2014-es tanévtől felmenő rendszerben bevezetésre kerülő tanterv

A 2013/2014-es tanévtől felmenő rendszerben bevezetésre kerülő tanterv Fizika (gimnázium) 1.

Bevezetés

1.1.

Kerettantervi bevezető A természettudományos műveltség nemcsak a leendő mérnökök és szaktudósok, hanem minden ember számára fontos. A természettudományok iránti érdeklődés fokozása érdekében a fizika 1 tanítását nem az alapfogalmak definiálásával, az alaptörvények bemutatásával kezdjük. Minden témakörben mindenki számára fontos témákkal, gyakorlati tapasztalatokkal, praktikus, hasznos ismeretekkel indítjuk a tananyag feldolgozását. Senki ne érezhesse úgy, hogy a fizika tanulása haszontalan, értelmetlen ismeretanyag mechanikus elsajátítása. Rá kell vezetnünk tanítványainkat arra, hogy a fizika hasznos, az élet minden fontos területén megjelenik, ismerete gyakorlati előnyökkel jár. Mindez nem azt jelenti, hogy a tanítási-tanulási folyamatból száműzni szeretnénk az absztrakt ismereteket, illetve az ezekhez rendelhető készség- és képességelemeket. Célunk a problémaközpontúság, a gyakorlatiasság és az ismeretek egyensúlyának megteremtése a motiváció folyamatos fenntartásának és minden diák eredményes tanulásának érdekében, mely megteremti a lehetőségét annak, hogy tanítványaink logikusan gondolkodó, a világ belső összefüggéseit megértő, felelős döntésekre kész felnőttekké váljanak. Az elvárható alapszint az, hogy a tanulók a tantervben lévő témaköröket megismerjék, értelmezzék a jelenségeket, ismerjék a technikai alkalmazásokat, és így legyenek képesek a körülöttünk lévő természeti-technikai környezetben eligazodni. A tanterv ezzel egy időben lehetővé teszi a mélyebb összefüggések felismerését is, ami a differenciálás, a tehetséggondozás, az önálló ismeretszerzés révén a mérnöki és a természettudományos pályára készülők számára megfelelő motivációt és orientációt nyújthat. A fizika tanterv szakít a hagyományos, sokszor öncélú, „begyakoroltató” számítási feladatokkal. Számításokat csak olyan esetekben várunk, amikor a számítás elvégzése a tananyag mélyebb megértését szolgálja vagy a számértékek önmagukban érdekesek. A tantervben a fentebb megfogalmazott elveknek megfelelően olyan modern tananyagok is helyet kapnak, melyek korábban nem szerepeltek a tantervekben. Egyes témák ismétlődhetnek is, annak megfelelően, ahogy különböző kontextusban megjelennek. Ezek az ismétlődések tehát természetes módon adódnak abból, hogy a tantervben nem teljesen a fizika tudományának hagyományos feldolgozási sorrendjét követjük, hanem a mindenki számára fontos, a mindennapokban használható ismeretek bemutatására törekszünk. A megváltozott szemlélet és a megújuló tartalom a tantárgy belső összefüggéseinek rendszerét is módosítja. Az értelmezés és a megértés szempontjából kiemelkedő jelentőségű a megfelelő szövegértés. Mindez felöleli a szövegben alkalmazott speciális jelrendszerek működésének értelmezését, a szöveg elemei közötti ok-okozati, általános-egyes vagy kategória-elem viszony áttekintését, az idegen vagy nem szokványos kifejezések jelentésének felismerését, az áttételesen megfogalmazott információk azonosítását. Az információs források között kiemelkedő szerepet tölt be a média, mely hatékonyan kelti fel az érdeklődést a tudomány eredményei iránt. A média hatása egyszerre hasznos és ugyanakkor igen káros is lehet. A természettudományos képzés célja ezért az is, hogy a diákokat médiatudatosságra nevelje, ösztönözze a világ média által való leképezésének kritikus elemzését, értelmezését. Fontos megértetni a diákokkal, hogy a világ ábrázolása a médiában nem azonos a valósággal. Az eseményeknek, jelenségeknek az alkotók által konstruált változatát láthatjuk. A dokumentum és ismeretterjesztő filmek esetében is fontos a gyártási mechanizmusokban vagy az ábrázolási szándékban rejlő érdekek vagy kényszerek felfejtése. Valódi tudományos ismeretet csak hiteles forrásból, a témákat több oldalról, tárgyilagosan megvilágítva, megfelelő tudományos alapokkal

rendelkezve szerezhetünk. A természettudományos képzés során jól használhatóak az informatikai eszközök. A fizika szempontjából elsősorban a mérések értékelését segítő szoftvereket, illetve a megfelelően megválasztott oktató programokat, interneten elérhető filmeket, animációkat emelhetjük ki. Azonban hangsúlyosan fel kell hívni a figyelmet arra, hogy az internet révén rendkívül sok szakmailag hibás anyaghoz is hozzájuthatunk, ami megnöveli a tanár felelősségét. A fizika tantárgy keretében eszközként használjuk a matematikát. A tanterv alkalmazása során az életkornak megfelelően megjelennek az adatgyűjtés, tapasztalat, értelmezés, megértés folyamatait segítő matematikai modellek, eszközök, például matematikai műveletek, függvények, táblázatok, egyenletek, grafikonok, vektorok. A tanterv kereszthivatkozásaiban a fenti képességterületekre csak a hangsúlyosabb esetekben térünk ki külön. A tanulók értékelésének módszerei nem korlátozódnak a hagyományos definíciók, törvények 2 kimondásán és számítási feladatok elvégzésén alapuló számonkérésre. Az értékelés során megjelenhet a szóbeli felelet, a teszt, az esszé, az önálló munka, az aktív tanulás közbeni tevékenység, illetve a csoportmunka csoportos értékelése is. Célunk, hogy a tanulók képesek legyenek megérteni a megismert jelenségek lényegét, az alapvető technikai eszközök működésének elvét, a fizikát érintő nyitott társadalmi-gazdasági kérdések, problémák jelentőségét, és felelős módon tudjanak állást foglalni ezekben a kérdésekben. A tanterv lehetővé teszi a tananyag feldolgozását az aktív tanulás módszereivel, támogatja a csoportmunkát, a projektfeladatok elvégzését, a kompetencia-alapú oktatást, a számítógépes animációk és szimulációk bemutatását, az interaktivitást, az aktív táblák és digitális palatáblák használatát. A tanterv sikeres megvalósításának alapvető feltétele a tananyag feldolgozásának módszertani sokfélesége. 9-10. évfolyam E szakasz legfőbb pedagógiai üzenete az, hogy mindennapjaink világa megérthető, mennyiségileg megközelíthető, sajátos összefüggésekkel leírható, és ez a tudás a mindennapi életben hasznosítható, tehát közvetlenül értékké válik. Ebben az életkori szakaszban a klasszikus fizika témaköreit tárgyaljuk. A felvetett problémák, gyakorlati alkalmazások egyebek mellett a közlekedéshez, közlekedésbiztonsághoz, a modern tájékozódás eszközeihez, a világűr meghódításához, a természeti katasztrófák fizikai hátteréhez, a szűkebb és tágabb környezetünk energiaviszonyaihoz, az emberi szervezet működésének fizikájához, az időjárás fizikai sajátságaihoz, a háztartásunk elektromos ellátásához, a hangok világához, környezetünk állapotához, a környezetvédelemhez kötődnek. Az elsajátítandó ismeretek, a fejlesztett készségek és képességek gyakorlatiasak, a mindennapi életben jól használhatók, elemei jól illeszthetők a tanulók igényeihez, életkori sajátságaihoz. A tananyag kialakítása során tekintettel kell lennünk a tanulók képességeinek és gondolkodásmódjának sokféleségére. A tananyag feldolgozása során törekedni kell a természettudományokban tehetséges, kiemelkedni képes tanulók folyamatos motivációjának fenntartására ugyanúgy, mint a természettudományos pályát nem választók általános műveltségének, tájékozottságának kialakítására. Különös gondot kell fordítani a tehetséggondozásra, az érdeklődő tanulók műszaki és természettudományos pályákra való irányítására. A tanult anyag megalapozza a jelenségek mögött rejlő absztrakt általános törvények felismerését, az alkalmazások megértését segítő egyszerű számítások elvégzését is. Képessé tesz a mindennapi életben is előforduló fizikai fogalmak és mennyiségek használatára, ezek értelmezésére más természettudományos tárgyak területén is. Célunk a természet és környezet belső összefüggéseinek mind mélyebb megértetése révén megnövelni a tanulóknak a lokális és a globális környezet problémái iránti érzékenységét, kialakítani a cselekvő attitűdöt. Ennek része a környezettudatos fogyasztói szemlélet, az állampolgári felelősség fejlesztése, a fizika fontosságának, gyakorlati hasznának felismertetése. Az alkalmazandó pedagógiai módszerek a természettudományos kompetencia fejlesztése mellett különösen az anyanyelvi és digitális kompetenciát, a matematikai kompetenciát, valamint az együttműködést erősítik.

11-12. évfolyam

1.2.

1.3.

E képzési szakasz legfőbb pedagógiai üzenete, hogy leírásaink, világról alkotott képünk, természettudományos modelljeink nem azonosak a valósággal, hanem annak lehetőségeinkhez mérten a lehető legjobb megközelítései; hogy természettudományos tudásunk az osztatlan emberi műveltség része, és ezer szálon kapcsolódik a humán kultúrához, a lét nagy kérdéseihez. A természettudományos világkép fejlődik, átalakul, és ez a fejlődés a technikai fejlődést alapozza meg. A másik fontos üzenet az, hogy a tudomány társadalmi jelenség. Működése, szabályozása, háttérintézményei, témaválasztása, következtetéseinek következményei megjelennek mindennapi döntéseinkben, értékítéletünkben. Tudatosítanunk kell, hogy a tudomány és gazdaság szoros kapcsolatban van, és kapcsolatrendszerük legfőbb sajátságainak megismerése elengedhetetlen a felelős állampolgári viselkedés elsajátításához. A tudomány egyben olyan működési forma, szabályrendszer, mely viszonylag pontosan definiálja önmagát. Így könnyen elkülöníthető az áltudományoktól és jól elkülönül a hit kérdéseitől. 3 Az ebben az életkori szakaszban tárgyalt témakörök komplexek, fejlesztik a szintézis létrehozásának képességét, és mindinkább filozófiai, ismeretelméleti, irodalmi, művészettörténeti aspektusokat hordoznak magukban. Ilyen az atom- és magfizika, valamint a csillagászat, melyek az anyagról, térről, időről kialakult átfogó képzeteinket, az emberiség és kozmikus környezetünk létrejöttét és sorsát, lehetőségeinket, felelősségünket és a jövő útjait veszik górcső alá. Ebben az életkorban tárgyaljuk a tudomány és technika legdinamikusabban fejlődő fejezetét, a kommunikáció, információ, vizualitás témaköreit, azokat a területeket, ahol a naprakészségre való törekvés leginkább elengedhetetlen mind a helyi tantervek írói, mind a tankönyvek szerzői, mind a tanárok részéről. Mindez átírhatja a hagyományos tanár-diák szereposztást is, hiszen elképzelhető, hogy egyes újdonságok kapcsán a diákok tájékozottabbak tanáruknál. A tanár nem feltétlenül az információ birtoklásában, hanem az információk kezelésében, összefüggésrendszerben való értelmezésében, a tudás megszerzésének menedzselésében múlhatja felül tanítványait, és szerezhet előttük valódi tekintélyt. A mindenkiben élő kíváncsiságra építünk. Hogyan, milyen elven működnek, mire használhatóak mindennapjaink informatikai eszközei, azok az eszközök, melyekkel naponta találkozunk? A fejlesztési célok fókuszában az erkölcsi nevelés, az állampolgárságra, demokráciára való nevelés, az egészség és fenntarthatóság kérdései állnak, a kompetenciák közül az állampolgári és esztétikai-művészeti kompetenciák hangsúlyosabb megjelenése jelent új színt. Fontos üzenet: a világ leírhatatlanul bonyolult, izgalmas, elmélyedésre, gondolkodásra késztet. A megértés, a gondolkodás nyújtotta öröm egyik legfontosabb emberi értékünk. Kerettantervhez való viszony Fizika tantárgyból az alábbi kerettantervet választjuk: A kerettantervek kiadásának és jogállásának rendjéről szóló 51/2012. (XII. 21.) EMMI rendelet 3. számú melléklete Kerettanterv gimnáziumok 9-12. évfolyama számára FIZIKA A változat (2+2+2+0) A tantárgy óraszámai Évfolyam 9. 10. 11. 12.

1.4.

Tantárgy Fizika Fizika Fizika -

Óra/hét 2 2 2 -

Óra/év 72 72 72 -

Az éves órakeretek felhasználása A témaegységenként meghatározott órakeret összefoglalással és számonkéréssel együtt értendő. Tanévenként megjelöltük, hogy a fennmaradó órakeret mire fordítható. A plusz órákat, gyakorlásra, hiánypótlásra és ismétlésre fordítjuk. 9. évfolyam Tematikai egység Órakeret

Tájékozódás égen-földön A közlekedés kinematikai problémái A közlekedés dinamikai problémái A tömegvonzás A nagy teljesítmény titka: gyorsan és sokat Egyszerű gépek a mindennapokban Rezgések, hullámok Energia nélkül nem megy A Nap Energiaátalakító gépek Hasznosítható energia Gyakorlás, ismétlés, hiánypótlás Összesen 10. évfolyam Tematikai egység Vízkörnyezetünk fizikája Hidro- és aerodinamikai jelenségek, a repülés fizikája Globális környezeti problémák fizikai vonatkozásai A hang és a hangszerek világa Szikrák és villámok Az elektromos áram Lakások, házak elektromos hálózata Elemek, telepek Az elektromos energia előállítása Gyakorlás, ismétlés, hiánypótlás Összesen

4 óra 7 óra 8 óra 5 óra 6 óra 4 óra 6 óra 6 óra 6 óra 6 óra 6 óra 8 óra 72 óra

Órakeret 8 óra 8 óra 6 óra 6 óra 8 óra 8 óra 8 óra 6 óra 8 óra 6 óra 72 óra

11. évfolyam Tematikai egység A fény természete Hogyan látunk, hogyan javítjuk a látásunk? Kommunikáció, kommunikációs eszközök, képalkotás, képrögzítés a 21. században Atomfizika a hétköznapokban Az atommag szerkezete radioaktivitás A Naprendszer fizikai viszonyai A csillagok világa Az űrkutatás hatása mindennapjainkra Az Univerzum szerkezete és keletkezése Gyakorlás, ismétlés, hiánypótlás Összesen


Választható fizika 11. évfolyam 1óra/hét 36 óra/tanév Az órakeret felhasználása: ismétlés, gyakorlás, feladatok megoldása, tanulókísérlet Tematikai egység

Órakeret

4

Szikrák és villámok Az elektromos áram Lakások, házak elektromos hálózata Elemek, telepek Az elektromos energia előállítása A fény természete Hogyan látunk, javítjuk a látásunk? Kommunikáció, kommunikációs eszközök, képalkotás, képrögzítés a 21. században Atomfizika a hétköznapokban Az atommag szerkezete, radioaktivitás A Naprendszer fizikai viszonyai A csillagok világa Az űrkutatás hatása mindennapjainkra Az Univerzum szerkezete és keletkezése Összesen

3 3 3 2 3 2 3 4

2 3 2 2 2 2 36 óra

5

Választható fizika 12. évfolyam 1óra/hét 36 óra/tanév Az órakeret felhasználása: ismétlés, gyakorlás, feladatok megoldása, tanulókísérlet Tematikai egység Tájékozódás égen-földön A közlekedés kinematikai problémái A közlekedés dinamikai problémái Tömegvonzás A nagy teljesítmény titka: gyorsan és sokat Egyszerű gépek a mindennapokban Rezgések, hullámok Energia nélkül nem megy A Nap Energia átalakító gépek Hasznosítható energia Vízkörnyezetünk fizikája Hidro- és aerodinamikai jelenségek, a repülés fizikája Globális környezeti problémák fizikai vonatkozásai A hang és a hangszerek világa Összesen

1.5.

Órakeret 2 3 3 2 3 2 2 3 2 2 2 3 3 2 2 36 óra

Tantárgy-pedagógiai alapvetések Célok és feladatok A természettudományos kompetencia középpontjában a természetet és a természet működését megismerni, megvédeni igyekvő ember áll. A fizika tantárgy a természet működésének a tudomány által feltárt alapvető törvényszerűségeit, a megismerés módszereit és mindezek alkalmazni képes tudásának hasznosságát igyekszik megismertetni a diákokkal. A törvények harmóniáját és alkalmazhatóságuk hihetetlen széles skálatartományát megcsodálva bemutatja, hogyan segíti a tudományos módszer a természet erőinek és javainak az ember szolgálatába állítását. Olyan ismeretek megszerzésére, olyan gondolkodás- és viselkedésmódok elsajátítására ösztönözzük a fiatalokat,

amelyekkel az egész életpályájukon hozzájárulnak majd a társadalom és a természeti környezet összhangjának fenntartásához, a tartós fejlődéshez és ahhoz, hogy a körülöttünk levő természetnek minél kevésbé okozzunk sérülést. Nem kevésbé fontos, hogy elhelyezzük az embert kozmikus környezetében. A természettudomány és a fizika ismerete segítséget nyújt az ember világban elfoglalt helyének megértésére, a világ jelenségeinek a természettudományos módszerrel történő rendszerbe foglalására. A természet törvényeinek az embert szolgáló sikeres alkalmazása gazdasági előnyöket jelent, de ezen túl szellemi, esztétikai örömöt és harmóniát is kínál. A természettudományok, ezen belül a fizika középiskolai oktatásának fontos célja és feladata a természettudományos tantárgyak megszerettetése. Erősíteni kell azt a meggyőződést, hogy a fizika eredményes tanulása alapvető szerepet játszik a gondolkodás és a készségek, képességek fejlesztésében, így végső soron feltétele annak, hogy a tanulók felkészüljenek a 21. század kihívásaira, a társadalomban, élethivatásukban, magánéletükben való eredményes helytállásra. 6 Ennek érdekében a NAT Ember és Természet műveltségterülete előírásainak megfelelően a 9– 12. évfolyamon a fizika tantárgy tanításának és tanulásának keretei között a természettudományos kompetencia mellett a többi alapkompetencia fejlesztése is alapvető cél és feladat. Ehhez a tananyag feldolgozása közben meg kell találnunk az ismeretszerzés és a személyiségfejlesztés helyes arányát, mert bármilyen irányú szélsőséges felfogás eltorzítaná a tanulás-tanítás eredményét. A fizika alaptudomány, amelynek saját fogalomrendszere, alapelvei és törvényei vannak, amelyeket a többi természettudomány is felhasznál a saját gondolati rendszere kimunkálásához. Ezért vállalnunk kell a fizikai előismeretetek biztosítását a többi reál tantárgy tanításához és a harmonikusan sokrétű általános műveltség kialakításához. Vagyis a fizikának meghatározó szerepe és felelőssége van a természet megismerésében és védelmében, a technika fejlesztésében és az ahhoz való alkalmazkodásban. A tanítási-tanulási folyamat középpontjában a tanulók állnak, ezért: – figyelembe kell venni a tanulók többségére jellemző életkori sajátosságokat; – minél aktívabb szereplővé kell tenni őket a tudás megszerzésében (tanulói kísérletek, a bemutatott kísérletek közös elemzése, önálló adatgyűjtés stb.); – gondoskodni kell a többség sikerélményéről, mert ez a legfontosabb tényezője a tantárgy megszerettetésének, tehát ki kell alakítani a tantárgy iráni érzelmi és értelmi kötődést; – mivel a tanulók azt az ismeretet, gondolatot fogadják be legkönnyebben, ami jól kapcsolódik a már meglevő tapasztalataikhoz, ismereteikhez, tudásuk bővítésénél építeni kell a korábban megszerzett iskolai vagy iskolán kívüli konkrét tapasztalataikra, ismereteikre. Ez a folyamat legtöbbször kis lépésekben halad előre, ezért érdemes az egyes témákhoz kapcsolódó alapokat a téma feldolgozása előtt céltudatosan feleleveníteni, bővíteni. A tantárgyat tanító pedagógusnak meg kell ismernie a tanulók előzetes, esetleg „naiv” fogalmait, és az új, tudományos fogalmakat azok ismeretében, rendszeres visszacsatolással kell kialakítani. Ugyanakkor tisztában kell lennie azzal, hogy a gondolkodás nem változtatható meg radikálisan, ezért ezek a fogalmak a tudományos ismeretek elsajátítása után is sokáig megmaradhatnak és működhetnek, a régi szemléletmód minden részlete nem tűnik el; – figyelembe kell venni, hogy a tanulók ebben az életkorban egyre több területen képesek az elvontabb (absztrakt, formális) gondolkodásra. Ezt nagymértékben erősíti, fejleszti, ha azt megfigyelések, kísérletek, mérések és ezek elemzései előzik meg, valamint a későbbi gyakorlati alkalmazások igazolják helyességüket; – a tanulók ismerjék meg és gyakorolják a hagyományos és a korszerű ismeretszerzési módszereket és a korszerű eszközök alkalmazását, mert ezzel hatékonyabbá és könnyebbé tehetik munkájukat; – adjunk lehetőséget csoportmunkára, mert az jellemformáló és felkészíti a fiatalokat a felnőttkori feladatok elvégzésére. Fejlesztési feladatok

A fizika tanulása, tanítása nem lehet öncélú (csak a fizikai tartalomra figyelő), formális (csak a jelenségek, fogalmak, törvények stb. emlékezeti tudását segítő és elváró). Ezért az ismeretek megértését és alkalmazni képes szintjét kiemelt fontosságú fejlesztési feladatként kell kezelni, akár az ismeretek mennyisége és „mélysége” rovására is. Ezt a műveltségi területet az egész természettudomány és az általános műveltség részeként kell feldolgozni úgy, hogy a fizika minél több szállal kapcsolódjon ezekhez. Közös (a tanulókkal és a többi kollégával végzett) munkával el kell érni, hogy a tanulók döntő többsége elinduljon, és évről évre előre haladjon azon a fejlődési folyamaton, amelynek eredményeként 18 éves korára képes lesz: – biztonsággal tájékozódni a természetben, a társadalomban, a rázúduló információhalmazban; felismerni a helyét és feladatait abban; ezek ismeretében önállóan és rendszerben gondolkodni, cselekedni az előtte álló feladatok teljesítésében, a problémák megoldásában; – megismerni az ehhez szükséges fizikai jelenségeket, fogalmakat, törvényszerűségeket, szemléletmódot életkorának megfelelő alkalmazási szinten, és kialakul benne az olyan logikus 7(a természettudományokra jellemző, de általánosan is felhasználható) gondolkodásmód, ami segíti felismerni és megkülönböztetni az áltudományos tanokat a bizonyított ismeretektől, így tudatosan tudja, hogy döntéseiben mit vegyen figyelembe; – észrevenni a kapcsolatot a fizika fejlődése és a társadalom változása, a történelmi folyamatok kialakulása között, megismerni, értékelni a fizikatörténet legkiválóbb személyiségeinek munkásságát, tudományos eredményeit, ezek hatását az emberiség életére. Jellemformáló hatása legyen annak, hogy közülük sokan a nehézségeik ellenére, meggyőződésük melletti kitartásukkal érték el eredményeiket; – büszkének lenni azokra a magyar tudósokra, mérnökökre, különösen pedig a magyar származású Nobel-díjasainkra, akik a természet törvényeinek feltárásában és gyakorlati alkalmazásában kiemelkedőt alkottak; – észrevenni és elfogadni, hogy a tanulás értékteremtő munka, és erkölcsi kötelessége ebben a munkában helytállni. A mai diákok többsége életük során várhatóan pályamódosításra kényszerülhet, ezért is indokolt, hogy minden tanuló ismerkedjen meg a természet legátfogóbb törvényeivel és azok sokféle alkalmazási lehetőségével, vagyis a fizikával; – a csoportmunkára, projektfeladatok elvégzésére, mert a csoportos formában történő aktív tanulás, ismeretszerzés hozzájárul a tanuló reális énképének kialakulásához, fejleszti a harmonikus kapcsolatok kiépítésére való képességet, a mások iránti empátiát és felelősségtudatot, megmutatja a közösségben végzett munkánál a szerepek, feladatok megosztásának módjait, jelentőségét; – eldönteni, hogy miben tehetséges és ez alapján meghatározni azt az életpályát, amire sikeresen felkészülhet. Mindezek érdekében biztosítani kell a tanulóknak, hogy: – a tananyag feldolgozása módszertanilag sokféle legyen: pl. a konkrét tapasztalatokra épülő tanulói interaktivitást az ismeretszerzésben (könyvtár, számítógép, internet, multimédiás eszközök stb.), a kompetenciaalapú oktatást, az interneten elérhető filmek, a számítógépes animációk és szimulációk bemutatását, a digitális táblák használatát stb.; – elsajátíthassák a tanulási technikák olyan – az életkornak megfelelő szintű – ismeretét és begyakorolt alkalmazását, amelyek képessé teszik őket, hogy akár önállóan is ismerethez jussanak a természeti, technikai és társadalmi környezetük folyamatairól, kölcsönhatásiról, változásairól stb.; – hozzájussanak mindazokhoz a lehetőségekhez, amelyeket megismerési, gondolkodási, absztrakciós, önálló tanulási, szervezési, tervezési, döntési, cselekvési stb. képességeik fejlesztése érdekében a fizikatanítás biztosítani tud; – mind manipulatív, kísérleti, mind értelmi, logikai feladatok segítségével legyen lehetőségük az olyan pozitív személyiségjegyek erősítésére, amelyek érdeklődést, türelmet, összpontosítást, objektív ítéletalkotást, mások véleményének figyelembe vételét, helyes önértékelést stb. kívánnak meg, és így fejlesztik azokat; – irányítással vagy önállóan, egyedül vagy csoportosan megtervezhessenek és végrehajthassanak megfigyeléseket, kísérleteket; tapasztalataikat rögzítsék, ezek elemezését, közös értékelését és

– –

–

–

–

az eredményeket szakmailag és nyelvileg is helyesen fogalmazzák meg. Ismerjék és alkalmazzák a balesetvédelmi szabályokat; az ismeretszerzésnél a hagyományos mérőeszközök (mérőszalag, óra, hőmérő, mérleg, rugós erőmérő, feszültség- és áramerősség-mérő stb.) és ezek korszerű változatait alkalmazhassák, felhasználják; a fizikai ismeretek rendszerében felismerjék, hogy melyek azok az alapvető fogalmak, elvek, törvények, amelyekre a fizika gondolati rendszere épül. Ezekkel kiemelt hangsúllyal kell foglalkozni, pl.: az anyag és ennek mindkét fajtája (a részecskeszerkezetű, ill. a mező), ezek szerkezete, valamint legfontosabb tulajdonságaik (tehetetlenség, gravitáló képesség, a kölcsönható képesség, mágneses és elektromos tulajdonság stb.); a megmaradási törvények; a tér, idő, tömeg mint alapmennyiség elemi szintű értelmezése; kapcsolatok a kémiában tanultakkal stb.; tájékozottak legyenek a hagyományos ismeretekben és azok gyakorlati alkalmazása terén, 8 valamint elemi szinten a modern fizika azon eredményeiről (csillagászat, elektromágneses sugarak és alkalmazásuk; atomfizika haszna és veszélye; ősrobbanás; űrkutatás stb.), amelyek ma már közvetve vagy közvetlenül befolyásolják életünket; észrevehessék és tudatosan használják az a) anyag, test, változási folyamatok, b) ezek tulajdonságai, c) és az ezeket jellemző mennyiségek összetartozó hármasát, de vegyék észre e fogalmak (a és b, illetve c) alapvetően különböző jellegét. (Az a és b ugyanis létező valóság, ugyanakkor c szellemi konstrukció, ami függ a vonatkoztatási rendszer megválasztásától.) értsék: az energia és energiaváltozás (munka, hőmennyiség) fogalmát mint mennyiségi fogalmakat, és ezek jelentőségét az állapot és az állapotváltozás általános jellemzésében; azt, hogy bár az energiával kapcsolatos köznapi szóhasználatok szakmailag pontatlanok, de mivel ezek célszerű, egyszerűsített kifejezések, használatuk mégis elfogadható, ha tudjuk a helyes értelmezésüket, vagyis azt, hogy mit „rejtjelezünk” velük.

A fizika tantárgy a NAT-ban meghatározott fejlesztési területek és kulcskompetenciák közül különösen az alábbiak fejlesztéshez járulhat hozzá: Természettudományos kompetencia: A természettudományos törvények és módszerek hatékonyságának ismerete, az ember világbeli helyének megtalálásának, a világban való tájékozódásának elősegítésére. A tudományos elméletek társadalmi folyamatokban játszott szerepének ismerete, megértése; a fontosabb technikai vívmányok ismerete; ezek előnyeinek, korlátainak és társadalmi kockázatainak ismerete; az emberi tevékenység természetre gyakorolt hatásának és veszélyének ismerete. Szociális és állampolgári kompetencia: a helyi és a tágabb közösséget érintő problémák megoldása iránti szolidaritás és érdeklődés; kompromisszumra való törekvés; a fenntartható fejlődés támogatása; a társadalmi-gazdasági fejlődés iránti érdeklődés. Anyanyelvi kommunikáció: hallott és olvasott szöveg értése, szövegalkotás a témával kapcsolatban, mind írásban, a különböző gyűjtőmunkák esetében, mind pedig szóban, a felelések és prezentációk alkalmával. Matematikai kompetencia: alapvető matematikai elvek alkalmazása az ismeretszerzésben, a mennyiségi fogalmak jellemzésében és a problémák megoldásában, ami a 7–8. osztályban csak a négy alapműveletre és a különböző táblázatok elkészítésére, grafikonok rajzolására és elemzésére korlátozódik. Digitális kompetencia: információkeresés a témával kapcsolatban, adatok gyűjtése, feldolgozása, rendszerezése, a kapott adatok kritikus alkalmazása, felhasználása, grafikonok készítése. Hatékony, önálló tanulás: új ismeretek felkutatása, értő elsajátítása, feldolgozása és beépítése; munkavégzés másokkal együttműködve, a tudás megosztása; a korábban tanult ismeretek, a saját és mások élettapasztalatainak felhasználása. Kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetencia: az új iránti nyitottság, elemzési képesség, különböző szempontú megközelítési lehetőségek számbavétele. Esztétikai-művészeti tudatosság és kifejezőképesség: a saját prezentáció, gyűjtőmunka esztétikus kivitelezése, a közösség számára érthető tolmácsolása.

Mindezekre, valamint sok más fontos fejlesztésre és a sikerélmény széles körű biztosítására a legalkalmasabb módszer a gyermekközpontú, az életkori sajátosságokat tiszteletben tartó, gyakorlati szemléletű, rendszerben gondolkodtató, színvonalas fizikatanítás.

A fejlesztés várt eredményei a 9-10. évfolyamos ciklus végén A 9–10. évfolyam végére a tanulók legyenek képesek eligazodni közvetlen természeti és technikai környezetükben, tudják a tanultakat összekapcsolni mindennapi eszközeik működési elvével, biztonságos használatával. Legyenek tisztában saját szervezetük működésének fizikai aspektusaival, valamint a mozgás, tájékozódás, közlekedés, a háztartás energetikai ellátása (világítása, fűtése, 9 elektromos rendszere, hőháztartása) legalapvetőbb fizikai vonatkozásaival, ezek gyakorlati alkalmazásaival. Ismerjék az ember és környezetének kölcsönhatásából fakadó előnyöket és problémákat, tudatosítsák az emberiség felelősségét a környezet megóvásában. Legyenek képesek fizikai jelenségek megfigyelésére és az ennek során szerzett tapasztalatok elmondására. Tudják feltárni a megfigyelt jelenségek ok-okozati hátterét. Tudják helyesen használni a tanult fizikai alapfogalmakat. Ismerjék és használják a tanult fizikai mennyiségek mértékegységeit. Tudják a tanult mértékegységeket a mindennapi életben is használt mennyiségek esetében használni. Legyenek képesek a tanult összefüggéseket, fizikai állandókat a képlet- és táblázatgyűjteményből kiválasztani, a formulákat értelmezni. Legyenek képesek a világhálón a témához kapcsolódó érdekes és hasznos adatokat, információkat gyűjteni. Legyenek tisztában azzal, hogy a fizika átfogó törvényeket ismer fel, melyek alkalmazhatók jelenségek értelmezésére, egyes események minőségi és mennyiségi előrejelzésére. Legyenek képesek egyszerű fizikai rendszerek esetén a lényeges elemeket a lényegtelenektől elválasztani, tudjanak egyszerűbb számításokat elvégezni és helyes logikai következtetéseket levonni. A fejlesztés várt eredményei a 11. évfolyamos ciklus végén

2.

A 11–12. évfolyam végére a tanulók ismerjék az infokommunikációs technológia legfontosabb eszközeit, alkalmazásukat, működésük fizikai hátterét. Ismerjék saját érzékszerveik működésének fizikai vonatkozásait, törekedjenek ezek állapotának tudatos védelmére, ismerjék a gyógyításukat, kiterjesztésüket szolgáló legfontosabb fizikai eljárásokat. Legyenek képesek Univerzumunkat és az embert kölcsönhatásukban szemlélni, az emberiség létrejöttét, sorsát, jövőjét és az Univerzum történetét összekapcsolni. Ismerjék fel, hogy a fizika modelleken keresztül ragadja meg a valóságot, eljárásai, módszerei kijelölik a tudomány határait. Tudatosítsák magukban, hogy a tudomány alapvetően társadalmi jelenség. A gimnáziumi tanulási folyamat végére a korábbi évek tananyagának és a modern fizika elemeinek szintetizálásával körvonalazódnia kell a diákokban egy korszerű természettudományos világképnek. Tudatosodnia kell a tanulókban, hogy a természet egységes egész, szétválasztását résztudományokra csak a jobb kezelhetőség, áttekinthetőség indokolja. A fizika törvényei általánosak, a kémia, a biológia, a földtudományok és az alkalmazott műszaki tudományok területén is érvényesek. A fizika tantárgy kerettanterve évenkénti bontásban

2.1.

Fizika 9. évfolyam Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás

Tájékozódás égen-földön Az idő mérése.

Órakeret 4 óra

A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Összetett rendszerek felismerése, a téridő nagyságrendjeinek, a természet méretviszonyainak azonosítása. Az önismeret fejlesztése a világban elfoglalt hely, a távolságok és nagyságrendek értelmezésén keresztül.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek

Fejlesztési követelmények

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A földrajzi helymeghatározás módszerei a múltban és ma. Az aktuálisan rendelkezésre álló, helymeghatározást segítő eszközök, szoftverek. Ismeretek: Tájékozódás a földgömbön: Európa, hazánk, lakóhelyünk.

Kulcsfogalmak/ fogalmak


Földrajz: a hosszúsági és szélességi körök rendszere, térképismeret. 10 Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: tudománytörténet. Technika, életvitel és gyakorlat: GPS, műholdak alkalmazása, az űrhajózás céljai.

Tér, idő, földrajzi koordináta, vonatkoztatási rendszer.

Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás

A térrel és idővel kapcsolatos elképzelések fejlődéstörténetének vizsgálata. A természetre jellemző hatalmas és rendkívül kicsiny tér- és időméretek összehasonlítása (atommag, élőlények, Naprendszer, Univerzum). A Google Earth és a Google Sky használata. A távolságmérés és helyzetmeghatározás elvégzése (például: háromszögelés, helymeghatározás a Nap segítségével, radar, GPS).

Kapcsolódási pontok

A közlekedés kinematikai problémái

Órakeret 7 óra

Az általános iskolából és a mindennapi tapasztalatokból szerzett ismeretek, melyek a közlekedésre, a mozgásra, illetve a mozgásállapotváltozásra vonatkoznak. A közlekedés mint rendszer értelmezése, az állandóság és változás megjelenítése a mozgások leírásában. Az egyéni felelősségtudat formálása.




Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Járművek sebessége, gyorsítása, fékezése. A biztonságos (és kényelmes) közlekedés eszközei, például: tempomat, távolságtartó radar, tolató radar. Szabadesés, a jellemző út-idő összefüggés. A szabadesés és a gravitáció kapcsolata.

Út-idő és sebesség-idő grafikonok készítése, elemzése. Számítások elvégzése az egyenes vonalú egyenletes mozgás esetében. A sebesség és a gyorsulás fogalma közötti különbség felismerése. A közlekedés kinematikai problémáinak gyakorlati, számításokkal kísért elemzése (a

Matematika: függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés. Technika, életvitel és gyakorlat: járművek legnagyobb sebességei, közlekedésbiztonsági eszközök, közlekedési

gyorsuló mozgás elemzése), pl.: szabályok. - adott sebesség eléréséhez szükséges idő, Testnevelés és sport: - a fékút nagysága, érdekes - a reakcióidő és a sebességadatok. féktávolság kapcsolata. Mélységmérés időméréssel, a Biológia-egészségtan: szabadesésre vonatkozó élőlények mozgása, összefüggések segítségével. sebességei, reakcióidő. Annak felismerése, hogy a szabadesés gyorsulása más égitesteken más. A gyorsulás fogalmának 11 megértése állandó nagyságú, de változó irányú pillanatnyi sebesség esetében. A periodikus mozgás sajátságainak áttekintése. Sebesség, átlagsebesség, gyorsulás, közlekedésbiztonság.

Ismeretek: Kinematikai alapfogalmak: út, hely, sebesség, átlagsebesség. A sebesség különböző mértékegységei. A gyorsulás fogalma, mértékegysége. Az egyenletes körmozgást leíró kinematikai jellemzők (pályasugár, kerületi sebesség, fordulatszám, keringési idő, szögsebesség, centripetális gyorsulás).

Kulcsfogalmak/ fogalmak Tematikai egység/ Fejlesztési cél

A közlekedés dinamikai problémái

Órakeret 8 óra

Előzetes tudás

A sebesség és a gyorsulás fogalma. A mozgásállapot változásra vonatkozó ismeretek. Közlekedési előismeretek.


Az állandóság és változás ok-okozati kapcsolatainak felismertetése a közlekedés rendszerében. A környezettudatos gondolkodás formálása. A közlekedésbiztonság, a kockázatok és következmények felmérésén és az egyéni, valamint társas felelősség kérdésein keresztül az önismeret fejlesztése és a családi életre nevelés.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az utasok terhelése egyenes vonalú egyenletes és egyenletesen gyorsuló mozgás esetén. A súrlódás szerepe a közlekedésben, például: megcsúszásgátló (ABS), kipörgésgátló, fékerőszabályozó, tapadás (a gumi vastagsága, felülete). Az utasok védelme a gépjárműben: - gyűrődési zóna, - biztonsági öv, - légzsák. A gépjárművek fogyasztását



Egyszerű számítások elvégzése a gépjárművek fogyasztásának témakörében. Az eredő erő szerkesztése, kiszámolása egyszerű esetekben. A súrlódás szerepének megértése a gépjármű mozgása, irányítása szempontjából. Az energiatakarékos közlekedés, a környezettudatos, a természet épségét óvó közlekedési magatartás kialakítása. A közlekedésbiztonsági eszközök jelentőségének és hatásmechanizmusának megértése, azok tudatos és következetes alkalmazása a közlekedés során.

Matematika: vektorok, művetek vektorokkal, egyenletrendezés. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; technika, életvitel és gyakorlat: takarékosság, légszennyezés, zajszennyezés, közlekedésbiztonsági eszközök.

befolyásoló tényezők. Ismeretek: Az erő fogalma, mérése, mértékegysége. Newton törvényeinek megfogalmazása. Galilei, Newton munkássága. A mechanikai kölcsönhatásokban fellépő erők, az erők vektorjellege. Speciális erőhatások (nehézségi erő, nyomóerő, fonálerő, súlyerő, súrlódási erők, rugóerő). A rugók erőtörvénye. A kanyarodás dinamikai leírása. Az egyenletes körmozgás dinamikai feltétele. Kulcsfogalmak/ fogalmak

A gépjármű és a környezet kölcsönhatásának megértése. Az erőhatások irányának, mértékének elemzése, értelmezése konkrét gyakorlati példákon. A kanyarodás fizikai alapjaiból eredő következtetések levonása a vezetéstechnikára nézve. Egyszerű számítási feladatok elvégzése az eredő erő és a gyorsulás közötti kapcsolat mélyebb megértése érdekében. A test súlya és a tömege közötti különbség megértése.

12

Tömeg, gyorsulás, erő, eredő erő, tehetetlenség, súly, súrlódás.

Tematikai egység/ Fejlesztési cél

A tömegvonzás

Órakeret 5 óra

Előzetes tudás

A kinematika és a dinamika alapfogalmai, a súly értelmezése. A Naprendszerről, a bolygók mozgásáról tanult általános iskolai ismeretek. Térképismeret.


A gravitációs kölcsönhatás értelmezése az anyagot jellemző kölcsönhatások rendszerében. A Naprendszer mint összetett struktúra értelmezése a felépítés és működés kapcsolatában. Az absztrakt gondolkodás fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A közegellenállási erő természete. A nehézségi gyorsulás földrajzi helytől való függése. Rakéták működése. Űrhajózás, súlytalanság. Mozgások a Naprendszerben: a Hold és a bolygók keringése, üstökösök, meteorok mozgása. Ismeretek: Newton tömegvonzási törvénye. Eötvös Loránd munkássága. A lendület fogalma, a lendület-

Fejlesztési feladatok

Ejtési kísérletek elvégzése (például: kisméretű és nagyméretű labdák esési idejének mérése különböző magasságokból). Egyszerű számítások elvégzése szabadesésre. A rakétaelv kísérleti vizsgálata. A súlytalanság állapotának megértése, a súlytalanság fogalmának elkülönítése a gravitációs vonzás hiányától. Az általános tömegvonzás törvénye, illetve a Keplertörvények egyetemes természetének felismerése.


Fizika: az egyenletes körmozgás leírása. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: tudománytörténet. Technika, életvitel és gyakorlat: GPS, rakéták, műholdak alkalmazása, az űrhajózás céljai. Biológia-egészségtan:

megmaradás törvénye. Kozmikus sebességek: körsebesség, szökési sebesség. A bolygómozgás Kepler-féle törvényei.

Tudománytörténeti információk gyűjtése.

reakcióidő, állatok mozgásának elemzése (pl. medúza). Matematika: egyenletrendezés. Földrajz: a Naprendszer szerkezete, égitestek mozgása, csillagképek.

Kulcsfogalmak/ fogalmak Tematikai egység/ Fejlesztési cél

Tömegvonzás, bolygómozgás.

lendület,

lendület-megmaradás,

A nagy teljesítmény titka: gyorsan és sokat.

Naprendszer, 13

Órakeret 6 óra

Előzetes tudás

A kinematika és a dinamika alapfogalmai. Vektorok felbontása összetevőkre.


A mechanikai energia fogalmának fejlesztése, a munka és energia kapcsolatának, az energia fajtáinak értelmezése. A munka, energia és teljesítmény értelmezésén keresztül a tudományos és köznapi szóhasználat különbözőségének bemutatása.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Gépek, járművek motorjának teljesítménye, nyomatéka. Az emberi teljesítmény fizikai határai. A súrlódás és a közegellenállás hatása a mechanikai energiákra. Ismeretek: Munkavégzés, a mechanikai munka fogalma, mértékegysége. A helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas energia. A munkavégzés és az energiaváltozás kapcsolata.

Fejlesztési követelmények A mechanikai energia tárolási lehetőségeinek felismerése, kísérletek elvégzése alapján. A mechanikai energiák átalakítási folyamatainak felismerése kísérletek elvégzése alapján. A mechanikai energiamegmaradás tételének használata számítási feladatokban. A teljesítmény fogalma, régi és új mértékegységeinek megismerése (lóerő, kilowatt), számítási, átszámítási feladatok elvégzése.

Kapcsolódási pontok Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; informatika: adatgyűjtés. Technika, életvitel és gyakorlat: technikai eszközök (autók, motorok). Biológia-egészségtan: élőlények mozgása, teljesítménye. Testnevelés és sport: sportolók teljesítménye.

Kulcsfogalmak/

Munka, mechanikai energia (helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas

fogalmak

energia), energia-megmaradás, teljesítmény.

Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Egyszerű gépek a mindennapokban

Órakeret 4 óra

Az erő fogalma. Vektorok összeadása, felbontása összetevőkre. Az állandóság és változás fogalmának értelmezése, feltételeinek megjelenése a mechanikai egyensúlyi állapotok kapcsán. A fizikai ismeretek alkalmazása a helyes testtartás fontosságának megértésében és a mozgásszervek egészségének megőrzésében, az önismeret (testkép, szokások) fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Egyensúlyi állapotok megjelenése mindennapi életünkben. Egyszerű gépek alkalmazása - mindennapi eszközeink.

14 Fejlesztési követelmények Az egyensúly és a nyugalom közötti különbség felismerése konkrét példák alapján. A súlyvonal és a súlypont meghatározása méréssel, illetve számítással, szerkesztéssel. Számos példa felismerése a hétköznapokból az egyszerű gépek használatára (például: háztartási gépek, építkezés a történelem folyamán, sport stb.). A különböző egyszerű gépek működésének értelmezése. Annak tudatosulása, hogy az egyszerű gépek használatával kedvezőbbé tehető a munkavégzés, azonban munkát, energiát így sem takaríthatunk meg.

Kapcsolódási pontok Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés, műveletek vektorokkal. Testnevelés és sport: kondicionáló gépek, a test egyensúlyának szerepe az egyes sportágakban.

Ismeretek: Az egyensúlyi állapotok fajtái: - biztos, - bizonytalan, Technika, életvitel és - közömbös, gyakorlat: erőátviteli - metastabil. eszközök, technikai Az egyszerű gépek főbb típusai: eszközök. - egyoldalú és kétoldalú emelő, - álló és mozgócsiga, - hengerkerék, - lejtő, - csavar, - ék. Testek egyensúlyi állapota, az egyensúly feltétele. A forgatónyomaték fogalma. Arkhimédész munkássága. Kulcsfogalmak/ Egyensúlyi állapot, forgatónyomaték, egyszerű gép. fogalmak Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás

Rezgések, hullámok

Órakeret 6 óra

Az egyenletes körmozgás kinematikájának és dinamikájának alapfogalmai. Vektorok. Rugóerő, rugalmas energia. Mechanikai energia-megmaradás.


Rezgések és hullámok a Földön a felépítés és működés viszonyrendszerében. A jelenségkör dinamikai hátterének értelmezése. A társadalmi felelősség kérdéseinek hangsúlyozása a természeti katasztrófák bemutatásán keresztül. A tudomány, technika, kultúra szempontjából az időmérés és az építmények szerkezeti elemeinek bemutatása. Kezdeményezőkészség, együttműködés fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Periodikus jelenségek (rugóhoz erősített test rezgése, fonálinga mozgása). Csillapodó rezgések. Kényszerrezgések. Rezonancia, rezonanciakatasztrófa. Mechanikai hullámok kialakulása. Földrengések kialakulása, előrejelzése, tengerrengések, cunamik. Az árapály-jelenség. A Hold és a Nap szerepe a jelenség létrejöttében.

Fejlesztési feladatok Rezgő rendszerek kísérleti vizsgálata. A rezonancia feltételeinek tanulmányozása gyakorlati példákon a technikában és a természetben. A rezgések általános voltának, létrejöttének megértése, a csillapodás jelenségének felismerése konkrét példákon. A rezgések gerjesztésének felismerése néhány gyakorlati példán. A hullámok mint térben terjedő rezgések értelmezése gyakorlati példákon. A földrengések létrejöttének elemzése a Föld szerkezete alapján. A földrengésekre, tengerrengésekre vonatkozó fizikai alapismeretek elsajátítása, a természeti katasztrófák idején követendő helyes magatartás, a földrengésbiztos épületek sajátságainak megismerése. Árapály-táblázatok elemzése.

Kapcsolódási pontok Technika, életvitel és gyakorlat: időmérő szerkezetek, hidak, mozgó alkatrészek. Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés, táblázat és grafikon készítése. Földrajz: földrengések, lemeztektonika, árapály-jelenség.

Ismeretek: A harmonikus rezgőmozgás jellemzői: - rezgésidő (periódusidő), - amplitúdó, - frekvencia. A harmonikus rezgőmozgás és a fonálinga mozgásának energiaviszonyai, a csillapítás leírása. Hosszanti (longitudinális), keresztirányú (transzverzális) hullám. A mechanikai hullámok jellemzői: hullámhossz, terjedési sebesség. A hullámhosszúság, a frekvencia és a terjedési sebesség közötti kapcsolat ismerete. Huygens munkássága. Kulcsfogalmak/ Harmonikus rezgőmozgás, frekvencia, rezonancia, mechanikai hullám, fogalmak hullámhosszúság, hullám terjedési sebessége.

15


Energia nélkül nem megy

Előzetes tudás

Mechanikai energiafajták. Mechanikai energia-megmaradás.


Az energia fogalmának kiterjesztése a hőtanra a környezet és fenntarthatóság, a környezeti rendszerek állapotának, valamint az ember egészsége vonatkozásában. A tudatos és egészséges táplálkozás iránti igény erősítése. A tudomány, technika, kultúra szempontjából az innováció és a kutatások jelentőségének felismerése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A helyes táplálkozás energetikai vonatkozásai. Joule-kísérlet: a hő mechanikai egyenértéke. Gépjárművek energiaforrásai, a különböző üzemanyagok tulajdonságai. Különleges meghajtású járművek, például hibridautó, hidrogénnel hajtott motor, üzemanyagcella (tüzelőanyagcella), elektromos autó.


Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Kapcsolódási pontok 16

Egyes táplálékok energiatartalmának összehasonlítása egyszerű számításokkal. A hő fogalmának megértése, a hő és hőmérséklet fogalmának elkülönítése. A gépjárművek energetikai jellemzőinek felismerése, a környezetre gyakorolt hatás mérlegelése. Új járműmeghajtási megoldások nyomon követése gyűjtőmunka alapján, előnyök, hátrányok mérlegelése, összehasonlítás.

Ismeretek: A legfontosabb élelmiszerek energiatartalmának ismerete. A hőközlés és az égéshő fogalma. A hő régi és új mértékegységei: kalória, joule. Joule munkássága. A fajhő fogalma. A hatásfok fogalma, motorok hatásfoka. Kulcsfogalmak/ Hő, fajhő, kalória, égéshő, hatásfok. fogalmak Tematikai egység/ Fejlesztési cél

Órakeret 6 óra

Kémia: az üzemanyagok kémiai energiája, a táplálék megemésztésének kémiai folyamatai, elektrolízis. Biológia-egészségtan: a táplálkozás alapvető biológiai folyamatai. Technika, életvitel és gyakorlat: folyamatos technológiai fejlesztések, innováció.

A Nap

Órakeret 6 óra

Hőátadás. Energiák átalakítása. Energia-megmaradás. A hőterjedés különböző mechanizmusainak (hővezetés, hőáramlás, hősugárzás) áttekintése a környezet és fenntarthatóság, a környezeti rendszerek állapotának vonatkozásában. A hőtani ismeretek alkalmazása adott hétköznapi témában gyűjtött adatok kritikus értelmezésére, az alkalmazási lehetőségek megítélésére.




Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A Napból a Föld felé áramló energia. A napenergia felhasználási lehetőségei, például: napkollektor, napelem, napkohó, napkémény, naptó. A hőfényképezés gyakorlati hasznosítása. A hővezetés, a hőáramlás és a hősugárzás megjelenése egy lakóház működésében, lehetőségek energiatakarékos lakóházak építésekor.

A napsugárzás jelenségének, a napsugárzás és a környezet kölcsönhatásainak megismerése. A napállandó értelmezése. A napenergia felhasználási lehetőségeinek környezettudatos felismerése. A hőkisugárzás és a hőelnyelődés arányosságának kvalitatív értelmezése. A hővezetés, a hőáramlás és a hősugárzás alapvető jellemzőinek felismerése, alkalmazása gyakorlati problémák elemzésekor.

Biológia-egészségtan: az „éltető Nap”, hőháztartás, öltözködés.

Ismeretek: Hővezetés: hővezető anyagok, hőszigetelő anyagok. Hőáramlás: természetes és mesterséges hőáramlás. Hősugárzás: kisugárzás, elnyelődés. Kulcsfogalmak Hővezetés, hőáramlás, hősugárzás. /fogalmak Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás


Energiaátalakító gépek

Magyar nyelv és irodalom; történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; vizuális kultúra: a Nap kitüntetett szerepe a mitológiában és a művészetekben. Technika, életvitel és gyakorlat: anyagismeret, takarékosság. Földrajz: csillagászat; a napsugárzás és az éghajlat kapcsolata.

Órakeret 6 óra

Hőtani alapismeretek. Energiák átalakítása. Energia-megmaradás. Termikus rendszerek működésére vonatkozó általános elvek elsajátítása. Technikai rendszerek szerepének megismerése a háztartás energiaellátásában. A környezet és fenntarthatóság vonatkozásainak áttekintése. Az egyéni felelősség erősítése, a felelős döntés képességének természettudományos megalapozása a háztartással kapcsolatos döntésekben, a családi élet vonatkozásaiban.




Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Fűtő és hűtő rendszerek: napkollektor, hőszivattyú, klímaberendezések. Megújuló energiák hasznosítása: vízi erőművek, szélkerekek, víz alatti „szélkerekek”, biodízel, biomassza, biogáz.

A hőtan első főtételének értelmezése, egyszerű esetekben történő alkalmazása. Hőerőgépek felismerése a gyakorlatban, például: gőzgép, gőzturbina, belső égésű motorok, Stirling-gép. Sütő- és főzőkészülékek a múltban, a jelenben és a

Kémia: gyors és lassú égés, élelmiszerkémia. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: beruházás megtérülése, megtérülési idő.

17

közeljövőben, használatuk Ismeretek: megismerése, kipróbálása. Az energia-munka átalakítás alapvető törvényszerűségeinek és lehetőségeinek, a hasznosítható energia fogalmának ismerete. Kulcsfogalmak/ Megújuló energia, hasznosítható energia. fogalmak Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Hasznosítható energia

Biológia-egészségtan: táplálkozás, ökológiai problémák.

Órakeret 6 óra

A hőtan első főtétele. Energiák átalakítása. Energia-megmaradás. Termikus rendszerek működésére vonatkozó általános elvek elsajátítása. A fenntarthatóságának kérdéseinek felismerése a környezeti rendszerekben. Technikai rendszerek szabályozásának bemutatása az atomenergia felhasználása kapcsán. Az absztrakt gondolkodás fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az emberiség energiaszükséglete. Az energia felhasználása az egyes földrészeken, a különböző országokban. A hasznosítható energia előállításának lehetőségei. Az atomfegyverek típusai, kipróbálásuk, az atomcsöndegyezmény. Az atomreaktorok típusai. A radioaktív hulladékok elhelyezésének problémái. A közeljövőben Magyarországon épülő erőművek típusai.

Fejlesztési követelmények A hasznosítható energia fogalmának értelmezése. A tömeghiány fogalmának ismerete, felhasználása egyszerűbb számítási feladatokban, az atommagátalakulások során felszabaduló energia nagyságának kiszámítása. A tömeg-energia egyenértékűség értelmezése. Az atomenergia felhasználási lehetőségeinek megismerése. Megújuló és nem megújuló energiaforrások összehasonlítása. A hőtan második főtételének értelmezése néhány gyakorlati példán keresztül. (pl. hőterjedés iránya, energia disszipáció részecske szintű értelmezése) Rend és rendezetlenség fogalmi tisztázása, spontán és rendeződési folyamatok értelmezése egyszerű esetekben.

Kapcsolódási pontok Kémia: az atommag, reverzibilis és nem reverzibilis folyamatok. Biológia-egészségtan: sugárzások biológiai hatásai, ökológiai problémák, az élet mint speciális folyamat, ahol a rend növekszik. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: a Hirosimára és Nagaszakira ledobott két atombomba története, politikai háttere, későbbi következményei.

Ismeretek: Megfordítható és nemmegfordítható folyamatok. Megújuló és a nem-megújuló energiaforrások. Szilárd Leó, Wigner Jenő, Teller Földrajz: Ede munkássága. energiaforrások. Kulcsfogalmak/ Megfordítható, nem-megfordítható folyamat, rend és rendezetlenség, fogalmak atomenergia, hasznosítható energia.

18

2.2.

Fizika 10. évfolyam Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Vízkörnyezetünk fizikája Fajhő, hőmennyiség, energia.

A környezet és fenntarthatóság kérdéseinek értelmezése a vízkörnyezet kapcsán, a környezettudatosság fejlesztése. Halmazállapot-változások sajátságainak azonosítása termikus rendszerekben, a fizikai modellezés képességének fejlesztése. Képi és verbális információ feldolgozásának 19 erősítése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A víz különleges tulajdonságai (rendhagyó hőtágulás, nagy olvadáshő, forráshő, fajhő), ezek hatása a természetben, illetve mesterséges környezetünkben. Halmazállapot-változások (párolgás, forrás, lecsapódás, olvadás, fagyás, szublimáció). A nyomás és a halmazállapotváltozás kapcsolata. Kölcsönhatások határfelületeken (felületi feszültség, hajszálcsövesség). Lakóházak vizesedése. Vérnyomás, véráramlás. Ismeretek: A szilárd anyagok, folyadékok és gázok tulajdonságai. A halmazállapot-változások energetikai viszonyai: olvadáshő, forráshő, párolgáshő.


Órakeret 8 óra

Fejlesztési követelmények A különböző halmazállapotok meghatározó tulajdonságainak rendszerezése, ezek értelmezése részecskemodellel és kölcsönhatás-típusokkal. A jég rendhagyó hőtágulásából adódó teendők, szabályok összegyűjtése (pl. a mélységi fagyhatár szerepe az épületeknél, vízellátásnál stb.). Hőmérséklet-hőmennyiség grafikonok készítése, elemzése halmazállapot-változásoknál. A végső hőmérséklet meghatározása különböző halmazállapotú, ill. különböző hőmérsékletű anyagok keverésénél. A felületi jelenségek önálló kísérleti vizsgálata. A vérnyomásmérés elvének átlátása.

Kapcsolódási pontok Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés. Biológia-egészségtan: hajszálcsövesség szerepe növényeknél, a levegő páratartalmának a hatása az élőlényekre, fagykár a gyümölcsösökben, a vérnyomásra ható tényezők. Technika, életvitel és gyakorlat: autók hűtési rendszerének téli védelme. Kémia: a különböző halmazállapotú anyagok tulajdonságai, kapcsolatuk a szerkezettel, a halmazállapotváltozások anyagszerkezeti értelmezése, adszorpció.

Olvadáshő, forráshő, párolgáshő, termikus egyensúly, felületi feszültség.

Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Hidro- és aerodinamikai jelenségek, a repülés fizikája

Órakeret 8 óra

A nyomás. A környezet és fenntarthatóság kérdéseinek tudatosítása az időjárást befolyásoló fizikai folyamatok vizsgálatával kapcsolatban. Együttműködés, kezdeményezőkészség fejlesztése csoportmunkában folytatott vizsgálódás során.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A légnyomás változásai. A légnyomás függése a tengerszint feletti magasságtól és annak élettani hatásai. A légnyomás és az időjárás kapcsolata. Hidro- és aerodinamikai jelenségek. Az áramlások nyomásviszonyai. A repülőgépek szárnyának sajátosságai (a szárnyra ható emelőerő). A légcsavar kialakításának sajátságai. A légkör áramlásainak és a tenger áramlásának fizikai jellemzői, a mozgató fizikai hatások. Az időjárás elemei, csapadékformák, a csapadékok kialakulásának fizikai leírása. A víz körforgása, befagyó tavak, jéghegyek. A szél energiája. Termik (például: vitorlázó repülő, sárkányrepülő, vitorlázóernyő), repülők szárnykialakítása. Hangrobbanás. Légzés. Ismeretek: Nyomás, hőmérséklet, páratartalom. A levegő mint ideális gáz jellemzése. A hidrosztatikai nyomás, felhajtóerő. A páratartalom fogalma, a telített gőz. A repülés elve. A légellenállás. Röppálya.

Fejlesztési követelmények A felhajtóerő mint hidrosztatikai nyomáskülönbség értelmezése. A szél épületekre gyakorolt hatásának értelmezése példákon. Természeti és technikai példák gyűjtése és a fizikai elvek értelmezése a repülés kapcsán (termések, állatok, repülő szerkezetek stb.). Az időjárás elemeinek önálló vizsgálata. A jég rendhagyó viselkedése következményeinek bemutatása konkrét gyakorlati példákon. A szélben rejlő energia lehetőségeinek átlátása. A szélerőművek előnyeinek és hátrányainak demonstrálása. Egyszerű repülőeszközök készítése. Önálló kísérletezés: felfelé áramló levegő bemutatása, a tüdő modellezése stb.

Kapcsolódási pontok 20 Matematika: exponenciális függvény. Testnevelés és sport: sport nagy magasságokban, sportolás a mélyben. Biológia-egészségtan: keszonbetegség, hegyibetegség, madarak repülése. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; technika, életvitel és gyakorlat: közlekedési szabályok. Földrajz: térképek, atlaszok használata, csapadékok, csapadékeloszlás, légköri nyomás, a nagy földi légkörzés, tengeráramlatok, a víz körforgása.

Kármán Tódor munkássága. Kulcsfogalmak/ Légnyomás, fogalmak felhajtóerő. Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

hidrosztatikai

nyomás

és

felhajtóerő,

Globális környezeti problémák fizikai vonatkozásai

aerodinamikai

Órakeret 6 óra

A hő terjedésével kapcsolatos ismeretek. A környezettudatos magatartás fejlesztése, a globális szemlélet erősítése. A környezeti rendszerek állapotának, védelmének és fenntarthatóságának megismertetése gyakorlati példákon keresztül. Médiatudatosságra nevelés a szerzett információk tényeken alapuló, 21 kritikus mérlegelésén keresztül.




Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Hatásunk a környezetünkre, az ökológiai lábnyomot meghatározó tényezők: táplálkozás, lakhatás, közlekedés stb. A hatások elemzése a fizika szempontjából. A Föld véges eltartóképessége. Környezetszennyezési, légszennyezési problémák, azok fizikai hatása. Az ózonpajzs szerepe. Ipari létesítmények biztonsága. A globális felmelegedés kérdése. Üvegházhatás a természetben, az üvegházhatás szerepe. A globális felmelegedéssel kapcsolatos tudományos, politikai és áltudományos viták.

Megfelelő segédletek felhasználásával a saját ökológiai lábnyom megbecsülése. A csökkentés módozatainak végiggondolása, környezettudatos fogyasztói szemlélet fejlődése. A környezeti ártalmak megismerése, súlyozása (például: újságcikkek értelmezése, a környezettel kapcsolatos politikai viták proés kontra érvrendszerének megértése). A globális felmelegedés objektív tényeinek és a lehetséges okokkal kapcsolatos feltevéseknek az elkülönítése. A környezet állapota és a gazdasági érdekek lehetséges összefüggéseinek megértése.

Biológia-egészségtan: az ökológia fogalma. Földrajz: környezetvédelem, megújuló és nem megújuló energiaforrások.

Ismeretek: A hősugárzás (elektromágneses hullám) kölcsönhatása egy kiterjedt testtel. Az üvegházgázok fogalma, az emberi tevékenység szerepe az üvegházhatás erősítésében. A széndioxid-kvóta. Kulcsfogalmak/ fogalmak Tematikai egység /Fejlesztési cél

Ökológiai lábnyom, üvegházhatás, globális felmelegedés, ózonpajzs.

A hang és a hangszerek világa

Órakeret 6 óra


Rezgések fizikai leírása. A sebesség fogalma. A hang szerepének megértése az emberi szervezet megismerésében, az ember érzékelésében, egészségében. A hang szerepének megismerése a kommunikációs rendszerekben.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A hangsebesség mérése, a hangsebesség függése a közegtől. Doppler-hatás. Az emberi hangérzékelés fizikai alapjai. A hangok keltésének eljárásai, hangszerek. Húros hangszerek, a húrok rezgései. Sípok fajtái. A zajszennyezés. Ultrahang a természetben és gyógyászatban. Ismeretek: A hang fizikai jellemzői. A hang terjedésének mechanizmusa. Hangintenzitás, a decibel fogalma. Felharmonikusok. Kulcsfogalmak/ fogalmak


A hangmagasság és frekvencia összekapcsolása kísérleti tapasztalat alapján. Hangsebességmérés elvégzése. Közeledő, illetve távolodó autók hangjának vizsgálata. Gyűjtőmunka: néhány jellegzetes hang elhelyezése a decibelskálán. Kísérlet: felhang megszólaltatása húros hangszeren, kvalitatív vizsgálatok: feszítőerő - hangmagasság. Vizet tartalmazó kémcsövek hangmagasságának vizsgálata. Gyűjtőmunka: a fokozott hangerő egészségkárosító hatása, a hatást csökkentő biztonsági intézkedések.

Kapcsolódási pontok Matematika: periodikus függvények.

22

Technika, életvitel és gyakorlat: járművek és egyéb eszközök zajkibocsátása, zajvédelem és az egészséges környezethez való jog (élet az autópályák szomszédságában). Biológia-egészségtan: a hallás, a denevérek és az ultrahang kapcsolata, az ultrahang szerepe a diagnosztikában, „gyógyító hangok”, fájdalomküszöb. Ének-zene: a hangszerek típusai.

Frekvencia terjedési, sebesség, hullámhossz, alaphang, felharmonikus.

Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás


Szikrák és villámok

Órakeret 8 óra

Erő-ellenerő, munkavégzés, elektromos töltés fogalma. Az elektromos alapjelenségek értelmezése az anyagot jellemző egyik alapvető kölcsönhatásként. A sztatikus elektromosságra épülő technikai rendszerek felismerése. Az elektromos rendszerek használata során a felelős magatartás kialakítása. A veszélyhelyzetek felismerése, megelőzése, felkészülés a segítségnyújtásra.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek,



Az elektromos töltés fogalma, az Fizika: erő,

gyakorlati alkalmazások: Elektrosztatikus alapjelenségek: dörzselektromosság, töltött testek közötti kölcsönhatás, földelés. A fénymásoló és a lézernyomtató működése. A villámok keletkezése, fajtái, veszélye, a villámhárítók működése. Az elektromos töltések tárolása: kondenzátorok, szuperkondenzátorok.

elektrosztatikai alapfogalmak, alapjelenségek értelmezése, gyakorlati tapasztalatok, kísérletek alapján. Ponttöltések közötti erő kiszámítása. Különböző anyagok kísérleti vizsgálata vezetőképesség szempontjából, jó szigetelő és jó vezető anyagok felsorolása. Egyszerű elektrosztatikai jelenségek felismerése a fénymásoló és nyomtató működésében sematikus ábra Ismeretek: alapján. Ponttöltések közötti erőhatás, az A villámok veszélyének, a elektromos töltés egysége. villámhárítók működésének Elektromosan szigetelő és megismerése, a helyes vezető anyagok. magatartás elsajátítása zivataros, Az elektromosság fizikai villámcsapás-veszélyes időben. leírásában használatos fogalmak: Az elektromos térerősség és az elektromos térerősség, elektromos feszültség feszültség, kapacitás. jelentésének megismerése, Az elektromos kapacitás használatuk a jelenségek fogalma, mértékegysége. leírásában, értelmezésében. Benjamin Franklin munkássága. A kondenzátorok szerepének felismerése az elektrotechnikában konkrét példák alapján. Kulcsfogalmak/ fogalmak

kölcsönhatás törvénye. Kémia: az atom összetétele, az elektronfelhő. Technika, életvitel és gyakorlat: fénymásolók, nyomtatók, balesetvédelem. Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés, számok normálalakja.

Elektromos töltés, szigetelő anyag, vezető anyag, elektromos térerősség, elektromos feszültség, kondenzátor.

Tematikai egység /Fejlesztési cél

Az elektromos áram

Órakeret 8 óra

Előzetes tudás

Elektrosztatikai alapfogalmak, vezető és szigetelő anyagok, elektromos feszültség fogalma.


Az egyenáramú elektromos hálózatok mint technikai rendszerek azonosítása, az áramok szerepének felismerése a szervezetben, az orvosi diagnosztikában. Kezdeményezőkészség és a tanulás tanulásának fejlesztése önálló munkán keresztül.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az elektromos áram élettani hatása: az emberi test áramvezetési tulajdonságai, idegi áramvezetés. Az elektromos áram élettani

Fejlesztési követelmények Az elektromos áram létrejöttének megismerése, egyszerű áramkörök összeállítása. Az elektromos áram hő-, fény-, kémiai és mágneses hatásának megismerése kísérletekkel,

Kapcsolódási pontok Biológia-egészségtan: idegrendszer, a szív működése, az agy működése, orvosi diagnosztika, terápia. Matematika: grafikon

23

szerepe, diagnosztikai és terápiás orvosi alkalmazások. Az emberi test ellenállása és annak változásai (pl.: áramütés hatása, hazugságvizsgáló működése). Vezetők elektromos ellenállásának hőmérsékletfüggése. Ismeretek: Az elektromos áram fogalma, az áramerősség mértékegysége. Az elektromos ellenállás fogalma, mértékegysége. Ohm törvénye. Kulcsfogalmak/ fogalmak

demonstrációkkal. Orvosi alkalmazások: EKG, EEG felhasználási területeinek, diagnosztikai szerepének átlátása, az akupunktúrás pontok kimérése ellenállásmérővel. Az elektromos ellenállás kiszámítása, mérése, az értékek összehasonlítása. Az emberi test (bőr) ellenállásának mérése különböző körülmények között, következtetések levonása.

készítése. Technika, életvitel és gyakorlat: érintésvédelem.

24

Áramkör, elektromos áram, elektromos ellenállás.


Lakások, házak elektromos hálózata

Órakeret 8 óra

Előzetes tudás

Egyenáramok alapfogalmai, az elektromos feszültség és ellenállás fogalma.


A háztartás elektromos hálózatának mint technikai rendszernek azonosítása, az érintésvédelmi szabályok elsajátítása. A környezettudatosság és energiahatékonyság szempontjainak elsajátítása az elektromos energia felhasználásában.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Elektromos hálózatok kialakítása lakásokban, épületekben, elektromos kapcsolási rajzok. Az elektromos áram veszélyei, konnektorok lezárása kisgyermekek védelme érdekében. A biztosíték (kismegszakító) működése, használata, olvadóés automatabiztosítók. Háromeres vezetékek használata, a földvezeték szerepe. Az energiatakarékosság kérdései, vezérelt (éjszakai) áram.

Fejlesztési követelmények Az egyszerűbb kapcsolási rajzok értelmezése. A soros és a párhuzamos kapcsolások legfontosabb jellemzőinek megismerése kísérleti vizsgálatok alapján. Az elektromosság veszélyeinek megismerése. A biztosítékok szerepének megismerése a lakásokban. Az elektromos munkavégzés, a Joule-hő, valamint az elektromos teljesítmény kiszámítása, fogyasztók teljesítményének összehasonlítása. Az energiatakarékosság kérdéseinek ismerete, a villanyszámla értelmezése. Egyszerűbb számítási feladatok,

Kapcsolódási pontok Matematika: egyenletrendezés, műveletek törtekkel. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; technika, életvitel és gyakorlat: takarékosság, energiagazdálkodás.

Ismeretek: Az elektromos munka, a Joulehő, valamint az elektromos teljesítmény fogalma. Soros és párhuzamos kapcsolás.


gazdaságossági számítások elvégzése. Régi és mai elektromos világítási eszközök összehasonlítása. Hagyományos izzólámpa és azonos fényerejű, fehér LEDeket tartalmazó lámpa elektromos teljesítményének mérése és összehasonlítása.

Soros és párhuzamos kapcsolás, Joule-hő, földelés. 25


Elemek, telepek

Órakeret 6 óra

Egyenáramok alapfogalmai, az elektromos feszültség és ellenállás fogalma. A környezettudatosság és fenntarthatóság szempontjainak tudatosítása a háztartás elektromos energiaforrásainak felhasználásában. A tudatos felhasználói, fogyasztói magatartás erősítése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Gépkocsi-akkumulátorok adatai: feszültség, amperóra (Ah). Mobiltelefonok akkumulátorai, tölthető ceruzaelemek adatai: feszültség, milliamperóra (mAh), wattóra (Wh). Akkumulátorok energiatartalma, a feltöltés költségei.



Az elemek, telepek, újratölthető akkumulátorok alapvető fizikai tulajdonságainak, paramétereinek megismerése, mérése. Egyszerű számítások elvégzése az akkumulátorokban tárolt energiával, töltéssel kapcsolatban.

Kémia: elektrokémia. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; technika, életvitel és gyakorlat: takarékosság.

Ismeretek: Elemek és telepek működése, fizikai leírása egyszerűsített modell alapján. Elektrokémiai alapfogalmak. Kulcsfogalmak/ fogalmak Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás

Telep, akkumulátor, újratölthető elem.

Az elektromos energia előállítása

Órakeret 8 óra

Egyenáramok alapfogalmai, az elektromos teljesítmény fogalma, az energiamegmaradás törvénye, energiák átalakításának ismerete, vonzóés taszítóerő, forgatónyomaték.


Az elektromágneses indukció segítségével előállított villamos energia termelésének mint technikai rendszernek felismerése, azonosítása az energiaellátás rendszerében. Környezettudatos szemlélet erősítése. A magyar és európai azonosságtudat erősítése a feltalálók munkájának (Jedlik, Bláthy, Zipernowsky, Déri) megismerésén keresztül.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Mágnesek, mágneses alapjelenségek felismerése a mindennapokban. A Föld mágneses terének vizsgálata, az iránytű használata. Az elektromos energia előállításának gyakorlati példái: dinamó, generátor. Az elektromágneses indukció jelenségének megjelenése mindennapi eszközeinkben. Elektromos hálózatok felépítésének sajátságai. A távvezetékek feszültségének nagy értékekre történő feltranszformálásának oka.

Fejlesztési követelmények Az alapvető mágneses jelenségek, a mágneses mező mérésének megismerése, alapkísérletek során. A Föld mágneses tere szerkezetének, az iránytű működésének megismerése. Eligazodás az elektromágneses indukció jelenségeinek értelmezésében egyes alapesetekben. A dinamó és a generátor működési alapelvének megismerése, értelmezése, szemléltetése kísérleti tapasztalat alapján. A nagy elektromos hálózatok felépítésének megértése, alapelveinek áttekintése.

Ismeretek: A mágneses mező fogalma, a mágneses tér nagyságának mérése. Az elektromágneses indukció Faraday-törvénye. A dinamó, a generátor, a transzformátor működése. Jedlik Ányos, Michael Faraday munkássága. Kulcsfogalmak/ fogalmak

2.3.

Kapcsolódási pontok Földrajz: a Föld mágneses tere, elektromos energiát termelő erőművek. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: az elektromossággal kapcsolatos felfedezések szerepe az ipari fejlődésben; magyar találmányok szerepe az iparosodásban (Ganz); a Széchenyi-család szerepe az innováció támogatásában és a modernizációban.

Mágnes, mágneses mező, iránytű, dinamó, generátor, elektromágneses indukció, transzformátor, energia-megmaradás.

Fizika 11. évfolyam Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás

A fény természete Elektromos mező, a Nap sugárzása, hősugárzás.

Órakeret 6 óra

26


Az elektromágneses hullámok rendszerének, kölcsönhatásainak, az információ terjedésében játszott szerepének megértése. Az absztrakt gondolkodás fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Elsődleges és másodlagos fényforrások a környezetünkben, a fénynyaláb, árnyékjelenségek, teljes árnyék, félárnyék. Az elektromágneses spektrum egyes tartományainak használata a gyakorlatban: a részecske-hullám kettős természete. Ismeretek: Az elektromágneses hullám fogalma, tartományai: - rádióhullámok, - mikrohullámok, - infravörös hullámok, - a látható fény, - az ultraibolya hullámok, - röntgensugárzás, - gammasugárzás. A fény sebessége légüres térben. A fény sebessége különböző anyagokban. A sugárzás energiája, kölcsönhatása az anyaggal: elnyelődés, visszaverődés. Planck hipotézise, fotonok. Max Planck munkássága.

Kulcsfogalmak/ fogalmak Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás



Az elsődleges és másodlagos fényforrások megkülönböztetése. Az árnyékjelenségek felismerése, értelmezése, megfigyelése. Egy fénysebesség mérésére (becslésére) alkalmas eljárás megismerése. Az elektromágneses spektrum egyes elemeinek azonosítása a természetben, eszközeink működésében. Az érzékszervekkel észlelhető és nem észlelhető elektromágneses sugárzás megkülönböztetése. Egyszerű kísérletek elvégzése a háztartásban és környezetünkben előforduló elektromágneses hullámok és az anyag kölcsönhatására. Példák gyűjtése és elemzése az elektromágneses sugárzás és az élő szervezet kölcsönhatásairól. A hullám jellemzőinek (frekvencia, hullámhossz, terjedési sebesség) kapcsolatára vonatkozó egyszerű számítások. A fotonelmélet értelmezése, a frekvencia (hullámhossz) és a foton energiája kapcsolatának átlátása. Az energia kvantáltságának értelmezése. A folytonos energiaterjedés érzetének megértése.

Kémia: üvegházhatás, a „nano” prefixum jelentése, lángfestés. Biológia-egészségtan: az energiaátadás szerepe a gyógyászati alkalmazásoknál.

Hullámhossz, frekvencia, fénysebesség, elektromágneses hullám, foton, spektrum.

Hogyan látunk, hogyan javítjuk a látásunk?

Órakeret 10 óra

A fény természete, mindennapi ismereteink a színekről, a fény viselkedésére vonatkozó geometriai-optikai alapismeretek.

27


A látás mint alapvető érzékelés biofizikai rendszerének az emberi megismerésben játszott szerepének azonosítása. A látás javításával, hatótávolságának kiterjesztésével kapcsolatos eszközök kiválasztásának, használatának egészségügyi szempontjaira vonatkozó ismeretek tudatosítása. A tudomány, technika, kultúra szempontjából az innovációk (például a holográfia, a lézer) szerepének felismerése. A magyar kutatók, felfedezők (Gábor Dénes) szerepének megismerése a lézeres alkalmazások fejlesztésében.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A szemünk és más képalkotó eszközök. A látás mechanizmusa. Gyakori látáshibák. A szemüveg és a kontaktlencse jellemzői. A kicsi és nagy dolgok észlelése. A távcső és a mikroszkóp működésének elve. Színes világ: vörös, zöld és kék alapszínek, kevert színek. A színes monitorok, kijelzők működése. Színtévesztés és színvakság. Fényszóródás durva és sima felületen. Szóródás apró részecskéken (például a köd fényszórása). Lézerfény létrehozása. Hologramok. A háromdimenziós képalkotás aktuális eredményei. Ismeretek: A fénytörés és visszaverődés törvényei. Valódi és látszólagos kép. A domború és homorú tükrök és lencsék tulajdonságai, legfőbb jellemzői, a dioptria fogalma. A fény felbontása, a tiszta spektrumszínek. Interferencia. A fényszórás tulajdonságai. Gábor Dénes munkássága. Az aktuálisan érvényes 3D-s technika elvének ismerete. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Fejlesztési követelmények A látást veszélyeztető tényezők áttekintése, a látás-kiegészítők és optikai eszközök kiválasztásának szempontjai. Optikai illúziók gyűjtése. Egyszerű sugármenetek készítése, a leképezés értelmezése. A távcső és mikroszkóp felfedezése tudománytörténeti szerepének megismerése, hatása az emberi gondolkodásra. A színek értelmezése, a színkeverés szabályainak megértése, megvalósulásának felismerése a gyakorlatban, egyszerű kísérletek elvégzése. A fény és a láthatóság kölcsönös viszonyának megértése. A lézerfénnyel kapcsolatos biztonsági előírások tudatos alkalmazása. A fehér fény interferenciaalapú felbontásának kísérleti vizsgálata. Az aktuálisan érvényes 3D-s technika biztonságos használatának elsajátítása.

Kapcsolódási pontok Biológia-egészségtan: 28 a szem és a látás, a szem egészsége. Vizuális kultúra: a színek szerepe.

Tükör, lencse, fókusz, látszólagos kép, valódi kép, képalkotás.


Kommunikáció, kommunikációs eszközök, képalkotás, képrögzítés a 21. században

Órakeret 12 óra

Előzetes tudás

Mechanikai rezgések, elektromágneses hullámok. Az elektromágneses hullámok természete.


Információs, kommunikációs rendszerek mint technikai rendszerek értelmezése. Szerepük megértése az adatrögzítésben, adatok továbbításában. Képalkotási eljárások, adattárolás és továbbítás, orvosi, diagnosztikai eljárások előfordulásának, céljainak, legfőbb sajátságainak felismerése a mindennapokban. Az innovációk szerepének felismerése a tudományban, technikában és kultúrában.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A korszerű kamerák, antennák, vevőkészülékek működésének legfontosabb elemei. Az elektromágneses hullámok elhajlása, szóródása, visszaverődése az ionoszférából. A mobiltelefon felépítése és működése. A teljes visszaverődés jelensége. Üvegszálak optikai kábelekben, endoszkópokban. Diagnosztikai módszerek alkalmazásának célja és fizikai alapelvei a gyógyászatban (a testben keletkező áramok kimutatása, röntgen, képalkotó eljárások, endoszkóp használata). Terápiás módszerek alkalmazásának célja és fizikai alapelvei a gyógyászatban. Elektronikus memóriák. Mágneses memóriák. CD, DVD lemezek. A képek és hangok kódolása. A fényelektromos hatás jelensége, gyakorlati alkalmazása (digitális kamera, fénymásoló, lézernyomtató működése). A digitális fényképezés alapjai. Integrált áramkörök és felhasználásuk. Ismeretek: Elektromágneses rezgések nyílt és zárt rezgőkörben.



Az elektromágneses hullámok szerepének felismerése az információ- (hang, kép) átvitelben. A mobiltelefon legfontosabb tartozékainak (SIM kártya, akkumulátor stb.) kezelése, funkciójuk megértése. Az aktuálisan legmodernebb mobilkészülékekhez rendelt néhány funkció, szolgáltatás értelmezése fizikai szempontból, azok alkalmazása. A kábelen történő adatátvitel elvének megértése. Az endoszkópos operáció és néhány diagnosztikai eljárás elvének, gyakorlatának, szervezetre gyakorolt hatásának megismerése, az egészségtudatosság fejlesztése. A digitális technika leglényegesebb elveinek, a legelterjedtebb alkalmazások fizikai alapjainak áttekintése konkrét gyakorlati példák alapján. Kísérletek DVD- (CD-) lemezzel. A legelterjedtebb adattárolók legfontosabb sajátságainak, a legújabb kommunikációs lehetőségeknek és technikáknak nyomon követése. A digitális képrögzítés elvi lényegének, ill. a CCD felépítésének átlátása. A fényképezőgép jellemző paramétereinek értelmezése:

Mozgóképkultúra és médiaismeret: a kommunikáció alapjai, a képalkotó eljárások alkalmazása a digitális művészetekben. Technika, életvitel és gyakorlat: kommunikációs eszközök, információtovábbítás üvegszálas kábelen, az információ tárolásának lehetőségei. Biológia-egészségtan: betegségek és a képalkotó diagnosztikai eljárások, a megelőzés szerepe. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; technika, életvitel és gyakorlat: betegjogok. Vizuális kultúra: a fényképezés mint művészet, digitális művészet.

29

A rádió működésének elve. A felbontás, optikai- és digitális moduláció. zoom. A bináris kód, digitális jelek, Gyűjtőmunka: A „jó” fényképek impulzusok. készítésének titkai. A fényelektromos hatás fizikai A röntgensugarak gyógyászati leírása, magyarázata. szerepének és veszélyeinek Albert Einstein munkássága. összegyűjtése. Kulcsfogalmak/ Elektromágneses rezgés, hullám, teljes visszaverődés, adatátvitel, fogalmak adattárolás, információ, fényelektromos hatás. Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Atomfizika a hétköznapokban Ütközések, a fény jellemzői.

Az anyag modellezésében rejlő filozófiai, tudománytörténeti vonatkozások felismerése. A modellalkotás ismeretelméleti szerepének értelmezése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az atom fogalmának átalakulásai, az egyes atommodellek mellett és ellen szóló érvek, tapasztalatok. Az atommag felfedezése: Rutherford szórási kísérlete. Atomok, molekulák és egyéb összetett rendszerek (kristályok, folyadékkristályok, kolloidok). Ismeretek: Vonalas és folytonos kibocsátási színképek. Rutherford-modell, Bohrmodell, az atomok kvantummechanikai leírásának alapelvei. Az anyag kettős természete. Ernest Rutherford, Niels Bohr munkássága. Kulcsfogalmak/ fogalmak Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás

Órakeret 6 óra 30



A Thomson-féle atommodell cáfolatához vezető kísérleti tények összegyűjtése. A Rutherford-kísérlet következményeinek átlátása. A különféle anyagok színképének vizsgálata fényképfelvételek alapján. Vonalas és folytonos kibocsátási színképek jellemzése, létrejöttük magyarázata. A gázok vonalas színképének az atomi elektronállapotok energiájának ismeretén alapuló értelmezése. Különböző fénykibocsátó eszközök spektrumának gyűjtése a gyártók adatai alapján (például akvárium-fénycsövek fajtáinak spektruma).

Matematika: folytonos és diszkrét változó. Kémia: Lángfestés, az atom szerkezete; kristályok és kolloidok. Elemek tulajdonságainak periodicitása. Filozófia: az anyag mélyebb megismerésének hatása a gondolkodásra, a tudomány felelősségének kérdései, a megismerhetőség határai és korlátai.

Vonalas színkép, az anyag kettős természete.

Az atommag szerkezete, radioaktivitás Az atom felépítése, egyszerűbb modelljei.

Órakeret 8 óra


A radioaktivitás és anyagszerkezet kapcsolatának megismerése, a radioaktív sugárzások mindennapi megjelenésének, az élő és élettelen környezetre gyakorolt hatásainak bemutatása. A nukleáris energia energiatermelésben játszott szerepének áttekintése során a kritikai gondolkodás, érvelés képességének fejlesztése. Az állampolgári felelősségvállalás erősítése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Stabil és bomló atommagok. A radioaktív sugárzás felfedezése. A radioaktív bomlás jelensége. A bomlás véletlenszerűsége. Mesterséges radioaktivitás. A nukleáris energia felhasználásának kérdései. Az energiatermelés kockázati tényezői. Atomerőművek működése, szabályozása. Kockázatok és rendszerbiztonság (sugárvédelem). A természetes háttérsugárzás. Az atomfegyverek típusai, kipróbálásuk, az atomcsöndegyezmény.


Az atommag-átalakulásoknál felszabaduló energia nagyságának kiszámítása. Kutatómunka: például a radioaktív jód vizsgálati jelentősége (vese, pajzsmirigy), vagy egy atomerőmű-baleset elemzése. Néhány anyagvizsgálati módszer megismerése, a módszer fizikai háttere (radiokarbon módszer, tömegspektroszkópia). Radioaktív izotópok a szervezetben. A radioaktív nyomjelzés jelentőségének megismerése. A radioaktivitás egészségügyi hatásainak felismerése: - sugárbetegség, - sugárterápia. Ismeretek: A radioaktív hulladékok Építőkövek: proton, neutron, elhelyezési problémáinak kvark. A tömeghiány fogalma. felismerése, az ésszerű Az atommagon belüli kockázatvállalás felmérése. kölcsönhatások. Az atom-, neutron-, Alfa-, béta- és hidrogénbomba pusztító gammasugárzások tulajdonságai: erejének, hosszú távú hatásainak töltés, áthatolóképesség, felismerése. ionizáció. A tömeg-energia egyenértékűség. Radioaktív izotópok. Felezési idő, aktivitás fogalma. A Curie-család munkássága


Kapcsolódási pontok Matematika: az exponenciális függvény. Kémia: az atommag. Biológia-egészségtan: a sugárzások biológiai hatásai, a sugárzás szerepe az evolúcióban, a fajtanemesítésben a mutációk előidézése révén, a radioaktív sugárzások hatása. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: a Hirosimára és Nagaszakira ledobott két atombomba története, politikai háttere, későbbi következményei, az atomenergia felhasználása békés és katonai célokra. Földrajz: energiaforrások. Filozófia; etika: a tudomány felelősségének kérdései; véletlen, törvényszerűség, szükségszerűség.

Tömeg-energia egyenértékűség, radioaktivitás, felezési idő.

31


A Naprendszer fizikai viszonyai

Órakeret 7 óra

Az általános tömegvonzás törvénye, Kepler-törvények, halmazállapotváltozások, üvegházhatás, súrlódás. A Naprendszer mint összefüggő fizikai rendszer megismerése, értelmezése, állapotának és keletkezésének összekapcsolása.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A Naprendszer keletkezése, a perdületmegmaradás érvényesülése. A Föld és a Hold kora. A hold- és a napfogyatkozás. A Merkúr, a Vénusz és a Mars jellegzetességei. Érdekességek a bolygókon: - hőmérsékleti viszonyok, - a Merkúr elnyúlt pályája, - a Vénusz különlegesen sűrű légköre, - a Mars jégsapkái. A kisbolygók övének elhelyezkedése, egyes objektumai. A Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz jellegzetességei. Az óriásbolygók anyaga. Gyűrűk és holdak az óriásbolygók körül. A Vörös-folt a Jupiteren. Meteorok, meteoritek. Üstökösök és szerkezetük. A Földet fenyegető kozmikus katasztrófa esélye, az esetleges fenyegetettség felismerése, elhárítása. Ismeretek: A Naprendszer szerkezete, legfontosabb objektumai. A bolygók pályája, keringésük és forgásuk sajátságai. A Föld forgása, keringése, befolyása a Föld alakjára. A Föld felszínét formáló erők. A


Kapcsolódási pontok 32

A Föld, a Naprendszer és a Kozmosz fejlődéséről alkotott csillagászati elképzelések áttekintése. Az Föld mozgásaihoz kötött időszámítás logikájának megértése. Egyszerű kísérletek végzése, értelmezése a perdületmegmaradásra. A Földön uralkodó fizikai viszonyoknak és a Föld Naprendszeren belüli helyzetének összekapcsolása. A holdfázisok és a Hold égbolton való helyzetének megfigyelése, az összefüggés értelmezése. Annak felismerése, hogy a Hold miért mutatja mindig ugyanazt az oldalát a Föld felé. Holdfogyatkozás megfigyelése, a holdfázis és holdfogyatkozás megkülönböztetése. A bolygók fizikai viszonyainak és felszínük állapotának összekapcsolása. A légkör hiányának és a légkör jelenlétének, valamint a bolygófelszín jellegzetességeinek kapcsolatára vonatkozó felismerések megtétele. Táblázati adatok segítségével két égitest sajátságainak, felszíni viszonyainak összehasonlítása, az eltérések okainak és azok következményeinek az értelmezése. A bolygók sajátosságainak, a

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: a napfogyatkozások szerepe az emberi kultúrában, a Hold „képének” értelmezése a múltban. Földrajz: a tananyag csillagászati fejezetei, a Föld forgása és keringése, a Föld forgásának következményei (nyugati szelek öve), a Föld belső szerkezete, földtörténeti katasztrófák. Biológia-egészségtan: a Hold és az ember biológiai ciklusai, az élet fizikai feltételei.

Hold jellemző adatai (távolság, keringési idő, forgási periódus, hőmérséklet), a légkör hiánya, a holdfelszín, a Hold formakincse. A Hold fázisai, holdfogyatkozás. Kopernikusz és Kepler munkássága.


bolygókutatás legfontosabb eredményeinek bemutatása internetes adatgyűjtést követően az osztálytársak számára. A Naprendszer óriásbolygóinak felismerése képekről jellegzetességeik alapján. Az űrben játszódó fantasztikus filmek kritikai elemzése a fizikai tartalom szempontjából.

Pálya, keringés, forgás, csillag, bolygó, hold, üstökös, meteor, meteorit. 33


A csillagok világa Méretek, mértékegységek, energiatermelése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A csillagok lehetséges fejlődési folyamatai, fejlődésük sajátságai. A Nap várható jövője. A csillagtevékenység formái, ezek észlelése. Néhány különleges égi objektum (például: kettős csillag, fekete lyuk, szupernóva stb.). Ismeretek: A csillagok definíciója, jellemzői, gyakorisága, mérete, szerepük az elemek kialakulásában. A Nap és a Föld kölcsönhatása. A galaxisok alakja, szerkezete, galaxisunk, a Tejút.


a

Nap

sugárzása,

A felépítés és működés kapcsolatának értelmezése a csillagokban mint természeti rendszerekben. Az Univerzum (általunk ismert része) anyagi egységének beláttatása.



magfúzió,

Órakeret 5 óra



A csillagok méretviszonyainak (nagyságrendeknek) áttekintése. A csillagok energiatermelésének megértése. A világunkban zajló folyamatos változás gondolatának elfogadása a csillagok fejlődése kapcsán. A csillagokra vonatkozó általános ismeretek alkalmazása a Napra. A földi anyag és a csillagkeletkezési folyamat közötti kapcsolat átélése: „csillagok porából vagyunk valamennyien”. Önálló projektmunkák, képek gyűjtése, egyszerű megfigyelések végzése (például: a Tejút megfigyelése).

Filozófia: állandóság és változás; a világ, a létezés keletkezéséről, természetéről alkotott elméletek. Etika: az ember helye és szerepe a világban. Kémia: a periódusos rendszer, elemek keletkezése. Magyar nyelv és irodalom: Madách Imre: Az ember tragédiája.

Csillag, galaxis, Tejút.

Az űrkutatás hatása mindennapjainkra

Órakeret 5 óra


Kepler törvényei, a rakétaelv, egyenletes körmozgás. Az űrkutatás mint társadalmilag hasznos tevékenység megértetése. Az űrkutatás tudománytörténeti vonatkozásainak megismerése, szerepének áttekintése a környezet és fenntarthatóság szempontjából.



Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az űrkutatás állomásai: - első ember az űrben, - a Hold meghódítása, - magyarok az űrben. A modern űrkutatás célpontjai, a jövő tervei. Emberi objektumok az űrben: hordozórakéták, szállító eszközök. Az emberi élet lehetősége az űrben. A Nemzetközi Űrállomás. A világűr megfigyelése: távcsövek, parabolaantennák, űrtávcső. A Föld szolgálata az űrből. A fizika tudományának hatása az űrkutatás kapcsán az iparitechnikai civilizációra, a legfontosabb technikai alkalmazások, új anyagok. Az exobolygók kutatása. Az élet feltételeinek térbeli és időbeli korlátai. Az értelmes élet kutatása.

Az űrkutatás fejlődésének legfontosabb állomásaira vonatkozó adatok gyűjtése, rendszerezése. A magyar űrkutatás eredményeinek, űrhajósainknak, a magyarok által fejlesztett, űrbe juttatott eszközöknek a megismerése. Az űrbe jutás alapvető technikáinak (rakéta, űrrepülő) megértése. A világűr megismerésének mint hajtóerőnek szerepe az emberiség történetében. Az ember (a magasabb rendű értelem) egyedi volta mellett és ellene szóló érvek ütköztetése. A Föld elhagyása nehézségeinek és lehetőségeinek mérlegelése, az ide vezető kényszerek és az emberi felelősség átlátása. Az űrkutatás jelenkori programjának, fő törekvéseinek áttekintése.

Kapcsolódási pontok Magyar nyelv és irodalom; mozgóképkultúra és médiaismeret: találkozás más értelmes lényekkel. Filozófia; etika: az ember helyével és szerepével kapcsolatos kérdések (pl. „Egyedül vagyunk a világban?” „Van jogunk bányát nyitni a Holdon?”). Matematika: valószínűség-számítás.

Ismeretek: Az űrkutatás irányai, hasznosítása, társadalmi szerepe (példák). Kulcsfogalmak/ Exobolygó, űrkutatás, mesterséges égitest. fogalmak Tematikai egység /Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Az Univerzum szerkezete és keletkezése

Órakeret 5 óra

A fény terjedése, a fény természete. A világmindenség mint fizikai rendszer fejlődésének, a fejlődés kereteinek, következményinek, időbeli lefutásának megértése.

34

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az Univerzum tágulására utaló tapasztalatok, a galaxishalmazok távolodása. A fizikai-matematikai világleírások hatása az európai kultúrára. Ismeretek: A vákuumbeli fénysebesség véges volta és átléphetetlensége. Az Univerzum fejlődése, az ősrobbanás-elmélet. Az Univerzum kora, létrejöttének, jövőjének néhány modellje. A téridő néhány sajátsága. Albert Einstein munkássága.


3.



Az Univerzum tágulásának összekapcsolása a kezdet fogalmával. Az önmagában nem létező idő gondolatának összevetése mindennapi időfogalmunkkal. Érvelés és vita az Univerzumról kialakított képzetekkel kapcsolatban. A tér tágulásának és a térbeli dolgok távolodásának megkülönböztetése. A térre és időre vonatkozó filozófiai gondolatok áttekintése néhány jeles szerző műrészletei alapján. A tér és az idő szétválaszthatatlanságának megértése a fény véges sebességének következményeként.

Magyar nyelv és irodalom; történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: irodalmi, mitológiai, történelmi vonatkozások.

Ősrobbanás, a tér tágulása, téridő.

Az érettségi vizsga formái és követelményei

Filozófia: állandóság 35 és változás; a világ, a létezés keletkezéséről, természetéről alkotott elméletek. Etika: az ember helyének és szerepének értelmezése a világegyetemben.

Fizika írásbeli érettségi Középszint Egy központi feladatsor I. rész: 20 kérdésből álló feleletválasztós kérdéssor (40 pont) II. rész: 4 nyíltvégű kérdés, amelyből hármat kell megoldani (50 pont) A feladatlap időtartama 120 perc, pontértéke összesen 90 pont. Használható segédeszköz: függvénytáblázat, zsebszámológép. Fizika szóbeli érettségi Középszint Szóbeli tételek száma: legalább 20. Használható segédeszközök: a rendelkezésre álló kísérleti eszközök, függvénytáblázat, zsebszámológép. Pontértéke: összesen 60 pont (tartalmi rész: 55 pont, felépítés a kifejtés önállósága: 5 pont) Témakör 1. Mechanika A dinamika törvényei

36

Követelmények - A testek mechanikai kölcsönhatása, az erő, az erő mérése, erők összegzése. - Newton törvényeinek értelmezése. - Kényszererők felismerése konkrét példákban. - Az impulzus (lendület) megmaradása, felismerése és alkalmazása konkrét példákra. - Az erőpár fogalma, a forgatónyomaték kiszámítása egyszerű esetekben. - Tömegközéppont alkalmazása homogén, egyszerű alakú testek esetében. - Testek egyensúlyi helyzetének értelmezése. - Egyszerű gépek működésének leírása.

Mozgások - A vonatkoztatási rendszer, pálya, út, idő, elmozdulás fogalmainak alkalmazása, a mozgás viszonylagossága. - Az egyenes vonalú, egyenletes mozgás leírása. - Az egyenes vonalú, egyenletesen változó mozgás leírása, a sebesség, gyorsulás alkalmazása. - Az átlagsebesség és a pillanatnyi sebesség megkülönböztetése. - A szabadesés és a függőleges hajítás leírása. - Az egyenletes körmozgás leírása, jellemzői. - E mozgások dinamikai feltételének alkalmazása konkrét példákra. - A súrlódás jelensége. Munka és energia - A munka és a teljesítmény. A hatásfok. - A mozgási energia. - Az emelési munka, a helyzeti energia. - A munka grafikus ábrázolása. A rugalmas energia. - A mechanikai energia megmaradása, a törvény alkalmazása. 2. Gravitáció

Gravitáció - Az általános tömegvonzási törvény és jelentősége. - A bolygók mozgásának leírása: Kepler törvényei. - A mesterséges égitestek mozgása. - Nehézségi erő, a súly, a súlytalanság értelmezése. - A gravitációs gyorsulás mérése. A csillagászat elemeiből - A Naprendszer és főbb részeinek jellemzése. - A Tejútrendszer, galaxisok. - A világűr megismerésének legfontosabb módszerei, eszközei. 3. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek 37 Személyiségek - Kopernikusz, Kepler, Galilei, Newton, Watt, Joule, Eötvös Loránd a tanultakkal kapcsolatos legfontosabb eredményeinek ismerete. Elméletek, felfedezések, találmányok

4.

5.

- A geo- és heliocentrikus világkép összehasonlítása. - Galilei munkásságának jelentősége: a kísérletezés szerepe. - Newton munkásságának jelenősége: "az égi és földi mechanika egyesítése", a newtoni fizika hatása. - Az űrkutatás történetének legfontosabb állomásai.

Értékelés: 0-24% elégtelen (1) 25-39% elégséges (2) 40-59% közepes (3) 60-79% jó (4) 80-100% jeles (5) A tanulói előmenetel ellenőrzésének és értékelésének formái, gyakorlata A nagy osztálylétszámok és a szoros tananyag miatt elsősorban írásban kérünk számon. A nagyobb összefüggő fejezetek végén összefoglalást követően közös témazáró dolgozatokat iratunk. A témazáró dolgozatok száma megegyezik a heti óraszámmal. Ezt kiegészítik még további dolgozatok. A dolgozatokat időarányosan íratjuk és előre bejelentjük. Az érdeklődés fenntartásának és az előrehaladásnak fontos feltétele a tanulók folyamatos ellenőrzése és értékelése. Ennek érdekében a dolgozatokat szóbeli feleletek egészítik ki. Gyakorlati feladatokat (pl. tanulói kiselőadás, bemutató, kísérlet, projekt munka) is jelölhetünk ki ,illetve vállalható és értékelhető. Osztályozhatjuk bizonyos esetekben az órai munkát is. A minimális érdemjegyek száma félévenként a heti óraszám + 1. A félévi és év végi osztályzatot a kapott érdemjegyek átlaga határozza meg. Az alkalmazható tankönyvek és kiválasztásának elvei A munkaközösségünk a tankönyvek, taneszközök kiválasztásánál a következő szempontokat veszi figyelembe: – a taneszköz feleljen meg az iskola helyi tantervének; – a taneszköz legyen jól tanítható, jól tanulható; – a taneszköz nyomdai kivitelezése legyen alkalmas a tantárgy óraszámának és igényeinek megfelelő használatra több tanéven keresztül; – a taneszköz minősége, megjelenése legyen alkalmas a diákok esztétikai érzékének fejlesztésére, nevelje a diákokat igényességre, precíz munkavégzésre, a taneszköz állapotának megóvására;

Előnyben kell részesíteni azokat a taneszközöket: – amelyek több éven keresztül használhatók; – amelyek egymásra épülő tantárgyi rendszerek, tankönyvcsaládok, sorozatok tagjai; – amelyekhez megfelelő nyomtatott kiegészítő taneszközök állnak rendelkezésre (pl. munkafüzet, tudásszintmérő, feladatgyűjtemény, gyakorló); – amelyekhez rendelkezésre áll olyan digitális tananyag, amely interaktív táblán segíti az órai munkát feladatokkal, videókkal (pl. veszélyes, időigényes kísérletekről készült filmek, animációk) 3D modellek, grafikonrajzoló, statisztikai programok, interaktív feladatok, számonkérési lehetőségek, játékok stb. segítségével. amelyekhez olyan hozzáférés biztosított, amely az iskolában használt digitális eszközöket és tartalmakat interneten keresztül a diákok otthoni tanulásához is nyújtani tudja. 38

Fizika (szakközépiskola) 1.

Bevezetés

1.1.

Kerettantervi bevezető A szakközépiskolai fizikatanítás elsődleges célja az általános műveltséghez tartozó korszerű fizikai világkép kialakítása mellett a természettudományos kompetencia fejlesztése. Olyan tudás építését kell támogatnunk, amely segíti természeti-technikai környezetünk megismerését, és a környezettel való összhang megtalálásához vezet. A tanulókkal együtt fedezzük fel a természet szépségét és a fizikai ismeretek hasznosságát. Tudatosítjuk, hogy a korszerű természettudományos műveltség a sokszínű egyetemes emberi kultúra kiemelkedően fontos része. Rávezetjük tanítványainkat, hogy a fizikai ismeretek alapozzák meg a műszaki tudományokat, és teszik lehetővé a technikai fejlődést, közvetlenül szolgálva ezzel 39 az emberiség életminőségének javítását. A tudás azonban nemcsak lehetőségeket kínál, felelősséggel is jár. Az emberiség jövője döntően függ attól, hogy a természeti törvényeket megismerve beilleszkedünk-e a természet rendjébe. A fizikai ismereteket természeti környezetünk megóvásában is hasznosítani lehet és kell, ez nemcsak a tudósok, hanem minden iskolázott ember közös felelőssége és kötelessége. A célok megvalósítás érdekében az iskolai oktatás és nevelés során figyelembe kell venni a fizikai megismerés módszereit, fejlődésének jellemzőit. A jelenségek közös megfigyeléséből, kísérleti tapasztalatokból kiindulva juttatjuk el a tanulókat az átfogó összefüggések, törvényszerűségek felismeréséhez. Ezek eredményeit grafikus megjelenítéssel, a sejtett összefüggések matematikai formába öntésével, szabatos megfogalmazással kell rögzíteni. Az ellenőrzések elvégzése is fontos része a fizikai megismerésnek, mely adott esetben a téves eredmények cáfolatát vagy a modellalkotást is magában foglalja. A tanulók érdeklődése a természeti jelenségek megértése iránt nem öncélú. Igénylik és elvárják az elméleti ismeretek mindennapi életben való hasznosságának és alkalmazásának a bemutatását, hogy a tananyag eligazítson a modern technika világában. Ezért a szakközépiskolai fizikatanítás során elengedhetetlen a gyakorlati, technikai alkalmazások széles körének megismertetése. Lehetőséget kell biztosítani tanulói kísérletek és mérések rendszeres elvégzésére is. Kiemelt figyelmet kap a többi természettudományos tantárggyal, a matematikával és a technikai ismeretekkel való kapcsolat. Lényeges, hogy a fizika egyes témaköreinek feldolgozása mindenki számára fontos témákkal, praktikus, a hétköznapokban is alkalmazható ismeretekkel kezdődjön. Így a tanulók felfedezik az ismeretek hasznát, érezni fogják, hogy a fizika az élet szinte minden területén megjelenik. A szakközépiskolai fizika tanterv szakít a hagyományos „begyakoroltató” számítási feladatokkal. Számításokat a legtöbb esetben csak akkor végzünk, ha az a tananyag mélyebb megértését szolgálja, vagy a számértékek önmagukban érdekesek. Nem kizárt természetesen annak lehetősége, hogy egyes csoportokban sor kerüljön összetettebb számításokkal járó problémamegoldásra is. A tanterv sikeres megvalósításának alapvető feltétele a tananyag feldolgozásának módszertani sokfélesége; többek között a csoportmunka, projektfeladatok végzése, a számítógépes animációk és szimulációk bemutatása, az interaktivitás, az aktív táblák és digitális táblák használata. Ha a tanulók aktívan részt vesznek a tantárgyi ismeretek feldolgozásában, azzal nemcsak tárgyi tudásuk bővül, hanem fejlődik természettudományos szemléletük, önálló tanulási stratégiájuk is. Ez pedig magával vonja az önmagukért és a közösségért érzett mélyebb felelősségérzetet is. Az új fizikatanterv szemlélete változtatást kíván a tanulók értékelési módszereiben is. A hagyományos, definíciókon, törvények kimondásán és számítási feladatok elvégzésén alapuló számonkérés aránya csökkenthető, és helyébe az értékelésnek sok új eleme lép. Fontosabbá válnak a szóbeli feleletek és az írásbeli esszék, melyekben a tanulók kifejthetik, illetve leírhatják a megtanult jelenségek, technikai eszközök, a fizikát érintő nyitott társadalmi-gazdasági kérdések, problémák lényegét. Ezeken kívül az új módszertani megoldások, az információs kommunikációs technika alkalmazása is számos lehetőséget nyújt a tanulók értékelésére. A tananyag változatossága, a hétköznapokkal való folytonos kapcsolata, a feldolgozás sokfélesége, a szerzett ismeretek alkalmazhatósága remélhetően felkelti a tanulók kíváncsiságát. Ez

adhat hajtóerőt a fizikatanulás az izgalmas, de néha kétségtelenül nehéz útján való végighaladáshoz. 910. évfolyam A 9–10. évfolyamon való fizikatanulás pedagógiai üzenete az, hogy mindennapjaink világa megérthető, mennyiségileg megközelíthető, sajátos összefüggésekkel leírható, és ez a tudás a mindennapi életben hasznosítható, tehát közvetlenül értékké válik. Ebben az életkori szakaszban a tanulókat kiemelten érdeklik a közvetlen környezetükben megtapasztalható jelenségek: ezzel összhangban a klasszikus fizika témaköreit tárgyaljuk. A felvetett problémák, gyakorlati alkalmazások egyebek mellett a közlekedéshez, közlekedésbiztonsághoz, a modern tájékozódás eszközeihez, a világűr meghódításához, a természeti katasztrófák fizikai hátteréhez, szűkebb és tágabb környezetünk energiaviszonyaihoz, az emberi szervezet működésének fizikájához, az időjárás fizikai sajátságaihoz, háztartásunk elektromos ellátásához, a hangok világához, környezetünk állapotához, a környezetvédelemhez kötődnek. Az elsajátítandó ismeretek, a fejlesztett készségek és képességek 40 gyakorlatiasak, a mindennapi életben jól használhatók, segítik a tanulók tájékozódását és hozzájárulnak önismeretük fejlődéséhez. Ezzel párhuzamosan a tanult anyag megalapozza a jelenségek mögött rejlő absztrakt általános törvények felismerését is, melyeket egyszerű számítások elvégzésével is alátámasztunk. Alapvető cél a környezettudatos fogyasztói attitűd, az állampolgári felelősség fejlesztése, a fizika fontosságának, gyakorlati hasznának felismertetése. Sok olyan témát is tárgyalunk, amelyhez kötődő ismeretek a fizika határterületeit érintik, így alkalmasak az integrált szemléletű oktatási programok, projektek, önálló munkák, témanapok kialakítására. Ilyen például a globális felmelegedés kérdése. Az ebben feldolgozott ismeretek, megalapozott fogalmak mindegyike közvetlen környezetünkhöz kapcsolódik. A vetélkedők, de az önálló adatgyűjtésen alapuló prezentációk is jellemző velejárói lehetnek a közös munkának. A témakör társadalmi vonatkozásai izgalmas viták szervezésére sarkallhatnak. A világhálón tanári útmutatás alapján a legkülönbözőbb problémákhoz kereshetnek a tanulók leírásokat, adatokat. Az adat- és információkeresés több területet céloz meg: fizika, technika, sport, biológia stb. Munka közben a digitális kompetencia fejlődésén túl a tanulók kritikai képessége is javul. A természettudományos képzés egyik célja, hogy a tanulókat médiatudatosságra nevelje, ösztönözze őket a világ média által való leképezésének kritikus elemzésére. Fontos megértetni tanulókkal, hogy a világ ábrázolása a médiában nem azonos a valósággal. Valódi tudományos ismeretet csak hiteles forrásból, a témákat több oldalról, tárgyilagosan megvilágítva, megfelelő tudományos alapokkal rendelkezve szerezhetünk. A természettudományos képzés során jól használhatóak az informatikai eszközök. A fizika szempontjából elsősorban a mérések értékelését segítő szoftvereket, illetve a megfelelően megválasztott oktató programokat, interneten elérhető filmeket, animációkat emelhetjük ki. Azonban hangsúlyosan fel kell hívni a figyelmet arra, hogy az internet révén rendkívül sok szakmailag hibás anyagot is találhatunk. A projektmunkák elkészítése során a tanulók megtanulnak csapatban dolgozni, társaikkal együttműködni, eközben anyanyelvi kompetenciájuk is erősödik. Az értelmezés és a megértés szempontjából kiemelkedő jelentőségű a megfelelő szövegértés. Mindez felöleli a szövegben alkalmazott speciális jelrendszerek működésének értelmezését, a szöveg elemei közötti ok-okozati, általános-egyes vagy kategória-elem viszonyok áttekintését, az idegen vagy nem szokványos kifejezések jelentésének felismerését, az áttételesen megfogalmazott információk azonosítását. A közlekedéssel kapcsolatos problémák felvetése, az alternatív megoldások megismerése lehetővé teszi a tanulók számára, hogy egyéni álláspontokat alakítsanak ki. A sok, hétköznapi jelenséghez kötődő kérdésfelvetés a tanulókat közelebb viszi a technikai eszközökhöz. A cél a környezettudatos, a természet épségét óvó magatartás kialakítása. A feldolgozás módja segíti a tanulókat abban, hogy a modern technológiákat a környezet lehetőségeivel összhangban használhassák, és így a gazdasági élet tudatosabb szereplőivé váljanak. A tananyagban található egyszerű számolási feladatok, valamint az adatgyűjtéssel és elemzéssel kapcsolatos tevékenységek fejlesztik az elemző és kritikus gondolkodásmódot, támogatják a matematikai kompetenciák fejlődését. A tanterv alkalmazása során az életkornak megfelelően megjelennek az adatgyűjtés, tapasztalat, értelmezés, megértés folyamatait segítő matematikai modellek, eszközök, például matematikai műveletek, függvények, táblázatok, egyenletek, grafikonok, vektorok.

A feldolgozott tartalmak nagymértékben kötődnek mindennapjainkhoz, így azokhoz a társadalmi döntéshelyzetekhez, melyekkel tanulóink felnőtt korukban találkozni fognak. A kompetenciafejlesztés szempontjából kiemelt iránynak tekintendő a szociális kompetenciák fejlesztése. A sokszínű s egymással ellentétes információk elemzése során alakulhat ki a felelős, tudatos döntésekre való képesség, miközben a tanulók vitakultúrája fejlődik. Mindezeket többek között a természettudományos kompetenciák fejlesztése alapozza meg. Az itt feldolgozott ismeretek az oksági gondolkodás kialakításában és megerősítésében segítenek. A természeti jelenségek, folyamatok időbeli lefolyásának függvényekkel való leírása, valamint a grafikonok elemzése az egyik legfontosabb feladat az órák folyamán. Sor kerül a térbeli tájékozódást szolgáló eszközök és módszerek fizikai alapjainak megismerésére is. Mindez segít a kutató, illetve a mérnöki munka jelentőségét felismerő és értékelő attitűd megalapozásában. Jelentős külföldi és hazai természettudósok módszereinek, tudományos eredményeinek és ezek érvényességi körének megismerésével a tudomány eredményei sokkal inkább emberarcúvá válhatnak a tanulók 41 számára is. Ez egyúttal mélyíti európai és nemzeti azonosságtudatukat is. Sor kerül a megismerési módszerek előnyeinek és korlátainak elemzésére a technika egy adott szintjét képviselő társadalmi szituációkban. A fizikai modellek új verziói felhívják a figyelmet a tudomány dinamikus változására. Az anyagok tulajdonságainak mennyiségi és minőségi jellemzése segíti az objektív világleírást. Az energia-megmaradás elvének megismerése, alkalmazása, az örökmozgó készítésének lehetetlensége segít az áltudományos csalások leleplezésében. A fizikai törvényszerűségek és az időjárás kapcsolatának elemzése a kaotikus rendszerek leírásának nehézségeit is megvilágítja. Egyes környezeti problémák (fokozódó üvegházhatás, savas esők, „ózonlyuk”) hatásainak és okainak megértése a környezettudatos attitűdöt erősíti. Az alkalmazott feldolgozási módszerek, például a kísérletek, megfigyelések, projektmunkák, önálló internetes kutatások, előadások, csoportmunkák, terepmérések stb. tovább színesíthetik az amúgy is változatos anyagot. 11-12. évfolyam Az ebben az életkori szakaszban tárgyalt témakörök komplexek, fejlesztik a szintézis létrehozásának képességét, és mindinkább filozófiai, ismeretelméleti, irodalmi, művészettörténeti aspektusokat hordoznak magukban. Ilyen az atom- és magfizika, valamint a csillagászat, melyek az anyagról, térről, időről kialakult átfogó képzeteinket, az emberiség és kozmikus környezetünk létrejöttét és sorsát, lehetőségeinket, felelősségünket s a jövő útjait veszik górcső alá. Itt tárgyaljuk a tudomány és technika legdinamikusabban fejlődő részét, a kommunikációt, az információ, vizualitás témaköreibe ágyazva. Azokat a területeket vizsgáljuk itt, amelyekben a naprakészség a legnehezebben megvalósítható mind a helyi tantervek írói, mind a taneszközök szerzői, mind a tanárok részéről. A mindenkiben élő kíváncsiságra építünk: hogyan, milyen elven működnek, mire használhatóak mindennapjaink informatikai eszközei, azok az eszközök, melyekkel naponta találkozunk. A fejlesztési célok fókuszában az erkölcsi nevelés, az állampolgárságra, demokráciára való nevelés, az egészség és fenntarthatóság kérdései állnak, a kompetenciák közül pedig az állampolgári és esztétikai-művészeti kompetenciák hangsúlyosabb megjelenése jelent új színt. Az atommodellek kapcsán különösen jól látható a modell és a valóság viszonya. Fontos pedagógiai üzenete ennek a szakasznak az, hogy leírásaink, világról alkotott képünk, természettudományos modelljeink nem azonosak a valósággal, hanem annak - lehetőségeinkhez mérten - legjobb megközelítései. Természettudományos tudásunk az osztatlan emberi műveltség része, és ezer szálon kapcsolódik össze a humán kultúrával, a lét nagy kérdéseivel. A természettudományos világkép fejlődik, átalakul, és ez a változás a technikai fejlődést alapozza meg. A másik fontos üzenet az, hogy a tudomány társadalmi jelenség. Működése, szabályozása, háttérintézményei, következtetései megjelennek mindennapi döntéseinkben, értékítéletünkben. A tudomány egyben olyan működési forma, szabályrendszer, amely megpróbál pontosan definiált fogalmakkal dolgozni. Így könnyen elkülöníthető az áltudományoktól, és jól elkülönül a hit kérdéseitől. A csillagászati tartalmak sajátsága, hogy lehetőséget nyújtanak mind a fizikai, mind a komplex természettudományos ismeretek szintézisére egy-egy konkrét jelenség kapcsán. Az ok-okozati összefüggéseknek konkrét jelenségek vizsgálatához kötött értelmezése fejleszti a

1.2.

1.3.

természettudományos kompetenciát. A témakör sok nyitott kérdést is megfogalmaz a jövőről. A kérdésekre adható lehetséges válaszok fejlesztik a vitakészséget, ennek révén az anyanyelvi kompetenciákat, és hozzájárulnak a tudatos állampolgárrá váláshoz is. A csillagászat számos irodalmi és művészeti vonatkozásának felhasználásával fejlődik a tanulók esztétikai érzéke. A közös és egyéni munka során végzett anyaggyűjtés, az önálló prezentációk készítése a digitális kompetenciát fejleszti. Az űrkutatás fejlődését tanulmányozva a tudomány gazdasági vonatkozásaival is megismerkedhetnek tanítványaink. Fontos pedagógiai üzenete ennek a résznek: a világ leírhatatlanul bonyolult, izgalmas, elmélyedésre, gondolkodásra késztet. A megértés, a gondolkodás nyújtotta öröm egyik legfontosabb emberi értékünk. Az atomfizikai modellek vizsgálata különösen fontos a tudománytörténeti folyamatok értelmezése szempontjából. A modellek, az elképzelések, az egymást váltó, illetve az egymást kiegészítő elméletek megszületésének és háttérbe szorulásának bemutatásával, - amit a NAT is megkövetel -, fontos ismeretelméleti kérdések is előkerülnek. Egyben jól mutatják a tudományos 42 megismerés előre haladtával bekövetkező paradigmaváltásokat. Az atomok szerkezetét leíró modellek használata fizikai, kémiai jelenséggel összefüggésben segíti a komplex szemlélet kialakulását. A természet alapvető erőinek, kölcsönhatásainak megismerése jelentős lépés a világleírás szempontjából. A megismerési módszerek előnyeinek és korlátainak elemzése a technika egy adott szintjét képviselő társadalmi szituációkban hűen tükrözi a gazdasági fejlettség és a tudomány alkalmazhatóságának összefüggését. A fizikai modellek új verziói felhívják a figyelmet a tudomány dinamikus változására. Az anyagok tulajdonságainak mennyiségi és minőségi jellemzése segíti az objektív világleírást. Az elektromosság, a gravitáció, a mágnesség és a sugárzások élővilágra gyakorolt hatásának vizsgálata a biológiával való szoros kapcsolatra mutat rá, figyelemre méltó módon rávilágítva az egyes természettudományok kapcsolataira. A jelenkor legdinamikusabb fejlődését produkáló információs és kommunikációs rendszerek felépítésének megismerése, jelentőségük értékelése, működésük fizikai háttere kedvet hozhat a fizikával való foglalatossághoz. Az anyag atomos szerkezetének leírása, a radioaktivitás témaköre, annak veszélyei az emberiség jövője szempontjából is rendkívül fontos kérdésekben segítenek eligazodni. A csillagászat- részben bemutatandó témák - a világmindenségben elfoglalt helyünk és az Univerzum keletkezése kapcsán - a lét legvégső kérdéseinek megértéséhez is lényeges adalékkal szolgálnak. A Naprendszer felépítésének, égitesttípusainak megismerése, a keletkezés és fejlődés vázlatos leírása dinamikus képet mutat egy óriási rendszerről, melynek kiemelt bolygója Földünk. A napfény és a földi élet közötti összefüggés felismerése érthetőbbé teszi a Nap egyes kultúrákban elfoglalt kitüntetett szerepét. A Világegyetem szerkezetének megismerése, annak múltjával és jövőjével kapcsolatos elméleteket alátámasztó, ill. cáfoló tények és érvek megismerése a kutatás néhány módszerének, céljának és eredményének áttekintése még a fizika iránt kevésbé érdeklődő tanulókat is ámulatba ejti. Az alkalmazott feldolgozási módszerek, például a kísérletek, megfigyelések, projektmunkák, önálló internetes kutatások, előadások, csoportmunkák, terepmérések tovább színesíthetik az amúgy is változatos anyagot Kerettantervhez való viszony Fizika tantárgyból az alábbi kerettantervet választjuk: A kerettantervek kiadásának és jogállásának rendjéről szóló 51/2012. (XII. 21.) EMMI rendelet 6. számú melléklete Kerettanterv szakközépiskolák 9-12. évfolyama számára FIZIKA alapóraszámú változat (2+2+1+0) A tantárgy óraszámai

Évfolyam Tantárgy 9. Fizika 10. Fizika 11. Fizika 12. * osztálybontásban tanítható

1.4.

Óra/hét 3* 2 1 -

Óra/év 108 72 36 -

Az éves órakeretek felhasználása 43

A témaegységenként meghatározott órakeret összefoglalással és számonkéréssel együtt értendő. Tanévenként megjelöltük, hogy a fennmaradó órakeret mire fordítható. A plusz órákat, gyakorlásra, hiánypótlásra és ismétlésre fordítjuk. 9. évfolyam Tematikai egység Órakeret Tájékozódás égen-földön 4 óra + 2 óra A közlekedés kinematikai problémái 7 óra + 3 óra A közlekedés dinamikai problémái 8 óra + 4 óra A tömegvonzás 5 óra + 3 óra Mechanikai munka, energia, 6 óra + 3 óra teljesítmény Egyszerű gépek a mindennapokban 4 óra + 2 óra Mechanikai rezgések, hullámok 6 óra + 3 óra Energia nélkül nem megy 6 óra + 3 óra A Nap 6 óra + 3 óra Energiaátalakító gépek 6 óra + 3 óra Hasznosítható energia, a hőtan főtételei 6 óra + 3 óra Gyakorlás, ismétlés, hiánypótlás 8 óra + 4 óra Összesen 72 óra + 36 óra = 108 óra 10. évfolyam Tematikai egység Vízkörnyezetünk fizikája Hidro- és aerodinamikai jelenségek, a repülés fizikája Globális környezeti problémák fizikai vonatkozásai A hang és a hangszerek világa Szikrák és villámok Az elektromos áram Lakások, házak elektromos hálózata Elemek, telepek Az elektromos energia előállítása Gyakorlás, ismétlés, hiánypótlás Összesen


11. évfolyam Tematikai egység A fény természete és látás Kommunikáció és képalkotás a 21. században Atomfizika a hétköznapokban A Naprendszer fizikai viszonyai Csillagok, galaxisok Gyakorlás, ismétlés, hiánypótlás Összesen

Választható fizika 11. évfolyam 1óra/hét 36 óra/tanév

Órakeret 7 óra 7 óra 7 óra 6 óra 5 óra 4 óra 36 óra

44

Az órakeret felhasználása: ismétlés, gyakorlás, feladatok megoldása, tanulókísérlet Tematikai egység Szikrák és villámok Az elektromos áram Lakások, házak elektromos hálózata Elemek, telepek Az elektromos energia előállítása A fény természete Hogyan látunk, javítjuk a látásunk? Kommunikáció, kommunikációs eszközök, képalkotás, képrögzítés a 21. században Atomfizika a hétköznapokban Az atommag szerkezete, radioaktivitás A Naprendszer fizikai viszonyai A csillagok világa Az űrkutatás hatása mindennapjainkra Az Univerzum szerkezete és keletkezése Összesen

Órakeret 3 3 3 2 3 2 3 4 45 2 3 2 2 2 2 36 óra

Választható fizika 12. évfolyam 1óra/hét 36 óra/tanév Az órakeret felhasználása: ismétlés, gyakorlás, feladatok megoldása, tanulókísérlet Tematikai egység Tájékozódás égen-földön A közlekedés kinematikai problémái A közlekedés dinamikai problémái Tömegvonzás Mechanikai munka, energia, teljesítmény Egyszerű gépek a mindennapokban Mechanikai rezgések, hullámok Energia nélkül nem megy A Nap Energia átalakító gépek Hasznosítható energia, a hőtan főtételei Vízkörnyezetünk fizikája Hidro- és aerodinamikai jelenségek, a repülés fizikája Globális környezeti problémák fizikai vonatkozásai A hang és a hangszerek világa Szikrák és hullámok Az elektromos áram Lakások, házak elektromos hálózata Elemek, telepek Az elektromos energia előállítása Összesen

Órakeret 1 2 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 36 óra

1.5.

Tantárgy-pedagógiai alapvetések Célok és feladatok A természettudományos kompetencia középpontjában a természetet és a természet működését megismerni, megvédeni igyekvő ember áll. A fizika tantárgy a természet működésének a tudomány által feltárt alapvető törvényszerűségeit, a megismerés módszereit és mindezek alkalmazni képes tudásának hasznosságát igyekszik megismertetni a diákokkal. A törvények harmóniáját és alkalmazhatóságuk hihetetlen széles skálatartományát megcsodálva bemutatja, hogyan segíti a tudományos módszer a természet erőinek és javainak az ember szolgálatába állítását. Olyan ismeretek megszerzésére, olyan gondolkodás- és viselkedésmódok elsajátítására ösztönözzük a fiatalokat, amelyekkel az egész életpályájukon hozzájárulnak majd a társadalom és a természeti környezet összhangjának fenntartásához, a tartós fejlődéshez és ahhoz, hogy a körülöttünk levő természetnek minél kevésbé okozzunk sérülést. 46 Nem kevésbé fontos, hogy elhelyezzük az embert kozmikus környezetében. A természettudomány és a fizika ismerete segítséget nyújt az ember világban elfoglalt helyének megértésére, a világ jelenségeinek a természettudományos módszerrel történő rendszerbe foglalására. A természet törvényeinek az embert szolgáló sikeres alkalmazása gazdasági előnyöket jelent, de ezen túl szellemi, esztétikai örömöt és harmóniát is kínál. A természettudományok, ezen belül a fizika középiskolai oktatásának fontos célja és feladata a természettudományos tantárgyak megszerettetése. Erősíteni kell azt a meggyőződést, hogy a fizika eredményes tanulása alapvető szerepet játszik a gondolkodás és a készségek, képességek fejlesztésében, így végső soron feltétele annak, hogy a tanulók felkészüljenek a 21. század kihívásaira, a társadalomban, élethivatásukban, magánéletükben való eredményes helytállásra. Ennek érdekében a NAT Ember és Természet műveltségterülete előírásainak megfelelően a 9– 12. évfolyamon a fizika tantárgy tanításának és tanulásának keretei között a természettudományos kompetencia mellett a többi alapkompetencia fejlesztése is alapvető cél és feladat. Ehhez a tananyag feldolgozása közben meg kell találnunk az ismeretszerzés és a személyiségfejlesztés helyes arányát, mert bármilyen irányú szélsőséges felfogás eltorzítaná a tanulás-tanítás eredményét. A fizika alaptudomány, amelynek saját fogalomrendszere, alapelvei és törvényei vannak, amelyeket a többi természettudomány is felhasznál a saját gondolati rendszere kimunkálásához. Ezért vállalnunk kell a fizikai előismeretetek biztosítását a többi reál tantárgy tanításához és a harmonikusan sokrétű általános műveltség kialakításához. Vagyis a fizikának meghatározó szerepe és felelőssége van a természet megismerésében és védelmében, a technika fejlesztésében és az ahhoz való alkalmazkodásban. A tanítási-tanulási folyamat középpontjában a tanulók állnak, ezért: – figyelembe kell venni a tanulók többségére jellemző életkori sajátosságokat; – minél aktívabb szereplővé kell tenni őket a tudás megszerzésében (tanulói kísérletek, a bemutatott kísérletek közös elemzése, önálló adatgyűjtés stb.); – gondoskodni kell a többség sikerélményéről, mert ez a legfontosabb tényezője a tantárgy megszerettetésének, tehát ki kell alakítani a tantárgy iráni érzelmi és értelmi kötődést; – mivel a tanulók azt az ismeretet, gondolatot fogadják be legkönnyebben, ami jól kapcsolódik a már meglevő tapasztalataikhoz, ismereteikhez, tudásuk bővítésénél építeni kell a korábban megszerzett iskolai vagy iskolán kívüli konkrét tapasztalataikra, ismereteikre. Ez a folyamat legtöbbször kis lépésekben halad előre, ezért érdemes az egyes témákhoz kapcsolódó alapokat a téma feldolgozása előtt céltudatosan feleleveníteni, bővíteni. A tantárgyat tanító pedagógusnak meg kell ismernie a tanulók előzetes, esetleg „naiv” fogalmait, és az új, tudományos fogalmakat azok ismeretében, rendszeres visszacsatolással kell kialakítani. Ugyanakkor tisztában kell lennie azzal, hogy a gondolkodás nem változtatható meg radikálisan, ezért ezek a fogalmak a tudományos ismeretek elsajátítása után is sokáig megmaradhatnak és működhetnek, a régi szemléletmód minden részlete nem tűnik el; – figyelembe kell venni, hogy a tanulók ebben az életkorban egyre több területen képesek az elvontabb (absztrakt, formális) gondolkodásra. Ezt nagymértékben erősíti, fejleszti, ha azt

megfigyelések, kísérletek, mérések és ezek elemzései előzik meg, valamint a későbbi gyakorlati alkalmazások igazolják helyességüket; – a tanulók ismerjék meg és gyakorolják a hagyományos és a korszerű ismeretszerzési módszereket és a korszerű eszközök alkalmazását, mert ezzel hatékonyabbá és könnyebbé tehetik munkájukat; – adjunk lehetőséget csoportmunkára, mert az jellemformáló és felkészíti a fiatalokat a felnőttkori feladatok elvégzésére. Fejlesztési feladatok A fizika tanulása, tanítása nem lehet öncélú (csak a fizikai tartalomra figyelő), formális (csak a jelenségek, fogalmak, törvények stb. emlékezeti tudását segítő és elváró). Ezért az ismeretek megértését és alkalmazni képes szintjét kiemelt fontosságú fejlesztési feladatként kell kezelni, akár47 az ismeretek mennyisége és „mélysége” rovására is. Ezt a műveltségi területet az egész természettudomány és az általános műveltség részeként kell feldolgozni úgy, hogy a fizika minél több szállal kapcsolódjon ezekhez. Közös (a tanulókkal és a többi kollégával végzett) munkával el kell érni, hogy a tanulók döntő többsége elinduljon, és évről évre előre haladjon azon a fejlődési folyamaton, amelynek eredményeként 18 éves korára képes lesz: – biztonsággal tájékozódni a természetben, a társadalomban, a rázúduló információhalmazban; felismerni a helyét és feladatait abban; ezek ismeretében önállóan és rendszerben gondolkodni, cselekedni az előtte álló feladatok teljesítésében, a problémák megoldásában; – megismerni az ehhez szükséges fizikai jelenségeket, fogalmakat, törvényszerűségeket, szemléletmódot életkorának megfelelő alkalmazási szinten, és kialakul benne az olyan logikus (a természettudományokra jellemző, de általánosan is felhasználható) gondolkodásmód, ami segíti felismerni és megkülönböztetni az áltudományos tanokat a bizonyított ismeretektől, így tudatosan tudja, hogy döntéseiben mit vegyen figyelembe; – észrevenni a kapcsolatot a fizika fejlődése és a társadalom változása, a történelmi folyamatok kialakulása között, megismerni, értékelni a fizikatörténet legkiválóbb személyiségeinek munkásságát, tudományos eredményeit, ezek hatását az emberiség életére. Jellemformáló hatása legyen annak, hogy közülük sokan a nehézségeik ellenére, meggyőződésük melletti kitartásukkal érték el eredményeiket; – büszkének lenni azokra a magyar tudósokra, mérnökökre, különösen pedig a magyar származású Nobel-díjasainkra, akik a természet törvényeinek feltárásában és gyakorlati alkalmazásában kiemelkedőt alkottak; – észrevenni és elfogadni, hogy a tanulás értékteremtő munka, és erkölcsi kötelessége ebben a munkában helytállni. A mai diákok többsége életük során várhatóan pályamódosításra kényszerülhet, ezért is indokolt, hogy minden tanuló ismerkedjen meg a természet legátfogóbb törvényeivel és azok sokféle alkalmazási lehetőségével, vagyis a fizikával; – a csoportmunkára, projektfeladatok elvégzésére, mert a csoportos formában történő aktív tanulás, ismeretszerzés hozzájárul a tanuló reális énképének kialakulásához, fejleszti a harmonikus kapcsolatok kiépítésére való képességet, a mások iránti empátiát és felelősségtudatot, megmutatja a közösségben végzett munkánál a szerepek, feladatok megosztásának módjait, jelentőségét; – eldönteni, hogy miben tehetséges és ez alapján meghatározni azt az életpályát, amire sikeresen felkészülhet. Mindezek érdekében biztosítani kell a tanulóknak, hogy: – a tananyag feldolgozása módszertanilag sokféle legyen: pl. a konkrét tapasztalatokra épülő tanulói interaktivitást az ismeretszerzésben (könyvtár, számítógép, internet, multimédiás eszközök stb.), a kompetenciaalapú oktatást, az interneten elérhető filmek, a számítógépes animációk és szimulációk bemutatását, a digitális táblák használatát stb.; – elsajátíthassák a tanulási technikák olyan – az életkornak megfelelő szintű – ismeretét és begyakorolt alkalmazását, amelyek képessé teszik őket, hogy akár önállóan is ismerethez jussanak a természeti, technikai és társadalmi környezetük folyamatairól, kölcsönhatásiról,

változásairól stb.; – hozzájussanak mindazokhoz a lehetőségekhez, amelyeket megismerési, gondolkodási, absztrakciós, önálló tanulási, szervezési, tervezési, döntési, cselekvési stb. képességeik fejlesztése érdekében a fizikatanítás biztosítani tud; – mind manipulatív, kísérleti, mind értelmi, logikai feladatok segítségével legyen lehetőségük az olyan pozitív személyiségjegyek erősítésére, amelyek érdeklődést, türelmet, összpontosítást, objektív ítéletalkotást, mások véleményének figyelembe vételét, helyes önértékelést stb. kívánnak meg, és így fejlesztik azokat; – irányítással vagy önállóan, egyedül vagy csoportosan megtervezhessenek és végrehajthassanak megfigyeléseket, kísérleteket; tapasztalataikat rögzítsék, ezek elemezését, közös értékelését és az eredményeket szakmailag és nyelvileg is helyesen fogalmazzák meg. Ismerjék és alkalmazzák a balesetvédelmi szabályokat; – az ismeretszerzésnél a hagyományos mérőeszközök (mérőszalag, óra, hőmérő, mérleg, rugós 48 erőmérő, feszültség- és áramerősség-mérő stb.) és ezek korszerű változatait alkalmazhassák, felhasználják; – a fizikai ismeretek rendszerében felismerjék, hogy melyek azok az alapvető fogalmak, elvek, törvények, amelyekre a fizika gondolati rendszere épül. Ezekkel kiemelt hangsúllyal kell foglalkozni, pl.: az anyag és ennek mindkét fajtája (a részecskeszerkezetű, ill. a mező), ezek szerkezete, valamint legfontosabb tulajdonságaik (tehetetlenség, gravitáló képesség, a kölcsönható képesség, mágneses és elektromos tulajdonság stb.); a megmaradási törvények; a tér, idő, tömeg, mint alapmennyiség elemi szintű értelmezése; kapcsolatok a kémiában tanultakkal stb.; – tájékozottak legyenek a hagyományos ismeretekben és azok gyakorlati alkalmazása terén, valamint elemi szinten a modern fizika azon eredményeiről (csillagászat, elektromágneses sugarak és alkalmazásuk; atomfizika haszna és veszélye; ősrobbanás; űrkutatás stb.), amelyek ma már közvetve vagy közvetlenül befolyásolják életünket; – észrevehessék és tudatosan használják az a) anyag, test, változási folyamatok, b) ezek tulajdonságai, c) és az ezeket jellemző mennyiségek összetartozó hármasát, de vegyék észre e fogalmak (a és b, illetve c) alapvetően különböző jellegét. (Az a és b ugyanis létező valóság, ugyanakkor c szellemi konstrukció, ami függ a vonatkoztatási rendszer megválasztásától.) – értsék: az energia és energiaváltozás (munka, hőmennyiség) fogalmát, mint mennyiségi fogalmakat, és ezek jelentőségét az állapot és az állapotváltozás általános jellemzésében; azt, hogy bár az energiával kapcsolatos köznapi szóhasználatok szakmailag pontatlanok, de mivel ezek célszerű, egyszerűsített kifejezések, használatuk mégis elfogadható, ha tudjuk a helyes értelmezésüket, vagyis azt, hogy mit „rejtjelezünk” velük. A fizika tantárgy a NAT-ban meghatározott fejlesztési területek és kulcskompetenciák közül különösen az alábbiak fejlesztéshez járulhat hozzá: Természettudományos kompetencia: A természettudományos törvények és módszerek hatékonyságának ismerete, az ember világbeli helyének megtalálásának, a világban való tájékozódásának elősegítésére. A tudományos elméletek társadalmi folyamatokban játszott szerepének ismerete, megértése; a fontosabb technikai vívmányok ismerete; ezek előnyeinek, korlátainak és társadalmi kockázatainak ismerete; az emberi tevékenység természetre gyakorolt hatásának és veszélyének ismerete. Szociális és állampolgári kompetencia: a helyi és a tágabb közösséget érintő problémák megoldása iránti szolidaritás és érdeklődés; kompromisszumra való törekvés; a fenntartható fejlődés támogatása; a társadalmi-gazdasági fejlődés iránti érdeklődés. Anyanyelvi kommunikáció: hallott és olvasott szöveg értése, szövegalkotás a témával kapcsolatban, mind írásban, a különböző gyűjtőmunkák esetében, mind pedig szóban, a felelések és prezentációk alkalmával. Matematikai kompetencia: alapvető matematikai elvek alkalmazása az ismeretszerzésben, a mennyiségi fogalmak jellemzésében és a problémák megoldásában, ami a 7–8. osztályban csak a négy alapműveletre és a különböző táblázatok elkészítésére, grafikonok rajzolására és elemzésére korlátozódik.

Digitális kompetencia: információkeresés a témával kapcsolatban, adatok gyűjtése, feldolgozása, rendszerezése, a kapott adatok kritikus alkalmazása, felhasználása, grafikonok készítése. Hatékony, önálló tanulás: új ismeretek felkutatása, értő elsajátítása, feldolgozása és beépítése; munkavégzés másokkal együttműködve, a tudás megosztása; a korábban tanult ismeretek, a saját és mások élettapasztalatainak felhasználása. Kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetencia: az új iránti nyitottság, elemzési képesség, különböző szempontú megközelítési lehetőségek számbavétele. Esztétikai-művészeti tudatosság és kifejezőképesség: a saját prezentáció, gyűjtőmunka esztétikus kivitelezése, a közösség számára érthető tolmácsolása. Mindezekre, valamint sok más fontos fejlesztésre és a sikerélmény széles körű biztosítására a legalkalmasabb módszer a gyermekközpontú, az életkori sajátosságokat tiszteletben tartó, gyakorlati szemléletű, rendszerben gondolkodtató, színvonalas fizikatanítás. 49 A fejlesztés várt eredményei a 9-10. évfolyamos ciklus végén A tanuló legyen képes fizikai jelenségek megfigyelésére, s az ennek során szerzett tapasztalatok elmondására. Legyen tisztában azzal, hogy a fizika átfogó törvényeket ismer fel, melyek alkalmazhatók jelenségek értelmezésére, egyes események minőségi és mennyiségi előrejelzésére. Legyen képes egyszerű fizikai rendszerek esetén a lényeges elemeket a lényegtelenektől elválasztani, tudjon egyszerűbb számításokat elvégezni és helyes logikai következtetéseket levonni. Tudja helyesen használni a tanult mechanikai és elektromosságtani alapfogalmakat (tehetetlenség, sebesség, gyorsulás, tömeg, erő, erőtörvények, lendület, munka, energia, teljesítmény, hatásfok, tömegközéppont, forgatónyomaték, perdület, áramerősség, feszültség, ellenállás). Tudjon példákat mondani a tanult jelenségekre, a tanult legfontosabb törvényszerűségek érvényesülésére a természetben, a technikai eszközök esetében. Tudja a tanult mértékegységeket a mindennapi életben is előforduló mennyiségek esetében használni. Legyen képes a számítógépes világhálón a témához kapcsolódó érdekes és hasznos adatokat, információkat gyűjteni. Ismerje a tanulmányok során előforduló fontosabb hétköznapi eszközök működési elvét, biztonságos használatát. Legyen tisztában saját szervezete működésének fizikai aspektusaival, valamint a mozgás, tájékozódás, közlekedés, a háztartás energetikai ellátásának (világítás, fűtés, elektromos rendszer, hőháztartás) legalapvetőbb fizikai vonatkozásaival, ezek gyakorlati alkalmazásaival. Ismerje az ember és környezetének kölcsönhatásából fakadó előnyöket és problémákat, valamint az emberiség felelősségét a környezet megóvásában.

2.

A fejlesztés várt eredményei a 11. évfolyamos ciklus végén A tanuló ismerje az infokommunikációs technológia legfontosabb eszközeit, alkalmazásukat, működésük fizikai hátterét. Ismerje saját érzékszervei működésének fizikai vonatkozásait, törekedjen ezek állapotának tudatos védelmére. Ismerje a látható fény különböző hullámtulajdonságait. Ismerjen olyan kísérleti eredményeket, tapasztalati tényeket, amelyekből arra következtethetünk, hogy az anyag atomos szerkezetű. Ismerje fel, hogy a fizika modelleken keresztül ragadja meg a valóságot, eljárásai, módszerei kijelölik a tudomány határait. Ismerje a mag-átalakulások főbb típusait (hasadás, fúzió). Legyen tisztában ezek felhasználási lehetőségeivel. Tudja összehasonlítani az atomenergia felhasználásának előnyeit és hátrányait a többi energiatermelési móddal, különös tekintettel a környezeti hatásokra. Legyen képes Univerzumunkat és az embert kölcsönhatásukban szemlélni, az emberiség létrejöttét, sorsát, jövőjét és az Univerzum történetét összekapcsolni. Legyenek ismeretei a csillagászat alapvető eredményeiről. Ismerje az Univerzum és a Naprendszer kialakulásának történetét. Ismerje az űrhajózás elméleti és gyakorlati jelentőségét. A fizika tantárgy kerettanterve évenkénti bontásban

2.1.

Fizika 9. évfolyam


Térképismeret. Az idő mérése. Összetett rendszerek felismerése, a téridő nagyságrendjeinek, a természet méretviszonyainak azonosítása. Az önismeret fejlesztése a világban elfoglalt hely, a távolságok és nagyságrendek értelmezésén keresztül.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Tájékozódás a földgömbön: Európa, hazánk, lakóhelyünk. A földrajzi helymeghatározás módszerei a múltban és ma. A Google Earth és a Google Sky használata. Ismeretek: Prefixumok használata. A fényév fogalma.





A térrel és idővel kapcsolatos elképzelések fejlődéstörténetére vonatkozó információk keresése, rendszerezése, bemutatása. A természetre jellemző hatalmas és rendkívül kicsiny tér- és időméretek összehasonlítása (atommag, élőlények, Naprendszer, Univerzum). Távolságmérések és helyzetmeghatározások elvégzése (például: háromszögelés, helymeghatározás a Nap segítségével, radar, GPS).

Földrajz: a hosszúsági és szélességi körök rendszere, térképismeret. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: tudománytörténet. Matematika: geometriai számítások.

Tér, idő, földrajzi fokhálózat, vonatkoztatási rendszer.


Órakeret 4 óra

Tájékozódás égen-földön

A közlekedés kinematikai problémái

Órakeret 7 óra

Sebesség, vektorok, függvények. A közlekedés mint rendszer értelmezése, az állandóság és változás megjelenítése a mozgások leírásában. Az egyéni felelősségtudat formálása.




Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Járművek sebessége, gyorsítása, fékezése. Milyen a biztonságos (és kényelmes) közlekedés? (pl. tempomat, távolságtartó radar, tolató radar.) Ismeretek:

Út-idő és sebesség-idő grafikonok készítése, elemzése. Számítások elvégzése az egyenes vonalú egyenletes mozgás esetében. A sebesség és a gyorsulás fogalma közötti különbség felismerése. A közlekedés kinematikai

Matematika: függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés. Testnevelés és sport: érdekes sebességadatok.

50

Kinematikai alapfogalmak: út, problémáinak gyakorlati, elmozdulás, sebesség, számításokkal kísért elemzése, átlagsebesség. pl. A sebesség különböző  adott sebesség eléréséhez mértékegységei. szükséges idő; A gyorsulás fogalma,  a fékút nagysága; mértékegysége.  a reakcióidő és a féktávolság Szabadesés út-idő összefüggése. kapcsolata. A szabadesés és a gravitáció Mélység meghatározása kapcsolata. időméréssel. Az egyenletes körmozgást leíró Hétköznapi körmozgásokhoz kinematikai jellemzők kapcsolódó számítások, pl. autó (pályasugár, kerületi sebesség, vagy kerékpár vagy fordulatszám, keringési idő, görkorcsolya kerekeinek szögsebesség, centripetális fordulatszáma, ill. kerületi gyorsulás). pontjának centripetális gyorsulása adott sebességnél. Kulcsfogalmak/ fogalmak


A közlekedés dinamikai problémái

51

Órakeret 8 óra

A sebesség és a gyorsulás fogalma. Az oksági gondolkodás fejlesztése az állandóság és változás ok-okozati kapcsolatán keresztül a közlekedés rendszerében. Környezettudatos gondolkodás formálása. A közlekedésbiztonság, a kockázatok és következmények felmérésén keresztül az egyéni, valamint a társas felelősségérzet, az önismeret fejlesztése és a családi életre nevelés.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az utasok terhelése egyenes vonalú egyenletes és egyenletesen gyorsuló mozgás esetén. A súrlódás szerepe a közlekedésben, például: ABS, fékerő szabályozó, a kerekek tapadása (az autógumi szerepe). A gépjárművek fogyasztását befolyásoló tényezők. Az utasok védelme a gépjárműben:  gyűrődési zóna;  biztonsági öv;  légzsák. Ismeretek:

Informatika: adatok feldolgozása, kiértékelése számítógéppel.

Sebesség, átlagsebesség, gyorsulás, szabadesés, egyenletes körmozgás.


Biológia-egészségtan: élőlények mozgása, sebességei; reakcióidő.



A gépjármű és a környezet kölcsönhatásának vizsgálata. Az eredő erő szerkesztése, kiszámolása egyszerű esetekben. A súrlódás szerepe a gépjármű mozgása és irányítása szempontjából. Az energiatakarékos közlekedés, a környezettudatos, a természet épségét óvó közlekedési magatartás lehetőségeinek feltárása. A közlekedésbiztonsági eszközök működésének összekapcsolása az alapul szolgáló fizikai elvekkel, a tudatos és következetes használat iránti igény. A kanyarodás vezetéstechnikai

Matematika: vektorok, műveletek vektorokkal, egyenletrendezés.

Az erő fogalma, mérése, mértékegysége. Newton törvényeinek megfogalmazása. Speciális erőhatások (nehézségi erő, nyomóerő, fonálerő, súlyerő, súrlódási erők, rugóerő). A rugók erőtörvénye. A lendület fogalma. Lendületmegmaradás. Ütközések típusai. Az egyenletes körmozgás dinamikai feltétele. Kulcsfogalmak/ fogalmak


52

Tömeg, erő, eredő erő, tehetetlenség, súly, lendület, lendületmegmaradás.


elemeinek összekapcsolása ezek fizikai alapjaival. A test súlya és a tömege közötti különbségtétel.

A tömegvonzás

Órakeret 5 óra

A kinematika és a dinamika alapfogalmai, a súly értelmezése. A Naprendszerről, a bolygók mozgásáról tanult általános iskolai ismeretek. Térképismeret. A gravitációs kölcsönhatás értelmezése az anyagot jellemző kölcsönhatások rendszerében. A Naprendszer mint összetett struktúra értelmezése. A felépítés és működés kapcsolata. Az absztrakt gondolkodás fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeret Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Mozgások a Naprendszerben: a Hold és a bolygók keringése, üstökösök, meteorok mozgása. A nehézségi gyorsulás földrajzi helytől való függése. Rakéták működése. Űrhajózás, súlytalanság. Ismeretek: Newton tömegvonzási törvénye. Kozmikus sebességek: körsebesség, szökési sebesség. A bolygómozgás Kepler-féle törvényei. A perdület és a perdületmegmaradás egyszerűbb természeti és technikai példákon.

Fejlesztési feladatok Ejtési kísérletek elvégzése (kisméretű és nagyméretű labdák esési idejének mérése különböző magasságokból). A rakétaelv kísérleti vizsgálata. A súlytalanság állapotának megértése, a súlytalanság fogalmának elkülönítése a gravitációs vonzás hiányától. Az általános tömegvonzás, illetve a Kepler-törvények egyetemességének felismerése. Tudománytörténeti információk gyűjtése. A piruettező korcsolyázó mozgásának kvalitatív vizsgálata.

Kapcsolódási pontok Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: tudománytörténet. Biológia-egészségtan: állatok mozgásának elemzése (pl. medúza). Matematika: egyenletrendezés. Földrajz: a Naprendszer szerkezete, égitestek mozgása, csillagképek. Informatika: adatok feldolgozása, kiértékelése

számítógéppel. Kulcsfogalmak/ fogalmak Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Tömegvonzás, súlytalanság, bolygómozgás, perdület.

Mechanikai munka, energia, teljesítmény

Órakeret 6 óra

A kinematika és a dinamika alapfogalmai. Vektorok felbontása összetevőkre. Az energiafogalom mélyítése, kiterjesztése. A munka, energia és teljesítmény értelmezésén keresztül a tudományos és a köznapi szóhasználat különbözőségének bemutatása.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Gépek, járművek motorjának teljesítménye. Az emberi teljesítmény fizikai határai. A súrlódás és a közegellenállás hatása a mechanikai energiákra.

Fejlesztési követelmények A mechanikai energia tárolási lehetőségeinek felismerése kísérletek elvégzése alapján. A mechanikai energiák átalakítási folyamatainak kísérleti vizsgálata. A mechanikai energiamegmaradás tételének bemutatása szabadesésnél. Számítási feladatok végzése a teljesítménnyel kapcsolatban.

Kapcsolódási pontok Matematika: egyenletrendezés. Biológia-egészségtan: élőlények mozgása, teljesítménye. Testnevelés és sport: sportolók teljesítménye.

Ismeretek: Munkavégzés, a mechanikai munka fogalma, mértékegysége. A helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas energia. Energia-megmaradás. A munkavégzés és az energiaváltozás kapcsolata. A teljesítmény fogalma, régi és új mértékegységei (lóerő, kilowatt). Kulcsfogalmak/ Munka, mechanikai energia (helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas fogalmak energia), energia-megmaradás, teljesítmény. Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Egyszerű gépek a mindennapokban

Órakeret 4 óra

Az erő fogalma. Vektorok összeadása, felbontása összetevőkre. Az állandóság és változás fogalmának értelmezése, feltételeinek megjelenése a mechanikai egyensúlyi állapotok kapcsán. A fizikai ismeretek alkalmazása a helyes testtartás fontosságának megértésében és a mozgásszervek egészségének megőrzésében, az önismeret (testkép, szokások) fejlesztése.

53

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Egyensúlyi állapotok  biztos  bizonytalan  közömbös  metastabil. Miét használunk egyszerű gépeket? Egyszerű gépek a gyakorlatban  egyoldalú és kétoldalú emelő;  álló és mozgócsiga;  hengerkerék;  lejtő;  csavar;  ék. Csontok, ízületek, izmok.

Fejlesztési követelmények Az egyensúly és a nyugalom közötti különbség felismerése konkrét példák alapján. A súlypont meghatározása méréssel, illetve szerkesztéssel. Számos példa vizsgálata a hétköznapokból az egyszerű gépek használatára (pl. háztartási gépek, építkezés a történelem folyamán, sport). A különféle egyszerű gépek működésének értelmezése a vizsgált példák és mérések alapján. A helyes testtartás megértése nagy teher emelésénél.

Kapcsolódási pontok Matematika: egyenletrendezés, műveletek vektorokkal. Testnevelés és sport: kondicionáló gépek. Biológia-egészségtan: 54 csontok, ízületek, izmok szerepe a szervezetben.

Ismeretek: Testek egyensúlyi állapota, az egyensúly feltétele. A forgatónyomaték fogalma. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Munka, erő, egyensúlyi állapot, forgatónyomaték, egyszerű gép.



Mechanikai rezgések és hullámok

Órakeret 6 óra

A kinematika és a dinamika alapfogalmai. Vektorok. Rugóerő, rugalmas energia. A mechanikai energia megmaradása. A rezgések és hullámok szerepének megértése a Föld felépítésének és jellegzetes változásainak viszonyrendszerében. A jelenségkör dinamikai hátterének értelmezése. A társadalmi felelősség kérdéseinek hangsúlyozása a természeti katasztrófák bemutatásán keresztül. A tudomány, technika, kultúra szempontjából az időmérés és az építmények szerkezeti elemeinek bemutatása.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Periodikus jelenségek (rugóhoz erősített test rezgése, fonálinga mozgása). Csillapodó rezgések.

Fejlesztési feladatok Rezgő rendszerek kísérleti vizsgálata. A rezonancia feltételeinek tanulmányozása gyakorlati példákon. A csillapodás jelenségének

Kapcsolódási pontok Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés, táblázat és grafikon készítése.

Kényszerrezgések. Rezonancia, rezonanciakatasztrófa. Mechanikai hullámok kialakulása. Az árapály-jelenség. A Hold és a Nap szerepe a jelenség létrejöttében. Földrengések kialakulása, előrejelzése, tengerrengések, szökőár. Ismeretek: A harmonikus rezgőmozgás jellemzői: rezgésidő, amplitúdó, frekvencia. A harmonikus rezgőmozgás energiaviszonyai. Longitudinális, transzverzális hullám. A mechanikai hullámok jellemzői: hullámhossz, terjedési sebesség. A hullámhosszúság, a frekvencia és a terjedési sebesség közötti kapcsolat. Kulcsfogalmak/ fogalmak

felismerése konkrét példákon. A rezgések gerjesztésének megismerése néhány egyszerű példán. A hullámok mint térben terjedő rezgések értelmezése konkrét példák vizsgálata alapján. A földrengések létrejöttének elemzése a Föld szerkezete alapján. A természeti katasztrófák idején követendő helyes magatartás. A földrengésbiztos épület sajátosságainak megismerése. Árapály-táblázatok elemzése.

Informatika: információkeresés interneten. Földrajz: földrengések, lemeztektonika, árapály-jelenség.

55

Harmonikus rezgőmozgás, frekvencia, rezonancia, mechanikai hullám, hullámhosszúság.


Energia nélkül nem megy

Előzetes tudás

Mechanikai energiafajták. Mechanikai energia-megmaradás.


Órakeret 6 óra

Az energia fogalmának kiterjesztése a hőtanra, a környezet és fenntarthatóság, a környezeti rendszerek állapota, valamint az ember egészsége vonatkozásában. A tudomány, technika, kultúra szempontjából az innováció és a kutatások jelentőségének felismerése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeret


Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A helyes táplálkozás energetikai vonatkozásai. A legfontosabb élelmiszerek energiatartalmának ismerete. Joule-kísérlet: a hő mechanikai egyenértéke. Gépjárművek energiaforrásai, a különböző üzemanyagok tulajdonságai.

Egyes táplálékok energiatartalmának összehasonlítása. Az egészséges táplálkozás jellemzői. A hőmennyiség és hőmérséklet fogalmának elkülönítése. A gépjárművek energetikai jellemzői és a környezetre gyakorolt hatás mérlegelése. Új járműmeghajtási megoldások

Kapcsolódási pontok Kémia: az üzemanyagok kémiai energiája, a táplálék megemésztésének kémiai folyamatai, elektrolízis. Biológia-egészségtan: a táplálkozás alapvető biológiai folyamatai.

Különleges meghajtású járművek: például hibridautó, hidrogénnel hajtott motor, elektromos autó.

nyomon követése gyűjtőmunka alapján.

Ismeretek: A hő régi és új mértékegységei: kalória, joule. A hőközlés és az égéshő fogalma. A fajhő fogalma. A hatásfok fogalma, motorok hatásfoka. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Hő, fajhő, kalória, égéshő, hatásfok.


56

Órakeret 6 óra

A Nap Hőátadás. Energiák átalakítása. Energia-megmaradás.

A hőterjedés különböző mechanizmusainak (hővezetés, hőáramlás, hősugárzás) áttekintése a környezet és fenntarthatóság, a környezeti rendszerek állapota vonatkozásában. A hőtani ismeretek alkalmazása adott hétköznapi témában gyűjtött adatok kritikus értelmezésével, az alkalmazási lehetőségek megítélésére.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeret Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A Napból a Föld felé áramló energia. A Nap felépítése, napjelenségek (napszél, napfolt, napkitörés.) A Nap sugárzása, sarki fény. A napenergia felhasználási lehetőségei: napkollektor, napelem, napkohó, napkémény, naptó. A hővezetés, a hőáramlás és a hősugárzás megjelenése egy lakóház működésében. Energiatakarékos lakóház építése. Hőkamerás felvételek az épületdiagnosztikában. Ismeretek: Hővezetés: hővezető anyagok, hőszigetelő anyagok. Hőáramlás: természetes és mesterséges hőáramlás.



A napállandó értelmezése. A napenergia felhasználási lehetőségeinek összegyűjtése.

Biológia-egészségtan: az „éltető Nap”, hőháztartás, öltözködés.

A hővezetés, a hőáramlás és a hősugárzás alapvető jellemzői. Alkalmazásuk gyakorlati problémák elemzésekor. Gyűjtőmunka: lakóházak energetikai minősítésének szempontjai.

Magyar nyelv és irodalom; történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; vizuális kultúra: a Nap kitüntetett szerepe a mitológiában és a művészetekben. Földrajz: csillagászat.

Hősugárzás. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Hővezetés, hőáramlás, hősugárzás.


Órakeret 6 óra

Energiaátalakító gépek

Előzetes tudás

Hőtani alapismeretek. Energiák átalakítása. Energia-megmaradás.


Termikus rendszerek működésére vonatkozó általános elvek elsajátítása. A környezet és fenntarthatóság vonatkozásainak áttekintése. Az egyéni felelősség erősítése, a felelős döntés képességének természettudományos megalapozása a háztartással kapcsolatos döntésekben, a családi élet vonatkozásaiban.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeret Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Fűtő- és hűtőrendszerek: kondenzációs kazán, napkollektor, hőszivattyú, klímaberendezések. Megújuló energiák hasznosítása: vízierőművek, szélkerekek. Energiatakarékos építkezés, hőszigetelés, nyílászárók, megfelelő anyagok kiválasztása.



A legfontosabb sütő- és főzőkészülékek fejélődésének áttekintése, használatuk elveinek elsajátítása, a jövőbe mutató megoldások megismerése. A gyakorlatban használt falazó anyagok hőszigetelőképességének vizsgálata, elemzése.

Kémia: gyors és lassú égés, élelmiszerkémia.

Biológia-egészségtan: táplálkozás, ökológiai problémák.

Ismeretek: Az energia és a munkavégzés kapcsolata. A hasznosítható energia fogalma. Az energiatakarékosság. Kulcsfogalmak/ fogalmak


Etika: környezeti etika kérdései.

Megújuló energia, hasznosítható energia.


Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: beruházás megtérülése, megtérülési idő.

Hasznosítható energia, a hőtan főtételei

Órakeret 6 óra

Energiák átalakítása. Energia-megmaradás. Termikus rendszerek működésére vonatkozó általános elvek elsajátítása. A környezet és fenntarthatóság vonatkozásainak áttekintése. Az egyéni felelősség erősítése, a felelős döntés képességének természettudományos megalapozása a háztartással kapcsolatos döntésekben, a családi élet vonatkozásaiban.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeret



57

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az emberiség energiaszükségletének alakulása. Megfordítható és nemmegfordítható folyamatok a mindennapokban. Súrlódás, energia-disszipáció a mindennapokban. A hőerőgép gyakorlati megvalósításának alapesetei.

A hasznosítható energia fogalmának értelmezése konkrét példák vizsgálata alapján. A hőtan első és második főtételének értelmezése néhány gyakorlati példán keresztül: a hő terjedésének iránya a hőerőgépek hatásfoka. Rend és rendezetlenség fogalmi tisztázása, spontán és rendeződési folyamatok értelmezése egyszerű esetekben.

Kémia: reverzibilis és nem reverzibilis folyamatok. Biológia-egészségtan: ökológiai problémák, az élet, mint speciális folyamat, ahol a rend növekszik. Földrajz: energiaforrások. 58

Ismeretek: Nyílt és zárt rendszerek jellemzői. A hőtan első és második főtétele. Első- és másodfajú örökmozgó lehetetlensége. Rend és rendezetlenség, rendeződési folyamatok a természetben. A hatásfok fogalma. Kulcsfogalmak/ fogalmak

2.2.

Megfordítható, nem-megfordítható folyamat, rend és rendezetlenség, hasznosítható energia.



Vízkörnyezetünk fizikája

Órakeret 8 óra

Fajhő, hőmennyiség, energia. A különböző halmazállapotú anyagok tulajdonságai. A környezet és fenntarthatóság kérdéseinek értelmezése a vízkörnyezet kapcsán, a környezettudatosság fejlesztése. Halmazállapot-változások sajátságainak azonosítása termikus rendszerekben, a fizikai modellezés képességének fejlesztése. Képi és verbális információ feldolgozásának erősítése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A víz különleges tulajdonságai (rendhagyó hőtágulás, nagy olvadáshő, forráshő, fajhő,) azok hatása a természetben, illetve mesterséges környezetünkben. Vérnyomás, véráramlás.

Fejlesztési követelmények A különböző halmazállapotok meghatározó tulajdonságainak rendszerezése. A jég rendhagyó hőtágulásából adódó teendők, szabályok összegyűjtése (pl. a mélységi fagyhatár szerepe az épületeknél, vízellátásnál).

Kapcsolódási pontok Matematika: függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés. Biológia-egészségtan: A hajszálcsövesség szerepe növényeknél.

Rövid távú anyagtranszport (diffúzió). Halmazállapot-változások (párolgás, forrás, lecsapódás, olvadás, fagyás, szublimáció). A nyomás és a halmazállapotváltozás kapcsolata. Kölcsönhatások határfelületeken (adszorpció, felületi feszültség, hajszálcsövesség). Lakóházak vizesedése.

Hőmérséklet-hőmennyiség grafikonok készítése, elemzése halmazállapot-változásoknál. Az egyensúlyi állapot meghatározása különböző hőmérsékletű jég, illetve víz keverésénél. A felületi jelenségek önálló kísérleti vizsgálata. A vérnyomásmérés elvének átlátása.


Kémia: a víz tulajdonságai; adszorpció. Földrajz: óceáni éghajlat.

Ismeretek: A szilárd anyagok, folyadékok és gázok tulajdonságai, ezek értelmezése részecskemodellel és kölcsönhatás-típusokkal. A halmazállapot-változások energetikai viszonyai. Olvadáshő, forráshő, párolgáshő. Kulcsfogalmak/ fogalmak

A levegő páratartalma és a közérzet kapcsolata. Vérkeringés, a vérnyomásra ható tényezők.

Olvadáshő, forráshő, párolgáshő, termikus egyensúly, felületi feszültség.

Hidro- és aerodinamikai jelenségek, a repülés fizikája

Órakeret 8 óra

A nyomás. A környezet és fenntarthatóság kérdéseinek tudatosítása az időjárást befolyásoló fizikai folyamatok vizsgálatával kapcsolatban. Együttműködés, kezdeményezőkészség fejlesztése csoportmunkában folytatott vizsgálódás során.



Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A légnyomás változásai. A légnyomás függése a tengerszint feletti magasságtól és annak élettani hatásai. A légnyomás és az időjárás kapcsolata. Hidro- és aerodinamikai elvek, jelenségek. Az áramlások nyomásviszonyai. A légkör áramlásainak fizikai jellemzői, a mozgató fizikai hatások. A tengeráramlások jellemzői, a mozgató fizikai hatások. A víz körforgása. A befagyó

A felhajtóerő mint hidrosztatikai nyomáskülönbség értelmezése. Aerodinamikai paradoxon kísérleti bemutatása. A szél épületekre gyakorolt hatásának bemutatása példákon. Természeti és technikai példák gyűjtése és a fizikai elvek értelmezése a repülés kapcsán (termések, állatok, repülő szerkezetek stb.). Az időjárás elemeinek önálló vizsgálata. A jég rendhagyó viselkedése következményeinek bemutatása konkrét gyakorlati példákon.

Kapcsolódási pontok Matematika: az exponenciális függvény. Testnevelés és sport: sport nagy magasságokban, sportolás a mélyben. Biológia-egészségtan: légzés, mélységi mámor, hegyibetegség, madarak repülése. Földrajz: térképek,

59

tavak. A jéghegyek. A szél energiája. Az időjárás elemei, csapadékok, a csapadékok kialakulásának fizikai leírása. A termik szerepe. (pl. a sárkányrepülőnél, vitorlázó ernyőnél.) Repülők szárnykialakítása. Hangrobbanás. Légzés.

A szélben rejlő energia lehetőségeinek átlátása. A szélerőművek előnyeinek és hátrányainak összegyűjtése. Repülésbiztonsági statisztikák elemzése. Egyszerű repülőeszközök készítése. Önálló kísérletezés: pl. felfelé áramló levegő bemutatása, a tüdő modellezése.

atlaszok használata; csapadékok, csapadékeloszlás; tengeráramlások; légkör, légnyomás, nagy földi légkörzés, szél.

Ismeretek: Nyomás, hőmérséklet, páratartalom. A levegő mint ideális gáz. A hidrosztatikai nyomás és a felhajtóerő. A páratartalom fogalma, a telített gőz. A repülés elve. A légellenállás. A repülőgépek szárnyának sajátosságai (a szárnyra ható emelőerő). Kulcsfogalmak/ fogalmak Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

60

Légnyomás, hidrosztatikai nyomás, hidrosztatikai felhajtóerő, aerodinamikai felhajtóerő.

Globális környezeti problémák fizikai vonatkozásai

Órakeret 6 óra

A hő terjedésével kapcsolatos ismeretek. A környezettudatos magatartás fejlesztése, összetett, globális környezeti problémák bemutatása során. A környezeti rendszerek állapota, védelme és fenntarthatósága elemeinek bemutatásával az egyéni felelősségtudat erősítése. Médiatudatosságra nevelés a szerzett információk tényeken alapuló, kritikus mérlegelésén keresztül.




Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Hatásunk a környezetünkre, az ökológiai lábnyomot meghatározó tényezők: táplálkozás, lakhatás, közlekedés stb. A hatások elemzése a fizika szempontjából. A Föld véges eltartó képessége. Környezetszennyezés, légszennyezés problémái, azok fizikai okai, hatásai. Az ózonpajzs szerepe.

Megfelelő segédletek felhasználásával a saját ökológiai lábnyom megbecsülése. A csökkentés módozatainak végiggondolása a környezettudatos fogyasztói szemlélet érdekében. A környezeti ártalmak súlyozása. Újságcikkek értelmezése, a környezettel kapcsolatos politikai viták proés kontra érvrendszerének megértése.

Biológia-egészségtan: az ökológia fogalma. Földrajz: Környezetvédelem; A megújuló és nem megújuló energia fogalma; A légkör összetétele. Informatika: adatgyűjtés az internetről.

Ipari létesítmények biztonsága. A globális felmelegedés kérdése. Üvegházhatás a természetben, az üvegházhatás szerepe.

A globális felmelegedés objektív tényei, s a lehetséges okokkal kapcsolatos feltevések elkülönítése.

Ismeretek: Az üvegházgázok fogalma. Az emberi tevékenység szerepe az üvegházhatás erősítésében. A széndioxid-kvóta. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Üvegházhatás, globális felmelegedés, fenntartható fejlődés, ózonpajzs. 61


Órakeret 6 óra

A hang és a hangszerek világa Rezgések fizikai leírása. A sebesség fogalma.

A hang szerepének megértése az emberi szervezet megismerésében, az ember érzékelésében, egészségében, a kommunikációs rendszerekben.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Hangsebesség- mérése. A hangsebesség függése a közegtől. Doppler-hatás. Az emberi hangérzékelés fizikai alapjai. Az emberi fül felépítése. A hangok keltésének eljárásai, hangszerek. Húrok rezgései, húros hangszerek. Sípok fajtái. A zajszennyezés. Ultrahang a természetben és gyógyászatban. Ismeretek: A hang fizikai jellemzői. A hang terjedésének mechanizmusa. Hangintenzitás, a decibel fogalma. Felharmonikusok.

Fejlesztési követelmények A hangmagasság és frekvencia kapcsolatának kísérleti bemutatása. Legalább egy hangsebességmérés elvégzése. Közeledő, illetve távolodó autók hangjának vizsgálata, a frekvenciaváltozás kvalitatív értelmezése. Felhasználási területek bemutatása gyűjtőmunka alapján. Néhány jellegzetes hang elhelyezése a decibelskálán önálló információkeresés alapján. Kísérlet húros hangszeren: felhang megszólaltatása, a tapasztalatok értelmezése. A hangolás bemutatása. Vizet tartalmazó kémcsövek hangmagasságának vizsgálata, zárt és nyitott síp hangjának összehasonlítása. Gyűjtőmunka a fokozott hangerő egészségkárosító hatásával, a hatást csökkentő biztonsági intézkedésekkel kapcsolatban.

Kapcsolódási pontok Matematika: periodikus függvények. Biológia-egészségtan: Az emberi és az állati hallás. Az ultrahang szerepe a denevérek tájékozódásában. Az ultrahang szerepe a diagnosztikában; „Gyógyító hangok”, fájdalomküszöb. Ének-zene: a hangszerek típusai.


Frekvencia, terjedési sebesség, hullámhossz, alaphang, felharmonikus.


Szikrák és villámok Erő-ellenerő, munkavégzés, elektromos töltés

Az elektromos alapjelenségek értelmezése az anyagot jellemző egyik alapvető kölcsönhatásként. A sztatikus elektromosságra épülő technikai rendszerek felismerése. Felelős magatartás kialakítása. A veszélyhelyzetek felismerése, megelőzése, felkészülés a segítségnyújtásra. 62

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Elektrosztatikus alapjelenségek: dörzselektromosság, töltött testek közötti kölcsönhatás, földelés. A fénymásoló és a lézernyomtató működése. A villámok keletkezése, veszélye, a villámhárítók működése. Az elektromos töltések tárolása: kondenzátorok.


Az elektromos töltés fogalma, az elektrosztatikai alapfogalmak, alapjelenségek értelmezése, gyakorlati tapasztalatok, kísérletek alapján. Ponttöltések közötti erő kiszámítása. Különböző anyagok szigetelőképességének vizsgálata, jó szigetelő és jó vezető anyagok felsorolása. Egyszerű elektrosztatikai jelenségek felismerése a fénymásoló és a lézernyomtató Ismeretek: működésében sematikus ábra Ponttöltések közötti erőhatás, az alapján. elektromos töltés egysége. A villámok veszélyének, a Elektromosan szigetelő és villámhárítók működésének vezető anyagok. megismerése, a helyes Az elektromosság fizikai magatartás elsajátítása zivataros, leírásában használatos fogalmak: villámcsapás-veszélyes időben. elektromos térerősség, Az elektromos térerősség és az feszültség, kapacitás. elektromos feszültség jelentésének megismerése, használatuk a jelenségek leírásában, értelmezésében. A kondenzátorok szerepének felismerése az elektrotechnikában konkrét példák alapján. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Órakeret 8 óra

Kapcsolódási pontok Kémia: az elektron. Matematika: egyenletrendezés, számok normálalakja.

Elektromos kölcsönhatás, elektromos töltés, szigetelő anyag, vezető anyag, elektromos térerősség, elektromos mező, elektromos feszültség, kondenzátor.


Elektrosztatikai alapfogalmak, vezető és szigetelő anyagok, elektromos feszültség fogalma. Az egyenáramú elektromos hálózatok mint technikai rendszerek azonosítása, az áramok szerepének felismerése a szervezetben, az orvosi diagnosztikában. Kezdeményezőkészség és a tanulás tanulásának fejlesztése önálló munkán keresztül.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az elektromos áram élettani hatása: az emberi test áramvezetési tulajdonságai, idegi áramvezetés. Az elektromos áram élettani szerepének, az orvosi diagnosztikai és terápiás alkalmazásoknak az ismerete. A hazugságvizsgáló működése.

Fejlesztési követelmények Az elektromos áram létrejöttének megismerése, egyszerű áramkörök összeállítása. Az elektromos áram hő-, fény-, kémiai és mágneses hatásának megismerése kísérletekkel, demonstrációkkal. Orvosi alkalmazások: EKG, EEG felhasználási területeinek, diagnosztikai szerepének átlátása. Az elektromos ellenállás kiszámítása, mérése; a számított és mért értékek összehasonlítása, következtetések levonása. Az emberi test (bőr) ellenállásának mérése különböző körülmények között, következtetések levonása.

Ismeretek: Az elektromos áram fogalma, az áramerősség mértékegysége. Az elektromos ellenállás fogalma, mértékegysége. Ohm törvénye vezető szakaszra. Vezetők elektromos ellenállásának hőmérsékletfüggése. Kulcsfogalmak/ Elektromos áram, elektromos ellenállás. fogalmak Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás


Órakeret 8 óra

Az elektromos áram

Kapcsolódási pontok 63 Biológia-egészségtan: az idegrendszer, orvosi diagnosztika, terápia, érintésvédelem. Matematika: elemi műveletek elvégzése, grafikonok készítése. Informatika: adatok feldolgozása, kiértékelése számítógéppel. Kémia: áramvezetés fémekben, ionvezetés, fémrács, elektrolízis.

Lakások, házak elektromos hálózata

Órakeret 7 óra

Egyenáramok alapfogalmai, az elektromos feszültség és ellenállás fogalma. A háztartás elektromos hálózatának mint technikai rendszernek azonosítása, az érintésvédelmi szabályok elsajátítása, családi életre nevelés. A környezettudatosság és energia hatékonyság szempontjainak megjelenése a mindennapi életben az elektromos energia felhasználásában.




Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Elektromos hálózatok kialakítása lakásokban, épületekben, elektromos kapcsolási rajzok. Az elektromos áram veszélyei, konnektorok lezárása kisgyermekek védelme érdekében. A biztosíték (kismegszakító) működése, használata, olvadóés automata biztosítékok. Három- eres vezetékek használata, a földvezeték szerepe. Különböző teljesítményű fogyasztók összehasonlítása. Az energiatakarékosság kérdései, vezérelt (éjszakai) áram. A villanyszámla elemzése. Ismeretek: Soros és párhuzamos kapcsolás. Az elektromos munkavégzés és a Joule-hő fogalma, az elektromos teljesítmény kiszámítása. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Egyszerűbb kapcsolási rajzok értelmezése, áramkör összeállítása kapcsolási rajz alapján. A soros és a párhuzamos kapcsolások legfontosabb jellemzőinek megismerése, feszültség- és áramerősség viszonyok vizsgálata méréssel, összefüggések felismerése az adatok alapján. Az elektromosság veszélyeinek megismerése. A biztosítékok szerepének megismerése. Az elektromos munkavégzés, a Joule-hő, valamint az elektromos teljesítmény kiszámítása, fogyasztók teljesítményének összehasonlítása. Az energiatakarékosság kérdéseinek ismerete, a villanyszámla értelmezése. Hagyományos izzólámpa és azonos fényerejű, fehér LEDeket tartalmazó lámpa elektromos teljesítményének összehasonlítása.

Matematika: elemi műveletek elvégzése, egyenletrendezés, műveletek törtekkel. Kémia: félvezetők.

64

Soros és párhuzamos kapcsolás, Joule-hő, földelés.


Órakeret 6 óra

Elemek, telepek

Előzetes tudás

Egyenáramok alapfogalmai, az elektromos feszültség és ellenállás fogalma.


Annak tudatosítása, hogy a környezettudatosság és fenntarthatóság szempontjai a háztartás elektromosenergia-felhasználásában is érvényesíthetőek. A tudatos felhasználói, fogyasztói magatartás erősítése.




Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Elemek és telepek fizikus szemmel. Gépkocsi-akkumulátorok adatai: feszültség, amperóra (Ah). Mobiltelefonok akkumulátorai,

Az elemek, telepek, újratölthető akkumulátorok alapvető fizikai tulajdonságainak, paramétereinek megismerése, mérése. Egyszerű számítások elvégzése az akkumulátorokban tárolt

Kémia: elektrokémia. Matematika: arányosság.

tölthető ceruzaelemek adatai: feszültség, milliamperóra (mAh). Akkumulátorok energiatartalma, a feltöltés költségei.

energiával, töltéssel kapcsolatban. A szelektív hulladékgyűjtés szükségességének megindokolása.

Ismeretek: Elemek és telepek működésének fizikai alapelvei egyszerűsített modell alapján. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Telep, akkumulátor, újratölthető elem. 65



Az elektromos energia előállítása

Órakeret 8 óra

Egyenáramok, az elektromos teljesítmény, az energia-megmaradás törvénye, az energiák egymásba alakulása. Az elektromágneses indukció segítségével előállított villamos energia termelésének mint technikai rendszernek felismerése, azonosítása az energiaellátás rendszerében. A környezettudatos szemlélet erősítése. A magyar és európai azonosságtudat erősítése a feltalálók munkájának (Jedlik, Bláthy, Zipernowsky, Déri) megismerésén keresztül.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Mágnesek, mágneses alapjelenségek. Az elektromos energia előállítása: dinamó, generátor. Elektromos hálózatok felépítése. A Föld mágneses tere, az iránytű használata. A távvezetékek feszültségének nagy értékekre történő feltranszformálásának oka.

Fejlesztési követelmények Az alapvető mágneses jelenségek megismerése, alapkísérletek elvégzése. A Föld mágneses tere szerkezetének, az iránytű működésének megismerése. Az elektromágneses indukció néhány alapesetének kísérleti elemzése, a különböző típusok megkülönböztetése. A generátor és a transzformátor működésének értelmezése modellek vizsgálata alapján. A nagy elektromos hálózatok felépítésének, alapelveinek áttekintése szemléltetés (pl. sematikus rajz) alapján.

Kapcsolódási pontok Földrajz: a Föld mágneses tere, erőművek. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: Az elektromossággal kapcsolatos felfedezések szerepe az ipari fejlődésben; magyar találmányok szerepe az iparosodásban (Ganz). A Széchenyi család szerepe az innováció támogatásában és a modernizációban (Nagycenk).

Ismeretek: A mágneses mező fogalma, a mágneses tér irányának és nagyságának értelmezése. Az elektromágneses indukció jelensége. A generátor és a transzformátor működése. Kulcsfogalmak/ Mágnes, mágneses mező, iránytű, generátor, elektromágneses indukció, transzformátor. fogalmak

2.3.



A fény természete és a látás

Órakeret 7 óra

Elektromos mező, a Nap sugárzása, hősugárzás, üvegházhatás. Mindennapi ismereteink a színekről, a fény viselkedésére vonatkozó geometriai optikai alapismeretek. A fény kettős természetének megértése. Absztrakt gondolkodás fejlesztése. Az emberi szem védelme fontosságának és lehetőségeinek beláttatása, az egészséges életmódra törekvés erősítése. A színek szerepe mindennapjainkban, a harmonikus színösszeállítás fizikai alapon történő magyarázata, esztétikai nevelés. A tudomány, technika, kultúra szempontjából az innovációk (például a holográfia, a lézer) szerepének felismerése. A magyar kutatók, felfedezők (Gábor Dénes) szerepének megismerése a lézeres alkalmazások fejlesztésében: nemzeti azonosságtudat erősítése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Elsődleges és másodlagos fényforrások a környezetünkben. A fénynyaláb. Árnyékjelenségek, a félárnyék fogalma. A valódi és a látszólagos kép. A szem vázlatos felépítése. Gyakori látáshibák. Szemüveg és kontaktlencse jellemzői, a dioptria fogalma. Színes világ: vörös, zöld és kék alapszínek, kevert színek. A színes monitorok, kijelzők működése. Szivárvány. Délibáb. A lézer. A háromdimenziós képalkotás aktuális eredményei A távcső és a mikroszkóp működésének elve. Ismeretek: Az elektromágneses hullám fogalma. A fény sebessége légüres térben. A fény sebessége különböző anyagokban. Planck hipotézise, fotonok. A fénytörés és a fényvisszaverődés törvényei.



Az elsődleges és másodlagos fényforrások megkülönböztetése. Az árnyékjelenségek felismerése, értelmezése, megfigyelése. Egy fénysebesség mérésére (becslésére) alkalmas eljárás megismerése. Egyszerű kísérletek elvégzése a háztartásban és környezetünkben előforduló elektromágneses hullámok és az anyag kölcsönhatására. A foton elmélet értelmezése, a frekvencia (hullámhossz) és foton energia kapcsolatának megismerése. A látást veszélyeztető tényezők áttekintése, a látás-kiegészítők és optikai eszközök kiválasztása szempontjainak megismerése. Egyszerű sugármenetek készítése, leképezések értelmezése. A távcső és mikroszkóp felfedezésének tudománytörténeti szerepének megismerése, hatásának felismerése az emberi gondolkodásra. A lézerfénnyel kapcsolatos biztonsági előírások tudatos

Biológia-egészségtan: Az energiaátadás szerepe a gyógyászati alkalmazásoknál. A szem és a látás, a szem egészsége. Kémia: lángfestés. Magyar nyelv és irodalom; mozgóképkultúra és médiaismeret: színek a művészetekben.

66

Teljes visszaverődés. alkalmazása. Valódi és látszólagos kép. Lencsék tulajdonságai, legfőbb jellemzői, a dioptria fogalma. A fény felbontása, a tiszta spektrumszínek: vörös, narancs, sárga, zöld, kék, ibolya. Tükrök (sík, domború, homorú). Hullámhossz, frekvencia, fénysebesség, elektromágneses hullám, foton, Kulcsfogalmak/ spektrum. Tükör, lencse, fókuszpont, látszólagos- és valódi kép, fogalmak színfelbontás. Teljes visszaverődés. Tematikai egység/ Fejlesztési cél

Kommunikáció és képalkotás a 21. században

Órakeret 67 7 óra

Előzetes tudás

Az elektromágneses hullámok természete. A fény fizikai tulajdonságai.


Információs, kommunikációs rendszerek mint technikai rendszerek szerepének megértése az adatrögzítésben, adatok továbbításában. Az innovációk jelentőségének felismerése a tudomány, technika, kultúra szempontjából. Képalkotási eljárások, adattárolás és -továbbítás, orvosi diagnosztikai eljárások előfordulásának, céljainak, legfőbb sajátságainak felismerése a mindennapokban. A képalkotás fejlődése és a vizuális kommunikáció változása összefüggéseinek felismertetése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A mobiltelefon felépítése és működése. Az optikai kábel. Az endoszkóp. A rádió működésének elve. Mágneses adathordozók. CD, DVD lemezek. A fényelektromos hatás elve és gyakorlati alkalmazása (digitális fényképezőgép, fénymásoló, lézernyomtató működésének elve). A röntgensugárzás és hatásai. Diagnosztikai módszerek alkalmazásának célja és fizikai alapelvei a gyógyászatban (a testben keletkező áramok kimutatása, röntgen, képalkotó eljárások). Ismeretek: Elektromágneses rezgések nyitott és zárt rezgőkörben. A rádió működésének elve. A



Az elektromágneses hullámok szerepének megértése az információ (hang, kép) átvitelben. Az endoszkópos diagnosztikai eljárás elvének megértése. A digitális technika elvei, a legelterjedtebb alkalmazások fizikai alapjainak megértése. A legelterjedtebb adattárolók szerkezetének, működésének, kapacitásuk nagyságrendjének megismerése. A fényképezőgép jellemző paramétereinek értelmezése: felbontás, optikai- és digitális zoom. Gyűjtőmunka: A „jó” fényképek készítésének titkai. A röntgensugarak gyógyászati szerepének és veszélyeinek összegyűjtése.

Mozgóképkultúra és médiaismeret: A kommunikáció alapjai. A képalkotó eljárások alkalmazása a digitális művészetekben. Biológia-egészségtan: Betegségek és a képalkotó diagnosztikai eljárások, a megelőzés szerepe. Vizuális kultúra: a fényképezés mint művészet, digitális művészet.

moduláció. Digitális jelek. A fényelektromos hatás fizikai leírása, magyarázata. A röntgensugárzás és hatásai. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Elektromágneses rezgés, hullám. Fényelektromos hatás, röntgensugárzás.



Órakeret 7 óra

Atomfizika a hétköznapokban Ütközések. A fény jellemzői. Elemek tulajdonságai.

Az anyag modellezésében rejlő filozófiai, tudománytörténeti vonatkozások felismerése. A modellalkotás ismeretelméleti szerepének értelmezése. A radioaktivitás és anyagszerkezet kapcsolatának megismerése, a radioaktív sugárzások mindennapi megjelenésének, az élő és élettelen környezetre gyakorolt hatásainak bemutatása, az energiatermelésben játszott szerepének áttekintése. Az állampolgári felelősségvállalás erősítése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Az atom fogalmának fejlődése, az egyes atommodellek mellett és ellen szóló érvek, tapasztalatok. Elektron, atomok, molekulák és egyéb összetett rendszerek (kristályok, folyadékkristályok, kolloidok). Az atommag felfedezése: Rutherford szórási kísérlete. Stabil és bomló atommagok. A radioaktív sugárzás felfedezése. A radioaktív bomlás. A bomlás véletlenszerűsége. Radioaktivitás, mesterséges radioaktivitás. A nukleáris energia felhasználásának kérdései. Az energiatermelés kockázati tényezői. Atomerőművek működése, szabályozása. Kockázatok és rendszerbiztonság (sugárvédelem). Ismeretek: Vonalas és folytonos színképek



Különböző fénykibocsátó eszközök spektrumának gyűjtése a gyártók adatai alapján. (Pl. akvárium-fénycsövek fajtáinak spektruma.) Kutatómunka: a radioaktív jód vizsgálati jelentősége. A radioaktivitás egészségügyi hatásainak felismerése:  sugárbetegség;  sugárterápia. Kutatómunka: mi történt Csernobilban?

Matematika: folytonos és diszkrét változó, exponenciális függvény. Kémia: anyagszerkezeti vizsgálatok, az atom szerkezete; kristályok és kolloidok; az atommag. Etika: a tudomány felelősségének kérdései. Biológia-egészségtan: a sugárzások biológiai hatásai. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: a Hirosimára és Nagaszakira ledobott két atombomba története, politikai háttere, későbbi

68

jellemzése, létrejöttük magyarázata. Anyagszerkezetre vonatkozó atomfizikai ismeretek (Rutherford-modell, Bohrmodell, az atomok kvantummechanikai leírása). Az anyag kettős természete. Építőkövek: proton, neutron, kvark. A tömeghiány fogalma. Az atommagon belüli kölcsönhatások. A tömeg-energia egyenértékűség. Radioaktív izotópok. Felezési idő, aktivitás. Kulcsfogalmak/ fogalmak


Földrajz: energiaforrások.

69

Vonalas színkép, az anyag kettős természete. Tömeg-energia egyenértékűség. Radioaktivitás. Felezési idő.


következményei.

A Naprendszer fizikai viszonyai

Órakeret 6 óra

Az általános tömegvonzás törvénye, Kepler-törvények, halmazállapotváltozások. A Naprendszer mint összefüggő fizikai rendszer megismerése, értelmezése, állapotának és keletkezésének összekapcsolása. Az űrkutatás mint társadalmilag hasznos tevékenység megértetése. Az űrkutatás tudománytörténeti vonatkozásai, szerepének áttekintése a környezet és fenntarthatóság szempontjából.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A hold- és a napfogyatkozás. A Merkúr, a Vénusz és a Mars jellegzetességei. A Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz jellegzetességei. Gyűrűk és holdak az óriásbolygók körül. Meteorok, meteoritek. A kisbolygók övének elhelyezkedése. Az űrkutatás állomásai: első ember az űrben, a Hold meghódítása, magyarok az űrben. Emberi objektumok az űrben: hordozórakéták, szállító

Fejlesztési követelmények Az Föld mozgásaihoz kötött időszámítás logikájának megértése. A Földön uralkodó fizikai viszonyoknak és a Föld Naprendszeren belüli helyzetének összekapcsolása. Holdfogyatkozás megfigyelése, a Hold- fázis és holdfogyatkozás megkülönböztetése. Táblázati adatok segítségével két égitest sajátságainak, felszíni viszonyainak összehasonlítása, az eltérések okainak és azok következményeinek az értelmezése. Az űrkutatás fejlődésének legfontosabb állomásaira vonatkozó adatok gyűjtése,

Kapcsolódási pontok Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: Kopernikusz, Kepler, Newton munkássága. A napfogyatkozások szerepe az emberi kultúrában. Földrajz: a tananyag csillagászati fejezetei, a Föld forgása és keringése, a Föld forgásának következményei (nyugati szelek öve), a Föld belső szerkezete, földtörténeti

eszközök. Az emberi élet lehetősége az űrben. Nemzetközi Űrállomás. A világűr megfigyelése: távcsövek, parabolaantennák, űrtávcső. Ismeretek: A Naprendszer szerkezete, legfontosabb objektumai. A bolygók pályája, keringésük és forgásuk sajátságai. A Naprendszer keletkezése. A Föld kora. A Hold jellemző adatai (távolság, keringési idő, forgási periódus, hőmérséklet), a légkör hiánya. A Hold fázisai, a fázisok magyarázata. A Hold kora. Az űrkutatás irányai, hasznosítása, társadalmi szerepe. Kulcsfogalmak/ fogalmak


katasztrófák, kráterbecsapódás keltette felszíni alakzatok keresése térképeken, műholdfelvételeken. Biológia-egészségtan: a Hold és az ember biológiai ciklusai, az élet fizikai feltételei; A tartós súlytalanság hatása az emberi 70 szervezetre; A nagy távolságú emberes űrutazás pszichológiai korlátjai. Etika: környezeti etika kérdései; az ember helye és szerepe.

Pálya, keringés, forgás, bolygó, hold, üstökös, meteor, meteorit. Űrkutatás.


rendszerezése. A magyar űrkutatás eredményeinek, űrhajósainknak, a magyarok által fejlesztett, űrbe juttatott eszközöknek a megismerése. Az űrkutatás jelenkori programjának, fő törekvéseinek áttekintése.

Órakeret 5 óra

Csillagok, galaxisok A Nap sugárzása, energiatermelése. A fény terjedése.

A felépítés és működés kapcsolatának értelmezése a csillagokban mint természeti rendszerekben. Az Univerzum (általunk ismert része) anyagi egységének beláttatása. A világmindenség mint fizikai rendszer fejlődésének, a fejlődés kereteinek, következményeinek, időbeli lefutásának megértése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: A Nap várható jövője. A csillagtevékenység formái, ezek észlelése. A fizikai-matematikai világleírások hatása az európai kultúrára. Az Univerzum tágulására utaló tapasztalatok, a galaxis halmazok távolodása. Ismeretek: A csillag definíciója, jellemzői,



A csillagok méretviszonyainak (nagyságrendeknek) áttekintése. A csillagok energiatermelésének megértése. Önálló projektmunkák, képek gyűjtése, egyszerű megfigyelések végzése (például: a Tejút megfigyelése). Érvelés és vita az Univerzumról kialakított képzetekkel kapcsolatban.

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: Napkultusz az antik kultúrákban. Kémia: a periódusos rendszer, elemek keletkezése. Magyar nyelv és irodalom: Madách Imre: Az ember tragédiája.

gyakorisága, mérete, szerepe az elemek kialakulásában. A galaxisok, alakjuk, szerkezetük. Galaxisunk: a Tejút. Az Univerzum fejlődése, az ősrobbanás elmélet. Az Univerzum kora, létrejöttének, jövőjének néhány modellje. Kulcsfogalmak/ fogalmak

Etika: az ember világegyetemben elfoglalt helyének értelmezése. Biológia: az evolúció fogalma.

Csillag, galaxis, Tejút. Ősrobbanás, téridő. 71

3.

Az érettségi vizsga formái és követelményei Fizika írásbeli érettségi Középszint Egy központi feladatsor I. rész: 20 kérdésből álló feleletválasztós kérdéssor (40 pont) II. rész: 4 nyíltvégű kérdés, amelyből hármat kell megoldani (50 pont) A feladatlap időtartama 120 perc, pontértéke összesen 90 pont. Használható segédeszköz: függvénytáblázat, zsebszámológép. Fizika szóbeli érettségi Középszint Szóbeli tételek száma: legalább 20. Használható segédeszközök: a rendelkezésre álló kísérleti eszközök, függvénytáblázat, zsebszámológép. Pontértéke: összesen 60 pont (tartalmi rész: 55 pont, felépítés a kifejtés önállósága: 5 pont) Témakör 1. Mechanika A dinamika törvényei

Követelmények - A testek mechanikai kölcsönhatása, az erő, az erő mérése, erők összegzése. - Newton törvényeinek értelmezése. - Kényszererők felismerése konkrét példákban. - Az impulzus (lendület) megmaradása, felismerése és alkalmazása konkrét példákra. - Az erőpár fogalma, a forgatónyomaték kiszámítása egyszerű esetekben. - Tömegközéppont alkalmazása homogén, egyszerű alakú testek esetében. - Testek egyensúlyi helyzetének értelmezése. - Egyszerű gépek működésének leírása.

Mozgások - A vonatkoztatási rendszer, pálya, út, idő, elmozdulás fogalmainak alkalmazása, a mozgás viszonylagossága. - Az egyenes vonalú, egyenletes mozgás leírása. - Az egyenes vonalú, egyenletesen változó mozgás leírása, a

sebesség, gyorsulás alkalmazása. - Az átlagsebesség és a pillanatnyi sebesség megkülönböztetése. - A szabadesés és a függőleges hajítás leírása. - Az egyenletes körmozgás leírása, jellemzői. - E mozgások dinamikai feltételének alkalmazása konkrét példákra. - A súrlódás jelensége. Munka és energia - A munka és a teljesítmény. A hatásfok. - A mozgási energia. - Az emelési munka, a helyzeti energia. - A munka grafikus ábrázolása. A rugalmas energia. - A mechanikai energia megmaradása, a törvény alkalmazása.

72

2. Gravitáció Gravitáció - Az általános tömegvonzási törvény és jelentősége. - A bolygók mozgásának leírása: Kepler törvényei. - A mesterséges égitestek mozgása. - Nehézségi erő, a súly, a súlytalanság értelmezése. - A gravitációs gyorsulás mérése. A csillagászat elemeiből

- A Naprendszer és főbb részeinek jellemzése. - A Tejútrendszer, galaxisok. - A világűr megismerésének legfontosabb módszerei, eszközei.

3. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek Személyiségek - Kopernikusz, Kepler, Galilei, Newton, Watt, Joule, Eötvös Loránd a tanultakkal kapcsolatos legfontosabb eredményeinek ismerete. Elméletek, felfedezések, találmányok

4.


Értékelés: 0-24% elégtelen (1) 25-39% elégséges (2) 40-59% közepes (3) 60-79% jó (4) 80-100% jeles (5) A tanulói előmenetel ellenőrzésének és értékelésének formái, gyakorlata A nagy osztálylétszámok és a szoros tananyag miatt elsősorban írásban kérünk számon. A nagyobb összefüggő fejezetek végén összefoglalást követően közös témazáró dolgozatokat iratunk. A témazáró dolgozatok száma megegyezik a heti óraszámmal. Ezt kiegészítik még további dolgozatok. A dolgozatokat időarányosan íratjuk és előre bejelentjük.

Az érdeklődés fenntartásának és az előrehaladásnak fontos feltétele a tanulók folyamatos ellenőrzése és értékelése. Ennek érdekében a dolgozatokat szóbeli feleletek egészítik ki. Gyakorlati feladatokat (pl. tanulói kiselőadás, bemutató, kísérlet, projekt munka) is jelölhetünk ki ,illetve vállalható és értékelhető. Osztályozhatjuk bizonyos esetekben az órai munkát is. A minimális érdemjegyek száma félévenként a heti óraszám + 1. A félévi és év végi osztályzatot a kapott érdemjegyek átlaga határozza meg.

5.

Az alkalmazható tankönyvek és kiválasztásának elvei A munkaközösségünk a tankönyvek, taneszközök kiválasztásánál a következő szempontokat veszi figyelembe: 73 – a taneszköz feleljen meg az iskola helyi tantervének; – a taneszköz legyen jól tanítható, jól tanulható; – a taneszköz nyomdai kivitelezése legyen alkalmas a tantárgy óraszámának és igényeinek megfelelő használatra több tanéven keresztül; – a taneszköz minősége, megjelenése legyen alkalmas a diákok esztétikai érzékének fejlesztésére, nevelje a diákokat igényességre, precíz munkavégzésre, a taneszköz állapotának megóvására; Előnyben kell részesíteni azokat a taneszközöket: – amelyek több éven keresztül használhatók; – amelyek egymásra épülő tantárgyi rendszerek, tankönyvcsaládok, sorozatok tagjai; – amelyekhez megfelelő nyomtatott kiegészítő taneszközök állnak rendelkezésre (pl. munkafüzet, tudásszintmérő, feladatgyűjtemény, gyakorló); – amelyekhez rendelkezésre áll olyan digitális tananyag, amely interaktív táblán segíti az órai munkát feladatokkal, videókkal (pl. veszélyes, időigényes kísérletekről készült filmek, animációk) 3D modellek, grafikonrajzoló, statisztikai programok, interaktív feladatok, számonkérési lehetőségek, játékok stb. segítségével. – amelyekhez olyan hozzáférés biztosított, amely az iskolában használt digitális eszközöket és tartalmakat interneten keresztül a diákok otthoni tanulásához is nyújtani tudja.

2013/2014-es tanévtől kimenő rendszerben működő helyi tanterv

74

FIZIKA GIMNÁZIUM

FIZIKA GIMNÁZIUM Általános tantervű Emelt szintű idegen Emelt szintű Reál orientált osztály nyelvi osztály informatika osztály osztály 2 - 2 - 3 - 0 2 - 2 - 2 - 0 2 - 2 - 2 - 0 2 - 2+1 - 3 - 0 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2

Célok és feladatok A fizikatanítás célja a gimnáziumban az általános műveltség részét jelentő alapvető fizikai ismeretek kialakítása, a tanuló érdeklődésének felkeltése a természeti jelenségek megértése iránt, valamint az önálló ismeretszerzési készség megalapozása. Előkészítés, megalapozás a tanuló választása szerinti szintű érettségi vizsgára, továbbá - ezzel összefüggésben - sokoldalú motiváció a felsőfokú - elsősorban műszaki, informatikai szakirányú - tanulmányok folytatásának vonzóvá tételére.

A kitűzött célok elérhetők: -

a tanulók általános iskolai ismereteinek rendszerezésével,

-

kísérleti tapasztalatokra, a szemléletességre alapozó hatékony motiválással,

-

az életkoruknak megfelelő szintű fejlesztő stratégia alkalmazásával,

-

a kapcsolódó tantárgyakkal (matematika, informatika, biológia, kémia, földrajz, szakmai előkészítő és orientációs tantárgyak) kialakított koncentrációval.

A fizika gimnáziumi tanítása során a természeti jelenségek megfigyeléséből, kísérleti tapasztalatokból kiindulva ismertetjük fel a tanulókkal a jelenségek lényegi összefüggéseit, ok-okozat viszonyait. A törvények matematikai megfogalmazására, - és azok alkalmazására feladatok megoldásában - a fizika középszintű érettségi követelményeit tekintjük irányadónak. (A középszinten, illetve az emelt szinten érettségi vizsgát tenni szándékozó tanulók számára a 12. osztályos tanulmányok folytatásához külön programot dolgozunk ki. Azt azonban, hogy a természet törvényei matematikai formában is leírhatók és a számítások eredményei kísérletileg ellenőrizhetők, a fizikából nem érettségiző diákoknak is látniuk kell.) A fizika ismeretek átadása mellett alapvetően fontos tudatosítani a tanulókban, hogy a természettudományok - ezen belül a fizika - az egyetemes emberi kultúra részét képezik, és szoros kapcsolatban állnak a kultúra más területeivel. Ugyanilyen fontos annak felismertetése

75

is, hogy nagyrészt a fizika eredményei alapozzák meg a műszaki tudományokat, lehetővé téve ezzel a - napjainkban különösen is érzékelhető - gyors technikai fejlődést. Hangsúlyoznunk kell azt is, hogy a természet törvényeinek megismerése és az emberiség céljaira történő felhasználása felelősséggel jár. A fizikai ismereteket természeti környezetünk megóvásában is hasznosítani kell, és ez nemcsak a tudósok, környezet- és természetvédelmi szakembere, hanem minden iskolázott ember felelőssége és kötelessége.


76

Ismeretszerzési, -feldolgozási és -alkalmazási képességek -

Váljon a tanuló igényévé az önálló ismeretszerzés, a tudatos törekvés a természeti és technikai környezet jelenségeinek megértésére.

-

Tudja a jelenségeket, kísérleteket megfigyelni, tapasztalatait rögzíteni. Legyen tapasztalata az egyszerűbb kísérleti és mérőeszközök balesetmentes használatában.

-

Legyen jártas az SI- és a gyakorlatban használt SI-n kívüli mértékegységek, azok törtrészeinek és többszöröseinek használatában.

-

Legyen képes önállóan táblázatgyűjteményeket.

-

Értse a szellemi fejlettségének megfelelő szintű természettudományi ismeretterjesztő kiadványok, műsorok információit, tudja a látottakat, hallottakat összevetni a tanultakkal.

-

Legyen jártas a vizsgálódás szempontjából lényeges és lényegtelen jellemzők, tényezők megkülönböztetésében.

-

Tudja a megfigyelések, mérések, kísérletek során nyert tapasztalatokat áttekinteni.

-

Megszerzett ismereteit tudja a legfontosabb szakkifejezések, jelölések, jelölések megfelelő használatával megfogalmazni, leírni.

-

Tudja a kísérletek, mérések során nyert adatokat grafikonon ábrázolni, kész grafikonok adatait leolvasni, értelmezni, egyszerűbb matematikai összefüggéseket megállapítani. Legyen gyakorlott kész ábrák, rajzok értelmezésében.

-

A környezet- és természetvédelmi problémák kapcsán tudja alkalmazni fizikai ismereteit, lehetőségeihez képest törekedjék a környezeti/természeti károk enyhítésére, megelőzésére.

használni

különböző

lexikonokat,

képlet-

és

Tájékozottság az anyagról, tájékozódás térben és időben -

Tudják a tanulók, hogy az anyagnak különböző megjelenési formái vannak. Ismerjék fel a természetes és mesterséges környezetben előforduló anyagfajtákat, tulajdonságaikat, hasznosíthatóságukat.

-

Alakuljon ki a tanulók képzeletében a mértékkel, mértékrendszerekkel, mennyiségekkel összefüggő gyakorlatias belső látásmód és arányérzék.

-

Legyen elemi szintű tájékozottságuk a anyag részecsketermészetéről.

-

Tudják, hogy a fizikai folyamatok térben és időben zajlanak le, a fizika vizsgálódási területe nem látható mikrovilág pillanatszerűen lezajló folyamatait éppúgy magában foglalja, mint a csillagrendszerek évmilliók alatt bekövetkező változásait.

-

Ismerjék fel a természeti folyamatokban a visszafordíthatatlanságot. 77

Tájékozottság a természettudományos megismerésről, a természettudomány fejlődéséről Három éven át tartó tudatos folyamat végére alakuljon ki a tanulókban a: -

természettudományos gondolkodás,

-

a természettudományok művelése során egyetemessé fejlődött megismerési módszerek (indukció, dedukció, fenomenológiai leírás, modellalkotás) alapvető sajátosságainak kvalitatív ismerete,

-

a fizikai művelődéstörténeti aspektusainak, a fizikai felfedezésekben kimagasló eredményeket elért és életútjukban, személyiségükben példaadó magyar és nem magyar személyiségek tevékenységének, a neveikhez fűződő felfedezések lényegének ismerete.

Az alapvető fizikai ismereteken túl fontos látni a fizika kapcsolódását a kultúra más területeihez, más természettudományokhoz csakúgy, mint a technikához, a filozófiához vagy a művészetekhez.

A FIZIKA ÉRETTSÉGI VIZSGA ÁLTALÁNOS KÖVETELMÉNYEI

A vizsga formája: Középszinten: Emelt szinten:

írásbeli és szóbeli írásbeli és szóbeli

A fizika érettségi vizsga célja:  A középszintű fizika érettségi vizsga célja annak megállapítása, hogy a vizsgázó: -

rendelkezik-e a köznapi műveltség részét képező fizikai ismeretekkel;

-

képes-e ismereteit a mindennapokban tapasztalt jelenségekkel, a technikai eszközök működésével összekapcsolni;

-

ismeri-e a természettudományos gondolkodás, a természettudományok művelése során egyetemessé fejlődött megismerési módszerek alapvető sajátosságait;

-

képes-e az alapmennyiségek mérésére, a mért adatokból egyszerű számításokkal meghatározható további mennyiségek értékeire következtetni;

-

képes-e egyszerűen lefolytatható fizikai kísérletet elvégezni, valamint a kísérleti tapasztalatokat kiértékelni, grafikont elemezni;

-

rendelkezik-e a mértékekkel, mértékrendszerekkel, mennyiségekkel összefüggő gyakorlatias belső látásmóddal és arányérzékkel;

-

képes-e a tananyag által közvetített művelődési anyag alapvető fontosságú tényeit és az ezekből következő alaptörvényeket, összefüggéseket szabatosan kifejteni;

-

megérti-e a napjainkban felmerülő, fizikai ismereteket is igénylő problémák lényegét;

-

ismeri-e a fizikatörténet legfontosabb eseményeit és személyiségeit, a tananyag által közvetített legjelentősebb kultúrtörténeti vonatkozásokat.

 Az emelt szintű fizika érettségi vizsga célja annak megállapítása, hogy a vizsgázó: -

elsajátította-e a követelményekben előírt ismereteket;

78

-

képes-e az ismeretanyag belső összefüggéseit, az egyes témakörök közötti kapcsolatokat áttekinteni, felismerni;

-

tudja-e ismereteit jelenségek értelmezésében, problémák megoldásában - a megfelelő matematikai eszközöket is felhasználva - alkalmazni;

-

járatos-e a fizika tanult vizsgálati és következtetési módszereiben;

-

ismeri-e a természettudományos gondolkodás, a természettudományok művelése során egyetemessé fejlődött megismerési módszerek alapvető sajátosságait, felismeri-e alkalmazásukat.

-

képes-e a tanultak alapján lefolytatható fizikai mérés, kísérlet megtervezésére és elvégzésére, valamint a kísérleti tapasztalatok kiértékelésére, következtések levonására, grafikonelemzésre;

-

rendelkezik-e a mértékkel, mértékrendszerekkel, mennyiségekkel összefüggő gyakorlatias belső látásmóddal és arányérzékkel, pontosan használj-e a mértékegységeket;

-

képes-e a tananyag által közvetített művelődési anyag logikai csomópontjait képező, alapvető fontosságú tényeket és az ezekből következő alaptörvényeket, összefüggéseket szabatosan kifejteni, megmagyarázni;

-

képes-e a mindennapi életet befolyásoló fizikai természetű jelenségeket értelmezni;

-

ismeri-e a legfontosabb technikai eszközök, rendszerek működési elveit;

-

rendelkezik-e több témakör ismeretanyagának logikai összekapcsolását igénylő, összetett fizikai feladatok, problémák megoldási képességével;

-

tájékozott-e a legfontosabb fizikatörténeti és kultúrtörténeti vonatkozásokban;

-

képes-e a környezetvédelemmel és természetvédelemmel összefüggő problémák megértésére és elemzésére.

79

Jellemzők: Tantárgy neve: Évfolyam:

fizika 9. osztály

Óraszám: Általános tantervű osztály

Emelt szintű idegen nyelvi osztály

Emelt szintű informatika osztály

Reál orientált osztály

- évi: 74 óra - heti: 2 óra - otthoni tanulási idő: heti 2 óra




Részei:

Mechanika I.

Mozgások: -

A dinamika alapjai: -

egyenes vonalú, egyenletes változó mozgás egyenes vonalú egyenletesen változó egyenletes körmozgás egyenletesen változó körmozgás, szabadesés mozgások szuperpozíciója

erő, erőfajták erők együttes hatása lendület - megmaradás mozgások dinamikai vizsgálata egyetemes tömegvonzás

Munka energia: -

a munka mechanikai energia - fajták a teljesítmény és hatásfok

Cél: -

a középiskolai tanulási készségek elsajátíttatása az alsóbb évfolyamokon szerzett ismeretek kiszélesítése a formális gondolkodás fejlesztése a megfigyelésen, kísérleten, mérésen alapuló általánosítási képesség fejlesztése átfogó szemléleti kép megalapozása a fenomenológiai természetleíráson alapuló és modellalkotási módszeren keresztül megvalósuló ismeretszerzésről

Tartalmi követelmények az érettségi vizsgán

80

KÖZÉPSZINT

Témakör

Követelmények

1. Mechanika A dinamika törvényei

- A testek mechanikai kölcsönhatása, az erő, az erő mérése, erők összegzése. - Newton törvényeinek értelmezése. - Kényszererők felismerése konkrét példákban. - Az impulzus (lendület) megmaradása, felismerése és alkalmazása konkrét példákra. - Az erőpár fogalma, a forgatónyomaték kiszámítása egyszerű esetekben. - Tömegközéppont alkalmazása homogén, egyszerű alakú testek esetében. - Testek egyensúlyi helyzetének értelmezése. - Egyszerű gépek működésének leírása.

Mozgások

- A vonatkoztatási rendszer, pálya, út, idő, elmozdulás fogalmainak alkalmazása, a mozgás viszonylagossága. - Az egyenes vonalú, egyenletes mozgás leírása. - Az egyenes vonalú, egyenletesen változó mozgás leírása, a sebesség, gyorsulás alkalmazása. - Az átlagsebesség és a pillanatnyi sebesség megkülönböztetése. - A szabadesés és a függőleges hajítás leírása. - Az egyenletes körmozgás leírása, jellemzői. - E mozgások dinamikai feltételének alkalmazása konkrét példákra. - A súrlódás jelensége.

Munka és energia

-

A munka és a teljesítmény. A hatásfok. A mozgási energia. Az emelési munka, a helyzeti energia. A munka grafikus ábrázolása. A rugalmas energia. A mechanikai energia megmaradása, a törvény alkalmazása.

-

Az általános tömegvonzási törvény és jelentősége. A bolygók mozgásának leírása: Kepler törvényei. A mesterséges égitestek mozgása. Nehézségi erő, a súly, a súlytalanság értelmezése. A gravitációs gyorsulás mérése.

2. Gravitáció Gravitáció

81

A csillagászat elemei- - A Naprendszer és főbb részeinek jellemzése. ből - A Tejútrendszer, galaxisok. - A világűr megismerésének legfontosabb módszerei, eszközei.

3. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek Személyiségek

- Kopernikusz, Kepler, Galilei, Newton, Watt, Joule, Eötvös Loránd a tanultakkal kapcsolatos legfontosabb eredményeinek ismerete.

Elméletek, felfedezések, találmányok


82

Az évi órakeret felosztása: -

Általános tantervű osztály

-


-


-


évi 74 óra heti 2 óra

Óraszámok

83 A kerettantervi tananyag feldolgozása az órakeret 80%-ában

Gyakorlás, az ismeretek elmélyítése az órakeret 20%-ában

Az egyenes vonalú mozgás

16

13

3

Mozgások körpályán

8

6

2

A dinamika alaptörvényei

12

9

3

6

4

2

15

12

3

3

3

3

2

2

2

9

9

74

60

Munka

és

mechanikai

energia,

folyamatjellemzők és állapotjellemzők Mechanikai kölcsönhatások Erőtörvények, az egyenletesen változó körmozgás dinamikája Pontszerű

testekből

álló

mechanikai

rendszerek Merev testek mechanikája

1

Konzervatív, disszipatív erők, tanévvégi összefoglalás Összesen:

Témakörök, tartalmak


Tanulási tevékenység

14

Minimális teljesítmény: a középszintű érettségi követelmények elégséges

A hely és mozgás viszonylagosságának felismerése (pl. mozgó vonat, Az egyenes vonalú a Nap "mozgása"). A kísérlet egyenletes mozgás Az egyenes vonalú adatainak lejegyzése, az út és egyenletes mozgás kísérleti az idő közötti összefüggés vizsgálata és jellemzése. felismerése. Út-idő grafikon készítése Út-idő grafikon készítése és és elemzése, a sebesség elemzése. kiszámítása. A sebesség, az út és az idő A sebesség, mint kiszámítása. vektormennyiség. A mozgásállapot felismerése Egymásra merőleges, két konkrét példákon. egyenletes mozgás A sebesség változásának összegződése. felismerése, értelmezése. A átlag- és pillanatnyi sebesség értelmezése konkrét Az egyenes vonalú példákon. változó mozgás A változó mozgás út-idő Az egyenletesen változó átlagsebesség és a mozgás grafikus leírása. pillanatnyi sebesség.

Belépő tevékenységformák.

Az egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás, szabadesés Az egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás kísérleti vizsgálata. A sebesség változásának értelmezése, a gyorsulás fogalma. Az egyenletesen változó mozgás grafikus leírása. A négyzetes úttörvény. Szabadesés és kísérleti vizsgálata, a nehézségi gyorsulás. Nem zérus kezdősebességű egyenletesen változó mozgások.

A tapasztalatok közérthető összefoglalása a tanult szakszókincs helyes használatával.

Mozgások

Az anyagi pont egyenletes körmozgásának kísérleti vizsgálata. Az egyenletes

A sebesség kiszámítása. Fizikai jelenségek irányítással történő tudatos megfigyelése, a lényeges és kevésbé lényeges tényezők megkülönböztetése. Ok-okozati kapcsolatok felismerése.

A tananyaghoz kapcsolódó egyszerű kísérletek önálló végrehajtása előzetes tanári útmutatás alapján.

A tanult fizikai mennyiségek mértékegységének ismerete és helyes használata, a mindennapi életben használt fizikai mennyiségek nagyságának becslése (súly, tömeg, térfogat, távolságok, időtartamok). A tanult fizikai törvények felismerése a mindennapi élet jelenségeiben, a technikai eszközökben.

Az egyenletes körmozgás Az körmozgás kísérleti vizsgálata, értelmezése, mennyiségi jellemzése

szintű ismerete, különös tekintettel az alábbiakra Ismerje fel az egyenletes mozgást konkrét példákon.

A mozgásállapot felismerése gyakorlati példákon. A változó mozgás felismerése konkrét példákon. Tudja megkülönböztetni az átlag- és pillanatnyi sebességet. A szabadesés jellemzése.

84

körmozgás leírása: periódusidő, fordulatszám (frekvencia) kerületi sebesség mint vektormennyiség, a sebesség változása, a gyorsulás mint vektormennyiség. A szögsebesség.

Ismerje fel az egyenletes körmozgást. A tanult fizikai törvények alkalmazása egyszerűbb, A kerületi sebesség. a matematikai ismeretekkel összhangot Értelmezze a centripetális tartó absztrakciós erőt. képességet igénylő feladatok, problémák megoldásában.

Az egyenletesen változó körmozgás (E) Az anyagi pont egyenletesen változó körmozgásának kísérleti vizsgálata. A mozgás leírása szögjelzőkkel.

85

Mozgások szuperpozíciója Függőleges és vízszintes hajítás.

A dinamika alapjai Mozgásállapot-változás és erő A mozgásállapot fogalma, a testek tehetetlenségére utaló kísérletek. A tehetetlenség törvénye és alapvető szerepe a dinamikában. Newton II. törvénye. A mozgásállapotváltozás és a kölcsönhatás vizsgálata. Az erő és a tömeg értelmezése, mértékegysége. Hatásellenhatás törvénye. A kölcsönhatásban fellépő erők vizsgálata. Erőfajták Erőtörvények, nehézségi erő, rugóerő. Kényszererők. Súrlódás, közegellenállás. Erők együttes hatása Az erőhatások függetlensége. Az erők vektorális összegzése, erők egyensúlya, forgatónyomatékok egyensúlya.

A tehetetlenség törvényének ismerete. A tömeg és a térfogat mérése. A sűrűség kiszámítása.

A mozgásállapot-változással járó kölcsönhatások vizsgálata. Gyakorlottság a tömeg mérésében. A sűrűség, a tömeg és a térfogat kiszámítása.

Az erő hatására bekövetkező sebességváltozás kísérleti vizsgálata. A newton (N) értelmezése. Gyakorlottság az erő mérésében. Az erők együttes hatásának kísérleti vizsgálata. Galilei és Newton munkássága.

Könyvtári ismerethordozók (szaklexikonok, képletés táblázatgyűjtemények, segédkönyvek, ismeretterjesztő kiadványok) használata a tananyagot kiegészítő ismeretek megszerzésére. A számítógépes oktató és szimulációs programok, multimédiás szakanyagok használata.

Tudja megkülönböztetni a mozgásállapotváltozásokat. Az erő mérése. Az erő ábrázolása. Az erő-ellenerő felismerése példákban. A rugalmas erő hatásainak felismerése. A gravitációs erő és a súly felismerése a gyakorlatban. Forgatónyomaték kiszámítása. Ismerje az egyensúly feltételét. Egyszerű gépek alkalmazása a gyakorlatban.

A lendület-megmaradás A lendület-megmaradás törvénye és alkalmazása (kísérleti példák, mindennapi jelenségek, pl.: az ütközések, rakéta)

Kísérleti vizsgálat és értelmezés.

Ismerje a lendületmegmaradás tételét, teljesülésének feltételét.

Az egyenletes és az egyenletesen változó (E) körmozgás dinamikai vizsgálata Newton II. törvényének alkalmazása a körmozgásra. A centripetális gyorsulást okozó erő felismerése mindennapi jelenségekben. Egyetemes tömegvonzás A Newton-féle gravitációs törvény; a gravitációs állandó. A heliocentrikus világkép. Kepler törvényei, a bolygók mozgása. A Naprendszert alkotó fontosabb égitestek főbb jellemzői. Az űrhajózás alapvető fizikai törvényei (kozmikus sebességküszöbök). A mesterséges égitestek mozgása. Munka, energia A munka értelmezése és kiszámítása A munka fogalma, állandó erő és irányába mutató elmozdulás, állandó erő és szöget bezáró elmozdulás, lineárisan változó erő (rugóerő) munkája (erőelmozdulás grafikon alatti terület) Mechanikai energiafajták Mozgási energia, magassági energia, rugalmas energia. Munkatétel és alkalmazása A mechanikai energiamegmaradás törvénye és érvényességi köre, alkalmazás egyszerű feladatokban.

Ismerje fel a súrlódás és a közegellenállás jelenségét gyakorlati példákban.

Az Internet használata a tananyagot kiegészítő információk megszerzésére, tanári irányítással. Fizikai jelenségek irányítással történő tudatos megfigyelése, a lényeges és kevésbé lényeges tényezők megkülönböztetése.

A kölcsönhatásban részt vevő testek állapotváltozásának megfigyelése, elemzése. A munka, az erő és az út kiszámítása. Az energiafajták felismerése. Joule munkássága. A hatásfok kiszámítása. A teljesítmény, az energiaváltozás és az idő kiszámítása. Watt munkássága.

A teljesítmény és hatásfok A teljesítmény és hatásfok fogalma, kiszámítása egyszerű esetekben. A perpetuum mobile szerkeszthetetlensége.

A továbbtanuláshoz szükséges feltételek:

A gravitációs erő. Kepler-törvények.

A munka kiszámítása. A különféle energiafajták ismerete. Az energia-megmaradás törvényének ismerete. A hatásfok kiszámítása. A teljesítmény kiszámítása.

86

-

Legyen képes a tanuló fizikai jelenségek megfigyelésére, az így szerzett tapasztaltok elmondására.

-

Tudja helyesen használni a tanult legfontosabb mechanikai alapfogalmakat (tehetetlenség, tömeg, erő, súly, sebesség, gyorsulás, energia, munka, teljesítmény, hatásfok).

-

Tudjon a tanult összefüggések alapján grafikonokat szerkeszteni, tudjon mérései adatokat grafikusan ábrázolni, a kész grafikonról következtetéseket levonni (pl. tudja az állandó és változó mennyiségeket megkülönböztetni, legyen képes a változásokat jellemezni). 87

-

Legyen képes egyszerű mechanikai feladatok megoldására a tanult alapvető összefüggések segítségével.

-

Ismerje és használja a tanult fizikai mennyiségek mértékegységeit egyrészt a tananyagra vonatkozóan, másrészt a mindennapi életben.

-

Tudjon megnyilvánulási (alkalmazási) példákat mondani a tanult törvényekre, összefüggésekre mind a természetben, mind a technikai eszközök világában.

-

Legyen képes a tanult összefüggéseket, fizikai állandókat táblázatgyűjteményből kiválasztani, a formulákat értelmezni.

-

Tudja, hogy a számítógépes világhálón számos érdekes és hasznos adat, információ elérhető.

képlet-

és


fizika 10. osztály









Részei: Termodinamika (hőtan): - Hőtani alapjelenségek - Gázok állapotváltozásai - Az anyag atomos szerkezete, molekuláris hőelmélet - A hőtan főtétele - Halmazállapot-változások - A hőterjedés - Hőtani jelenségek az időjárásban Elektromágnesesség: -

elektrosztatika elektromos alapjelenségek az elektromos tér kondenzátorok egyenáramok

Egyenáramok: -

Az egyenáram Az elemi töltés Egyenáramú hálózatok Elektromos munka és teljesítmény

Elektromágneses indukció: - A mágneses tér - Lorentz-erő - Mozgási indukció, váltakozó áram - Nyugalmi indukció

Cél: Az alsóbb évfolyamokon megszerzett ismeretek kiszélesítése, rendszerbe foglalása. Gyakorlatias tudnivalók elsajátíttatása. A fizika egységes szemléletre alapozott természet-leírási módszerének elsajátítása.

88

Tartalmi követelmények az érettségi vizsgán KÖZÉPSZINT

Témakör

Követelmények

1. Hőtan, termodinamika Állapotjelzők, - Állapotjelzők ismerete, alkalmazásuk. termodinamikai - Hőmérők és használatuk. A Kelvin-skála. egyensúly - Avogadro-törvény, anyagmennyiség. - A termikus egyensúly értelmezése. Hőtágulás

- Szilárd testek vonalas és térfogati hőtágulásának leírása. - Folyadékok hőtágulásának leírása. - Hőtágulási jelenségek gyakorlati jelentősége.

Összefüggés a gázok - Az ideális gáz speciális állapotváltozásainak leírása. állapotjelzői között - p-V-diagramok értelmezése. - Az egyesített gáztörvény alkalmazása egyszerűbb problémákban. - Az állapotegyenlet ismerete. A kinetikus gázmodell

- A hőmozgás értelmezése. - Az állapotjelzők kvalitatív értelmezése a modell alapján.

Termikus és mechani- - A hőközlés, hőmennyiség, fajhő fogalmainak ismerete, kai kölcsönhatások alkalmazása - A belső energia értelmezése. - A térfogati munka értelmezése. - A termodinamika I. főtétele és jelentősége, egyszerű alkalmazások. - Nyílt folyamatok ideális gázokkal: izoterm, izochor, izobár, adiabatikus folyamatok energetikai jellemzése. - A gázok állandó nyomáson és állandó térfogaton mért fajhőjének megkülönböztetése Halmazállapot- A halmazállapotok tulajdonságainak ismerete. változások - Olvadás és fagyás.

A termodinamika főtétele

Párolgás és lecsapódás. Forrás. E folyamatok energetikai vizsgálata. A nyomás szerepének kvalitatív leírása a forrás esetében. A víz különleges tulajdonságainak ismerete, ezek jelenősége. A levegő páratartalma. A légkört érő káros behatások és következményeik.

II. - A II. főtétel szemléltetése mindennapi példákon. - A hőerőgépek hatásfokának korlátai.

2. Elektromágnesesség

89

Elektrosztatika

Az egyenáram

Elektrosztatikai alapjelenségek értelmezése, bemutatása. A töltésmegmaradás törvénye. A Coulomb-törvény ismerete. Az elektrosztatikai mező jellemzése: térerősség, erővonalak, feszültség. - Többlettöltés fémen, alkalmazások. - A kapacitás fogalma, a kondenzátorok egy-két gyakorlati alkalmazásának ismerete. -

- Az áramkör részei. Áram- és feszültségmérés. - Ohm törvénye. Vezetők ellenállása, fajlagos ellenállás. - Ellenállások soros és párhuzamos kapcsolása, az eredő ellenállás meghatározása egyszerű esetekben. - Az egyenáram munkája és teljesítménye. - Az egyenáram hatásai, alkalmazások. - A galvánelem és az akkumulátor. - Az érintésvédelmi szabályok ismerete és betartása. - Félvezetők tulajdonságai, alkalmazások.

Magnetosztatika. - A Föld mágnesessége, az iránytű használata. Egyenáram mágneses - A magnetosztatikai mező jellemzése: a mágneses mezője indukcióvektor és a mágneses fluxus. - Az elektromágneses, gyakorlati alkalmazások. - A Lorentz-erő. Az elektromágneses - A mozgási és a nyugalmi indukció jelenségének leírása, Lenz indukció törvénye. - Az önindukció jelensége a áram ki- és bekapcsolásánál. A váltakozó áram - A váltakozó áram jellemzése, az effektív feszültség és áramerősség. - A váltakozó áram munkája, effektív teljesítménye ohmikus fogyasztó esetében. - Az elektromos energia gyakorlati alkalmazásai (generátor, motor, transzformátor).

3. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek Személyiségek

- Arkhimédész, Ohm, Ampére, Faraday, Jedlik Ányos.

Elméletek, felfedezések, találmányok

- A gőzgép, az elektromotor, a generátor, a transzformátor, belsőégésű motor feltalálására az elektron felfedezése és hatásuk - összekapcsolás a megfelelő nevekkel.

90

Az évi órakeret felosztása: Általános tantervű osztály

-


-


Óraszámok

-

A kerettantervi tananyag feldolgozása az órakeret 80%-ában


A gázállapot

27

22

5

A folyadékállapot

6

5

1

A szilárdállapot

4

3

1

5

4

1

6

5

1

9

7

2

6

5

1

3

3

8

6

2

74

60

14

Halmazállapot-változások Elektrosztatika Az elektromos egyenáram Magnetosztatika Az időben változó mágneses mező A váltakozó áram, az elektromos energia előállítása és felhasználása Összesen:

91

Óraszámok

Reál orientált osztály:

A Gyakorlás, Kitekintés az emelt kerettantervi az ismeretek szintű érettségi tananyag elmélyítése követelményekre a feldolgozása az órakeret heti +1 órában és az órakeret 20%-ában gyakorlása 80%-ában

A gázállapot

34

22

5

7

A folyadékállapot

10

5

1

4

A szilárdállapot

6

3

1

2

7

4

1

2

11

5

1

5

12

7

2

3

9

5

1

3

6

3

16

6

2

8

111

60

14

37

Halmazállapot-változások Elektrosztatika Az elektromos egyenáram Magnetosztatika Az időben változó mágneses mező

3

A váltakozó áram, az elektromos energia előállítása és felhasználása Összesen:

92

Témakörök, tartalmak Hőtan Hőtani alapjelenségek: Hőtágulás, hőmérséklet-mérés Gázok állapotváltozásai: Állapotjelzők (hőmérséklet, térfogat, nyomás, anyagmennyiség). Boyle-Mariotte és Gay-Lussac törvények, Kelvin-féle hőmérsékleti skála. Az egyesített gáztörvény, a gázok állapotegyenlete. Izoterm, izobár, izochor állapotváltozások értelmezése, ábrázolás p -V diagramon.

Fejlesztési követelmények Legyen gyakorlott hőmér-sékletmérésben


a

A gáz térfogata, nyomása és hőmérséklete közötti összefüggések vizsgálata

Az anyag atomos szerkeze-te: Korábbi ismeretek (súlyviszonytörvények, Avogadro-törvény) új szempontú rendszerezése. Az atomok, molekulák mérete Molekuláris hőelmélet: Az "ideális gáz" és modellje. Makroszkopikus termodinamikai mennyiségek, jelenségek értelmezése a részecskemodell alapján (a kinetikus gázelmélet alapjai). A gáz belső energiája. A hőtan I. főtétele: A belső energia fogalmának általánosítása. A belső energia megváltoztatása munkavégzéssel, melegítéssel. Az energia-megmaradás törvényének általános megfogalmazása - I. főtétel. Termikus kölcsönhatások vizsgálata, szilárd anyagok és folyadékok fajhője. Gázok állapotváltozásainak (izobár, izoterm, izochor és adiabatikus folyamat) kvalitatív vizsgálata az I. főtétel alapján, a gázok fajhője A hőtan II. főtétele: A folyamatok iránya. Hőmérséklet-változások vizsgálata spontán hőtani folyamatok során Halmazállapot-változások: Olvadás-fagyás, forrás/párolgás - lecsapódás jellemzése a nyomás szerepe a halmazállapot-változásokban. Halmazállapot-változások energetikai vizsgálata, olvadáshő, párolgáshő..

Minimális teljesítmény a középszintű érettségi követelmények elégséges szintű ismerete, különös tekintettel az alábbiakra

A megismert jelenségek, összefüggések magyarázata az anyag részecskeszerkezete alapján.

Az "ideális gáz" és az ezekhez hasonló absztrakt fogalmak megértése a konkrét testeken (gázokon) végzett kísérletek tapasztalatainak általánosításaként. A fenomenológiai leírás fogalomalkotási folyamatának és következtetési logikájának megértése a gázhőmérsékleti skála bevezetése kapcsán. A lehető legáltalánosabb érvényű fizikai fogalmak kialakításában és a törvények lehető legegyszerűbb matematikai megfogalmazására való törekvés bemutatása az egyesített gáztörvény és az állapotegyenlet empirikus felépítése során. Az állapotjelzők és az állapotváltozások megértése, szemléltetése p-V, p-T és V-T diagramon. Következtetések az anyag láthatatlan mikroszerkezetére makroszkopikus megnyilvánulásokból mérések és fizikai kísérletek alapján. Makroszkopikus termodinamikai mennyiségek, jelenségek értelmezése részecskemodell segítségével. Szituációs PC-programok használata a kinetikus gázelmélet illusztrálására.

0

C és K skála ismerete Hőtágulás törvényének ismerete.

Legyen képes a gáztörvények egyszerű alkalmazására.

93

Tudja leírnia halmazállapotokat részecskemodell alapján.

a a

A termikus kölcsönhatás leírása. A hőmérséklet-változást grafikon Makroszkopikus mérések, ábrázoló összetett fizikai kísérletek alapján. értelmezése. Makroszkopikus termodinamikai mennyiségek, jelenségek A hőmennyiség értelmezése részecskemodell kiszámítása segítségével. hőmérsékletváltozás és égés esetén. A fizika és a kémia kapcsolatának kiemelése. A halmazállapot-változás A termodinamika I. főtételének A fajhő. közben bekövetkező ener- kapcsolódása a reakciókinetikai giaváltozás kiszámítása. alapfogalmak és a kinetikus gázmodell összekapcsolása. A halmazállapot-változá- Kiegészítő anyagok gyűjtése sokat ábrázoló grafikonok könyvtári és a számítógépes értelmezése. hálózati források felhasználásával. A halmazállapot- változá- Az általános érvényű fizikai fo- Megfordíthatatlan folyamatok. sokat bemutató kísérletek galmak kialakítására, a törvények A halmazállapot-változások értelmezése. lehető legegyszerűbb matematikai ismerete, leírása, felismerése. megfogalmazására való törekvés bemutatása a gázhőmérsékleti skála bevezetése kapcsán. Az olvadáspont, fagyáspont, Következtetések az anyag láthatat- forráspont. lan mikroszerkezete. Az olvadáshő, fagyáshő, forráshő.

Elektromágnesesség Elektrosztatika Elektromágneses jelenségek Az elektromos állapot, a töltés fogalma, töltött testek, megosztás, vezérlők, szigetelők. Töltések közti kölcsönhatás, Coulomb-törvény. Az elektromos tér A térerősség fogalma. Az erőtér jellemzése egyszerű konkrét esetekben (homogén tér, ponttöltés tere). Az elektromos tér jellemzése térerősség-vonalakkal. Munkavégzés az elektrosztatikus térben, a feszültség és a potenciál fogalma. Vezetők és szigetelők elektromos térben (gyakorlati alkalmazások: csúcshatás, árnyékolás, elektromos kisülés, földelés, dielektromos polarizáció)

Az elektrosztatikai kísérletek elemzése. Áramkörök összeállítása. A technikában leggyakrabban alkalmazott vezetők és szigetelők (réz, alumínium, szén, ill. porcelán, üveg, műanyag) ismerete.

Kondenzátor A kapacitás fogalma. A kondenzátor (az elektromos mező) energiája. Egyenáramok Az egyenáram Az egyenáram fogalma, jellemzése, Ohm-törvény. Vezetők ellenállása, fajlagos ellenállás. Az elemi töltés Az elektromosság atomos szerkezete (elektrolízis, Milikan-kísérlet - az elemi töltés). Áramvezetés mechanizmusa fémekben, félvezetőkben Egyenáramú hálózatok: Kirchhoff-törvények, ellenállások soros és párhuzamos kapcsolása. Áramerősség és feszültség mérése, műszerek kapcsolása, méréshatárok. Egyenáramú áramforrások - akkumulátor, galvánelem. Elektromos munka és teljesítmény: Az elektromos munka és teljesítmény fogalma. Fogyasztók teljesítménye.

Áramköri rajzok készítése és elemzése. Gyakorlottság az áramerősség és a feszültség mérésében. Galvani, Volta és Amper munkássága.

Érzékeinkkel közvetlenül nem tapasztalható erőtér (elektromos, mágneses) fizikai fogalmának kialakítása, az erőtér jellemzése fizikai mennyiségekkel. Analógia felismerése eltérő tartalmú, de hasonló alakú törvények között (pl. tömegvonzási törvény és Coulomb-törvény). Az anyagok csoportosítása elektromos vezetőképességük alapján (vezetők, félvezetők, szigetelők). Az elektromosságtani fizikai ismeretek alkalmazása a gyakorlati életben (érintésvédelem, balesetmegelőzés, energiatakarékosság). Elektromos technikai eszközök működésének fizikai magyarázata modellek, sematikus szerkezeti rajzok alapján. Az elektromos energiaellátás összetett technikai rendszerének elemzése fizikai szempontok szerint. A fizika és a kémia kapcsolatának kiemelése (pl. az elektromos kölcsönhatás és az ionos kémiai kötés, a termokémiai alapfogalmak és a termodinamika I. főtételének kapcsolódása, a reakciókinetikai alapfogalmak és a kinetikus gázmodell összekapcsolása, a tiszta és szennyezett félvezetők kémiai kötéseinek és elektromos vezetésének kapcsolata).

Kiegészítő anyagok gyűjtése Feszültség- és áramerős- könyvtári és a számítógépes ség mérés azonos hálózati források fogyasztó esetében. felhasználásával. A feszültség és az áramerősség közötti öszszefüggés felismerése. Az ellenállás, a feszültség, az áramerősség közötti összefüggés felismerése. Az ellenállás, a feszültség, az áramerősség kiszámítása. Ohm munkássága. Az áramerősségés feszültségmérés szorosan kapcsolt fogyasztókat tartalmazó áramkörben.

Alapjelenségek, Coulombtörvénye, térerősség, feszültség, potenciál, kapacitás. Fogyasztók (zsebizzók) soros kapcsolása. Az elektromos áramkör részei. Az elektromos vezetők és szigetelők felismerése. Tudjon elektromos áramkört összeállítani (zsebtelepből, zsebizzóból, kapcsolóból, vezetékekből). Ismerje fel és alkalmazza a legfontosabb áramköri jeleket. Az áramerősség és a feszültség mérése. Ohm törvényének ismerete, alkalmazása. Az elektromos ellenállás kiszámítása. Fogyasztók (zsebizzók) párhuzamos kapcsolása. Ismerje fel a fogyasztók soros és párhuzamos kapcsolatát ténylegesen összeállított áramkörben és kapcsolási rajzon. Az elektromos áram hőhatásának felismerése. Az elektromos munka és teljesítmény kiszámítása. A háztartási eszközök teljesítményének "fogyasztásának" nagyságrendi összehasonlítása. Az elektromos áram mágneses, vegyi és élettani hatásának ismerete, alkalmazásának felismerése elektromos eszközökben. Ismerje és tartsa be a balesetmegelőzési szabályokat.

94

Elektromágneses indukció A mágneses tér Egyenáram (egyenes vezetőben, tekercsen) és állandó mágnes (rúd, patkó) mágneses tereinek kísérleti vizsgálata. A Föld mágnesessége. A mágneses tér jellemzése: a mágneses indukcióvektor fogalma, mágneses térerősségvonalak, mágneses fluxus. Áramok mágneses tere (hosszú egyenes vezető, te-kercs) Lorentz-erő Árammal átjárt vezetők mágneses térben. Vezetők kölcsönhatása. Az egyenáramú motor működésének elve. Mozgó töltések mágneses térben a Lorentz-erő fogalma. Kísérletek katódsugarakkal - a fajlagos töltés fogalma. Mozgási indukció A mozgási indukció kísérleti vizsgálata, a jelenség magyarázata, az indukált feszültség és kiszámítása. Lenz-törvény. Váltakozó feszültség kísérleti előállítása, váltófeszültség, váltóáram fogalma és jellemzése - effektív teljesítmény, effektív feszültség, effektív áramerősség fogalma és mérése. A hálózati elektromos energia előállítása.

Nyugalmi indukció: A nyugalmi indukció kísérleti vizsgálata, Lenz-törvény általánosítása. Önindukció. Önindukciós jelenségek a mindennapi életben. Az áramjárta tekercs (mágneses tér) energiája. A transzformátor működésének alapelve. A transzformátor gyakorlati alkalmazásai.

Feszültség- és áramerősség-mérés párhuzamosan kapcsolt fogyasztókat tartalmazó áramkörben. Sorosan, illetve párhuzamosan kapcsolt fogyasztókat tartalmazó áramkörök és ezek kapcsolási rajzainak elemzése (csillár, hajszárító áramköre).

Érzékeinkkel közvetlenül nem tapasztalható erőtér (elektromos, mágneses) fizikai fogalmának kialakítása, az erőtér jellemzése fizikai mennyiségekkel.

Mágneses alapjelenségek ismerete. A mágneses indukció fogalma. Áramok mágneses terének jellemzése. Föld, mint mágnes. A Lorentz-erő kiszámítása, iránya.

Az elektromos áram hőhatásának kísérleti vizsgálata.

95

Az elektromos munka kiszámítása. Az elektromos teljesítmény, a feszültség és az áramerősség kiszámítása. A háztartási eszközök teljesítményének és "fogyasztásának" kiszámítása és összehangolása. Energiatakarékosság. Az elektromos áram vegyi hatásának kísérleti vizsgálata. Baleset-megelőzési szabályok Az elektromos áram mágneses hatásának kísérleti vizsgálata. Az elektromágnes gyakorlati alkalmazása (telefon, elektromos csengő, elektromos motor, elektromos mérőműszerek). Kísérletek elemzése: a lényeges és A váltakozó áramú generátor Jedlik Ányos és Kandó a lényegtelen körülmények működési elve. A váltakozó Kálmán munkássága. megkülönböztetése, ok-okozati áram alkalmazásával kapcsokapcsolat felismerése, a tapasztalatok önálló összefoglalása. Egyszerű mérőeszközök használata, a mérési hiba fogalmának ismerete, a hiba becslése. A mérési eredmények grafikus ábrázolása, a fizikai összefüggések megjelenítése sematikus grafikonon, grafikus módszerek alkalmazása probléma megoldásban. Jelenségek kvantitatív elemzése a modern technika kínálata kor-szerű módszerekkel.

latos gyakorlati tudnivalók.

A transzformátor leírása és gyakorlati alkalmazásainak ismerete. A váltakozó áram előnyei. Az indukciós alapjelenségek felismerése. Az indukált kiszámítása. Lenz-törvénye.

Egyszerű feladatok számított e- Transzformátor redményének kísérleti ellenőr-zése. elve. A tanult fizikai törvények szabatos szóbeli kifejtése, kísérleti tapasztalatokkal történő alátámasztása. A tanult általános fizikai törvények alkalmazása hétköznapi jelenségek magyarázata.

feszültség

működési

A továbbtanuláshoz szükséges feltételek: Termodinamika -

Ismerje a gyakorlatban használt empirikus hőmérsékleti skálák alapelveit, a folyadékos hőmérséklet-mérőeszközök működését.

-

Ismerje a szilárd testek vonalas, felületi és térfogati hőtágulásra, valamint a folyadékok hőtágulására érvényes összefüggéseket, tudja ezeket alkalmazni számítási feladatok megoldásában.

-

Értse, hogy az ideális gáz fogalmán olyan fizikai modellt értünk, amely a reális gázok lényegi közös fizikai tulajdonságait az anyagi minőség figyelembe vétele nélkül tartalmazza.

-

Ismerje az egyszerű gáztörvényeket (Boyle-Marotte-törvény, Gay-Lussac I. és II. törvénye, az egyesített gáztörvény és az állapotegyenletet), tudja ezeket alkalmazni számításos feladatok megoldásában.

-

Tudja értelmezni az állapotegyenletben szereplő egyetemes gázállandót, értse az egyetemes gázállandó és az Avogadro-törvény (Avogadro-féle szám, Regnault-féle szám, Boltzmann-állandó) közötti kapcsolatot.

-

Ismerje a hőtani SI alapmennyiségeket (hőmérséklet, anyagmennyiség), ezek egységeit, a hőmennyiség s hőkapacitás, a fajlagos hőkapacitás (fajhő) fogalmait, a rájuk vonatkozó összefüggéseket.

-

Legyenek gyakorlati tapasztalatai egyszerűbb kalorimetriás mérési kísérlet végrehajtásában, tudjon hőmérsékleti egyensúlyra vonatkozó számításos feladatokat megoldani.

-

Ismerje a gázok kétféle (izochor, izobár) fajlagos hőkapacitása (fajhője) és a belsőenergia fogalmát, a termodinamika I. főtételét.

-

Tudja értelmezni a kétféle fajlagos hőkapacitás közötti különbséget, a termodinamika I. főtételét, mint az energia-megmaradási törvény általánosítását.

-

Tudja az ideális gáz állapotváltozásait p-V, p-T, V-T grafikonokon ábrázolni, ismerje fel a p-V grafikonon a zárt gázon végrehajtott körfolyamat elemi lépéseit és a térfogati munkát.

-

Ismerje fel és tudja magyarázni a mindennapi életben tapasztalható leggyakoribb hőtani jelenségeket. Tudja, hogy a természetben végbemenő folyamatok megfordíthatatlanok.

-

Ismerje fel, hogy a termodinamika általános törvényeit - az energia megmaradás általánosítása (I. főtétel), a spontán természeti folyamatok inreverzibilitása (II. főtétel) - a többi természettudomány is alkalmazza, tudja ezt egyszerű példákkal illusztrálni.

-

Ismerjen olyan kísérleti eredményeket, tapasztalati tényeket, amelyekből arra kell következtetnünk, hogy az anyag atomos szerkezetű.

-

A kinetikus gázmodell segítségével tudja értelmezni a gázok fizikai tulajdonságait (nyomás, hőmérséklet, belső energia), értse a makroszkopikus rendszer és a mikroszkopikus modell kapcsolatát leíró összefüggések lényegi mondanivalóját.

-

Ismerje fel és tudja magyarázni a mindennapi életben a tanult hőtani jelenségeket.

Elektromágnesesség

96

-

Ismerje fel a környezet anyagai közül az elektromos vezetőket, szigetelőket.

-

Tudjon biztonságosan áramerősséget és feszültséget mérni, rajz alapján egyszerű áramkört összeállítani. Tudja, mi a rövidzárlat és mik a hatásai.

-

Ismerje a mindennapi elektromos eszközeinek működésének fizikai alapjait, a használatuk alapvető baleset-megelőzési tudnivalóit.

-

Tudja, hogyan történik az elektromos energia előállítása. Legyen tájékozott az energiafelhasználás természet- és környezetkárosító hatásairól, az elektromos energiával történő takarékosság szükségszerűségeiről és lehetőségeiről. 97


fizika 11. osztály





- évi: 111 óra - évi: 74 óra - heti: 3 óra - heti: 2 óra - otthoni - otthoni tanulási idő: heti 3 óra tanulási idő: heti 2 óra



Részei: Rezgések, hullámok: -

Mechanikai rezgések Mechanikai hullámok A hang hullámtulajdonsága Elektromágneses hullámok Hullámoptika

Modern fizika: -

A fény kettős természete Az elektron kettős természete Atommodellek Magfizika Az atommag szerkezete A radioaktivitás Maghasadás Magfúzió Csillagászat Csillagfejlődés A kozmológia alapjai Űrkutatás

Cél: A fizikai ismeretek bővítése a matematikai leírás szélesebb ismeretkörre kiterjedő alkalmazásaival. A fenomenológiai- és a modellalkotásra alapozott megismerési módszer elvi alapjainak elsajátíttatása. A korábbi ismeretek egzaktabbá tétele. Problémalátás, problémamegoldó készség fejlesztése. Önálló tanulási-, ismeretszerzési készségek kialakítása. Több fejezet ismeretanyagának összekapcsolását igénylő összetett feladatok megoldási készségének elsajátíttatása. Felkészülés a megfelelő szintű érettségi vizsgára. A felsőfokú továbbtanulás eredményes folytathatóságának megalapozása.

Tartalmi követelmények az érettségi vizsgán KÖZÉPSZINT

98

Témakör 1. Mozgások

Követelmények - A harmonikus rezgőmozgás jellemzői. - A mozgás dinamikai feltételének alkalmazása konkrét példákra. - A rezonanciajelensége, felismerése gyakorlati példákban. - A matematikai inga és az időmérés kapcsolata. - A frekvencia, hullámhossz, terjedési sebesség fogalmának alkalmazása. - A longitudinális és transzverzális hullám leírása. - Hullámjelenségek felismerése, leírása. - A hang tulajdonságainak (hangmagasság, hangerősség, hangszín) összekapcsolása fizikai jellemzőivel. - Állóhullámok felismerése.

2. Elektromágneses hullámok

- A rezgőkörben zajló folyamatok kvalitatív leírása. - Az elektromágneses hullámok tulajdonságai (terjedési sebesség, hullámhossz, frekvencia). - Az elektromágneses hullámok spektrumának és biológiai hatásainak ismerete. - Az elektromágneses hullámok alkalmazásainak ismerete.

3. A fény

- Fényforrások, fénynyaláb, fénysugár, a fény terjedési sebessége. - A fény visszaverődése, a visszaverődés törvénye. - A fénytörés, a Snellius-Descartes-törvény, a teljes visszaverődés jelensége. - Színfelbontás prizmával, homogén és összetett színek. - A fény hullámjelenségeinek felismerése (interferencia, polarizáció). - Képalkotás, valódi és látszólagos kép, nagyítás fogalmának ismerete, alkalmazása. - A síktükör, a gömbtükrök és a leképezési törvény ismerete. - Az optikai lencsék és a leképezési törvény ismerete, dioptria fogalma. - Optikai eszközök: a nagyító, a mikroszkóp, a távcső, a szem, a szemüveg, a fényképezőgép működésének alapelvei.

4. Atomfizika, magfizika Az anyag szerkezete

- Az atom, molekula, ion, elem fogalma. - Az anyag atomos természetének alátámasztása konkrét jelenségekkel.

Az atom szerkezete

- Az elektromosság atomos természetének értelmezése az elektrolízis alapján.

99

- Az elektron töltése és tömege. - Rutherford szórási kísérlete és atommodellje. A kvantumfizika elemei - Az energia kvantáltsága, Planck-formula. - A fotoeffektus és értelmezése. A foton és energiája. A fény kettős természete. - A vonalas színképek keletkezésének ismerete. - Az elektron kettős természete. - A Bohr-modell sajátosságai, újszerűsége. - Az elektronburok szerkezete: a fő- és mellékkvantumszám és az elektronhéj fogalma, a Pauli-elv szerepe. Az atommagban - Az atommag összetétele. lejátszódó jelenségek - Az erős kölcsönhatás, nukleonok, tömeghiány és kötési energia, tömeg-energia ekvivalencia fogalmainak használata az atommag leírásában. - A természetes radioaktív sugárzás (alfa, béta, gamma) leírása; felezési idő, aktivitás. - Atommag-átalakulások leírása, izotópok, alkalmazások. Maghasadás, láncreakció, atomreaktor, atombomba. Az atomenergia jelentősége, előnyei, hátrányai, összehasonlítás más energiafelhasználási módokkal. - Magfúzió, hidrogénbomba, a Nap energiája. Sugárvédelem - A radioaktív sugárzás környezeti és biológiai hatásainak ismerete, a sugárterhelés fogalma. A sugárvédelem módszerei. A csillag fogalma, összehasonlítás a Nappal. 5. A csillagászat ele- A Tejútrendszer, galaxisok. meiből - Az Univerzum tágulása, Ősrobbanás-elmélet - A világűr megismerésének legfontosabb módszerei, eszközei. 6. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek Személyiségek

- Huygens, J. J. Thomson, Rutherford, Curie-család, Planck, Bohr, Einstein, Szilárd Leó, Teller Ede, Wigner jenő a tanultakkal kapcsolatos legfontosabb eredményeinek ismerete. Elméletek, felfedezések - Az elektron, a röntgensugárzás, a radioaktivitás, a félvezetők, találmányok az atomenergia felhasználásának felfedezése ill. feltalálása és hatásuk - összekapcsolás a megfelelő nevekkel - A követelményekben szereplő ismeretek alapján megállapítható eltérések a klasszikus fizika és a kvantummechanika között. - Az űrkutatás történetének legfontosabb állomásai.

Az évi órakeret felosztása: -

Általános tantervű osztály

-


100

Óraszámok



Harmonikus rezgőmozgás

18

14

4

Mechanikai hullámok

9

7

2

Elektromágneses rezgések

9

7

2

Elektromágneses hullámok

7

6

1

Hullámoptika

10

8

2

Geometriai optika

6

5

1

Optikai eszközök

5

4

1

Halmazállapotok és vezetési jelenségek

17

14

3

Kvantumfizika elemei

10

8

2

Radioaktivitás, atommodellek, elektronburok Az atommag szerkezete

5

4

1

15

12

3

Összesen:

111

89

22

-

Emelt szintű, idegen nyelvi osztály

-


101

Óraszámok


Harmonikus rezgőmozgás

12

9

3

Mechanikai hullámok

6

5

1

Elektromágneses rezgések

6

5

1

Elektromágneses hullámok

5

4

1

Hullámoptika

7

5

2

Geometriai optika

3

3

Optikai eszközök

4

4

Halmazállapotok és vezetési jelenségek

11

9

2

Kvantumfizika elemei

7

5

2

3

3

10

8

2

74

60

14

Radioaktivitás, elektronburok Az atommag szerkezete Az atommag szerkezete

atommodellek,


102

Témakörök, tartalmak



Minimális teljesítmény: a középszintű érettségi követelmények elégséges szintű ismerete, különös tekintettel az alábbiakra

Rezgések hullámok Mechanikai rezgések: A harmonikus rezgőmozgás kísérleti vizsgálata, grafikus ábrázolása. A rezgést jellemző mennyiségek. Newton II. törvényének alkalmazása a rugón lévő testre. A rezgésidő kiszámítása. A rezgés energiája, energiamegmaradás. A rezgést befolyásoló külső hatások következményei (csillapodás, rezonancia kísérleti vizsgálata). A fonálinga kísérleti vizsgálata. Mechanikai hullámok: A hullám, mint a közegben terjedő rezgésállapot longitudinális transzverzális hullám, a hullámot jellemző mennyiségek: hullámhossz, periódusidő, terjedési sebesség. Hullámjelenségek kísérleti vizsgálata gumikötélen és hullámkádban. Hullámok visszaverődése és törése, elhajlás, interferencia. Állóhullámok kialakulása kötélen (a hullámhossz és kötélhossz kapcsolata).

A rezgőmozgás vizsgálata, ábrázolása. A fonálinga vizsgálata. Az időmérés.

kísérleti Tájékozódás az iskolai grafikus könyvtárban a fizikával kapcsolatos kísérleti ismerethordozókról (kézikönyvek, lexikonok, segédkönyvek, kísérletgyűjteménye, ismeretterjesztő folyóiratok, tehetséggondozó szakanyagok, folyóiratok).

A rezgések leírása. Tudja jellemezni a harmonikus rezgőmozgást. A rezonancia leírása. Legyen képes az ingamozgás leírására, jellemzésére.

103

Ezek célarányos használata tanári útmutatás szerint A tananyaghoz kapcsolódó kiegészítő anyagok keresése a számítógépes világhálón tanári útmutatás alapján. A longitudinális és transzverzális hullám összehasonlítása. A hullám megismert alkalmazása hanghullámokra.

mozgásra jellemzők a

A hullám jellemzői. Tudja felismerni a longitudinális és a transzverzális hullámot. Az interferencia jelenségének felismerése. Ismerje a hullám terjedési jellegzetességeit. A hang jellemzői. A hang terjedése. A hallás védelme, védekezés a zajártalmak ellen.

A hang hullámtulajdonsága: A hangképzés sajátosságai egy húros hangszer (pl. gitár) esetében. A hang terjedése közegben. A hétköznapi hangtani fogalmak fizikai értelmezése (hang magassága, hangerősség, alaphang, felhangok, hangszín, hangköz, Doppler-jelenség) Elektromágneses hullámok: Az elektromágneses jelenségek rendszerezése. Változó elektromos tér mágneses tere. Elektromágneses rezgések egyszerű rezgőkörben. Az elektromágneses hullám fogalma, jellemzése. Az elektromágneses hullámok spektruma, elektromágneses hullámok a mindennapi életben. A fény, mint elektromágneses hullám. Egészség- és környezetvédelmi vonatkozások (ózonlyuk, üvegházhatás stb.) Fényforrások csoportosítása Fénytan Geometriai optika: (elsődleges és másodlagos A fény egyenes vonalú fényforrások). terjedése, árnyékjelenségek,

Az elektromágneses hullámok néhányalkalmazásának ismerete. Az elektromágneses hullámok spektruma. Összefüggés a hullámhossz, frekvencia és a sebesség között.

A fény egyenes vonalú terjedésének ismerete. Ismerje a fény terjedési sebességét.

terjedési sebesség. A fényvisszaverődés törvényei. Sík és gömbtükrök képalkotása. A törés és teljes visszaverődés jelensége, a törési törvény. Lencsék képalkotása, optikai eszközök (pl. fényképezőgép, távcső, mikroszkóp) Hullámoptika: A fény hullámtulajdonságainak kísérleti vizsgálata. Elhajlás résen, rácson, interferencia, fénypolarizáció. A fehér fény színekre bontása, színkeverés.

Az anyagok csoportosítása a fénnyel kapcsolatos kölcsönhatások (átlátszóság, fényvisszaverődés, fényelnyelés) alapján. A fényvisszaverődés kísérleti vizsgálata. Ismerje fel a gömbtükrök alkalmazásait (orvosi tükör, visszapillantó tükör). A fénytörés kísérleti vizsgálata. Tudja értelmezni a teljes fényvisszaverődést a természetben és a technikában (délibáb, optikai kábel).

Modern fizika Az anyag atomos szerkezete: Az anyagatomos szerkezetére utaló jelenségek. A fizikában és a kémiában Az atomok mérete. tanultak rendszerezése.

A fényvisszaverődés törvényének ismerete. Legyen ismerete a tükrök gyakorlati alkalmazásáról. A fénytörés jelensége. Optikai eszközök Tudja felismerni a fényintertanulmányozása. ferenciát. A lencsék gyakorlati alkalMindennapi jelenségek mazásának ismerete (egyszeértelmezése a tanult rű nagyító, fényképezőgép, törvények alapján. szemüveg, vetítőgép, mikroszkóp, távcső). A szem védelmével kapcsolatos tudnivalók, a munkahely jó megvilágítása.

anyag atomos Belépő tevékenységformák: Az Egymástól tartalmi szem- szerkezetének ismerete. pontból távol eső ismeret- és tudáselemek összekapcsolása. Ismerje az atom alkotórészeit.

Törvények érvényességi haA fény kettős természete: tárainak, az érvényességi A fény hullámtulajdonságaipermfeltételek elemzési kénak összefoglalása. Értelmezze a fény és az pessége. A fény elektromos jelenség - elektron részecskeés Érvek és ellenérvek összea fény részecske - természete. hullámtermészetét. vetése egy-egy problémával Fotocella, napelem, gyakorlakapcsolatban (pl. a nukleáris ti alkalmazások. energia hasznosítása kapAz elektronok kettős termécsán). szete: A tudomány és áltudomány Az elektron mint részecske: közti különbségtétel. az elemi töltés. Az elektron mint hullám: A sajtóban megjelenő fizikai elektroninterferencia. témájú aktuális kérdések kritikai vizsgálata, elemzése. Az atom szerkezete: Az atom belső szerkezetére Kapcsolatteremtés az atomutaló kísérleti tapasztaltok. fizikai ismeretek és korábban Rutherford-kísérlet (az atoma kémia tantárgy között. Radioaktív nyomelemzés mag). Vonalas színkép felmérése konkrét példákban. (diszkrét energiaszintek). Középszint: Reális véleményalkotás az A természettudományos gonAtommodellek: dolkodás, a természettudomáA modellek kísérleti alapjai, atomenergia felhasználásának nyok művelése során egyeteelőremutató sajátságai és hi- lehetőségeiről, és messé fejlődött megismerési bái. Thomson-féle, Ruther- szükségességéről módszerek alapvető sajátosford-modell, Bohr-modell, kockázatáról. ságainak megismerése. kvantummechanikai atomHevesy György (radioaktív modell. A fizika művelődéstörténeti nyomjelzés). aspektusainak, a fizikai felfeAz atommag szerkezete: Szilárd Leó, Wigner Jenő dezésekben kimagasló eredA nukleonok (proton, ne- (atomreaktor) munkássága. ményeket elért és életútutron), nukleáris kölcsönhajukban, személyiségükben tás jellemzése. Tömegeffekpéldaadó magyar és nem tus. magyar személyiségek tevékenységének, a neveikhez fűA radioaktivitás: ződő felfedezések lényegének Alfa-, béta- és gammabomlás megismerése. jellemzése. Radioaktív Egyszerűen lefolytatható fizisugárzás környezetünkben, a kai kísérleti tapasztalatok sugárvédelem alapjai. A értékelése, grafikonelemzés. természetes és mesterséges radioaktivitás gyakorlati alkalmazásai. Maghasadás: A mértékekkel, mértékrendA maghasadás jelensége, szerekkel, mennyiségekkel láncreakció, atombomba, összefüggő gyakorlatias belső atomerőmű. Az atomenergia látásmód és arányérzék felhasználásának előnyei és elsajátítása. kockázata.

Az elektromos kölcsönhatás atomfizikai szerepének ismerete.

Proton, neutron. A magenergia sokszorosa a kémiai energiának. Rendelkezzen a sugárvédelemmel kapcsolatos alapismeretekkel. A maghasadás és a magfúzió. Az atomerőmű elvének ismerete.

működési

Csillagok. Ősrobbanás-elmélet. Univerzum tágulása.

104

Magfúzió: A magfúzió jelensége, a Nap energiatermelése. A hidrogénbomba. Egyetemes tömegvonzás: Csillagfejlődés - A kozmológia alapjai Csillagok, csillaghalmazok, a Metagalaxis. A csillagok születése, fejlődése és pusztulása. Kvazárok, pulzárok, neutroncsillagok, feketelyukak. A Hubble-törvény, az Univerzum tágulása, az ősrobbanás elmélet.

A tananyag által közvetített művelődési anyag logikai csomópontjait képező alapvető fontosságú tények megismerése és az ezekből következő alaptörvények, öszszefüggések elmondásának, szabatos kifejtésének, megmagyarázásának képessége. A mindennapi élet befolyásoló fizikai természetű jelenségek értelmezési képessége. A szakképzésben való részvétel előfeltételeit is képező fizikai tudás- és ismeretelemek alkalmazási képessége. Tájékozottság a civilizációval, a fogyasztási célra termelt javakkal, valamint a gyártásukra felhasznált energia és nyersanyagok előállításával kapcsolatos környezetvédelmi, természetvédelmi problémákról. Emelt szint: (a fentiek kiegészítése az alábbiakkal) Mérőkísérlet elvégzése; a mérési jegyzőkönyv elkészítése, kiértékelése, fizikai műveltségre; szaktudásra alapozott vélemény, álláspont kialakítási képessége problémák kezelésében. Több témakör ismeretanyagának logikai összekapcsolását igénylő, összetett feladatok megoldási képessége; problémalátás, problémamegoldó képesség. Önálló tanulási, ismeretszerzési képesség és készség. A felnőttoktatásban való részvétel előfeltételét is képező fizika tudás- és ismeretelemek alkalmazási képessége. A környezetvédelemmel és természetvédelemmel összefüggő problémák megértése és elemzési képessége.

,

A továbbhaladás feltétele -

Ismerje a hullám fizikai jellemzőit. Ismerje az elektromágneses spektrum jellemző sugárzásait.

105

-

Ismerje az atomelmélet fejlődésében fontos szerepet játszó fizikatörténeti kísérleteket.

-

Ismerje az atommag összetételét.

-

Ismerje a radioaktivitás sugárzások fajtáit és ezek jellemzőit, a természetes és mesterséges radioaktivitás szerepét életünkben (veszélyek és hasznosítás).

-

Ismerje a magátalakulások főbb típusait (hasadás, fúzió). Legyen tisztában ezek felhasználási lehetőségeivel. Tudja összehasonlítani az atomenergia felhasználásának előnyeit és hátrányait a többi energiatermelési móddal, különös tekintettel a környezeti hatásokra.

-

Legyenek ismeretei a csillagászat elméleti és gyakorlati jelenségéről.

106

A gimnázium utolsó osztályában a korábbi évek tananyagának és a modern fizika elemeinek

szintetizálásával

körvonalazódnia

kell

a

diákokban

egy

korszerű

természettudományos világképnek. Tudatosodnia kell a tanulókban, hogy a természet egységes egész, szétválasztását résztudományokra csak a jobb kezelhetőség, áttekinthetőség indokolja. A fizika legáltalánosabb törvényei a kémia, a biológia, földtudományok és az alkalmazott műszaki tudományok területén is érvényesek.

Az emelt szintű órakeret felosztása 11. osztály Évi óraszám: 74 óra, heti óraszám: 2 óra.

1. MECHANIKA - Mechanikai mozgások közül: rezgések, hullámok

12

2. ELEKTROMÁGNESESSÉG - Elektrosztatika

4

- Az egyenáram

6

- Magnetosztatika, Egyenáram mágneses mezője

4

- Az elektromágneses indukció

2

- A váltakozó áram

6

- Elektromágneses hullámok

7

- A fény

9

3. ATOMFIZIKA, MAGFIZIKA -

Az anyag szerkezete

4

-

Az atom szerkezete

4

-

A kvantumfizika elemei

4

-

Az atommagban lejátszódó jelenségek

4

-

Sugárvédelem

4

-

A csillagászat elemeiből: 

csillagok,



a világűr megismerése Összesen :

4 74 óra

107

EMELT

Témakör

Követelmények

1. Mozgások Harmonikus jellemzői

rezgőmozgás - A rezonancia jelensége, felismerése gyakorlati példákban. - A matematikai inga periódusideje. - A frekvencia, hullámhossz, terjedési sebesség fogalmának alkalmazása. - A longitudinális és transzverzális hullám leírása. - Hullámjelenségek felismerése és leírása, az interferencia létrejöttének feltétele. - A hang tulajdonságainak (hangmagasság, hangerősség, hangszín) összekapcsolása fizikai jellemzőivel. - Az állóhullámok létrejöttének feltétele. - Az infra- és ultrahangjellemzői, a zajártalom.

2. Elektromágnesesség Elektrosztatikai alapjelenségek értelmezése, bemutatása. A töltésmegmaradás törvénye. A Coulomb-törvény alkalmazása. Az elektrosztatikai mező jellemzése: térerősség, erővonalak, feszültség, potenciál, ekvipotenciális felületek. - Többlettöltés fémen, alkalmazások. - A kapacitás fogalma, a kondenzátorok egy-két gyakorlati alkalmazásának ismerete. A szigetelő hatása, a síkkondenzátor kapacitása. - A töltések mozgása elektromos mezőben.

Elektrosztatika

-

Az egyenáram

- Az áramkör részei. Áram-és feszültségmérés. - Ohm törvénye teljes áramkörre, ellenállásmérés. Vezetők ellenállása, fajlagos ellenállás. - Ellenállások soros és párhuzamos kapcsolása, az eredő ellenállás meghatározása. - A fémek ellenállásának hőmérsékletfüggése. - Az egyenáram munkája és teljesítménye. - Az egyenáram hatásai, alkalmazások. - A galvánelem és az akkumulátor. - Az érintésvédelmi szabályok ismerete és betartása. - Félvezetők tulajdonságai, alkalmazások.

Magnetosztatika. Egyenáram mágneses mezője

- A Föld mágnesessége, az iránytű használata. - A magnetosztatikai mező jellemzése: a mágneses indukcióvektor és a mágneses fluxus.

108

Speciális alakú áramvezetők mágneses mezője. Elektromágneses, gyakorlati alkalmazások. A Lorentz-erő és alkalmazása. A mozgási és a nyugalmi indukció jelenségének leírása, Az elektromágneses indukció Lenz törvénye. - Az elektrosztatikus mező és az indukált elektromos mező összehasonlítása. Az összefüggések alkalmazása. - Az önindukció jelensége az áram ki- és bekapcsolásánál. - A váltakozó áram jellemzése, időbeli lefolyásának A váltakozó áram leírása, az effektív feszültség és áramerősség. - A váltakozó áram munkája, effektív teljesítménye. - Az elektromos energia gyakorlati alkalmazásai (generátor, motor, transzformátor). - A tekercs és a kondenzátor váltakozó árammal szembeni viselkedésének magyarázata. - A rezgőkörben zajló folyamatok leírása, az antenna Elektromágneses hullámok szerepe, a elektromágneses hullámok tulajdonságai (terjedési sebesség, hullámhossz, frekvencia). - A gyorsuló töltés és az elektromágneses hullám kapcsolata. - Az elektromágneses hullámok spektrumának és biológiai hatásainak ismerete. - Az elektromágneses hullámok alkalmazásainak ismerete. - Fényforrások, fénynyaláb, fénysugár, a fénysebesség A fény mérése. - A fény visszaverődése, a visszaverődés törvénye. - A fénytörés, a Snellius-Descartes-törvény, a teljes visszaverődés jelensége. Prizma, plánparalel lemez. - Színfelbontás prizmával, homogén és összetett színek. - A fény hullámjelenségeinek ismerete (interferencia, elhajlás, polarizáció). - A lézerfény sajátosságai. - Képalkotás, valódi és látszólagos kép, nagyítás fogalmának ismerete, alkalmazása. - A síktükör, a gömbtükrök és a leképezési törvény ismerete. - Az optikai lencsék és a leképezési törvény ismerete, dioptria fogalma. Optikai eszközök: a nagyító, a mikroszkóp, a távcső, a szem, a szemüveg, a fényképezőgép működésének alapelvei. A speciális relativitás-elmélet - A fénysebesség szerepe, az időtartam, a hosszúság, a tömeg relativisztikus jellege, tapasztalati alátámasztások alapgondolatai ismerete. -

3. Atomfizika, magfizika

Az anyag szerkezete

- Az atom, molekula, ion, elem fogalma. - Az anyag atomos természetének alátámasztása konkrét jelenségekkel. Egyszerű számítások

109

elvégzése.

Az atom szerkezete

- Az elektromosság atomos természetének értelmezése az elektrolízis alapján. - Az elektron töltése és tömege, az ezzel kapcsolatos kísérletek értelmezése. - Rutherford szórási kísérlete és atommodellje.

A kvantumfizika elemei

- Az energia kvantáltsága, Planck-formula. - A fotoeffektus és értelmezése. A foton tömege és energiája, a kilépési munka meghatározása. A fény kettős természete. - A kibocsátási és elnyelési színképek keletkezésének ismerete, a hullámhossz és az energia kapcsolata. - Az elektron kettős természete, a de Brogliehullámhossz. - A Heisenberg-féle határozatlansági reláció ismerete. - A Bohr-modell sajátosságai, újszerűsége, korlátai. - Az elektronburok szerkezete: a főés mellékkvantumszám és az elektronhéj fogalma, a Pauli-elv szerepe. Az elektron "tartózkodási helyének" jelentése.

Az atomban jelenségek

lejátszódó - Az atommag összetétele. - Az erős kölcsönhatás, nukleonok, tömeghiány és kötési energia, tömeg-energia ekvivalencia fogalmainak használata az atommag leírásában. - A természetes radioaktív sugárzás (alfa, béta, gamma) leírása; felezési idő, aktivitás, bomlási törvény. - Atommag-átalakulások leírása, izotópok, alkalmazások. - Az atomenergia felhasználásának ismerete: maghasadás, láncreakció, atomreaktor, atombomba. Az atomenergia jelentősége, előnyei, hátrányai, összehasonlítás más energiafelhasználási módokkal. - Magfúzió, hidrogénbomba, a Nap energiája.

Sugárvédelem

- A radioaktív sugárzás környezeti és biológiai hatásainak ismerete, a sugárterhelés fogalma, mennyiségi jellemzés. A sugárvédelem módszerei.

4. Csillagászat A csillagászat elemeiből

-

A Naprendszer és főbb részeinek jellemzése. A csillag fogalma, összehasonlítás a Nappal. A Tejútrendszer, galaxisok. Az Univerzum tágulása, Ősrobbanás-elmélet.

110

- A világűr megismerésének legfontosabb módszerei, eszközei. 5. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek Személyiségek

Elméletek, találmányok

- Huygens, Ohm, Ampére, Faraday, Jedlik Ányos, Maxwell, Hertz, J. J. Thomson, Rutherford, Curiecsalád, Planck, Heisenberg, Bohr, Einstein, Szilárd Leó, Teller Ede, Wigner Jenő, Gábor Dénes a tanultakkal kapcsolatos legfontosabb eredményeinek ismerete. felfedezések, - A geo- és heliocentrikus világkép összehasonlítása. - Maxwell és Hertz munkásságának jelentősége. - A távcső, a mikroszkóp, az elektromotor, a generátor, a transzformátor, az elektron, a röntgensugárzás, a radioaktivitás, a félvezetők, az atomenergia felhasználásának felfedezése, ill. feltalálása és hatásuk összekapcsolás a megfelelő nevekkel. - A követelményekben szereplő ismeretek alapján megállapítható eltérések a klasszikus fizika és a kvantummechanika, illetve a klasszikus fizika és a relativitáselmélet között. - Az űrkutatás történetének legfontosabb állomásai.

111

Az emelt szintű órakeret felosztása 12. osztály Évi óraszám: 74 óra, heti óraszám: 2 óra

Mozgások

13 óra

A dinamika törvényei

16 óra

Gravitáció

7 óra

Munka és energia

4 óra

Állapotjelzők, termodinamikai egyensúly

4 óra

Hőtágulás

4 óra

Összefüggés a gázok állapotjelzői között

4 óra

A kinetikus gázmodell

2 óra

Termikus és mechanikai kölcsönhatások

4 óra

Halmazállapot-változások

4 óra

A termodinamika II. főtétele

2 óra

Összesen:

64 óra

112

Témakör 1. Mechanika Mozgások

A dinamika törvényei

Gravitáció

Munka és energia

Követelmények - A vonatkoztatási rendszer, pálya, út idő, elmozdulás fogalmainak alkalmazása, a mozgás viszonylagossága. - Az egyenes vonalú, egyenletes mozgás leírása. - Az egyenes vonalú, egyenletesen változó mozgás leírása, a sebesség, gyorsulás alkalmazása. - Az átlagsebesség és a pillanatnyi sebesség. - A szabadesés, a függőleges és a vízszintes hajítás leírása. - A mozgások grafikus jellemzése. - Az egyenletes körmozgás leírása, jellemzői. - E mozgások dinamikai feltételének alkalmazása feladatmegoldásban. - A súrlódást leíró összegfüggések alkalmazása. - A testek mechanikai kölcsönhatása, az erő, az erő mérése, erők összegzése, felbontása. - Newton törvényeinek értelmezése. Statikai tömegmérés. - Szabaderők és kényszererők. - Az impulzus (lendület) megmaradás, felismerése és alkalmazása feladatmegoldásban. - Az erőpár fogalma, a forgatónyomaték kiszámítása egyszerű esetekben. - Tömegközéppont alkalmazása homogén, egyszerű alakú testek esetében. - Testek egyensúlyi helyzetének értelmezése. - Egyszerű gépek működésének leírása. - Az általános tömegvonzási törvény és jelentősége, a gravitációs állandó mérése. - A bolygók mozgásának leírása: Kepler-törvényei. - A mesterséges égitestek mozgása. - Nehézségi erő, a súly, a súlytalanság értelmezése. - A gravitációs gyorsulás mérése. - A munka és a teljesítmény. A hatásfok. - A mozgási energia, a munkatétel. - Az emelési munka, a helyzeti energia. - Konzervatív erők. - A lineárisan változó erő munkája, a rugalmas energia. - A mechanikai energia megmaradása, a törvény alkalmazása.

2. Hőtan, termodinamika Állapotjelzők, termodinamikai - Az állapotjelzők ismerete, alkalmazásuk. egyensúly - Hőmérők és használatuk. A Kelvin-skála. - Avogadro-törvény, anyagmennyiség. - A termikus egyensúly értelmezése. - Szilárd testek vonalas és térfogati hőtágulásának leírása. Hőtágulás

- Folyadékok hőtágulásának leírása. - A hőtágulási jelenségek gyakorlati jelentősége, a hőtágulást leíró összefüggések alkalmazása.

113

Összefüggés a gázok állapotjelzői - Az ideális gáz speciális állapotváltozásainak leírása, bemutatása. között

- p-V-diagramok értelmezése, készítése. - Az egyesített gáztörvény alkalmazása egyszerűbb problémákban. - Az állapotegyenlet ismerete, alkalmazása. - A hőmozgás értelmezése. A kinetikus gázmodell - Az állapotjelzők kvalitatív értelmezése a modell alapján. Termikus és mechanikai - A hőközlés, hőmennyiség, fajhő fogalmainak ismerete, alkalmazása. kölcsönhatások - A belső energia értelmezése. - A térfogati munka értelmezése. - A termodinamika I. főtétele és jelentősége, alkalmazása. - Nyílt folyamatok ideális gázokkal: izoterm, izochor, izobár, adiabatikus folyamatok energetikai jellemzése. - A gázok állandó nyomáson és állandó térfogaton mért fajhőjének megkülönböztetése. - Speciális körfolyamatok értelmezése. Az elsőfajú perpetuum mobile lehetetlensége. A halmazállapotok tulajdonságainak ismerete. Halmazállapot-változások - Olvadás és fagyás. - Párolgás és lecsapódás. Forrás. - E folyamatok energetikai vizsgálata. - A nyomás szerepének kvalitatív leírása. - A gáz és a gőz különbsége, a telítetté válás kvalitatív leírása. - A víz különleges tulajdonságainak ismerete, ezek jelentősége. - A levegő páratartalma. - A légkört érő káros behatások és következményeik. - Irreverzibilis és reverzibilis folyamatok megkülönböztetése. A termodinamika II. főtétele - Rendezettség, rendezetlenség kvalitatív értelmezése. - A másodfajú perpetuum mobile lehetetlensége. - A hőerőgépek működésének leírása konkrét esetekre. - A hűtőgép működési elve.

3. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek - Arkhimédész, Kopernikusz, Kepler, Galilei, Newton, Watt, Személyiségek Elméletek, találmányok

felfedezések, -

-

Joule, Eötvös Loránd a tanultakkal kapcsolatos legfontosabb eredményeinek ismerete. A geo- és heliocentrikus világkép összehasonlítása. Galilei munkásságának jelentősége: a kísérletezés szerepe. Newton munkásságának jelentősége: "az égi és földi mechanika egyesítése", a newtoni fizika hatása. A gőzgép, a belsőégésű motor, felfedezése, ill. feltalálása és hatásuk - összekapcsolás a megfelelő nevekkel. A következményekben szereplő ismeretek alapján megállapítható eltérések a klasszikus fizikai és a relativitáselmélet között. Az űrkutatás történetének legfontosabb állomásai.

114

ALKALMAZOTT TANKÖNYVEK: Dr. Paál Tamás: NT - 16189

FIZIKA

9. évfolyam

NT- 16289

FIZIKA 10. évfolyam

NT- 16389

FIZIKA 11. évfolyam

115

ALKALMAZOTT FELADATGYŰJTEMÉNY: NT - 81466

Egységes érettségi feladatgyűjtemény

FIZIKA I.

NT - 81471

Egységes érettségi feladatgyűjtemény

FIZIKA II.

2014-es tanévtől felmenő rendszerben bevezetésre kerülő tanterv

Recommend Documents