KATALOG ZNANJA

Pouk fizike kot temeljne naravoslovne vede razvija dijakovo sposobnost za proučevanje naravnih pojavov s področja fizike, tako da spozna in osvoji jezik in metode, ki jih uporabljamo pri proučevanju fizikalnih pojavov, in da se seznani z glavnimi fizikalnimi koncepti in teorijami, ki povzemajo naše vedenje o materialnem svetu.

Dijaki se seznanijo z vplivom, ki ga imajo odkritja v fiziki na razvoj tehnologije in na splošne predstave o materialnem svetu. Spoznajo fizikalne zakonitosti delovanja strojev in naprav, s katerimi se srečujejo v vsakdanjem življenju. Pouk fizike postavlja v ospredje višje miselne procese s poudarkom na razumevanju in vrednotenju sedanjosti, spodbuja dijake k raziskovanju in razlaganju pojavov v okolju in jim daje priložnost, da pridobijo znanje, razumevanje, vrednote, stališča, zavzetost in spretnosti, potrebne za varovanje in izboljšanje okolja.

Katalog znanj je namenjen programom, kjer stroka ne postavlja specifičnih zahtev. Dijaki po tem učnem načrtu pridobijo splošno razumevanje fizikalnih zakonitosti. V programih, kjer je zaradi stroke, potrebno globlje razumevanje izbranih področij fizike, se splošni katalog znanj zamenja s specifičnim, ki je prirejen posameznim programom.

2. SPLOŠNI CILJI

Pri pouku fizike naj imajo dijaki priložnost,

1. da se sistematično seznanjajo z glavnimi fizikalnimi koncepti in teorijami, ki povzemajo naše vedenje o naravi,

2. da sistematično spoznavajo pomen eksperimenta pri spoznavanju in preverjanju fizikalnih zakonitosti.

Zato naj

načrtujejo in izvajajo preproste poskuse in merijo fizikalne količine,

uporabljajo strokovno literaturo in elektronske medije za pridobivanje podatkov,

se naučijo dela s podatki,

razlagajo in vrednotijo rezultate.

3. da spoznavajo nepogrešljivost fizikalnega znanja pri obvladovanju narave in funkcioniranju celotne človeške aktivnosti ter njegovo temeljno vlogo v različnih strokah.

Zato naj

povezujejo fizikalno znanje in razumevanje z vsakodnevnimi izkušnjami,

se spoznajo s pomembnimi tehnološkimi aplikacijami fizikalnih zakonov,

povezujejo osnovne fizikalne zakonitosti s stroko,

spoznajo (pozitivni in negativni) vpliv tega znanja na kvaliteto življenja in okolico.

4. da spoznavajo naravo fizikalnega mišljenja in njegov pomen za razvoj splošne kulture.

Zato naj

spoznavajo pomembnost povezovanja eksperimentalnega znanja s teoretičnim analitičnim in sintetičnim razmišljanjem,

se navajajo na obravnavo fizikalnih zakonitosti v matematičnem jeziku,

spoznavajo zgodovinske in socialne učinke razvoja naravoslovja nasploh in fizike še posebej.

5. da si privzgojijo spoštljiv odnos do celotne narave in zavest o neizogibni soodvisnosti posameznika in družbe z naravo ter o njegovi soodgovornosti za obstoj življenja na Zemlji.

3. OPERATIVNI CILJI

Pri pouku fizike se dijaki naučijo:

1. osnovnih eksperimentalnih veščin. To pomeni, da znajo pravilno uporabiti osnovne fizikalne merilne naprave, znajo si zamisliti in postaviti preproste poskuse ter jih tudi samostojno izvesti.

2. komuniciranja na področju naravoslovja in še posebej fizike. To pomeni, da osvojijo jezik naravoslovja, da obvladajo fizikalne enote za pomembne fizikalne količine, da znajo razpravljati o svojih eksperimentalnih izkušnjah, jih prikazati z grafi, tabelami in matematičnimi enačbami.

3. osnovnih fizikalnih zakonitosti iz vseh pomembnih področij fizike. To pomeni, da spoznajo osnovne zakone in jih znajo pravilno interpretirati ter uporabljati.

4. STANDARDI ZNANJA

Fizika v srednji šoli je nadgradnja osnovnošolske fizike, zato pred obravnavo določenih tem zahtevamo od dijakov predznanje, ki je v učnem načrtu označeno z OŠ) in je povzeto po učnem načrtu za osnovne šole.

1. GIBANJE (3 h)

OŠ) Znajo definirati hitrost in pospešek in razlikujejo vrste gibanja glede na tir (premo, krivo) in hitrost (enakomerno, pospešeno).

Dijak zna:

definirati trenutno in povprečno hitrost pri premem gibanju.

Dijaki razlikujejo povprečno hitrost na poljubnem intervalu : in trenutno hitrost , ko je ustrezno majhen, ter uporabijo to definicijo pri enakomernem gibanju.

definirati pospešek pri premem gibanju.

Dijaki definirajo pospešek pri enakomerno pospešenem gibanju

Uporabijo definicijo za računanje pospeška in trenutne hitrosti pri enakomerno pospešenem gibanju. Vedo, da vsa telesa na Zemlji padajo z istim pospeškom neodvisno od mase.

zapisati in uporabiti osnovne enačbe za pot pri enakomernem in pri enakomerno pospešenem premem gibanju.

Dijaki razlikujejo koordinato x, premik Dx in opravljeno pot s. Znajo uporabiti enačbe za računanje poti pri gibanju točke.

grafično prikazati količine s, v in a pri enakomernem in enakomerno pospešenem gibanju.

Dijaki iz danega grafa ugotovijo vrsto gibanja in začetne pogoje. Iz danega (besednega) opisa gibanja, pri katerem sta konstantna hitrost ali pospešek, znajo skicirati grafe s(t), v(t) in a(t). Vedo, da je na grafu s(t) strmina hitrost, na grafu v(t) strmina pospešek, ploščina pod krivuljo pa opravljena pot.

definirati vektor hitrosti in vektor pospeška.

Za premo gibanje povežejo dijaki predznak hitrosti in pospeška s smerjo gibanja, zaviranjem ali pospeševanjem. Dijaki vedo, da je hitrost vektor.

2. NEWTONOVI ZAKONI (2 h)

OŠ) Poznajo sile, ki delujejo na daljavo (teža, električna in magnetna sila), in sile ob dotiku (sila trenja).

Znajo opisati silo kot vektorsko količino, poznajo njeno enoto, znajo meriti sile s prožno vzmetjo.

Razlikujejo vrste gibanj glede na rezultanto zunanjih sil, poznajo zvezo med silo, maso in pospeškom.

Dijak zna:

opisati silo kot vektorsko količino in opredeliti njeno enoto.

Dijaki vedo, da je sila količina, s katero opišemo medsebojno delovanje dveh teles. Delovanje sile spoznajo po njenih učinkih in znajo navesti primere delovanja sil. Vedo, da silo opredelimo z njeno velikostjo, smerjo in prijemališčem. Vedo, da je prijemališče sile teže telesa v težišču, in znajo navesti težišča preprostih homogenih teles.

grafično seštevati in razstavljati sile v ravnini.

Dijaki narišejo smer rezultante dveh sil in grafično določijo njeno velikost. Dijaki narišejo silo, jo razstavijo na dve komponenti v predpisanih smereh in grafično določijo velikosti komponent.

zapisati in uporabiti izrek o ravnovesju sil.

Dijaki rešujejo probleme, v katerih je rezultanta sil na telo enaka nič in telo miruje ali se giblje s stalno hitrostjo v vodoravni ali navpični smeri. Ločijo med stabilno in labilno lego telesa glede na položaj težišča.

razložiti zakon o vzajemnem učinku.

Dijaki ločijo med silami, ki delujejo na telo, in silami, s katerimi telo deluje na okolico.Vedo, da sile delujejo vzajemno. Silo na izbrano telo povzroča neko drugo telo, na katero dano telo deluje z nasprotno enako silo. Vedo, da so za ugotavljanje ravnovesja telesa in za pospešek telesa pomembne le sile, s katerimi okolica deluje na telo.

definirati navor sile in pojasniti njegov pomen za ravnovesje teles.

Dijaki znajo določiti ročico sile kot razdaljo med premico sile in osjo. Vedo, da za ravnovesje telesa ni dovolj, da je vsota vseh sil na telo nič, pač pa da to velja tudi za navore. Vedo, da je težišče telesa prijemališče teže.

uporabiti Newtonove zakone pri premem gibanju in padanju.

Dijaki rešujejo primere premega gibanja telesa. Med silami nastopata sila trenja in zračnega upora. Problemi ne vključujejo gibanja telesa po klancu. Vedo, da je za pospešek telesa pomembna rezultanta vseh sil in masa. Vedo, da je masa merilo za vztrajnost telesa.

pojasniti in uporabiti zvezo med težo in maso in definirati gostoto snovi.

Dijaki vedo, da vsa telesa na Zemlji, če ne upoštevamo upora, padajo z istim pospeškom: telo z večjo maso Zemlja bolj privlači, hkrati pa se telo z večjo maso bolj upira spremembi gibanja.

3. DELO IN ENERGIJA (3 h)

OŠ) Izračunati znajo delo sile, ki je vzporedna s potjo, ter kinetično in potencialno energijo telesa. Znajo zapisati izrek o kinetični in potencialni energiji in ga uporabiti v preprostih primerih. Vedo, da se energija sistema ohranja.

Dijak zna:

definirati delo in moč in uporabiti definicijo v računskih primerih.

Delo stalne sile računajo za primere, ko je sila vzporedna s premikom.

zapisati izraz za kinetično energijo pri translacijskem gibanju.

Dijaki znajo uporabiti enačbo A = DWk.

zapisati izraz za potencialno energijo v homogenem težnem polju.

Dijaki se zavedajo, da ima izraz Wp = mgh omejeno veljavnost in da je potencialna energija lastnost sistema dveh teles, opazovanega telesa in Zemlje. Znajo uporabiti enačbo A = DWp.

zapisati izrek o mehanski energiji in razložiti, kdaj se mehanska energija ohranja.

Dijaki vedo, v katerih primerih lahko uporabimo izrek o mehanski energiji. Znajo navesti primere za pretvarjanje ene oblike energije v drugo. Z ohranitvenim zakonom opišejo preprost sistem enega ali dveh teles (npr. padanje v gravitacijskem polju, centralni elastični trk).

4. TEMPERATURA (3 h)

OŠ) Poznajo Celzijevo in Kelvinovo temperaturno skalo in znajo meriti temperaturo.

Dijak zna:

kvalitativno pojasniti mikroskopsko sliko snovi v trdnem, tekočem in plinastem agregatnem stanju.

definirati linearno in prostorninsko razteznost in zapisati zvezo med njima.

Dijaki v mikroskopski sliki kvalitativno razložijo raztezanje trdnih snovi, kapljevin in plinov. Dijaki znajo uporabiti definiciji za izračun linearnega ali prostorninskega raztezka ene snovi.

zapisati in uporabiti plinske zakone pri termodinamičnih spremembah plina (pri stalni temperaturi, stalnem tlaku ali stalni prostornini).

Dijaki znajo uporabiti splošni plinski zakon v obliki pV = n R T za izračun ene od količin, ki nastopajo v njem.

5. NOTRANJA ENERGIJA IN TOPLOTA (5 h)

OŠ) Znajo izračunati toploto in poznajo enoto zanjo.

Dijak zna:

zapisati energijski zakon in definirati toploto.

Dijaki zapišejo energijski zakon v obliki A + Q = DWm + DWn . V mikroskopski sliki kvalitativno razložijo notranjo energijo kot kinetično energijo plinskih atomov ali molekul ter toploto kot izmenjavo kinetične energije zaradi trkov med njimi. Izračunati znajo spremembo notranje energije zaradi dela trenja, upora in dovajanja toplote z grelcem.

definirati specifično toploto snovi in razložiti postopek merjenja.

Dijaki razložijo postopek merjenja specifične toplote z grelcem z znano močjo ali s tem, da vstavijo segret merjenec v tekočino z znano specifično toploto (voda). Iz danih merskih podatkov znajo izračunati specifično toploto merjenca.

opisati prehode med agregatnimi stanji in definirati izparilno in talilno toploto.

Dijaki vedo, da ostane temperatura med faznim prehodom nespremenjena, in to kvalitativno pojasnijo v mikroskopski sliki. Opišejo postopek merjenja obeh latentnih toplot. Ločijo med taljenjem, strjevanjem, izparevanjem in kondenzacijo. Vedo, da je temperatura faznega prehoda specifična za snov in odvisna od tlaka. Pojasnijo prejemanje ali oddajanje toplote med faznim prehodom.

ločiti med načini prenosa toplote.

Dijaki ločijo med prenosom energije ob toplotnem stiku, prenosom s pretakanjem snovi (konvekcija) ter z elektromagnetnim sevanjem in absorpcijo. Vedo, da se zaradi absorpcije sončne svetlobe telesa segrejejo, kar je pomembno za življenje na Zemlji, in poznajo pojav tople grede. Vedo, da vsa telesa sevajo elektromagnetno valovanje in da je moč sevanja odvisna od njegove absolutne temperature. Vedo, da je toplotni tok skozi plast določene snovi odvisen od vrste snovi, temperaturne razlike ter od površine in debeline plasti. Ločijo med toplotnimi prevodniki in izolatorji in poznajo pomen toplotne izolacije.

6. ELEKTRIČNI NABOJ IN ELEKTRIČNO POLJE (4 h)

OŠ) Vedo, da se električni naboj ohranja.

Dijak zna:

pojasniti, kako naelektrimo telesa, kako se naelektrena telesa obnašajo, ločiti med prevodniki in izolatorji, pojasniti delovanje elektroskopa.

Dijaki vedo, da pri tem električnega naboja ne ustvarjamo, ampak samo ločimo pozitivno in negativno naelektrene delce. Vedo, da je naboj karakteristična lastnost osnovnih delcev. Pozitivni in negativni naboj se privlačita, istoimenska naboja se odbijata. Telesa lahko naelektrimo z drgnjenjem (izolatorji) ali z influenco (prevodniki).

a) z električnimi silnicami ponazoriti električno polje točkastega naboja, električnega dipola in ploščatega kondenzatorja.

Dijaki vedo, da se električna sila in električna poljska jakost vektorsko seštevata.

pojasniti z mikroskopskega stališča pojav influence v kovinah in Faradayevo kletko.

7. ELEKTRIČNI TOK (2 h)

OŠ) Vedo, da je električni tok usmerjeno gibanje nabitih delcev. Vedo, kako je s tokom in napetostjo pri vzporedni in zaporedni vezavi elementov v električnem krogu. Znajo vezati ampermeter in voltmeter. Poznajo Ohmov zakon.

Dijak zna:

zapisati zvezo med električnim nabojem in električnim tokom ter navesti osnovni naboj.

definirati gonilno napetost vira.

Dijaki definirajo gonilno napetost vira z delom na enoto prenesenega naboja.

zapisati Ohmov zakon in definirati upor.

Dijaki vedo, da je tok skozi prevodnik sorazmeren z napetostjo U in obratno sorazmeren z uporom R (I = U/R ). Vedo, da Ohmov zakon ne velja za vse prevodnike.

zapisati enačbe za električno delo in moč enosmernega in izmeničnega toka in jih uporabiti v primerih enega napetostnega izvira in enega porabnika.

8. MAGNETNO POLJE in INDUKCIJA ( 5 h )

OŠ) Vedo, da ima magnet dva pola, da je Zemlja tudi magnet in da v prostoru okoli magneta, v katerem delujejo magnetne sile, le-te ponazorimo s silnicami.

Dijak zna:

s silnicami ponazoriti in opisati magnetno polje paličastega in podkvastega magneta ter magnetno polje Zemlje.

Dijaki vedo, da je smer silnic določena s smerjo, v katero se postavi magnetna igla. Silnice izvirajo v severnem polu in se vračajo v južni pol. Zemlja ima na severnem geografskem polu južni magnetni pol.

opisati delovanje in uporabo elektromagneta.

Polje v notranjosti je homogeno in zelo močno. Železno jedro poveča gostoto magnetnega polja. Dijaki znajo opisati delovanje zvonca, slušalke in zvočnika.

opisati uporabo magnetnega navora pri modelu elektromotorja na enosmerni tok in merilniku na vrtljivo tuljavo.

Žična zanka se v magnetnem polju zasuče tako, da njeno lastno polje kaže v smeri zunanjega polja. Komutator skrbi za spremembo smeri toka v ustreznem trenutku.

Opisati delovanje katodne cevi.

Električna sila deluje v smeri silnic, magnetna pa pravokotno na njih. Magnetna sila deluje le na gibajoči se naboj in je vedno pravokotna na smer gibanja.

opisati pojav indukcije pri gibanju vodnika in vrtenju tuljave v magnetnem polju.

Po žici, ki jo premikamo tako, da seka silnice magnetnega polja, steče inducirani električni tok. Povečamo ga tako, da uporabimo močnejše magnetno polje ali pa žico premikamo hitreje, da v istem času seka več silnic. Dijaki znajo opisati delovanje generatorja.

opisati pojav indukcije pri spreminjanju polja skozi tuljavo.

Če hitro potiskamo magnet v tuljavo ali pa ga potegnemo ven, se v tuljavi inducira napetost, ki požene tok. Če želimo napetost in tok povečati, uporabimo močnejši magnet, premikamo magnet hitreje ali pa povečamo število ovojev.

opisati pojav indukcije pri magnetni sklopitvi dveh tuljav (transformator).

Ko vključimo tok v eni tuljavi, se v drugi inducira tok, čeprav se tuljavi ne premikata. Podobno se zgodi, če tok izključimo. Pri stalnem toku se ne zgodi nič. Pri izmeničnem toku v primarni tuljavi dobimo izmenični tok tudi v sekundarni tuljavi.

pojasniti, kako s transformatorjem dobimo visoke napetosti ali velike tokove, ter pojasniti prenos električne moči.

Napetosti na tuljavah sta sorazmerni številu navojev: U1 /U2 = N1/N2. Transformator torej zviša ali zniža napetosti. Transformator ima dober izkoristek - skoraj 100%. Torej je P1= P2, kar pomeni I1 U1 = I2 U2. Če zvišamo napetost, teče pri isti električni moči manjši tok. Žice se manj grejejo.

9. NIHANJE (3 h)

Dijak zna:

opisati nihanje in nihala. Poznati pojma nihajni čas in frekvenca ter zvezo med njima.

Poznati pojem ravnovesne lege in amplitude nihanja.

poznati nitno (težno - matematično) in vzmetno nihalo ter njune lastnosti.

Nihanje nitnega in vzmetnega nihala je sinusno. Nihajni čas ni odvisen od amplitude. Pri nitnem nihalu nihajni čas ni odvisen od mase uteži, je pa odvisen od dolžine vrvice. Pri vzmetnem nihalu je nihajni čas daljši, če ima utež večjo maso.

Dijak zna:

grafično prikazati časovno spreminjanje odmika pri sinusnem nihanju (sled nihanja) in iz grafa odmika v odvisnosti od časa določiti amplitudo, frekvenco in nihajni čas.

Dijaki znajo s poskusi (lonček s črnilom, brnač, glasbene vilice) pokazati odvisnost lege od časa za nihanje preprostih nihal, ki nihajo sinusno.

10. ZVOK in SVETLOBA (5 h)

OŠ) Poznajo lomni in odbojni zakon.

Dijak zna:

pojasniti pojme amplituda in valovna dolžina, hitrost motnje; opisati longitudinalno in transverzalno valovanje in našteti primere obeh vrst valovanj.

Nihanje posameznih delov sredstva se po sredstvu kot motnja prenaša na sosednje dele. Hitrost širjenja motnje je hitrost valovanja. Motnja lahko potuje v isti smeri, kot nihajo delci (vzdolžno ali longitudinalno valovanje), ali pa pravokotno na smer nihanja delcev (prečno ali transverzalno valovanje).

Dijak zna:

ob primeru valovanja na vodni gladini pojasniti pojme valovna črta in žarek.

Črta, ki povezuje hrib valov pri valovanju na ravnini, se imenuje valovna črta. Pri valovanju, ki izvira iz točke na ravnini, so valovne črte koncentrični krogi. Žarek je pravokotnica na valovne črte.

Dijak zna:

opisati odboj, lom in uklon valovanja.

Na meji sredstva, po katerem se širi, se valovanje odbije. Velja odbojni zakon - vpadni kot je enak odbojnemu. Pri prehodu valovanja v sredstvo, kjer ima drugačno hitrost, se spremeni valovna dolžina, pri poševnem vpadu na mejo med sredstvoma se spremeni smer žarka, frekvenca pa se ne spremeni. Totalni odboj. Uklon je pojav, ko se valovanje širi v geometrijski senci za oviro ali režo.

Dijak zna:

opisati interferenco valovanj dveh sočasno nihajočih točkastih izvirov.

Če se v neki točki sreča dvoje ali več valovanj, se odmiki posameznih valovanj v tej točki vektorsko seštevajo. Pri interferenci dveh valovanj z enakima frekvencama in amplitudama se v nekaterih točkah valovanje ojači, v drugih pa oslabi ali popolnoma izniči.

Dijak zna:

opisati zvok kot longitudinalno valovanje in navesti hitrost zvoka v zraku pri sobni temperaturi.

navesti razloge za valovni model svetlobe.

Uklon svetlobe na reži, interferenca na mrežici. Spekter svetlobe z uklonsko mrežico.

navesti in poimenovati spektralna območja elektromagnetnega valovanja.

11. ATOM (3 h)

Dijak zna

navesti velikostno stopnjo atoma in navesti, iz česa je zgrajen.

definirati masno število in vrstno število ter pojasniti, kaj sta nukleon in izotop.

pojasniti razpad alfa, beta in gama in ob periodnem sistemu elementov napovedati, kaj nastane pri teh razpadih.

kvalitativno opisati jedrsko cepitev in delovanje jedrskega reaktorja ter zlivanje jeder.

12. ASTRONOMIJA (2 h)

OŠ) Poznajo pojme dan, leto, zvezda, planet, luna in galaksija.

Dijak zna:

opisati naš sončni sistem.

opisati procese, ki potekajo na Soncu.

Dijaki vedo, da v Soncu poteka zlivanje jeder in da se pri tem sprošča vezavna energija.

4.1. Seznam eksperimentalnih vaj

1. RAZTEZANJE PROŽNIH TELES

Umerjanje prožne vzmeti za merjenje sil.

2. RAVNOVESJE SIL

Določanje rezultante sil.

3. DOLOČANJE HITROSTI IN POSPEŠKA

Gibanje po klancu. Prosto padanje.

4. NEWTONOV II. ZAKON

Merjenje pospeška v odvisnosti od sile (zračna drča).

5. KALORIMETRIJA

Merjenje specifične toplote snovi.

6. MERJENJE ELEKTRIČNE NAPETOSTI, TOKA IN UPORA

Instrument na vrtljivo tuljavico. Vzporedna in zaporedna vezava upornikov.

Delilnik napetosti.

7. TEŽNO NIHALO - VZMETNO NIHALO - RESONANCA

Merjenje odvisnosti nihajnega časa od dolžine nihala. Merjenje odvisnosti nihajnega časa od koeficienta vzmeti nihala. Merjenje odvisnosti amplitude nihanja od frekvence vzbujanja.

8. STOJEČE VALOVANJE

Stoječe valovanje na vrvici in vzmeti.

9. LOM SVETLOBE

Merjenje lomnega količnika. Merjenje goriščne razdalje leče.

10. UKLON IN INTERFERENCA

Uklon svetlobe na reži, dveh režah, mrežici.

5. DIDAKTIČNO METODIČNA PRIPOROČILA

5.1. Navodila za izvajanje kataloga znanj

Katalog znanj je namenjen programom, kjer stroka ne postavlja specifičnih zahtev. Dijaki po tem katalogu znanj pridobijo splošno razumevanje naravnih zakonitosti. V programih, kjer je zaradi stroke, potrebno globlje razumevanje izbranih področij fizike, se splošni katalog znanj zamenja s specifičnim, ki je prirejen posameznim programom.

5.2. Vrstni red obravnave

Vrstni red in razvrstitev vsebin v učnem načrtu sta klasična, kar ne pomeni, da je s tem predpisan tudi vrstni red poučevanja. Predpisano učno snov razporedijo učitelji fizike sami.

5.3. Razporeditev ur po poglavjih

Ob posameznih poglavjih je zapisano število ur, namenjeno obravnavi tega poglavja. To število ni obvezujoče, kaže pa stopnjo poglobljenosti pri obravnavi posameznih tem. Razporejenih je 40 od 70 ur, ostale ure so namenjene izbranim temam, ki se navezujejo na stroko, ponavljanju, preverjanju znanja in laboratorijskim vajam.

5.4. Metode poučevanja

Večina tem je podrobneje opredeljenih. Poudarek je na kvalitativni obravnavi učne snovi ter na razumevanju osnovnih fizikalnih zakonov in konceptov. Računske naloge ne bi smele presegati vsebin, zajetih v razširjenih opisih tem. Težišče preverjanja znanja naj bo na razumevanju osnovnih fizikalnih zakonitosti.

5.5. Uporaba računalnika pri pouku fizike

Uporaba računalnika mora prispevati k novi kakovosti pouka (merjenje s pomočjo računalnika, obdelava meritev, interaktivnost, modeliranje, analiza, animacija,...), ne pa golemu projiciranju prosojnic.

Zavedati se moramo, da so (v večini primerov) računalniki le v računalnici in da jo lahko obiščemo le malokrat. Tako je, za uporabo programov pri pouku, potrebna oprema za računalniško projekcijo, ki jo moramo imeti stalno pripravljeno.

Računalništvo je veja, ki se zelo hitro razvija, tako da je treba gledati navedene programe kot priporočilo, ne pa kot obvezo. Programi, ki jih trenutno ponuja Računalniško opismenjevanje, pokrivajo celotno področje srednješolske fizike. V vsakem programu najdemo vrsto odličnih rešitev in seveda tudi kakšno nerodnost.

Animirane skice - Veliko kratkih programov za podporo in poživitev učiteljeve razlage. Interaktivno delo ni možno.

Albert - 45 okenskih simulacij, primernih za demonstracijo in samostojno delo dijakov.

Visual physics - 7 simulacij, tonski generator in analiza zvoka. Program je primeren za demonstracijo in samostojno delo dijakov.

Edison - električni krogi. Program je primeren za demonstracijo in samostojno delo dijakov.

Interactive Physics- orodje za gradnjo simulacij. Program je primeren za demonstracijo in samostojno delo dijakov.

Že v letu 95 je predmetna skupina za fiziko pri Zavodu RS za šolstvo ponudila šolam zbirko programov treh avtorjev: A. Zlatolasa, P. Sekolonika in V. Petrune.

Uporaba računalnika pri posameznih poglavjih:

I. Gibanje

A.   Meritve: Zračna proga z uporabo vmesnika.

B.   Demonstracije: Animirane skice Kinematika (4, 5, 22-25), Graf (201-206), Gibanje (210, 222, 223, 226-230), Vektorji (207-209), Sekolonik (Prosto padanje telesa, Poševni met krogle).

C.   Interaktivno delo : Albert (kinematika, balistika); Visual Physics ( kroženje, balistika), Interactive Physics.

II. Newtonovi zakoni

A.   Meritve s tehtnico (RS232) in računalnikom. Zračna drča z uporabo vmesnika

B.   Demonstracija in interaktivno delo : Animirane skice Gravitacija in Coulombova sila (26, 32-43), Gravitacija ( 231-232),Interactive Physics.

C.   Demonstracija in interaktivno delo: Albert (Keplerjevi zakoni), Interactive Physics (cart, solar).

III. Delo in energija

A. Demonstracije: Animirane skice Nihanje (246, 247).

B. Demonstracija in interaktivno delo: Albert (trki, trki v 2D, nitno in vzmetno nihalo), Interactive Physics(elastic1 - 5).

IV. Temperatura

A. Demonstracije: Animirane skice Toplota (316, 320), Zlatolas (PVT)

B. Interaktivno delo: Albert (Idealni plin).

V. Notranja energija in toplota

A. Demonstracije: Animirane skice Termodinamika (99-102), Toplota ( 316, 320), Petruna (Psa in bolhe).

B. Interaktivno delo: Albert (Idealni plin, prevajanje toplote).

VI. Električni naboj in električno polje

A. Demonstracije: Animirane skice Elektrika (372).

B. Demonstracije in interaktivno delo: Albert (Elektrostatični dipol, Influenca,), Visual Physics (elektrostatika), Interactive Physics (e_deflctn).

VII. Električni tok

A. Meritve: meritve električnih količin z vmesnikom.

B. Demonstracije in interaktivno delo: Edison, Visual Physics (el. krogi).

VIII. Magnetno polje in indukcija

A.   Meritve: meritve magnetnih količin z vmesnikom

B.   Demonstracije: Animirane skice Elektromagnetizem (136-138, 157), Elektrika (372, 373).

C.   Demonstracije in interaktivno delo: Albert (magnetno polje, feromagnetizem, gibanje naelektrenih delcev v E in B), Visual Physics (indukcija).

IX. Nihanje

A.   Meritve: meritve magnetnih količin z vmesnikom.

B.   Demonstracije: Animirane skice Kinematika (6, 9), Nihanje ( 214, 239 - 242, 246 - 248 ), Zlatolas (Nihanje), Sekolonik (Sestavljanje nihanj).

C.   Demonstracije in interaktivno delo: Albert (nitno, vzmetno, dvojno in sklopljeno nihalo, električni nihajni krog), Visual Physics (vzmetno nihalo), Interactive Physics.

XI. Zvok in svetloba

A. Demonstracije: Animirane skice Mehanično valovanje (75-79, 115, 116), Valovanje (261, 262, 264 - 271, 274 - 277, 291 - 294, 300 - 308), Optika (321- 352), Zlatolas (Transverzalno valovanje, Stoječe valovanje, Longitudinalno valovanje, Valovanje na vodni površini, Preslikave z lečami in zrcali), Sekolonik (Uklonski pojavi v ravnini, Interferenca krožnih valovanj v ravnini).

B. Demonstracije in interaktivno delo: Albert (lomni zakon, valovni pojavi, valovni aparat, interferenca 2D, Machov stožec, Fourierjeve vrste, nihanje električnega dipola, polarizirano elektromagnetno valovanje, Albert (lomni zakon, Fermatov princip, tanke in debele leče), Visual Physics (tonski generator, analiza zvoka, optika).

XI. Atom

A. Demonstracije: Animirane skice Optika (350), Moderna (376, 377, 378 ).

B. Demonstracije in interaktivno delo: Albert (absorpcija, vodikov atom, jedrski razpadi, jedrski reaktor).

XII.Astronomija

A. Demonstracije: Animirane skice Gravitacija in Coulombova sila (26, 32-43), Gravitacija (231-236)

B. Demonstracija in interaktivno delo: Albert (Keplerjevi zakoni), Interactive Physics (solar).

6. MEDPREDMETNE POVEZAVE

Fizika je kot temeljna naravoslovna veda tesno povezana z ostalimi naravoslovnimi predmeti kot tudi s predmeti, ki obravnavajo vpliv znanstvenih spoznanj na razvoj družbe, človekov odnos do okolja in njegov pogled na svet. Ob posameznih predmetih so navedene nekatere vsebinske povezave, vključene v pouk fizike na vseh treh nivojih.

Matematika: linearna funkcija, sistem linearnih enačb, kotne funkcije, logaritemska in eksponentna funkcija, grafi funkcij, vektorji.

Kemija: gostota snovi, električno polje, temperatura, toplota, energija, električna in toplotna prevodnost, atomi, polprevodniki.

Biologija: gibanje, sila, navor, tlak, kapilarnost, hidrodinamika, zvok, temperatura, toplota, energija, svetloba, sevanje in absorpcija, barve, delovanje čutil, električni tok, električno in magnetno polje, radioaktivnost.

Geografija: kroženje in vrtenje, Zemlja kot planet, letni časi, gravitacija, plimovanje, temperatura, toplota, energija, sevanje in absorpcija, vlažen zrak, konvekcija, vremenski pojavi, hidrodinamika, magnetno polje, atmosfera, sevanje sonca, ozonski plašč, radioaktivnost.

Informatika: električni tok, električna vezja, polprevodniki, optična vlakna, elektromagnetno valovanje, telekomunikacijski sateliti.

Ekologija: zmes plinov, hidrodinamika, toplota in notranja energija, reverzibilne in ireverzibilne spremembe, entropija, viri energije, radioaktivnost.

Zgodovina: zgodovinski okviri znanstvenih odkritij, mesto Zemlje v osončju, pomorska navigacija, toplotni stroji, električni tok, radioaktivnost.

7. OBVEZNI NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA ZNANJA

Pri fiziki preverjamo in ocenjujemo znanje na 3 načine:

pisno preverjanje in ocenjevanje,

ustno preverjanje in ocenjevanje,

ocenjevanje eksperimentalnega dela.

8. LITERATURA

8.1. Literatura za dijake

Ob času priprave predloga kataloga znanj še ni posebej prirejenega učbenika. Standardni srednješolski učbeniki zaradi preobsežnosti niso uporabni. Uporabna je literatura, kjer je fizika predstavljena predvsem z uporabne tehnološke plati:

Keith Johnson: FIZIKA, TZS, Ljubljana 1996

Stephen Pople: Shematski pregledi, Ljubljana 1998

Ken Dobson: Svet fizike, Založba obzorja, Maribor 2000

Vasja Kožuh: 1001 vprašanje iz fizike, DZS, Ljubljana 1999

Hinko Šolinc: Skozi fiziko s rešenimi nalogami, DZS, Ljubljana 1991.

8.2. Literatura za izvajalce

R. Kladnik: GIBANJE, SILA, SNOV, Fizika za srednješolce 1, DZS

R. Kladnik: ENERGIJA, toplota, zvok, svetloba, Fizika za srednješolce 2, DZS

R. Kladnik: SVET ELEKTRONOV IN ATOMOV, Fizika za srednješolce 3, DZS

D.C. Giancoli: Physics - Principles with applications, Prentice Hall, 1998

J. Strnad: Fizika I, II, III, IV, Ljubljana

J. Strnad: Fizika - Leksikon Cankarjeve založbe, CZ, Ljubljana 1985

H. Breuer (priredil J. Strnad): Atlas klasične in moderne fizike, DZS, Lj. 1993

I. Asimov: Biografska enciklopedija znanosti in tehnike, TZS, Lj. 1978

J. Strnad: Fizika za družboslovno usmeritev, DZS, Ljubljana 1987

J. Strnad: Zgodbe iz fizike, Slovenska matica, Lj. 1990

J. Strnad: Fiziki, M&N, Lj. 1995

J. Strnad: Razvoj fizike, DZS, Lj. 1996

J. Strnad: Iz take so snovi kot sanje, MK, Ljubljana 1988

J. Strnad: Prapok prasnov požene v dir, MK, Ljubljana 1988

L. Mathelitsch, Narava in fizika, DZS, Ljubljana 1995

Avsec, Prosen: Astronomija, DZS, Ljubljana

FIZIKA, poskusi in vaje, priročnik za učitelja (srednje usm. izobraževanje), DZS, Lj.1981

Koškin, Širkevič, Priročnik elementarne fizike, TZS, Ljubljana 1992 Revije:

Presek, Fizika v šoli, Obzornik za matematiko in fiziko, Proteus, Physics Teacher, Physics Education, Physik und Didaktik, Kvant

Računalniški programi so navedeni v poglavju Uporaba računalnika pri pouku fizike.