Методические рекомендации
Рекомендации по изучению разделов курса

Рекомендации даны, исходя из продолжительности одного учебного занятия 80 минут (2 ч). Перед использованием пособия на уроке преподаватель должен познакомиться с его возможностями и спланировать свою деятельность и деятельность учащихся.
Класс Всего часов на изучение физики Количество часов на изучение молекулярной физики
Физический 204 40
Общеобразовательный 136 32
Гуманитарный 68 20

Основные положения МКТ

При изучении данного разделаучителю необходимочетко сформулировать задачу, подлежащую решению, и обеспечить включение учеников в процесс решения этой задачи.

Задача учащихсяна данном этапе состоит в том, чтобы в совместной с учителем деятельности ответить на вопрос:«Каково строение вещества»?

Для успешной реализации данного этапа необходимо помнить, что успешное и плодотворное учение происходит как совместная деятельность учителя и учащихся, направляемая учителем. Движущей силой учебного процесса является противоречие между выдвигаемым ходом обучения познавательными и практическими задачами и наличным уровнем знаний, умений и навыков учащихся — их умственного развития. Противоречие становится движущей силой обучения, если оно является содержательным, то есть имеющим смысл в глазах учащихся, а разрешение противоречия — явно осознаваемой ими необходимостью.

Таким образом, на начальном этапе постановки задачи учителю необходимо выявить наличие субъектного опыта (жизненного) у учеников по данной проблеме. В последующем необходимо найти противоречия в их субъектном опыте, и на базе этих противоречий формулировать задачу.

Практика показывает, что большинство учащихся знают, что все тела состоят из атомов и молекул, но не имеют четкого представления о том,как эти знания были получены. Многие считают, что атомы и молекулы можно увидеть в микроскоп, не понимают каково различие между атомами и молекулами и т.д. То естьпротиворечие, которое можно использовать с целью обеспечения принятия учащимися задачи, подлежащей решению на уроке, можно сформулировать в виде фразы:«Я знаю, что это так, но не могу доказать, почему именно так».

Конечно, учитель должен осознавать, что данное противоречие лежит в методологической области, а именно в отсутствии у учащихся знаний или их недостаточности по таким вопросам как: структура физического знания, схема изучения научной теории, гипотеза, модели и их виды, роль и место физического эксперимента в системе научного познания, роль научной теории в системе научного познания.

Успешность реализации данного этапа во многом определяет качество дальнейшего обучения и также во многом зависит от профессиональных и личностных качеств педагога.

Данный раздел не предполагает решение количественных задач. Целесообразнее решить с учащимися качественные задачи. Домашнее работа может заключаться в проведении несложного эксперимента, составлении вопросов к данному разделу, поиске других экспериментальных фактов, подтверждающих молекулярное строение вещества, подготовке сообщений об исследователях, занимавшихся молекулярной физикой, разработке презентаций по пройденному материалу и т.д. Настоятельно рекомендуем не отказываться от устных ответов у доски и включать в домашнее задание составление устных ответов на 5-10 минут по пройденному материалу. На первый взгляд для полноценного ответа 10 минут мало, однако, обратим внимание, что ответ докладчика защищающего дипломную работу или кандидатскую диссертацию длится не более 20 минут.

Взаимодействие молекул

Говорить о взаимодействии молекул целесообразно на следующем уроке, после повторения материала предыдущего занятия. Однако если в классах гуманитарного профиля достаточно вспомнить, что с помощью сил притяжения и отталкивания взаимодействуют электрические заряды и на основании этого сделать заключение об электромагнитной природе сил межмолекулярного взаимодействия, то в общеобразовательных классах и классах с углубленным изучением физики необходимо осветить этот вопрос гораздо шире. В физическом классе необходимо провести глубокий анализ графика зависимости силы взаимодействия молекул от расстояния между ними и энергии взаимодействия. Следует обратить внимание учащихся на одновременность действия сил притяжения и отталкивания.

В учебно-методическом пособии данный вопрос освещен достаточно подробно и вместе с тем, доступно.

Учащимся физического класса можно дать возможность самостоятельно разобраться в этом вопросе; преподаватель может выступить лишь в роли консультанта. Для того, чтобы деятельность учащихся носила продуктивный характер, этап самостоятельной работы должен быть соответствующим образом подготовлен — это и правильно организованное повторение и создание проблемной ситуации.

Можно подготовить для учащихся вопросы, на которые они самостоятельно должны будут найти ответы.

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

В рамках этого же занятия необходимо рассмотреть вопрос:

Основные понятия МКТ и связь между ними

Данный вопрос как правило не вызывает трудностей у учащихся классов с углубленным изучением физики, также он вполне доступен и учащимся общеобразовательных классов. Наибольшие затруднения с данным материалом испытывают учащиеся гуманитарных классов. В связи с этим необходимо отнестись к этому материалу не формально, рассчитывая в большей степени на самостоятельное усвоение материала, а проработать с учащимися этот материал на примере решения задач. Решать задачи должен учитель, однако это вовсе не должно исключать участие в процессе решения задачи. Преподаватель организует, направляет деятельность учеников, показывает эталонное оформление решения и т.д. Столь пристальное внимание данному разделу уделяется в связи с тем, что все дальнейшие рассуждения строится с именно этих понятий и связи между ними. Без должного их усвоения дальнейшее успешное овладение материалом будет невозможно.

Домашнее задание может содержать различные элементы. Мы рекомендуем вне зависимости от типа класса включить задания предполагающие решение задач с использованием основных понятий МКТ.

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Измерение скоростей газовых молекул

Специальное изучение данного вопроса в классах гуманитарного профиля не предполагается. Можно лишь ограничиться констатацией факта наличия у молекул довольно больших скоростей, различия их величин, и дать краткую историческую справку о том, кто впервые экспериментально определил скорости молекул.

С учащимися общеобразовательных классов можно разобрать схему опыта Штерна и решить задачу о скорости пули, определяемой методом вращающихся дисков.

В физическом классе данный вопрос разбирается гораздо глубже как на теоретическом, так и на практическом уровне. Желательно провести лабораторную работу по определению скорости пули методом вращающихся дисков и методом баллистического маятника, сравнив при этом точность данных методов.

В пособии данный вопрос изложен достаточно подробно.

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Оставшееся на занятии время отводится на повторение и закрепление пройденного материала. В конце занятия учащиеся информируются о проведении на следующем занятии проверочной работы.

Идеальный газ. Давление идеального газа

Данный вопрос молекулярной физики является одним из наиболее сложных для усвоения.

Для учащихся гуманитарных классов наиболее важным является не математический вывод основного уравнения МКТ, а овладение понятиямиидеальный газ,средняя квадратичная скоростьи умение анализировать основное уравнение МКТ. Однако имеет смысл показать ученикам и этих классов, как осуществляется вывод этого уравнения. Опыт практической работы показывает, что при грамотной организации учебного процесса многие учащиеся гуманитарных классов в состоянии за небольшой промежуток времени — 20-25 мин. понять вывод какого-либо уравнения с возможностью его осмысленной репродукции. Роль учителя в данном случае должна состоять в направлении ученика в поиске решения, снятии психологического барьера«я это не запомню»,«я это не понимаю». Часто учащиеся не в состоянии пояснить, что значат слова что он«не понимает».

В этом смысле информация по данному вопросу представлена в пособии в такой форме, что при совсем незначительном участии педагога ученик в состоянии понять материал и показать это и самому себе и учителю.

Для учащихся гуманитарных классов некоторые вопросы лучше разобрать совместно с учителем, какие именно, можно будет понять только в ходе занятия, что связано с наличным уровнем подготовки по данному предмету у учащихся. В общеобразовательных классах и физических классах степень самостоятельности может быть больше.

Однако нельзя забывать, что самостоятельная деятельность должна быть соответствующим образом подготовлена. В противном случае работа с материалом пособия превратится в пустую формальность, и вызовет только негативную реакцию.

В конце урока необходимо обобщить и закрепить материал на доске. Обобщение проводит педагог для того чтобы у каждого из учеников еще раз отразить в сознании целостную картину по данному вопросу.

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Температура

Изучение данного вопроса целесообразно организовать так же как и предыдущего раздела.

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Оставшееся время в физическом и общеобразовательном классах отводится на приобретение навыков решения задач с использованием основного уравнения МКТ и формулы связи температуры со средней кинетической энергией поступательного движения молекул газа.

В классах гуманитарного профиля за оставшееся время можно вывести уравнение Менделеева-Клапейрона.

Уравнение Менделеева—Клапейрона

Вопрос не представляет большой сложности для учащихся — вывод уравнения дается довольно легко. Здесь необходимо акцентировать внимание на том, что данное уравнение связывает все макроскопические параметры газа и позволяет рассчитать любой из них, если известны два других.

В физическом и общеобразовательном классах данное занятие можно посвятить решению задач.

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Изопроцессы в газах

Материал традиционно вызывает затруднения у учащихся. В связи с этим он очень подробно представлен в пособии. Отражены все необходимые элементы для его усвоения без вмешательства в этот процесс учителя.

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Насыщенный и ненасыщенный пар. Влажность воздуха

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Жидкость. Свойства поверхности жидкости.

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Эффекты, связанные с силами поверхностного натяжения

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Свойства твердых тел

Время, отводимое на изучение данного вопроса:

Тематическое планирование по курсу физики 10 класса
(2 часа в неделю)
№ п/п Тема Основные вопросы, рассматриваемые на уроке Домашнее задание
1/1 Введение. Основные положения МКТ. Масса молекул. Что изучает физика. Методы физического познания. Понятие физического явления. Вклад Ломоносова в развитие МКТ. Эмпирический базис МКТ. Параметры молекул и методы их измерения. Число Авогадро и количество вещества; молярная и молекулярная массы. §§1-3, записи в тетради, задание к §2.
2/2 Броуновское движение. Решение задач на расчет величин, характеризующих молекулы. Броуновское движение и его причины. Свойства теплового движения: хаотичность, непрерывность, неуничтожимость. Сходства и различия между диффузией и броуновским движением. Зависимость интенсивности движения броуновской частицы от температуры. Невозможность получения траектории броуновской частицы.
3/3 Силы взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твердых тел. Характерные особенности взаимодействия молекул. Природа межмолекулярных сил. Одновременность или поочередность действия сил притяжения и отталкивания. Радиус действия межмолекулярных сил. Различие и сходство теплового движения жидкостей, газов и твердых тел. Свойства жидких, твердых и газообразных тел. §§4-8, записи в тетради, упр. №1.
4/1 Идеальный газ в МКТ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Свойства газов. Идеальный газ - простейшая модель реального газа. Характеристики теплового движения молекул газа. Главные признаки идеального газа. Условия применимости понятия идеальны газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Правомерность понятия давление молекулы и концентрация молекулы.
5/2 Тепловое равновесие. Температура. Измерение температуры. Контроль по материалам уроков 1- 4. Макроскопические параметры состояния идеального газа. Понятие теплового равновесия. Температура - характеристика состояния теплового равновесия системы. Измерение температуры. Величины, одинаковые для тел, находящихся в тепловом равновесии. §§9-12, подготовиться к контрольной работе.
6/3 Абсолютная температура. Температура - мера средней кинетической энергии молекул. Измерение скорости молекул. Абсолютный нуль температур. Абсолютная шкала температур. Постоянная Больцмана, ее физический смысл. Температура как мера средней - кинетической энергии молекул. Шкалы Кельвина, Цельсия, Фаренгейта, Реомюра. Формула p=nkt и ее обсуждение. Опыт Штерна по определению скоростей движения молекул газа. Формула для расчета средней квадратичной скорости.
7/4 Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы в газах. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Универсальная газовая постоянная. Определение изопроцесса. Математическое выражение каждого газового закона и график соответствующего изопроцесса. Границы применимости газовых законов. §§13-14, упр. №3.
8/5 Решение занимательных задач. Интересные факты и люди науки физики. Отработать навыки по решению задач. Заслушать и обсудить доклады учащихся. Провести конкурс <Занимательный опыт> (учащиеся).
9/6 Повторительно-обобщающий урок по пройденному материалу (уроки 1-8). Опытные факты, послужившие базой для разработки МКТ. Основные положения МКТ. Краткая характеристика идеального газа. Основное уравнение МКТ идеального газа и величины, входящие в него. Условия применимости уравнений и следствий, вытекающих из теории. Экспериментальные доказательства справедливости МКТ газов. §§15-16, упр. №4.
10/1 Ненасыщенный и насыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Критическая температура. Понятие пара. Давление насыщенного пара и его зависимость от температуры. Понятие испарения и условия его протекания. Понятие динамического равновесия и условия его наступления. Почему давление насыщенного пара не зависит от объема. Кипение и условия начала кипения. Зависимость температуры кипения жидкости от внешнего давления. График зависимости плотности жидкости и ее насыщенного пара от температуры. Критическая температура. Критическое состояние вещества. Невозможность перевода пара в жидкость при температуре выше критической.
11/2 Влажность воздуха и ее измерение. Абсолютная и относительная влажность воздуха. Измерение относительной влажности психрометром. Практическое значение влажности. Точка росы. §§17-20.
12/1 Строение, свойства кристаллических и аморфных тел. Деформация. Виды деформаций твердых тел. Свойства монокристаллов: правильность геометрической формы, наличие определенной температуры плавления, анизотропия свойств. Свойства аморфных тел (изотропность). Понятие деформации. Виды деформаций и их качественное объяснение. Относительное удлинение тела при деформации растяжения или сжатия. Нейтральный слой. Наклеп. Облегчение конструкций и экономия материала.
13/2 Закон Гука. Механическое напряжение в образце при деформации растяжения (сжатия). Закон Гука для упругих деформаций. Закон Гука в дифференциальной и интегральной формах. Диаграмма растяжения. Пластичность и хрупкость. §§21-22, упр. №5.
14/3 Применение и учет деформаций в технике. Проблема создания материалов с заданными свойствами. Применение и учет деформаций в машиностроении и строительстве, приборостроении. Пути создания материалов с заранее заданными свойствами; управление их свойствами и структурой. Технологии создания таких материалов.
15/4 Подготовка к контрольной работе. Закон Гука и характеристика основных величин, входящих в него. Краткий обзор основных величин, уравнений, законов и формул, а также понятий по всему пройденному материалу (1-14). Работа над ошибками
16/5 Контрольная работа. Многоуровневый тест.
17/1 Внутренняя энергия. Работа в термодинамике. Понятие внутренней энергии. В.э. одноатомного идеального - f (T) ; газа и макроскопических тел - f (T,V) . Формула работы газа при изобарном процессе. Геометрическое истолкование работы. Решение задач. §§23-27, выучить таблицу.
18/2 Первый закон термодинамики и его применение к изопроцессам. Количество теплоты и работа как меры изменения внутренней энергии. Формулировка и уравнение первого закона термодинамики. Запись уравнений первого закона термодинамики для изопроцессов и их физический смысл. Систематизация материала в виде таблицы.
19/3 Необратимость тепловых процессов. Принцип действия теплового двигателя. КПД теплового двигателя. Обратимые и необратимые процессы. Необратимость тепловых процессов. Назначение нагревателя, рабочего тела, холодильника. Принцип действия циклического теплового двигателя. КПД теплового двигателя и пути его повышения. §§28-30, разобрать примеры решения задач.
20/4 Решение задач. Решение типовых графических и вычислительных задач.
21/5 Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. Доклады по обозначенной в заглавии проблеме. Решение задач на нахождение КПД процессов. Упр №6.
22/6 Обобщающий урок по теме <Термодинамика>. Систематизация изученного материала. Решение задач смешанного типа.
23/7 Подготовка к контрольной работе. Основные понятия, формулы и законы, и их применение при решении задач. Работа над ошибками.
24/8 Контрольная работа Многоуровневый тест.
25/1 Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Решение задач. Основные понятия - электрический заряд, электризация, электроскоп, гравитационное взаимодействие, электромагнитные взаимодействия. Понятие точечного заряда, устройство крутильных весов. Единица заряда. Формулировка закона Кулона. §§31-40, лекция.
26/2 Электростатическое поле и его характеристики. Графическое изображение электрических полей. Принцип суперпозиции полей. Близкодействие и дальнодействие. Свойства электростатического поля. Напряженность поля и линии напряженности. Однородное электрическое поле. Формулировка принципа суперпозиции полей.
27/3 Опыты Иоффе и Милликена. Решение задач. Дискретность электрического заряда. Наименьший электрический заряд. Опыты Иоффе и Милликена. Решение задач на закон Кулона и напряженность электрического поля. §§41-42, упр. №7.
28/4 Проводники в электростатическом поле. Проводники. Электростатическая индукция. Отсутствие электростатического поля внутри проводника. Распределение свободного электрического заряда по проводнику. Поле заряженного шара и плоскости. Решение задач.
29/5 Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Электрическое поле в диэлектрике. Диэлектрическая проницаемость. Закон Кулона, напряженность поля точечного, шара и плоскости в диэлектрике. §§43-46, упр. №8, задачи 1-3.
30/6 Работа электростатического поля при перемещении заряда. Энергетические характеристики электростатического поля. Потенциальная энергия взаимодействия электрических зарядов. Работа при перемещении заряда в однородном электростатическом поле. Потенциальный характер электростатического поля. Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение. Единица измерения этих величин.
31/7 Связь между напряженностью поля и напряжением. Решение задач (работа, напряженность и напряжение).   §§47-50, упр. №8, задачи 4-9.
32/8 Электроемкость. Конденсаторы. Электроемкость уединенного проводника. Конденсатор. Электроемкость плоского воздушного конденсатора. Решение задач (конденсаторы).
33/9 Подготовка к контрольной работе. Повторить основные понятия, формулы и законы электростатики. Решение задач. Работа над ошибками
34/10 Контрольная работа. Многоуровневый тест.
35/1 Электрический ток. Сила тока. Условия, необходимые для существования электрического тока. Повторение основных понятий. Амперметр и вольтметр. Формула J=q0nvсрS. Условия необходимые для существования электрического тока. Закон Ома для однородного участка цепи. §§52-56.
36/2 Параллельное и последовательное соединение проводников. Решение задач  
37/3 Электродвижущая сила. Источник тока. Виды источников тока. Сторонние силы. Механические аналогии электрической цепи. ЭДС. Решение задач. §§57-59, упр. №10, задания 1-5.
38/4 Закон Ома для полной цепи. Внутренняя и внешняя часть цепи. Работа сторонних сил внутри источника. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Закон Ома для полной цепи. Короткое замыкание. Измерение ЭДС.
39/5 Решение задач. Решение комбинированных задач (разветвленные цепи, закон Ома и т.д.). Упр. №10, задания 6-10, повторить весь материал.
40/6 Повторительно-бобщающий урок по пройденной теме. Повторить и закрепить основные понятия и законы темы. Решение задач.
41/7 Подготовка к контрольной работе. Решение типовых и качественных задач. Работа над ошибками.
42/8 Контрольная работа. Многоуровневый тест.
43/1 Магнитное поле. Магнитная индукция. Взаимодействие токов. Магнитное поле. Индикатор магнитного поля. Взаимодействие магнита и тока. Опыт Эрстеда. Сравнение электростатического и магнитного полей. Силовая характеристика магнитного поля. Направление и модуль вектора магнитной индукции. §§60-62.
44/2 Линии магнитной индукции. Магнитный поток. Изображение поля с помощью линий магнитной индукции. Магнитное поле прямого и кругового токов, поле соленоида. Правило буравчика. Особенности линий магнитной индукции, сравнение их с линиями напряженности электрического поля. Магнитный поток. Связь магнитного потока с числом линий индукции. Единица магнитного потока.
45/3 Сила Ампера. Принцип действия электроизмерительных приборов. Громкоговоритель. Решение задач.   §§63-65, упр. №11.
46/4 Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца, ее направление. Примеры применения силы Лоренца. Решение задач.
47/5 Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость. Гипотеза Ампера. Температура Кюри. Решение задач. §66.
48/6 Магнитная запись информации. Ферромагнетики. Зависимость магнитной проницаемости ферромагнетиков от индукции магнитного поля. Материалы <твердые> и <мягкие> в магнитном отношении; их применение. Магнитная запись информации. Решение задач. Повторить весь материал.
49/7 Повторительно-обобщающий урок. Повторение и закрепление основных понятий. Решение задач. Работа над ошибками.
50/8 Контрольная работа. Многоуровневый тест.
51/1 Электрический ток в металлах. Основные положения электронной теории. Опыты Мандельштама и Папалекси, Стюарта и Толмена. Повторение формулы J=q0nvсрS. Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике. Решение задач. §§67-70.
52/2 Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость. Зависимость сопротивления от температуры (на качественном уровне). Явление сверхпроводимости. Решение задач. Разобрать решенные задачи.
53/3 Электрический ток в полупроводниках. Место полупроводников в таблице Менделеева. Зависимость сопротивления полупроводников от температуры и освещенности и ее объяснение на основе электронных представлений. Собственная проводимость полупроводников. Решение задач. §§71-72.
54/4 Электрическая проводимость полупроводников при наличии примесей. Влияние примесей на проводимость полупроводников. Донорные и акцепторные примеси. Решение задач.
55/5 Электрический ток через контакт полупроводников p и n типов. Образование p-n перехода. Электрический ток через p-n переход. Односторонняя проводимость этого перехода. Полупроводниковый диод. Решение задач. §§73-75.
56/6 Транзистор. Двойной p-n переход и способ его получения. Цепи эмиттера и коллектора. Влияние тока в цепи эмиттера на ток в цепи коллектора. Усиление при помощи транзистора. Применения транзисторов.
57/7 Применение полупроводниковых приборов. Термисторы и фоторезисторы, и их использование. Термо- и фото-реле. Решение задач. §§76-78.
58/8 Электрический ток в вакууме. Электронно-лучевая трубка. Условия существования тока в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Сравнение проводимости вакуума и металлов. Вакуумный диод. Устройство, действие и применение электронно-лучевой трубки.
59/9 Электрический ток в расплавах и растворах электролитов. Закон электролиза. Применение электролиза. Природа свободных носителей заряда в растворах и расплавах электролитов; ток в них. Справедливость закона Ома для растворов электролитов. Электролиз и его применение. Закон Фарадея. Электрохимический эквивалент. §§79-80, задача под запись.
60/10 Решение задач на закон Фарадея для электролиза. Решение задачи по определению заряда электрона.
61/11 Электрический ток в газах. Самостоятельная и несамостоятельная проводимость газа. Ионизация и рекомбинация. Отличие проводимости газов от проводимости электролитов. Вольт-амперная характеристика газового разряда. §§81-84, упр. №12.
62/12 Самостоятельный разряд в газах. Ионизация электронным ударом. Тлеющий, искровой, дуговой, коронный разряды. Их техническое применение.
63/13 Повторительно-обобщающий урок по теме <Электрический ток в различных средах>. Повторение вопросов: сопоставление проводимости металлов и полупроводников, металлов и вакуума, растворов электролитов и газов; зависимость силы тока от величин, характеризующих носители заряда в данной среде; электролиз, закон Фарадея. Решение задач. Работа над ошибками.
64/14 Контрольная работа. Многоуровневый тест.