Учебно-методический комплекс дисциплины гсэ. В кпв: история науки и техники



Скачать 444.3 Kb.
страница1/2
Дата01.05.2016
Размер444.3 Kb.
  1   2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Мурманский государственный гуманитарный университет»

(ФГБОУ ВПО «МГГУ»)

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
ГСЭ.В.1.2. КПВ: ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ

(ШИФР ДИСЦИПЛИНЫ И ЕЕ НАЗВАНИЕ В СТРОГОМСООТВЕТСТВИИ С ГОСУДАРСТВЕННЫМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМСТАНДАРТОМ И УЧЕБНЫМ ПЛАНОМ)


ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

(специальностям)

050201 - Математика с дополнительной специальностью «Информатика»
(код и наименование специальности/тей)

Утверждено на заседании кафедры

физики, информатики и ИТ

факультета физико-математического образования,

информатики и программирования

(протокол №2 от «04» октября 2012 г.)


Зав. кафедрой физики, информатики и ИТ
___________________Н.Ю.Королева
РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.

    1. Автор программы: Доцент Шолохов В.С.




    1. Рецензенты: Доктор педагогических наук, профессор Шиян Н.В. Кандидат философских наук, доцент Никонов О.А.




    1. Пояснительная записка:


Цели дисциплины:

- изучение истории физики как науки;

- формирование у студентов естественнонаучного мировоз­зрения;

- создание основ для применения исторического подхода к преподаванию физики в школе.



Задачи дисциплины:

- сформировать у студентов общие понятия о закономернос­тях развития науки, создать у них четкое представление об основных этапах развития физики на основе конкрет­ных знаний по истории важнейших физических открытий, познакомить с биографиями их творцов;

- показать значение науки для развития общества в целом, подчеркнув ответственность ученых за судьбу человече­ства.

Дисциплина ориентирует на освоение учебно-воспитательной, научно- методической, культурно-просветительной профессио­нальной деятельности. Ее изучение способствует решению следу­ющих типовых задач:



в области учебно-воспитательной деятельности:

- осуществление процесса обучения в соответствии с образо­вательной программой;

- планирование и проведение учебных занятий с учетом спе­цифики тем и разделов программы и в соответствии с учеб­ным планом;

- воспитание учащихся для формирования у них духовных, нравственных ценностей и патриотических убеждений на основе индивидуального подхода;



в области научно-методической деятельности:

- выполнение научно-методической работы, участие в рабо­те научно-методических объединений;

- анализ собственной деятельности с целью ее совершенство­вания и повышения своей квалификации;

в области культурно-просветительной деятельности:

- формирование общей культуры учащихся.


2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Студент, изучивший дисциплину, должен знать:

- основные исторические этапы развития как физики в це­лом, так и отдельных ее разделов;

- роль науки как формы общественного сознания в развитии человеческой цивилизации;

- связи между физикой и смежными науками: математикой, химией, биологией, а также связи с философией, истори­ей, экономикой и другими гуманитарными дисциплинами;

- формулировки основных физических законов в историчес­ком аспекте и их изменениях со временем;

- основные этапы развития физической теории;

- ключевые эксперименты, приведшие к изменению пред­ставлений об окружающем мире;

- выдающихся представителей физической науки, основные достижения их научного творчества и роль в развитии фи­зики;

- основные направления развития современной физики и их оценку со стороны научной общественности;

- о моральной ответственности, которую несут ученые за раз­витие цивилизации;

уметь:

- аргументировать научную позицию при анализе лженауч­ных, псевдонаучных и антинаучных утверждений;

- использовать знания истории физики для повышения мо­тивации школьников при изучении дисциплин естествен­нонаучного цикла;

- использовать исторический подход при изучении отдель­ных тем школьного курса физики;



владеть навыками:

- применения основных методов, которыми оперирует исто­рия физики (изучение первоисточников, изучение докумен­тов, интервью и др.) в процессе преподавания;

- использования физического научного языка, научной тер­минологии.



    1. ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИЗ ГОС ВПО специальности (направления), включающее требования к обязательному минимуму содержания дисциплины и общее количество часов (выписка).


1.5. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

(для всех специальностей, на которых читается данная дисциплина)


Шифр и наименование специальности



Курс

Семестр

Виды учебной работы

Вид итогового контроля (форма отчетности)

Трудоемкость

Всего аудит.

ЛК

ПР/СМ

ЛБ

Сам. раб.

050201 Математика с дополнительной специальностью «Информатика»

3

5

75

36

20

16




39

зачет


1.6. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ:

1.6.1. Разделы дисциплины и виды занятий (в часах). Примерное распределение учебного времени



№ п/п

Наименование раздела, темы

Количество часов

Вариант 1

(очная форма обучения)




Вариант 2

(заочная форма обучения)



Всего аудит.

ЛК

ПР/СМ

ЛБ

Сам раб.

Всего аудит.

ЛК

ПР/СМ

ЛБ

Сам. раб

1.

Введение

4

2

2




5
















2.

Предыстория науки

6

3

3




6
















3.

Формирование и развитие классической науки.

6

3

3




6
















4.

Развитие отдельных областей науки

5

3

2




6
















5.

Научная революция конца XIX – первой трети XX в.

5

3

2




6
















6

Важнейшие направления и открытия современной физики.

5

3

2






















7

Наука и общество. Нобелевские премии по физике.

5

3

2




5



















ИТОГО:

36

20

16




39















1.6.2. Содержание разделов дисциплины.



I. Введение

Предмет, задачи и методы истории физики. Связь физики с другими разделами естествознания и математикой. Основные эта­пы развития физики и периодизация ее истории.



II. Предыстория физики

Характер науки античности. Натурфилософские представле­ния древнегреческих ученых. Физика Аристотеля, исследования Архимеда.

Физика на арабском средневековом Востоке.

Развитие физических представлений в Европе в средневеко­вье и в Эпоху Возрождения, Леонардо да Винчи.



III. Формирование и развитие классической физики

Социальные и экономические предпосылки научной револю­ции XVII в. Значение работы Н.Коперника «Об обращениях не­бесных сфер» для развития естествознания. Философия и есте­ствознание (Дж. Бруно, Ф. Бэкон, Р. Декарт). Характеристика научной революции XVII в.

Г. Галилей и значение его трудов для развития эксперимен­тального метода. Проблематика исследований физиков XVII в. (И. Кеплер, Б. Паскаль, X. Гюйгенс, Р. Гук).

И.Ньютон и его подход к исследованию физических явлений, значение ньютоновской методологии исследований для развития физики XVIII-XIX вв.

Особенности физических исследований в XVIII-XIX вв.

Проблематика физических исследований XVIII в. Становление новых областей физики (изучение магнитных, электрических и тепловых явлений), профессионализация и институализация на­уки.

М.В. Ломоносов и становление естествознания в России.

Изменение социального положения науки в XIX в. Усиление связи физики с техникой. Становление научных школ, образова­ние физических лабораторий.



IV. Развитие отдельных областей физики

Механика. Открытия в области механики до Ньютона (Г. Га­лилей, Р. Декарт, X. Гюйгенс). Экспериментальные основы и по­стулаты механики Ньютона, изложенные в «Математических на­чалах натуральной философии». Развитие классической механи­ки учеными XVIII-XIX вв.

Термодинамика и представления о строении вещества. Раз­витие термометрии в XVII-XVIII вв. Исследование закономерно­стей тепловых явлений в XVIII в., борьба теории теплорода и ки­нетической теории тепла в XVIII- начале XIX в. Установление за­кона сохранения энергии (Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц). Формирование классической термодинамики.

Работы Дж. Дальтона, Ж. Гей-Люссака и А. А вогадро, обосно­вание атомно-молекулярной гипотезы. Становление статистичес­кой физики (Дж.К. Максвелл, Л. Больцман, Дж. Гиббс). Теория броуновского движения А. Эйнштейна и М. Смолуховского.



Оптика. Возникновение физической оптики в XVII в. Корпус­кулярные и волновые представления о свете. Т. Юнг и О. Френель и победа волновой теории света, трудности волновой оптики уп­ругого эфира.

Электродинамика и кризис механицизма. Открытие основ­ных законов электромагнетизма (Ш. Кулон, X. Эрстед, А. Ам­пер). Проблема дальнодействия и близкодействия. Создание Дж.К. Максвеллом теории электромагнитного поля и ее экспе­риментальное обоснование (Г. Герц, П.Н. Лебедев). Кризис ме­ханицизма и переход к электромагнитной картине мира.

Успехи физики и развитие естествознания в XIX в. Значе­ние открытия закона сохранения энергии. Проникновение физи­ческих методов исследования в астрономию. Успехи химической атомистики.

Открытие периодического закона химических элементов Д.И. Менделеевым. Достижения физики и техники, изобретение радио.



V.Научная революция конца XIX -первой трети XX в.

Состояние физики в конце XIX - начале XX в. Эксперимен­тальные открытия конца XIX в.: рентгеновские лучи, радиоактив­ность, электрон.

Исследования структуры атома (модель атома Дж.Дж. Томсона, опыты Э. Резерфорда, планетарная модель атома).

Проблема эфира и создание теории относительности. Про­блема увлечения эфира. Принцип относительности и электроди­намика Максвелла, Г. Лоренц и А. Пуанкаре. Опыты Майкельсона-Морли. Создание А. Эйнштейном специальной теории относи­тельности. Общая теория относительности и ее эксперименталь­ное обоснование.

Развитие квантовых представлений и становление кванто­вой теории. Проблема теплового излучения. Взаимодействие из­лучения и вещества (исследование спектров, обнаружение фото­эффекта, изучение закономерностей люминесценции). Гипотеза М. Планка. Работы А. Эйнштейна по квантовой теории излуче­ния.

Теория атома Н. Бора, ее развитие и трудности. Принцип соот­ветствия. Творцы квантовой механики (В. Гейзенберг. Л. де Бройль Э. Шредингер, М. Борн и В. Паули). Принцип неопределенности. Принцип дополнительности. П. Дирак и создание релятивистской квантовой механики.

Возникновение квантовой статистики и развитие термодина­мики.

VI. Важнейшие направления и открытия современной физики

Физика атомного ядра и элементарных частиц. Исследова­ния школы Э. Резерфорда. Модели атомного ядра. Открытие ней­трона. Изучение радиоактивных превращений. Обнаружение спонтанного деления атомного ядра. Создание атомного оружия и атомной энергетики. Физика плазмы и проблема управляемого термоядерного синтеза. Сверхтяжелые элементы.

Развитие методов ядерных исследований и исследования эле­ментарных частиц (ускорители и детекторы заряженных частиц различных типов). Новые элементарные частицы и их классифи­кация. Кварки и лептоны. «Стандартная модель». Работы по со­зданию единой теории фундаментальных взаимодействий. Теория струн. Квантовая электродинамика.



Физика твердого тела. Создание зонной теории твердого тела. Разрешение парадоксов классической электронной теории. Физи­ка полупроводников. Гетероструктуры. Физика твердого тела как основа радиоэлектроники.

329


Оптика и квантовая электроника. Создание квантовых генераторов (Н.Г. Басов, A.M. Прохоров, Ч. Таунс). Развитие лазерной техники. Нелинейная оптика. Новые методы спектроскопии. Кван­товая электроника и развитие техники. Создание голографии.

Физика низких температур. Развитие методов получения низких температур. Сверхпроводимость и сверхтекучесть, и их теоретическое объяснение. Высокотемпературная сверхпроводи­мость.

Радиофизика. Открытие автоколебаний. Радиофизические методы исследований. Радиофизика и радиотехника.

Астрофизика. Рождение всеволновой астрономии. Открытие расширения Вселенной и обнаружение реликтового излучения. Успехи космологии, Открытие квазаров и пульсаров. Черные дыры и их поиски. Проблема темной материи и темной энергии. Теория суперструн. Успехи планетологии. Астрофизическое при­боростроение. Астрофизика как физика мегамира.

Достижения отечественной физики. Научные школы А.Ф. Иоффе, Д.С. Рождественского, Л.И. Мандельштама, СИ. Ва­вилова.

История радиофизических исследований в Советском Союзе. Открытие Л.И. Мандельштамом и Г.С. Ландсбергом комбинаци­онного рассеяния света.

Оптические исследования СИ. Вавилова, открытие эффекта Вавилова-Черенкова и его теоретическое объяснение.

П.Л. Капица и советская школа физики низких температур.

И.В. Курчатов и развитие советской ядерной физики.

Советская школа полупроводников (А.Ф. Иоффе, Ж.И. Алфе­ров).

Успехи советской теоретической физики (В. А. Фок, А. А. Фрид­ман, И.Е. Тамм, Я.И. Френкель, Л.Д. Ландау, В.Л. Гинзбург, А. Абрикосов).

Современное состояние физики в России



VII. Наука и общество

Взаимодействие науки и общества в XX в. Нобелевские пре­мии по физике как отражение ее новейшей истории. История уч­реждения Нобелевских премий. Нобелевские премии и проблем­ное поле современной физики.

Развитие физики и изменение физической картины мира. Квантово-релятивистские представления - основа современной картины мира. Фундаментальные проблемы современной физики. Прогноз основных направлений развития физики в XXI веке.

1.6.3. Темы для самостоятельного изучения.



№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Тема

Кол-во часов

Форма самостоятельной работы

Форма контроля выполнения самостоятельной работы

1.

Введение.

Периоды развития физики как науки.

5

рефераты

- защита рефератов

2.

Предыстория науки

Античная наука и средневековая

6

рефераты

- защита рефератов

3.

Классическая наука

Наука XVII-XIX в.в.

6

рефераты

- защита рефератов

4.

Научная революция.

Наука на рубеже XIX_XX в.в.

6

рефераты

- защита рефератов

5.

Современная физика

Наука XX- начала XXI в.в.

6

рефераты

- защита рефератов

6.

Наука и общество

Ученые лауреаты Нобелевской премии.




рефераты

- защита рефератов




    1. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.

Освоение дисциплины проводится после изучения «Общей и экспериментальной физики», «Основ теоретической физики», «Астрономии», «Радиотехники», «Электротехники». Лекцион­ный курс «История физики» строится таким образом, чтобы содействовать подготовке студентов к государственной аттестации. В процессе преподавания широко используются иллюстративные материалы и современные компьютерные технологии.


Подготовка и защита рефератов.


    1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

      1. Рекомендуемая литература:

  • основная:

    1. Спасский БИ. Физика в ее развитии: пос. для уч-ся -М, 1989

    2. Спасский БИ. История физики-М, 1977

    3. Голин ГМ. Классики физической науки (с древнейших врмен до начала XX века): справ. Пос. -М, 1989

    4. Вергинский ВС. Очерки истории науки и техники, 1870-1917гг. : кн.для уч-ля-М, Просв., 1988

    5. Кудрявцев ПС. Курс истории физики: уч.пос. для ст-ов-М, Просв., 1982

    6. Ильин В.А.История физики:Учеб.пособие для студ.вузов/Междунар.акад.наук пед.образования.-М.:Академия,2003.-272 с.




  • Дополнительная:

    1. Лауэ. История физики.

    2. Люди русской науки (под ред. Вавилова).

    3. Кузнецов Б.Г. Развитие научной картины мира в физике 17 – 18 вв.

    4. История физики в средней школе.

5 .Энциклопедический словарь юного физика.

6. Резерфорд Э. Избранные научные труды. Строение атома и искусственное превращение элементов. М., «Наука», 1972 г.

7. Шредингер Э. Новые пути в физике. М., «Наука», 1971 г.


  1. Кюри Е. Мария Кюри. М., «Наука», 1973 г.

  2. Дорфман Я.Г. Всемирная история физики, 1974 г.

  3. Кудрявцев П.С., Конфедератов И.Я. История физики и техники, 1968 г.

  4. Храмов Ю.А. Физики.

  5. Льоцин. История физики.

  6. Стройк Д.Я. Творцы физической оптики, М., «наука», 1973 г.

  7. Физика на рубеже XVII – XVIII веков, М., «Наука», 1974 г.

  8. Франкфурт У.И., Френк А.М. Физика наших дней, М., «Наука», 1972 г.

  9. Борн М. Атомная физика, М., «Мир», 1970 г.




    1. Материально-техническое обеспечение дисциплины: электронные учебно-методические комплексы, включающие электронные учебники, учебные пособия .

    2. Примерные зачетные тестовые задания.

    3. Примерный перечень вопросов к зачету (экзамену).

1. Физика древности.

2. Физика средневековья.

3. Борьба за гелиоцентрическую систему.

4. Возникновение экспериментального и математического методов.

5. Завершение борьбы за гелиоцентризм. Возникновение классической физики.

6. Развитие основных направлений классической физики (18-19 вв.)

7. Завершение научной революции в 18 в.

8. Наука в России.

9. Механика 18 в.

10. Молекулярная физика и теплота в 18 в.

11. Развитие механики в первой половине 19 в.

12. Волновая оптика в первой половине 19 в.

13. Возникновение электродинамики и ее развитие до Максвелла.

14. Возникновение и развитие термодинамики.

15. Механическая теория тепла и атомистика.

16. Возникновение и развитие теории электромагнитов поля.

17. Электродинамика движущихся сред и электродинамическая теория.

18. Теория относительности Эйнштейна.

19. Возникновение атомной и ядерной физики.

20. Первый этап революции в физике.

21. Атом Резерфорда – Бора.

22. Становление советской физики.

23. Возникновение квантовой механики. Ядерная физика.


    1. Комплект экзаменационных билетов (утвержденный зав. кафедрой до начала сессии). Утверждается на кафедре.

    2. Примерная тематика рефератов.

1. Развитие атомистики в древности.

2. Физика Аристотеля.

3. Развитие научных знаний в эллинистическую эпоху.

4. Механика Архимеда.

5. Оптика ибн ал – Хайсама.

6. Европейская средневековая наука.

7. Борьба за гелиоцентрическую систему мира.

8. Галилей – начало новой физики.

9. Возникновение экспериментального и математического методов.

10. Динамика Галилея.




    1. Примерная тематика курсовых работ.

Исторический подход в изучении ниже перечисленных тем в курсе физики средней школы:

- развитие атомистики;

- механика и гидростатика Архимеда;

- системы мира Птолемея и Коперника;

- динамика Галилея;

- гидростатика Галилея и Паскаля;

- волновая оптика;

- законы механики Ньютона;

- наука в России. М.В. Ломоносов;

- электромагнетизм;

- электромагнитная индукция;

- закон сохранения и превращения энергии;

- теория относительности Эйнштейна;

- атом Резерфорда – Бора;

- ядерная физика.


    1. Примерная тематика квалификационных (дипломных) работ.

не предусмотрено

    1. Методика(и) исследования (если есть).

    2. Балльно-рейтинговая система, используемая преподавателем для оценивания знаний студентов по данной дисциплине.


  1   2


База данных защищена авторским правом ©refedu.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница