7.11 Pojetí vyučovacího předmětu Fyzika RVP EL Obecné cíle výuky Fyziky Cílem výuky vyučovacího předmětu Fyzika je osvojení základních fyzikálních pojmů a zákonitostí, rozvíjení přirozené touhy po poznání světa, ve kterém žijeme, pochopení nejobecnějších zákonů přírodovědy, které jsou základem přírodních, technických a lékařských věd. Žáci aplikují poznatky získané v souvisejících předmětech a fyzice při řešení úloh z praxe. Cíleně pracují na přípravě ke studiu na VŠ. Charakteristika učiva Vyučovací předmět Fyzika vychází ze vzdělávacího oboru Fyzika, který je součástí vzdělávací oblasti Člověk a příroda v RVP EL. Integruje průřezové téma Environmentální výchova, Mediální výchova a Osobnostní a sociální výchova. Výuka se uskutečňuje převážně v kmenové třídě. V průběhu každého ročníku,v návaznosti na učivo, vykonají žáci minimálně čtyři laboratorní práce v laboratoři. Pro žáky, kteří budou v dalším studiu a v přijímacím řízení potřebovat hlubší znalosti fyziky, organizuje škola ve 4. ročníku fyzikální seminář. Fyzika souvisí s předměty matematika, chemie, biologie, zeměpis a informační technologie. Strategie výuky 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 (postupů konstrukce v geometrických úlohách), vysvětlování (postupů u nových typů úloh), zobecňování (obecných pravidel pro řešení podobných typů úloh), geometrické znázorňování, využívání zápisů na tabuli včetně barevného znázornění, zpětného projektoru, data projektoru, frontální a demonstrační pokusy Formy výuky hromadná výuka, zařazení skupinové výuky a dle potřeby i individuální přístup (práce s talentovanými žáky a se žáky se speciálními potřebami), při laboratorních cvičeních se třída dělí na skupiny, výuka je doplňována odbornými exkurzemi Hodnocení výsledků práce Žáci jsou hodnoceni dle klasifikačního řádu školy. K hodnocení žáků se používá různých forem zjišťování úrovně znalostí: základ tvoří písemné zkoušení z jednotlivých tématických celků, ústní frontální zkoušení, hodnocení protokolů laboratorních prací, sebehodnocení žáků. Dalším způsobem je hodnocení aktivity žáků při práci ve třídě i v domácí přípravě. Způsob hodnocení je založen na bodovém a procentuálním systému. Hodnotí se: - správnost, přesnost, pečlivost v písemných testech a protokolech z laboratorních prací, - schopnost samostatného úsudku, - schopnost výstižné formulace s využitím odborné terminologie - aktivita Formy hodnocení individuální ústní zkoušení písemné zkoušení samostatná práce pozorování žáka ( hodnocení postojů, chování,...) 159
Kritéria hodnocení: 0% - 49% - nedostatečně 50% - 64% - dostatečně 65% - 74% - dobře 75% - 89% - chvalitebně 90% -100% - výborně Časové, obsahové a organizační vymezení ročník 1. 2. 3. 4. hodinová dotace 2 2 - - Přínos výuky fyziky k rozvoji klíčových kompetencí Kompetence k učení zadává úkoly a referáty tak, aby žáci využívali různé druhy studijních materiálů ( učebnice, časopisy, internet, sbírky příkladů ) a získané informace dokázali roztřídit a kriticky zhodnotit zařazuje do výuky pozorování fyzikálních objektů, demonstrační a frontální pokusy a vyžaduje jejich vyhodnocení při řešení příkladů dbá na správný a přehledný zápis zařazuje motivační úlohy a reálné příklady z praxe ukazuje na souvislost fyziky a ostatních přírodních věd Kompetence k řešení problémů podněcuje žáky k odhadování výsledku a ke zhodnocení, zda dosažený výsledek je reálný vyžaduje fyzikální rozbor situace a zdůvodnění zvoleného postupu podporuje žáky v hledání různých cest k vyřešení problému učí žáky rozlišit fyzikální model od reality a posoudit, kdy lze využitím modelu danou situaci zjednodušit využívá chyb žáků k odstranění nesprávných postupů Kompetence komunikativní dbá, aby žáci jasně a srozumitelně formulovali své myšlenky v ústním i písemném projevu podněcuje žáky, aby se nebáli zeptat a vyslovit svůj názor zadává úkoly, které vyžadují různé zdroje informací, využití tabulek a grafů Kompetence sociální a personální zařazuje do výuky práci ve dvojicích a malých skupinách ve cvičeních sleduje a hodnotí vzájemnou spolupráci žáků ve skupině vyžaduje dodržování stanovených pravidel a zásad bezpečnosti práce Kompetence občanské důsledně kontroluje plnění uložených úkolů využívá domácí přípravu žáků ve vyučovacích hodinách kladným hodnocením a povzbuzováním podporuje snahu žáků orientačním zkoušením a testy ověřuje soustavnou přípravu žáků na výuku 160
Kompetence pracovní dbá na dodržování vymezených pravidel při používání školních pomůcek a elektrických přístrojů při každé praktické činnosti žáků vyžaduje dodržování předepsaných postupů Přínos předmětu k realizaci průřezových témat Výuka Fyziky realizuje v různé míře průřezová témata Enviromentální výchova, Mediální výchova a Osobnostní a sociální výchova. 161
Ročník Téma Výsledky vzdělávání Učivo 1. Fyzikální veličiny a jejich měření využívá s porozuměním základní veličiny a jednotky rozliší základní a odvozené veličiny a jednotky, převádí jednotky změří vhodnou metodou určené veličiny zpracuje měření, stanoví správně výsledek měření rozlišuje skalární a vektorové veličiny Fyzikální veličiny a jejich měření Soustava fyzikálních veličin a jednotek mezinárodní soustava jednotek SI, její struktura a účel Absolutní a relativní odchylka měření Skalární a vektorové veličiny a operace s nimi Mezipředmětové vztahy, průřezová témata, poznámky M převody jednotek, vektorová algebra Mechanika hmotného bodu využívá abstraktní představy hmotného bodu při řešení fyzikálních problémů rozlišuje inerciální a neinerciální vztažné soustavy a využívá je při popisu fyzikálních dějů klasifikuje pohyby a využívá základní kinematické vztahy pro pohyby rovnoměrné a rovnoměrně zrychlené, zpomalené určuje v konkrétní situaci působící síly a jejich momenty a určí výslednici využívá Newtonovy zákony při popisu fyzikálních dějů, aplikuje zákony zachování Kinematika pohybu vztažná soustava, poloha změna polohy hmotného bodu, rychlost, zrychlení Dynamika pohybu síla, hmotnost, hybnost, změna hybnosti, Newtonovy pohybové zákony, inerciální a neinerciální soustava, druhy sil, tření,síla pružnosti M výpočet neznámé ze vzorce, lineární a kvadratická funkce, řešení kvadratických rovnic, goniometrické funkce ostrého úhlu, oblouková míra Práce, energie určuje dráhový účinek síly uvádí souvislost mechanické energie s prací aplikuje zákony zachování Mechanická práce, výkon Mechanické energie a jejich vzájemné přeměny M - vektorová algebra Gravitační pole objasní silové působení gravitačního pole popíše ho příslušnými veličinami rozliší tíhovou a gravitační sílu objasní s pomocí Newtonova zákona pohyby v gravitačním poli Newtonův gravitační zákon Gravitační pole a jeho charakteristika, gravitační a tíhová síla Tíhové pole Země a pohyby v něm Keplerovy zákony Z Sluneční soustava, zeměpisná šířka a délka, Mechanika tuhého tělesa popisuje translační a rotační pohyb tuhého tělesa kinematicky i dynamicky určí v konkrétních situacích síly Tuhé těleso a jeho pohyby Moment síly, momentová věta Těžiště tělesa a rovnovážné polohy 162
jejich výslednici, momenty sil a výsledný moment Kapaliny aplikuje Pascalův a Archimédův zákon při řešení úloh na tlakové síly v kapalinách, vysvětlí změny tlaku v proudící kapalině Pascalův a Archimédův zákon, Rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice 2. Základní poznatky molekulové fyziky a termiky využívá základní principy kinetické teorie látek při objasňování vlastností látek různých skupenství a procesů v nich probíhajících uplatňuje termodynamické zákony při řešení fyzikálních úloh, změří teplotu v Celsiově stupnici a převede ji na termodynamickou vysvětlí stavové změny ideálního plynu užitím stavové rovnice Kinetická teorie látek, pohyb a interakce částic První a druhá věta termodynamiky Ideální plyn Vnitřní energie a její změna, teplo, Měrná tepelná kapacita způsoby přenosu vnitřní energie Stavová rovnice a tepelné děje Environmentální výchova Struktura a vlastnosti pevných a kapalných látek rozlišuje krystalické a amorfní látky na základě znalosti jejich stavby řeší praktické problémy, objasní průběh pružné deformace pomocí Hookova zákona užívá zákonitosti teplotní roztažnosti látek při řešení praktických úloh Struktura a vlastnosti pevných látek Deformace pevného tělesa Normálové napětí, Hookův zákon Teplotní roztažnost pevných látek a kapalin Povrchová vrstva kapaliny a její vlastnosti Jevy na rozhraní pevná-kapalná látka Přeměny skupenství látek, skupenské teplo, vlhkost vzduchu Mechanické kmitání a vlnění užívá základní kinematické vztahy při řešení problémů a úloh o pohybech kmitavých harmonických objasní princip vzniku a šíření vln, odrazu a interference vlnění Kinematika a dynamika harmonického kmitání /perioda, frekvence, mechanický oscilátor/ Druhy vlnění, šíření, odraz, vlnová délka, rychlost Zvukové vlnění, šíření zvuku, ultrazvuk Hv akustika, mechanické zdroje zvuku, vlnění, Bi lidské ucho, principy vnímání zvuku Elektrický náboj a elektrické pole objasní s pomocí Coulombova zákona silové působení elektrostatického pole na bodový náboj dovede ho popsat příslušnými veličinami vysvětlí princip a funkci kondenzátoru Elektrický náboj a jeho zachování Coulombův zákon Intenzita a potenciál elektrického pole Elektrické napětí Kapacita vodiče, kondenzátor M - vektorová algebra 163
Elektrický proud v kovech, kapalinách, plynech a polovodičích rozlišuje vodič, izolant, polovodič, předvídá jeho chování v elektrickém poli objasní podmínky vzniku stejnosměrného elektrického proudu a jeho vedení v kovovém vodiči užívá zákony el. proudu při řešení praktických problémů /el. odpor, el.energie, výkon ss proudu/ sestaví el. obvod a změří el. napětí a proud vysvětlí podstatu vedení elektrického proudu v kapalinách, plynech, vakuu a polovodičích elektrický proud v kovech, zákony elektrického proudu, el. odpor, el. energie, výkon ss. proudu, elektrické obvody elektrický proud v kapalinách, plynech a polovodičích, polovodičová dioda Environmentální výchova Stacionární magnetické pole uvádí základní vlastnosti magnetického pole a pomocí nich řeší úlohy /magnetická síla vodiče s proudem v magnetickém poli/ vysvětlí funkci magnetických zařízení a magnetické vlastnosti materiálu Magnetická síla, magnetické pole Magnetická indukce,indukované napětí Magnetické pole proudovodiče a cívky Částice s nábojem v magnetickém poli Magnetické vlastnosti látek Z magnetické pole Země, Nestacionární magnetické pole objasní základní vlastnosti nestacionárního magnetického pole pomocí Faradayova a Lenzova zákona Elektromagnetická indukce a její význam v technice Faradayův zákon, indukované napětí Střídavý proud Elektromagnetické vlnění Optika objasní vznik střídavého proudu, popíše jeho charakteristiky vysvětlí chování prvků v elektrickém obvodu popíše základní principy výroby a vedení elektrického proudu v praxi vysvětlí vznik elektromagnetického kmitání v oscilačním obvodu popíše využití elektromagnetického vlnění ve sdělovací technice charakterizuje světlo vlnovou délkou a rychlostí v různých prostředích vysvětlí podstatu interference, ohybu a polarizace Harmonické střídavé napětí a proud - vznik, jejich frekvence Výkon střídavého proudu, efektivní hodnoty Obvody střídavého proudu Generátory Třífázová soustava, využití, přenos energie Transformátor a usměrňovač Točivé elektromagnetické pole, elektromotory elektromagnetické kmitání oscilátoru, vlastní a nucené, rezonance vznik a vlastnosti elektromagnetického vlnění, přenos informací elektromagnetickým vlněním Světlo jako elektromagnetické vlnění základní pojmy, Rychlost šíření světla v různých prostředích, index Bi fyziologie vidění a jeho poruch 164
světla popíše význam různých druhů elektromagnetického záření, jejich vliv na člověka a uplatnění v praxi využívá základy paprskové optiky k řešení praktických problémů /odraz, lom/ řeší úlohy na zobrazení čočkami a zrcadly vysvětlí princip jednoduchých optických přístrojů, včetně oka lomu, stálost rychlosti světla-důsledky Základní zákony lomu(index) a odrazu světla Rozklad světla na spektrum Interference světla Vlnové vlastnosti světla Zobrazení rovinnými a kulovými zrcadly, čočkami, zorný úhel Oko a optické přístroje,, lupa Elektromagnetické spektrum popíše význam různých druhů elektromagnetického záření, jejich působení na člověka a využití v praxi Elektromagnetické vlnění záření, spektrum Rentgenové záření Bi škodlivost všech druhů záření, využití rtg v praxi Úvod do fyziky mikrosvěta popíše a vysvětlí podstatu fotoefektu, využití využívá poznatky o kvantování energie záření a mikročástic k řešení fyzikálních problémů vysvětlí duální podstatu částic charakterizuje základní modely atomu využíván zákon radioaktivní přeměny k předvídání chování radioaktivních látek posoudí zákonitosti jaderných přeměn z hlediska vstupních a výstupních částic a energetické bilance popíše strukturu elektronového obalu atomu z hlediska energie elektronu popíše stavbu atomového jádra a základní nukleony vysvětlí principy využití jaderné energie navrhne možné způsoby ochrany člověka před nebezpečnými druhy záření Fotoelektrický jev, zákl. pojmy kvantové fyziky Světelná kvanta vs. vlny,, foton a jeho energie, korpuskulárně vlnová povaha záření Model atomu, spektrum atomu vodíku vantování energie elektronů v atomu, druhy emisí, laser Složení atomového jádra, radioaktivita, jaderné záření, elementární a základní částice Jaderná energie, syntéza a štěpení jader Reaktor, bezpečnost a ekologie jaderné energetiky Ch spektrální analýza, periodická soustava, kvantová čísla, Environmentální výchova popíše štěpnou reakci a její využití posoudí výhody a nevýhody způsobů, jimiž se získává elektrická energie Speciální teorie relativity (STR) popíše důsledky plynoucí z STR pro chápání prostoru a času zná souvislost energie a hmotnosti objektů principy speciální teorie relativity základy relativistické dynamiky 165
Astrofyzika pohybujících se velkou rychlostí charakterizuje slunce jako hvězdu a popíše sluneční soustavu popíše vývoj hvězd a jejich uspořádání do galaxií zná současné názory na vznik a vývoj vesmíru vysvětlí nejdůležitější způsoby, jimiž astrofyzika zkoumá vesmír Slunce a hvězdy galaxie a vývoj vesmíru výzkum vesmíru 166