движение;

2 этап — выписать численные значения заданных величин; выразить все величины в единицах «СИ»;

3 этап — сделать схематический чертеж (траекторию движения, векторы скорости, ускорения, перемещения и т.д.);

4 этап — выбрать систему координат (при этом следует выбрать такую систему, чтобы уравнения были несложными);

5 этап — составить для данного движения основные уравнения, которые отражают математическую связь между изображенными на схеме физическими величинами; число уравнений должно быть равно числу неизвестных величин;

6 этап — решить составленную систему уравнений в общем виде, в буквенных обозначениях, т.е. получить расчетную формулу;

7 этап — выбрать систему единиц измерения («СИ»), подставить в расчетную формулу вместо букв наименования единиц, произвести действия с наименованиями и проверить, получается ли о результате единица измерения искомой величины;

8 этап — выразить все заданные величины в избранной системе единиц; подставить в расчетные формулы и вычислить значения искомых величин;

9 этап — проанализировать решение и сформулировать ответ.

Алгоритм решения задач по динамике:

1 этап — внимательно прочитать условие задачи и выяснить характер движения;

2 этап — записать условие задачи, выразив все величины в единицах «СИ»;

3 этап — сделать чертеж с указанием все сил, действующих на тело, векторы ускорений и системы координат;

4 этап — записать уравнение второго закона Ньютона в векторном виде;

5 этап — записать основное уравнение динамики (уравнение второго закона Ньютона) в проекциях на оси координат с учетом направления осей координат и векторов;

6 этап — найти все величины, входящие в эти уравнения; подставить в уравнения;

7  этап — решить задачу в общем виде, т.е. решить уравнение или систему уравнений относительно неизвестной величины;

8  этап — проверить размерность;

9  этап — получить численный результат и соотнести его с реальными значениями величин.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования. Министерство образования, Москва, 2004.
2. Примерная программа  среднего (полного) общего образования, базовый уровень ,  10-11 классы.
3. УМК «Физика-10». Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Учебник для 10 кл.
4. УМК «Физика -10». Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. и др. Задачник для 10 кл.
5. УМК «Физика-11». Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Учебник для 11 кл.
6. УМК «Физика -11. Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. и др. Задачник для 11 кл.
7. Кирик Л.А, Физика 9-11: Самостоятельные и контрольные работы.
8. А.П.Рымкевич, сборник  задач  по  физике,  10-11 классы,  8-е издание. – М.: Дрофа, 2004.
9. Каменецкий, С.Е. Методика решения задач по физике в средней школе / С.Е. Каменецкий,  В.П. Орехов  - М.: Просвещение, 1987
10. Усова, А.В. Практикум по решению физических задач: Учебное пособие для студентов физико-математического факультета / А.В. Усова, Н.Н.  Тулькибаева – М.: Просвещение,1992.
11. Гутман, В.И. Алгоритмы решения задач по механике в средней школе / В.И. Гутман, В.Н. Мощанский  — М.: Просвещение, 1988.