Název vyučovacího předmětu: FYZIKA (FYZ) Obor vzdělání: 18-20 M/01 Informační technologie Forma vzdělání: denní Celkový počet vyučovacích hodin za studium: 149 (4,5 hodiny týdně) Platnost: 1. 9. 2009 počínaje 1. ročníkem (upraveno od 1. 9. 2013) Pojetí vyučovacího předmětu Obecné cíle Výuka přírodních věd přispívá k hlubšímu a komplexnímu pochopení přírodních jevů a zákonů, k formování vztahů k životnímu prostředí a proniknutí do dějů probíhajících v přírodě. Cílem výuky fyziky je především naučit žáky využívat přírodovědných poznatků v profesním i občanském životě. Přírodovědné vzdělání směřuje k tomu, aby žák: rozlišoval fyzikální realitu a fyzikální model; získal základní představy o látkové a polní formě hmoty, o struktuře látek a jejich fyzikálních vlastnostech; správně používal fyzikální jednotky, násobné a dílčí jednotky, uměl řešit jednoduchý fyzikální problém a opatřil si k tomu vhodné informace, uplatnil obecné poznatky k vysvětlení konkrétního fyzikálního jevu; chápal přínos fyzikálního poznávání při objasňování jevů v přírodě, každodenním životě, pro ochranu životního prostředí i svého zdraví, zdůvodnil nezbytnost udržitelného rozvoje, který nezničí lidskou civilizaci. V afektivní oblasti směřuje přírodovědné vzdělávání k tomu, aby žáci získali: motivaci přispět k dodržování zásad udržitelného rozvoje v občanském životě i v odborné pracovní činnosti; pozitivní postoj k přírodě; komunikativní dovednosti; motivaci k celoživotnímu vzdělávání v přírodovědné oblasti. Charakteristika učiva Učební osnova je zpracována pro vyučování v rozsahu 2,5 hodiny týdně ve druhém ročníku a 2 hodiny týdně ve třetím ročníku. Předmět fyzika zahrnuje ve druhém ročníku učivo z mechaniky, molekulové fyziky a termiky, z mechanického kmitání a vlnění, astrofyziky a ve třetím ročníku učivo z elektřiny a magnetismu, optiky, fyziky mikrosvěta a poznatky ze speciální teorie relativity. Z hlediska klíčových kompetencí klademe důraz zejména na: dovednost analyzovat a řešit problémy; aplikaci poznatků v běžném životě; využívání poznatků o vzájemných přeměnách různých forem energie a jejich přenosu při řešení konkrétních problémů a úloh; zhodnocení výhod a nevýhod využívání různých energetických zdrojů z hlediska vlivu na životní prostředí; posílení pozitivních rysů osobnosti (pracovitost, přesnost, důslednost, sebekontrolu a odpovědnost, vytrvalost a schopnost překonávat překážky); 152
schopnost pracovat ve skupině, umět prosadit vlastní názory a přijmout myšlenky ostatních. Hloubka probíraného učiva je variabilní, ovlivňují ji zejména vstupní vědomosti a dovednosti žáků. Vychází z varianty A fyzikální složky RVP pro přírodovědné vzdělání. V hodinách žáci používají učebnice Fyzika pro SŠ 1. a 2. díl ( autoři: Lepil, Bednařík, Hýblová). Pojetí výuky V hodinách fyziky je využíváno metod motivačních, fixačních, expozičních, práce s textem, praktická cvičení, exkurze a využití internetu. Formy výuky: vyučování frontální, skupinové a praktické činnosti. by měl probrané pojmy, jevy a zákony pochopit ve vzájemných souvislostech a tak, aby byl schopen si další potřebné poznatky samostatně vyhledávat a doplňovat. Důraz je kladen na sociálně komunikativní aspekty učení a vyučování (diskuse, týmová spolupráce a kooperace - projeví se zejména při shrnutí a opakování učiva, při laboratorních pracích). Učitel bude dbát na aktualizaci učiva - soustavné uvádění aplikací fyzikálních jevů v technice a občanském životě a hodnocení jejich vlivu na přírodu a člověka. Vyučující zdůrazňuje pravidla bezpečného zacházení s technickými prostředky a zásady poskytování první pomoci Hodnocení výsledků žáků K hodnocení žáků se používá různých forem zjišťování úrovně znalostí: Zkoušení ústní a písemné Hodnocení praktické činnosti Referátů Klasifikace je vyjádřena známkou. Do klasifikace je též zahrnuta aktivita žáka a jeho postoj k danému předmětu. Přínos k rozvoji kompetencí Kompetence k učení 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 gramotní; 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; znát možnosti svého dalšího vzdělávání, zejména v oboru a povolání. Kompetence k řešení problémů porozumět zadání úkolu nebo určit jádro problému, získat informace potřebné k řešení problému, navrhnout způsob řešení, popř. varianty řešení, a zdůvodnit jej, vyhodnotit a ověřit správnost zvoleného postupu a dosažené výsledky; 153
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; spolupracovat při řešení problémů s jinými lidmi (týmové řešení). Komunikativní kompetence formulovat své myšlenky srozumitelně a souvisle, v písemné podobě přehledně a jazykově správně; účastnit se aktivně diskusí, formulovat a obhajovat své názory a postoje; dodržovat odbornou terminologii; zaznamenávat písemně podstatné myšlenky a údaje z textů a projevů jiných lidí (přednášek, diskusí, porad apod.); vyjadřovat se a vystupovat v souladu se zásadami kultury projevu a chování; dosáhnout jazykové způsobilosti potřebné pro komunikaci v cizojazyčném prostředí nejméně v jednom cizím jazyce; porozumět běžné odborné terminologii a pracovním pokynům v písemné i ústní formě); chápat výhody znalosti cizích jazyků pro životní i pracovní uplatnění Personální a sociální kompetence 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; pracovat v týmu a podílet se na realizaci společných pracovních a jiných činností; přijímat a odpovědně plnit svěřené úkoly; podněcovat práci týmu vlastními návrhy na zlepšení práce a řešení úkolů, nezaujatě zvažovat návrhy druhých; přispívat k vytváření vstřícných mezilidských vztahů a k předcházení osobním konfliktům, nepodléhat předsudkům a stereotypům v přístupu k druhým. Občanské kompetence a kulturní povědomí jednat odpovědně, samostatně a iniciativně nejen ve vlastním zájmu, ale i ve veřejném zájmu; dodržovat zákony, respektovat práva a osobnost druhých lidí (popř. jejich kulturní specifika jednat v souladu s morálními principy a zásadami společenského chování, přispívat k uplatňování hodnot demokracie; chápat význam životního prostředí pro člověka a jednat v duchu udržitelného rozvoje; uznávat hodnotu života, uvědomovat si odpovědnost za vlastní život a spoluodpovědnost při zabezpečování ochrany života a zdraví ostatních Kompetence k pracovnímu uplatnění a podnikatelským aktivitám 154
mít odpovědný postoj k vlastní profesní budoucnosti, a tedy i vzdělávání; uvědomovat si význam celoživotního učení a být připraveni přizpůsobovat se měnícím se pracovním podmínkám; cílevědomě a zodpovědně rozhodovat o své budoucí profesní a vzdělávací dráze. Matematické kompetence správně používat a převádět běžné jednotky; používat pojmy kvantifikujícího charakteru; provádět reálný odhad výsledku 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.); efektivně aplikovat matematické postupy při řešení různých praktických úkolů v běžných situacích. Kompetence využívat prostředky informačních a komunikačních technologií a pracovat s informacemi pracovat s osobním počítačem a dalšími prostředky informačních a komunikačních technologií. Dbát na bezpečnost práce a ochranu zdraví při práci, tzn. aby absolventi: chápali bezpečnost práce jako nedílnou součást péče o zdraví své i spolupracovníků byli vybaveni vědomostmi o zásadách poskytování první pomoci při náhlém onemocnění nebo úrazu a dokázali první pomoc sami poskytnout. Jednat ekonomicky a v souladu se strategií udržitelného rozvoje, tzn. aby absolventi: efektivně hospodařili s finančními prostředky; nakládali s materiály, energiemi, odpady, vodou a jinými látkami ekonomicky a s ohledem na životní prostředí. Mezipředmětové vztahy Matematika Chemie Informační technologie Občanská nauka 155
Název vyučovacího předmětu: FYZIKA Obor vzdělání: 18-20-M/01 Informační technologie Forma vzdělání: denní Celkový počet vyučovacích hodin za studium: 149 (4,5 hodiny týdně) Platnost: 1. 9. 2009 počínaje 1. ročníkem (upraveno od 1. 9. 2013) Fyzika - 2. ročník (85 hodin-první pololetí 3 hodiny, druhé pololetí 2 hodiny týdně) Výsledky a kompetence o rozliší pohyby podle trajektorie a změny rychlosti, o řeší úlohy o pohybech s využitím vztahů mezi kinematickými veličinami, o použije Newtonovi pohybové zákony v jednoduchých úlohách o pohybech, o určí síly které v přírodě a v technických zařízeních působí na tělesa, o popíše základní druhy pohybu v gravitačním poli, o vypočítá mechanickou práci a energii při pohybu tělesa působením stálé síly, o určí výkon a účinnost při konání práce, o analyzuje jednoduché děje s využitím zákona zachování mechanické energie, o určí výslednici sil působících na těleso a jejich momenty, o určí těžiště jednoduchého tvaru, Tematické celky 1. Mechanika pohyby přímočaré pohyb rovnoměrný po kružnici, skládání pohybů, vztažná soustava, Newtonovy pohybové zákony síly v přírodě mechanická práce a energie, gravitační pole Newtonův gravitační zákon, gravitační a tíhová síla pohyby v gravitačním poli sluneční soustava mechanika tuhého tělesa mechanika tekutin tlak v tekutinách Pascalův zákon Archimédův zákon proudění tekutin Orientační hodinová dotace Průřezová témata (oznámky 40 Občan v demokratické společnosti (toto téma se prolíná celou výukou během studia) Člověk a svět práce Člověk a životní prostředí 156
o aplikuje Pascalův a Archimédův zákon při řešení úloh na tlakové síly v tekutinách, o vysvětlí změny tlaku v proudící tekutině o uvede příklady potvrzující kinetickou teorii látek, o změří teplotu v Celsiově teplotní stupnici a vyjádří ji jako termodynamickou teplotu, o vysvětlí význam teplotní roztažnosti látek v přírodě a v technické praxi a řeší úlohy na teplotní délkovou roztažnost těles, o popíše vlastnosti látek z hlediska jejich čističové stavby, o vysvětlí pojem vnitřní energie soustavy (tělesa) a způsoby jejich změny, o řeší jednoduché případy tepelné výměny pomocí kalorimetrické rovnice, o řeší úlohy na děje v plynech s použitím stavové rovnice pro ideální plyn, o vysvětlí mechanické vlastnosti těles z hlediska struktury pevných látek, popíše příklady deformací pevných látek, o popíše příklady deformací pevných těles jednoduchého tvaru a řeší úlohy na Hookův zákon, o popíše přeměny skupenství látek a jejich význam v přírodě a v technické praxi 2. Molekulová fyzika a termika základní poznatky molekulové fyziky (částicová stavba látek, vlastnosti látek z hlediska molekulové fyziky, teplota) vnitřní energie (teplo a práce, přeměny vnitřní energie tělesa) tepelné motory pevné látky a kapaliny (struktura pevných látek, teplotní roztažnost pevných látek, struktura a vlastnosti kapalin teplotní objemová roztažnost kapalin přeměny skupenství látek (skupenské teplo, tání tuhnutí, vypařování, var, kondenzace, sublimace, vlhkost vzduchu) 22 Člověk a životní prostředí Člověk a svět práce 157
o popíše vlastní kmitání mechanického oscilátoru a určí příčinu kmitání, o popíše nucené kmitání mechanického oscilátoru a určí podmínky rezonance, o rozliší základní druhy mechanického vlnění a popíše jejich šíření v látkovém prostředí, o charakterizuje základní vlastnosti zvukového vlnění a zná jejich význam pro vnímání zvuku, o chápe negativní vliv hluku a zná způsoby ochrany sluchu 3. Mechanické kmitání a vlnění mechanické kmitání druhy mechanického vlnění šíření vlnění v prostoru odraz vlnění vlastnosti zvukového vlnění šíření zvuku v látkovém prostředí ultrazvuk 16 Člověk a životní prostředí Člověk a svět práce o charakterizuje Slunce jako hvězdu a popíše sluneční soustavu, o popíše vývoj hvězd a jejich uspořádání do galaxií, o zná současné názory na vznik a vývoj vesmíru, o vysvětlí nejdůležitější způsoby, jimiž astrofyzika zkoumá vesmír 4. Astrofyzika Slunce a hvězdy galaxie a vývoj vesmíru výzkum vesmíru 7 Informační technologie 158
Fyzika 3. ročník (64 hodin) Výsledky a kompetence o Určí elektrickou sílu v poli bodového elektrického náboje, o popíše elektrická pole z hlediska jeho působení na bodový elektrický náboj, o vysvětlí princip a funkci kondenzátoru, o popíše vznik elektrického proudu v látkách, o řeší úlohy s elektrickými obvody s použitím Ohmova zákona, o sestaví podle schématu elektrický obvod a změří elektrický proud a napětí, o řeší úlohy na práci a výkon elektrického proudu, o vysvětlí elektrickou vodivost polovodičů, kapalin a plynů, o popíše princip a použití polovodičových součástek s přechodem PN vysvětlí princip chemických zdrojů napětí, o zná typy výbojů v plynech a jejich využití, o určí magnetickou sílu v magnetickém poli vodiče s proudem a popíše magnetické pole indukčními čarami, o vysvětlí jev elektromagnetické indukce a jeho význam v technice, Tematické celky 5. Elektřina a magnetismus elektrický náboj tělesa elektrická síla elektrické pole tělesa v elektrickém poli kapacita vodiče elektrický proud v kovech zákony elektrického proudu elektrické obvody, elektrický proud v polovodičích, kapalinách a v plynech magnetické pole, magnetické pole elektrického proudu magnetická síla, magnetické vlastnosti látek elektromagnetická indukce indukčnost vznik střídavého proudu, obvody střídavého proudu střídavý proud v energetice trojfázová soustava střídavého proudu transformátor elektromagnetické kmitání, elektromagnetický oscilátor vlastní a nucené elektromagnetické kmitání rezonance vznik a vlastnosti elektromagnetického vlnění přenos informací elektromagnetickým vlněním Orientační hodinová dotace 24 Průřezová témata (oznámky Člověk a svět práce Člověk a životní prostředí 159
o popíše princip generování střídavých proudů a jejich využití v energetice, o charakterizuje základní vlastnosti obvodů střídavého proudu, o vysvětlí princip transformátoru a usměrňovače střídavého proudu, o vysvětlí vznik elektromagnetického kmitání v oscilačním obvodu, o popíše využití elektromagnetického vlnění ve sdělovacích soustavách, manipulace s elektrickým zařízením o charakterizuje světlo jeho vlnovou délkou a rychlostí v různých prostředích, o řeší úlohy na odraz a lom světla, o vysvětlí podstatu jevů interference, ohyb a polarizace světla, o popíše význam různých druhů elektromagnetického záření z hlediska působení na člověka a využití v praxi, o řeší úlohy na zobrazení zrcadly a čočkami, popíše oko jako optický přístroj, o vysvětlí principy základních typů optických přístrojů o objasní podstatu fotoelektrického jevu a jeho praktické využití, o chápe základní myšlenku kvantové fyziky, tzn. vlnové a čističové vlastnosti objektů mikrosvěta, o charakterizuje základní modely atomu, popíše strukturu 6. Optika světlo a jeho šíření, elektromagnetické záření spektrum elektromagnetického záření rentgenové záření vlnové vlastnosti světla zobrazování zrcadlem a čočkou 7. Fyzika mikrosvěta základní pojmy kvantové fyziky model atomu spektrum atomu vodíku laser nukleony, radioaktivita, jaderné zařízení elementární a základní částice 15 22 Člověk a životní prostředí Člověk a svět práce Člověk a životní prostředí 160
elektronového obalu atomu z hlediska energie elektronu, o popíše stavbu atomového jádra a charakterizuje základní nukleony, o vysvětlí podstatu radioaktivity a jaderného záření a popíše způsoby ochrany před tímto zářením, o popíše štěpnou reakci jader uranu a její praktické použití v energetice, o posoudí výhody a nevýhody způsobů, jimiž se získává elektrická energie zdroje jaderné energie jaderný reaktor bezpečnostní a ekologická hlediska jaderné energetiky o Popíše důsledky plynoucí z principů speciální teorie relativity pro chápání prostoru a času, o zná souvislost energie a hmotnost objektů pohybujících se velkou rychlostí 8. Speciální teorie relativity principy speciální teorie relativity základy relativistické dynamiky 3 Informační technologie 161