Charakteristika vyučovacího předmětu

Fyzika Charakteristika vyučovacího předmětu
Vyučovací předmět Fyzika je jedním z vyučovacích předmětů ŠVP, který žákovi umožňuje poznávání přírody jako systému, chápání důležitosti udržování přírodní rovnováhy, uvědomování si užitečnosti přírodovědných poznatků a jejich aplikací v praktickém životě. Předmět rozvíjí dovedností žáků objektivně a spolehlivě pozorovat, měřit, experimentovat, vytvářet a ověřovat hypotézy, vyvozovat z nich závěry a ty ústně i písemně interpretovat. Osvojením si základních fyzikálních pojmů, veličin a zákonitostí vede žáky k porozumění fyzikálních jevů a procesů, vyskytujících se v přírodě, běžném životě i v technické či technologické praxi. Předmět Fyzika seznamuje žáky s možnostmi a perspektivami moderních technologií, učí žáky rozlišovat příčiny fyzikálních dějů, souvislosti a vztahy mezi nimi, předvídat je, popř. ovlivňovat, a to hlavně v souvislosti s řešením praktických problémů.
Cílové zaměření: -
podchycení a rozvíjení zájmu o poznávání základních fyzikálních pojmů a zákonitostí, s využíváním jednoduchých fyzikálních pokusů, řešení problémů a zdůvodňování správného jednání v praktických situacích;
-
k osvojení si základních poznatků z vybraných okruhů učiva (látky a tělesa, pohyb těles, síly, mechanické vlastnosti tekutin, energie, zvukové děje, elektromagnetické a světelné děje, vesmír);
-
vytváření potřeb objevovat a vysvětlovat fyzikální jevy, správně měřit fyzikální veličiny, zdůvodňovat vyvozené závěry a získané poznatky využívat k rozvíjení odpovědných občanských postojů;
-
získávání a upevňování dovedností pracovat podle pravidel bezpečné práce při provádění fyzikálních pozorování, měření a experimentů.
Obsahové, časové a organizační vymezení předmětu
Fyzika je povinným vyučovacím předmětem pro studenty osmiletých a čtyřletých gymnázií. Čtyřleté gymnázium se řídí podle ŠVP odpovídajících ročníků osmiletého gymnázia. Vyučuje se v 2 hodinové týdenní dotaci v každém ročníku, pouze v 7. ročníku je 0,5 hodiny týdně navíc určené speciálně pro laboratorní práce. Na tyto hodiny navíc se třída půlí.
Vyučovací předmět Fyzika je zpravidla vyučován v odborné učebně fyziky nebo v laboratoři fyziky. Výuka fyziky ve vhodných případech může probíhat i v jiných prostorách školy a mimo budovu školy.
Vzdělávací obsah předmětu vychází ze vzdělávacího oboru Fyzika v RVP ZV a RVP GV. Na nižším gymnáziu je přizpůsoben edici učebnic Fyzika pro 6.-8. roč. ZŠ a víceletá gymnázia od RNDr. Martina Macháčka, CSc. od nakl. Prometheus. Na vyšším gymnáziu je přizpůsoben edici učebnic Fyzika pro gymnázia od nakl. Prometheus.
Ve vyučovacím předmětu Fyzika je naplňována část vzdělávacího obsahu vzdělávacího oboru RVP ZV Výchova ke zdraví tématu Rizika ohrožující zdraví a jejich prevence.
Učivo předmětu úzce souvisí a prolíná s učivem matematiky, chemie, přírodopisu, biologie a zeměpisu. Podrobněji a konkrétněji mezipředmětové vztahy ukazuje tabulka vzdělávacího obsahu předmětu. Mezipředmětové vztahy k matematice ve vyšším gymnáziu nejsou v tabulce uváděny až na výjimky, protože je potřeba téměř všude. Jedná se především učivo: výrazy, funkce, rovnice, vyjádření neznámé ze vzorce, goniometrie a statistické zpracování výsledků (lab. práce).
V každém ročníku jsou provedeny minimálně 3 nebo 4 laboratorní práce. Na nižším gymnáziu je v nich integrována část výuky vzdělávací oblasti Člověk a svět práce tematického okruh Práce s laboratorní technikou z RVP ZV. Některé laboratorní práce a úkoly mohou studenti dostat za úkol zpracovat pomocí počítače, což přesahuje do vzdělávací oblasti Informatika a ICT.
V posledním ročníku je předmět doplněn seminářem, pokud je dostatečný počet zájemců z řad studentů. Seminář se zaměřuje na prohloubení a rozšíření znalostí z fyziky, dále na přípravu studentů k maturitní zkoušce a k přijímacímu řízení na VŠ.
Během studia se mohou žáci každoročně zúčastnit těchto soutěží: fyzikální a astronomická olympiáda
Do předmětu fyzika jsou částečně integrována tato průřezová témata.
Pro nižší gymnázium
-
Osobnostní a sociální výchova
-
Osobnostní rozvoj Rozvoj schopností poznání
-
Sociální rozvoj Komunikace
Kooperace a kompetice
-
Morální rozvoj Řešení problémů a rozhodovací dovednosti
-
Environmentální výchova
-
Základní podmínky života
-
Lidské aktivity a problémy životního prostředí
Pro vyšší gymnázium
-
Osobnostní a sociální výchova
-
Seberegulace, organizační dovednosti a efektivní řešení problémů
-
Spolupráce a soutěž
-
Environmentální výchova
-
Člověk a životní prostředí
-
Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech
-
Žijeme v Evropě
Průřezové témata, hlavně osobnostní a sociální výchova, se promítají do výuky ve všech ročnících, především v laboratorních pracích, proto jsou v tabulce se vzdělávacím obsahem uvedena jen některá.
Výchovné a vzdělávací strategie
Kompetence k učení
Učitel:
-
systematicky žáky motivuje, jejich zapojováním do zajímavých fyzikálních pozorování, měření a experimentů, učit se novým poznatkům a dovednostem, především pak novým postupům a metodám fyzikálního zkoumání, plánování a kritickému hodnocení vlastní činnosti, soustavnému hledání informací v různých zdrojích
-
rozšiřuje poznávací potenciál žáků tím, že s nimi vede diskuse o možných vysvětleních pozorovaných fyzikálních jevů nebo diskuse o jejich možném průběhu či způsobech ověřování pravdivosti zmiňovaných vysvětlení
-
systematicky žákům předkládá úkoly z různých oblastí fyzikálního poznávání, jejichž zvládnutí od nich vyžaduje intenzivní a organizované prohledávání rozličných informačních zdrojů (knižních, časopiseckých, internetových)
-
soustavně vede žáky, s využitím jejich vlastní empirické zkušenosti či s využitím pro žáky dostupných informačních zdrojů, k nalézání souvislostí fyzikálního poznávání s ostatními, v první řadě pak přírodovědnými, obory poznávání a tím také k zefektivnění učení žáků.
-
při řešení příkladů dbá na správný a přehledný zápis
-
zařazuje motivační úlohy a reálné příklady z praxe
Kompetence k řešení problémů
Učitel:
-
vytváří příležitosti, aby si žáci mohli uvědomit či rozpoznat problémovou situaci; chtějí např. změřit hodnotu určité veličiny a zjišťují, že nemají dostatek údajů či prostředků k jejímu měření nebo dané experimentální zařízení ji nedovoluje za určitých podmínek měřit apod.
-
vede soustavně žáky k tomu, aby problém, na který narazí při svém fyzikálním studiu, formulovali jasně a jednoznačně, nejlépe pak prostřednictvím matematických pojmů či měřicích operací; chtějí-li např. řešit problém, jak a v jaké míře jedna fyzikální vlastnost objektu ovlivňuje druhou, musí tyto vlastnosti vyjádřit jako měřitelné veličiny
-
všestranně podporuje žáky v tom, aby navrhovali či používali další metody, informace nebo nástroje pro řešení daného problému, jestliže dosavadní metody, informace a prostředky k cíli nevedly; zjistí-li např., že zvolená výpočetní metoda nevede k řešení dané fyzikální úlohy, pokusí se navrhnout jinou metodu, úlohu zjednoduší apod.
-
za pomocí vhodných příkladů vede žáky k tomu, aby posuzovali řešení problému z hlediska jeho správnosti, jednoznačnosti či efektivnosti a případně porovnávali i různá řešení daného problému; mohou např. posuzovat dvě měřicí metody téže fyzikální veličiny z hlediska měřicích chyb, které při nich vznikají, z hlediska spolehlivosti těchto metod
-
se žáky rozebírá chybná řešení problémů i možnosti tato chybná řešení korigovat; zjistí-li např. žáci, že (teoretická) předpověď průběhu určitého fyzikálního jevu se neshoduje s experimentálními údaji, hledají příčiny tohoto nesouladu a navrhují adekvátnější řešení
-
při vhodných příležitostech rozkrývá žákům možnosti využívat osvojené metody fyzikálního poznávání i při řešení problémů v jiných oblastech (než je oblast fyzikálního poznávání), pokud jsou tyto metody v těchto oblastech relevantní či aplikovatelné; žáci mohou využívat např. metody měření fyzikálních veličin při řešení chemických, biologických či geografických problémů.
-
podněcuje žáky k odhadování výsledku a ke zhodnocení, zda dosažený výsledek je reálný
-
vyžaduje fyzikální rozbor situace a zdůvodnění zvoleného postupu
-
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:
Učitel:
-
vede žáky k přesnému a logicky uspořádanému vyjadřování a logické argumentaci.
-
učí žáky stručně, přehledně i objektivně sdělovat postupy a výsledky svých pozorování a svých experimentů.
-
ve výuce podporuje používání výpočetní techniky.
-
učí, žáky publikovat a prezentovat své názory a myšlenky.
-
podporuje přátelskou komunikaci mezi žáky a vyučujícím a mezi žáky navzájem.
Kompetence sociální a personální:
Učitel:
-
učí žáky pracovat v týmech.
-
rozvíjí schopnost žáků zastávat v týmu různé role.
Kompetence občanské a pracovní:
Učitel:
-
vede žáky k poznání možností rozvoje i zneužití fyziky.
-
vedeme žáky k aktivní ochraně jejich zdraví, a k aktivní ochraně životního prostředí.
-
vyžaduje dodržování stanovených pravidel (pravidla bezpečné práce při fyzikálních měřeních, pozorováních a experimentech, pravidla chování ve škole, v učebně fyziky, dodržování stanovených pracovních postupů apod..)
-
učí žáky optimálně plánovat a provádět soustavná pozorování a experimenty a získaná data zpracovávat a vyhodnocovat.
-
důsledně kontroluje plnění uložených úkolů a využívá domácí přípravu žáků ve vyučovacích hodinách.
-
orientačním zkoušením a testy ověřuje soustavnou přípravu žáků na výuku
V tabulkách pro jednotlivé ročníky jsou ve sloupci Poznámky uvedeny následující údaje:
-
odkaz na předchozí navazující učivo ve tvar ŠVP ročník.kapitola u nižšího gymnázia.
-
návrhy na laboratorní práce, které nemusí být v daném ročníku všechny realizovány nebo mohou být nahrazeny vhodnou alternativou
-
návrhy na exkurze, které nemusí být realizovány nebo mohou být nahrazeny vhodnou alternativou
-
nepovinné rozšiřující učivo.
Vysvětlivky zkratek:
PT – průřezové téma
TO – tematické okruhy
MPV – mezipředmětové vztahy
LP – laboratorní práce
-
Úvod do fyziky
|
|
|
| -
uvede příklady toho, jak fyzika usnadňuje každodenní život
| -
porovnání každodenního života v minulosti a dnes
|
MPV: dějepis
|
| -
odliší jevy, které zkoumá fyzika, od jevů, které zkoumají jiné přírodní vědy
| |
|
| -
určí jednoduché vlastnosti pevných, kapalných i plynných látek
-
určí, zda daná látka patří mezi látky plynná, kapalná či pevná
-
v jednoduchých případech určí společné a rozdílné vlastnosti různých látek
-
podle pokynů učitele provede jednoduché pokusy, které ukazují některé vlastnosti látek
| -
vlastnosti pevných látek (kvalitativní): tvrdost, pružnost, tvárnost, křehkost, barva
-
vlastnosti kapalin: snadno mění tvar, nemění objem
-
vlastnosti plynů: mění tvar i objem
|
MPV: chemie
|
| -
používá ve správných souvislostech slova „látka“ a „těleso“
-
rozezná v jednoduchých případech některé běžné látky (např. železo, olovo, měď, mosaz, polystyren apod.)
| |
MPV: chemie
|
| -
Magnetická, elektrická a gravitační síla
|
|
|
| -
rozpozná, kdy je těleso přitahováno nebo odpuzováno magnetickou silou
-
pomocí železného tělesa najde póly daného magnetu
-
zmagnetuje ocelový drát tyčovým magnetem
-
odliší stejné póly a různé póly dvou magnetů
-
předpoví, jak na sebe budou působit stejné a různé póly dvou magnetů
-
pomocí kompasu určí směr k severu
| -
magnetická síla, trvalý magnet, póly magnetu, magnetické pole
-
severní a jižní pól magnetu
-
kompas, magnetické pole Země
|
MPV: zeměpis
|
| -
třením zelektruje těleso a ukáže, jak působí elektrickou silou na některá jiná tělesa
-
předpoví, jak na sebe budou působit souhlasné a nesouhlasné náboje
-
nabije elektroskop a pak ho dotekem ruky nebo vodiče vybije
| -
elektrický náboj, elektrická síla, elektrické pole
-
kladný a záporný náboj
|
|
| -
ukáže směr gravitační síly Země
-
na obrázku nebo globusu ukáže, jaký směr má gravitační síla v různých místech na Zemi
-
správně používá olovnici a vodováhu
-
na obrázku nebo modelu ukáže, jakou gravitační silou na sebe působí dvě vesmírná tělesa nebo dvě tělesa na Zemi; vysvětlí, proč tuto sílu mezi dvěma tělesy na Zemi nepociťujeme
| -
gravitační síla, gravitační pole
-
vodorovný a svislý směr
|
MPV: zeměpis
MPV: člověk a svět práce
|
| -
Fyzikální veličiny: délka, objem, hmotnost, hustota, čas, síla
|
|
|
| -
změří délku běžnými měřidly, odhadne chybu měření a výsledek správně zapíše
-
vzájemně převádí jednotky délky
-
v jednoduchých případech odhadne délku
-
určí aritmetický průměr z naměřených hodnot dané veličiny
| -
délka, značka délky, jednotky délky
-
předpony kilo-, deci-, centi-, mili-
-
délková měřidla
-
opakované měření délky
|
MPV: matematika a její aplikace
MPV: člověk a svět práce
|
LP: Měření délek posuvným měřidlem (vícenásobné měření, tloušťka listu papíru, vnější a vnitřní průměr trubky)
| -
vypočítá objem nádob tvaru kvádru a krychle
-
změří objem kapaliny běžnými měřidly, odhadne chybu měření a výsledek správně zapíše
-
vzájemně převádí jednotky objemu m3, dm3, cm3, l, hl, dl, ml
-
změří objem pevného tělesa pomocí odměrného válce
-
v jednoduchých případech odhadne objem
| -
objem, značka objemu, jednotky objemu
-
předpona hekto-,
-
odměrné nádoby
|
MPV: matematika a její aplikace
MPV: chemie
MPV: člověk a svět práce
|
LP: Měření objemu výpočtem a odměrným válcem
| -
změří hmotnost běžnými váhami, odhadne chybu měření a výsledek správně zapíše
-
vzájemně převádí jednotky hmotnosti
-
v jednoduchých případech odhadne hmotnost
| -
hmotnost, značka hmotnosti, jednotky hmotnosti
-
předpona deka-
-
hrubá a čistá hmotnost, brutto a netto
-
váhy
|
MPV: chemie
MPV: člověk a svět práce
|
LP: Měření hmotnosti
| -
odhadne, která ze dvou látek má větší a která menší hustotu
-
ze známé hmotnosti a známého objemu vypočítá hustotu
-
odlišuje hustotu od „tekutosti“ kapaliny
| -
hustota (jen v nejjednodušších souvislostech), značka hustoty, jednotka hustoty g/cm3
|
MPV: matematika a její aplikace
|
| -
odliší, které vlastnosti látek nebo těles jsou fyzikální veličiny a které ne
| -
veličina, fyzikální veličina, výhody jejich užívání
|
MPV: matematika a její aplikace
|
| -
změří čas mezi dvěma událostmi hodinkami nebo stopkami, odhadne chybu měření a výsledek správně zapíše
-
v jednoduchých případech vzájemně převádí jednotky času
-
v jednoduchých případech odhadne dobu mezi dvěma událostmi
-
ze dvou časových údajů vypočítá dobu, která mezi nimi uplynula
| -
čas, značka času, jednotky času
-
hodiny
|
MPV: tělesná výchova
|
| -
v jednoduchých případech určí, zda jedno těleso působí na druhé silou, a popíše účinky této síly
-
odliší správné a nesprávné použití slova „síla“
-
změří velikost síly siloměrem, odhadne chybu měření a výsledek správně zapíše
| -
síla, značka síly, jednotky síly
|
|
LP: Měření síly siloměrem
| -
Teplota a teplotní roztažnost
|
|
|
| -
změří teplotu kapaliny nebo plynu teploměrem, odhadne chybu měření a výsledek správně zapíše
-
změří teplotu těla a rozhodne, co znamená pro zdravotní stav
| -
teplota a její změna, značka teploty, jednotka teploty ˚C
-
teploměr, Celsiova stupnice
-
normální, zvýšená teplota, horečka, vysoká horečka
|
MPV: chemie
Výchova ke zdraví: tepelné účinky na člověka
|
LP: Měření teploty a její graf
| -
jednoduchým pokusem ukáže, že látky se při zahřívání roztahují a při ochlazování smršťují
-
předpoví, jak se změní délka či objem tělesa při dané změně jeho teploty
-
uvede příklady toho, jak teplotní roztažnost využíváme a kdy nám vadí
| -
teplotní roztažnost pevných látek, kapalin a plynů
-
praktický význam teplotní roztažnosti
-
bimetal, termostaty a jejich využití
-
přiměřená teplota v bytě
|
PT: environmentální výchova
TO: základní podmínky života
|
| -
Částicové složení látek
|
|
|
| -
provede nebo popíše některé pokusy, které nás vedou k přesvědčení, že látky se skládají z částic, že se tyto částice neustále pohybují a že na sebe působí silou
-
pomocí částicového modelu vysvětlí, proč se látky vypařují a proč jsou plyny stlačitelné a kapaliny ne
-
pomocí modelu přitahujících se částic vysvětlí některé jevy běžného života
-
pomocí obrázku nebo modelu ukáže vztah mezi atomy, molekulami a krystaly
-
na modelových obrázcích odliší prvek, sloučeninu a směs
-
ve velmi jednoduchých případech uvede, zda daná látka je prvek, sloučenina nebo směs a zda je krystalická, nebo ne
| -
částicové složení látek
-
souvislost skupenství látek s jejich částicovou stavbou
-
neustálý pohyb částic, Brownův pohyb, difúze
-
vzlínání
-
atom, molekula, krystal
|
MPV: chemie
|
| -
Elektrický obvod
|
|
|
| -
rozliší vodič a izolant
-
v jednoduchých případech nakreslí schéma k reálnému obvodu nebo sestaví obvod podle schématu.
-
rozhodne, zda daným obvodem se zdrojem a jedním nebo několika spotřebiči bude protékat proud, a případně opraví jednoduchou závadu
-
uvede napětí některých běžných zdrojů (plochá baterie, autobaterie, zásuvka) a rozhodne, zda k danému zdroji může připojit daný spotřebič
-
rozhodne, zda je napětí daného zdroje pro člověka nebezpečné, nebo ne
-
zná a dodržuje základní pravidla bezpečnosti práce s elektrickým zařízením a elektrickými spotřebiči
-
rozhodne, zda se v daném spotřebiči využívá zahřívání vodiče proudem
-
do obvodu správně zapojí jistič nebo pojistku
-
ukáže pokusem magnetické účinky cívky s proudem
-
vysvětlí, jak pracuje elektrický zvonek, relé a jistič
-
vysvětlí funkci hromosvodu
| -
elektrický obvod a jeho součásti: zdroj napětí, spotřebič, spínač, vodič, banánek, zdířka
-
schéma, schematické značky
-
uzavřený a neuzavřený obvod
-
napětí (intuitivně), jednotka napětí
-
proud (intuitivně), jednotka proudu
-
jednoduchý a rozvětvený obvod
-
bezpečné a nebezpečné napětí
-
základní pravidla bezpečného zacházení s elektrickým zařízením
-
tepelné účinky elektrického proudu,
-
tepelné spotřebiče
-
zkrat a jeho důsledky
-
pojistky a jističe
-
hromosvod
|
MPV: člověk a svět práce
Výchova ke zdraví: ochrana před nebezpečným napětím a proudem
|
| -
Zvukové jevy
|
|
|
| -
rozpozná ve svém okolí zdroje zvuku a ukáže v nich část, která se chvěje
-
porovná různá prostředí podle toho, jak pohlcují a jak přenášejí zvuk
-
podle doby mezi zábleskem a zahřměním odhadne, v jaké vzdálenosti uhodil blesk
| -
zdroj zvuku
-
výška, hlasitost a barva tónu
-
rychlost zvuku ve vzduchu
|
Výchova ke zdraví: ochrana před nebezpečným hlukem
|
|
|