Т.И.Радченко,
ГОУ дополнительного образования,
Республиканский центр детского технического творчества, г. Владикавказ, РСО Алания

Прикладная физика для начинающих

Программа, рассчитанная на 3 года обучения: 144 ч + 216 ч + 216 ч. 7–9-й классы

Предлагаемая программа ориентирована на учащихся 7–9-го классов средней общеобразовательной школы в группах по 8–10 человек (первый год – 144 ч, 2 раза в неделю по 2 ч, второй и третий годы – по 216 ч, 2 раза в неделю по 3 ч). Основное направление – комплексный подход к получению в процессе занятий в творческом объединении знаний, развитию их навыков и умений на базе теоретического материала, рассмотренного на уроках в школе. Основное содержание связано с получением углублённого и дополнительного материала соответственно темам, изученным на уроках физики, а также освоение практических навыков проведения экспериментов, ознакомление с методами исследований, характерных для тех или иных изучаемых разделов.

Цель: воспитание творческой личности, способной к освоению передовых технологий и созданию своих собственных разработок, к выдвижению новых идей и проектов.

Задачи: постепенное (шаг за шагом) освоение обучающимися необходимой суммы знаний и умений, а в дальнейшем переход к самостоятельным разработкам, включающим элементы новизны или нетрадиционный подход к избранной теме. Педагогом обязательно учитываются индивидуальные особенности, наклонности и интересы каждого учащегося, а также желание работать индивидуально или в сотрудничестве с коллективом.

Особенности:

• Материал изучается примерно параллельно с курсом физики в основной школе [1] с соответствующими повторением, закреплением, расширением и углублением знаний, проведением самостоятельных экспериментов, изготовлением пособий и моделей, что повышает эффективность обучения и в творческом объединении, и на уроках.

• Для решения общеобразовательных задач внесён раздел по вопросам авторского права, назначение которого – проведение целенаправленной образовательно-воспитательной работы, формирование творческой личности с активной жизненной позицией, знающей свои права и обязанности, с уважением относящейся к результатам труда окружающих и, самое главное, нацеленной на плодотворную работу на благо нашей страны, а не на поиски работы за границей.

• Программа предусматривает поиск и подготовку будущих «генераторов идей» в процессе выполнения творческих заданий, решения задач по ТРИЗ (теории решения изобретательских задач), выполнение исследовательских работ, которые носят не только теоретический, но и прикладной характер, требует выполнения эксперимента и изготовления некоторых приборов и установок для его проведения.

• Достижение очень высоких результатов возможно не только отличниками (как в школе), но и целеустремлёнными детьми, уже сделавшими профессиональный выбор. (В данном случае школьники успешно участвуют в учебно-исследовательской и научно-исследовательской деятельности.)

Обучение идёт по спирали: от простого к сложному при изучении одной и той же темы в разных классах («Механика», «Электромагнитные явления» и т.п.), отдельные темы изучаются только один раз (например, «Оптика»).

Ожидаемые результаты и способы их проверки

Учащиеся должны знать основной и дополнительный теоретический и практический материал по основным разделам физики: механике, электричеству, тепловым, электромагнитным и световым явлениям. Также они должны уметь: решать задачи технического содержания, объяснить действия прибора (по макету, чертежу, реальному образцу); придумать действующую модель, прибор, начертить схему устройства для выполнения тех или иных функций, овладеть навыками работы в области ТРИЗ.

Проверка результатов происходит в процессе решения поставленных задач. Качество подготовленности учащихся определяет качество выполненной ими работы, которое оценивается педагогом. Главными критериями при этом являются степень овладения теми или иными навыками, тщательность эксперимента, научность предлагаемого решения проблемы, внешний вид и качество работы прибора, соответствие исследовательской работы требуемым нормам и правилам оформления. Высшей формой проверки являются решения жюри различных выставок и конкурсов, а также рецензии экспертных групп. При этом не исключаются взаимоконтроль и взаимопроверка товарищей, что становится особенно актуальным в процессе подготовки к защите авторских работ и проектов.

Регулярные мини-выставки должны проходить в самом творческом объединении, чтобы учащиеся могли сравнить свои работы и работы товарищей, выслушать мнение (положительные и критические замечания, советы) посетителей. Для учёта замечаний и устранения недоработок в процессе дальнейшего усовершенствования выставленного на всеобщее обозрение изделия целесообразно вести книгу отзывов.

Выполнение и защиты работ и проектов учебно-исследовательского (и научно-исследовательского) характера предусматривают итоговые заключительные конференции внутри творческого объединения. Они проводятся по завершении определённого этапа обучения (для начинающих) и как итог конкурса (для остальных) разбираются ошибки и положительные моменты, обобщаются советы и замечания экспертов и членов жюри конкурса). Высшей оценкой результатов труда учащихся является участие в научных конференциях различного уровня (от городских до всероссийских). Поощрительной формой оценки труда учащихся является также демонстрация приборов, выполненных руками учащихся, и выступление со своими исследовательскими работами перед различными аудиториями, например, учителями физики, технологии, педагогами дополнительного образования. Следует отметить, что наиболее активные учащиеся остаются в творческом объединении для занятий исследовательской деятельностью и участия в конкурсах различного уровня, даже поступив в вузы. Темы работ, как правило, не меняются, но постоянно дополняются новыми элементами. Для экономии места ниже указаны только темы, дополняющие стандартную программу базового уровня (2 ч/нед., см., например, [1]).

1-й год обучения (4 ч/нед.)

Учебно-тематический план

Учебно-тематический план составлен с учётом «Обязательного минимума содержания основного общего образования по физике» [1, c. 5] и «Примерной программы основного общего образования» под ред. Коровина В.А. [1, c. 8].

Тема 1. Физические методы изучения природы: теоретический и экспериментальный (6 ч)

Измерение физических величин. Определение цены деления и показаний приборов. Заполнение таблиц и построение графиков.

Практические работы

1. Определение цены деления различных приборов, снятие показаний.
2. Построение графиков по табличным данным.

Тема 2. Строение веществ. Проявление его свойств в природе и технике (12 ч)

Прочность, упругость, текучесть, вязкость и т.д. Диффузия и её скорость. Создание материалов с выбранными характеристиками (изучение возможностей современных технологий).

Практические работы

1. Проведение самостоятельных экспериментов по определению свойств различных веществ каждым учащимся индивидуально (рассмотреть примеры с жидким, твёрдым и газообразным состояниями вещества).
2. Силы притяжения и отталкивания молекул. (Смачивание и капиллярность в природе и технике.)

Изготовление пособий и моделей

Рисунки и простейшие динамические модели, иллюстрирующие строение вещества.

Творческие работы

1. Почему всё вокруг такое, какое оно есть [2]?
2. Мир глазами физика [3].
3. Роль эксперимента для науки (на примерах).
4. Поэма Тита Лукреция Кара «О природе вещей».
5. Работы М.В.Ломоносова в области МКТ.

Тема 3. Первоначальные сведения об электричестве (12 ч)

Практические работы

1. Работа с электрическими конструкторами.
2. Изучение простейших монтажных схем.
3. Сборка простейших электрических цепей из школьных лабораторных приборов.

Творческие работы

1. Описание источников тока.
2. Открытие электрона.
3. Наборы проводников и диэлектриков.
4. Условные обозначения на электрических схемах (таблицы: рисунок прибора, название, условное обозначение).

Тема 4. Механика. Методы исследования механических явлений (44 ч)

Использование энергии рек, ветра, приливов и т.д. Центр тяжести. Виды равновесия. Устойчивость тела.

Практические работы

1. Определение цены деления и градуирование шкал динамометров. Выполнение измерений.
2. Определение скорости движущихся тел.
3. Изучение конструкций приборов для измерения массы тел.
4. Измерение коэффициента трения для различных поверхностей.
5. Изучение принципов действий устройств, работающих на основе закона Паскаля.
6. Изучение устройства приборов для измерения давления.
7. Выяснение условий плавания тел: зависимость от силы тяжести, действующей на тело, от плотности жидкости, в которую погружён данный предмет (экспериментально). Рассмотрение зависимости архимедовой силы от ускорения свободного падения на других планетах (теоретические расчёты с использованием таблиц ускорения свободного падения).
8. Измерение полезной и затраченной работ, вычисление КПД.
9. Определение центра масс плоской фигуры.
10. Правило моментов.
11. Зависимость давления твёрдого тела от величины действующей силы и площади опоры.
12. Атмосферное давление (обнаружение и измерение).
13. Изучение зависимости силы упругости от деформации тела. Закон Гука.
14. Закон сохранения механической энергии. Переход потенциальной энергии в кинетическую и обратно.

Изготовление пособий и моделей

По теме «Сообщающиеся сосуды»: водомерное стекло, сообщающиеся сосуды, фонтан, шлюзы, артезианский колодец, водопровод и др.

По теме «Давление жидкостей и газов»: гидравлический тормоз, гидравлическая машина, пневматическая тормозная система, датчик давления масла в системе смазки автомобилей, простейшие барометры.

По теме «Давление тел»: картезианский водолаз, силомеры, указатель уровня топлива в баке автомобиля, модель поплавковой камеры (карбюратор); подборки рисунков и иллюстраций с изображением техники.

По теме «Простые механизмы»: использование рычагов в природе и технике (рисунки, модели); блоки, ворот, наклонная плоскость, рычаги (с учётом межпредметных связей с историей); набор иллюстрированного материала о механической работе и превращений энергии; наглядные пособия «лошадиная сила».

Тема 5. Физика вокруг нас (50 ч)

Расширение физико-технического кругозора обучающихся в процессе изучения материалов книг «Занимательная физика» Я.И.Перельмана [4], «Самоделки школьника» [5], «Занимательные опыты по физике» [6] и др.

Практические работы

1. «Физические забавы» по материалам газеты «Физика».
2. Изучение экспонатов, ранее изготовленных другими обучающимися.
3–8. Лабораторные работы по закреплению навыков обращения с измерительными приборами и другим оборудованием: измерение объёма; измерение массы; измерение сил; измерение плотности; измерение плотности жидкости с помощью ареометра и т.д.
9. Работа с электровикторинами (используются карточки, изготовленные другими учащимися).

Изготовление моделей и пособий

Весы (различных конструкций); столик для опытов по давлению; игрушки с изменяющимся положением центра масс; модель «Мёртвая петля»; фонтан под давлением; лодка, движущаяся под действием силы упругости резинового шнура; водяная турбина; настольная паровая турбина; калейдоскоп; принцип действия струнных музыкальных инструментов; простейшие электроскопы; игрушка-светофор; игрушки детского кукольного театра с низковольтными лампами; электрификация собственных игрушек; электрические викторины (карточки по различным учебным предметам); электромагнит и модель подъёмного крана и т.д.

Творческие работы

1. «Мир без физики, друзья, объяснить никак нельзя».
2. Комплекты рисунков и динамических моделей с различными техническими устройствами.
3. Физика и животный мир.
4. Физика в мире растений.
5. Физика в игрушках.
6. Физика в бытовых приборах.
7. Физика и техника (простые примеры).

Тема 6. Формирование личностных качеств учащихся (6 ч)

Интеллектуальная собственность, авторские права. История науки и цивилизации как суммарный результат деятельности отдельных учёных. История развития науки и техники (основные этапы и частные примеры). Биографии учёных. История изобретений и открытий (соответственно тематике выбранного материала). Вклад в развитие науки и техники отечественных учёных. Жизнь и деятельность учёных (из любой области науки), биографии которых связаны с регионом проживания учащихся. Элементы патриотизма в биографиях учёных. Оценка такого явления, как «утечка мозгов», для развития страны.

2-й год обучения (6 ч/нед.)

Учебно-тематический план

Тема 1. Физические методы изучения природы: теоретический и экспериментальный (4 ч)

Определение цены деления и показаний приборов. Абсолютная и относительная погрешности. Значение эксперимента для развития научных теорий и создания новых технических устройств.

Практические работы

1. Определение цены деления различных приборов, снятие показаний.
2. Определение погрешностей измерений.

Тема 2. Тепловые явления и методы их исследования (60 ч)

Практические работы

1. Определение удлинения тела в процессе теплового расширения.
2. Снятие характеристики датчика температуры на биметаллической пластине.
3. Изучение работы термовибрационных датчиков и указателей температуры; указатели поворота – для автомобиля и т.д.
4. Решение задач по теме с использованием книг «Физика в рисунках» [7] и др. Составление своих задач. Задачи ТРИЗ.
5. Проведение эксперимента и построение графика зависимости температуры тела от времени при плавлении и отвердевании кристаллического тела. Сравнение с аморф-ным телом.
6. Изучение строения кристаллов и их выращивание.
7. Наблюдение за процессом кипения и температурой кипения жидкости (H2O). Кипение при пониженном давлении.
8. Изучение на действующих моделях принципов действия ДВС, парового двигателя, турбины. Изучение особенностей их изготовления.
9. Снятие характеристики газового датчика температуры.
10. Приборы для измерения влажности. Психрометр, гигрометры. Психрометрические таблицы.

Изготовление пособий и моделей

Модели датчиков и указателей с использованием биметаллических пластин, модель системы отопления, термосы, модель печной тяги, модель конвекции, наборы веществ с плохой теплопроводностью, комплекты рисунков-задач по теме, модель паровой турбины, модель «Принцип действия ДВС», модель роторно-поршневого, роторно-лопастного двигателей, двигателя Меркера и т.п. Психрометр Августа. Комплект: способы теплопередачи в природе и технике. Комплект: удельная теплоёмкость, удельная теплота плавления, удельная теплота парообразования.

Темы исследовательских работ

1. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах, история его открытия.
2. ДВС. Необычные конструкции.
3. Датчики и указатели с биметаллическими пластинами (области применения).
4. Системы охлаждения двигателей (жидкостная и воздушная).
5. Особенности физических характеристик воды (интервал от 0–4 °С, замерзание, различные типы льда; особенности, позволяющие существовать жизни на планете; вода на других планетах и спутниках планет в Солнечной системе).
6. Лёд из воды, углекислого газа и др. на планетах и их спутниках в Солнечной системе.
7. Экологические проблемы, связанные с работой тепловых двигателей.
8. Применение изменения физических свойств вещества при переходе в другое агрегатное состояние в технике (металлургия, криогенное оборудование и т.д.).
9. Рабочий цикл двигателя и КПД.

Тема 3. Электрические явления и методы их исследования (100 ч)

Осветительная сеть. Схемы различных электрических устройств (в быту, в промышленности, в автомобиле, в игрушках и играх).

Практические работы

1. Сборка электрических цепей и снятие показаний амперметров и вольтметров.
2. Составление различных схем электрических цепей.
3. Решение задач по созданию конкретных устройств с применением электрического тока. Задачи по ТРИЗ.
4. Изучение последовательного, параллельного и смешанного соединений проводников.
5. Зависимость сопротивления металлических проводников от температуры (проволочные резисторные датчики).
6. Расчёт потребляемой электроэнергии (измерение работы и мощности).
7. Изучение работы конструктора на полупроводниках, работающего в импульсном режиме.
8. Электризация тел и два рода электрических зарядов.
9. Закон Ома для участка цепи.
10. Определение удельного сопротивления.
11. Использование свойств электрических конденсаторов.
12. Различные типы конденсаторов.
13. Изучение и испытание емкостного датчика промежутков времени.
14. Электрический поплавковый датчик концентрации раствора (снятие характеристики).
15. Сборка автоматического сигнализатора ускорения.
16. Изучение приборов, сделанных другими обучающимися и др.

Изготовление пособий и моделей

1. Электроскопы. Электроскопы-игрушки.
2. Простейшие источники тока (мА).
3. Параллельное, последовательное и смешанное соединения проводников.
4. Реостаты и реохорды.
5. Квартирная проводка и освещение (модель).
6. Электрифицированные игры (электровикторины). Электрические игрушки и кукольный театр с использованием светодиодов, герконов, фоторезисторов и т.д.
7. Датчики, указатели, контролирующие устройства [8].
8. Элементы автоматических устройств. Модели электрических устройств автомобиля (динамические модели из картона) [8, 9].

Темы исследовательских работ

1. Электрический ток в различных средах.
2. Электрические датчики и указатели в различных технических устройствах.
3. Источники электрического тока.
4. Электроосветительные приборы (история и перспективы).
5. Электрическое оборудование автомобиля.
6. Различные типы электрических марионеток кукольного театра.
7. Самодельные электрические приборы для кабинета физики.
8. Самодельные электрические приборы для кабинета автодела.
9. Бытовые электрические приборы.
10. Электрические помощники в промышленности и сельском хозяйстве.
11. Действия электрического тока.
12. Конденсаторы и иониты.
13–16. Электричество в животных и растениях, в живых клетках.
17. Молния (подборка и обобщение материала).
18. Статическое электричество.

Тема 4. Электромагнитные явления (8 ч)

Практические работы

1. Получение и фиксирование изображения магнитных полей.
2. Изучение свойств электромагнита.
3. Изучение модели электродвигателя.

Творческие работы

1. Магнитное поле Земли.
2. Применение электромагнитов.
3. Сфера применения электродвигателей.

Тема 5. Оптика (30 ч)

Практические работы

1. Изучение законов отражения (плоское и сферическое зеркала).
2. Наблюдение преломления, измерение углов падения и преломления луча. Оборотные и поворотные призмы. Бинокль.
3. Изображение, даваемое собирающей и рассеивающей линзами.
4. Определение главного фокусного расстояния и оптической силы линзы.
5. Наблюдение интерференции и дифракции.
6. Спектроскоп и методы спектрального анализа.
7. Наблюдение полного отражения, изучение сферы использования волоконной оптики.
8. Перископы и их назначение.
9. Микроскоп.

Изготовление пособий и моделей

Перископы. Комплекты образцов по теме «Интерференция света». Модель «Волоконная оптика». Модель телескопа. Модель микроскопа. Модель проекционного аппарата. Комплект иллюстраций «Законы отражения и преломления». Ремонт и восстановление проекционной аппаратуры. Комплект наглядного материала для проекций (по физике, астрономии, автоделу и другим предметам в рамках межпредметных связей). Комплект рисунков по «Занимательной физике» Я.И.Перельмана.

Темы исследовательских работ

1. Законы отражения, преломления и распространения света (и история их открытия).
2. Спектральный анализ (в астрономии, промышленности, криминалистике и т.п.).
3. Интерференция и дифракция света.
4. Оптические приборы.
5. Полное отражение. Применение в технических устройствах.
6. Фотоэлементы и фоторезисторы в оптической технике.
7. Глаз – оптический прибор. Микрохирургия глаза. Фасетки насекомых.
8. Информация о звёздах, получаемая посредством изучения пришедшего от них света.
9. Определение значения скорости света по затмениям спутника Юпитера.

Тема 6. Формирование личностных качеств учащихся (8 ч)

Авторские права. Их защита. Плагиат. Правила пользования чужой интеллектуальной собственностью. Научная добросовестность при проведении эксперимента или в теоретических обоснованиях. Примеры. Реклама, её принципы, структура и формы. Рекламные проекты собственных изделий или идей исследовательских работ. (Далее то же, что в теме 6 первого года обучения.)

3-й год обучения (6 ч/нед.)

Учебно-тематический план

 

Тема 1. Физические методы изучения природы: теоретический и экспериментальный (10 ч)

Класс точности приборов.

Практические работы

1. Определение цены деления различных приборов, снятие показаний.
2. Определение погрешностей для прямых и косвенных измерений.

Тема 2. Механика. Методы исследования механических явлений (30 ч)

Исторический аспект и перспективы создания аппаратов для перемещения во всех средах (в воде, в воздухе, по суше, в межпланетном пространстве). Создание комбинированных аппаратов: амфибия, акваплан и т.д.

Практические работы

1. Определение скорости и ускорения движущихся тел.
2. Измерение коэффициента трения для различных поверхностей.
3. Изучение резонанса.
4. Изучение колебаний груза на пружине (вертикальный и горизонтальный маятники).
5. Эксперименты с математическим маятником.
6. Эксперименты с коническим маятником.
7. Проверка правила параллелограмма для сложения сил.
8. Законы Ньютона. Изучение зависимостей физических величин.
9. Свободные и вынужденные колебания. Затухание колебаний.
10. Изучение движения тела, брошенного горизонтально.
11. Изучение движения тела, брошенного вертикально вверх.
12. Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Изготовление пособий и моделей

Оборудование для записи колебаний, исследования резонанса, генератор звуковых колебаний, подборка иллюстрированного материала об ультра- и инфразвуке в природе и технике, маятник Максвелла, модель маятника Фуко.

Датчики ускорения. Модели транспортных средств (колёсные, шагающие, на воздушной подушке и т.д.).

Темы исследовательских работ

1. Сила трения.
2. Сила упругости.
3. Давление жидкостей и газов.
4. Ускорение свободного падения на различных планетах Солнечной системы (влияние на различные процессы).
5. Механика текучих сред и средства передвижения в них.
6. Наглядные пособия по теме «Простые механизмы» для уроков физики, истории и биологии.
7. Резонанс в природе и технике.
8. Инфра- и ультразвук в природе и технике.
9. Землетрясения (колебания, волны, результаты, прогнозы).

Тема 3. Электрические явления и методы их исследования (72 ч)

Электрический ток в растворах электролитов. Мультиметр. Диоды, светодиоды, транзисторы, терморезисторы, фоторезисторы, фотоэлементы. Перспективы применения фотоэлементов в промышленности, автомобилестроении, в быту, в подсобных хозяйствах и пр.

Практические работы

1. Сборка электрических цепей и снятие показаний амперметров и вольтметров.
2. Составление различных схем электрических цепей.
3. Решение задач по созданию конкретных устройств с применением электрического тока. Задачи по ТРИЗ.
4. Изучение некоторых элементов электронной вычислительной техники (логические элементы «И», «ИЛИ», «НЕ»).
5. Изучение полупроводникового диода.
6. Изучение работы термистора.
7. Изучение принципа действия фоторезистора.
8. Изучение работы транзистора.
9. Изучение работы конструктора на полупроводниках, работающего в импульсном режиме.
10. Изучение работы радиоконструктора: генератор, передатчик, приёмник, электронная «няня».
11. Сборка простейших схем из полупроводниковых деталей.
12. Гальваностегия.

Изготовление пособий и моделей

1. Электрифицированные игры и игрушки с использованием полупроводниковых приборов.
2. Генераторы звуковых сигналов, импульсов и т.п.
3. Приборы для определения и измерения различных физических величин и параметров: сигнализатор ускорения; индикаторы влажности; измерители температуры; измеритель концентрации или плотности раствора; индикатор электрического поля и т.д.
4. Изготовление приборов по схемам, приведённым в журналах «Юный техник», «Радио» и др.
5. Изготовление несложных автоматических устройств с использованием полупроводников ([8@], журналы).

Темы исследовательских работ

1. Электрический ток в различных средах.
2. Электрические датчики и указатели в различных технических устройствах.
3. Простейшие полупроводниковые приборы.
4. Источники электрического тока.
5. Перспективы использования фотоэлементов.
6. Электрическое оборудование автомобиля.
7. Самодельные электрические приборы для кабинета физики.
8. Самодельные электрические приборы для кабинета автодела.
9. Электрический ток в полупроводниках.
10. Расширение пределов измерения амперметра и вольтметра (шунты и добавочные сопротивления).
11. Влияние электрических полей на рост и развитие растений.
12. Гальваностегия и гальванопластика.

Тема 4. Электромагнитные явления (70 ч)

Практические работы

1. Получение и фиксирование изображения магнитных полей.
2. Изготовление электромагнита и изучение его свойств.
3. Изучение явления электромагнитной индукции.
4. Электромагнитное реле.
5. Решение задач по составлению схем различных устройств, содержащих электромагнитные реле. Задачи по ТРИЗ.
6. Изучение электродвигателя и принципа его действия.
7. Изучение генераторов постоянного и переменного тока (автомобиль).
8. Электромагнитное поле. Изучение трансформатора, сборка электрической цепи с трансформатором.
9. Изучение устройства электроизмерительных приборов различных систем.
10. Магнитоуправляемые герметизированные контакты.
11. Принцип действия телеграфа и телефона.
12. Электромагнитные волны.

Изготовление пособий и моделей

1. Спектры магнитных полей.
2. Модели генераторов постоянного и переменного тока.
3. Действующие модели с элементами автоматики.
4. Действующие модели с применением трансформаторов.
5. Принцип действия электромагнитного реле.
6. Действующие модели с электромагнитными исполнительными органами.
7. Китайский компас.
8. Макеты: принципы действия электроизмерительных приборов различных систем.
9. Электромагниты.
10. Электромагнитный «водолаз».
11. Игрушки с применением электромагнитов.
12. Марионетки (игрушки) для кукольного театра с использованием электродвигателей.
13. Приёмники и передатчики радиосигналов.

Темы исследовательских работ

1. Магнитное поле Земли; полярные сияния; палеомагнетизм.
2. Влияние магнитных полей на живые организмы (гелиобиология Чижевского).
3. Устройства с электромагнитными исполнительными органами.
4. Элементы автоматики на производстве.
5. Приборы-игрушки для физкабинета с электромагнитами и электромагнитными реле.
6. Электромагнитная индукция в различных технических устройствах.
7. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны.

Тема 5. Строение атома и атомного ядра. Использование ядерной энергии (20 ч)

Практические работы

1. Изучение технических методов регистрации заряженных частиц.
2. Изучение ускорителей заряженных частиц (по схемам и таблицам).
3. Изучение методов использования радиоактивных изотопов в различных областях деятельности человека.
4. Решение задач на правило смещения и получения продуктов ядерных реакций.

Изготовление пособий и моделей

1. Таблица «Применение радиоактивных изотопов».
2. Таблица «Технические методы регистрации заряженных частиц».
3. Схемы «Радиоактивное семейство изотопа».
4. Таблица «Влияние радиации на организмы».

Темы исследовательских работ

1. Влияние радиации на рост и развитие организмов. Мутации.
2. Атомная энергетика (плюсы и минусы в сравнении с другими видами получения энергии).
3. Методы наблюдения и регистрации заряженных частиц и излучений в ядерной физике.
4. Элементарные частицы.
5. Получение и применение радиоактивных изотопов.
6. Звёзды и происхождение химических элементов.
7. Термоядерные реакции – перспективы развития энергетики.
8. Последствия радиоактивного заражения местности. Ядерная зима.

Тема 6. Формирование личностных качеств учащихся (8 ч)

Интеллектуальная собственность, авторские права. Их защита. Плагиат. Правила пользования чужой интеллектуальной собственностью: цитирование, ссылки, гиперссылки. Изучение «Закона об авторском праве и смежных правах» от 9.07.1993 г. и Гражданского кодекса.

Научная добросовестность при проведении эксперимента или в теоретических обоснованиях. Примеры.

Реклама, её принципы, структура и формы. Рекламные проекты собственных изделий или идей исследовательских работ.

История науки и цивилизации как суммарный результат деятельности отдельных учёных. История развития науки и техники (основные этапы и частные примеры). Биографии учёных. История изобретений и открытий (соответственно тематике выбранного для изучения материала). Вклад в развитие науки и техники отечественных учёных. Жизнь и деятельность учёных (из любой области науки), биографии которых связаны с регионом проживания учащихся. Элементы патриотизма в биографиях учёных. Оценка такого явления, как «утечка мозгов», для развития страны. Значение мировой науки в целом для развития цивилизации. Вопросы приоритета и конкуренции в науке. Индивидуальность произведений искусства и неизбежность конкуренции и «переоткрытий» в области науки и техники.

Методическое обеспечение программы

Реализация данной программы предполагает изучение дополнительной литературы по физике и технике (журналы «Юный техник», «Электроника», «Школа и производство», «Радио», «Соросовский образовательный журнал», «Физика» («ПС»), «Физика в школе» и т.д.), индивидуальную самостоятельную работу с физическими приборами в ходе изучения принципов их действия, выполнение различных экспериментов, проведение которых затруднено или невозможно в школе ввиду повышенной сложности рассматриваемого вопроса или недостаточного оборудования, рассмотрение задач по созданию или работе уже имеющихся технических устройств.

Техническое оснащение осуществляется за счёт оборудования школьного кабинета физики, а также некоторых приборов и оборудования, приобретаемых дополнительного.

Для поездок на конференции (в случае необходимости) привлекаются средства спонсоров.

Литература

1. Коровин В.А. Оценка качества подготовки выпускников основной школы по физике. – М.: Дрофа, 2002.
2. Чандрасекар Б. Почему всё вокруг такое, какое оно есть? – Физика («ПС»), 2002–2004.
3. Балашов М.М. О природе. – М.: Просвещение, 1991.
4. Перельман Я.И. Занимательная физика. – М.: Наука, 1972.
5. Тарасов Б.В. Самоделки школьника. – М.: Просвещение, 1968.
6. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. – М.: Просвещение, 1977.
7. Безчастная Н.С. Физика в рисунках. – М.: Просвещение, 1981.
8. Резников З.М. Прикладная физика. – М.: Просвещение, 1989.
9. Цыбин В.С., Галашин В.А. Легковые автомобили. – М.: Просвещение, 1993.

Дополнительная литература

Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. – М.: Советское радио, 1979.
Билимович Б.Ф. Физические викторины. – М.: Просвещение, 1977.
Буров В.А., Дик Ю.И. Практикум по физике в средней школе. – М.: Просвещение, 1987.
Глазунов А.Т. Техника в курсе физики средней школы. – М.: Просвещение. 1977.
Громов С.В., Родина Н.А. Физика-7–9. – М.: Просвещение, 2000.
Закачурина-Радченко Т.И. Экскурсия для восьмиклассников в кабинет автодела. – Физика в школе, 1991, № 6.
Зибер В.А. Задачи – опыты по физике. – Л.: Учпедгиз, 1955.
Иванов Б.Н. Современная физика в школе. – М.: Юнимедиастайл, 2002.
Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – М.: Просвещение, 1988.
Кикоин И.К. Опыты в домашней лаборатории: Библиотечка «Квант». – М.: Наука, 1981.
Кривич М. Машины учатся ходить. – М.: Детская литература, 1988.
Ланина И.Я. Внеклассная работа по физике. – М.: Просвещение, 1977.
Мощанский В.Н., Савёлова Е.В. История физики в средней школе. – М.: Просвещение, 1981.
Одноралов Н.В. Занимательная гальванотехника. – М.: Просвещение, 1979.
Пёрышкин А.В., Гутник Е.М. Физика-7–9. – М.: Дрофа, 2000.
Поддубный Ф.И. Хотите стать бизнесменом? – Киев: Молодь, 1992.
Поляков В.А. Электротехника. – М.: Просвещение, 1982.
Радченко Т.И. Организация исследовательской деятельности учащихся в средней школе. – Физика («ПС»), 2003,   № 31.
Радченко Т.И. Исследовательская деятельность учащихся в творческом объединении на базе школьного кабинета физики. – Дети, техника, творчество, 2003, № 5.
Рымкус А.А. Уроки с применением методов ТРИЗ. –Физика («ПС»), 2003, № 29.
Сергеев А.П., Толстой Ю.К. Гражданское право: Т. 3, раздел 5, гл. 52–53. – М.: Проспект, 1999.
Спасский Б.И. Хрестоматия по физике. – М.: Просвещение, 1982.
Туров Н.П. Обучение решению изобретательских задач. – Школа и производство, 1990–1991.
Усова А.В., Антропова Н.С. Связь преподавания физики в школе с сельскохозяйственным производством. – М.: Просвещение, 1976.
Храмов Ю.А. Физики. Биографический справочник. – М.: Наука, 1983.
Черненко Г. Простая автоматика. – Л.: Детская литература, 1989.
Эльшанский И.И. Хочу стать Кулибиным. – М.: РИЦ МДК, 2002.