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.3 |
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 закономерности лежащие в основе процессов, протекающих в природе в целом и в биологических системах (организмах) в частности; физические основы функционирования соврменной аппаратуры, правила работы и меры безопасности в лабораториях с электроприборами и современной физимческой аппаратуро основные физические явления и закономерности лежащие в основе процессов, протекающих в природе в целом и в биологических системах (организмах) в частности, характеристики воздействия физических факторов на биологичесие системы; физические основы функционирования соврменной аппаратуры, правила работы и меры безопасности в лабораториях с электроприборами и современной физимческой аппаратурой; физическо-механические свойства биологических тканей; механические и реологические свойства биологических тканей и жидкостей основные физические явления и основные законы физики, границы их применимости, применение этих законов в важнейших практических приложениях к процессам протекающим в природе в целом и в биологических системах в частности; физические основы функционирования соврменной аппаратуры, правила работы и меры безопасности в лабораториях с электроприборами и современной физимческой аппаратурой; физическо-механические свойства биологических тканей; механические и реологические свойства биологических тканей и жидкостей; характеристики физических факторов оказывающих воздействие на организм и механизмы такого воздействия |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | самостоятельно работать с учебной и научной литературой; пользоваться лабораторным оборудованием; проводить статистическую обработку экспериментальных данных самостоятельно работать с учебной и научной литературой; пользоваться лабораторным оборудованием; проводить статистическую обработку экспериментальных данных; определять характер физического процесса по графику, таблице, формуле самостоятельно работать с учебной и научной литературой; работать на физической (электронной) аппаратуре, представленной в лабораторном практикуме; проводить статистическую обработку экспериментальных данных; интерпретировать и делать выводы на основе экспериментальных данных; применять полученные знания для решения профессиональных задач |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | статистической обработки экспериментальных данных; методами определение различных физических характеристик объектов; основами техники безопасности при работе с электронной и современной физической аппаратурой основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыками статистической обработки экспериментальных данных; методами определения различных физических характеристик объектов; основами техники безопасности при работе с электронной и современной физической аппаратурой; навыками составления описания проводимых исследований основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; методами теоретических и экспериментальных исследований в избранной области физики; навыками использования основных общефизических законов и принципов, современных тенденций развития физики в важнейших практических приложениях своей профессиональной деятельности ; навыками статистической обработки экспериментальных данных; методами определения различных физических характеристик объектов; основами техники безопасности при работе с электронной и современной физической аппаратурой; навыками составления описания проводимых исследований |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Механика | ||||||
| 1.1. | Кинематика. Динамика . Статика. Механика жидкостей | Лекции | 2 | 1 | ОПК-2 | Л1.2, Л2.2 |
| 1.2. | 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 | 2 | 2 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.1 |
| 1.3. | Механика | Сам. работа | 2 | 10 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.2, Л1.1, Л2.2 |
| Раздел 2. Механические колебания и волны | ||||||
| 2.1. | Механические колебания. Волны | Лекции | 2 | 0,5 | ОПК-2 | Л1.2, Л2.2 |
| 2.2. | Лабораторная работа №3 «Механические колебания»; Лабораторная работа №6 «Определение момента инерции махового колеса методом свободных колебаний» | Лабораторные | 2 | 2 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.1 |
| 2.3. | Механические колебания и волны | Сам. работа | 2 | 10 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.2, Л1.1, Л2.2 |
| Раздел 3. Молекулярная физика | ||||||
| 3.1. | Термодинамика. Молекулярно-кинетическая теория. Реальные газ | Лекции | 2 | 1 | ОПК-2 | Л1.2, Л2.2 |
| 3.2. | Лабораторная работа №8 «Определение коэффициента вязкости жидкости капиллярным вискозиметром», Лабораторная работа №9 «Определение Ср /Сv для воздуха методом Клемана и Дезорма»; Лабораторная работа №11 «Определение средней длины свободного пробега эффективного диаметра молекул воздуха". | Лабораторные | 2 | 2 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.1 |
| 3.3. | Молекулярная физика | Сам. работа | 2 | 10 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.2, Л1.1, Л2.2 |
| Раздел 4. Электричество и магнетизм | ||||||
| 4.1. | Электростатика.Магнетизм.Электромагнитные волны | Лекции | 2 | 2 | ОПК-2 | Л1.2, Л2.1 |
| 4.2. | 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 | 2 | 2 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.1 |
| 4.3. | Электричество и магнетизм | Сам. работа | 2 | 10 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.2, Л1.1 |
| Раздел 5. Оптика | ||||||
| 5.1. | Геометрическая оптика. Физическая оптика.Современная оптика: физиологическая оптика, фотометрия и др. | Лекции | 2 | 0,5 | ОПК-2 | Л1.2, Л2.3 |
| 5.2. | 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 | 2 | 2 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.1 |
| 5.3. | Оптика | Сам. работа | 2 | 10 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.2, Л1.1, Л2.3 |
| Раздел 6. Атомная физика | ||||||
| 6.1. | Структура атома. Модель атома по Бору. Квантовомеханическая теория атома водорода.Многоэлектронные атомы | Лекции | 2 | 0,5 | ОПК-2 | Л1.2, Л2.3 |
| 6.2. | Атомная физика | Сам. работа | 2 | 10 | ОПК-2 | Л3.1, Л1.2, Л2.3 |
| Раздел 7. Ядерная физика | ||||||
| 7.1. | Свойства и строение атомных ядер. Радиоактивность. Ядерные силы и энергия связи ядра. Использование ядерных превращений. Физика элементарных частиц. Элементы геофизики | Лекции | 2 | 0,5 | ОПК-2 | Л1.2, Л2.3 |
| 7.2. | Ядерная физика | Сам. работа | 2 | 5 | ОПК-2 | Л1.2, Л1.1, Л2.3 |
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 06.03.01 БИОЛОГИЯ и РУП не предусмотрены |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Фонд оценочных средств приведен в приложении к рабочей программе дисциплины |
| Приложения |
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 | 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 | 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 Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 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 |
|---|---|---|
| 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, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
| 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. |
| 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 |
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. |