Навчальний курс "Теоретична фізика" (Термодинаміка і статистична фізика)
Назва курсу
Теоретична фізика (Термодинаміка і статистична фізика)
для студентів фізико-математичного факультету
денної форми навчання
Галузь знань: 0402 Фізико-математичні науки
Напрям підготовки: 6.040203 Фізика*
Освітньо-кваліфікаційний рівень: бакалавр
Мета та завдання навчального курсу
Мета: Формування предметної компетентності студентів з теоретичної фізики, забезпечуючи їх здатність до навчальної і професійної діяльності, академічної мобільності і готовності до інновацій як у змісті, так і технологіях навчання відповідно до структури таких компонентів: когнітивного (знання та розуміння предметного змісту курсу ТД і СФ), діяльнісного (уміння та здатність до основних видів навчальної діяльності, зокрема навчально-пізнавальної з теоретичної фізики), особистісного (мотивації, інтересу, рефлексії, соціалізації і ін. особистісних якостей).
Сприяти: формуванню здатності студентів до теоретичних узагальнень у пізнанні з позицій: модельних гіпотез (кінетична теорія ідеального газу і ін.), математичних гіпотез (кінетичні рівняння термодинаміки, явищ переносу, теплових процесів і ін.), та методу принципів (статистична фізика); цілісному баченню світу, науковому світогляду; виробленню здатності до: реалізації наукового підходу під час аналізу проблем оточуючого світу, методології наукового пізнання у навчально-пізнавальній діяльності; розвитку: загальнонавчальних умінь (аналізу, узагальненню, систематизації, моделюванню і ін.), абстрактно-логічного, теоретичного та критичного мислення; творчих здібностей на засадах фундаменталізації, міждисциплінарної інтеграції, інформатизації та професійної спрямованості навчання.
Організація навчання термодинаміки і статистичної фізики (ТД і СФ) на основі єдності теоретичної та практичної складових підготовки майбутніх учителів фізики. Зокрема, щодо:
* формування та розвитку у студентів наукових знань і вмінь, необхідних і достатніх для розуміння явищ і процесів, які відбуваються у теплових процесах методами феноменологічної термодинаміки і статистичної фізики, знання основ термодинаміки і статистичної фізики та вміння застосовувати ці знання до складання і розв’язування фізичних задач (для когнітивної складової ПК - навчальних; для діяльнісної складової ПК - навчально-практичних, навчально-евристичних, навчально-дослідницьких задач; для особистісної складової ПК - практико орієнтованих: задач-запитань, задач-проблем, задач-завдань) відповідних тем курсу за допомогою традиційних і нетрадиційних методик та прийомів навчання;
- формування концептуальних і теоретичних основ фізики як науки, її місця в загальній системі наук і цінностей у процесі навчальної діяльності (з притаманними йому навчальними, розвивальними й виховними функціями);
- підпорядкування структури і змісту системи навчальних знань з ТД і СФ сучасному способу науково-теоретичного мислення;
- організації навчання теоретичній фізиці на основі єдності теоретичної та практичної складових підготовки майбутніх учителів фізики;
- організація навчально-виховної діяльності з ТД і СФ на основі комплексного поєднання технологій навчання (ІКТ, проектної технології, ейдотехнології та ін.).
- формування у студентів вмінь математичного моделювання теплових явищ природи;
- формування у студентів абстрактно-логічного типу мислення, уміння користуватись методами індукції та дедукції, аналізу й синтезу, робити висновки та узагальнення;
- формування у студентів уміння систематизувати здобуті знання про теплові явища природи, використання їх у техніці;
- формування у студентів наукового світогляду, зокрема розвитку їх теоретичного і критичного мислення щодо становлення сучасних поглядів дослідження термодинамічних фізичних систем;
- озброєння студентів раціональним методологічним підходом до пізнавальної і практичної діяльності;
- формування у студентів вміння працювати з інформацією, розвиток їх комунікативних здібностей; позитивної мотивації до навчання;
- виховання екологічного мислення і поведінки, національної свідомості і патріотизму, працелюбності та наполегливості
Завдання:
- з’ясувати, що являють собою макроскопічні фізичні системи, які перебувають у рівноважному стані, процеси переходу між цими станами на основі феноменологічного та статистичного методів дослідження і показати, що одержані висновки розширюють і доповнюють цілісне уявлення студентів про науковий підхід у дослідженні фізичних явищ, формування фундаментальних, інтегрованих і технологічних знань;
- розширення та узагальнення тлумачення й аналізу основних фізичних понять (ТД: макроскопічна система, макроскопічні і мікроскопічні, калоричні і термічні параметри, початки термодинаміки, необоротність і ін.; СФ: ймовірність, фазовий простір, статистичний ансамбль систем, розподіли Гіббса, квантова і класична статистика, критерії виродження, статистичний зміст законів термодинаміки, принцип відповідності і ін.);
- встановлення конкретних меж, критеріїв існування та використання законів ТД і СФ;
- розкриття досягнень сучасної фізики та їх використання в науці і техніці, розвиток пізнавально-дослідницьких умінь;
- якісне обговорення проблем і завдань, а не детальне вивчення різних теоретичних методів, що обумовлено галузевим стандартом і програмою курсу ТД і СФ для педагогічних спеціальностей, розвиток та виховання студента як майбутнього вчителя фізики.
У результаті вивчення навчального курсу студент повинен знати:
основні завдання і методи теоретичної фізики у змісті дисципліни ТД і СФ, структуру статистичної фізики в її історико-генезісному розвитку, роль експерименту в теоретичній фізиці, у змісті дисципліни ТД і СФ; завдання і методи ТД і СФ за відповідними темами курсу;
вміти:
розв’язувати фізичні задачі за допомогою аналітичних та прикладних методик аналізу основних математичних моделей ТД і СФ за відповідними темами курсу.
