1. Pojetí vyučovacího předmětu 1.1. Obecný cíl vyučovacího předmětu Obecným cílem je zprostředkovat základní fyzikální poznatky potřebné v odborném i dalším vzdělání a praktickém životě a také naučit žáky klást si otázky o okolním světě a vyhledávat k nim relevantní odpovědi. Významnou úlohu má také rozvíjení logického myšlení, představivosti a pochopení souvislostí a schopnosti abstrakce. 1.2. Charakteristika učiva Žáci si osvojí základní fyzikální poznatky, postupy a metody řešení praktických úloh a získají základní vědomosti a dovednosti pro další především odborné předměty. Naučí se vyvozovat závěry a aplikovat dané postupy na okruh podobných typů úloh. Učební osnova je zpracována pro vyučování v 1. ročníku v rozsahu 1 týdenní vyučovací hodiny u denního 4letého studia a 8 konzultací u dálkového 5letého studia. Obsahem vzdělání jsou následující tematické celky: Mechanika, Termika, Elektřina a magnetismus, Vlnění a optika, Fyzika atomu, Vesmír. 1.3. Cíle vzdělávání v oblasti citů, postojů, hodnot a preferencí Výuka směřuje k tomu, aby žáci dosáhli změn především v kongitivních složkách osobnosti, které jsou neoddělitelně spjaty s procesem výchovy směřujícím k formování všech složek osobnosti, tedy i citů, postojů, hodnot a preferencí. Výuka fyziky, která je součástí výuky přírodních věd, přispívá k rozvoji chápání života v širších souvislostech a řešení nejrůznějších problémů z oblastí praxe. Svou exaktní povahou významně přispívá k utváření správného žebříčku hodnot a preferencí. 1.4. Výukové strategie Formou výuky je především hromadná výuka, podle potřeby bude zvoleno také zařazení skupinové výuky případně individuální přístup. Metody výuky: - motivační příklady z praktického života, ukázky uplatnění, možnost využití učiva v jiných tématických celcích, - fixační ústní i písemné opakování, domácí cvičení, společné řešení a rozbory úloh, - expoziční popisy, vysvětlování, zobecňování (obecných pravidel pro řešení podobných typů úloh), geometrické znázorňování, využívání zápisů na tabuli včetně použití moderních technických prostředků. 1.5. Hodnocení výsledků žáků Ústní zkoušení minimálně 1x za pololetí, písemné zkoušení z menších celků učiva minimálně 2x za pololetí, průběžné hodnocení domácích cvičení. Hodnocení je prováděno v souladu se školním klasifikačním řádem. 1
1.6. Přínos předmětu k rozvoji klíčových kompetencí a k aplikaci průřezových témat Vzdělávání ve fyzice přispívá k rozvoji následujících klíčových kompetencí: 1.6.1. Klíčové kompetence Kompetence k učení Absolventi by měli: - mít pozitivní vztah k učení a vzdělávání; - ovládat různé techniky učení, umět si vytvořit vhodný studijní režim a podmínky; - uplatňovat různé způsoby práce s textem (zvl. studijní a analytické čtení), umět efektivně vyhledávat a zpracovávat informace, být čtenářsky gramotný; - s porozuměním poslouchat mluvené projevy (např. výklad, přednášku, proslov aj.), pořizovat si poznámky; - využívat ke svému učení různé informační zdroje včetně zkušeností svých i jiných lidí; - sledovat a hodnotit pokrok při dosahování cílů svého učení; přijímat hodnocení výsledků svého učení od jiných lidí. Kompetence k řešení problémů Absolventi by měli: - uplatňovat při řešení problémů různé metody myšlení (logické, matematické, empirické) a myšlenkové operace; - volit prostředky a způsoby (pomůcky, studijní literaturu, metody a techniky) vhodné pro splnění jednotlivých aktivit, využívat zkušeností a vědomostí nabytých dříve. Komunikativní kompetence Absolventi by měli: - vyjadřovat se přiměřeně účelu jednání a komunikační situaci v projevech mluvených i psaných a vhodně se prezentovat; - formulovat své myšlenky srozumitelně a souvisle, v písemné podobě přehledně a jazykově správně; - zpracovávat administrativní písemnosti, pracovní dokumenty i souvislé texty na běžná i odborná témata; - vyjadřovat se a vystupovat v souladu se zásadami kultury projevu a chování. Personální a sociální kompetence Absolventi by měli: - posuzovat reálně své fyzické a duševní možnosti, odhadovat důsledky svého jednání a chování v různých situacích; - stanovovat si cíle a priority podle svých osobních schopností, zájmové a pracovní orientace a životních podmínek; - reagovat adekvátně na hodnocení svého vystupování a způsobu jednání ze strany jiných lidí, přijímat radu i kritiku; - ověřovat si získané poznatky, kriticky zvažovat názory, postoje a jednání jiných lidí; - přijímat a odpovědně plnit svěřené úkoly. 2
Matematické kompetence Absolventi by měli: - správně používat a převádět běžné jednotky; - používat pojmy kvantifikujícího charakteru; - provádět reálný odhad výsledků řešení dané úlohy; - nacházet vztahy mezi jevy a předměty při řešení praktických úkolů, umět je vymezit, popsat a správně využít pro dané řešení; - číst a vytvářet různé formy grafického znázornění (tabulky, diagramy, grafy, schémata apod.); - aplikovat znalosti o základních tvarech předmětů a jejich vzájemné poloze v rovině i prostoru; - efektivně aplikovat matematické postupy při řešení různých praktických úkolů v běžných situacích. Kompetence využívat prostředky informačních a komunikačních technologií a pracovat s informacemi Absolventi by měli: - získávat informace z otevřených zdrojů zejména pak s využitím celosvětové sítě Internet; - uvědomovat si nutnost posuzovat rozdílnou věrohodnost různých informačních zdrojů a kriticky přistupovat k získaným informacím, být mediálně gramotný. 1.6.2. Průřezová témata Přínos k aplikaci průřezových témat je následující: Občan v demokratické společnosti Žáci jsou vedeni k tomu, aby získali přiměřenou míru sebevědomí, odpovědnosti, logického i morálního úsudku a dovedli v diskusích argumentovat na základě úvah podpořených znalostmi základních fyzikálních zákonů. Výuka realizuje obsahové celky zejména v následujících oblastech: - osobnost a její rozvoj, - historický vývoj (především v 19. a 20. století). Člověk a životní prostředí Fyzika patří mezi přírodovědný předmět, který umožňuje porozumět přírodním zákonům. Žáci jsou vedeni k tomu, aby pohlíželi na svět jako na prostředí ovládané neměnnými přírodními zákony, na které však působí aktivní činnost člověka. Má tak obecnou vazbu na výuku předmětu ekologie, který se zabývá obsahovým celkem: - možnosti a způsoby řešení enviromentálních problémů a udržitelnosti rozvoje v daném oboru vzdělání a občanském životě (např. nástroje právní, ekonomické, informační, technické, technologické, organizační, prevence negativních jevů, principy udržitelnosti rozvoje). Informační a komunikační technologie Žáci jsou vedeni k vyhledávání a porovnávání informací pomocí internetu. K tomuto cíli přispěje zejména cvičení v odborných učebnách výpočetní techniky. 3
1.7. Mezipředmětové vztahy - Matematika - Biologie - Chemie - Ekologie - Ekonomika 4
2. Rozpis učiva denní 4leté studium Celková hodinová dotace: 34 hodin 2.1. Rozpis učiva 1. ročník Výsledky vzdělávání žák - vyjmenuje základní obory fyziky - rozlišuje fyzikální jednotky a veličiny, uvede příklady fyzikálních veličin - rozlišuje druhy pohybů - vysvětlí pojmy trajektorie, dráha, rychlost, zrychlení - řeší jednoduché úlohy na pohyb hmotného bodu - určí síly, které působí na tělesa - popíše, jaký druh pohybu vyvolávají síly působící na tělesa - použije Newtonovy pohybové zákony v jednoduchých úlohách o pohybech - vysvětlí rozdíl mezi gravitační a tíhovou silou - vysvětlí pojem intenzita gravitačního pole - vypočítá gravitační síly, které působí mezi tělesy - vysvětlí rozdíl mezi posuvným a otáčivým pohybem - určí moment síly vzhledem k ose otáčení - určí výslednici sil působících na tělesa - určí mechanickou práci, výkon a energii při pohybu tělesa působením stálé síly - vysvětlí souvislost energie a práce - vysvětlí na příkladech platnost zákona zachování mechanické energie 1. Rozdělení fyziky, fyzikální jednotky a veličiny Základní obory fyziky, fyzikální jednotky. 2. Mechanika 8 Kinematika (pohyby přímočaré, rovnoměrný pohyb po kružnici). Dynamika (Newtonovy pohybové zákony, vzájemná silová působení těles, síly v přírodě). Gravitace (Newtonův gravitační zákon, gravitační a tíhová síla). Posuvný a otáčivý pohyb, skládání sil. Mechanická práce a energie (výkon, účinnost, zákon zachování energie). Hodinová dotace 2 5
Výsledky vzdělávání žák - objasní Pascalův, Archimédův zákon, rovnici kontinuity a Bernoulliho rovnici - aplikuje Pascalův a Archimédův zákon, rovnici kontinuity a Bernoulliho rovnici při řešení úloh Mechanika tekutin (tlakové síly, tlak v tekutinách). Hodinová dotace - vyjádří teplotu pomocí Celsiovy a termodynamické teploty - vysvětlí význam teplotní roztažnosti látek v přírodě a technické praxi - vysvětlí pojem vnitřní energie soustavy (tělesa) a způsoby její změny - řeší jednoduché příklady tepelné výměny pomocí kalorimetrické rovnice - popíše princip nejdůležitějších tepelných motorů - popíše přeměny skupenství látek a jejich význam v přírodě a v technické praxi - popíše elektrické pole z hlediska jeho působení na elektrický náboj - pomocí Coulombova zákona je schopen vypočítat elektrickou sílu mezi dvěma bodovými náboji - vysvětlí pojem kapacita vodiče a princip kondensátoru - popíše vznik elektrického proudu v látkách - s použitím Ohmova zákona řeší jednoduché úlohy s elektrickými obvody - popíše princip a použití polovodičových součástek s přechodem PN - určí magnetickou sílu v magnetickém poli vodiče s elektrickým prodem - vysvětlí Ampérovo pravidlo pravé ruky a popíše magnetické pole indukčními čarami - vysvětlí jev elektromagnetické indukce a jeho význam v technice 3. Termika 5 Teplota, teplotní roztažnost látek. Teplo a práce, přeměny vnitřní energie tělesa, tepelná kapacita. Tepelné motory. Struktura pevných látek a kapalin, přeměny skupenství. 4. Elektřina a magnetismus 5 Elektrický náboj tělesa, elektrická síla, elektrické pole, kapacita vodiče. Elektrický proud v látkách, zákony elektrického proudu, polovodiče. Magnetické pole, magnetické pole elektrického proudu, elektromagnetická indukce. 6
Výsledky vzdělávání žák - popíše princip generování střídavých proudů a jejich využití v energetice - vysvětlí princip transformátoru a jeho význam při přenosu elektrické energie Vznik střídavého proudu, přenos elektrické energie střídavým proudem. Hodinová dotace - popíše kmitání mechanického oscilátoru, rozumí pojmům perioda, frekvence a počáteční fáze kmitání - popíše nucené kmitání a rezonanci mechanického oscilátoru - rozliší základní druhy mechanického vlnění a popíše jejich šíření v látkovém prostředí - vyloží Hyugensův princip a jeho význam při ohybu vlnění 5. Vlnění a optika 5 Mechanické kmitání a vlnění. - charakterizuje základní vlastnosti zvuku - chápe negativní vliv hluku a zná způsoby ochrany sluchu - charakterizuje světlo jeho vlnovou délkou a rychlostí šíření v různých prostředích - řeší úlohy na odraz a lom, vysvětlí podstatu jevů interference a ohybu světla Zvukové vlnění. Světlo a jeho šíření. - řeší úlohy na zobrazení zrcadly a čočkami Zrcadla, čočky, oko. - vysvětlí pojmy zvětšení, optická mohutnost - vysvětlí optickou funkci oka a korekci jeho vad - vysvětlí princip holografe Holografie. - popíše význam různých druhů elektromagnetického záření Druhy elektromagnetického záření, roentgenovo záření. 6. Fyzika atomu 5 - popíše strukturu elektronového obalu atomu z hlediska energie elektronu Model atomu. - popíše stavbu atomového jádra a charakterizuje základní nukleony - vysvětlí podstatu radioaktivity a popíše způsoby ochrany před jaderným zářením Nukleony, radioaktivita, jaderné záření. 7
Hodinová Výsledky vzdělávání žák dotace - vysvětlí princip laseru Laser. - popíše princip získávání energie v jaderném Jaderná energie a její využití. reaktoru 7. Vesmír 2 - charakterizuje Slunce jako hvězdu a popíše objekty ve sluneční soustavě Slunce, planety a jejich pohyb, komety. - uvede příklady základních typů hvězd Hvězdy a galaxie. 8. Závěrečné opakování 2 - opakování probrané látky 8
3. Rozpis učiva dálkové 5leté studium Celkový počet konzultací: 8 3.1. Rozpis učiva 1. ročník Výsledky vzdělávání - žák - vyjmenuje základní obory fyziky - rozlišuje fyzikální jednotky a veličiny, uvede příklady fyzikálních veličin - rozlišuje druhy pohybů - vysvětlí pojmy trajektorie, dráha, rychlost, zrychlení - řeší jednoduché úlohy na pohyb hmotného bodu - určí síly, které působí na tělesa - popíše, jaký druh pohybu vyvolávají síly působící na tělesa - použije Newtonovy pohybové zákony v jednoduchých úlohách o pohybech - vysvětlí rozdíl mezi gravitační a tíhovou silou - vysvětlí pojem intenzita gravitačního pole - vypočítá gravitační síly, které působí mezi tělesy - vysvětlí rozdíl mezi posuvným a otáčivým pohybem - určí moment síly vzhledem k ose otáčení - určí výslednici sil působících na tělesa - určí mechanickou práci, výkon a energii při pohybu tělesa působením stálé síly - vysvětlí souvislost energie a práce - vysvětlí na příkladech platnost zákona zachování mechanické energie 1. Rozdělení fyziky, fyzikální jednotky a veličiny Základní obory fyziky, fyzikální jednotky. 9. Mechanika 2 Kinematika (pohyby přímočaré, rovnoměrný pohyb po kružnici). Dynamika (Newtonovy pohybové zákony, vzájemná silová působení těles, síly v přírodě). Gravitace (Newtonův gravitační zákon, gravitační a tíhová síla). Posuvný a otáčivý pohyb, skládání sil. Mechanická práce a energie (výkon, účinnost, zákon zachování energie). Počet konzultací 1 9
Výsledky vzdělávání - žák - objasní Pascalův, Archimedův zákon, rovnici kontinuity a Bernoulliho rovnici - aplikuje Pascalův a Archimedův zákon, rovnici kontinuity a Bernoulliho rovnici při řešení úloh Mechanika tekutin (tlakové síly, tlak v tekutinách). Počet konzultací - vyjádří teplotu pomocí Celsiovy a termodynamické teploty - vysvětlí význam teplotní roztažnosti látek v přírodě a technické praxi - vysvětlí pojem vnitřní energie soustavy (tělesa) a způsoby její změny - řeší jednoduché příklady tepelné výměny pomocí kalorimetrické rovnice - popíše princip nejdůležitějších tepelných motorů - popíše přeměny skupenství látek a jejich význam v přírodě a v technické praxi - popíše elektrické pole z hlediska jeho působení na elektrický náboj - pomocí Coulombova zákona je schopen vypočítat elektrickou sílu mezi dvěma bodovými náboji - vysvětlí pojem kapacita vodiče a princip kondenzátoru - popíše vznik elektrického proudu v látkách - s použitím Ohmova zákona řeší jednoduché úlohy s elektrickými obvody - popíše princip a použití polovodičových součástek s přechodem PN - určí magnetickou sílu v magnetickém poli vodiče s elektrickým proudem - vysvětlí Ampérovo pravidlo pravé ruky a popíše magnetické pole indukčními čarami - vysvětlí jev elektromagnetické indukce a jeho význam v technice 10. Termika 1 Teplota, teplotní roztažnost látek. Teplo a práce, přeměny vnitřní energie tělesa, tepelná kapacita. Tepelné motory. Struktura pevných látek a kapalin, přeměny skupenství. 11. Elektřina a magnetismus 1 Elektrický náboj tělesa, elektrická síla, elektrické pole, kapacita vodiče. Elektrický proud v látkách, zákony elektrického proudu, polovodiče. Magnetické pole, magnetické pole elektrického proudu, elektromagnetická indukce. 10
Výsledky vzdělávání - žák - popíše princip generování střídavých proudů a jejich využití v energetice - vysvětlí princip transformátoru a jeho význam při přenosu elektrické energie Vznik střídavého proudu, přenos elektrické energie střídavým proudem. Počet konzultací - popíše kmitání mechanického oscilátoru, rozumí pojmům perioda, frekvence a počáteční fáze kmitání - popíše nucené kmitání a rezonanci mechanického oscilátoru - rozliší základní druhy mechanického vlnění a popíše jejich šíření v látkovém prostředí - vyloží Hyugensův princip a jeho význam při ohybu vlnění - charakterizuje základní vlastnosti zvuku - chápe negativní vliv hluku a zná způsoby ochrany sluchu - charakterizuje světlo jeho vlnovou délkou a rychlostí šíření v různých prostředích - řeší úlohy na odraz a lom, vysvětlí podstatu jevů interference a ohybu světla 12. Vlnění a optika 1 Mechanické kmitání a vlnění. Zvukové vlnění. Světlo a jeho šíření. - řeší úlohy na zobrazení zrcadly a čočkami Zrcadla, čočky, oko. - vysvětlí pojmy zvětšení, optická mohutnost - vysvětlí optickou funkci oka a korekci jeho vad - vysvětlí princip holografie Holografie. - popíše význam různých druhů elektromagnetického záření Druhy elektromagnetického záření, roentgenovo záření. 13. Fyzika atomu 1 - popíše strukturu elektronového obalu atomu z hlediska energie elektronu Model atomu. - popíše stavbu atomového jádra a charakterizuje základní nukleony - vysvětlí podstatu radioaktivity a popíše způsoby ochrany před jaderným zářením Nukleony, radioaktivita, jaderné záření. 11
Počet Výsledky vzdělávání - žák konzultací - vysvětlí princip laseru Laser. - popíše princip získávání energie v jaderném Jaderná energie a její využití. reaktoru 7. Vesmír 1 - charakterizuje Slunce jako hvězdu a popíše objekty ve sluneční soustavě Slunce, planety a jejich pohyb, komety. - uvede příklady základních typů hvězd Hvězdy a galaxie. 12