Določil Strokovni svet RS za splošno izobraževanje na 47. seji, 31. 1. 2002
VSEBINA
1. UVOD
1. NIHANJE IN VALOVANJE ( 15 UR )
D. Seznam eksperimentalnih vaj
A. Navodila za izvajanje učnega načrta
C. Razporeditev ur po poglavjih
E. Uporaba računalnika pri pouku fizike
7. LITERATURA
8. VIRI
Katalog znanj, ki je namenjen gostinskim in turističnim tehnikom, je nastal na podlagi srečanj učiteljev fizike, ki poučujejo na Srednjih gostinskih in turističnih šolah v Sloveniji. Ker je temeljnega znanja za 70 urni program fizike preveč, je bilo naše mnenje, da je treba dijakom približati bolj stroki prilagojene teme ter teme, ki jih v življenju velikokrat srečujejo, a jih niso obravnavali v osnovni šoli.
Dijaki naj bi začutili, da je fizika del naravoslovja, predvsem pa del njihovega aktivnega in odgovornega vključevanja v nadaljnji razvoj družbe.
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.
1. s premišljeno kombinacijo teoretičnega in eksperimentalnega pouka dati dijakom gostinskih šol dovolj znanja in razumevanja iz fizike, da bodo:
a. samozavestni v tehnološkem svetu in da bodo razvili strokovno zanimanje za znanstveno pomembne zadeveb. spoznali uporabnost in omejitve znanstvenih metod in jih bodo znali uporabiti v svoji in drugih strokah ter predvsem v vsakdanjem življenju
2. razviti pri dijakih sposobnosti in veščine iz fizike, ki so:
a. pomembne za uporabo v praksib. koristne v vsakdanjem življenjuc. omogočajo učinkovito in varno eksperimentalno delod. spodbujajo izmenjavo informacij
a. skrb za jasnost in preciznostb. objektivnostc. doslednostd. vedoželjnoste. iznajdljivost
5. vzgojiti v dijakih zavest, da:
a. so se znanstvene teorije in metode razvile in se še razvijajo kot rezultat sodelovanja skupin in posameznikovb. sta študij naravoslovja in njegova uporaba podvržena družbenim, ekonomskim, tehnološkim, etičnim in kulturnim vplivom in omejitvamc. znanstvene aplikacije lahko prinašajo korist, pa tudi škodo posamezniku, skupnosti in okoljud. znanost sega čez meje med državami in da je znanstveni jezik splošno razumljiv, če ga uporabljamo dosledno in pravilno
Preverjanje znanja fizike obsega tri področja:
1. znanje in razumevanje
2. zajemanje in obdelavo podatkov ter reševanje problemov
3. eksperimentalne sposobnosti in veščine
1. znanje in razumevanje
Dijaki naj poznajo in razumejo:
a. fizikalne pojave, dejstva, količine, zakone, definicije, pojme in teorije
b. izraze in dogovore vključno s simboli, količinami in enotami
c. fizikalno merilno opremo in naprave ter načine uporabe in varnostne ukrepe
d. fizikalne tehnološke aplikacije in njihove posledice za družbo, gospodarstvo in okolje
2. zajemanje in obdelavo podatkov ter reševanje problemov
Dijaki naj bodo sposobni z besedami ali v drugi ustrezni obliki (npr. s simboli, grafično, numerično):
a. poiskati, izbrati, urediti in predstaviti informacije iz različnih virov
b. prevesti informacije iz ene oblike v drugo
c. manipulirati z numeričnimi in drugimi podatki
d. uporabiti informacije tako, da najdejo v njih zakonitosti in pridejo do sklepa
e. smiselno razložiti pojave, zakonitosti in medsebojne odnose
f. postavljati napovedi in hipoteze
g. reševati probleme
h. uporabiti znanje v novih situacijah
3. eksperimentalne sposobnosti in veščine
Dijaki naj bodo sposobni:
a. uporabljati merilno tehniko, naprave in materiale (in pri tem slediti navodilom, kjer je to potrebno)
b. izvajati in zapisovati opazovanje in merjenja
c. razložiti in ovrednotiti eksperimentalna opazovanja in podatke
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.
Skozi vsa poglavja poudarjamo veščine, ki si jih je potrebno pridobiti pri pouku fizike:
NIHANJE
Dijak:
Opiše nihanje in nihala. Pozna pojma nihajni čas in frekvenca ter zvezo med njima. Pozna pojem ravnovesne lege in amplitude nihanja. Pozna pojav resonance in njene vplive.
ZVOK, SVETLOBA IN OSTALA ELEKTROMAGNETNA VALOVANJA
OŠ) Pozna lom in odboj svetlobe oziroma valovanja.
Dijak:
DELO IN ENERGIJA
OŠ) Izračuna delo sile, ki je vzporedna s potjo, ter kinetično in potencialno energijo telesa. Zapiše izrek o kinetični in potencialni energiji in ga uporabi v preprostih primerih. Ve, da se energija izoliranega sistema ohranja.
Dijak:
TEMPERATURA
OŠ) Pozna Celzijevo in Kelvinovo temperaturno skalo in zna meriti temperaturo.
Dijak:
NOTRANJA ENERGIJA IN TOPLOTA
OŠ) Izračuna toploto in pozna enoto zanjo.
Dijak:
ELEKTRIČNI TOK
OŠ) Ve, da je električni tok usmerjeno gibanje nabitih delcev. Ve, kako je s tokom in napetostjo pri vzporedni in zaporedni vezavi elementov v električnem krogu. Zna vezati ampermeter in voltmeter. Pozna Ohmov zakon.
Dijak:
Kot izbirne vsebine lahko ponudimo Magnetizem, Astronomijo, Newtonove zakone in gibanje ali pa obravnavamo aktualne dogodke. Obvezna poglavja lahko tudi razširimo (pojmi označeni z *). Te ure so lahko del naravoslovnih dni.
Dijake naj bi uvajali v projektno delo.
Dodatne vaje in poskuse najdemo: http://www2.arnes.si/~kpzss2/ucninacrti/poskusi/poskusi.htm
2. NIHANJE IN VALOVANJE
1. Merjenje odvisnosti nihajnega časa od dolžine, mase, amplitude nihala
2. Merjenje odvisnosti nihajnega časa od koeficienta vzmeti nihala
3. Stoječe valovanje na vrvici in vzmeti
4. Merjenje lomnega količnika
5. Merjenje goriščne razdalje leče
6. Uklon svetlobe na reži, dveh režah, mrežici
7. Interferenca bele svetlobe na uklonski mrežici in merjenje valovnih dolžin posameznih barv
8. Navidezna slika
9. Areometer in delež alkohola v tekočini
10. Merjenje gostote z areometrom
11. Določanje gostote sladkorja in nekaterih drugih živil
12. Odmerjanje izbrane prostornine tekočine s pomočjo žličk in pipalk
13. Merjenje reakcijskega časa človeka
14. Umerjanje prožne vzmeti za merjenje sil
15. Določanje rezultante sil
3. ENERGIJA
1. Merjenje toplotne kapacitete posode
2. Merjenje specifične toplote trdne snovi
3. Merjenje specifične toplote kapljevine
4. Merjenje specifične talilne toplote ledu
5. Primerjava toplotnih lastnosti različnih posod
6. Moč človeškega telesa
7. Izkoristek klanca
8. *Odrivna sila nog
4. ELEKTRIKA
1. Instrument na vrtljivo tuljavico
2. Vzporedna in zaporedna vezava upornikov
3. Električna moč zaporedno (vzporedno) vezanih upornikov
4. Spreminjanje toka z napetostjo
5. Delilnik napetosti
6. Delovanje varovalke
7. Sončne celice
8. Elektrika iz hrane
9. Varčevanje z energijo
10. Merjenje odvisnosti amplitude nihanja od frekvence vzbujanja
11. Upor človeškega telesa
Dijaki po tem učnem načrtu pridobijo globlje razumevanje izbranih področij fizike in razumevanje naravnih zakonitosti vezanih na dana področja. V programih, kjer je potrebno, se specifični učni načrt zamenja s splošnim, ki je prirejen vsem 70 urnim programom.
Vrstni red in razvrstitev vsebin v učnem načrtu je zapisan, kar ne pomeni,
da je s tem predpisan tudi vrstni red poučevanja. Predlagano učno snov učitelji
fizike razporedijo sami.
1. NIHANJE IN VALOVANJE |
15 ur |
2. ENERGIJA |
17 ur |
3. ELEKTRIKA IN MAGNETIZEM |
8 ur |
4. IZBRANA POGLAVJA |
10 ur |
uvodna ura, priprava na kontrolno nalogo, kontrolna naloga, poprava kontrolne naloge, zaključevanje ocen, ekskurzije, 6 eksperimentalnih vaj, uvodna, zaključna ura |
20 ur |
SKUPAJ |
70 UR |
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.
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.
Uporabimo čimbolj pestro paleto metod poučevanja: razlage, poročanja (video, …), razgovora, diskusije, demonstracije, pisnih izdelkov, učnih lističev, grafična, eksperimentiranja, urjenja, reševanja problemov, projektnega učnega dela, raziskovalna, opazovalna, ekskurzije, terensko delo, viharjenje idej, zbiranje podatkov, analiza podatkov, didaktične igre, delo z računalnikom, … Kljub majhnemu številu ur, ki so bile odmerjene prenekaterim programom, se da torej fiziko precej naravoslovno obarvati in jo približati dijakom.
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.
http://www.s-skps.kp.edus.si/Fizika/default.htm
http://www2.arnes.si/~kpzss2/ucninacrti/ucila/rucila.htm
http://www2.arnes.si/~kpzss2/ucninacrti/ucila/rac.htm
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.
S. Kocijančič: Prolab
D. Zupanc in Državni izpitni center: FIZIKA: Interaktivni učbenik (DataLab d.o.o., Ljubljana 1999)
DERIVE for Windows
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:
1. NIHANJE IN VALOVANJE
PRETVARJANJE
A. Interaktivno delo: http://www2.arnes.si/~sspsfran/enote/index.htm (pretvarjanje merskih enot)
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.
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).
C. I. Verovnik: Uporaba računalnika pri obravnavi zvočnih pojavov, Ljubljana, Zavod RS za šolstvo, 2001
2. ENERGIJA
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).
TEMPERATURA
A. Demonstracije: Animirane skice Toplota (316, 320), Zlatolas (PVT)
B. Interaktivno delo: Albert (Idealni plin).
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).
C. Demonstracije in interaktivno delo: Albert (absorpcija, vodikov atom, jedrski razpadi, jedrski reaktor).
3. ELEKTRIKA
ELEKTRIČNI TOK
A. Meritve: meritve električnih količin z vmesnikom.
B. Demonstracije in interaktivno delo: Edison, Visual Physics (el. krogi).
Dodatna učila in pripomočke za pouk fizike najdemo: http://www2.arnes.si/~kpzss2/ucninacrti/ucila/ucila.htm
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, odvod, integral.
Kemija: gostota snovi, plinska enačba, temperatura, toplota, energija, električna in toplotna prevodnost, atomi, polprevodniki.
Biologija: zvok, temperatura, toplota, energija, svetloba, sevanje in absorbcija, barve, delovanje čutil, električni tok, radioaktivnost.
Geografija: temperatura, toplota, energija, sevanje in absorbcija, 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, toplota in notranja energija, reverzibilne in ireverzibilne spremembe, entropija, viri energije, radioaktivnost.
Zgodovina: zgodovinski okviri znanstvenih odkritij, pomorska navigacija, toplotni stroji, električni tok, radioaktivnost.
Strokovni predmeti: merske enote, merjenje, pretvarjanje
Pri fiziki preverjamo in ocenjujemo znanje na 3 načine:
LITERATURA ZA DIJAKE
Ob času priprave predloga učnega načrta še ni posebej prirejenega učbenika. Standardni srednješolski učbeniki zaradi preobsežnosti niso uporabni. Predlagamo uporabo učbenik Ken Dobson: SVET FIZIKE, Založba Obzorja (prevod mag. Seta Oblak).
Uporabna je literatura, kjer je fizika predstavljena predvsem z uporabne tehnološke plati:
Keith Jonson: 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.
LITERATURA ZA IZVAJALCE
I. Asimov: BIOGRAFSKA ENCIKLOPEDIJA ZNANOSTI IN TEHNIKE, TZS, Lj. 1978
Avsec, Prosen: ASTRONOMIJA, DZS, Ljubljana
H. Breuer (priredil J. Strnad): ATLAS KLASIČNE IN MODERNE FIZIKE, DZS, Ljubljana 1993
B. Breznec: POSKUSI S PLASTENKAMI, ZRSS, Ljubljana 1998
M. Cvahte: FIZIKALNE NALOGE IZ VSAKDANJEGA ŽIVLJENJA, DMFA, Presekova knjižica 35, Ljubljana 1991
B. Černe, …:PODJETNO V SVET NARAVOSLOVJA, ZRSS, Ljubljana 1998
J. Ferbar, …; FIZIFI za 7. in,8,. razred, DZS, Ljubljana 1998
D.C. Giancoli: Physics - PRINCIPLES WITH APPLICATIONS, Prentice Hall, 1998
H. Herr: NAUK O TOPLOTI (TZS, Ljubljana 1997)
M. Hribar in sodelavci: MEHANIKA (Didakta, Ljubljana 1993)
M. Hribar in sodelavci: MEHANIKA IN TOPLOTA (Didakta, Ljubljana 1994)
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
S. Kocijančič: LABORATORIJSKE VAJE PRI POUKU FIZIKE navodila za učence srednjih šol (Terra, Kranj 1996)
Dr. Ž. Kostić: FIZIKA ZA KRATEK ČAS (MK, Ljubljana 1961)
Koškin, Širkevič, PRIROČNIK ELEMENTARNE FIZIKE, TZS, Ljubljana 1992
Keith Johnson: FIZIKA za zabavo in zares, TZS, Ljubljana 1996
Keith Johnson: FIZIKA Preproste razlage fizikalnih pojavov, TZS, Ljubljana
L. Mathelitsch, NARAVA IN FIZIKA, DZS, Ljubljana 1995
J. Strnad: FIZIKA I, II, III, IV, Ljubljana
J. Strnad: FIZIKA - Leksikon Cankarjeve založbe, CZ, Ljubljana 1985
J. Strnad: FIZIKA ZA DRUŽBOSLOVNO USMERITEV, DZS, Ljubljana 1987
J. Strnad: ZGODBE IZ FIZIKE, Slovenska matica, Ljubljana 1990
J. Strnad: FIZIKI, M&N, Ljubljana 1995
J. Strnad: RAZVOJ FIZIKE, DZS, Ljubljana 1996
J. Strnad: IZ TAKE SO SNOVI KOT SANJE, MK, Ljubljana 1988
J. Strnad: PRAPOK PRASNOV POŽENE V DIR, MK, Ljubljana 1988
F. Tomažič in sodelavci: MEHANIKA priročnik za učitelja (Didakta, Ljubljana 1994)
FIZIKA, poskusi in vaje, priročnik za učitelja (srednje usm. izobraževanje),
DZS Ljubljana1981
To seveda ni končen spisek, a vam bo morda pomagal pri oblikovanju učnih ur.
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.
Video kasete:
Raztezanje teles zaradi temperaturnih sprememb
Temperatura in toplota
Toplotni stroji
Električna napeljava
Sonce – osrednje nebesno telo v osončju
Plakati:
DZS, Učila, …
Pri oblikovanju učnega načrta smo upoštevali:
Učni načrt za fiziko za 8-letno osnovno šolo,
Učni načrt za fiziko za 9-letno osnovno šolo,
Učni načrt za fiziko za strokovne in tehniške šole za obseg od 140 do 280 ur,
Izpitni katalog za fiziko
Slavko Kocijančič in sodelavci ožje delovne skupine za posodobitev pouka fizike: UČNI OPERATIVNI SMOTRI IZ FIZIKE za srednjo šolo (ZRS za šolstvo, 1991)
Predlog učnega načrta za fiziko za strokovne in tehniške šole (70 ur): Suzana Perhavec, Srednja agroživilska šola, Ljubljana
Predlog učnega načrta za fiziko za Srednje gostinske in turistične šole (70 ur): Saša Kocijančič, Srednja gostinska šola, Radovljica