7M05301 Физика в Қазақ ұлттық қыздар педагогикалық университеті

Курс шет тілін практикалық меңгеруді қамтамасыз етуге, шетелдік білім беру процесінде тілдік емес мамандықтар магистранттарының мәдениетаралық-коммуникативтік құзыреттілігін Базалық Стандарт (С1) деңгейінде қалыптастыруға бағытталған.

«Физикадағы сандық әдістер» курсы физикалық есепті құрастыру және оны шешудің ең тиімді сандық әдісін табу туралы білім мен практикалық дағдыларды игеруге бағыталған. Бұл курста келесі тақырыптар қарастырылады: Физикадағы сандық әдістер: негізгі ұғымдар, есептер шығару. Функцияларды жуықтау. Функциялардың интерполяциясы. Эмпирикалық формулаларды таңдау. Сызықтық және квадраттық интерполяция. Функцияларды жақындату. Функцияларды жақындату. Ең төменгі квадраттар әдісі. Сандық интегралдау әдістері. Тіктөртбұрыш, трапеция әдісі. Симпсон әдісі. Монте-Карло әдісі. Физикалық құбылысты немесе процесті сипаттайтын әртүрлі интегралдық және дифференциалдық теңдеулердің сандық шешімі

Курста Галилейдің салыстырмалылық принципі. Салыстырмалылық теориясының принциптері. Кеңістік, уақыт координаттары және Лоренц түрлендіруі. Жалпы тензорлық талдау. Эквиваленттілік принципі. Жылдамдықты қосудың релятивистік Заңы. Дене салмағы жүз. Жалпы салыстырмалылықтың Риман геометриясымен байланысы. Эйнштейннің тартылыс теориясы. Жалпы салыстырмалылықтың физикалық негіздері және оның салдары қарастырылады.

«Ғылым мен білім берудегі компьютерлік технологиялар» пәнінде магистранттар фундаменталды және қолданбалы физика саласында заманауи ақпараттық және компьютерлік технологияларды жоғары деңгейдегі ғылыми және білім беру мәселелерін шешудің құралы ретінде пайдалану туралы, желілік және мультимедиялық технологияларын білім мен ғылым саласында білім мен практикалық дағдыларға ие болады; физика саласындағы кәсіби педагогикалық және ғылыми қызметте компьютерлік және мультимедиялық технологияларды қолдану арқылы арнайы есептерді шешу әдістерін меңгеру. Зерттеулер мен өңдеудегі, оқытушылық қызметтегі компьютерлік технологиялар,. Кәсіби қызметтегі бағдарламалық қамтамасыздандыру. Мәліметтерді талдауға және түсіндіруге арналған компьютерлік технологиялар. Ғылыми зерттеу және білім беру қызметіндегі желілік және мультимедиялық технологиялар. Office деректерін өңдеуді автоматтандыру. Компьютерлік тәжірибелерді жоспарлау. Ғылыми зерттеулердегі компьютерлік графика. Гипермедиа және мультимедиялық жүйелер. Компьютерлік шешімдерді қолдау жүйелері. Оқу процесін ақпараттандыру кезіндегі компьютерлік технологиялар. Қашықтықтан оқыту, технология және құралдар. Бейнеконференциялар.

«Ғылыми зерттеулерді жоспарлау және ұйымдастыру» курсында ХХІ – ғасырдағы ғылымның даму ерекшеліктері: Қазақстан Республикасы мен шетел (Жапония, Европа, АҚШ, Қытай, Ресей және т.б.) ғылымдарындағы басым бағыттар, ғылыми жұмыстарды жоспарлау және ұйымдастыру, сонымен қатар тәжірибелік мәліметтерді өңдеу әдістері қарастырылады.

«Заманауи физиканың негізгі принциптері» пәні физика саласындағы қазіргі жетістіктер мен әлемнің ғылыми көрінісінің өзгеруі арасындағы байланысты орнатады. Магистранттардың пәнді оқып үйренуі әлемнің қазіргі заманғы физикалық бейнесін, қазіргі кездегі шешілмеген ғылыми физикалық мәселелерді, олардың пәнаралық байланыстарын, заманауи ғылыми бағыттарды түсіну үшін қажет. Пән сонымен қатар физикалық зерттеулердің жаңа әдістері мен ғылыми технологиялар туралы білім береді. Пәнмен қамтылатын тақырыптар тізімі: Қазіргі физиканың пәні мен құрылымы. Физика дамуының негізгі кезеңдері. Фундаменталды физикалық теориялар. Қазіргі тәжірибелік физика. Физиканың негізгі шешілмеген мәселелері. Физиканың басқа ғылымдармен және технологиялармен байланысы. Физиканың дамуының ең өзекті салалары: Астрофизика. Жоғары энергия физикасы, бөлшектер физикасы. Термоядролық энергия мәселелері. Жер физикасы. Атмосфера және ионосфера физикасы. Мұхиттың физикасы. Күн-жер бетіндегі коммуникациялар. Радиофизика. Конденсацияланған заттар физикасы. Фотоника. Метрология. Жасанды интеллект және ғаламдық ақпараттық-өлшеу жүйелері мен байланыс жүйелерінің мәселелері. Кванттық компьютерлер. Нейрондық желілер. Жаңа бағдарламалау тілдерін құру. Жоғары жылдамдықты таратылатын ақпараттық-өлшеу жүйелерін құру. Айналмалы фотондар көмегімен мәліметтерді берудің жаңа әдістерін жасау. Ультра сыйымды жадтың жаңа түрлерін жасау.

«Ашық сызықты емес жүйелер физикасы» пәні күрделі ашық жүйелердің эволюциясын зерттейді және оларды заманауи бағдарламалық қамтамасыз етуді қолдана отырып аналитикалық және сандық модельдейді. Курс келесі бөлімдерді қарастырады: Ашық жүйелер физикасы. Хаос пен реттілік. Энтропия және ақпарат. Тепе-теңдік және тепе-теңсіздік жүйелері. Паттерндер. Фракталдар

Курс ғылымның пайда болуы мен қалыптасуын, көзқарастық негіздерін, ғылымның қызметтерін қарастырады. Ғылым дамуының бейклассикалық, постбейклассикалық кезеңдерінің және постпозитивистік, постклассикалық емес кезеңдерінің негізгі концепциялары мен бағыттарының ерекшелеліктерін меңгеру барысында дүниенің ғылыми бейнесі жайлы тұжырым қалыптасады және ғылыми білімнің құрылымы мен деңгейлері, ғылымның идеалдары мен нормалары негізінде ғылымның философиялық негіздемелеріне жете мән беріліп, ғылыми дәстүрлер, ғылымның мамандық ретінде қалыптасуы мәселесіне толық талдау жасалады. Мақсат - ғылымның аксиологиялық аспектілері негізінде қазіргі заманғы жаһандық өркениет мәселелерді шешудегі ғылымның атқаратын рөлін анықтау. Міндет - жаратылыстану және техникалық ғылымдардың тарихы мен философиясын; әлеуметтік және гуманитарлық ғылымдардың тарихы мен философиясын жан-жақты қарастыру.

Термодинамика: жұмыстық денелер қоспасы, жылу сыйымдылық, термодинамика заңдары, термодинамикалық процестер мен циклдар, нақты газдар мен булар, ағындар термодинамикасы, жылу техникалық құрылғылардың термодинамикалық талдауы, фазалық ауысу, химиялық термодинамика. Жылу электр құрылғыларының циклдары. Жылу алмасу теориясы: жылу өткізгіштік, конвекция, сәулелену, жылу тасымалдану. Масса алмасу негіздері. Жылу және масса алмасу құрылғылары. Жылу алмастырғыш аппараттарды есептеу негіздері. Отын және жану негіздері. Жылыту түзгіш құрылғылар, суытқыш және криогенді жабдық техника. Өнеркәсіптегі жылуды қолдану. Қоршаған ортаны қорғау. Энергия үнемдеу негіздері. Қосымша энергия ресурстары. Энергия үнемдеудің негізгі бағыттары

Бұл пәнде магистранттар заманауи теориялық физиканың бөлімдерінің математикалық аппаратын зерттейді, теориялық есептерді аналитикалық және сандық жолдармен шешеді, құбылыстар мен процестерді модельдейді, оның ішінде компьютерде модельдейді. Осы пәнді игеру барысында теориялық физиканың келесі қосымша тараулары зерттелетін болады: тұтас орталар механикасы; энергия, масса, импульс, бұрыштық импульстердің сақталу заңдары; гидродинамика; гидроэродинамика; хаос теориясы; қозулар теориясы.

Курста нанотехнологияның іргелі физика-химиялық негіздері. Наносистемалар мен нанотехнологиялар туралы ғылымдардың негізгі түсініктері мен анықтамалары. Наномөлшердегі физикалық өзара әрекеттесудің ерекшеліктері. Наноматериалдарды алу тәсілдері. Нано объектілер мен наносистемаларды зерттеу және диагностикалау әдістері. Наносистемалардың кванттық механикасы. Кеуекті және нанодисперсті жүйелердің құрылымы. Нанодисперсті жүйелерді қалыптастырудың негізгі механизмдері. Композиттік наноматериалдар. Наноматериалдарды синтездеудің негізгі тәсілдері қарастырылады

Бұл курста магистранттар гравитациялық теориясының математикалық негіздерімен және физикалық принциптерімен: Ньютонның гравитациялық теориясымен, арнайы салыстырмалық теориясымен, Минковский кеңістігіндегі тензорлармен, Риман геометриясының элементтерімен, Эйнштейннің гравитациялық теориясымен, альтернативті және модифицирленген гравитациялық теорияларымен танысады.

Курсты оқу барысында білімалушы баламалы энергия көзі саласының қазіргі жай-күйі, энергетика саласындағы проблемалар мен даму тенденциясы, энергетикалық құрылғылардың құрылысы мен жұмыс істеу принципі, техникалық-экономикалық көрсеткіштерін есептеп, оқуды үйренеді.

«Заманауи физикалық эксперимент» пәні эксперименттік зерттеудің заманауи әдістерінің физиканың белгілі бір саласында зерттеуге және қолдануға бағытталған. Пәнде магистранттар заманауи өлшеу құралдары мен физикалық жабдықтардың жұмыс істеу принциптерін, сәйкесін таңдауды және жобалауды оқиды. Магистранттар физикалық құбылыстар мен процестерді математикалық және компьютерлік модельдеудің практикалық дағдыларын игереді және оларды эксперимент түрінде, соның ішінде виртуалды түрде ұсынады. Олар заманауи физикалық эксперименттердің ілеспе бағдарламалық жасақтамасын, физикалық эксперименттерді визуализациялау әдістерін, аналитикалық және сандық есептеудің заманауи әдістерін, физикалық эксперименттерді жобалау мен талдауды, физика саласындағы эксперимент жұмысын автоматтандыру және оңтайландыру әдістерін меңгереді.

Курста Астрофизикадағы физикалық заңдар. Астрофизика мен физиканың байланысы. Астрофизиканың міндеттері. Күн жүйесі. Жұлдызаралық орта. Жұлдыздардың ішкі құрылымы. Жұлдыздардағы заттың күйі. Жұлдыздардың эволюциясы. Галактиканың Құрылымы. Космология элементтері. Әлемнің Құрылымы. Галактикалардың жіктелуі. Галактика кластерлері. Белсенді галактикалар және квазарлар. Бақылау космологиясы: Хаббл Заңы. Әлемнің ауқымды құрылымы. Ғаламның кеңеюіндегі үдеу қарастырылады.

Курс ғылым саласына мамандар даярлауды жетілдіруді көздей отырып, жоғары мектептегі оқыту теориясы негізінде педагогикалық қызметтің мазмұны мен құрылымын талдау арқылы жоғары мектеп педагогының кәсіби құзыреттілігі, коммуникативтік білімі туралы мәселелерді қарастырады. ЖОО-дағы заманауи педагогикалық технологияларды, кәсіптік білім берудегі инновациялық үрдістерді меңгеру арқылы оқу үдерісін ұйымдастыру қабілеті қалыптасады. Мақсат- магистранттарды кәсіби, педагогикалық іс-әрекетке қазіргі ғылым мен тәрбиенің қол жеткен негізінде даярлау. Міндет - болашақ мамандықтың теориясы және технологиясымен танысуға бағыттау; ЖОО жүйесіндегі білім беру үрдісін басқару менеджментімен танысу; жоғары мектеп педагогикасы саласындағы өзекті зерттеу мәселелерін анықтап, талқылауға жағдай туғызу.

Курста басқарудың ғылыми-әдістемелік негіздері және басқару психологиясы, басқарудың психологиялық теориялары қарастырылады. Басқару психологиясының жалпы теориялық мәселелері, менеджердің тұлғалық ерекшеліктері, кәсіби іс-әрекеті, қызметтері жалпы басқарушылық қарым-қатынас психологиясы. жан-жақты талданады. Мақсат – басқару үдерісіндегі басқару субъектісінің, объектісінің мінез-құлық стратегиясы арқылы тұлғаның кәсіби деформациясының алдын алу технологияларын игеру. Міндет - ұйымның кадрлық саясатын психологиялық қолдау; басқару міндеттерінің психологиялық ерекшеліктерін анықтау.

Квантты-химиялық моделдеу әдістері конденсірлі күй физикасында атомды-молекулалық процестерді яғни көп бөлшекті жүйелерді сипаттаудың, болжаудың, бағалаудың заманауи тәсілдерінің бірі болып табылады. Квантты-химиялық моделдеу мультифункционалді жаңа материалдардың физикалық және химиялық, электрондық қасиеттерін сипаттауда эксперименттік, эмпирикалық және жартылай эмпирикалық зерттеу әдістерін қолданады. Пәнде кванттық физика, статистикалық физика, молекулалық механика, молекулалық динамика, сандық әдістер пәндері бойынша теориялық және эксперименттік білімдер кіріктірілген. Пән бойынша кванттық механикада қолданылатын негізгі жуықтаулар (Хартри-Фок әдісі, бірэлектронды жуықтау, көп электронды жуықтау, тығыздық функционалы теориясы (DFT)) және функционалдар теориясы қарастырылады. Практикалық сабақтар квантты-химиялық моделдеу әдістерін іске асыратын қолжетімді бағдарламалар VASP, MOPAK, SAGE MD бағдарламаларымен, ал көпбөлшекті жүйелерді визуализациялау VESTA, Orign бағдарламаларымен іске асырылады.

Пәнді оқу барысында қатты күй теориясына кіріспе. Друде теориясы, энергетикалық аймақтар, Ферми-Дирак таралуы. Еркін электрондар моделі. Дебай және Эйнштейн модельдері қарастырылады. Қатты денедегі ұжымдық қозулардың квантталуы, квази бөлшектер ұғымы. Ковалентті, молекулалық және иондық кристалдардағы фонондар. Қатты денелердегі плазмалық толқындар. Плазмон экрандау. Спиндік толқындар. Магнондар. Кванттық–өлшем эффектілер. Аморфты конденсирленген күйге арналған Адрерсон, Матт және Лифчиц моделдері. Кванттық электроника, фотоника және спинтроникадағы қатты күйдің кванттық теорияларының заманауи қолданыстары. Кванттық шұңқырлар, сымдар және нүктелер.

Конденсерлі орта физикасының теориялық және эксперименттік аппараты химия, материалтану, инженерия, нанотехнология, атом физикасы, ядролық физика тіпті биофизикада қолданылатындықтан бұл пән физика ғылымының ең белсенді дамып келе жатқан саласы болып табылады. Пән магистранттарға күшті байланысы бар өзара әрекеттесетін өте көп бөлшектер туралы білім береді. Пән конденсерлі орта физика бөлімдерінің келесі реттілігімен құрылады: заттардың құрылымдық бөліктері, бөлшектер байланысының физикалық және химиялық негіздері, бөлшектердің өзараәрекеттесуі, сұйықтар мен қатты денелер, конденсерлі орта физикасының әртүрлі бағыттары мен қосымшалары. Өз кезегінде, осы тараулардың әрқайсысы заманауи конденсерлі орта физикасының мәнін ашатын көптеген тақырыптар мен тақырыпшалардан тұрады.

«Аэрогидродинамика негіздері» пәні теориялық физиканың бір бөлігі ретінде оқытылады. Пәнде келесі тақырыптар қарастырылады: Сығылатын және сығылмайтын, идеал және тұтқыр сұйықтар мен газдардағы қозғалыстың ламинарлық және турбуленттік режімдеріндегі есептердің динамикалық теңдеулері. Ламинарлық және турбуленттік шекаралық қабаттар, турбуленттіліктің пайда болуы. Курсты оқу барысында студенттер физикалық процестерді талдау дағдылары мен аэрогидродинамика теңдеулерінің көмегімен есептерді шығару әдістерін меңгереді.

Элементарлық бөлшектер физикасы немесе жоғары энергия физикасы электромагниттік, әлсіз және күшті өзара әрекеттесуге қатысатын бөлшектерді қарастырады. Бұл кварктар, лептондар мен нейтрино, олардың энергиясы, өзара әрекеттесуі және олардың механизмдері, статистика, түрленулер, зарядтар, айналулар және элементар бөлшектер физикасының басқа аспектілері.

Пән материя мен сәуле шығаратын бөлшектердің табиғатын зерттеуге арналған. Бұл пәннің презентациясы элементар бөлшектерді, өрістерді және өзара әрекеттесуді жіктеуден басталады. Болашақта пән келесі бөлімдер бойынша білім береді: тұжырымдамалық математикалық аппарат: кванттық өрістер, бөлшектердің стандартты моделі және оның кеңеюі, мысалы Хиггс бозоны және басқалары. Жоғары энергетикалық физиканың астрофизикаға, космологияға, сонымен қатар ауырлық теориясына қолданылуы.

Голография құрылымы. Оптикалық голография әдістері мен схемалары. Голографияны қолдану. Газ және ион лазерлері. Молекулалық және қатты күйдегі жартылай өткізгіш лазер. Лазердің динамикалық сипаттамаларының ерекшеліктері. Лазерлік гироскоп. Талшықтардың негізгі параметрлері мен түрлері. Талшықтардағы хроматикалық дисперсия және бейсызық әсерлер. Талшықты оптика үшін оптикалық әйнектер. Интегралдық оптика жетістіктері мен перспективалары. Толқын таратқыштың эффективті қалыңдығы. Интегралды оптикалық байланыс элементтері. Толқын таратушылар арасындағы байланыс элементтері. Оптикалық толқын таратқыш параметрлерін зерттеу. Дифракциялық оптикалық элементтерді құру негіздері. Зоналардың күрделі бейініне ие аймақ пластинкаларын алу жолдары мен әдістері.

«Ағын теориясы» барлық өндірістік технологиялардың негізін құрайды – реактивті қозғалыстар, цемент және мартен пештеріндегі жану процесі. Ағын теориясы көптеген эксперименттердің негізінде жасалынған. «Ағын теориясы» пәнінде – тұтқыр сығылмайтын сұйықтың ламинарлық және турбуленттік қозғалыстары (жазық, оське қатысты симметриялы ағындар, жартылай шектелген ағындар, еркін және тұнған ағындар, радиалды ағыншалар) теориялық және эксперименттік тұрғыдан қарастырылады.

Қазіргі ғылым философиясының өзекті мәселелерін, бағдарлау мен сөйлеу қарым-қатынасының кәсіби негіздерін (тыңдау, оқу, сөйлеу, жазу), іскери қарым-қатынас дағдыларын (жазу, электронды пошта және т.б.) зерттейді.

Физика саласындағы күрделігі әртүрлі эксперименттерді жабдықтарда, аспаптар мен құрылғыларда жасайды.

Компьютерлік және ақпараттық технологиялардың заманауи бағдарламаларын, құралдары мен әдістерін қолдана отырып ақпаратты өңдейді.

Зерттеліп жатқан құбылыстар мен процестердің физикалық, математикалық, компьютерлік модельдерін жасайды.

Өзінің педагогикалық қызметінде оқытудың заманауи әдістері мен тәсілдерін, технологияларды қолданады.

Аналитикалық және сандық есептеулерді, теориялық және эксперименттік есептерді, теориялық, тәжірибелік және қолданбалы физика саласындағы ғылыми жұмыстарды жоспарлайды және жүргізеді.

Өзінің әрі қарайғы кәсіби қызметінде физика саласындағы алған білімдері мен дағдыларын қалыптастырады.

Педагогикалық және психологиялық ғылымның дамуының теориялық және әдіснамалық негіздерін, оқыту әдістемесін, басқару және даму процестерін, кәсіби қызметтегі психологиялық-педагогикалық зерттеулердің сипаты мен мазмұнын қолданады.