Скачать 107.83 Kb.
|
«Эволюция Вселенной» Программа элективного курса для учащихся 11-х классов естественнонаучного профиля. Учитель физики и астрономии школы № 1151, к.ф.-м. н. Б.Ф. Мочалов, методист по физике ОМЦ ЗелАО И.П. Кутко. Пояснительная записка. Продолжительность курса составляет один год, в объеме 72 часа, одно двухчасовое занятие в неделю. Предлагаемый курс подготовлен для хорошо подготовленных одиннадцатиклассников и необходим для обобщения знаний учащихся, полученных по предметам естественного цикла: физика, химия, биология, география и математика. Актуальность курса очевидна – передовые рубежи науки сегодня в микромире – нанотехнологии, в макромире – генная инженерия и энергетика, в мегамире – исследование ближнего и дальнего космоса. Специалисты XXI века должны еще в школе определить свои интересы и получить устойчивые знания о наиболее общих закономерностях эволюции материи во всех ее проявлениях. Приобретенные знания существенно помогут выпускникам школы в выборе будущей специальности. Изучение предметов естественнонаучного цикла в школе ведется «от явления», как последовательный переход от рассмотрения структур макромира до размеров Солнечной системы (порядок 1016 м) к анализу явлений в микромире на масштабах порядка 10-18 м. Закономерность мегамира за пределами Солнечной системы до размеров видимой Вселенной порядка 1026 м преподается очень поверхностно, даже при наличии в программе школы линейного курса «Астрономия». У выпускников школы отсутствует целостное представление об основных этапах эволюции Вселенной и единообразии наиболее общих закономерностей, действующих во всех трех мирах. ^ – формирования у школьников адекватного восприятия мира, четкое осознание себя, как части этого мира. Отсюда и развитие познавательного интереса к естественным наукам, мотивация к приобретению дополнительных знаний. Полученные знания формируют жизненную позицию молодого человека: активность, гражданственность, ответственность за происходящее в нашем мире, заставляют задуматься над вечными вопросами: «Кто мы? Зачем мы в этом мире? Как нам себя вести?» ^ «Эволюция Вселенной» - развитие навыков самостоятельной работы с образовательными ресурсами. Формирование устойчивого научного мировоззрения, гармоничного восприятия уровней окружающего мира, понимания направленности в процессе эволюции материи. Закрепление приобретенных навыков , их оценка происходят на семинарских занятиях в виде ответов на контрольные вопросы или подготовленных кратких сообщений. ^ написание и представление (защита) подготовленного реферата на конференции, где будет оцениваться умение работать с источниками, оформление реферата и его содержательная часть. Объем реферата должен составлять 15-20 страниц текста ( 12 кегль) с иллюстрациями. Предварительные темы и планы рефератов обсуждаются на семинарских занятиях. ^
Краткое содержание курса. 1 – 4 занятие. Знакомство с микромиром. Физический вакуум. Элементарные частицы: лептоны, адроны, кварки. Частицы и античастицы. Аннигиляция частиц и цепочки превращений. Время жизни. Излучение. ^ Особое внимание уделено свойствам пространства – временного континуума, связи его свойств с законами сохранения импульса, момента импульса., энергии Фундаментальные взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое. Проявления этих взаимодействий. ^ Заряд и его основные свойства. Взаимодействие заряда с пространством – временем. Зарядово – полевая модель с анализом констант взаимодействия (работы М.Планка). Центрально – симметричное поле. Законы сохранения в центрально – симметричном поле. ^ Механическая энергия. Консервативные силы. Закон сохранения энергии. Момент импульса тела. Закон сохранения момента импульса, связь с траекторией движения. ^ Связь законов сохранения со свойствами пространства – времени. Однородность и изотропность пространства. 15 – 18 занятие Мега -, макро – и микромиры. Единство основных законов физики во всех мирах. Отличия в проявлении основных закономерностей в зависимости от масштаба пространственно – временной ячейки: времена жизни, плотности энергии, превалирующий вид взаимодействия. ^ Наблюдаемое разбегание галактик. Закон Хаббла. Распределение видимого вещества во Вселенной. Оценка времени существования Вселенной. 21 – 22 занятие Модель расширяющейся Вселенной А. А. Фридмана. Критическая плотность вещества во Вселенной. Возможные варианты будущего Вселенной. ^ «Большой взрыв» Георгия Гамова. Квантово – механическая «черная дыра» физического вакуума. Комптоновская длина волны. Радиус Шварцшильда. Планковская эпоха от 0 до 10-43 секунды. Обсуждаются вопросы: где начало? Откуда взялась чудовищная энергия, затраченная на образование Вселенной? ^ Вселенная в возрасте от 10-43 секунды 10-36 секунды. Поток времени. Разделение четырех фундаментальных взаимодействий. Спонтанное нарушение симметрии пространства – времени. ^ Инфляционная стадия расширения Вселенной от 10-18 до3*1017 метра. Электрослабая эпоха от 10-34 секунды 10-10 секунды. Кварки, лептоны – переносчики всех видов взаимодействия. ^ Вселенная от 10-10 секунды до 1 секунды. Адроны, лептоны. Процесс аннигиляции частиц и античастиц. Исчезновение антивещества. Превалирование энергии излучения над энергией вещества. ^ Эра нуклеосинтеза. (1 – 200 секунд). Образование реликтовых ядер: 12Н, 13Н, 24Не, водородно – гелиевая плазма. ^ Эра атомов. Реликтовое излучение предсказано в 1948 г., открыто в 1964 г. Радиоастрономия. 37 – 38 занятие. Неоднородность реликтового излучения – неоднородность в распределении вещества в ранней Вселенной. Образование астрономических структур: Рождение звездного мира. Галактики. Скопления галактик. ^ Основные характеристики звезд. Звездные величины. Расстояния до звезд и способы их определения. Метод годичного параллакса. 41 – 44 занятие. Светимость звезд. Спектр звезды. Цветовой показатель спектра . Связь между физическими характеристиками звезд. ^ Диаграмма Герцшпрунга - Рассела. Главная звездная последовательность (ГЗП). Диаграмма масса – светимость. 47 – 50 занятие. Распределение вещества в галактиках. Газопылевые комплексы (ГПК). Холодные молекулярные ГПК. Галактические диски и спиральные рукава. ^ Протозвезды. Этапы рождения нормальной одиночной звезды, находящейся на главной звездной последовательности. Стадия свободного падения. Стадия Хаяши. Красные гиганты. ^ Жизненный трек нормальной звезды на главной звездной последовательности. Протон – протонный цикл. Белые карлики. 55 – 56 занятие. Продолжительность жизни. Механизмы переноса энергии от ядерной топки. Три наиболее вероятных сценария заключительного этапа жизни одиночной звезды ГЗП в зависимости от массы звезды. ^ Эволюция звезд с массой, близкой к солнечной. Вспышка сверхновой звезды Нейтронизация плазмы. Нейтронные звезды – пульсары. 59 – 60 занятие. Эволюция звезд с массой, в 10 раз больше Солнечной. От ядра водорода до ядер железа. Гравитационный коллапс. Радиус Шварцшильда. Черная дыра. ^ Переменные звезды. Затменно – переменные, физически переменные звезды. Полоса неустойчивости на диаграмме Герцшпрунга – Рассела. Цефеиды. ^ Парные звезды. Тесные двойные системы. Полость Роша. Особенности эволюции звезд в тесных двойных системах. 65 – 66 занятие. Звездные скопления. Звездные ассвоциации. Галактики, их классификация. (эллиптические, спиральные. неправильные). Строение галактик. ^ Наша Галактика – «Млечный путь». Строение: галактический диск, гало, ядро Галактики. Движение Галактики, как целого, движение звезд в Галактике. Взаимодействие с Магеллановыми облаками. ^ Скопления галактик. Активные галактики. Темная материя. Загадка нейтрино. Обсуждение данных наблюдений в пользу модели «Большого взрыва», не ясных пока моментов в эволюционной модели. ^ Конференция. Методические рекомендации. В курсе «Эволюция Вселенной» преднамеренно опущена тема «Космогония Солнечной системы, ее строение и содержание». Эта тема есть в учебном плане курса физики в 11 классе, ее можно предложить в форме реферата. Учитывая большую загруженность учащихся выпускных классов во втором полугодии, курс можно начинать со второго полугодия 10 класса. Занятия по названному курсу проводятся по лекционно – семинарской методике. Перед проведением семинаров школьники получают набор контрольных вопросов, которые будут обсуждаться на семинаре, либо домашние контрольные задания. Примерный характер вопросов, обсуждаемых на семинаре, (Блок 2).
Пример домашней контрольной работы (Блок 4).
Примерный список тем рефератов:
Образовательные ресурсы к курсу: Список литературы: 1. Большой энциклопедический словарь. Физика. М., «Большая Российская энциклопедия», 1999. 2. Энциклопедия для детей. Астрономия. М., Аванта+, 2002. 3. Астрономия. Авт.-сост. М.Я.Цофин. Минск, Харвест, 1998. 4. Я.И.Перельман. Занимательная астрономия. В.В.Рюмин. Занимательная химия. Ростов-на-Дону. ЗАО «Книга» ,2005.
6. Журнал «Вокруг света», август 2001, «Живые и мертвые»,Л. Князева. 7.Журнал «Вокруг света»,июль 2002, «Пятый элемент», Л. Князева. 8. Журнал «Вокруг света»,ноябрь 2003, «Невидимая, но тяжелая», С. Рудин. 9. Журнал «Вокруг света», декабрь 2004,»Тайна шестой планеты», Л. Бумагин. 10. Журнал «Компьютерра», №527, 27 января 2004г. «Земные духи Марса» Г. Андреев. 11. Журнал «Компьютерра»,»384,20 февраля 2001, «Прикосновение к Эросу» Е. Золотов. 12. С. Вайнберг. Мечты об окончательной теории.М. УРСС, 2004. 13. Сборник нормативных документов. Физика. Сост. Э.Д. Днепров, А.Г. Аркадьев. М., Дрофа,2004. Учебные пособия: 1. В.А. Касьянов. «Физика – 11. Эволюция Вселенной»,М., «Дрофа», 2006. 2. В.А. Касьянов. «Физика – 11.»,М., «Дрофа», 2005. 3.Л.Э. Генденштейн, Ю.И.Дик. «Физика-11». М., Илекса, 2005. 4. Н.Н. Шахмаев, Ю.И. Дик, С.Н. Шахмаев, Д.Ш. Шодиев, «Физика – 11»,М., Мнемозина, 2003. 5.В.В.Воронцов-Вельяминов, Е.К.Страут. Астрономия. М., Просвещение, 2000. 6. Е.П. Левитан. Астрономия. М., Просвещение, 2006. 7.Е.П. Левитан. Астрономия. Книга для учителя. М., Просвещение, 2005. 8. Л.А. Кирик. К.П. Бондаренко. Астрономия. Разноуровневые самостоятельные работы. М., Илекса, 2005.
Сетевые ресурсы:
Мультимедиа-диски: 1.Электронные учебные пособия «Физика 11» Л.Э. Генденштейн, Л.А. Кирик. Илекса,2006. 2.«Открытая астрономия, 2,5», «Уроки открытого колледжа» Н.Н.Гомулина, Физикон, 2004г. |
Продолжительность курса составляет один год, в объеме 72 часа, одно двухчасовое занятие в неделю. В средней школе курс «Введение... | Программа элективного курса «Политическая карта мира» предназначена для учащихся 9 класса. Составлена на основе методических рекомендаций... |
Археологические памятники, находящиеся на территории нашей Республики, раскрывают прекрасные и таинственные страницы истории нашей... | Бюджетное образовательное учреждение белоярского района общеобразовательная средняя (полная) школа |
Это, в свою очередь, будет способствовать. Профессиональному самоопределению учащихся, то есть формированию отношения личности к... | Предлагаемый курс предназначен для учащихся 11-ых классов, однако может быть использован и для 10-го класса, а отдельные элементы... |
Если для сохранения себя человек должен сохранять природу, то для охраны природы он должен развивать себя | Продолжительность урока для учащихся 2-х классов – 45 минут. Промежуточная аттестация учащихся – по четвертям. Домашние задания даются... |