NT-17215 Fizika 10. (A mi világunk) Tanmenetjavaslat A fizika tankönyvcsalád és a tankönyv célja A MI VILÁGUNK című természettudományos tankönyvcsalád fizika sorozatának második köteteként készült a Fizika 10. tankönyv a középiskolás tanulók számára. Célunk az volt, hogy a 2012. évi kerettanterveknek megfelelően olyan taneszközt készítsünk, amely: • minden diák eredményes tanulásának érdekében a motiváció folyamatos fenntartása mellett a problémaközpontúság, a gyakorlatiasság és az ismeretek egyensúlyának megteremtésére törekszik, • tanítványainkat logikusan gondolkodó, a világ belső összefüggéseit megértő, felelős döntésekre kész felnőttekké formálja. Az új fizika tankönyvcsaládunkkal szeretnénk: • bebizonyítani” a tanulóknak, hogy a fizika érdekes, megérthető és megtanulható, • bemutatni a fizika és mindennapjaink szoros kapcsolatát, továbbá, hogy modern világunk megértéséhez, felfedezéséhez elengedhetetlen a fizikatudás, • megmutatni, hogy a fizika nem csak számpéldák megoldása, • nem utolsó sorban egy jól használható segédeszközt adni a szaktanárok kezébe a tanórai munkájukhoz. E célok elérésére egy színes, fotókkal, grafikonokkal és ábrákkal gazdagított fizika könyvet készítettünk, melyben a középiskolás tananyagot tömören, könnyen tanulható formában írtuk le. A tankönyv anyaga heti 2 órában (összesen 74 órában) feldolgozható. A tankönyvet a gimnáziumok és szakközépiskolák számára egyaránt ajánljuk. A Fizika 10. tankönyvhöz készült tanmenetek csak javaslatok, azokat a középiskola adottságaihoz, a helyi tantervben megfogalmazott célokhoz kell igazítani. Így a letölthető tanmenetek a szaktanári igényekhez igazíthatók, módosíthatók. A tankönyv megfelel az 51/2012. (XII.21.) EMMI rendelet: 3. sz. melléklet: Kerettanterv a gimnáziumok 9-12. évfolyama számára 3.2.08.1 Fizika A változat; 4. sz. melléklet: Kerettanterv a gimnáziumok 7-12. évfolyama számára 4.2.09.1 Fizika A változat; 5. sz. melléklet: Kerettanterv a gimnáziumok 5-12. évfolyama számára 5.2.13.1 Fizika A változat; 6. sz. melléklet: Kerettanterv a szakközépiskolák 9-12. évfolyama számára 6.2.07 Fizika; 6. sz. melléklet: Kerettanterv a szakközépiskolák 9-12. évfolyama számára 6.3.4.1 Emelt fizika - egy órával magasabb változatok - A megnevezésű kerettantervek előírásainak, valamint a fizika középszintű érettségi vizsgakövetelményeknek.
1
A tankönyv legfontosabb jellemzői A tankönyv leckéi a megújuló szemléletnek és tartalomnak köszönhetően 9 kisebb témára tagolódnak. A témák nem a klasszikus felépítést követik, hanem elsősorban a mechanika, a hőtan és az elektromosság témaköreiből választott fontosabb problémakörök, melyek körüljárásával dolgozhatjuk fel a tanév tananyagát. Az egyes leckék közel azonos felépítésűek. Minden lecke bevezető motivációs célú kérdésekkel kezdődik. E kérdéseket vagy a szaktanárok által feltett hasonló motivációs kérdéseket javasolunk az óra feldolgozásába beépíteni. A leckék nagy része kísérletre épül, melyek tanórai elvégzését kiemelten javasoljuk a szaktanároknak (a kísérletek a tankönyvben zöld alnyomatot kaptak). Ezek a kísérletek általában egyszerűek, az órából 5-10 percnél többet nem igényelnek, a tanulók érdeklődését felkeltik. A megtanulandó tananyagrész alcímekkel tagolt, amely a lecke otthoni feldolgozását könnyíti meg a tanulók számára. A megjegyzendő fogalmakat vastag kiemeléssel láttuk el a tankönyv könnyebb használata érdekében. A tananyagot kidolgozott feladatok követik, melyek címe Hogyan oldjuk meg?, és a tananyagban szereplő fontosabb összefüggések alkalmazását mutatják be. Az olvasmányokat kék alnyomattal láttuk el. Ezek az olvasmányok a tanulók érdeklődésének felkeltése céljából készültek, amelyek feldolgozását tanórára kiegészítésként vagy otthoni feldolgozásra javasoljuk. A leckéket Most Te jössz! rész zárja, amely a tananyag mélyebb elsajátításához szükséges kérdéseket és feladatokat tartalmazza. Tankönyv feldolgozása során használt módszerek Az iskolai oktatás céljai körül manapság nagy a zűrzavar. A tanítás szakmai célját az ismeretközpontúságtól a „szaktárgyi intelligencia” fejlesztéséig sokféleképpen próbálták meghatározni az elmúlt néhány évben. A fizika tanításának elsődleges célja, a természettudományok, ezen belül a fizika iránti érdeklődés felkeltése, a természeti jelenségek és törvények megértése. Tanítványainknak a fizika tanítása során a fizikai gondolkodás alapjait kell megismertetnünk és megtanítanunk. Ehhez az szükséges, hogy a tananyagban előforduló kulcsfogalmakat megismerjék, megértsék, és a későbbiekben akár alkalmazni is tudják. Ezt a célt jelenségek, kísérletek értelmezésével, gondolkodtató kérdések megválaszolásával és a problémákat megoldó számítások elvégzésével érhetjük el. Fontos, hogy a tanulók a tanítás-tanulás folyamatában aktív résztvevők és ne passzív befogadók legyenek, ezért fontos a tanórákat úgy alakítani, hogy fel tudjuk használni a tanulók előzetes tudását és ismereteit. A tevékeny tanulás céljából készült minden téma végén egy projektfeladat, melyet többféleképpen is fel lehet dolgozni. A projektfeladatban kért feladatokat a tanulók önállóan, akár otthon is el tudják végezni, ezért kiadható házi feladatként. Mivel kidolgozásához a témakör ismerete szükséges, ezért alkalmazható összefoglalás helyett a számonkérések előtt. Sőt a feladat komplexitása és elkészítésének nehézsége okán akár témazáró dolgozat helyett is használhatjuk. Ugyanakkor segítséget nyújthat a differenciált oktatáshoz, vagy diákjaink kiselőadás témáinak kiválasztásához is.
2
Segédanyagok a szaktanárok munkájához A tankönyvhöz az alábbi segédletek készültek el: tanmenetjavaslat, tankönyv feladatainak részletes megoldása. A segédletek letölthetőek a kiadó honlapjáról (http://www.ntk.hu). A szaktanárok munkájához sok sikert és kitartást kívánunk, és azt, hogy sok élvezetes fizika órát éljenek meg diákjaikkal együtt! A tankönyv szerzői Budapest, Győr, Pécs, 2014. július 22.
Javaslataikat, észrevételeiket és kérdéseiket az alábbi e-mailcímekre várjuk! Dégen Csaba (szerző):
[email protected]
3
Tanmenetjavaslat (heti 2 óra, éves óraszám: 74 óra) Hidroszféra – vízkörnyezetünk fizikája (9 óra) Óraszám 1.
Tananyag
Fogalmak Kísérlet, mérés, projekt
2.
Bevezetés, mit tanulunk idén? Jég – víz – vízgőz
3.
Olvadó jéghegyek
olvadáshő, olvadáspont
4.
Tikkasztó sivatagok
5.
Forró gejzírek
párolgáshő, páratartalom forráshő, forráspont
6.
Forró gejzírek
Q-t grafikon
7.
A víz felszíne mint rugalmas hártya
felületi feszültség, kapillaritás, kohéziós erő
8. 9.
Projektfeladat értékelése Számonkérés
fajhő, hőtágulás
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések Hogyan tanuljuk a fizikát? A víz életünkben betöltött különleges szerepe olvasztás, fagyasztás, grafikon illékony anyagok, a párolgás intenzitása forralás, lecsapódás, a forrás és a párolgás megkülönböztetése Számítási feladatok gyakorlása A molekuláris jelenségek kísérleti bemutatása
Folyadékok és gázok – hidro- és aerodinamikai jelenségek (9 óra) Óraszám 10.
Tananyag
Fogalmak
Merülés a víz alá
hidrosztatikai nyomás
11.
Merülés a víz alá
felhajtóerő
12.
A légóceán mélyén
légnyomás, vákuum
13.
Szelek szárnyán, árral szemben
áramlási sebesség
14.
Szelek szárnyán, árral szemben Az időjárás elemei Légi közlekedés
légáramlat
15. 16.
szél, csapadék szárnyprofil
4
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések Kísérlet hidrosztatikai nyomásra, manométer, közlekedőedények Arkhimédész törvénye, kísérlet Torricelli kísérlete, légnyomás mérése, mértékegységek, a levegő sűrűsége áramlási jelenségek, folytonossági törvény, Bernoulli törvénye légnyomáskülönbségen alapuló eszközök, feladatok a meteorológia elemei a repülés története, a levegőbe emelkedés lehetőségei
17. 18.
Projektfeladat értékelése Számonkérés A kék bolygó – globális környezeti problémák (6 óra)
Óraszám 19. 20.
Tananyag
Fogalmak
Ember a földön Szemetelő emberiség
ökológiai lábnyom környezetszennyezés
21.
Szemetelő emberiség
környezetszennyezés
22. 23.
Pillantás a jövőbe Pillantás a jövőbe
globális felmelegedés fenntartható fejlődés
24.
Projektfeladat értékelése és/vagy Számonkérés
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések környezetünk terhelése Szűkebb és tágabb környezetünk szennyezése az előző óra folytatása (kiselőadások) tanulói kerekasztal (érvelés) környezetvédelem, tippek és tanácsok
Zene füleimnek – a hang és a hangszerek világa (8 óra) Óraszám 25.
Tananyag
Fogalmak
Nyitány
26.
Nyitány
Hangsebesség, hangforrás hang terjedése
27.
29.
Síppal, dobbal, nádi hegedűvel Síppal, dobbal, nádi hegedűvel Fülbemászó dallamok
30.
Fülbemászó dallamok
31. 32.
Projektfeladat értékelése Számonkérés
28.
húrok sípok, membránok hangérzékelés, hangmagasság, hangosság Doppler-effektus, infrahang, ultrahang
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések Kísérletek a hang keltésére, feladatok hangsebességre Kísérletek a hang terjedésére, visszhang, elhajlás, elnyelődés a húr hangkeltése, feladatok nyitott és zárt síp hangkeltése, feladatok Az emberi fül működése, a hallás mechanizmusa mozgó hangforrások vizsgálata, ultrahang alkalmazása
Szikrák és villámok - elektrosztatika (9 óra) Óraszám 33.
Tananyag
Fogalmak
Feltöltődve
elektromos állapot
5
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések egyszerű kísérletek az
34.
Feltöltődve
elektroszkóp, vezetők, szigetelők, földelés
35.
Elektromos környezetünk
töltés, elektromos erő
36.
Elektromos környezetünk
elektromos mező, térerősség
37.
Mozgatott töltések
elektromos mező munkája, feszültség
38.
Mozgatott töltések
39.
Töltéstárolók
40. 41.
Projektfeladat értékelése Számonkérés
kondenzátor, elektromos energia
elektromos állapot bemutatására az elektromos állapot kimutatására szolgáló eszköz működése, anyagvizsgálat Coulomb törvényének bemutatása, elemzése, feladatok Az elektromos mező értelmezése, feladatok, (elektromos jelenségek) A feszültség fogalmának bevezetése homogén elektromos mező esetén villámok, fénymásolók, nyomtatók Elektromos harang kísérlet, kondenzátorok alkalmazásának bemutatása
Töltések mozgásban – az elektromos áram (9 óra) Óraszám 42.
Tananyag
Fogalmak
Töltésfolyam
elektromos áram, áramerősség
43.
Feladatok
44.
Áramkört építünk
45.
Áramkört építünk
46.
A villanydrót
47.
Feladatok
48.
Az érzékelhető áram
49. 50.
Projektfeladat értékelése Számonkérés
Ohm törvénye, ellenállás
fajlagos ellenállás
áramütés
6
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések a töltések áramlását jellemző mennyiség bevezetése, elemzése töltések áramlásával kapcsolatos gyakorló feladatok Kapcsolat az áramforrás feszültsége és a kialakuló áramerősség értéke között az előző óra folytatása, alkalmazás, feladatok vezetékek ellenállásának vizsgálata gyakorló feladatok a vezetékek ellenállására Az elektromos áram élettani hatásainak részletes vizsgálata
Áram a konnektorból – lakások, házak elektromos hálózata (8 óra) Óraszám 51.
Tananyag
Fogalmak
Hálózatok kialakítása
soros, párhuzamos kapcsolás, eredő ellenállás
52.
Feladatok
53.
A villanyóra
54.
Elektromos berendezések
55.
Feladatok
56.
Óvintézkedések a lakásban
57. 58.
Projektfeladat értékelése Számonkérés
elektromos áram munkája, fogyasztás teljesítmény
olvadóbiztosíték, rövidzárlat
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések A soros és párhuzamos kapcsolás során fellépő számítások bemutatása Gyakorló számítási feladatok soros és párhuzamos kapcsolásra A fogyasztók által elhasznált energia számítása és mérése az elektromos berendezések teljesítményének értelmezése, működésük rövid áttekintése Gyakorló feladatok az elektromos teljesítmény kapcsán A lakások elektromos hálózata biztonsági elemeinek bemutatása
Mobil áramforrások – elemek, telepek (6 óra) Óraszám 59.
Tananyag
Fogalmak
Az ionok vándorlása
Elektrolit, katód, anód
60.
Lemerülőben
61.
Újratöltve
galvánelem, névleges feszültség, belső ellenállás akkumulátor, kapacitás, energiatároló képesség
62.
Feladatok
63. 64.
Projektfeladat értékelése Számonkérés
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések Faraday törvényeinek bemutatása elektrokémiai feladatokon keresztül Az elemek működési elve, kísérletek, számítások Az akkumulátorok működési elve, fizikai adatainak értelmezése, elemzése a fejezetben előforduló számítási módok gyakorlása
Áramgyárak – az elektromos energia előállítása (10 óra) Óraszám 65.
Tananyag
Fogalmak
Az iránytű
mágneses jelenségek
7
Szemléltetés, tanulói tevékenység, megjegyzések A mágneses hatás vizsgálata
66.
Az iránytű
mágneses mező
67.
Készítsünk áramforrást
elektromágneses indukció
68.
Készítsünk áramforrást
69.
Az áramfejlesztő
Lenz-törvény, örvényáram generátor, váltakozó áram
70.
Az áram útja a fogyasztóhoz
71.
Feladatok
72. 73. 74.
Projektfeladat értékelése Számonkérés A tanév zárása, értékelés
transzformátor
8
kísérletekkel A mágneses mező értelmezése, jellemzése, mérése Kísérletek, történetek elektromos mező keltésére mágnes segítségével indukcióval keltett elektromos áram vizsgálata A generátor bemutatása, a keletkező váltakozó áram fizikai jellemzése az elektromos energia szállításának módja, feladatok Gyakorló számítási feladatok a fejezetben előforduló problémákra
