Материалы для коллег

Программа элективного курса
«Оригинальные методы решения задач по физике»
Количество часов: 68

Автор: Бондаров М.Н. – учитель физики.

Пояснительная записка

Настоящая программа составлена на основе концепции Образовательной программы лицея, ориентированной на оптимизацию индивидуально-ориентированного развития личности в условиях профильного образования.
Курс предназначен для учащихся 10 класса, интересующихся физикой и желающих освоить нестандартные методы решения задач.
Решение физических задач – один из основных методов обучения физике. Важнейшей целью физического образования является формирование умений работать со школьной учебной физической задачей. Последовательно это можно сделать в рамках предлагаемой программ, целями которой являются:

  • развитие интереса к физике, к решению физических задач;
  • совершенствование полученных в основном курсе знаний и умений;
  • формирование представлений о постановке, классификации, приемах и методах решения школьных физических задач.

Программа элективного курса согласована с содержанием программы основного курса. Она ориентирует учителя на дальнейшее совершенствование уже усвоенных учащимися знаний и умений.
В физической науке существует огромное количество методов познания, которые позволяют решать задачи изящно, рационально, красиво, а значит, будят эмоции и интерес, побуждают знать глубже и шире, рождают желание искать. В данном курсе выбраны лишь некоторые нестандартные методы решения задач в соответствии с опытом и вкусами автора.
Еженедельно учащиеся получают домашнее задание, составленное из четырёх задач, различного уровня сложности – от задач вступительных экзаменов в ведущие технические ВУЗы страны до задач Всероссийской и Всесоюзной олимпиад.
В течение учебного года учащиеся готовятся к различного рода олимпиадам:

  • в сентябре – Турнир Ломоносова;
  • в декабре – это лицейская олимпиада;
  • в январе запланировано занятие по подготовке к выездной физико-математической олимпиаде МФТИ, в которой традиционно принимают участие все участники элективного курса;
  • в феврале – окружная и региональная олимпиады.

Элективный курс 10 класса является первой частью двухгодичного курса, который завершается в 11 классе изучением оригинальных методов решения задач по темам «Колебания», «МКТ. Термодинамика», «Электродинамика», «Оптика».


СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Тема 1. Введение (4 ч)
Тест-знакомство. Этапы решения физической задачи. Работа с текстом задачи (выработка умения читать «между строк»). Искусство угадывания ответа. Конструирование формул. Числовой расчёт, анализ решения и его значение. Оценочные методы решения задач. Физические модели.

Тема 2. Кинематика (16 ч)
Равномерное прямолинейное движение: 1) выбор системы отсчёта, 2) графический метод.
Равноускоренное движение: 1) координатный метод; 2) переход в другую систему отсчёта; 3) метод обратимости времени; 4) графический метод; 5) закон нечётных чисел.
Кинематика и связи. Мгновенная ось вращения.
Геометрические методы в кинематике.
Метод развёртки в кинематике. Метод зеркальных изображений.
Оптимальные траектории движения. Квадратное уравнение в кинематике.
Экстремальные методы решения задач кинематики: 1) исследование квадратного уравнения; 2) использование неравенств; 3) графические методы; 4) метод приращений; 5) метод дифференцирования.

Тема 3. Динамика (18 ч)
Алгоритмический способ решения динамических задач. Учёт идеализаций в условии задачи. Оформление решения задачи.
Коварство силы трения.
Движение под действием переменной силы. Метод суммирования.
Кинематические связи в задачах динамики.
Неинерциальные системы отсчёта.
Экстремальные задачи динамики.

Тема 4. Законы сохранения (18 ч)
Метод центра масс. Парадокс «большого тела». Геометрия столкновений. Комбинированные задачи. Движение тел с распределённой массой. Работа переменной силы. Законы сохранения при соударениях тел. Принцип Торричелли.

Тема 5. Статика (6 ч)
Устойчивость равновесия системы. Методы определения центра масс. Метод виртуальных перемещений. Метод экстремума потенциальной энергии.

Тема 6. Общие вопросы (4 ч)
Решение задач несколькими способами.
Метод аналогий. Методы софизмов и парадоксов. Метод подобия. Метод размерности. Задачи с выбором ответа. Задачи с псевдорешениями.
Подбор, составление и решение по интересам различных сюжетных задач.
Презентация задачи.
Взаимопроверка и самоконтроль при решении задач.
Знакомство с решением задач различных физических олимпиад: окружной, зональной, Московской городской, Всероссийской.

Резерв (2 ч)

Литература для учителя

1. А.И. Шапиро и В.А. Бодик. Оригинальные методы решения физических задач.– Киев: Магiстр-S, 1996.
2. Задачи по физике/ Под редакцией О.Я.Савченко, — М.; Наука,1988.
3. Гольдфарб Н.И. Физика: Задачник: 9-11 классы: Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. — М.: Дрофа, 2001.
4. Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Зильберман А.Р. Физика: Задачник: 9-11 классы: Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. — М.: Дрофа, 2004.
5. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Международные физические олимпиады школьников /Под редакцией В.Г.Разумовского. — М.: Наука, 1985.
6. А.С.Кондратьев, В.М.Уздин. Физика. Сборник задач, — М.: Физматлит, 2005.
7. Слободецкий И.Ш., Орлов В.А. Всесоюзные олимпиады по физике: Пособие для учащихся. — М.: Просвещение, 1982.
8. Балаш В.А. Задачи по физике и методы их решения. — М.: Просвещение, 1983.
9. Буховцев Б.Б., Кривченков В.Д., Мякишев Г.Я., Сараева И.М. Сборник задач по элементарной физике. — М.: Наука, 1972.
10. Коган В.Ю. Задачи по физике. — М.: Просвещение, 1971.
11. Меледин Г.В. Физика в задачах. — М.: Наука, 1985.
12. С.М.Козел, В.А.Коровин, В.А.Орлов, И.А,Иоголевич, В.П.Слободянин. ФИЗИКА 10-11 классы. Сборник задач и заданий с ответами и решениями. Пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. М.; Мнемозина, 2004.
13. C.Н.Манида. Физика. Решение задач повышенной сложности. Издательство С.-Петербургского университета, 2003.

Литература для учащихся
1. Журнал «Квант» 1970 – 2007
2. Баканина Л.П., Белонучкин В.Е., Козел С.М. Сборник задач по физике для 10-11 классов с углубленным изучением физики /Под редакцией С.М.Козела, М.:Вербум — М, 2003.
3. Всероссийские олимпиады по физике. 1992-2004/Научные редакторы: С.М.Козел, В.П.Слободянин. М.:Вербум — М, 2005.
4. С.Д.Варламов и др. Задачи Московских городских олимпиад по физике. 1986–2005. – М.: МЦНМО, 2007.
5. Черноуцан А.И. Физика. Задачи с ответами и решениями — М.: Высшая школа, 2003.

ПРОГРАММА ПРОФИЛЯ-11 (автор Бондаров М.Н.)

Введение

Колебания

1. Механические колебания:
а. Динамический метод решения задач.
б. Энергетический метод решения задач.
2. Электромагнитные колебания.

МКТ. Термодинамика

1. Газовые законы.
2. Теплоемкость.
3. Графические методы.
4. Полунепроницаемые перегородки.

Электродинамика

1. Теорема Гаусса.
2. Метод зеркальных изображений.
3. Принцип взаимности.
4. Методы расчета электрических цепей:
а. Симметричные схемы.
б. Метод узловых потенциалов.
в. Метод потенциальных диаграмм.
г. Метод наложения.
5. Конденсаторы в цепях постоянного тока.
6. Нестационарные процессы в электрических цепях.
7. Нелинейные элементы.
8. Магнитное поле.
9. Электромагнитная индукция.

Геометрическая оптика

1. Отражение и преломление света.
2. Линзы.
3. Комбинация линз, зеркал и сред.

Физическая и квантовая оптика

1. Интерференция света.
2. Фотоэффект и давление света.