6B01521 Физика-Информатика в ППУ

Общая характеристика педагогической профессии. Особенности и социальная значимость профессии педагога. Профессионально обусловленные требования к личности педагога. Структура педагогической деятельности. Подготовка, профессиональное становление личности педагога. Педагогическая практика в системе подготовки педагога. Исследовательская деятельность как компонент педагогической деятельности. Организация учебного процесса в организациях образования РК. Педагогические инновации.

Основные закономерности физиологических и психических процессов в онтогенезе. Возрастные анатомо-физиологические особенности развития органов и систем организма, механизмы их регуляции на этапах индивидуального развития. Возрастные особенности психического развития детей и подростков. Физиологические основы психической деятельности и поведения школьников. Психофизиологические особенности пубертатного периода. Основы формирования культуры здоровья, здорового образа жизни школьников.

Предпринимательство: понятие, сущность, основные виды и организационные формы. Бизнес-планирование в системе предпринимательской деятельности. Риски в предпринимательской деятельности. Финансирование предпринимательской деятельности. Кадровое обеспечение в предпринимательской деятельности. Организация предпринимательских сделок. Коммерческая тайна и способы её защиты. Культура и этика предпринимательства. Анализ и оценка эффективности предпринимательской деятельности. Государственная поддержка предпринимательства и её инфраструктура.

Понятие функции. Предел функции. Производная функции. Дифференциал функции. Касательная и нормаль к кривой. Некоторые приложения производной в физике. Исследование и построение графиков функций. Неопределенный интеграл. Определенный интеграл. Несобственный интеграл. Применение определенных интегралов к задачам физики и геометрии. Дифференциальные и интегральные исчисления многих переменных. Числовые и функциональные ряды.

Основы экологии. Концепция экосистемы. Человек и биосфера. Основные виды загрязнений. Охрана атмосферы, гидросферы и литосферы. Социоприродная экосистема как объект экологического контроля. Экологическая безопасность, безопасность жизнедеятельности, источники и уровни загрязнений биосферы, основы мониторинга, математические модели в экологии, экологический менеджмент и экологическое право. Безопасность труда.

Тепловые явления. Основы МКТ. Тепловое движение, броуновское движение, температура, способы ее измерения, внутренняя энергия и способы ее изменения, явления переноса, закон сохранения и превращения энергии в тепловых процессах. Агрегатные состояния. Фазовые переходы и диаграммы. Поверхностное натяжение жидкости. Смачивание. Капиллярные явления. Кристаллические и аморфные тела. Механические свойства твердых тел. Основы термодинамики.

Педагогика в системе наук о человеке. Социальная обусловленность воспитания. Воспитание личности. Нормативно-правовая база обновления содержания среднего образования. Образовательное пространство обновлённого содержания образования. Работа с родителями в условиях обновления содержания образования. Сущность обучения. Целеполагание. Планирование в обучении. Спиралевидный принцип построения образовательных программ. Оценивание в обучении. Формат нового урока.

Агрегатные состояния вещества. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ. Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Статистический метод и элементы теории вероятностей. Биноминальное распределение. Первое и второе начало термодинамики. Адиабатический и политропный процессы. Энтропия. Процессы переноса. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа. Поверхностное натяжение. Капиллярные явления. Жидкие растворы. Осмотическое давление.

Линейная алгебра. Матрицы. Определители. Метод Гаусса. Формулы Кардано. Комплексные числа. Формулы Муавра. Многочлены. Векторная алгебра. Аналитическая геометрия. Системы координат на плоскости, в пространстве. Скалярное, векторное, смешанное произведения векторов. Условия коллинеарности и компланарности векторов. Прямые, плоскости в пространстве. Поверхности. Поверхности второго порядка (сфера, цилиндрическая и коническая поверхности, параболоид, гиперболоиды.

Диагностика. Общее понятие диагностики. Психологическая и педагогическая диагностика: сравнительный анализ. История развития педагогической и психологической диагностики. Методы диагностики: наблюдение, психолого-педагогический эксперимент, устный опрос, письменный опрос, метод экспертных оценок, контент-анализ. Общие требования к измерительным методикам. Этические нормы психологической и педагогической диагностики профессиональной деятельности педагога. Критерии оценки психолого-педагогических измерений. Психолого-педагогический диагноз.

Кинематика и динамика материальной точки. Законы Ньютона. Законы сохранения в механике. Динамика вращательного движения. Упругие свойства твердых тел. Силы трения. Трение покоя, скольжения и качения. Космические скорости. Движение планет, законы Кеплера. Движение в неинерцианальных системах отсчета. Элементы специальной теории относительности (СТО). Механика жидкостей и газов. Ламинарное и турбулентное течения.

Физика - наука о природе, научные методы изучения природы. Роль физики в современном мире. Физические величины и физические измерения. Кинематика. Механическое движение. Динамика. Законы сохранения. Статика. Центр масс; виды равновесия. Простые механизмы. Колебания и волны. Давление твердых тел, жидкостей и газов. Механика жидкостей и газов. Элементы теории относительности.

Связь астрофизики и физики. Задачи астрофизики. Солнечная система. Звездные величины и показатели цвета. Определение расстояний в астрономии. Классификация звезд и их характеристики. Солнце. Эволюция звезд. Строение Галактики. Телескопы и светоприемники.

Представления о современной математике, применение её методов в различных областях человеческой деятельности, изучение важнейших математических понятий и фактов. Алгебра матриц и определителей. Системы линейных уравнений. Основные понятия множества и отношения. Элементы векторной алгебры. Основные алгебраические структуры векторных пространств, линейных отображений и элементов аналитической геометрии.

Инновационные образовательные технологии. Цифровые инструменты: облачные технологии и хранилища, системы LMS, онлайн сервисы и платформы для интерактивного обучения, системы видеоконференций, интерактивные онлайн доски, сервисы онлайн тестирования и контроля знаний, создание и применение QR кодов в обучении. Использование цифровых инструментов для интерактивного обучения при дистанционном образовании.

Фундаментальные основы информатики. Понятие информационного процесса и возможности его реализации. Системы счисления. Основные понятия алгебры логики. Машины По¬ста и Тьюринга. Основные понятия теории алгоритмов. Нормальные алгоритмы Маркова. Базовые теоретические понятия алгоритмов и структур данных. Представления анализа сложности алгоритмов и программ. Информационные модели сигналов. Теория передачи информации. Основные понятия теории кодирования.

Основы сферической и практической астрономии. Основы небесной механики. законы всемирного тяготения. Инструменты и методы астрофизики. Физика солнечной системы. Физика звезд. Галактика. Основы космогонии, космологии. Задачи, содержание и особенности методики преподавания школьного курса астрономии. Инновационные формы проведения учебных занятий по астрономии. Методика решения задач. Методика проведения внеклассных мероприятий. Школьные астрономические наблюдения.

Основы казахстанского права, законодательные акты РК в области образования. Историческое развитие понятия «коррупция». Идея нетерпимости к коррупции. Виды организационных основ противодействия коррупции в конкретной организации, органе, структуре. Нормативные правовые акты в сфере антикоррупционной политики. Антикоррупционная культура: понятие и структура.

Язык программирования Python. Типы данных. Компоненты интегрированной среды разработки приложений. Программирование линейных алгоритмов, разветвляющихся, вложенных и составных условий. Алгоритмы обработки массивов: поиск, сортировка, перестановка, удаление и вставка элементов массива. Пользовательские функции и процедуры, для работы со строками.

Применение специализированных математических программ в физике. Принципы компьютерного моделирования. Взаимосвязь физики с компьютерными технологиями. Вычислительная физика. Интегрирование и дифференцирование. Решение дифференциальных уравнений. Решение различных задач общей физики на компьютере. Компьютерный эксперимент в теоретической физике.

Организация процесса проектирования программного обеспечения. Методы проектирования программного обеспечения. Парадигмы программирования. Технология создания программного кода. Технологии коллективной разработки программного обеспечения. Технологические средства разработки программного обеспечения. Методы отладки и тестирования программ. Документирование и оценка качества программных продуктов.

Инклюзивное образование: концептуальные рамки. Направления и показатели инклюзивного образования. Условия организации инклюзивного образования. Вариативные формы включения детей с особыми образовательными потребностями в общеобразовательный процесс. Подходы к организации инклюзивного образования. Ресурсные и социальные барьеры инклюзии. Правовые основы организации инклюзии в общеобразовательных организациях (международные и отечественные нормативно-правовые акты). Менеджмент инклюзивного образования.

Организация исследовательской деятельности. Виды исследовательской деятельности: теоретическая, экспериментально-исследовательская деятельность. Средства и формы реализации. Проектно-исследовательская деятельность. Анализ и презентация результатов исследования. Структура академического письма. Основные концепции и виды академического письма. Пунктуация и орфография академических текстов. Плагиат. Отношение автора к цитируемому материалу. Цитирование вторичного источника. Эссе. Доклады. Статьи и тезисы. Этимология термина.

Основные задачи и концепции преподавания физики в школе. Формы организаций учебных занятий. Методы преподавания. Физический демонстрационный эксперимент. Лабораторные занятия. Общая методика решения физических задач. Проверка достижения учащимися целей обучения. Экскурсии. ИКТ на уроках физики. Факультативные курсы. Внеклассная работа. Новые технологии обучения физике. Первая и вторая ступени обучения физике.

Основные принципы компьютерного моделирования. Компьютерное моделирование механического движения материальной точки, механических колебаний и волн, процессов и явлений тепловой физики, процессов и явлений электричества и магнетизма, оптических явлений, явлений квантовой физики.

Современные объектно-ориентированные языки программирования и методы работы с библиотеками классов. Среда разработки MS Visual Studio. Базовые элементы языков: ключевые слова, знаки операций и разделители, идентификаторы. Типы данных C++ и C#, размещение в памяти.

Квантово волновой дуализм. Принцип неопределенности. Волновая функция. принцип суперпозиции. Основные свойства волновой функции. Причинность в квантовой механике. Уравнение Шредингера. Плотность потока вероятности. Уравнение непрерывности в квантовой механике. Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме. линейный гармонический осциллятор. Движение в центрально - симметричном поле. Частица в кулоновском поле. Свободное движение частицы.

Элементы квантовой оптики. Тепловое излучение. Развитие квантовых представлений об атоме. Спектры и спектральные закономерности. Элементы квантовой механики. Водородоподобные атомы. Многоэлектронные атомы. Элементы нелинейной оптики. Атомное ядро. Радиоактивность. Ядерные реакции. Элементарные частицы. Экспериментальные методы ядерной физики.

Роль и значение диагностирования в профессиональной деятельности педагога школы в рамках социально-педагогического процесса. Специфика осуществления диагностической деятельности педагога; компоненты психодиагностической культуры, способствующие эффективному применению психолого-педагогических методик в учебном процессе. Распознавание и выявление позитивного внутреннего потенциала ребенка, актуализация его индивидуальных проблем в процессе взаимодействия с миром людей и предметов.

Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса. Потенциал. Диполь, квадруполь. Поляризация. Электроемкость. Конденсаторы. Законы Ома. Джоуля-Ленца. Мощность тока. Правила Кирхгофа. Ток в электролитах, газах. Магнитное поле. Движение зарядов в электрических и магнитных полях. Эффект Холла. Электромагнитная индукция. Переменный ток. Активное и реактивное сопротивление. Уравнения Максвелла, Лапласа, Пуассона.

Конструирование образовательных роботов. Основной механизм роботов. Средства передвижения роботов. Датчики. Программирование микрокомпьютера EV3. Построение блоков программы с помощью модуля. Дисплей. Использование дисплея EV3. Программирование в Scratch. Программирование в LabView. Алгоритмы управления. Управление без обратной связи. Управление с обратной связью. Движение вдоль линии. Путешествие по комнате. Объезд предметов. Лабиринт. Роботы-манипуляторы

Электростатика. Постоянный электрический ток. Электрический ток в различных средах. Магнитное поле. Электромагнитная индукция. Работа силы Ампера. Магнитный поток. Электромагнитные колебания и волны. Переменный ток. Производство, передача и использование электрической энергии в Казахстане и мире.

Микроэлектроника и робототехника. Основные понятия. Знакомство с микроконтроллером Arduino. Программирование Arduino. Логические и переменные конструкции. Аналоговые цифровые входы и выходы. Принципы их использования. Применение массивов. Сенсоры. Датчики Arduino. Подключение различных датчиков к Arduino.

WWeb-программирование: HTML-теги форматирование текста, списков, таблиц, гиперссылок, разметка Web-страницы, каскадные таблицы стилей (CSS), скрипты, вставка мультимедиа объектов на web-страницу. Подключение баз данных к WEB- странице, запросы SQL. Практический аспект разработки web-страниц.

Методика преподавания в профессиональной подготовке учителя информатики. Нормативная документация по организации, планированию и обеспечению учебного процесса. Содержание школьного курса информатики, методика преподавания основных компонентов учебного материала. Особенности реализации методов, форм и средств обучения на занятиях информатики. Принципы организации работы школьного кабинета, информационно-образовательной среды школы и функции учителя в этом процессе.

Основные понятия физики твердого тела. Химические связи в твердых телах. Кристаллическая структура. Определение структуры кристалла. Дифракция рентгеновского излучения. Дефекты в твердых телах. Механические свойства твердых тел. Тепловые свойства твердых тел. Электронные свойства твердых тел. Полупроводники. Сверхпроводники. Магнетизм твердых тел. Нанотехнологии и наноматериалы.

Предмет электроники, радиотехники. Материалы электронной техники, их электрофизические свойства. Электронно-дырочный переход. Диоды. Биполярные и полевые транзисторы. Тиристоры и симисторы. Фотоэлектрические и излучательные приборы. Базовые ячейки аналоговых, цифровых интегральных схем. Основные типы электровакуумных приборов, их принципы работы, применение. Наноэлектроника.

Средства визуализации учебной информации. Тайм-линия, ментальная карта, инфографика, скрайбинг, облоко слов, фотоколлаж. Виртуальные лабораторные работы. Интернет сервисы по созданию визуальных средств представления информации и виртулабами. Сервисы формирующего оценивания. Программы и сервисы по созданию электронных учебных пособий и книг. Сервисы и ресурсы для учителя физики (Bilimland, Opiq.kz и др.).

В данном курсе излагаются частные вопросы методики преподавания школьного курса физики в общеобразовательной средней школе. Содержание курса физики средней школы. Физические теории в школьном курсе физики. Методика изучения механики, тепловой физики, электродинамики, оптики, квантовой физики. Курс физики в основной школе. Механическая, электромагнитная, современная физическая картина мира.

Понятие прикладного программного обеспечения, его классификацию, и обзорно изучает специализированные прикладные пакеты. Методические и дидактические возможности применения компьютера в учебном процессе при проведении демонстрационных опытов и лабораторных работ; принципы организации учебных занятий, проводимых с использованием цифровых образовательных ресурсов; приемы и методы использования компьютерных технологий в системе школьного физического эксперимента.

Техническое оснащение современного физического кабинета и система его функционирования. Школьный электрический щит. Физические приборы. Демонстрационный эксперимент по физике. Лабораторные работы. Физические практикумы. Домашние эксперименты и наблюдения. Средства программированного обучения и применение их при обучении физике. STEM конструирование физических приборов и установок из подручных материалов.

Физический эксперимент, его место, цели, задачи. Научный, учебный эксперимент. Виды учебного эксперимента, требования, предъявляемые к нему. Цели и задачи физических демонстраций. Использование кино, телевидения и компьютеров в демонстрациях. Экспериментальные задачи. Алгоритмы решения экспериментальных задач. Методика создания и демонстрирования лекционных экспериментов. Демонстрационные опыты по разделам курса физики.

Основы классической механики. Механика Ньютона. Вариационный принцип. Уравнение Лагранжа, Гамильтона, Гамильтона-Якоби. Частица в центрально-симметричном поле. Электрический заряд и электромагнитное поле. Экспериментальные основания электродинамики. Уравнения Максвелла. Квантовые свойства микрочастиц. Уравнения Шредингера. Атомы и молекулы. Основные положения статистической физики. Свойства идеальных и реальных газов.

Фотометрия. Геометрическая оптика. Плоские и сферические зеркала, построение изображения в сферическом зеркале, законы геометрической оптики, линзы, построение изображений в линзах, и системах линз, глаз как оптическая система, дефекты зрения и способы их исправления, оптические приборы; Волновая оптика. Интерференция света. Интерференционные приборы. Дифракция. Дифракционные решетки. Поляризация. Дисперсия, поглощение и рассеяние света.

Формирование и распространение световых когерентных пучков в разнообразных оптических системах и передающих средах. Современные способы записи и обработки оптической информации. Основные принципы и тенденции обновления элементной базы устройств когерентной оптики на основе использования голограмм, киноформов, дифракционных и адаптивных оптических элементов.

Особенности поведения микрообъекта. Состояния и наблюдения в квантовой механике. Уравнения Шредингера и законы сохранения. Одномерное движение. Движение в центрально- симметричном поле. Элементы теории представлений. Приближенные методы в квантовой механике. Спин электрона. Системы тождественных частиц. Атомы и молекулы. Элементы теории излучения.

Демонстрирует знания и понимание физических явлений и процессов в природе и технике; психолого-педагогические основы профессиональной деятельности

Применяет знания и понимания на профессиональном уровне, формулирует аргументы и решает проблемы применения инновационных методов и технологии в обучении физики и информатики на основе принципов дифференцированного и интегрированного обучения

Осуществляет сбор и интерпретацию информации для формирования суждений с учетом социальных, этических и научных соображений

Применяет теоретические и практические знания для организации учебной, исследовательской, самостоятельной, творческой деятельности обучающихся в процессе обучения физике и информатике

Владеет и применяет компоненты эмоционального интеллекта: самоосознанность, саморегуляция, мотивация, эмпатия и социальные навыки для самостоятельного продолжения дальнейшего обучения

Знает методы научных исследований и академического письма и применяет их в преподавании физики и информатики

Применяет знания и понимание фактов, явлений, теорий и сложных зависимостей между ними в физике и информатике, методике преподавания физики и информатики

Понимает значение принципов и культуры академической честности

Применяет результаты педагогических исследований для разработки дидактических материалов в целях индивидуального развития обучающегося; разрабатывает адаптивные программы и индивидуальные траектории обучения детей с особенными образовательными потребностями

Способен использовать дистанционные и информационными коммуникационными технологиями технологии для решения практических и творческих задач при преподавании физики и информатики