МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Физпрактикум

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки10.03.01. Информационная безопасность
ПрофильБезопасность автоматизированных систем (в сфере профессиональной деятельности)
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость9 ЗЕТ
Учебный план10_03_01_ИБ-2-2020
Часов по учебному плану 324
в том числе:
аудиторные занятия 54
самостоятельная работа 270
Виды контроля по семестрам
зачеты: 1, 2, 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) 1 (2) 2 (3) Итого
Недель 19 19 19
Вид занятий УПРПДУПРПДУПРПДУПРПД
Лабораторные 18 18 18 18 18 18 54 54
Сам. работа 90 90 90 90 90 90 270 270
Итого 108 108 108 108 108 108 324 324

Программу составил(и):
канд.пед.наук, доцент, Шимко Е.А.

Рецензент(ы):
канд. физ.-мат.наук, доцент, Рудер Д.Д.

Рабочая программа дисциплины
Физпрактикум

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 10.03.01 "Информационная безопасность", утвержденный Министерством образования и науки РФ от 01 декабря 2016 г. № 1515

составлена на основании учебного плана:
10.03.01 Информационная безопасность
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., проф. Плотников В.А.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., проф. Плотников В.А.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков для решения широкого спектра задач в различных областях;
формирование понимания ценностно-смысловой ориентации, гражданственности и самосовершенствования;
научить проводить физические измерения, обрабатывать полученные результаты, составлять прогнозы возможного развития ситуации, сформировать навыки постановки экспериментальных исследований и измерений и оценки погрешности контрольных измерений;
научить использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности;
обучение способности к познавательной деятельности, абстрактному и критическому мышлению, принятию нестандартных решений и способности работать самостоятельно

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б.06

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 способностью анализировать физические явления и процессы для решения профессиональных задач
ПК-3 способностью администрировать подсистемы информационной безопасности объекта защиты
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- основные физические величины и характеристики процессов и явлений, связи между физическими характеристиками явлений и процессов, области применимости количественных соотношений между физическими характеристиками, физические теории, позволяющие объяснять результаты;
- методы статистической обработки результатов измерения в общем физическом практикуме.
3.2.Уметь:
3.2.1.− использовать математический аппарат для освоения теоретических основ и практического использования физических методов;
− использовать законы сохранения, фундаментальные физические закономерности;
− пользоваться теоретическими основами, основными понятиями, законами и моделями физики.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- навыками постановки экспериментальных исследований, измерения и оценки погрешности измерений;
- современными методами обработки и анализа данных, полученных при теоретических и экспериментальных исследованиях, в том числе с использованием ПК и прикладных программных средств компьютерной графики

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Механика. Молекулярная физика
1.1. Обработка и визуализация данных физических экспериментов с помощью пакета Origin и др Лабораторные 1 1 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
1.2. Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных Лабораторные 1 1 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л1.5
1.3. Движение тела брошенного под углом к горизонту Лабораторные 1 4 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
1.4. Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника Лабораторные 1 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
1.5. Определение модуля Юнга из растяжения проволоки. Лабораторные 1 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
1.6. Определение коэффициента вязкости жидкости капиллярным вискозиметром Лабораторные 1 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л1.5
1.7. Определение Ср /Сv для воздуха методом Клемана и Дезорма Лабораторные 1 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
1.8. Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха Лабораторные 1 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л3.2, Л2.1, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
1.9. Определение изменения энтропии воздуха статистическим и термодинамическим способами Лабораторные 1 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л3.2, Л2.1, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
1.10. Обработка экспериментальных данных, составление отчета по лабораторной работе, ответ на контрольные вопросы Сам. работа 1 90 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л3.2, Л2.1, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
Раздел 2. Колебания и волны. Электричество и магнетизм
2.1. Определение момента инерции махового колеса методом свободных колебаний. Лабораторные 2 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
2.2. Определение моментов инерции различных тем методом крутильных колебаний Лабораторные 2 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
2.3. Механические колебания Лабораторные 2 4 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
2.4. Изучение связанных колебаний Лабораторные 2 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
2.5. Измерение сопротивлений с помощью моста Уитстона Лабораторные 2 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
2.6. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли Лабораторные 2 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
2.7. Переходные процессы в системе с конденсатором Лабораторные 2 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
2.8. Исследование зависимости полезной мощности и КПД источника тока от его нагрузки Лабораторные 2 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.1, Л2.4, Л1.5
2.9. Обработка экспериментальных данных, составление отчета по лабораторной работе, ответ на контрольные вопросы Сам. работа 2 90 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
Раздел 3. Оптика. Атомная физика. Ядерная физика
3.1. Определение фокусного расстояния собирающей и рассеивающей линз Лабораторные 3 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.2. Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона Лабораторные 3 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.3. Определение длин волн излучения ртутной лампы с помощью бипризмы Френеля и двойной щели Лабораторные 3 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.4. Изучение Фраунгоферовой дифракции света Лабораторные 3 4 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.5. Изучение оптических голограмм Лабораторные 3 1 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.6. Изучение поляризованного света Лабораторные 3 1 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л1.5
3.7. Исследование поля напряжений в прозрачных твердых телах методом фотоупругости Лабораторные 3 1 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.8. Изучение законов теплового излучения Лабораторные 3 2 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.9. Изучение спектра атома водорода Лабораторные 3 3 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.10. Обработка экспериментальных данных, составление отчета по лабораторной работе, ответ на контрольные вопросы Сам. работа 3 90 ОПК-1, ПК-3 Л2.2, Л1.1, Л3.2, Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1.Собеседование (допуск к лабораторной работе):
а. Какие величины измеряются и как?
б. Какие величины расчитываются и как?
2. Типовой расчет
3. Выполнение расчетно-графических работ
4. Защита лабораторных работ
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
ФЕДЕРАЛЬНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ СТАНДАРТОМ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ
ПОДГОТОВКИ 090900 "Информационная безопасность" и РУП не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
вопросы к защите практической работы
вопросы по разделам дисциплины

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Третьяк Л. Н., Воробьев А. Л. ; Под общ. ред. Третьяк Л.Н. Основы теории и практики обработки экспериментальных данных: Учебное пособие для бакалавриата и магистратуры М.: Издательство Юрайт, 2019 // ЭБС "Юрайт" biblio-online.ru
Л1.2 А. А. Детлаф, Б.М.Яворский Курс физики: учеб.пособие для втузов М.:Академия, 2007
Л1.3 Копылова О. Курс общей физики: Учебное пособие Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет, 2017 // ЭБС "Университетская библиотека online" biblioclub.ru
Л1.4 Зотеев А. В., Зайцев В. Б., Алекперов С. Д. Общая физика: Лабораторные задачи: Учебное пособие для академического бакалавриата М.: Издательство Юрайт, 2019 // ЭБС "Юрайт" biblio-online.ru
Л1.5 Шимко Е.А. Физический практикум [Электронный ресурс]: , portal.edu.asu.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Воронов В.К. Современная физика: учеб.пособие для вузов М.:КомКнига, 2005
Л2.2 Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для инж.-техн. спец. вузов М.: Академия, 2010
Л2.3 С. Э. Фриш, А. В. Тиморева Курс общей физики: учебник в 3 т.: учебник СПб.: Лань,, 2009
Л2.4 Л. Г. Деденко, В. В. Керженцев; под ред. А. Н. Матвеева Математическая обработка и оформление результатов эксперимента (в лабораториях общего физического практикума): практикум Изд-во МГУ, 1977
6.1.3. Дополнительные источники
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л3.1 В. В. Мелентьева и др. Физический практикум: механика: учеб. пособие АлтГУ, 2014
Л3.2 Соломатин К.В. Лабораторный практикум по физике: учеб.пособие к лаборатор.работам по курсу общ.физики Изд-во АлтГУ, 2014
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Физпрактикум, автор Шимко Е.А. portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Excel
OriginLab Origin Pro 8.0
MatLAB 7
MathCAD 14/15
Mathematica 4.0
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека.
www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека.
www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека.
www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека.
http://www.biblioclub.ru/ интернет-портал «Университетская библиотека онлайн»
www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана.
www.intuit.ru/ Образовательный сайт

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
001вК склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
213К лаборатория общего физпрактикума, лаборатория физики - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная 1 шт.; Модульный учебный комплекс МУК - О (2 шт.); модульный учебный комплекс МУК - ОК; модуль-ный учебный комплекс МУК-ЭМ1 (2 шт.); Лаб. Дифракция Фраунгофера; Лаб. Изменение скорости полета пули; Лаб. Изучение законов теплового излучени; Лаб. Кольца Ньютона; Лаб. Маятник "Обербека"; Лаб. Механические колебания; Лаб. Определен.длины своб.пробега молеку; Лаб. Определение вязкости по Паузейлю; Лаб. Определение изменения энтропии возд; Лаб. Определение модуля Юнга; Лаб. Связанные маятники; Лаб.Бипризма Френеля; Лаб. Движ.тела под углом к горизонту; Лаб. Изучение спектров атома водорода; Лаб. Исследо-вание поляризации света; Лаб. Момент инерции махового колеса; Лаб.Определение фокусных расстояний линз; монитор Samsung 17" 795MB (SBBHQ) TCO`03; монитор Samsung 550 S15" 0,28; системный блок Celeron 2260MHz; системный блок Celeron 2.0/845GL/20Gb; латр; микрометр оку-лярный; монохроматор УМ-2; монохро-матор УМ-2; пирометр "Проминь"; сейф; скамья оптическая; скамья оптическая; скамья оптическая; скамья оптическая С0-1; часы настенные В-Тройка 2120; штангенциркуль мет.; электромагнит ЭМ-1; электронно-счетный секундомер; электронно-счетный секундомер; электронно-счетный секундомер; учебное наглядное пособие: "Лабораторный практикум по физике"; учебно-лабораторные стенды по механике, электричеству и магнетизму, оптике.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Основной целью при изучении дисциплины является стремление показать области применения и формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию законов физике для широкого спектра задач в различных областях.
Для эффективного изучения теоретической части дисциплины «Физический практикум 1» необходимо:
- построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов методики эксперимента, согласно темам лабораторных работ;
- систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и заданиям;
- усвоить содержание ключевых понятий;
- плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам контрольных вопросов в лабораторных работах.
Для эффективного изучения практической части дисциплины «Физикческий практикум 1» рекомендуется:
- систематически выполнять подготовку к лабораторным работам по предложенным методическим указаниям ;
- своевременно выполнять лабораторные работы.
- своевременно и систематически защищать результаты своих экспериментальных исследований.
В течение семестра студенты выполняют:
- самостоятельную работу (Case-study - анализ конкретных ситуаций, ситуационный анализ)по подготовке к занятиям физического практикума, выполнение которых контролируется и обсуждается (групповое обсуждение) перед выполнением лабораторных работ (сократический диалог - подразумевающий постановку особых вопросов в процессе беседы, которые способствуют работе мышления, концентрации внимания, адекватной оценке текущей дискуссии и своей в ней роли);
- промежуточные задания, во время лабораторных работ (в форме дискуссий, дебатов)для выявления знаний по основным элементам теории к лабораторным работам или методике проведения экспериментальных заданий;
- построение "дерева решений" для проведения наиболее эфффективного анализа методики эксперимента, непосредственного выполнения экспериментальных исследований в ходе лабораторных работ;
- обсуждают задания лабораторных работ методом "Займи позицию", помогающем выяснить, какой спектр мнений может существовать по обсуждаемому вопросу и предоставляет возможность высказаться каждому, продемонстрировать различные мнения, а затем обосновать свою позицию, найти и выразить самые убедительные аргументы, сравнить их с аргументами других.