Dmitry Kobak (kobak) wrote,
Dmitry Kobak
kobak

Category:

физика в 11-м классе

По всей видимости, в следующем учебном году я буду вести физику в 11-м классе 610-й гимназии (2 урока в неделю). Есть три важных обстоятельства: во-первых, там заведомо умные дети, но из которых большинство гуманитарии; во-вторых, так получилось, что формально школьную программу по физике они закончили в конце 10-го класса; в-третьих, у меня карт-бланш на преподавание там чего угодно, так как к экзамену по физике тех, кто его будет собираться сдавать, будет готовить другой человек.

Поэтому я намереваюсь совершить педагогический переворот локального масштаба и прочитать... гм... авторский курс. Мне очень не нравится школьное изложение физики: всё время тратится на ерунду, вроде задач расчета сопротивления конденсатора (кому и зачем это может быть надо?), и при этом никак вообще не охватывается физика XX века. Дети заканчивают школу, не зная по сути ничего о том, что такое теория относительности и квантовая механика (при том что у нас уже XXI век на дворе). Какое-то время они еще помнят формулу конденсатора, а потом и её забывают — и всё, можно было бы и не преподавать физику вовсе.

Моя идея заключается в том, чтобы сделать обзорный курс по основным концепциям современной физики. Поскольку почти все уравнения физических теорий XX века требуют математического аппарата, который у меня нет шансов успеть изложить, то курс будет в основном «разговорный». Разбавленный вдобавок историей физики и (чуточку) философией. Иными словами, это будет компиляция разных популярных книжек типа Гарднера, Фейнмана и Хокинга плюс мои собственные (хаха) соображения о том, что в физике фундаментально и концептуально, а что нет.

Вот примерная программа (пишу сейчас сходу, еще не было времени внимательно составить программу).

I четверть: физика до XX века (все эти темы уже должны быть знакомыми)
  • Механика — законы Ньютона, дифференциальные уравнения, законы сохранения, принцип наименьшего действия (NB: интегралы проходят только в декабре), колебания (резонансы и проч.), динамический хаос (+ детерминизм и т.д.)
  • Термодинамика и статистическая физика — основные идеи, распределение Максвелла, молекулярно-кинетическая теория
  • Электромагнетизм — разные электрические и магнитные эффекты, Максвелл, электромагнитное поле, понятие поля, электромагнитные волны (см. колебания), дифракции и интерференции, эфир.
  • Литература: Фейнман «Характер физических законов» + ???

II четверть: теория относительности
  • СТО — проблемы эфира, эксперимент Майкельсона-Морли, преобразования Лоренца, идея Эйнштейна, вывод преобразований Лоренца (никакой сложной математики, ура), замедление времени, сокращение расстояний и проч., и проч., мнимые парадоксы
  • ОТО — четырехмерие, искривленные пространства, гравитация как искривление пространства, черные дыры, космология, Большой взрыв
  • Литература: Гарднер «Теория относительности для миллионов» + Хокинг «Краткая история времени» + ???

III четверть: квантовая механика
  • Исторический экскурс, эксперимент с двойной щелью, корпускулярно-волновой дуализм, принцип неопределенности, волновая функция (понятие об операторе как о функции над функциями), коллапс волновой функции, measurement problem, Shroedinger's cat, delayed choice experiment, интерпретации (в т.ч. экзотические, вроде multi-world), место и смысл философии физики, прискорбное положение дел в этой области.
  • Фейнмановские интегралы по путям, комплексная фаза, вывод законов оптики из интеграла по путям с помощью картинок
  • Системы многих частиц, статистики, неразличимость частиц
  • КЭД — фейнмановские диаграммы, рождение-уничтожение частиц, квантованные поля вообще
  • Литература: Фейнман «КЭД, странная теория вещества и света» + ???

IV четверть: всё остальное
  • Сильное и слабое взаимодействия. Элементарные частицы (зоопарк). Кварки. Переносчики взаимодействий. Стандартная модель на пальцах. Понятие симметрии. Проблема квантования гравитации (струны, петли и т.д.). Перспективы.
  • Литература: ???


Я очень прошу всех физиков и сочувствующих написать о том, что вы думаете по этому поводу: насколько моя идея вообще осмысленна и что нужно добавить к программе по существу. Кроме того, очень интересно было бы услышать мнение людей, далеких от физики, о том, какой должна быть физика в школе на последнем году обучения.
Subscribe

  • росстат выложил данные за январь

    Появление первых данных Росстата за 2021 поломало мой скрипт, и мне так быстро его не починить. Но скрипт по всем странам продолжает работать,…

  • смертность за декабрь

    Выложу только один график, остальное см. на https://github.com/dkobak/excess-mortality. Недоучет немного снизился и в декабре составил 5.5 (см.…

  • пуассон 🐟

    Коллеги, а никто не тестировал ежедневные сводки заболевших и умерших на underdispersion? Не знаю, как это правильно называется по-русски. Мое…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 61 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →

  • росстат выложил данные за январь

    Появление первых данных Росстата за 2021 поломало мой скрипт, и мне так быстро его не починить. Но скрипт по всем странам продолжает работать,…

  • смертность за декабрь

    Выложу только один график, остальное см. на https://github.com/dkobak/excess-mortality. Недоучет немного снизился и в декабре составил 5.5 (см.…

  • пуассон 🐟

    Коллеги, а никто не тестировал ежедневные сводки заболевших и умерших на underdispersion? Не знаю, как это правильно называется по-русски. Мое…