Дисципліна: Фізика і астрономія
Обсяг дисципліни: 245 годин
Освітній рівень"Фаховий молодший бакалавр"
Спеціальності:
029 Інформаційна, бібліотечна та архівна справа 061 Журналістика
071 Облік і оподаткування 075 Маркетинг
081 Право
121 Інженерія програмного забезпечення 123 Комп’ютерна інженерія
181 Харчові технології
231 Соціальна робота 242 Туризм і рекреація
274 Автомобільний транспорт
Електронний навчальний курс створений на основі навчальної програми з фізики й астрономії для 10-11 класів закладів загальної середньої освіти, яка розроблена на основі Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 30 вересня 2020 р. №898. Згідно цієї програми, курс об’єднує в собі відомості про базові знання, що сформували дві найдавніші фундаментальні науки: фізику й астрономію. Фізика — це наука про закономірності усіх явищ природи на макро- і мікрорівнях, світоглядна і теоретична основа сучасної техніки й виробничих технологій в усьому їх різноманітті. Астрономія дає змогу отримати уявлення про будову Всесвіту в цілому, але й має прикладне значення для розвитку космонавтики, картографії, навігації, зв’язку, тощо. Разом вони вивчають загальні закономірності перебігу природних явищ, закладають основи світорозуміння на різних рівнях пізнання природи й дають загальне обґрунтування природничо-наукової картини світу.
Мета дисципліни: узгоджується з цілями повної загальної середньої освіти і полягає у формуванні та розвитку предметних і ключових компетентностей випускників старшої школи, достатніх для засвоєння навчального предмета на рівні вимог державного стандарту.
Завдання дисципліни:
- формування в учнів системи фізичних і астрономічних знань на основі сучасних теорій (наукових фактів, понять, теоретичних моделей, законів, принципів) і розвиток у них здатності застосовувати набуті знання в пізнавальній практиці; знань про походження природних об’єктів Всесвіту, їх фізичні властивості, закони руху й еволюцію, а також уявлень про походження, будову та еволюцію Всесвіту в цілому;
- оволодіння учнями методологією природничо-наукового пізнання і науковим стилем мислення, усвідомлення суті природничо-наукової картини світу та застосування їх для пояснення різних фізичних та астрономічних явищ і процесів, фізичної природи небесних тіл та їх систем;
- формування в учнів загальних методів та алгоритмів розв’язування задач та проблемних завдань різними методами із застосуванням законів фізики та інших природних наук; евристичних прийомів пошуку розв’язку проблем адекватними засобами фізики й астрономії;
- розвиток в учнів узагальненого експериментального вміння вести природничо- наукові дослідження методами наукового пізнання (планування експерименту, вибір методу дослідження, вимірювання, обробка та інтерпретація одержаних результатів);
- формування цілісного уявлення про сучасну природничо- наукову картину світу та наукового світогляду учнів, розуміння ролі фізики і астрономії в пізнанні фундаментальних законів природи, використання яких є базою науково-технічного прогресу; розкриття значення фізичного й астрономічного знання в житті людини й суспільному розвитку, висвітлення етичних проблем наукового пізнання, формування екологічної культури людини засобами фізики й астрономії;
- розвиток в учнів навичок пізнавальної діяльності у процесі навчання фізики й астрономії.
Попередні умови для вивчення даної дисципліни:
В основній школі вивчається базовий курс фізики, що закладає основи фізичного знання на явищному (феноменологічному) рівні. Початкові знання з астрономії в основній школі здобуваються в курсі «Природознавства» 5 класу, а також під час вивчення міжпредметних тем на уроках географії й фізики. Поточний курс фiзики і астрономії старшої школи є продовженням першого концентру природничої освіти основної школи, який забезпечив ознайомлення з проявами фізичних і астрономічних явищ природи, оволодiння елементарними навичками їх пізнання, формування початкових уявлень про природничо-наукову картину свiту, сутнiсть наукового пiзнання засобами фiзики й астрономії; фундаментальними науковими фактами, основними поняттями i законами з фiзики, розвитком фундаментальних наукових iдей i принципiв.
У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен
мати:
-
знання і розуміння перебігу фізичних і астрономічних явищ та процесів;
-
здатність застосовувати знання, уміння, навички, способи діяльності до розв’язання проблем, реальних життєвих ситуацій.
вміти:
- пояснювати явища природи, розуміти принцип дії та будову сучасної техніки, приладів та обладнання на основі фізичних та астрономічних знань;
- характеризувати роль фізичних і астрономічних знань у формуванні природничо-наукової картини світу;
- планувати та реалізовувати фізичні та астрономічні спостереження й експеримент, фіксувати та опрацьовувати й правильно інтерпретувати та оцінювати їх результати;
- добирати методи та засоби дослідження природних явищ, адекватні поставленим завданням.
- усвідомлювати значення фізики й астрономії для дослідження навколишнього світу;
- оцінювати сучасні досягнення природничих наук та перспективи їх подальшого розвитку;
- виявляти ставлення до актуальних проблем сучасного природознавства;
- оцінювати особливості розвитку фізичної та астрономічної наук в світі, внесок вітчизняних та зарубіжних учених у їх становлення та сучасні досягнення;
- застосовувати математичний апарат для розв’язування фізичних та астрономічних задач, обґрунтування та доведення тверджень; опрацювання, інтерпретації, оцінювання результатів експериментів і спостережень; побудови графіків фізичних процесів; моделювання фізичних та астрономічних явищ у формі математичних рівнянь і співвідношень;
- здійснювати самостійний пошук інформації з використанням різних видів джерел;
- виділяти головне в інформації, що опрацьовується;
- визначати можливі джерела інформації, відбирати, оцінювати, аналізувати необхідну інформацію, використовувати інформаційні системи для швидкого та цілеспрямованого пошуку інформації;
- користуватися сучасними гаджетами як інструментальними та вимірювальними засобами, працювати з віртуальними лабораторіями, програмами-симуляторами;
- створювати та досліджувати моделі фізичних і астрономічних явищ;
- спілкуватися за проблематикою предмету сучасною науковою мовою з використанням усталених фізичних й астрономічних термінів та понять;
- оперувати найбільш вживаними в міжнародній практиці фізичними та астрономічними термінами;
- чітко, логічно та однозначно формулювати судження та аргументувати їх;
- чітко та стисло викладати основний фізичний та астрономічний зміст питань у письмовій формі;
- готувати та представляти повідомлення, доповіді та реферати, презентувати результати проектної діяльності;
- об’єктивно оцінювати інформаційні наукові новини;
- налагоджувати комунікації у процесі вирішення навчальних завдань та виконання проектів;
- дотримуватися етичних норм під час роботи з інформаційними ресурсами;
- критично оцінювати власні досягнення;
- планувати самостійне опрацювання навчального матеріалу з фізики та астрономії;
- визначати цілі навчальної діяльності у короткотерміновому та довготерміновому періодах;
- усвідомлювати важливість самоосвіти для успішного життя;
Зміст дисципліни (тематика):
|
ВСТУП Світоглядний потенціал природничих наук. Роль фізичного та астрономічного знання в житті людини та суспільному розвитку. Початкові відомості про фундаментальні фізичні теорії як основу сучасної фізичної науки. Астрономія як природнича наука. Основні етапи розвитку фізики та астрономії. Фізика як теоретична основа сучасної астрономії. |
|
Основи практичної астрономії Астрономія та визначення часу. Часові пояси. Особливості обертання Землі навколо Сонця. Зміна сезонів. Календар. Місяць. Фази Місяця. Походження Місяця. Фізичні умови на Місяці. Дослідження Місяця космічними апаратами і людьми. Космонавтика. Українці – генеральні конструктори радянських космічних програм. Програма Аполлон. Планети Сонячної системи. Малі тіла Сонячної системи: карликові планети, астероїди, комети, метеорити. Визначення відстаней до небесних світил. Сузір’я. Небесні координати. Видимі рухи Сонця та планет. Закони Кеплера та їх зв’язок із законами Ньютона. Небесні світила й небесна сфера. |
|
Основи метрології Що таке вимірювання фізичної величини. Одиниці вимірювання. Метрична і британська імперська системи одиниць вимірювання. Система СІ. Правила запису одиниць вимірювання. Кратні і дробні одиниці вимірювання. Префікси кратності і дробності. Метрологічне забезпечення. Еталони. Історія розвитку еталонів. Національні еталони України. |
|
Засоби вимірювання. Точність засобів вимірювання. Наближені обчислення. Значущі цифри. Точність наближених обчислень. |
|
Механіка Механічний рух. Основна задача механіки та способи опису руху тіла. Рівномірний і нерівномірний прямолінійний рух. Відносність руху. Закон додавання швидкостей. Прискорення. Рівноприскорений рух. Графіки залежності кінематичних величин від часу для рівномірного і рівноприскореного прямолінійного руху. Рівномірний рух матеріальної точки по колу. Доцентрове прискорення. Кутова та лінійна швидкість, взаємозв’язок між ними. Сили в механіці. Інерціальні системи відліку. Принцип відносності Галілея. Маса. Закони Ньютона та їх застосування для розв'язування задач. Гравітаційна взаємодія. Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння та вага тіла. Рух тіла в полі сили тяжіння. Вільне падіння. Рух тіла під дією кількох сил. Закон Архімеда. Рівновага тіл. Момент сили. Умови рівноваги тіл. Центр тяжіння та центр мас тіла. Імпульс, закон збереження імпульсу. Кінетична і потенціальна енергія. Потужність. Закон збереження механічної енергії. Застосування законів збереження в механіці. |
|
Молекулярна фізика та термодинаміка. Сучасні дослідження будови речовини. Атоми і молекули. Будова атома. Наноматеріали. Основи молекулярно-кінетичної теорії будови речовини. Ідеальний газ. Тиск газу. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу. Абсолютна шкала температур. Рівняння стану ідеального газу. Ізопроцеси. Внутрішня енергія тіл. Кількість теплоти. Робота термодинамічного процесу. Перший закон термодинаміки. Адіабатний процес. Теплові машини. Принцип дії теплових машин. Цикл теплових машин. Коефіцієнт корисної дії теплових машин. Необоротність теплових процесів. Ентропія. Властивості насиченої й ненасиченої пари. Вологість повітря. Поверхневий натяг рідини. Змочування. Капілярні явища. Деформації. Механічні властивості твердих тіл. Модуль Юнга. |
|
Коливання та хвилі Механічні коливання. Гармонічні коливання. Рівняння гармонічних коливань. Математичний та пружинний маятники. Перетворення енергії під час коливань. Вимушені коливання. Поняття про автоколивання. Резонанс. Поширення механічних коливань у пружному середовищі. Принцип Гюйгенса. |
|
Вільні електромагнітні коливання. Коливний контур. Вимушені електромагнітні коливання. Змінний струм та його характеристики. Діючі значення напруги і сили струму. Трансформатор. Виробництво, передача та використання енергії електричного струму. Утворення і поширення електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль. Фізичні основи сучасного телекомунікаційного зв’язку. Світло як електромагнітна хвиля. Поширення світла в різних середовищах. Ефект Доплера. Поглинання і розсіювання світла. Інтерференція і дифракція світлових хвиль. Поляризація й дисперсія світла. Основні фотометричні величини та їх вимірювання. Геометрична оптика як граничний випадок хвильової. Закони геометричної оптики. Побудова зображень, одержаних за допомогою лінз і дзеркал. Кут зору. Оптичні прилади та їх застосування. |
|
Квантова фізика Квантові властивості атома. Квантові постулати М. Бора. Випромінювання та поглинання світла атомами. Атомні і молекулярні спектри. Неперервний спектр світла. Спектроскоп. Спектральний аналіз та його застосування. Квантові властивості світла. Гіпотеза М. Планка Світлові кванти. Енергія та імпульс фотона. Фотоефект. Рівняння фотоефекту. Застосування фотоефекту. Сонячні батареї. Атомне ядро. Ядерні сили та їх особливості. Ядерні реакції. Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду. Взаємозв’язок маси та енергії. Енергія зв’язку атомного ядра. Ядерна енергетика. Дозиметрія. Дози випромінювання. Захист від іонізуючого випромінювання. Елементарні частинки. Загальна характеристика елементарних частинок. Кварки. Космічне випромінювання. Методи реєстрації елементарних частинок. |
Види робіт: лекційні заняття, лабораторні заняття.
Форма підсумкового контролю: залік.
Анотація розроблена викладачем фізики і астрономії Фахового коледжу «Освіта» Університету «Україна» Левківським А.П.
