Фрагмент для ознакомления
2
Введение
Важность разработки УМК по учебным предметам и дисциплинам профессионального компонента учебного плана обусловлена необходимостью не только совершенствования педагогического мастерства педагогов, но и оптимизации содержания профессионального образования будущих рабочих и специалистов. Для успешного восприятия учебного материала обучающимся нужны разнообразные учебно-методические средства, позволяющие овладеть необходимыми знаниями и научиться эффективно их применять, выполняя сложные задачи современного производства. Роль УМК при этом очевидна, так как разнообразие дидактических средств, методика их использования, средства контроля существенно интенсифицируют образовательный процесс. Кроме того, применение УМК позволяет повысить качество самостоятельной работы учащихся, способствует формированию и развитию у них профессионально важных качеств.
Объект исследования – учебно-методический комплекс как инструмент дистанционного изучения предмета.
Предмет исследования – особенности учебно-методического комплекса для дистанционной работы по разделу «Молекулярная физика».
Цель исследования – изучить особенности структуры учебно-методического комплекса для дистанционной работы по разделу «Молекулярная физика».
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
1. Изучить теоретические основы исследования учебно-методических комплексов по молекулярной физике
2. Провести анализ практики 2 использования УМК по разделу «Молекулярная физика»
1. Теоретические основы исследования учебно-методических комплексов по молекулярной физике
1.1 Обзор УМК для дистанционной работы по молекулярной физике
В настоящее время разработано большое количество учебно-методических комплексов (УМК) по разделу «Молекулярная физика», которые могут быть использованы для дистанционного обучения. Различия их обусловлены тем или иным положением, которое занимает данный предмет в конкретной специальности.
В качестве примера рассмотрим некоторые УМК, которые видятся наиболее применимыми для дистанционного обучения.
1. Семихина Л.П. Молекулярная физика: Учебно-методический комплекс для студентов 1 курса очной формы обучения специальности «физика». Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2008. – 23 с.
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 1 курса, обучающихся по специальности 010400 «физика» на физическом факультете ТюмГУ и состоит из трех разделов. В разделе I приводится рабочая программа курса «Молекулярная физика, включающая в себя тематический план и содержание дисциплины, перечень тем семинаров и лабораторных работ, контрольных вопросов к экзамену, списка тем рефератов, основной и дополнительной литературы. В тематическом плане выделено 9 основных тем, рассмотрению которых уделяется 51 час лекций и 68 часов семинарских занятий 7.
В разделе II приводится список методических указаний к лабораторным занятиям по курсу «Молекулярная физика», а в разделе III в качестве дидактических материалов для самоконтроля и текущего контроля знаний приводятся тесты на знание формул к экзамену и справочник для подготовки к экзамену и Интернет-экзамену по курсу «Молекулярная физика».
Данная программа по курсу «Молекулярная физика» реализуется в первом семестре: лекции - 51 час, семинарские занятия - 68 часов. Кроме того, по данному курсу выполняются лабораторные работы в рамках общего физического практикума - 68 ч. Контрольные мероприятия: коллоквиум, два зачета, экзамен.
Цели и задачи: сформировать у студентов представления о методах изучения и особенностях молекулярных систем; обеспечить усвоение материала данного курса и создать базу для изучения последующих разделов общей и теоретической физики, в частности термодинамики и статистической физики.
В результате изучения курса студент должен знать: основные понятия, уравнения и соотношения статистической физики и термодинамики молекулярных систем; уметь рассчитывать изменения термодинамических параметров в процессах идеальных и реальных газов; разобраться в особенностях газообразного, жидкого и твердого состояния вещества, их специфических свойствах.
Данный УМК может быть успешно применен в процессе дистанционного обучения, так как и лекции и практические занятия могут проводиться на электронных платформах, например, такой, как «Zoom». Коллоквиум может быть реализован в виде тестов, либо наборов задач, которые также студенты могут сдать дистанционно.
2. УМК «Молекулярная физика» Иркутского государственного университета (В.В. Чумак, А.А. Гаврилюк) 10.
Дисциплина «Молекулярная физика» входит в модуль Общая физика базовой части Б.3.Б.2 математического и естественнонаучного цикла основной образовательной программы по направлению 03.03.02 Физика. При изучении «Молекулярная физика» используются знания, приобретенные при изучении «Механики» и «Математического анализа». Дисциплина «Молекулярная физика» является базовой для изучения таких дисциплин как «Статистическая физика», «Термодинамика», «Физика твердого тела», «Физика фундаментальных взаимодействий», «Физико-химические основы материаловедения» а также ряда дисциплин модуля «Теоретическая физика: «Теоретическая механика», «Квантовая теория» «Теория конденсированного состояния», а также ряда учебных дисциплин профилей «теоретическая физика», «физика конденсированного состояния вещества» и других профилей.
Общая трудоемкость дисциплины – 5 зачетных единиц.
Фрагмент для ознакомления
3
Список использованных источников
1. Азанчеев Н.М. Программа дисциплины «Молекулярная физика»; 050100.62 Педагогическое образование / Н.М. Азанчеев. – Электронный ресурс. – Режим доступа: https://kpfu.ru/pdf/portal/oop/59682.pdf - Дата обращения: 17.05.2021.
2. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1985. – 384 с.
3. Гомола А.И. Учебно-методический комплекс студентов как средство повышения эффективности процесса обучения. // Среднее профессиональное образование: 2001. – № 2. – С 11.
4. Заманова, Г.И. Механика и молекулярная физика : учебное пособие / Г.И. Заманова, Р.Р. Шафеев. - М. ; Берлин : Директ-Медиа, 2015. - 52 с.
5. Калачев, Н. В. Проблемно-ориентированные физические практикумы в условиях открытого образования в цикле естественнонаучных дисциплин [Электронный ресурс] / Н. В. Калачев. – М.: Издательский Дом «МФО», 2011. – 217 с.
6. Кирьянов, А. П. Термодинамика и молекулярная физика. / А.П. Кирьянов, С.М. Коршунов, под ред. проф. А. Д. Гладуна. – М.: Просвещение, 160 с.
7. Семихина Л.П. Молекулярная физика: Учебно-методический комплекс для студентов 1 курса очной формы обучения специальности «физика». Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2008. – 23 с.
8. Трофимова, Т.И. Курс физики. Задачи и решения / Т.И. Трофимова, А.В. Фирсов. – М.: ИЦ «Академия», 2011. – 592 с.
9. УМК «Молекулярная физика» Институт дистанционного образования . – Томск: ТГУ. – Электронный ресурс. – Режим доступа: https://ido.tsu.ru/
schools/physmat/biblioteka/fizika/mphys/- Дата обращения: 17.05.2021.
10. Чумак В.В. УМК «Молекулярная физика» Иркутского государственного университета // В.В. Чумак, А.А. Гаврилюк. – Иркутск: Иркутский государственный университет, 2017. – Электронный ресурс. – Режим доступа: http://special.isu.ru/filearchive/edu_files/B1.B.13.2_Molekuljarnajafizika
_1570.pdf - Дата обращения: 17.05.2021.
11. Ширшова В.С. Тенденция развития образовательных комплексов // Среднее профессиональное образование: 2001. – № 11. – С. 22.
Глоссарий.
1. Абсолютная шкала температур – температурная шкала, называемая также шкалой Кельвина, нулевая температура в которой соответствует абсолютному нулю (-273 ос), а каждый градус температуры равен градусу шкалы Цельсия..
2. Агрегатные состояния вещества – состояния одного и того же вещества, переходы между которыми сопровождаются резкими изменениями его физических свойств (например, плотности, удельной теплоёмкости и т.п.); вода, например, может находиться в одном из трёх агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном.
3. Адиабатный процесс - изменение состояния газа, при котором он не обменивается теплотой с окружающими телами.
4. Атмосферное давление – давление воздуха атмосферы на находящиеся в нём тела и на земную поверхность.
5. Атом – мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая все его свойства.
6. Атомная единица массы (а. Е. М.) – 1/12 массы атома углерода.
7. Броуновское движение – тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц, названное в честь английского ботаника Р. Броуна, который обнаружил его, рассматривая в микроскоп взвешенные в воде споры пыльцы одного из растений.
8. Вакуум - разряженный газ, концентрация молекул в котором так мала, что они не сталкиваются друг с другом.
9. Внутренняя энергия тела - сумма кинетической энергии теплового движения его атомов и молекул и потенциальной энергии их взаимодействия между собой.
10. Второй закон термодинамики: невозможен процесс, единственным результатом которого был бы переход количества теплоты от холодного тела к горячему.
11. Газовые законы – зависимости между макроскопическими параметрами газа в изопроцессах.
12. Давление на данный участок поверхности - отношение силы, действующей перпендикулярно этой поверхности к площади данного её участка.
13. Двигатели внутреннего сгорания – тепловые двигатели, в которых часть химической энергии сгорающего топлива преобразуется в механическую энергию.
14. Динамическое равновесие – (при испарении) состояние, при котором среднее число молекул, возвращающихся в жидкость из пара в единицу времени, равно среднему числу молекул, покидающих эту жидкость.
15. Диффузия – движение частиц вещества, приводящее к его переносу и соответствующим изменениям его концентрации, а также к взаимопроникновению частиц одного вещества в другое.
16. Закон Авогадро: в равных объёмах идеальных газов при одинаковых давлениях и температурах содержится одинаковое количество вещества.
17. Закон Бойля-Мариотта: при изотермическом процессе произведение давления данной массы газа на его объём не изменяется.
18. Закон Гей-Люссака: при изобарном процессе отношение объёма данной массы газа к его температуре постоянно.
19. Закон Джоуля - Ленца: количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивлению проводника и интервала времени прохождения тока по проводнику.
20. Закон сохранения электрического заряда: в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остаётся неизменной.
21. Закон Шарля: для идеального газа данной массы отношение давления к абсолютной температуре постоянно, если его объём не меняется.
22. Идеальный газ – газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало.
23. Идеальный тепловой двигатель – двигатель, работающий по циклу, состоящему из двух идеальных изотермических и двух идеальных адиабатных процессов, предложенный французским физиком С. Карно.
24. Изобара – график зависимости объёма газа от его температуры при изобарном процессе.
25. Изобарный процесс - изменение состояния газа, происходящее при постоянном давлении.
26. Изопроцессы – процессы, протекающие при неизменном значении одного из макроскопических параметров (давления, объёма или температуры).
27. Изотерма – график зависимости давления газа от его объёма при изотермическом процессе.
28. Изотермический процесс - изменение состояния газа, при котором его температура остаётся постоянной.
29. Изотопы – разновидности одного и того же химического элемента, отличающиеся массой атомов.
30. Изохора – график зависимости давления газа от его температуры при изохорном процессе.
31. Изохорный процесс - изменение состояния газа, происходящее при постоянном его объёме.
32. Испарение – образование пара, происходящее на поверхности жидкости.
33. Кипение – интенсивный процесс перехода жидкости в пар, происходящий в результате образования большого числа пузырьков пара, всплывающих и лопающихся на поверхности жидкости при её нагревании.
34. Количество вещества – отношение числа молекул в данном теле к постоянной (числу) Авогадро.
35. Количество теплоты – изменение внутренней энергии, произошедшее в процессе теплообмена.
36. Конденсация – переход вещества из газообразного состояния (пар) в жидкое или твёрдое.
37. Коэффициент полезного действия - отношение работы, совершённой двигателем к количеству теплоты, полученной от нагревателя.
38. Кристаллическая решётка – пространственное периодическое расположение атомов или ионов в кристалле.
39. Кристаллы – твёрдые тела, атомы или молекулы которых образуют в пространстве упорядоченную периодическую структуру (кристаллическую решётку).
40. Макроскопические параметры – давление, объём и температура макроскопического тела, характеризующая его состояние без учёта его молекулярного строения.
41. Межмолекулярные силы притяжения – силы притяжения, действующие между всеми молекулами, величина которых очень быстро падает с удалением молекул друг от друга, и поэтому на расстоянии, равном нескольким диаметрам молекул, они вообще не взаимодействуют.
42. Межмолекулярные силы отталкивания – силы отталкивания, действующие между соседними молекулами, когда электронные оболочки атомов этих молекул начинают перекрываться, и одна молекула пытается проникнуть в объём, уже занятый другой молекулой.
43. Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами.
44. Молекулярная физика – раздел физики, изучающий физические свойства тел в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения из молекулярного строения.
45. Молекулярно-кинетическая теория: вещество состоит из хаотично движущихся молекул или атомов, разделённых промежутками и взаимодействующих друг с другом.
46. Моль - единица измерения количества вещества в системе СИ, равная количеству вещества, содержащегося в 12 г углерода.
47. Молярная масса - отношение массы данного образца вещества к количеству вещества, содержащегося в этом образце.
48. Насыщенный пар – пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.
49. Ненасыщенный пар – пар, у которого концентрация молекул меньше, чем у насыщенного.
50. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов: давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию их поступательного движения.
51. Относительная влажность воздуха - отношение давления водяных паров, содержащихся в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенных водяных паров при той же температуре, выраженное в процентах.
52. Относительная молекулярная (или атомная) масса вещества - отношение массы его молекулы или атома к 1/12 массе атома углерода.
53. Пар – вещество в газообразном состоянии, находящееся в равновесии с таким же веществом (жидким или твёрдым).
54. Первый закон термодинамики (закон сохранения и превращения энергии) - изменение внутренней энергии системы при переходе из одного состояния в другое равно сумме работ внешних сил и количества теплоты, переданного системе.
55. Плотность вещества – отношение массы образца вещества к объёму, который занимает этот образец.
56. Постоянная (число) Авогадро – NA, число атомов (или молекул), содержащееся в одном моле любого вещества.
57. Постоянная Больцмана – k, физическая постоянная, равная отношению универсальной газовой постоянной к числу Авогадро.
58. Психрометр – прибор для измерения относительной влажности воздуха, состоящий из двух термометров, у одного из которых резервуар обёрнут влажной тканью.
59. Психрометрическая таблица – таблица значений разности температур двух термометров психрометра, по которым можно определить относительную влажность воздуха при данной его температуре.
60. Рабочее тело – газообразное или жидкое вещество, с помощью которого какая-либо из форм энергии преобразуется в работу, происходит охлаждение или нагрев устройства.
61. Температура – физическая величина, характеризующая состояние теплового равновесия системы из двух или нескольких тел; при этом, если тела находятся в тепловом равновесии, то они имеют одну и ту же температуру.
62. Температура нагревателя – максимальная температура, до которой нагревается рабочее тело в тепловом двигателе.
63. Температура холодильника – минимальная температура, до которой охлаждается рабочее тело в тепловом двигателе.
64. Тепловое движение – беспорядочное (хаотичное) движение микрочастиц вещества, а также его молекул и атомов.
65. Тепловое равновесие – состояние, при котором все макроскопические параметры (объём, давление, температура и агрегатное состояние) сколь угодно долго остаются неизменными.
66. Тепловые двигатели - устройства, преобразующие часть внутренней энергии тел в механическую энергию.
67. Теплообмен (теплопередача) – процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы.
68. Термодинамика - раздел физики, изучающий тепловые процессы макроскопических тел без использования характеристик движения и взаимодействия молекул или атомов.
69. Удельная теплоёмкость – величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать 1 кг вещества, чтобы поднять его температуру на 1 ос.
70. Удельная теплота плавления - величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать 1 кг кристаллического вещества, чтобы превратить его в жидкость той же температуры.
71. Удельная теплота парообразования - величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать 1 кг жидкости, чтобы превратить её в пар той же температуры.
72. Универсальная газовая постоянная – R, величина, равная произведению постоянной Больцмана и числа Авогадро.
73. Уравнение Клапейрона – отношение произведения давления и объёма к абсолютной температуре идеального газа не изменяется при переходе из одного состояния в другое.
74. Уравнение состояния идеального газа или уравнение Менделеева-Клапейрона - зависимость между макроскопическим параметрами идеального газа (давлением, объёмом и температурой).
75. Шкала Цельсия - температурная шкала, названная в честь А. Цельсия, в которой один градус (ос) равен 1/100 разности температур кипения воды и таяния льда при нормальном атмосферном давлении, а точка таяния льда принята за 0 ос.
.
