Предисловие

Учебное пособие по курсу “Механика” написано на основе лекций, которые автор на протяжении ряда лет читает студентам специальности “Физика” физико-математического факультета Башкирского государственного педагогического университета. Изложенный в нем материал соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по специальности 032200 (050203.65).

Ппособие начинается с программы курса “Механика”, на основе которой проводится обучение по этому разделу физики.

Главная цель курса – ознакомление студентов с основными идеями и методами механики. В связи с этим учебное пособие построено таким образом, что вначале рассматриваются основы механики. В конце большое внимание уделяется изложению приложений для описания конкретных физических процессов.

Каждый раздел курса завершается перечнем вопросов для контроля, на сколько студент усвоил изложенный материал. Приведенные в учебном пособии вопросы полезны для самоконтроля, а также для текущего контроля преподавателем знаний студентов.

Основной задачей учебного пособия является привитие студентам навыков самостоятельного изучения физики. Предлагаемый в нем материал содержит изложение основных вопросов, знание которых должно способствовать изучению теоретической физики и других разделов общей физики.

Программа курса “Механика”

В современных быстро меняющихся условиях, появлении и развитии новых технологий существенно возрастает роль фундаментального образования в подготовке педагогических кадров. В решении задач фундаментального естественнонаучного образования большая роль отводится дисциплине “Физика” как наиболее общей и развитой из естественных наук. Необходимость изучения физики объясняется тем, что она по-прежнему сохраняет роль лидера естествознания, определяет стиль и уровень мышления. Физика как фундаментальная интегрирующая дисциплина представляет собой часть общечеловеческой культуры. Современная физика содержит в себе мощный гуманитарный потенциал, который вносит существенный вклад в разработку нового стиля мышления – планетарного. Физика обращается к проблемам, имеющим большое значение для всех стран и народов, например, к глобальным экологическим проблемам, связанным с загрязнением Мирового океана и Земной атмосферы, к проблемам воздействия солнечного излучения на магнитосферу, атмосферу нашего дома – Земли. Поэтому физика составляет сердцевину гуманитарного образования нашего времени. Именно физика наиболее полно демонстрирует способность человека к анализу возникающих ситуаций, введению языка для описания их качественных и количественных аспектов, доведению уровня понимания до возможности теоретического предсказания характера и результатов их развития во времени.

Курс механики занимает особое место в общем курсе физики. Именно в разделе “Механика” формируются основные естественнонаучные понятия, изучаются механические движения, являющиеся основой других форм движения. Изучение остальных разделов физики невозможно без знания механики, так как перемещения имеют место почти при всех физических явлениях. Овладение этим курсом важно для становления физического мировоззрения студента и способствует его формированию как специалиста и грамотного учителя физики.

Преподавание курса механики опирается на взаимосвязь лекций, практических занятий и лабораторного практикума, на самостоятельную и индивидуальную работу студентов.

Работа на практических и семинарских занятиях должна быть направлена на изучение и применение базовых моделей в конкретных условиях протекания физических явлений. Лабораторный практикум разделен на 2 части: «Вычислительный эксперимент» и «Натурный эксперимент».

Введение в учебный процесс практикума по вычислительному эксперименту имеет целью привить студентам навыки построения физических и математических моделей разнообразных явлений и процессов, дать возможность на практике реализовать эти модели на персональном компьютере, научить анализировать результаты моделирования и оценить их адекватность. Данный вид занятий, во-первых, естественным образом свяжет практикум по решению задач и натурный эксперимент, проводимый в физической лаборатории, и, во-вторых, позволит полнее реализовать принципы дифференциации и индивидуализации в обучении.

Цели и задачи изучения дисциплины

Основными целями курса “Механика” следует считать:

– формирование современной естественнонаучной картины мира;

– понимание роли этого раздела физики в построении физической

картины мира;

– развитие интеллектуальных способностей студентов через формирование физических понятий и усвоение ими методов научного познания явлений действительности.

В рамках заявленных целей обучение по курсу “Механика” призвано решить следующие задачи:

– дополнить, обобщить и углубить систему знаний студентов в области основных механических понятий, законов и явлений;

– ознакомить с предметом изучения и фундаментальными теориями в этой области науки;

– познакомить с экспериментальными и теоретическими методами познания и устройствами приборов, применяемых при исследованиях в этой области;

– обосновать роль и место физических и математических моделей в структуре теории;

– научить выделять главные особенности изучаемого явления, строить его физическую и математическую модели;

– указать роль этого предмета в формировании учителя физики.

Требования к уровню подготовки

Студент, изучавший курс “Механика”, должен овладеть следующими знаниями, умениями и навыками:

– иметь представление о теориях фундаментальных механических явлений как о целостной системе знаний о природе, понимать их модельный характер и границы применимости;

– знать основные понятия и законы в рамках изучаемого курса;

– иметь представление о месте изучаемого курса в общем курсе физики;

– уметь объяснять сущность физических явлений на основе изучаемых законов;

– уметь выделять значимые параметры при описании механических явлений и процессов, строить их физическую и математическую модели;

– уметь решать физические задачи, связанные с описанием различных явлений, происходящих в телах при движении;

– уметь анализировать поведение физических и математических моделей в различных условиях и оценить их адекватность реальным явлениям.