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

Физика

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки06.03.01. Биология
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план06_03_01_Биология-3-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 44
самостоятельная работа 37
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 1

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) Итого
Недель 15,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 24 24 24 24
Лабораторные 20 20 20 20
Сам. работа 37 37 37 37
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
д-р физ.-мат. наук, профессор, А.М. Сагалаков

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

Рабочая программа дисциплины
Физика

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 06.03.01 БИОЛОГИЯ (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014г. № 944)

составлена на основании учебного плана:
06.03.01 Биология
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.Целью преподавания дисциплины “Физика” является получение студентами основополагающих представлений о фундаментальном строении материи и физических принципах, лежащих в основе современной естественнонаучной картины мира. Курс должен способствовать формированию у студентов современного естественнонаучного мировоззрения, развитию научного мышления и расширению их научно-технического кругозора, дать студентам последовательную систему физических знаний, необходимых для становления их естественнонаучного образования, формирования в сознании физической картины окружающего мира; практические навыки, необходимые для применения физических законов к решению конкретных физических задач и проведения физического эксперимента; представление о возможностях применения физических методов исследования в профессиональной деятельности биологов.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б.02

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2 способностью использовать экологическую грамотность и базовые знания в области физики, химии, наук о Земле и биологии в жизненных ситуациях; прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности, нести ответственность за свои решения
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.основные физические явления и основные законы физики; границы их применимости и применение этих законов в важнейших практических приложениях; основные величины и физические константы, их определение, смысл, способы и единицы их измерения; назначение и принципы действия важнейших физических приборов; правила работы и меры техники безопасности в физических лабораториях с электроприборами и современной физической аппаратурой
3.2.Уметь:
3.2.1.анализировать поставленные задачи исследований в области физики на основе подбора и изучения литературных источников; проводить измерения и исследования различных объектов с выбором технических средств измерений и обработки результатов
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.составления описания проводимых исследований и разрабатываемых проектов, подготовки данных для составления отчетов, обзоров и другой технической
документации; анализа свойств объектов исследования и выбора инструментальных и программных средств их реализации

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Механика
1.1. Кинематика Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.2
1.2. Динамика Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.2
1.3. Статика Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.2
1.4. Механика жидкостей Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.2
1.5. Лабораторная работа № 1 «Движение тела, брошенного под углом к горизонту», Лабораторная работа № 2 «Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника»; Лабораторная работа №7 «Определение модуля Юнга из растяжения проволоки» Лабораторные 1 4 ОПК-2 Л3.1, Л1.1, Л2.3
1.6. Механика Сам. работа 1 7 ОПК-2 Л3.1, Л1.4, Л1.1, Л2.2, Л1.2, Л2.3
Раздел 2. Механические колебания и волны
2.1. Механические колебания Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.3
2.2. Волны Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.3
2.3. Лабораторная работа №3 «Механические колебания»; Лабораторная работа №6 «Определение момента инерции махового колеса методом свободных колебаний» Лабораторные 1 4 ОПК-2 Л3.1, Л1.1, Л2.3
2.4. Механические колебания и волны Сам. работа 1 3 ОПК-2 Л3.1, Л1.4, Л1.1, Л2.2, Л1.3, Л2.3
Раздел 3. Молекулярная физика
3.1. Термодинамика Лекции 1 2 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.2
3.2. Молекулярно-кинетическая теория Лекции 1 2 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.2
3.3. Реальные газ Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.2, Л1.2
3.4. Лабораторная работа №8 «Определение коэффициента вязкости жидкости капиллярным вискозиметром», Лабораторная работа №9 «Определение Ср /Сv для воздуха методом Клемана и Дезорма»; Лабораторные 1 4 ОПК-2 Л3.1, Л1.1, Л2.3
3.5. Молекулярная физика Сам. работа 1 7 ОПК-2 Л3.1, Л1.4, Л1.1, Л2.2, Л1.2, Л2.3
Раздел 4. Электричество и магнетизм
4.1. Электростатика Лекции 1 2 ОПК-2 Л1.4, Л2.1, Л1.2
4.2. Магнетизм Лекции 1 2 ОПК-2 Л1.4, Л2.1, Л1.2
4.3. Электромагнитные волны Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.1, Л1.2
4.4. Лабораторная работа №13 «Определение сопротивлений при помощи моста Уитстона», Лабораторная работа №14 «Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля земли», Лабораторная работа №16 «Исследование зависимости полезной мощности и к.п.д. источника тока от его нагрузки». Лабораторные 1 4 ОПК-2 Л3.1, Л1.1, Л2.3
4.5. Электричество и магнетизм Сам. работа 1 8 ОПК-2 Л3.1, Л1.4, Л1.1, Л1.2, Л2.3
Раздел 5. Оптика. Квантовая физика
5.1. Геометрическая оптика Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.4, Л1.3
5.2. Физическая оптика Лекции 1 2 ОПК-2 Л1.4, Л2.4, Л1.3
5.3. Современная оптика: физиологическая оптика, фотометрия, квантовая физика Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.4, Л1.3
5.4. Лабораторная работа №17 «Определение фокусного расстояния собирательной и рассеивающей линз», Лабораторная работа №18 «Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона», Лабораторная работа №20 «Изучение Фраунгоферовой дифракции света», Лабораторная работа № 21 «Изучение оптических голограмм», Лабораторная работа №22 «Изучение поляризованного света», Лабораторная работа №24 «Изучение законов теплового излучения» Лабораторные 1 4 ОПК-2 Л3.1, Л1.1, Л2.3
5.5. Оптика Сам. работа 1 5 ОПК-2 Л3.1, Л1.4, Л1.1, Л2.4, Л1.3, Л2.3
Раздел 6. Атомная физика
6.1. Структура атома. Модель атома по Бору. Квантовомеханическая теория атома водорода Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.4, Л1.3
6.2. Многоэлектронные атомы Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.4, Л1.3
6.3. Атомная физика Сам. работа 1 4 ОПК-2 Л3.1, Л1.4, Л2.4, Л1.3
Раздел 7. Ядерная физика
7.1. Свойства и строение атомных ядер. Радиоактивность. Ядерные силы и энергия связи ядра. Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.4, Л1.3
7.2. Использование ядерных превращений. Физика элементарных частиц. Элементы геофизики Лекции 1 1 ОПК-2 Л1.4, Л2.4, Л1.3
7.3. Ядерная физика Сам. работа 1 3 ОПК-2 Л1.4, Л1.1, Л2.4, Л1.3

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
представлены в "Фонде оценочных средств" приведенных в приложении к рабочей программе дисциплины
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 03.03.02 ФИЗИКА и РУП не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Фонд оценочных средств приведен в приложении к рабочей программе 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 М.С. Гринкруг, А.А. Вакулюк Лабораторный практикум по физике. [Электронный ресурс]: учеб. пособие Санкт-Петербург : Лань, 2012 e.lanbook.com
Л1.2 Н.П. Калашников, М.А. Смондырев. Основы физики: в 2 т. Том 1 [Электронный ресурс]: учеб. Москва : Издательство "Лаборатория знаний", 2017 e.lanbook.com
Л1.3 Н.П. Калашников, М.А. Смондырев. Основы физики: в 2 т. Том 2 [Электронный ресурс]: учеб. Москва : Издательство "Лаборатория знаний", 2017 e.lanbook.com
Л1.4 Грабовский Г.И. Курс физики [Электронный ресурс]: учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по естественнонаучным и техническим направлениям и специальностям Лань, 2012 e.lanbook.com
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.2. Электричество и магнетизм. [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим, естественнонаучным и педагогическим направлениям и специальностям Санкт-Петербург : Лань, 2007, 2007 e.lanbook.com
Л2.2 Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.1. Механика. Молекулярная физика. Колебания и волны. [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим, естественнонаучным и педагогическим направлениям и специальностям Санкт-Петербург : Лань, 2007 e.lanbook.com
Л2.3 под ред. Яковенко В.А. Общая физика. Практикум [Электронный ресурс] : учебное пособие Минск : "Высшая школа", 2008 e.lanbook.com
Л2.4 Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.3. Оптика. Физика атомов и молекул. Физика атомного ядра и микрочастиц. [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим, естественнонаучным и педагогическим направлениям и специальностям Санкт-Петербург : Лань, 2007 e.lanbook.com
6.1.3. Дополнительные источники
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л3.1 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 Интернет-библиотека на сайте Math.ru www.math.ru
Э2 Кафедра общей физики Новосибирского государственного университета: учебно-методические материалы и лабораторные практикумы phys.nsu.ru
Э3 Открытый колледж: Физика www.physics.ru
Э4 Физика | Информационно-образовательный сайт self-educ.ru
Э5 Физикам - преподавателям и студентам teachmen.ru
Э6 Элементы: популярный сайт о фундаментальной науке www.elementy.ru
Э7 Проект «Вся физика» www.fizika.asvu.ru
Э8 Физика (для биологов) portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows7, №лицензии 60674416 (бессрочная)
Microsoft Office 2010 №лицензии 60674416 (бессрочная)
OriginLab Origin Pro 8.0 (OriginLab), 2008-2012 г. - бесплатный софт
MatLAB 7 (MathWorks), 2010-2012 г. - бесплатный софт
MathCAD 14/15 (Parametric Technology Corporation), 2007-2012 гг. - бесплатный софт
Mathematica (Wolfram Research, Inc www.wolfram.com.)- бесплатный софт
Google SketchUp - бесплатный софт
3DCrafter - бесплатный софт
Art of Illusion - бесплатный софт
Creo Elements / Direct - ранее CoCreate - бесплатный софт
DrawPlus Starter Edition - бесплатный софт
FreeCAD - бесплатный софт
GLC Player - бесплатный софт
Netfabb Studio Basic - бесплатный софт
K-3D - бесплатный софт
OpenSCAD - бесплатный софт
Tinkercad - бесплатный софт
AutoCAD 2016 - бесплатный софт
Google SketchUp 2016 2016 16.0.19911 - бесплатный софт
Autodesk 3ds Max 2016 18.0 Autodesk 3ds Max (3D Studio Max) 2016 18.0 - бесплатный софт
Ashampoo 3D CAD Architecture 5.0.0 Ashampoo 3D CAD Architecture 5.0.0 - бесплатный софт
Wings 3D 1.5.4 Wings 3D 1.5.4 - бесплатный софт
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
http://biblioclub.ru - ЭБС Университетская библиотека online
https://e.lanbook.com - ЭБС издательства "Лань"
http://elibrary.asu.ru - ЭБС АлтГУ
https://www.biblio-online.ru - ЭБС Юрайт (для вузов и сузов)
http://bibliofond.ru/view.aspx?id=784126 - ЭБС Библиофонд (электроная библиотека студента)
http://elibrary.asu.ru - Научная электронная библиотека

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
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.
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
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
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

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 физики для широкого спектра задач в различных областях.
Для эффективного изучения теоретической части дисциплины «Физика» необходимо:
- построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала;
- систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и заданиям;
- усвоить содержание ключевых понятий;
- плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам.
Для эффективного изучения практической части дисциплины «Физика» рекомендуется:
- систематически выполнять подготовку к практическим занятиям и лабораторным работам по предложенным преподавателем тема и методическим указаниям;
- своевременно выполнять практические задания, лабораторные работы.
- своевременно и систематически защищать результаты своих экспериментальных исследований.
В течение семестра студенты выполняют:
- домашние задания (Case-study - анализ конкретных ситуаций, ситуационный анализ), выполнение которых контролируется и обсуждается (групповое обсуждение)на практических занятиях или 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 практических или лабораторных работ (в форме дискуссий, дебатов)для выявления знаний по основным элементам новых разделов теории 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 практических и 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.