2022-2023_b44_03_05 МиФ 224_plx_Вычислительный эксперимент в физике_Математика и Физика

МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Набережночелнинский государственный педагогический университет"

(ФГБОУ ВО "НГПУ")

Математики, физики и методик их обучения

Закреплена за кафедрой

рабочая программа дисциплины (модуля)

Вычислительный эксперимент в физике

__ __________ 2022 г.

Проректор по УР

УТВЕРЖДАЮ

Направление подготовки

_______________Гайфутдинов А.М.

44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки), профили Математика и Физика

зачет 10

Виды контроля в семестрах:

зачет

самостоятельная работа

аудиторные занятия

Общая трудоемкость

Часов по учебному плану

3 ЗЕТ

Форма обучения

очная

Квалификация

бакалавр

108

в том числе:

Распределение часов дисциплины по семестрам

Семестр

(<Курс>.<Семестр на курсе>)

10 (5.2)

Итого

Недель

8 4/6

Вид занятий

УП

РП

УП

РП

Лекции

Практические

Итого ауд.

Кoнтактная рабoта

Сам. работа

Итого

108

УП: b44.03.05 МиФ 224.plx

стр. 2

Программу составил(и):

к.п.н, доцент, Бурханова Ю.Н. _________________

Вычислительный эксперимент в физике

Рабочая программа дисциплины

разработана в соответствии с ФГОС:

Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - бакалавриат по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки) (приказ Минобрнауки России от 22.02.2018 г. № 125)

44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки), профили Математика и Физика

составлена на основании учебного плана:

утвержденного учёным советом вуза от 26.05.2022 протокол № 6.

Протокол от __ __________ 2022 г. № __

Срок действия программы: 2022-2023 уч.г.

Зав. кафедрой ГалямоваЭ.Х

Математики, физики и методик их обучения

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры

стр. 3

УП: b44.03.05 МиФ 224.plx

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

1.1

Цель освоения дисциплины является формирование у обучающихся знаний и представлений о экспериментальной физике и основных вычислительных методах, применяемых в экспериментах.

1.2

1.3

Задачи освоения дисциплины:

1.4

1. формирование умения проводить эксперимент по физике;

1.5

2. обрабатывать результаты экпериментальных данных;

1.6

3. составлять модели и прогнозировать результаты эксперимента.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

Цикл (раздел) ОП:

2.1

Требования к предварительной подготовке обучающегося:

2.1.1

Компьютерное моделирование физических процессов

2.1.2

Курсовая работа по Физике

2.1.3

Олимпиадные задачи по физике

2.1.4

Специальные методы решения задач по физике

2.1.5

Астрономия

2.1.6

Астрофизика

2.1.7

Механика

2.1.8

Организация дополнительного образования (по второму профилю) Экспериментальная физика

2.1.9

Организация проектной и учебно-исследовательской деятельности

2.1.10

Основания геометрии и неевклидова геометрия

2.1.11

Физика ядра и элементарных частиц

2.1.12

Диагностика предметных и метапредметных результатов обучения по математике

2.1.13

История математики

2.1.14

Курсовая работа по математике

2.1.15

Проективная геометрия

2.1.16

Конструктивная геометрия

2.1.17

Электричество и магнетизм

2.1.18

Научно-исследовательская работа (получение первичных навыков научно-исследовательской работы)

2.1.19

Теория преобразований плоскости

2.1.20

Теория чисел

2.1.21

Числовые системы

2.1.22

Аналитическая геометрия

2.1.23

Методы психолого-педагогического исследования

2.1.24

Молекулярная физика и термодинамика

2.1.25

Теория рядов

2.1.26

Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных

2.1.27

Образовательное право

2.1.28

Дифференциальные уравнения

2.1.29

Мультимедиа технологии в образовании

2.1.30

Начала алгебры

2.1.31

Робототехника

2.1.32

Правовые основы противодействия коррупции

2.1.33

Концепции современного естествознания

2.1.34

Философия

2.1.35

Производственная педагогическая практика

2.1.36

Учебная практика научно-исследовательская работа (получение первичных навыков научно-исследовательской работы)

2.1.37

2.1.38

Астрономия

2.1.39

Методика подготовки обучающихся к ОГЭ и ЕГЭ по математике

стр. 4

УП: b44.03.05 МиФ 224.plx

2.1.40

Методика подготовки обучающихся к ОГЭ и ЕГЭ по физике

2.1.41

Производственная педагогическая практика

2.1.42

Специальные методы решения задач по физике

2.1.43

Специальные методы решения математических задач

2.1.44

Теоретическая физика

2.1.45

Дифференциальная геометрия

2.1.46

Общая и экспериментальная физика

2.1.47

Производственная педагогическая практика

2.1.48

Теория вероятностей и математическая статистика

2.1.49

Учебная практика по решению задач по физике

2.1.50

Математическая логика

2.1.51

Методика обучения математике

2.1.52

Робототехника

2.1.53

Основы вожатской деятельности

2.1.54

Производственная педагогическая вожатская практика

2.1.55

Геометрия

2.1.56

Математический анализ

2.1.57

Производственная педагогическая практика (классное руководство)

2.1.58

Технология и организация воспитательных практик (классное руководство)

2.1.59

Психология воспитательных практик

2.1.60

Теория чисел

2.1.61

Учебная практика по решению математических задач

2.1.62

Алгебра

2.1.63

Высшая математика

2.1.64

Элементарная математика

2.1.65

Астрофизика

2.1.66

Олимпиадные задачи по физике

2.1.67

Решение олимпиадных задач по математике

2.1.68

Проективная геометрия

2.1.69

Основы мехатроники

2.2

Дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее:

2.2.1

Выполнение и защита выпускной квалификационной работы

3. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ ПО КАЖДОЙ ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ), ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ДОСТИЖЕНИЕ ПЛАНИРУЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

ПК-2: Способен осуществлять целенаправленную воспитательную деятельность

ПК-2.2: Демонстрирует способы организации и оценки различных видов внеурочной деятельности ребенка (учебной, игровой, трудовой, спортивной, художественной и т.д.), методы и формы организации коллективных творческих дел, экскурсий, походов, экспедиций и других мероприятий (по выбору)

ПК-1: Способен осваивать и использовать теоретические знания и практические умения и навыки в предметной области при решении профессиональных задач

ПК-1.2: Умеет осуществлять отбор учебного содержания для его реализации в различных формах обучения в соответствии с требованиями ФГОС ОО

В результате освоения дисциплины обучающийся должен

3.1

Знать:

3.1.1

основные понятия, результаты и задачи фундаментальной математики и

3.1.2

физики. Знать основные и специальные разделы механики жидкостей, газа и плазмы и

3.1.3

механики многофазных сред, качественные и количественные методы исследования

3.1.4

механических систем, современные тенденции в разработке моделей механики.

3.2

Уметь:

3.2.1

Уметь применять основные математические методы и алгоритмы для решения

3.2.2

стандартных задач физики. Уметь физически корректно ставить задачи механики

стр. 5

УП: b44.03.05 МиФ 224.plx

3.2.3

жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, выбирать методы их анализа и

3.2.4

решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные

3.2.5

заключения о поведении сложных механических систем, анализировать протекающие

3.2.6

процессы.

3.3

Владеть:

3.3.1

Владеть методами математического моделирования и численными методами

3.3.2

решения дискретных задач.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Наименование разделов и тем /вид занятия/

Литература

Часов

Компетен-

ции

Семестр / Курс

Код занятия

Интеракт.

Примечание

Раздел 1.

1.1

Физические основы механики. Эксперимент по физике и математические вычисления.

/Лек/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.2

Физические основы механики. Задачи на вычисления.

/Пр/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.3

Эксперименты по механическим колебаниям и волнам.

/Лек/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.4

Механические колебания и волны

/Пр/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.5

Молекулярная физика и термодинамика.Лабораторные работы и их обработка. /Лек/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.6

Молекулярная физика и термодинамика /Пр/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.7

Электричество и магнетизм. Виды экспериментов, тоерия и практика. /Лек/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.8

Электричество и магнетизм /Пр/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.9

Оптика и атомная физика. Эксперименты по оптике, математические методы при обработке результатов. /Лек/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.10

Оптика /Пр/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.11

Атомная физика /Пр/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.12

Ядерная физика /Пр/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.13

Изучение теоретического материала. /Ср/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.14

Проработка лекционного материала. /Ср/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.15

Подготовка к лабораторным занятиям. /Ср/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.16

Домашняя работа студентов (решение задач). /Ср/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

стр. 6

УП: b44.03.05 МиФ 224.plx

1.17

Подготовка рефератов по выбранной теме. /Ср/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

1.18

Подготовка к зачету. /Ср/

Л1.1Л2.1Л3.1

Э1 Э2 Э3

ПК-2.2

5. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ

5.1. Контрольные вопросы и задания

См. фонд оценочных средств в приложении.

5.2. Темы письменных работ

См. фонд оценочных средств в приложении.

5.3. Фонд оценочных средств

См. фонд оценочных средств в приложении.

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

6.1. Рекомендуемая литература

6.1.1. Основная литература

Авторы, составители

Заглавие

Издательство, год

Л1.1

Третьяк, Л. Н

Основы теории и практики обработки экспериментальных данных: учебное пособие для бакалавриата и магистратуры / Л. Н. Третьяк, А. Л. Воробьев ; под общей редакцией Л. Н. Третьяк. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 237 с. — (Университеты России). — ISBN 978-5-534-08623-2. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://biblio-online.ru/bcode/438922 (дата обращения: 08.11.2019)

Москва : Издательство Юрайт, 2019

6.1.2. Дополнительная литература

Авторы, составители

Заглавие

Издательство, год

Л2.1

Косинов, А. Д.

Методы физического эксперимента : Косинов, А. Д. Методы физического эксперимента : учебное пособие для вузов / А. Д. Косинов, А. Г. Костюрина, О. А. Брагин. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 86 с. — (Университеты России). — ISBN 978-5-534-07207-5. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://biblio-online.ru/bcode/442135 (дата обращения: 08.11.2019).

Москва : Издательство Юрайт, 2019

6.1.3. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

Авторы, составители

Заглавие

Издательство, год

Л3.1

Никеров, В. А.

Физика : учебник и практикум для академического бакалавриата : Серия : Бакалавр. Академический курс).Никеров, В. А. Физика : учебник и практикум для академического бакалавриата / В. А. Никеров. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 415 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-9916-4820-2. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/432881

Москва : Издательство Юрайт,, 2019

6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"

Э1

Электронный каталог библиотеки НГПУ. - Режим доступа: http://bibl.ngpi.net:81/cgi-bin/zgate.exe?init+test.xml,simple.xsl+rus

Э2

Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU. - Режим доступа: https://elibrary.ru

Э3

Электронно-библиотечная система (ЭБС) IPRbooks. - Режим доступа: www.iprbookshop.ru

6.3.1 Перечень лицензионного и свободно распространяемого программного обеспечения, в том числе отечественного производства

6.3. Перечень информационных технологий

6.3.1.1

Google Chrome: свободно распространяемое программное обеспечение: https://www.google.com/intl/ru/chrome/privacy/eula_text.html

стр. 7

УП: b44.03.05 МиФ 224.plx

6.3.1.2

Mozilla Firefox: свободно распространяемое программное обеспечение: https://www.mozilla.org/en-US/MPL/2.0/

6.3.1.3

PeaZip: свободно распространяемое программное обеспечение: https://peazip.github.io/

6.3.1.4

Антивирусное ПО Kaspersky Endpoint Security для бизнеса – Расширенный: Договор №2023.2028 от 28.02.2023

6.3.1.5

Moodle: свободно распространяемое программное обеспечение: https://docs.moodle.org/dev/License

6.3.1.6

Яндекс.Браузер свободно распространяемое программное обеспечение: https://yandex.ru/legal/browser_agreement/

6.3.1.7

Astra Linux Special Edition: Договор №2022.20893 от 29.11.2022

6.3.1.8

ИКОП «Сферум»: Соглашение о взаимодействии и сотрудничестве 12.04.2022

6.3.1.9

LibreOffice: свободно распространяемое программное обеспечение: https://www.libreoffice.org/about-us/licenses

6.3.2 Перечень профессиональных баз данных и информационных справочных систем

6.3.2.1

Электронно-библиотечная система (ЭБС) IPRSMART. - URL: https://www.iprbookshop.ru/.- Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.-Текст: электронный

6.3.2.2

Электронная библиотечная система «Юрайт» - URL: https://urait.ru/.- Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.-Текст: электронный

6.3.2.3

Информационная правовая система Гарант. - URL: http://www.garant.ru/

7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

7.1

1-231а Помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования (423806, Республика Татарстан (Татарстан), г. Набережные Челны, ул. Низаметдинова, д. 28). Оснащенность: специализированная мебель, стеллажи.

7.2

1-231а Помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования (423806, Республика Татарстан (Татарстан), г. Набережные Челны). Оснащенность: специализированная мебель, стеллажи.

7.3

1-231 Учебная аудитория для проведения учебных занятий (423806, Республика Татарстан (Татарстан), г. Набережные Челны, ул. Низаметдинова, д. 28). Оборудование и технические средства обучения: компьютер, интерактивная доска, проектор, доска, учебно-наглядные пособия.

7.4

1-231 Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа, учебная аудитория для проведения групповых и индивидуальных консультаций, учебная аудитория для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации (423806, Республика Татарстан (Татарстан), г. Набережные Челны, ул. Низаметдинова, д. 28). Оснащенность: специализированная мебель, компьютер, интерактивная доска, проектор, доска, учебно-наглядные пособия.

7.5

1-100а Помещение для самостоятельной работы (423806, Республика Татарстан (Татарстан), г. Набережные Челны, ул. Низаметдинова, д. 28). Оборудование и технические средства обучения: компьютер, экран, проектор, доска, учебно-наглядные пособия.

8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Приступая к изучению учебной дисциплины, необходимо ознакомиться с рабочей программой дисциплины , учебной, научной и методической литературой, имеющейся в библиотеке института, получить в библиотеке рекомендованные учебники и учебно-методические пособия, завести новую тетрадь для конспектирования лекций и работы с первоисточниками.

В ходе лекционных занятий вести конспектирование учебного материала. Обращать внимание на категории, формулировки, раскрывающие содержание тех или иных явлений и процессов, научные выводы и практические рекомендации.

В ходе подготовки к семинарам изучить основную литературу, ознакомиться с дополнительной литературой, новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы. Дорабатывать свой конспект лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Подготовить тезисы для выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на лабораторном занятии, семинар. Готовясь к докладу или реферативному сообщению, обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления.

В ходе семинарского занятия внимательно слушать выступления своих однокурсников. При необходимости задавать им уточняющие вопросы. Принимать активное участие в обсуждении учебных вопросов: выступать с докладами, рефератами, обзорами научных статей, отдельных публикаций периодической печати, касающихся содержания темы лабораторного, семинарского занятия. В ходе своего выступления использовать технические средства обучения.

С целью более глубокого усвоения изучаемого материала задавать вопросы преподавателю. После подведения итогов семинара, практического занятия, устранить недостатки, отмеченные преподавателем.

Самостоятельная работа обучающихся – это процесс активного, целенаправленного приобретения студентом новых знаний, умений без непосредственного участия преподавателя, характеризующийся предметной направленностью, эффективным контролем и оценкой результатов деятельности обучающегося.

Самостоятельная работа обучающихся включает следующие виды работ:

а) для овладения знаниями:

- чтение текста (учебника, первоисточника,дополнительной литературы),

- составление плана текста,

стр. 8

УП: b44.03.05 МиФ 224.plx

- графическое изображение структуры текста,

- конспектирование текста, выписки из текста,

- работа со словарями и справочниками, ознакомление с нормативными документами,

- учебно-исследовательская работа,

- использование аудио- и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.

б) для закрепления и систематизации знаний:

- работа с конспектом лекции, обработка текста, повторная работа над учебным материалом (учебника, первоисточника, дополнительной литературы, аудио и видеозаписей),

- составление плана, составление таблиц для систематизации учебною материала,

- ответ на контрольные вопросы, заполнение рабочей тетради, аналитическая обработка текста (аннотирование, рецензирование, реферирование, конспект-анализ и др),

- подготовка мультимедиа сообщений/докладов к выступлению на семинаре (конференции), подготовка реферата, составление библиографии, тематических кроссвордов, тестирование и др.

в) для формирования умений:

- решение задач и упражнений по образцу,

- решение вариативных задач,

- решение ситуационных (профессиональных) задач

Рекомендации по подготовке к зачету

Завершающим этапом изучения дисциплины является зачет

При подготовке к зачету (в конце семестра) повторять пройденный материал в строгом соответствии с учебной программой, примерным перечнем учебных вопросов, выносящихся на зачет и содержащихся в данной программе. Использовать конспект лекций и литературу, рекомендованную преподавателем. Обратить особое внимание на темы учебных занятий, пропущенных студентом по разным причинам. При необходимости обратиться за консультацией и методической помощью к преподавателю.

Готовиться к зачету необходимо последовательно, с учетом вопросов, разработанных преподавателем. Сначала следует определить место каждого контрольного вопроса в соответствующем разделе темы учебной программы, а затем внимательно прочитать и осмыслить рекомендованные научные работы, соответствующие разделы рекомендованных учебников. При этом полезно делать хотя бы самые краткие выписки и заметки. Работу над темой можно считать завершенной, если вы сможете ответить на все контрольные вопросы и дать определение понятий по изучаемой теме.

Для обеспечения полноты ответа на контрольные вопросы и лучшего запоминания теоретического материала рекомендуется составлять план ответа на контрольный вопрос. Это позволит сэкономить время для подготовки непосредственно перед зачетом за счет обращения не к литературе, а к своим записям.

Рекомендации по обучению лиц с ограниченными возможностями.

В соответствии с методическими рекомендациями Минобрнауки РФ (утв. 8 апреля 2014 г. N АК-44/05вн) в курсе будут использованы социально-активные и рефлексивные методы обучения с целью оказания помощи в установлении полноценных межличностных отношений с другими студентами, создании комфортного психологического климата в студенческой группе. Подбор и разработка учебных материалов производятся с учетом необходимости предоставления материала в различных формах: аудиальной, визуальной, с использованием специальных технических средств и информационных систем.

Освоение дисциплины лицами с ОВЗ осуществляется с использованием средств обучения общего и специального назначения (персонального и коллективного использования). Материально-техническое обеспечение приспособлено (аудитории) к нуждам лиц с ОВЗ.

Форма проведения аттестации для лиц с ОВЗ устанавливается с учетом индивидуальных психофизических особенностей. Для студентов с ОВЗ предусматривается доступная форма предоставления заданий оценочных средств, а именно:

•в печатной или электронной форме (для лиц с нарушениями опорно-двигательного аппарата);

•в печатной форме или электронной форме с увеличенным шрифтом и контрастностью (для лиц с нарушениями слуха, речи, зрения);

•методом чтения задания вслух (для лиц с нарушениями зрения).

Лицам с ОВЗ увеличивается время на подготовку ответов на контрольные вопросы. Для таких лиц предусматривается доступная форма предоставления ответов на задания, а именно:

•письменно на бумаге или набором ответов на компьютере (для лиц с нарушениями слуха, речи);

•выбором ответа из возможных вариантов с использованием услуг ассистента (для лиц с нарушениями опорно- двигательного аппарата);

•устно (для лиц с нарушениями зрения, опорно-двигательного аппарата).

При необходимости для обучающихся с ОВЗ процедура оценивания результатов обучения может проводиться в несколько этапов.