Физика и Информатика (44.03.05) | Главный портал МПГУ
Код и наименование направления подготовки:
44.03.05 Педагогическое образование
Направленность(профиль):
Физика и Информатика
Квалификация (степень)
бакалавр
Срок освоения
5 лет
Форма обучения
очная
Трудоемкость
300 зачетных единиц
Вступительные испытания
Физика/Математика (профильная) *
* – предмет на выбор
Обществознание
Русский язык
Калькулятор ЕГЭ
Все направления подготовки бакалавриата МПГУ в 2022 году
Типы задач профессиональной деятельности
педагогический;
проектный;
методический
Области и сферы профессиональной деятельности
01 Образование и наука (в сферах: дошкольного, начального общего, основного общего,
среднего общего образования, профессионального обучения, профессионального образования, дополнительного образования; научных исследований)
Практика
В соответствии с ФГОС ВО по направлению 44.
03.05 «Педагогическое образование» программа практики бакалаврской программы «Физика и Информатика» является обязательной и представляет собой вид учебных занятий, непосредственно ориентированных на профессионально-практическую подготовку обучающихся. При реализации ОП бакалавриата по данному направлению подготовки предусматриваются следующие виды практик:
Учебная практика, технологическая (проектно-технологическая) практика
Учебная практика, научно-исследовательская работа (получение первичных навыков научно-исследовательской работы)
Учебная практика, технологическая, психологические основы профессиональной деятельности
Учебная практика, технологическая, педагогическая диагностика метапредметных образовательных результатов
Учебная практика, технологическая, психолого-педагогическое сопровождение обучающихся с ОВЗ
Производственная практика, педагогическая практика
Производственная практика, педагогическая вожатская практика
Производственная практика, педагогическая, психолого-педагогические технологии в обучении и развивающей деятельности
Производственная практика, научно-исследовательская работа
Учебная практика, ознакомительная практика
Производственная практика, преддипломная практика
Сетевая форма
Институт физики, технологии и информационных систем сотрудничает с лучшими школами города Москвы, инновационными компаниями – разработчиками и производителями учебного оборудования «Научные развлечения», «Химлабо» и др.
, а также с университетами как в Российской Федерации, так и за рубежом.
Государственная итоговая аттестация
Государственная итоговая аттестация выпускников является обязательной и осуществляется после освоения ОП в полном объеме.
Государственная итоговая аттестация выпускников ОП бакалавриата включает в себя комплексный междисциплинарный государственный экзамен и защиту выпускной квалификационной работы.
Возможность продолжения обучения
Выпускники имеют возможность продолжить обучение в магистратуре (и далее – в аспирантуре), в частности, по направлению 44.04.01 «Педагогическое образование», магистерская программа «Обучение физике в цифровой образовательной среде»
Предметы 1-11 классов
1 класс(начальная школа) |
2 класс(начальная школа) |
3 класс(начальная школа) |
|
1. 2. Украинский язык (чтение) 3. Английский язык 4. Математика 5. Музыкальное искусство 6. Изобразительное искусство 7. Дизайн и технологии 8. Я исследую мир 9. Физкультура |
|
1. Украинский язык 3. Английский язык 4. Я исследую мир (интегрированный курс) 5. Музыкальное искусство 6. Изобразительное искусство 7. Математика 8. Дизайн и технологии 9. Информатика 10. Физическая культура Факультатив
|
4 класс(начальная школа) |
5 класс(основная школа) |
6 класс(основная школа) |
|
1. 2. Литературное чтение 3. Английский язык 4. Я исследую мир 5. Музыкальное искусство 6. Изобразительное искусство 7. Математика 8. Трудовое обучение 9. Информатика 10. Физическая культура Факультатив
|
1. Украинский язык 10. Технологии 11. Информатика 12. Интегрированный курс «Здоровье, безопасность и благополучие» 13. Физическая культура Факультатив
|
1. Украинский язык 9. Биология 10. География 11. Трудовое обучение 12. Информатика 13. Основы здоровья’я 14. Физическая культура Факультатив
|
7 класс(основная школа) |
8 класс(основная школа) |
9 класс(основная школа) |
|
1. Украинский язык 7. Музыкальное искусство 8. Изобразительное искусство 9.  Алгебра10. Геометрия 11. Биология 12. География 13. Физика 14. Химия 15. Трудовое обучение 16. Информатика 17. Основы здоровья’я 18. Физическая культура Факультатив
|
1. Украинский язык 8. Алгебра 9. Геометрия 10. Биология 11. География 12. Физика 13. Химия 14. Трудовое обучение 15. Информатика 16. Основы здоровья’я 17. Физическая культура Факультатив
|
1. Украинский язык 12. География 13. Физика 14. Химия 15. Трудовое обучение 16. Информатика 17. Основы здоровья’я 18. Физическая культура Факультатив
|
10 класс(старшая школа) |
11 класс(старшая школа) |
|
|
Базовые предметы
выборочно – обязательные предметы (выбирается 1 предмет из перечня)
|
Базовые предметы
выборочно – обязательные предметы (выбирается 1 предмет из перечня)
|
Зарубежная литература
Зарубежная литература
Режим работы школы определяется на основе нормативно-правовых актов, учитывая особенности дистанционной формы образования.
Учебные занятия во всех классах рекомендуется начинать в 9:00, продолжительность уроков: 1 класс – 35 минут, 2-4 класса – 40 минут, 5-11 классы – 45 минут. Администрация ООО “Центр образования “Оптима” учитывает обстоятельства, при которых учащиеся школы проживают/временно находятся в других часовых поясах. Учителя ООО “Центр образования “Оптима” систематически проводят индивидуальные консультации учащихся.
Язык физики и химии
- В химии использование слов переходит от двусмысленности к непониманию. Вот цитата из
Э. Каснер и Дж. Ньюман:
В химии вещества не сложнее сахара, крахмала или спирта имеют такие названия, как это: метилпропенилендигидроксициннаметилакриловая кислота, или, 0-ангидросульфаминобензоин, или, протокатеховый альдегидметилен. Было бы неудобно, если бы нам пришлось использовать такие термины в повседневный разговор. Мы можем представить даже аристократа науки за завтраком. спрашивая: «Пожалуйста, передайте 0-ангидросульфаминобензойную кислоту», хотя все, что он хотел, это сахар для его кофе? - Физики также не всегда согласны с использованием слова.
Ниже приводится цитата из « The Quark and the Jaguar » Мюррея Гелл-Манна, лауреата Нобелевской премии по физике:Мы считаем работу Эверетта полезной и важной, но считаем что еще многое предстоит сделать. В некоторых случаях его выбор словарный запас и словарь последующих комментаторов его работ создали путаница. Например, его интерпретация часто описывается в терминах «множество миров», тогда как мы считаем, что «множество альтернативных историй “вселенная” – это то, что на самом деле имеется в виду. Кроме того, многие миры описывается как «все одинаково реально», тогда как мы считаем, что это менее запутанно говорить о «многих историях, которые теория трактует одинаково, за исключением их различных вероятностей». Чтобы использовать язык, который мы рекомендуем, нужно обратиться к знакомое представление о том, что данная система может иметь различные возможные истории, каждая из которых со своей вероятностью; не нужно тошнить, пытаясь представить множество 16 параллельных вселенных», все они одинаково реальны. (Один выдающийся
физик, хорошо разбирающийся в квантовой механике, выводил из определенных
комментарии к интерпретации Эверетта о том, что любой, кто принимает ее, должен
хотите сыграть в русскую рулетку по-крупному, потому что в некоторых
в «равно реальных» мирах игрок выживет и разбогатеет.)И дополнительное примечание для пояснения значения слова “история”:
Под «историей» мы не подразумеваем подчеркивание прошлого за счет будущего; мы также не ссылаемся в основном на письменные записи, как в истории человечества. История — это просто повествование о временной последовательности событий — прошлого, настоящего или будущего. На странице 181 мы обнаруживаем еще одно необычное словоупотребление:
… Говорят, что u и d – это разные «ароматы» кварка. Помимо вкуса, у кварков есть еще одно, еще более важное свойство, называемое «цветом», хотя оно имеет не больше общего с реальным цветом, чем вкус в данном контексте имеет отношение к вкусу замороженного йогурта. - В группе новостей Geometry.college вопрос о правильном названии 11-угольника привел к интересной дискуссии о химических названиях.
Ниже приводится цитата из « The Quark and the Jaguar » Мюррея Гелл-Манна, лауреата Нобелевской премии по физике:
(Один выдающийся
физик, хорошо разбирающийся в квантовой механике, выводил из определенных
комментарии к интерпретации Эверетта о том, что любой, кто принимает ее, должен
хотите сыграть в русскую рулетку по-крупному, потому что в некоторых
в «равно реальных» мирах игрок выживет и разбогатеет.)
Язык математики, язык науки и простой язык
- Математика как язык
- Эволюция алгебраического символизма
- Неоднозначность в простом языке
- Тупой попугай
- Как правильно писать цифру 4
- Что есть?
- Лингвистическая терминология
- Терминология наук о жизни
- Простые и сложные листья
- Ответ на замечание
- Как вы называете многоножку?
- Язык физики и химии
- Химические названия
- Умышленная двусмысленность
- Неоднозначный отзыв
- Math Lingo и простой английский
- Ответ на статью о математическом жаргоне
- Продолжение математического жаргона
- Math Lingo: вирус плохого мема
- Математика — это язык
|Контакты| |Главная страница| |Содержание| |Вверх|
Авторское право © 1996-2018 Александр Богомольный
Введение в физику: язык мироздания
В начальной и средней школе мы изучаем математику ради математики, нам никогда не говорят, для чего в конечном итоге может использоваться математика или чем математика полезна другое чем тот факт, что однажды это может помочь нам произвести сдачу и заплатить налоги.
Они должны сказать вам, что законы вселенной написаны на языке, который люди способны понять, и что этот язык — математика.
1. Алгебраическая механика
Невероятная вещь в описании Вселенной с помощью математики заключается в том, что она не только позволяет нам описывать вещи, которые мы видели, но также позволяет нам делать эти наблюдения и спроецировать их в будущее. Пример этой способности точно прогнозировать события называется движением снаряда или ракетостроением (ничего страшного). Простой пример этого используется для описания траектории движения пушечного ядра при выстреле из пушки. Рассмотрим следующую иллюстрацию:
Если нам дана начальная скорость шара и угол наклона пушки, то потребуется некоторая базовая алгебра/тригонометрия, чтобы решить не только конечное положение покоя шара, но и его положение в пространстве в любое время после его падения. выпускать. Это достигается за счет использования того факта, что в физике мы можем рассматривать любые два ортогональных направления (под углом 90 градусов друг к другу) как независимые.
Следовательно, мы можем написать уравнения для положения x (показано выше) и положения y (вверху на рисунке) пушечного ядра, и тогда мы будем знать все, что нужно знать о шаре, на все времена. Для тех, кто заинтересован, эти уравнения:
Где x/y — положение в направлениях x/y, v — начальная скорость в направлениях x и y в зависимости от нижнего индекса, g — ускорение свободного падения, которое на Земле составляет около 9,8 метра в секунду. , а t – время. Две скорости можно найти, используя синус (для направления y) или косинус (для x) угла открытия, умноженный на общую скорость. Следовательно, используя эти два простых уравнения, мы можем описать движение пушечного ядра в пространстве (при помощи алгебры). Добавление математических инструментов, таких как исчисление и дифференциальные уравнения, позволяет нам расширить наши методы описания Вселенной за пределы того, что большинство людей считает возможным.
2. Законы сохранения – инструмент для физиков
Теперь, учитывая последний пример, легко подумать: «Как же вы пришли к этим уравнениям для пушечного ядра, и можем ли мы вывести подобные уравнения для общей задачи?» Ответ на этот вопрос положительный, и как это можно объяснить, используя любимый инструмент всех физиков, закон сохранения величин.
Формально сохраняющаяся величина, назовем ее «q const », определяется как:
Это просто математический расчет, говорящий о том, что эта величина не меняется со временем. Другими словами, если мы измерим эту вещь (например, количество мармеладок в банке), то независимо от того, когда мы это измерим, мы всегда получим одно и то же количество. Это невероятно полезно, потому что в природе есть несколько величин, которые ВСЕГДА гарантированно сохраняются. Примером одной из этих величин является импульс, который определяется как:
Примером того, как это полезно для физики, является случай, когда два объекта сталкиваются друг с другом. Скажем, у нас есть бильярдный шар, неподвижно лежащий на бильярдном столе, и вы ударяете по этому шару вторым шаром того же размера. Таким образом, общий импульс до и после столкновения (поскольку импульс сохраняется) представлен уравнением:
Где v #start — начальная скорость каждого шара, которая, как мы упоминали ранее, равна нулю для шара номер 2.
и v #end — конечная скорость для обоих шаров 1 и 2 соответственно. М в уравнении представляют массу шаров и находятся в первых уравнениях из-за определения импульса и исчезают после стрелки, потому что мы можем просто разделить обе части уравнения на m (алгебра). Это говорит нам о том, что если мы знаем начальную скорость движущегося мяча и конечную скорость только одного из двух мячей, мы можем вычислить скорость второго мяча. Используя другие сохраняющиеся величины, мы можем рассчитать конечную скорость обоих шаров, но это тема для следующего поста.
Еще одним интересным примером сохранения импульса является астронавт, застрявший в космосе без движения, и вам нужно пройти несколько футов вперед, чтобы вернуться на свой космический корабль. Что вы делаете? Вы не можете одеться или оттолкнуться от чего-либо, чтобы двигаться вперед, и кажется, что невозможно продвинуться вперед на эти несколько футов. Ну, если вы астронавт, который знает о сохранении импульса, то вы должны знать, что все, что вам нужно сделать, это взять инструмент с вашего верного пояса инструментов (или что-нибудь тяжелое) и бросить его со всей силы в противоположном направлении вашего пространства.
судно. Поскольку вы и ваш инструмент начали с нулевой скорости и, следовательно, с нулевым импульсом, когда вы бросаете инструмент, вы придаете ему импульс, поэтому, чтобы убедиться, что общий импульс по-прежнему равен нулю (поскольку общий импульс сохраняется), вы должны теперь иметь такое же количество импульса в противоположном направлении. Это означает, что, отбрасывая гаечный ключ от корабля, вы теперь медленно двигаетесь (потому что вы тяжелее гаечного ключа) обратно к своему кораблю. Сохранение импульса спасает положение!
3. Относительность — математика за пределами здравого смысла
Вплоть до начала 20 года века физика использовала математику как способ моделирования того, что люди видят каждый день, и действовала как способ подтверждения здравого смысла и интуиции ученых. Все изменилось с развитием специальной теории относительности и квантовой механики, которые взяли передовую математику и использовали ее для предсказания свойств природы, которые не только было трудно наблюдать, но и которые полностью противоречили здравому смыслу и логике того времени.
Специальная теория относительности была разработана Альбертом Эйнштейном в попытке описать одну из самых странных характеристик света, заключающуюся в том, что скорость света постоянна независимо от скорости наблюдателя. Чтобы понять, насколько это странно, давайте проведем быстрый мысленный эксперимент (Эйнштейн любил их). Представьте себя в машине, едущей по шоссе со скоростью 60 миль в час, а рядом с вами едет еще одна машина, также развивающая скорость 60 миль в час. Если вы игнорируете свое окружение и фокусируетесь только на другой машине, кажется, что другая машина вообще не движется, и создается впечатление, что и вы, и другая машина просто сидите неподвижно. Это, вероятно, имеет для вас смысл, и это свойство движения было известно с древних времен.
Теперь снова представьте себя в новой очень быстрой машине, которая может развивать скорость, близкую к скорости света, и вы гонитесь за волной света. Интуиция, которую мы только что получили в последнем мысленном эксперименте, говорит, что когда мы смотрим на свет, кажется, что он движется очень медленно, потому что мы преследуем его с такой же скоростью.
Однако эксперимент за экспериментом показывают, что это не так, и независимо от того, как быстро вы двигаетесь, вы всегда будете наблюдать, как свет движется с одной и той же чрезвычайно высокой скоростью.
Это несоответствие беспокоило Эйнштейна, и он использовал самую современную математику, имевшуюся в его распоряжении, чтобы вывести общую теорию относительности, которая объясняет это явление, а также природу всего движения во Вселенной.
Что делает общую теорию относительности такой интересной, так это то, что она утверждает, что время само по себе не является константой Вселенной, а вместо этого зависит от скорости человека, наблюдающего за ним. Другими словами, чем быстрее вы движетесь, тем медленнее движется время. Это приводит к известному парадоксу близнецов. Скажем, у вас есть два идентичных близнеца, и близнец номер 1 остается на Земле, а близнец номер 2 летит на космическом корабле, летящем со скоростью света. Когда близнец номер 2 вернется на Землю, он/она теперь будет значительно моложе своего близнеца (насколько моложе зависит от того, как долго он/она путешествовал со скоростью, близкой к скорости света).
Для большинства из нас это не имеет абсолютно никакого смысла и кажется чем-то из научно-фантастического фильма (например, «Планета обезьян»). Тем не менее, специальная теория относительности оказалась одной из самых успешных научных теорий в истории и каждый день используется в спутниках, которые позволяют делать все, от GPS-навигации до сотовых телефонов в наших карманах. Это один из многих примеров математики, ведущих к пониманию Вселенной, выходящему за рамки базовой человеческой интуиции или логики.
4. Заключительные мысли
Математика — это инструмент, который не только позволяет нам моделировать и предсказывать то, что мы наблюдаем в природе, но также позволяет открывать новые явления, выходящие за рамки текущих ограничений нашего времени. Именно так мы можем описывать объекты меньшего размера, чем может увидеть любой микроскоп, и узнавать о планетах, на которые мы никогда не сможем попасть. Это то, что делает математику такой особенной, потому что это не язык, который мы создали для общения между собой, а язык, который мы открыли, чтобы раскрыть секреты того, как работает наша Вселенная.