kÖzÉpiskolai fizika humÁn tanterv - kfki anket/53 a eloadasai/honyek/beadot… · kÖzÉpiskolai...

KÖZÉPISKOLAI FIZIKA HUMÁN TANTERV

A humán fizika tantervet alapvetően a középiskolák 9., 10. és 11. osztályai számára készítettük, mindhárom évben heti 1,5 órás keretben, ami összesen 3×55,5=166,5 tanítási órát jelent. Az iskolák helyi tantervei alapján ettől mind a korosztályokat, mind az óraszámokat illetően el lehet térni.

A tananyagot összesen hat témakörre bontottuk, minden tanévben két témakör kerül feldolgozásra:

9. osztály: 1. témakör: Mozgások (30 óra)2. témakör: Energia (25 óra)

10. osztály: 3. témakör: Elektromosság (35 óra)4. témakör: Környezeti fizika (20 óra)

11. osztály: 5. témakör: Kommunikáció, információ, sugárzás (35 óra)6. témakör: Csillagászat (20 óra)

Minden témakört számozott fejezetekre bontottunk, és az egyes fejezeteket alfejezetekre, melyeket nevezzünk tanítási egységeknek (ezeket már nem számoztuk külön). Egy tanítási egység jelenthet egy tanítási órát, de a tanulóktól, illetve a tanár elképzelésétől, lehetőségeitől függően egy tanítási egységet kettő-három órában is meg lehet valósítani. A humán tantervre jellemző, hogy a tanítási egységek ugyan logikus sorrendet alkotnak, de közöttük sokszor nincs alapvető egymásra épülés, ezért egyes tanítási egységeket tanári döntés alapján elhagyhatunk, illetve az általános és a reál tantervből más alfejezeteket átvehetünk, és a humán tantervbe beépíthetünk.

69

9. osztály:

A 9. osztály tananyaga két témakörre oszlik („Mozgások” és „Energia”), amelyek tárgyalását öt-öt fejezetre osztva javasolunk. A feldolgozott tartalmakat és kompetenciafejlesztési célokat az egyes témakörök előtt adjuk meg részletesen.

1. témakör: Mozgások (30 óra)

1. fejezet: Közlekedés2. fejezet: A tömegvonzás3. fejezet: Tájékozódás égen-földön4. fejezet: Munka, energia, teljesítmény5. fejezet: Rezgések, hullámok

2. témakör: Energia (25 óra)

1. fejezet: Energia nélkül nem megy2. fejezet: A Nap3. fejezet: Energia-átalakító gépek4. fejezet: Atomenergia5. fejezet: Hasznosítható energia

70

1. témakör: Mozgások (30 óra)

Feldolgozott tartalmak és fejlesztendő kompetenciák:

A témakörben feldolgozott ismeretek, jelenségek lefedik a mechanika: tömegpont kinematikája, dinamikája, munka, energia, mechanikai rezgések, hullámok területeket. A mechanika segít az oksági gondolkodás kialakításában és megerősítésében. Ez a fejezet alapozza meg a jelenségek időbeli lefolyásának függvényekkel való leírását. A mindennapjainkban előforduló jelenségek (közlekedés, sport stb.) vizsgálatából kiindulva vezetjük be a fizikai fogalmakat, fogalmazzuk meg a törvényeket.

A mindennapi életünkből vett modern technikai eszközök (ABS, GPS stb.) megismerése is segíti a helyes fizikai (természettudományos) világkép kialakulását. A bevezetett fizikai fogalmak, leírt természeti jelenségek, megismert törvényszerűségek, megértett alkalmazások is hozzájárulnak a természettudományos kompetencia fejlesztéséhez. A javasolt tevékenységek között kiemelt helyen van az internet, ami a digitális kompetenciák fejlődését segíti.

A világhálón tanári útmutatás alapján a legkülönbözőbb problémákhoz keresnek a diákok leírásokat, adatokat. Az adat- és információkeresés több területet céloz meg: fizika, technika, sport, biológia stb. Munka közben a diákok kritikai képességei fejlődnek, a projektmunkák elkészítése során az anyanyelvi kompetenciájuk erősödik.A csoportmunkák során a diákok vitakultúrája, empátiája nőhet.A közlekedéssel kapcsolatos problémák felvetése, az alternatív megoldások megismerése lehetővé teszi a diákok számára, hogy egyéni álláspontokat alakítsanak ki. A sok, életközeli kérdésfelvetés a tanulókat közelebb viszi a technikai eszközökhöz. A környezettudatos, a természet épségét óvó magatartás kialakítása a cél.

A feldolgozás módja segíti a diákokat 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 feladatok fejlesztik az elemző, előítélet-mentes és kritikus gondolkodásmódot, támogatják a matematikai kompetenciák fejlődését.

A hétköznapjainkban megjelenő technikai eszközök működésén túl olyan természeti jelenségeket is megismernek a diákok, amelyek várhatóan nagy érdeklődést keltenek. Így önálló tanulásra is motiválhatjuk a diákokat.

71

Témák, problémák, fogalmak

Követelmények, fejlesztendő

kompetenciák

Javasolt tevékenységek

Kapcsolatok

1. fejezet: Közlekedés A tanuló ismerje a

kinematikai és dinamikai alapfogalmakat és törvényeket! A természettudomá-nyos világkép fejlesztése az oksági, valamint a kölcsönhatásban való gondolkodással kezdődik.

Ismeretterjesztő DVD megtekintése a fejezet legfontosabb tartalmaival kapcsolatban. (Autó haladása, gyorsítása, fékezése, kanyarodása. Közlekedésbizton-sági és kényelmi eszközök.)

Fizika: az általános iskolában megismert kinematikai fogalmak.

Technika: közlekedési eszközök.

72

Mozgó járművek

Járművek sebessége, gyorsítása, fékezése.Hány másodperc alatt éri el az autó a 100 km/h sebességet?Kinematikai alapfogalmak: út, sebesség, átlagsebesség, gyorsulás. Mozgásgrafikonok készítése, elemzése.Hogyan függ a fékút hossza a kezdősebességtől, illetve az útviszonyoktól?

Ismerje a sebesség és a gyorsulás fogalmát, jelentését.Ismerje a sebesség különböző mértékegységeit.Legyen képes út-idő és sebesség-idő grafikonokat készíteni, elemezni, abból a mozgás lefolyására következtetni.Ki tudja számítani az egyenes vonalú egyenletes mozgás esetében a sebességet, az utat, illetve a mozgás idejét a többi mennyiség ismeretében.Ismerje a sebesség és a gyorsulás fogalmak közötti különbséget.Képes legyen gyorsuló mozgások elemzésére a fogalmak helyes használatával.Ismerje a gyorsulás mértékegységét. Ismerje a féktávolság függését a sebességtől.

Járművek mozgásának megfigyelése, leírása.Érdekes sebességadatok gyűjtése az interneten, számolása: autók, focilabda, teniszlabda, jégkorong, sportolók.

Gyűjtőmunka: érdekes sebességek az állatvilágban.

Mérés Mikola csővel.

Megfigyelés: ejtőzsinór.

Sebességrekordok gyűjtése.

Út- idő és sebesség- idő grafikonok készítése, elemzése.Egyszerű számításos feladatok megoldása.

Matematika: függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés. Internet: gyűjtőmunka.

Technikai eszközök: járművek legnagyobb sebességei.

Testnevelés, sport: érdekes sebességadatok. Biológia: élőlények mozgása, sebességei. Társadalomismeret: közlekedési szabályok.

73

Közlekedjünk takarékosan, kényelmesen, biztonságosan!

Milyen hosszú legyen a közlekedési lámpa sárga jelzése? A reakcióidő és féktávolság kapcsolata.Melyik a takarékos közlekedés: egyenletesen haladni vagy maximálisan felgyorsulni, azután vészfékezni?Közlekedjünk kényelmesen, biztonságosan: a tempomat, a távolságtartó radar, a tolató radar leírása. A közlekedésbizton-ság növelése: gyűrődési zóna, légzsák.Az energiatakarékos közlekedés egyben a környezettudatos, a természet épségét óvó magatartást is kialakítja.

Legyen képes a féktávolság kiszámítására.Ismerje a takarékos közlekedés technikáit!Tudja, hogy melyik vezetési stílus a gazdaságosabb.Képes legyen egyszerű számításokat elvégezni az adott témakörben.Legyen képes megnevezni a közlekedésbiztonsági eszközöket.

Interneten való adatgyűjtés után vitassák meg, hogy legfeljebb mekkora lehet egy sikeres teniszező reakcióideje.

Projektmunka: a közlekedési lámpa sárga jelzése.

Közlekedéstechnikai eszközök működési elvének megismerése.

Egyszerű számításos feladatok megoldása.

Fizika: kinematikai ismeretek alkalmazása.

Internet: adatgyűjtés.

Biológia: reakcióidő.

Közgazdaságtan: takarékosság.

Környezetvédelem.

Közlekedési szabályok:közúti sebességhatárok.

Technikai eszközök.

Gyorsítsuk az autót! (erők világa)

Az erő fogalma, mérése.Newton törvényei.Milyen erők hatnak a járműre az egyenes úton?Milyen erők hatnak a jármű utasára?Speciális erőhatások (nehézségi erő, nyomóerő, fonálerő, súlyerő, súrlódási erők, rugóerő).

Ismerje fel a mechanikai kölcsönhatásokban fellépő erőket! Ismerje az erő egységét!Tudja megfogalmazni Newton törvényeit!Tudjon eredő erőt szerkeszteni, számolni.Ismerje a test súlya és a tömege közötti különbséget!

Tudománytörténeti kutatómunka: Galilei és Newton munkásságának megismerése.

Mérési feladat: a rugóban ébredő erő függése a rugó feszítettségétől. Egyszerű számításos feladatok megoldása.

Internet, könyvtár: adatgyűjtés.

Matematika: vektorok, művetek vektorokkal, egyenletrendezés. Technikai eszközök. Fizika: kinematikai ismeretek alkalmazása.

74

Vigyázz, kanyar! Mekkora sebességgel érdemes egy kanyarba behajtani?A forma1-es autózás érdekességei:miért vastagok a kerekek, miért alacsony az autó, miért fárad el a sofőr nyaka?A közlekedésbiztonság növelése: ABS, kipörgésgátló.Az egyenletes körmozgást leíró kinematikai jellemzők.Az egyenletes körmozgás dinamikai feltétele.

Tudja, hogy kisebb sugarú kanyarban, illetve csúszósabb úton csökkenteni kell a jármű sebességét!Ismerje az egyenletes körmozgást leíró kinematikai jellemzőket: pályasugár, kerületi sebesség, (fordulatszám, keringési idő, szögsebesség), centripetális gyorsulás.Legyen ismerete arról, hogy a technikai sportok eredményeinek hátterében a tudomány áll!Ismerje a közlekedésbiztonsági eszközöket.

Csoportmunka:A tapadás és a kanyar sugarának birtokában tegyünk ajánlást a legnagyobb, még biztonságos sebességre!Milyen lehetőségek vannak a sebesség növelésére? Kutatómunka: ismerjük meg a forma1-es műhelyeket, technikákat!


Fizika: kinematikai és dinamikai ismeretek mélyítése. Matematika: egyenletrendezés. Technika: közlekedésbiztonsági eszközök.

2. fejezet: A tömegvonzás A tömegvonzási

törvény megismerése tovább mélyíti az oksági gondolkozást, fejleszti a természettudományos kompetenciát.

Ismeretterjesztő DVD megtekintése a fejezet legfontosabb tartalmaival kapcsolatban.

Beszélgetés a témáról, előre megadott szempontok alapján.

Fizika: kinematikai és dinamikai ismeretek.

Földrajz: a Föld forgástengelye, a hosszúsági és szélességi körök rendszere.

Eső testek Ejtési kísérlet (tanulói mérés): Kisméretű és nagyméretű labdák esési idejének mérése különböző magasságokból.A mérési adatok egyszerű elemzése.A nehézségi gyorsulás: g.A g függ a helytől!Az ejtőernyős mozgása – a

Legyen képes időtartamok mérésére, adatok rendszerezésére!Ismerje a szabadesés fogalmát.Ismerje a nehézségi gyorsulás közelítő értékét!Legyen tudomása arról, hogy a nehézségi gyorsulás nem mindenhol ugyanakkora érték!

Tudománytörténeti kiselőadás:Galilei ejtési kísérletei.

Videofilm: acélgolyó és tollpihe esése vákuumcsőben, illetve a Holdon.

Tanulói mérés: ejtési kísérlet.Mérjük meg társunk reakcióidejét egy

Fizika: kinematikai fogalmak és a dinamika törvényeinek mélyítése.

Matematika: egyenletrendezés; táblázat, grafikon készítése.

Biológia: reakcióidő.

75

közegellenállási erő.Newton tömegvonzási törvénye.

Ismerje, hogy a közegellenállási erő mitől függ.Ismerje a két test között ható Newton-féle tömegvonzási törvényt!

vonalzóval! Tudománytörténeti kutatómunka: Eötvös Loránd tevékenysége.

Verseny a diákok közt: Alakítsunk minél lassabban, illetve gyorsabban eső struktúrát egy adott méretű papírlapból.


Internet, könyvtár: tudománytörténeti kutatás.

Földrajz: a Föld forgástengelye, a hosszúsági és szélességi körök rendszere.

Készítsünk rakétát! Rakéták készítése, működtetése.Rakéták működési elve.Mire használhatók a rakéták?Miért költ olyan sok pénzt űrhajózásra néhány ország?A lendület fogalma, a lendület-megmaradás törvénye.

Legyen ötlete arra, hogyan lehet egyszerű rakétát készíteni!Ha a lehetőségek megengedik, akár projektmunkaként készítsen és működtessen rakétát!Ismerje a lendület fogalmát, valamint a lendület-megmaradás törvényét!Ismerje a rakéták alkalmazási területeit!Legyen ismerete arról, hogy egyes gazdag országok sok pénzt áldoznak az űrhajózásra.

Ismeretterjesztő film megtekintése a rakétákról.

Gyakorlati feladat: vizes rakéta készítése és kilövése a szabadban. Rakéta készítése kólából, teafilterből, szódapatronból stb. A rakétahatás elemzése konkrét példákon keresztül. A medúza úszása.

Gyűjtőmunka az internetről: rakéták alkalmazásai.

Kutatómunka: Milyen jellegű „űrmissziók” voltak eddig az emberiség történetében? Gagarin, Farkas Bertalan szerepe. Mikortól számítható az „űrkorszak”? Mik a további tervek?


Technikai eszközök: rakéták, harcászati rakéták alkalmazása. Biológia: állatok mozgásának elemzése (pl.: medúza).

Űrkutatás: az űrhajózás célja.

Matematika: egyenletrendezés.

76

Műholdak Mi a műholdak szerepe a mindennapjainkban?Geoszinkron (geostacionárius) műholdak szerepe a távközlésben, a televíziós csatornák működésében. Nem geostacionárius műholdak (kémműholdak).Milyen pályán mozoghatnak a műholdak?Mekkora sebességgel mozognak a műholdak?Kozmikus sebességek: körsebesség, szökési sebesség.

Tudja, mit nevezünk műholdnak! Legyen ismerete arról, milyen típusú műholdak könnyítik meg életünket?Tudja, hogy különböző célú műholdak vannak, ezeket fel tudja sorolni, mint csillagászati, felderítő, időjárásjelző, helyzet-meghatározó (GPS), távközlési stb.A műholdak vizsgálata kapcsán képes legyen kiszámítani az egyenletes körmozgás jellemző mennyiségeit.

Kutatómunka: Milyen típusú műholdak könnyítik meg életünket?

Gyűjtőmunka az internetről: konkrét műholdak pályáinak jellemzői. Milyen távol vannak a Földtől? Mely országok rendelkeznek műholddal? Mekkora ezekben az országokban az egy főre jutó GDP? Mely égitestek körül vannak műholdak? (Milyen céllal?)A körmozgás kinematikai és dinamikai leírásának elmélyítése egyszerű számításos feladatok megoldásán keresztül.

Fizika: egyenletes körmozgás kinematikája, dinamikája. Technika: Távközlés.

Földrajz: a Föld forgástengelye, a hosszúsági és szélességi körök rendszere, 1 nap hossza. Matematika: egyenletrendezés.

3. fejezet: Tájékozódás égen-földön

A navigációs lehetőségek megismerése elősegíti az eligazodást az információs társadalomban. A tanuló rendszerben való gondolkozásának erősítése történik.

Ismeretterjesztő DVD megtekintése, ami áttekinti a fejezet lényegét.


Földrajz: a hosszúsági és szélességi körök rendszere.

Hol vagyunk a Földön?

Tájékozódás a földgömbön: Európa, hazánk, lakóhelyünk.Miért hasznos a Föld hosszúsági és szélességi köreinek rendszere?Földrajzi

Ismerje a hosszúsági és szélességi körök rendszerét, nevezetes hosszúsági és szélességi köröket!Tudja, Európa hol helyezkedik el a

Térképek, illetve földgömb tanulmányozása.

Kontinensek, nevezetes nagyvárosok, földrajzi helyek

Földrajz: a hosszúsági és szélességi körök rendszere. Fizika: kinematikai alapfogalmak.

77

helymeghatározás a Nap segítségével.Mérjünk GPS-szel, helyet, időt, sebességet!

Földön, hazánk hol helyezkedik el Európában.Képes legyen a koordináták alapján helyek megtalálására a térképen!Képes legyen a földgömb két pontja közötti távolságot a koordináták ismeretében kiszámolni!Ismerje a földrajzi helymeghatározás egyszerű módját a Nap segítségével!Legyen képes a kinematikai alapfogalmak (hely, koordináták, sebesség) alkalmazására egyszerű számításos feladatok megoldásában.Legyen elképzelése a GPS működéséről! Tudja értelmezni a GPS adatait!

meghatározása a földrajzi koordináta-rendszerben (pl.: csoportmunka vagy vetélkedő időre).

Kiscsoportos projektmunka: Függőlegesen álló pálca (gnómon) árnyékának segítségével a Nap helyi delelésének szöge és ideje meghatározható, amiből következtethetünk az adott hely szélességi és hosszúsági körére.

Projektmunka: Eratoszthenész mérésének megismétlése, a Föld kerületének meghatározása.Távolságmérés a Google Earth segítségével a földrajzi koordinátákból.Egyéni vagy csoportos mérési feladat: mérjünk, helyet, időt, sebességet GPS-szel!

Csillagászat: Naprendszer szerkezete. Matematika: alapműveletek számokkal, szögekkel, egyenletrendezés. Technikai eszközök: GPS.

Tájékozódás égen-földön Hogy jutunk el „A-ból B-be”?Mit látunk az égbolton?A Google Earth és a Google Sky bemutatása, használata.

Legyen elképzelése arról, hogy mire használhatók a Google Earth, Sky programok!Legyen jártas a koordináta-rendszerek használatában!Ismerjen néhány

Tanulói projektmunka:a Google Earth, és a Google Sky programok segítségével keressen meg adott helyeket, és olvassa le a

Földrajz: térképismeret.

Csillagászat: nevezetesebb csillagképek.

Matematika: alapműveletek.

78

csillagászati alapfogalmat!Tudja, hogy a Sarkcsillag helye miért nem változik az égbolton! (Milyen periódusok jellemzik a Föld tengelyének pozícióját az ekliptika síkjához képest?)Ismerjen néhány csillagképet (Kis Medve, Orion, Cefeusz, Hattyú stb.)

helyek koordinátáit!Tervezzen egy hosszabb körutazást! Készítsen erről prezentációt!Keresse meg az ismertebb csillagképeket!Otthoni megfigyelés: Ha lehetőség van rá, a szabad égbolton is figyeljük meg, amit a Google Sky-on láttunk.

Égitestek mozgása a Naprendszerben Hol a helyünk a Naprendszerben?A Naprendszer bemutatása.Hogyan mozognak a bolygók a Nap körül? A Naprendszer felfedezése.Hogyan mozog a Hold, miért látjuk mindig ugyanazon oldalát? Mi a fogyatkozások (bolygófedések, Nap előtti átvonulások) oka?Hogyan mozognak az üstökösök, meteorok?A bolygómozgás Kepler-féle törvényei.Miért vannak a napszakok, évszakok? A mozgásból származó jelenségek az égitesteken.

Tudja felsorolni a Naprendszer bolygóit!Ismerje a bolygók mozgását a Földről nézve.Ismerje a mozgást értelmező legfontosabb modelleket:geocentrikus világkép (Ptolemaiosz modellje), heliocentrikus világkép (Kopernikusz), (Tycho de Brahe), Kepler modellje. Ismerje az egyes elképzeléseket megalapozó legfontosabb feltevéseket, azok tudománytörténeti vonatkozásait.Tudja megfogalmazni és értse a bolygómozgás Kepler-féle törvényeit!Legyen képes megmagyarázni a Hold Föld körüli mozgása alapján Hold fázisait, a fogyatkozásokat, a Hold tengelykörüli

Planetárium meglátogatása.

Érdekes sebességértékek kiszámítása:Föld sebessége a Nap körül, Hold sebessége a Föld körül, a Föld tengelyforgásából származó sebessége az Egyenlítő mentén és Budapesten stb.Más bolygók érdekes mozgásadatainak tanulmányozása (keringési idő, sebesség, a Naptól mért távolság), kapcsolatok keresése.

A Nap körüli bolygómozgás modellezése gumilepedővel.

Egyszerű égbolt készítése gömblombik

Fizika: kinematikai alapfogalmak. Csillagászat: a Naprendszer szerkezete, égitestek mozgása. Földrajz: a Föld forgása. Technikai eszközök: távcső.

79

forgásának és keringésének kapcsolatát.Legyen ismerete arról, hogy az üstökösök és meteorok pályája elnyúlt ellipszis.Ismerje a napszakok, évszakok változásának magyarázatát.

segítségével.

Kutatómunka: Hell Miksa és Sajnovics János Vardö-szigeti expedíciója – Vénuszátvonulás, a teljes napfogyatkozások szerepe a történelemben.A meteorrajok és az üstökösök kapcsolata.Nagy meteorhullás megfigyelések a történelemben. Mely bolygókon vannak évszakok?

4. fejezet: Munka, energia, teljesítmény

Az energia fogalmának mélyítése a természettudomá-nyos kompetenciát erősíti, valamint segít eligazodni a technikai környezetünkben.



Fizika: kinematikai és dinamikai ismeretek.

Technika: járművek, gépek.

Munka, energia Mechanikai munka fogalma.Milyen formában tárolhatunk mechanikai energiát?A helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas energia.A mechanikai energia-megmaradás tétele.

Tudja, hogy a munka fogalma más a mindennapokban, mint a fizikában!Ismerje a fizikai munka kiszámítási módját, amikor az állandó erő és az elmozdulás egyirányú! Ismerje a munka egységét!Ismerje a mechanikai energia lehetséges formáit, kiszámítási módjait!Ismerje fel azokat a jelenségeket, amikor igaz a mechanikai energia-megmaradás

Hétköznapi példák alapján a munka fogalmának elmélyítése.

Gyűjtőmunka: A hétköznapi életből mechanikai energiák megjelenése (autó, rugós játékpisztoly, lendkerekes játékautó, a magasugró stb.). Tudja elemezni néhány egyszerű példán keresztül a

Fizika: az erő és elmozdulás fogalmainak felidézése, elmélyítése.

Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés. Technikai eszközök.

80

tétele.Tudja alkalmazni a mechanikai energia-megmaradás tételét egyszerű számításos feladatokban.

mechanikai energiák átalakulásait: feldobott labda, ugróbéka stb. Egyszerű számításos feladatok megoldása.

Kilowatt és lóerő Mit jelent az autók teljesítménye?Mitől függ a motor teljesítménye, nyomatéka?A forgatónyomaték fogalma.Mit jelent az, amikor megadják a motorok „nyomatékát” valamilyen fordulatszámon?

Ismerje a teljesítmény fogalmát, illetve egységeit, mértékegységeinek átváltását!Ismerje a forgatónyomaték fogalmát, egységét.Legyen elképzelése az autó teljesítménye, nyomatéka és fordulatszáma közötti kapcsolatról!

Gyűjtőmunka: különböző járművek, élőlények, sportolók teljesítménye? Gépek, élőlények teljesítményének összehasonlítása: hány lóerős egy ember, egy ló, autó stb.? Mérési feladat: lépcsőn felfutó ember teljesítményének meghatározása mérési adatok alapján. Autó sebesség-fokozataihoz tartozó nyomatékgörbék értelmezése, elemzése.

Technikai eszközök: autók, motorok, adataik.

Biológia: élőlények mozgása, teljesítménye.

Testnevelés, sport: sportolók teljesítménye.

Internet: adatgyűjtés.

5. fejezet: Rezgések, hullámok A mechanikai

rezgések és hullámok megismerése tovább fejleszti a természettudomá-nyos kompetenciákat, valamint alapot ad a későbbi fejezetekben megjelenő alkalmazásokhoz.



Fizika: egyenletes körmozgás kinematikája dinamikája.

Technikai eszközök: időmérő szerkezetek.

Földrajz: földrengések.

81

Hogyan mérjünk időt? Periodikus jelenségek megfigyelése:

egyenletes körmozgás (ismétlés),rugóhoz erősített test rezgése, fonálinga mozgása.

A harmonikus rezgőmozgás jellemzői.

Tudja, hogy az idő mérése periodikus mozgás segítségével történik. Ismerje a periodikus jelenségek leírására használt fogalmakat: periódusidő (rezgésidő), frekvencia!Képes legyen a harmonikus rezgőmozgás jellemzőit felsorolni! Értse az egyensúlyi helyzet, a kitérés, az amplitúdó jelentését!A tanuló tudjon minél több példát mondani a mindennapi életből, ahol rezgésekkel lehet találkozni!

Gyűjtőmunka: az időmérés technikáinak megismerése: ingaóra, rugósóra, kvarcóra, atomóra.

Mérési feladat: Különböző tömegű testeket helyezzünk különböző rugókra, majd hozzuk rezgésbe! Mérjük a rezgésidőt! Hogyan függ a rezgésidő a test tömegétől, a rugótól?Mérje meg különböző hosszúságú fonálingák lengésidejét! Hogyan függ a mért lengésidő a fonál hosszától?

Projektmunka: A XVIII. század elején angol flotta egy egész hajóraja szenvedett navigációs hiba miatt hajótörést. A katasztrófa hátterében az ingaóra áll. Miért pontatlan az ingaóra?

Fizika: egyenletes körmozgás kinematikája, dinamikája.

Technikai eszközök: időmérő szerkezetek.

Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés, táblázat és grafikon készítése.

82

Rezonancia-katasztrófák Hogyan változik a rugón rezgő, magára hagyott test amplitúdója?Csillapodó rezgések vizsgálata.Kényszerrezgések vizsgálata.A rezonancia jelensége.Miért dőlt össze a Tacoma-híd?

Tudja, hogy a valóságos szabad rezgések amplitúdója időben csökken! Legyen elképzelése arról, hogy mi pótolja a működés közben a környezetbe szökő energiát az ingaóránál és a kvarcóránál?Tudjon megemlíteni rezonancia-jelenségeket!

Csillapodó rezgés megfigyelése.

Projektmunka:Milyen a modern autó lengéscsillapítója? Gyűjtsünk olyan jelenségeket, amelyekben a célunk a rezgés fenntartása, illetve csillapítása.

Rezonanciagörbe elemzése.

Fizikatörténeti kutatómunka: Christiaan Huygens munkássága.

Film: A Tacoma-híd katasztrófája.

Fizika: a rezgőmozgás jellemzőinek ismerete. Matematika: grafikonelemzés. Technikai eszközök: hidak, mozgó alkatrészek stb. Internet, könyvtár: fizikatörténeti kutatómunka.

La Ola – mexikói hullám Mechanikai hullám kialakulása: lökéshullám, hullámvonulat. Milyen gyorsak a hullámok?Mechanikai hullámok a hordozó közeg térbeli kiterjedése szerint.Hullámtani alapfogalmak: hullámhossz, frekvencia és a terjedési sebesség, valamint a közöttük fennálló összefüggés.

Tudjon felsorolni többfajta mechanikai hullámot!Ismerje a hullámhossz fogalmát, a hullámhossz, a frekvencia és a terjedési sebesség közötti kapcsolatot.

Projektmunka: Keressünk az interneten olyan filmet, amin stadionban kialakuló mexikói hullám látható! Végezzünk becslést a hullám terjedési sebességére!

Gyűjtőmunka: hullámok terjedési sebessége.

Projektmunka: járjunk utána, hogyan függ a vízhullám terjedési sebessége a vízmélységtől! Végezzünk

Fizika: mechanikai rezgések.

Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés.

Internet: gyűjtőmunka a projektmunkákhoz.

83

méréseket! Földrengések világa Miért alakulnak ki a földrengések?Hogyan lehet mérni, illetve előre jelezni a földrengéseket?S és P hullámok, felületi hullámok.Hogyan épül a földrengésbiztos épület?Tengerrezgések, cunamik.Hullámfajták az energiaterjedés szempontjából.

Legyen elképzelése a földrengés okára vonatkozóan!Ismerje a földrengések eloszlását a Földön!Ismerje a földrengéshullámok fajtáit és hatásait!Legyen tudomása, hogy a földrengésnek lehet másodlagos hatása is.Ismerje a természeti katasztrófák idején a helyes magatartást!Meg tudja különböztetni a hosszanti (longitudinális) és keresztirányú (transzverzális) hullámokat!

Projektmunka: Járjunk utána és jelöljük egy térképen, hol voltak földrengések az elmúlt 24 órában! Vajon miért a talált helyeken voltak a földmozgások? Film katasztrófák során bekövetkező pusztításról. Tanulói kísérlet: Hozzunk létre slinky-vel hosszanti és keresztirányú hullámokat!

Fizika: mechanikai hullámok.

Földrajz: földrengések, lemeztektonika.

Internet: gyűjtőmunka a projektmunkákhoz.

84

2 . t émakör : Energia (25 óra)


A témakörben feldolgozott ismeretek, megalapozott fogalmak széleskörűen járják körül az energiával kapcsolatos problémákat. A globális problémákat is érintő témát egy minden embert érintő tevékenységgel, a táplálkozással kezdjük, majd a közlekedésünkhöz használatos járművek energiaigényeinek tárgyalásával folytatjuk.

Ezt követően tárgyaljuk a napenergia problémakörét, amit összekapcsolunk a hőterjedés különböző mechanizmusainak leírásával. Ez a téma számos, a mindennapi életben fontos terület kompetenciafejlesztésével jár, hiszen kitérünk a mai korszerű házak építési módjaira, az öltözködésre, a fűtés, hűtés, hajtás, sütés, főzés helyes megoldásaira.

Az energia-munka átalakítás gyakorlati kérdéseinek tárgyalása elősegíti az energia-megmaradás törvényének elmélyítését, és így elvezet a termodinamika első főtételének megismeréséhez.

A megújuló energiák, illetve az atomenergia felhasználhatóságának megismerése elősegíti a környezettudatos életmód kialakítását, továbbá fejleszti a tanulók döntéshozatali kompetenciáját olyan esetekben, amikor sokféle ellentétes érdek ütközik. Ennek a témakörnek a végén a termodinamika második főtételének tárgyalása, a természeti folyamatok irányának megmutatása, a folyamatokban, jelenségekben mindig jelenlévő irreverzibilitás kimutatása nagymértékben fejleszti a természettudományos gondolkodásmódot.

85



kompetenciák


Kapcsolatok

1. fejezet:

Energia nélkül nem megy

A helyes életvitelhez szükséges gondolkodásmód fejlesztése a tudatos, egészséges táplálkozás, valamint a közlekedéshez szükséges energiák megismerésének segítségével. Takarékosságra való nevelés.

DVD- film megtekintése, amely bemutatja az energiafelhaszná-lás számos módját.


Biológia:

Táplálkozás.

Technika:

közlekedés, járművek.

Mennyit együnk?

Miért kell ennünk?

Mire fordítjuk az elfogyasztott élelmiszerekben lévő energiát?

A hőközlés és az égéshő fogalma.

Milyen mértékegységei vannak az energiának?

Mit nevezünk kalóriának?

A fajhő fogalma.

Az élelmiszerek energiatartalma.

Mitől hízunk, mitől fogyunk?

A táplálkozással kapcsolatos energiafajták felismerése, ezek átalakulási folyamatainak ismerete.

Az energia fogalmának kvantitatív ismerete.

Mértékegységek átváltása.

Ismerje a hőközlés, az égéshő és a fajhő fogalmát.

Beszélgetés kis csoportokban, majd a hallottak közös megbeszélése.

Adatgyűjtés az élelmiszerek csomagolásán található információk alapján, internetes adatgyűjtés.

DVD megtekintése az egészséges táplálkozásról.

A fajhő mérése:termoszban tárolt meleg víz és jég közös

Fizika:

a mechanikai és elektromos energia fogalom korábbról ismert.

Kémia:

kémiai energiák, a táplálék megemésztése kémiai folyamatokon keresztül történik.

Biológia:

a táplálkozás alapvető biológiai folyamat.

87

hőmérsékletének kiszámítása, az eredmény összevetése a mérési tapasztalattal.

Mi hajtja a járműveinket?

Milyen energiaforrásokat használnak a járművek?

Mekkora a járművek teljesítménye?

Mekkora a járművek hatásfoka?

A hatásfok fogalma.

Benzin vagy dízel?

Mi az a kerozin?

Mi mennyibe kerül?

Mennyi az adótartalma?

Az energiaátalakulás folyamatainak mélyebb ismerete.

A teljesítmény és a hatásfok fogalmának kvantitatív ismerete.

Járműveket bemutató DVD megtekintése.

Internetes adatgyűjtés a járművek „leg”-jeiről.

Kiscsoportos beszélgetés arról, ki milyen autót szeretne magának (ár, fenntartási költségek).

Látogatás a Közlekedési Múzeumban.

Fizika:

a mechanikai energia fogalom korábbról ismert.

Kémia:

az üzemanyagok energiája kémiai eredetű.

Különleges meghajtású járművek

Elektromos autó.

Mi az a hibrid hajtás?

Hidrogén meghajtás.

Mit jelent a tüzelőanyag cellás meghajtás?

Új jármű meghajtási megoldások ismerete.

Egyéni projektmunka: a különböző alternatív járműmeghajtási módszerek bemutatása.

Kémia:

elektrolízis.

88

Napelemes autó és repülőgép.

2. fejezet:

A Nap A Nap, mint a legfontosabb energiaforrásunk megismerése nemcsak a természettudományos ismereteinket gyarapítja, hanem erősíti a környezettudatos életvitel elsajátítását is.

DVD film a Napról, mint legfontosabb energiaforrásunk-ról.


Biológia:

élet.

Földrajz, csillagászat:

a Nap a mi csillagunk.

Legfontosabb energiaforrásunk a Nap

Mi a kapcsolat a különböző energiaforrások és a Nap között?

Hogyan áramlik az energia a Napból a Föld felé?

A hősugárzás jellemzői.

Mit jelent a napállandó?

A hősugárzás ismerete.

A napállandó jelentésének ismerete.

A napenergia felhasználási lehetőségeinek környezettudatos ismerete.

Napenergiáról szóló DVD-film megtekintése.

Csoportmunka: az egyes csoportok feldolgozzák az egyes energiaforrások kapcsolatát a Nappal, majd közösen megbeszélik a tapasztalatokat.

Tanulói kísérlet: napfény fókuszálása papírlapra gyűjtőlencsével.

Biológia:

az „éltető Nap” nélkül nincs élet a Földön.

Irodalom, történelem, művészettörténet:

a Nap kitüntetett szerepe a mitológiában és a művészetekben.

A napenergia felhasználása

89

Hogyan és mire tudjuk használni a napenergiát?

Napkollektor, napelem, napkohó, napkémény, naptó.

A hősugárzás és hőelnyelődés törvényszerűségei.

Az üvegházhatás.

Energiaátalakítási folyamatok ismerete napenergia esetén.

A hősugárzás és hőelnyelődés törvényeinek kvalitatív ismerete.

Az üvegházhatás jelenségének ismerete.

Projektmunka: a tanulók mutassák be posztereken a napkollektor, napelem, napkohó, napkémény, naptó működését.

Frontális tanári munka: a hősugárzás, hőelnyelődés törvényeinek megtanítása.

Tanulói kísérletek a hőkisugárzás és a hőelnyelődés témakörében.

Technikai, technológiai, anyagtudományi ismeretek.

Fizika:

sugárzások.

A hőterjedés formái

Hővezetés, hőáramlás, hősugárzás.

Melyek a jó hővezető anyagok, és melyek a jó hőszigetelők?

Hol találkozunk természetes és hol mesterséges hőáramlással?

Milyen technikai eszközeinkkel tudjuk láthatóvá, mérhetővé tenni a hősugárzást?

Hogyan öltözködjünk?

A hővezetés, hőáramlás és hősugárzás alapvető különbségeinek és jellemzőinek ismerete.

Csoportos vagy tanári kísérletezés, a kísérletek elemzése.

Éjjellátó készülék bemutatása.

Projektmunka: A Golf-áramlat működésének magyarázata a hőáramlás alapján.

Kémia:

anyagok.

Fizika:

sugárzások.

Biológia:

hőháztartás, öltözködés.

90

Kiselőadások: Milyen a helyes és a helytelen öltözködés? Milyen speciális anyagok jelennek meg a sportolók öltözetében?

Milyen házat építsünk?

A hővezetés, hőáramlás és a hősugárzás megjelenése egy lakóház működésében.

Ökoház.

Hogyan építhetünk energiatakarékos lakóházat?

A hővezetés, hőáramlás és hősugárzás tulajdonságainak mélyebb ismerete.

A környezettudatos, energiatakarékos gondolkodásmód fejlesztése.

DVD-filmeken bemutatjuk, hogy milyenek az energiagazdálko-dás szempontjából rosszul megépített, illetve jól megépített házak.

Projektmunka: tervezzünk ökoházat!

Tanulói mérések különböző hőszigetelő anyagok segítségével.

Épületek külső felületének vizsgálata infra-hőmérő segítségével.

Kémia:

anyagok.

Fizika:

sugárzások.

Közgazdaságtan: takarékosság.

3. fejezet:

Energia-átalakító gépek

A tanulók ismerjék fel, hogy a társadalmi-gazdasági fejlődés mai fokán milyen sok energia-átalakító gép

DVD-film megtekintése olyan gépekről, amelyek könnyebbé, kényelmessé,

Fizika, kémia, biológia, földrajz, közgazdaságtudomány: energia fogalma.

91

szolgálja a kényelmünket. Ennek a témának a tárgyalása fejleszti a környezettudatos életvitelhez szükséges gondolkodásmódot.

kellemessé teszik az életünket.


Fűtés, hűtés, hajtás

Fűtő és hűtő rendszerek.

Talajszonda, talajkollektor, hőszivattyú.

Hőerőgépek a gyakorlatban (Stirling-gép, robbanómotorok).

A hőtan első főtétele.

Hőerőgépek története.

Az energia-munka átalakítás alapvető törvényszerűségeinek, a hőtan első főtételének, a hasznosítható energia fogalmának ismerete.

Kiselőadások a különféle fűtő, hűtő és meghajtó gépekről.

Internetes animációk használata és értelmezése.

Működő Stirling-gép modell bemutatása.

Fizika:

az energia-megmaradás tétele.

Közgazdaságtan: megtérülési idő.

Sütő- és főzőkészülékek a konyhában

Hogyan sütöttek és hogyan főztek a régi korokban?

Hogyan működnek a mai konyhák sütő- és főzőkészülékei?

Milyen változások várhatók a „konyhatechnikában” a közeljövőben?

A gáztűzhely és a villanytűzhely ismerete.

A mikrohullámú sütő működésének ismerete.

Az indukciós tűzhely működési elvének ismerete.

Kirándulás alkalmával főzés tábortűzön bográcsban „háromláb” és „bográcsház” segítségével (a két módszer összehasonlító elemzése).

Biológia:

táplálkozás.

Kémia: élelmiszerkémia.

92

Megújuló energiák

Vízi energia, szélenergia, árapály energia, bioenergia hasznosítása: vízi erőművek, szélkerekek, víz alatti „szélkerekek”, biodízel, biomassza, biogáz.

Az energia-munka átalakítás alapvető törvényszerűségeinek további elmélyítése.

Környezeti-energetikai kérdésekben történő eligazodási képességek javítása.

Csoportmunka: a különböző megújuló energiafajták sajátosságainak, előnyeinek, hátrányainak megismerése kisebb csoportokban, amit közös megbeszélés követ.

Fizika:


Közgazdaságtan: beruházás megtérülése.

Biológia:

ökológiai problémák.

4. fejezet: Atomenergia

Tudósi-politikusi felelősség jelentőségének ismerete.

Környezettudatos gondolkodásmód fejlesztése.

DVD-film megtekintése az atomenergiáról.


Történelem, politológia, közgazdaságtan:

az atomenergia felhasználása békés és katonai célokra.

Az atommag energiája

A nukleáris energia felhasználásának kérdései.

Hogyan számítható ki az atommag átalakulásokkor felszabaduló energia nagysága?

A tömeghiány fogalma.

Az atomfegyverek típusai, kipróbálásuk,

A tömeghiány fogalmának ismerete.

A tömeg-energia egyenértékűségének ismerete.

DVD-filmek megtekintése az atomfegyverekről.

Számítási feladatok elvégzése szaktanári segítséggel.

Biológia:

sugárzások biológiai hatásai, ökológiai problémák.

Történelem:

a Hirosimára és Nagaszakira ledobott két atombomba története, politikai háttere, későbbi

93

az atomcsönd egyezmény.

következményei.

Fizika:

sugárzások.

Az atomenergia békés felhasználása

Az atomreaktorok típusai, fejlődésük.

Mi jellemzi a legújabb atomreaktor generációt?

Épüljön-e Magyarországon új reaktor blokk?

Radioaktív hulladékok elhelyezésének problémái.

A biztonság és a kockázat józan megítélésének elsajátítása.

Döntéshozók, társadalmi szervezetek vitájának modellezése a diákok részvételével.

Atomreaktor működését bemutató számítógépes animáció használata.

Gazdaságföldrajz: energiaforrások.

Biológia:


5. fejezet: Hasznosítható energia Környezettudatos

gondolkodásmód fejlesztése.

DVD-film megtekintése a Föld energiagondjairól, továbbá a megoldás lehetőségeiről.


Közgazdaságtan: energiafelhasználás.

Fizika:

termodinamikai folyamatok.

Energiagondok

94

Mennyi energiára van szüksége az emberiségnek?

Hogyan oszlik meg az energia felhasználása az egyes földrészeken, illetve különböző országokban?

Milyen módon állítható elő hasznosítható energia?

Hasonlítsuk össze a megújuló és a nem megújuló energiákat!

Milyen erőművek épüljenek a közeljövőben Magyarországon?

Az energia globális jelentőségének felismerése.

A nagy számokkal, prefixumokkal történő számítási műveletek elsajátításának fejlesztése.

DVD-filmek megtekintése, internetes anyagok feldolgozása egyéni projektmunka keretében.

Döntéshozók, társadalmi szervezetek vitájának modellezése a diákok részvételével.

Fizika:


Gazdaságföldrajz:

a Föld energiaforrásai.

Biológia:


Megfordítható és nem megfordítható folyamatok

Létezik tökéletesen megfordítható folyamat?Folyamatok sütés-főzés közben.A hőtan második főtétele.Rend és rendezetlenség fogalma.

Az irreverzibilitás felismerése különböző folyamatokban.A hőtan második főtételének ismerete.

Tanulói kísérletek megfordítható és nem megfordítható folyamatokra.

Tanulói projektmunka: Mitől nő a rend és mitől nő a rendetlenség?

Kémia: reverzibilis és nem reverzibilis folyamatok.

Biológia: az élet, mint speciális folyamat, ahol a rend növekszik.

95

12. osztály:

A 10. osztály tananyaga két témakörre oszlik („Elektromosság” és „Környezeti fizika”), amelyek tárgyalását három, illetve négy fejezetre osztva javasoljuk. A feldolgozott tartalmakat és kompetenciafejlesztési célokat az egyes témakörök előtt adjuk meg részletesen.

3. témakör: Elektromosság (35 óra)

1. fejezet: Elektromos töltések világa2. fejezet: Elektromos áram3. fejezet: Elektromágneses indukció

4. témakör: Környezeti fizika (20 óra)1. fejezet: „Azért a víz az úr!”2. fejezet: A repülés3. fejezet: Kölcsönhatásban a környezetünkkel4. fejezet: A hangok világa

96

3. témakör: Elektromosság (35 óra)


A témakörben feldolgozott ismeretek, jelenségek lefedik az elektrosztatika, elektromos egyenáram, magnetosztatika, illetve az elektromágneses indukció területeket. Ki kell hangsúlyozni, hogy a korábban külön diszciplínaként kezelt két terület, az elektromosság és a mágnesesség között szoros kapcsolat van. A mindennapjainkban használt modern technikai eszközök (fénymásoló, LED stb.) vizsgálatából kiindulva vezetjük be az új fizikai fogalmakat, fogalmazzuk meg a törvényeket. Rengeteg elektromos készülék vesz minket körül. Működésük megismerése nemcsak intellektuális igényünket elégíti ki, hanem segíti a helyes fizikai világkép kialakulását is.

A bevezetett fizikai fogalmak, leírt természeti jelenségek, megismert törvényszerűségek, megértett alkalmazások is hozzájárulnak a természettudományos kompetencia fejlesztéséhez. A javasolt tevékenységek között kiemelt helyen van az internet, ami a digitális kompetenciák fejlődését segítik. A világhálón tanári útmutatás alapján a legkülönbözőbb problémákhoz kereshetnek a diákok leírásokat, adatokat. Az adat- és információkeresés több területet céloz meg: fizika, technika, sport, biológia stb. Munka közben a diákok kritikai képességei fejlődnek, a projektmunkák elkészítése során az anyanyelvi kompetenciájuk is erősödik.

A csoportmunkák során a diákok vitakultúrája, empátiája nőhet. A sok életközeli kérdésfelvetés a tanulókat közelebb viszi a technikai eszközökhöz. A környezettudatos, a természet épségét óvó magatartás kialakítása a cél. A feldolgozás módja segíti a diákokat 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 adatgyűjtéssel és elemzéssel kapcsolatos feladatok fejlesztik az elemző, előítélet-mentes és kritikus gondolkodásmódot, támogatják a matematikai kompetenciák fejlődését.

A hétköznapjainkban megjelenő technikai eszközök működésén túl olyan természeti jelenségeket is megismernek a diákok, amelyek várhatóan nagy érdeklődést keltenek. Ez az önálló tanulást is motiválja.

97



kompetenciák


Kapcsolatok

1. fejezet: Elektromos töltések világa

Az elektrosztatika fogalmainak megismerése a természettudomá-nyos kompetenciát erősíti, valamint segít eligazodni a technikai környezetünkben.



Látványos tanári elektrosztatikai kísérletek.

Fizika: erő, kölcsönhatás törvénye.

Kémia, atomfizika: az atom összetétele.


Vigyázz, szikrázik!

Hogyan kerülhetnek elektromos állapotba az anyagok? Milyen a jó szigetelő, illetve vezető anyag? Hogyan tudjuk „földelni” a testeket? Elektrosztatikai alapfogalmak, alapjelenségek, az elektromos töltés fogalma.

Ismerje az elektrosztatikus alapjelenségeket: dörzselektromosság, töltött testek közötti kölcsönhatást. Tudjon felsorolni jó szigetelő és jó vezető anyagokat. Ismerje az elektromos állapot kimutatásának lehetőségeit! Legyen elképzelése a dörzselektromosság atomfizikai hátteréről, a „földelés” lényegéről. Tudja, hogy a földelés fontos biztonsági intézkedés!

Tanári, illetve tanulói elektrosztatikai alapkísérletek: Dörzsöléssel hozzon elektromos állapotba testeket!Vizsgálja elektroszkóppal a töltött testeket. Adagoljon, felezzen töltést!Vizsgálja meg hétköznapi anyagaink vezetőképességét!

DVD-film megtekintése a földelés hétköznapi alkalmazásáról.

Kutatómunka: Elektromosság ismerete a középkorban.

Fizika: erő, kölcsönhatás törvénye. Kémia/atomfizika: az atom összetétele. Technika eszközök.

Hogyan működik a fénymásoló és a lézernyomtató?

Hogyan másoltak régen, hogyan másolunk ma? Hogyan jut a festékpor a fénymásoló papíron a megfelelő helyre? (Az elektrosztatikusan feltöltött tonerpor

Legyen elképzelése a fénymásoló és a nyomtató működéséről! Ismerje a ponttöltésre vonatkozó Coulomb-törvényt!

Gyűjtőmunka: fénymásolók, és nyomtatók típusai, illetve működési elvük.

Kutatómunka: mekkora az elektromos töltése az elemi

Fizika: fénytan. Kémia: festékanyagok. Technikai eszközök: fénymásoló,

98

mozgatásának bemutatása.) Ponttöltések közötti erőhatás, Coulomb-törvény.

Tudja az elektromos töltés egységét. Legyen ismerete arról, hogy 1 coulomb igen nagy töltés!

részecskéknek: neutron, proton, elektron, pozitron, antiproton.

Fizikatörténeti kutatómunka: Charles Augustin de Coulomb francia fizikus munkássága.

nyomtató.

Internet: fizikatörténeti kutatómunka. Atomfizika: elemi részecskék.

Milyen a villámok világa?

Hogyan keletkeznek a villámok? Milyen fajtái vannak? Mennyire veszélyesek? Mit tehetünk villámlás esetén? Hogyan működnek a villámhárítók? Hányféle villámhárító-típus létezik? Elektromos térerősség, feszültség.

Ismerje a villámok keletkezési körülményeit, fajtáit, veszélyeit! Ismerje villámlás esetén a helyes magatartást! Tudja az elektromos térerősség és az elektromos feszültség jelentését! Ismerje a villámhárítók működési elvét!

Fizikai kísérletek megtekintése: Van de Graaff generátorral keltett szikrák megfigyelése, elektromos megosztás jelensége. Villámokról szóló DVD-film megtekintése.

Földrajz: légköri jelenségek.

Fizika: elektromos töltés fogalma. Balesetvédelem: érintésvédelem. Technikai eszközök.

Hogyan tárolunk elektromos töltéseket?

Miért akarunk töltéseket tárolni? Milyenek a kondenzátorok a valóságban? Mik azok a szuperkondenzátorok? Kapacitás fogalma, kondenzátorok.

Ismerje a kondenzátorok szerepét az elektrotechnikában! Ismerje a kondenzátorok néhány fajtáját! Ismerje az elektromos kapacitás fogalmát egységét! Tudja, hogy 1 farad általában igen nagy érték! A kis számokkal, prefixumokkal történő műveletek elsajátításának fejlesztése.

Kutatómunka: Milyen technikai eszközeink tartalmaznak kondenzátort, milyen céllal?

Projektmunka: Alufóliából és papírból készítsünk kondenzátort! Mérjük meg a kapacitását!

Egyszerű számításos feladatok elvégzése.

Fizika: elektromos töltés, feszültség, térerősség.

Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés, számok normálalakja. Technikai eszközök.

2. fejezet: Elektromos áram Az egyenáram

fogalmainak, törvényeinek, hatásainak, valamint

Ismeretterjesztő DVD megtekintése, ami áttekinti a fejezet lényegét (Pl.: villámok,

Fizika: elektrosztatika fogalmai.

99

alkalmazásainak megismerése a természettudomá-nyos kompetenciát fejleszti.

orvosi alkalmazások.).


Biológia: orvosi diagnosztika, terápia, érintésvédelem.

Mennyi töltés mozog a villámban? Mi az elektromos áram? Mik az elektromos áram létrejöttének feltételei? Milyen hatásai vannak az elektromos áramnak?

Legyen elképzelése arról, hogy a villámokban igen sok töltés mozog nagyon rövid ideig. Ismerje az elektromos áram, illetve az áramerősség fogalmát, egységét! Ismerje az elektromos áram létrejöttének feltételeit! Ismerje az elektromos áram hő- (fény-) kémiai és mágneses hatásait!

Internetes kutatás: Mennyi töltés mozog a legnagyobb villámokban, mennyi ideig? Ez alapján számoljon elektromos áramerősséget!

Kísérletek: Galvánelem készítése réz- és cinklemez, illetve gyümölcsök felhasználásával. Az ily módon készített elemek sorba kapcsolásával működtessünk egy LED-et!

Vízbontás bemutatása.


Kémia: galvánelemek, ionok, elektrolízis. Atomfizika: LED. Matematika: egyenletrendezés.

Az elektromos áram élettani hatása

Mennyire vezeti az áramot az emberi test? Idegi áramvezetés. Orvosi alkalmazás: EKG, EEG. Kimérhetők-e az akupunktúrás pontok ellenállásmérővel? Hogyan működik a hazugságvizsgáló?

Legyen elképzelése az elektromos áram élettani szerepéről! Ismerjen orvosi diagnosztikai, és terápiás alkalmazásokat! Ismerje Ohm törvényét vezető szakaszra! Ismerje az elektromos ellenállás fogalmát és egységét! Tudja, hogy az emberi testnek van ellenállása, s hogy az nem állandó érték!

DVD-filmek megtekintése EKG-ről, EEG-ről, akupunktúrás pontokról és hazugságvizsgálóról.

Tanári kísérlet: az elektromos áram élettani hatásának modellezése: kapcsoljunk 230 V-ot egy virslire vagy egy uborkára! Figyeljük meg, mi történik?

Projektmunka: Kijátszható-e a hazugságvizsgáló? Bizonyító erejű az ilyen vizsgálat?

Biológia: orvosi diagnosztika, terápia, érintésvédelem. Fizika: az elektromos ellenállás anyagi minőségtől is függ. Igazság-szolgáltatás.

100

Zseblámpaizzó áram-feszültség karakterisztikájának felvétele (tanulókísérlet)

Hogyan függ a volfrámszál elektromos ellenállása a hőmérséklettől? Mi a magyarázata az ellenállás hőmérséklet-függésének? Miért érdekes a szénszál hőmérsékletfüggése?

Ismerje az ellenállás hőmérsékletfüggését! Tudja értelmezni az I-U karakterisztikát! Ismerje a hőmérsékletfüggés rácsrezgéseken alapuló magyarázatát!

Tanulókísérlet: áram-feszültség karakterisztika felvétele (kísérleti összeállítás, az adatok gyűjtése, rendszerezése, ábrázolása).

Kutatómunka: Mi lehet az oka annak, hogy a hagyományos volfrámszálas izzó legtöbbször bekapcsoláskor megy tönkre?

Animációs film megtekintése a rácsrezgés hőmérsékletfüggéséről.


Fizika: az áramerősség, feszültség, ellenállás fogalmak mélyítése. Matematika: elemi műveletek elvégzése, grafikon készítése.


Lakások, házak elektromos hálózata

Hogyan alakítják ki az elektromos hálózatokat a lakásokban, épületekben? Mit lehet leolvasni egy lakás elektromos kapcsolási rajzáról? Soros és párhuzamos kapcsolások. Miért veszélyes az áram? (Például hogyan kell kisgyerekek elöl elzárni a konnektorokat?) Hogyan működik a biztosíték? Mit kell csinálni, ha lecsap? Olvadó és automata biztosítékok. Hány vezeték van a

Tudja értelmezni az egyszerűbb kapcsolási rajzokat. Ismerje a soros és a párhuzamos kapcsolások legfontosabb jellemzőit. Legyen tisztában az elektromosság veszélyeivel. Tudja, hogyan kell kezelni a biztosítékokat a lakásokban.

Projektmunka: elektromos hálózat tervezése vagy a tanulók saját lakásának feltérképezése. Egyszerűbb számítási feladatok elvégzése. Kiselőadás az elektromos áram veszélyeiről, a veszélyek elkerülésének lehetőségeiről.

Matematika: egyenletrendezés, műveletek törtekkel. Technikai eszközök.

101

falban? Miért fontos a földelés? A villamos energia felhasználása a háztartásokban

Különböző teljesítményű fogyasztók összehasonlítása. Az elektromos munkavégzés és a Joule-hő fogalma, az elektromos teljesítmény kiszámítása. Az energiatakarékosság kérdései. Mennyibe kerül, ha valamit bekapcsolva hagyunk?A villanyszámla elemzése.Mit jelent az, hogy vezérelt áram, és ez miért olcsóbb?

Ismerje az elektromos munka, a Joule-hő, valamint az elektromos teljesítmény fogalmát. Legyen tisztában az energiatakarékosság kérdéseivel, tudja értelmezni a villanyszámlát.

Csoportmunka: villanyszámlák elemzése, fogyasztók teljesítményének összehasonlítása. Egyszerűbb számítási feladatok elvégzése.

Matematika: elemi műveletek elvégzése.

Közgazdaságtan: takarékosság, energiagazdálkodás.

LED

Hagyományos izzólámpa és azonos fényerejű, fehér LED-eket tartalmazó lámpa elektromos teljesítményének mérése és összehasonlítása. Gazdaságossági számítások végzése. Hogyan világítottunk régen, és hogyan világítunk ma?A mai 100 égős karácsonyfa izzólánc nem alszik ki, ha az egyik égő kiég, pedig az égők most is sorosan vannak kapcsolva. Mi a trükk?

Ismerje a ma használatos világító eszközöket, működésük alapelveit. Életviteli, takarékossági kompetenciák fejlesztése azáltal, hogy legyen képes a világítási eszközök gazdaságosságának összehasonlítására.

Projektmunka: új típusú világító eszközök megismerése, megismertetése például poszter készítésével. Egyszerűbb számítási feladatok elvégzése. Technikatörténeti kutatómunka:Hogyan világítottak régen, hogyan fejlődtek a világítási eszközök?

Matematika: elemi műveletek elvégzése.

Közgazdaságtan: takarékosság, energiagazdálkodás.


Elemek, akkumulátorok

Újratölthető akkumulátorok fizikus

Ismerje az újratölthető

Egyszerűbb számítási feladatok elvégzése. Kémia:

elektrokémia.

102

szemmel. Elektrokémiai alapfogalmak. Mit jelent a gépkocsik akkumulátorain az Ah (amperóra), illetve a mobiltelefonok akkumulátorain, tölthető ceruzaelemeken a mAh (milliamperóra) mértékegység?Mennyi energia van egy akkumulátorban?Mennyibe kerül az akkumulátor feltöltése?Hány feltöltés után lesz gazdaságosabb a tölthető ceruzaelem az eldobhatónál?

akkumulátorok alapvető fizikai tulajdonságait, paramétereit. Tudjon egyszerű számításokat végezni az akkumulátorokban tárolt energiával, töltéssel kapcsolatban. Életviteli, takarékossági kompetenciák fejlesztése azáltal, hogy legyen képes az eldobható elemek és az újratölthető akkumulátorok gazdaságosságának összehasonlítására.

Csoportmunka: mérések elvégzése, amivel meghatározható az akkumulátorok feltöltésének költsége, illetve a feltöltés hatásfoka.

Matematika: elemi műveletek elvégzése. Közgazdaságtan: takarékosság.

Szabályozásra alkalmas áramkörök

Érzékelők: termisztor, fotóellenállás.Az automatikus ajtónyitás végző áramkör.Logikai áramkörök.Tűzjelző.Dióda, egyenirányítás.

Indokolja, hogy miért változik a termisztor és a fotóellenállás vezetőképessége hő és fény hatására, legyen tapasztalata a változás mértékéről. Rajzoljon egyszerű szabályozó áramköröket.Mutasson be egy egyszerű diódás egyenirányítást, magyarázza meg az áramkör működését!

Projektmunka: Építsenek szabályozó áramköröket és próbálják ki a működésüket! Vitassák meg, hogy jó volna-e az emberi viselkedést az agyba épített mikroelektronikai eszközökkel szabályozni.

Hő- és fényérzékelő, valamint a logikai és kapcsolatot megvalósító áramkör segítségével tervezzen tűzjelzőt!


3. fejezet: Elektromágneses indukció

Nagyon fontos tudatosítani a diákokban, hogy technikai civilizációnk alapját, az elektromos energiát az elektromágneses indukció segítségével állítjuk elő, ami nélkül ma már elképzelhetetlen

DVD-film megtekintése arról, hogy az élet szinte minden területén elektromos energiára van szükségünk, amit elektromágneses indukcióval állítunk elő.


Fizika: energetika, elektrosztatika, egyenáramok.

103

lenne élni.Mágnesek.Mágneses alapjelenségek

A mágneses mező fogalma. Hogyan mérhető a mágneses tér nagysága?

Ismerje az alapvető mágneses jelenségeket.

Tudjon arról, milyen módon mérhető a mágneses indukcióvektor.

Tanulókísérletek, önálló megfigyelések végzése.

Egyszerű számítási feladatok elvégzése.

Fizika: vonzó- és taszítóerő, forgatónyomaték.

A Föld mágneses tere, az iránytű használata

Milyen a Föld mágneses tere a felszín közelében, illetve nagy magasságokba távolodva a földfelszíntől?Hogyan működik az iránytű?Miért jelentenek veszélyt a földi elektronikus eszközökre a Nap mágneses viharai?Mi okozza a sarki fényt?

Ismerje a Föld mágneses terének szerkezetét, az iránytű működését.Tudjon arról, hogy a Föld mágneses terének milyen fizikai hatásai vannak a földi életre.

Projektmunka: a Föld mágneses terének bemutatása.

Tanulókísérletek iránytűvel.

DVD-filmek a Nap mágneses viharairól és a sarki fényről.

Földrajz: a Föld mágneses tere.

Az elektromos energia előállítása

Dinamó, generátor. Elektromos hálózatok felépítése.

A dinamó és a generátor működési alapelvének ismerete.

Látogatás az Elektrotechnikai Múzeumban.

DVD-film: Vízierőmű működése.

Gazdaságföldrajz: elektromos energiát termelő erőművek.

A transzformátorok működése

Miért transzformálják fel nagy értékre a távvezetékek feszültségét? Hol milyen feszültséget használnak (pl.: villanyvonatok)?

Ismerje a nagy elektromos hálózatok felépítésének alapelveit.

Projektmunka: Villanymotorral működő járművek főbb paramétereinek összegyűjtése.


104

4. témakör: Környezeti fizika (20 óra)


A témakörben feldolgozott ismeretek, megalapozott fogalmak mindegyike közvetlen környezetünkhöz kapcsolódik. Ezek az ismeretek gyakorlatilag a fizika határterületeit érintik, s rendkívül alkalmasak integrált szemléletű oktatási programok, projektek, önálló munkák, témanapok kialakítására. A vetélkedők, de az önálló adatgyűjtésen alapuló prezentációk is jellemző velejárói lehetnek a közös munkának. A témakör társadalmi vonatkozásai izgalmas vitákra, „disputa” szervezésére sarkalnak. A témakör tudománytörténeti aspektusai sok, egyébként a fizika iránt kevésbé érdeklődő tanulót is motiválhatnak. A feldolgozott tartalmak nagymértékben kötődnek mindennapjainkhoz, így azokhoz a társadalmi döntéshelyzetekhez, melyekkel tanulóink felnőtt korukban találkozni fognak. A kompetenciafejlesztés szempontjából kiemelt iránynak tekintendő a társadalmi kompetenciák fejlesztése, a sokszínű s egymással ellentétes információk elemzése, felelős, tudatos döntésekre való képesség. Mindezeket többek között a természettudományos kompetenciák fejlesztése alapozza meg.

Az anyag feldolgozása a víz rendhagyó fizikai tulajdonságaival indul, majd eljutunk a meteorológiához. A szelek kapcsán a repüléssel kapcsolatos ismereteket fejlesztjük. Tárgyaljuk a globális felmelegedés kérdését, megmérjük ökológiai lábnyomunkat, végül pedig a hang, a zene, a zaj, illetve a zajszennyezés fizikai megközelítésével foglalkozunk.

106



kompetenciák


Kapcsolatok

1. fejezet: „Azért a víz az úr!”

A vízzel kapcsolatos konkrét ismeretek az anyag általános tulajdonságainak megértését segítik, a természettudományos kompetenciát fejlesztik.

A témakör kapcsán számos kísérlet, mérési gyakorlat, önálló megfigyelés elvégezhető, de jó lehetőség van historikus adatbázisok tanulmányozására, elemzésére is.

Földrajz: a víz körforgására vonatkozó fejezetei.

Miért különleges a víz?

A víz sajátos tulajdonságai (rendhagyó hőtágulás, magas fagyáshő, forráshő, fajhő). A víz sajátságai és a halmazállapot-változások. A halmazállapot-változások jellemzése: olvadás, fagyás, lecsapódás, párolgás, forrás.Fagyáshő (olvadáshő), forráshő (lecsapódási hő).A fagyáshő és forráshő fogalma.

Ismerje a sűrűség fogalmát, a víz sűrűségének rendhagyó hőmérsékletfüggését. Tudja értelmezni a testek sűrűségének vízhez viszonyított mértékét a vízen való úszás vagy a vízben való elmerülés segítségével.Legyen tisztában a víz halmazállapotaival, s azzal, hogy majdnem minden anyag esetében jellemző ez a három halmazállapot. Ismerje a forrás jelenségét, tudja, hogy a forráspont nyomásfüggő (pl.: kukta), tudja megkülönböztetni a párolgás és forrás fogalmát.Tudja, hogy a gázok cseppfolyósíthatók. Ismerje a halmazállapot-változások energetikai viszonyait, s az ezt leíró jellemzőket. Tudjon egyszerű

A halmazállapot-változások kísérleti vizsgálata:a fagyáspont és forráspont mérése, a fagyáshő mérése; forralás hideg vízzel légritka környezetben (gumidugóval lezárt lombik); hideg víz forralása légszivattyú alatt;fém italdoboz berobbantása hirtelen lehűtéssel;„mesterséges harmat” létrehozása, pl.: hideg lapra lehelünk.

Kémia: a víz rendhagyó viselkedésének magyarázata, a halmazállapotok, az olvadás és az oldódás különbsége, gázok cseppfolyósíthatóságának feltételei, korlátjai.

Biológia: a víz rendhagyó viselkedésének szerepe a földi életben.

107

feladatokat megoldani a halmazállapot változásokra, s különböző hőmérsékletű és mennyiségű anyagok közötti hőcserére.

A meteorok tudománya a meteorológia? Csapadékformák: eső, hó, jégeső, ónos eső, harmat, zúzmara, dér.A páratartalom fogalma, a telített gőz. A víz körforgása. A befagyó tavak.A jéghegyek.

Legyen tisztában a csapadékok legfontosabb típusaival, ismerje azok kialakulásának mikéntjét. Ismerje a harmatképződés mechanizmusát, hogy mely napszakban keletkezik, s hogyan függ össze a hőmérséklet változásával. Legyen tisztában a jég rendhagyó viselkedésének következményeivel, a felülről befagyó tó, s az úszó jéghegyek kapcsán. Ismerje a víz körforgását jelentő ciklus fizikai sajátságait. Tudja, hogy az időjárás nehezen jósolható pontosan, soktényezős folyamat.

Projekt-, önálló munka:Tudománytörténeti kutatás: a meteorok és a meteorológia kapcsolata.Időjárási megfigyelések otthon:nyomás- és hőmérsékletmérések, adatok ábrázolása, értelmezése.

Csapadékmérés, csapadék mennyiségének számítása.

Extrém csapadékos és száraz környezet, időszak keresése.

Időjárási táblázatok használata (Esett-e az eső Pesten, 1848. március 15-én?)

Az időjárási események statisztikus vizsgálata (60 % az esélye, hogy holnap ugyanolyan lesz az idő, mint ma).

Időjárás-előrejelzés időjárási térképek segítségével.A hó víztartalmának mérése (10 cm hó mennyi esőnek felel meg).

Földrajz: a csapadékformák és felszínformáló hatásuk, a víz körforgása, a tengerek és óceánok földrajza, a földrajzi övezetek és az élővilág kapcsolata, a szárazsághoz alkalmazkodás „trükkjei” az élővilágban, a jéghegyek világa.

2. fejezet: A repülés A légáramlással Egyszerű, könnyen Biológia:

108

kapcsolatos egyszerű alapkísérletekből levont következtetések számos jelenség értelmezését teszik lehetővé. A természettudományos kompetenciák elmélyítésén túl (tapasztalat – szabály – modell – értelmezés) az egyszerű kísérletek a kézügyességet, kreativitást kiemelten fejlesztik.

elvégezhető kísérletek tervezése, végrehajtása, konstrukciók, modellek alkotása, internetes adatgyűjtés.

reptető szerkezetek, repülő élőlények.

Mikor tanult meg az ember repülni?

A szelek kialakulása, a szelek „motorja”. Az áramló levegő nyomásviszonyai. A repülés elve. A légellenállás magyarázata. Viharok, szupercellák, tornádó, ciklon, anticiklon, frontok. A szélenergia felhasználása.

Ismerje a nyomás fogalmát általában. Legyen tisztában légnyomás fogalmával, annak mérésével, az áramló levegő nyomásviszonyival. Ismerje a repülőgépek szárnyának sajátosságait (a szárnyra ható emelőerőt), a légcsavar kialakításának sajátságait, egyes állatok és növényi termések repülési tulajdonságait, a szélcsatorna használatát, a légellenállás tulajdonságait, az ejtőernyő működését.Legyen tisztában a különböző időjárási elemekkel, a viharok típusaival, pusztító hatásuk mechanizmusával, jellegzetes elterjedésükkel.Ismerje a szélben rejlő energia

Kísérletek az áramló levegőre:papírlapok, pingponglabdák közé fújt levegő, pingpong labda kifújása tölcsérből, hajszárító légáramában táncoló léggömb, tornádómodell készítése.

Önálló munka vagy projekt: a repülés története;Guerickének, Magdeburg polgármesterének kísérletei a légnyomás igazolására;a „horror vacuui” elvének eredete és meghaladása;repülési technikák az élővilágban.

Verseny: a lassú esés elérése (azonos magasságból ejtett, azonos méretű papírlapból készített repülő szerkezetek versenye).

Biológia: a repülés trükkje a madaraknál, repülő emlősök, a közegellenállás kihasználása, a növények reptetett „részei”.

Technika: szélcsatornában végzett kísérletek. Földrajz: az időjárás és a légnyomás kapcsolata,a szélviharok típusai, jellemzői, elterjedésük.

109

felhasználásának módját, lehetőségeit, elterjedését, a szélenergia, mint megújuló energia jelentőségét.

Ejtőernyő készítése.

Légköri frontok tanulmányozása az interneten található időjárási térképek segítségével.A szélerőművek elterjedése Magyarországon – internetes adatgyűjtés.A Torricelli-kísérlet elvégzése, értelmezése (a kísérlet elvégzése vízzel, nagy magasságú épületben).

3. fejezet: Kölcsönhatásban a környezetünkkel

A fejezet kiemelt feladata a társadalmi kompetenciák fejlesztése. A témakör számos olyan kérdést vet fel, melyre nem lehet kizárólagos választ adni, az érvek és ellenérvek keresése, a kompromisszumra való hajlandóság, szociális érzék együttesen vezethet az optimális megoldások megtalálására.

Együttműködés – vita (információk elemzése, disputa).

Gazdaságföldrajz: a népesség és gazdasági fejlettség összefüggései, a népsűrűség és a Föld eltartó képességének viszonya.

Történelem, állampolgári ismeretek: történelmi konfliktusok gazdasági összefüggései.

Mekkora az ökológiai lábnyomunk?

Az ökológiai lábnyomot meghatározó tényezők: táplálkozás, lakás, közlekedés, szemetelés, egyéb tényezők.

Ismerje az ökológiai lábnyom fogalmát. Legyen képes megfelelő segédletek felhasználásával megbecsülni saját ökológiai lábnyomát. Legyen tisztában azzal, hogy a Föld eltartó képessége mekkora.Tudja, hogy

A saját ökológiai lábnyom meghatározása internetes tesztek segítségével, megfelelő honlapok keresése.

Csoportmunka:más országok népeinek vizsgálata az ökológiai

Biológia: az ökológia fogalma.

Gazdaságföldrajz: környezetvédelem.

110

csökkenthető az ökológiai lábnyom, legyenek konkrét tervei arra, hogy saját ökológiai lábnyomát csökkentse (szociális kompetencia fejlesztése, környezettudatos fogyasztói szemlélet).

lábnyomuk alapján, összehasonlítás, tabló készítése.

Vita arról, hogyan segíthetünk másokon, milyen racionális cselekvéssel védhetjük környezetünket.

Beszélgetés arról, hogyan válik a környezetvédelem üzletté és politikává.

Mi okozza a globális felmelegedést? A hősugárzás (elektromágneses hullám) kölcsönhatása egy kiterjedt testtel. Az üvegházhatás jelensége, magyarázata. Az üvegházgázok fogalma. Az emberi tevékenység szerepe az üvegházhatás erősítésében. Üvegházhatás a természetben.

Legyen tisztában az elnyelés, a visszaverődés fogalmával.Tudja, hogy minden test sugároz.Értse, hogy a különböző típusú elektromágneses hullámok mely tulajdonságaikban térnek el egymástól. Legyen tisztában az anyagok frekvencia-függő áteresztő képességével. Ismerjen példákat az üvegházhatásra.Legyen kialakult véleménye a globális felmelegedés mibenlétéről, s arról, hogy a jelenséget mennyiben okozhatja emberi tevékenység. Ismerje azokat az intézkedéseket, amelyek a kormányok a globális felmelegedés hatásainak enyhítésére hoztak. Ismerje a széndioxid-kvóta fogalmát és az azzal kapcsolatos politikai alkuk

Újsághírek elemzése:Milyen tényezők határozzák meg az egyes országok mozgásterét a globális felmelegedés kapcsán.

Vita (disputa):Mi jelent nagyobb veszélyt, a fosszilis vagy a nukleáris energia felhasználása.

Kísérlet:Kísérletek a sugárzás vizsgálatára (a sötét felületek jobban felmelegszenek, pl.: feketére festett szabadtéri zuhanytartály).

Fizika: a hő terjedésével kapcsolatos ismeretek, a maghasadás jelensége.

Gazdaságföldrajz: a megújuló és nem megújuló energia fogalma.

111

mibenlétét.

4. fejezet: A hangok világa A hangok kapcsán

megismert törvényszerűségek a zenei élmény fizikai hátterét értelmezik, és kapcsolatot teremtenek a természet leírásában megjelenő egyszerűség és a természet megtapasztalásában (az érzékelésben) fellelhető szépség, esztétikum között.

A központi tevékenység a hangszerek, hangzó eszközök konstruálása, ismerkedés a hangokkal, a hangok rendszerében rejlő zenei élménnyel.

Ének-zene: a muzikalitás megjelenésének minden formája.

Hogyan hallunk?

A hang fogalma, jellemzői.Az emberi fül felépítése.Az ultrahang és az infrahang fogalma.

Ismerje a hanghullám sajátságait, fizikai jellemzőit, a közeg szerepét.Ismerje az emberi fül legfontosabb részeit, azok működésének fizikai mechanizmusát. Legyen tisztában az emberi fül hallástartományával, azzal, hogy nem minden hang érzékelhető a fül számára.Ismerje az ultrahang (infrahang) felhasználásának lehetőségeit (pl.: az orvosi alkalmazásokat, az ultrahangos felvétel készítésének elvét).

Kísérlet:Zsinórtelefon készítése műanyag pohár és madzag segítségével.

Önálló munka: hogyan tájékozódnak a denevérek?

Biológia: a fül felépítése.

A zene fizikája Az állóhullámok fogalma. Hogyan ad hangot egy húros hangszer? Hogyan befolyásolhatjuk a hangszer hangját? A hangerősség fogalma.

Legyen tisztában a húros hangszerek működési mechanizmusával, a hangmagasság és a frekvencia kapcsolatával, a legfontosabb frekvenciaarányokat leíró kifejezésekkel.

Tudománytörténet:Pitagorasz viszonya a zenéhez, a monochord.

Hangszer készítése, azon valamilyen dallam eljátszása (pl.: poharak hangolása, megfelelő

Ének-zene: hangszerek, hangsorok, hangzás.

112

Mi a szerepe a hangolásnak? A felharmonikusok fogalma. A hangszínt meghatározó tényezők. Hangközök és hangsorok.A hangátviteli eszközök legfontosabb jellemzői.

Tudja, hogy mitől kellemes egy zenei hangzás, s milyen okokra vezethető vissza, ha szokatlan vagy kellemetlen. Ismerje a felharmonikusok szerepét a hang színének, teltségének kialakulásában.Az elméletben elsajátítottakat egy konkrét hangszer segítségével a gyakorlatban is tudja bemutatni.

üvegdarabok, egyhúrú hangszer stb).Hangok számítógépes elemzése, frekvenciaanalízis a hangszín, hangmagasság értelmezésére.

Projekttéma, önálló munka:A hangszerek története.A hangsorok története. Mikor mondjuk azt, hogy egy hang hamis? Mi az abszolút hallás? Mi a hifi minőség, milyen eszközök rendelkeznek ezzel?

Csak szemeteléssel lehet szennyezi a környezetet?

A zaj fogalma.Mit jelent a zaj- és fényszennyezés?Milyen gondot okoznak ezek a jelenségek?A zajterhelés mérése,a decibel fogalma.

Ismerje a zajszennyezés és a fényszennyezés fogalmát.Legyen tisztában a fokozott hangerő egészségkárosító hatásával, a hatást csökkentő biztonsági intézkedésekkel.

Fényszennyezésmé-rés a csillagok észlelhetőségének vizsgálatával.Zajszennyezés mérése.

Internetes keresés: az egészségügyi határértékek meghatározása.Olyan eljárások keresése, amelyek a fokozott zajterhelésben dolgozókat védik.

Biológia, orvostudomány: környezetvédelem.

113

11. osztály:

A 11. osztály tananyaga két témakörre oszlik („Kommunikáció, információ, sugárzás” és „Csillagászat”), amelyek tárgyalását öt, illetve négy fejezetre osztva javasoljuk. A feldolgozott tartalmakat és kompetenciafejlesztési célokat az egyes témakörök előtt adjuk meg részletesen.

5. témakör: Kommunikáció, információ, sugárzás (35 óra)

1. fejezet: A fény2. fejezet: Hogyan látunk?3. fejezet: Kommunikáció4. fejezet: Különleges képek5. fejezet: Radioaktivitás

6. témakör: Csillagászat (20 óra)

1. fejezet: A Naprendszer2. fejezet: A csillagok világa3. fejezet: A kozmosz megismerése4. fejezet: Az Univerzum szerkezete

114

5. t émakör : Kommunikáció, információ, sugárzás (35 óra)


A témakörben feldolgozott ismeretek, megalapozott fogalmak lefedik az elektromágneses hullámok, hullámoptika, geometriai optika, valamint az atommodellek, az atommag szerkezete, a radioaktivitás, az elektron kettős természete területeket. A bevezetett fizikai fogalmak, leírt természeti jelenségek, megismert törvényszerűségek hozzájárulnak a természettudományos kompetencia fejlesztéséhez. A feldolgozás logikája a mindennapokban előforduló alkalmazások köré csoportosítja az ismereteket, segítve ezzel a tudomány hétköznapokban játszott alapvető szerepének megértését.

A javasolt tevékenységek között található vitatkozásra serkentő feladatok egyrészt a természettudományos kompetencia kíváncsiságot, kritikai hozzáállást megfogalmazó attitűdjét erősítik, másrészt fejlesztik az anyanyelvi kompetenciát. A feldolgozott anyagban az információs társadalom technológiái – fizikai megalapozásuk okán – kiemelt szerepet kapnak, támogatva ezzel a digitális kompetenciák fejlődését. A színekkel kapcsolatos ismeretek segítik az esztétikai, művészeti kifejező képesség fejlődését. Az összetett informatikai rendszerek megjelenése az anyagban megmutatja, hogy a fizikai gondolkodásmód sikerrel használható a bonyolult rendszerek – akár gazdasági folyamatok – leírására, a fizika oldaláról erősítve ezzel a vállalkozói kompetenciát.

A fizikatörténeti részek lehetővé teszik, hogy a tanuló az emberiség kultúrtörténetének részeként is lássa a fizikai felismeréseket és a technológiai fejlődést, ismerje a felfedezések történelmi hatásait, helyesen értelmezze megjelenésüket az irodalmi művekben.

A tananyagban található számolási feladatok, valamint adatgyűjtéssel és elemzéssel kapcsolatos feladatok fejlesztik az elemző, előítélet-mentes és kritikus gondolkodásmódot, támogatják a matematikai kompetenciák fejlődését. A sok technikai eszköz működésével kapcsolatos ismeretek megfelelő módszertani hozzáállással az önálló tanulás fejlesztésére nyújtanak jó lehetőséget, hiszen a vizsgált eszközök mindennapi környezetünk részeiként könnyen, önállóan tanulmányozhatóak, használhatóak. A sok praktikus kérdésfelvetés a tanulókat a gazdasági élet tudatosabb szereplőivé teszi, a megfelelő ismeretek átadásával segítve őket abban, hogy a technikai eszközöket és modern technológiákat a környezet lehetőségeivel összhangban használhassák.

115


Követelmények, fejlesztendő kompetenciák


Kapcsolatok

1. fejezet: A fény

A tanulónak legyen elképzelése arról, hogy mi a fény.A természettudományos világkép fejlesztését szolgálja annak megismerése, hogy az elektromágneses hullámok különböző fajtáinak mennyire eltérő tulajdonságai vannak.

A fényről készült ismeretterjesztő DVD megtekintése. Legyen benne szó a fény egyenes vonalú terjedéséről, a fény hullámtermészetéről és részecske-jellegéről.


Fizika: Energia, napenergia, napelemek, fényelektromos hatás.

Történelem, kultúra: a Nap szerepe az emberiség kultúrtörténetében.

Miért nem tudjuk megfogni a fényt?

Az elektromágneses hullám fogalma.A hullámhossz, a frekvencia és a terjedési sebesség.A fénysebessége légüres térben.

Ismerje az elektromágneses hullám fogalmát (elektromágneses zavar, ami energiát szállít). Tudja, hogy a fény is elektromágneses hullám. Tudja felsorolni az elektromágneses hullám jellemzőit és tudja, hogy mi a különbség a kis és nagy frekvencia, a kis és nagy hullámhossz között. Végezzen egyszerű számításokat a fenti mennyiségek meghatározására. Ismerje a vákuumbeli fénysebességet mint az energia, az információ terjedésének maximális sebességét.

Tanulmányozza az elektromágneses hullámokat animációk segítségével, amelyek az elektromos és mágneses térerősség vektorok rezgését, valamint az energiaterjedés irányát ábrázolják. Interaktív animációt használva lássa, milyen módon változik kölcsönösen a hullámhossz és a frekvencia különböző beállításokkor.

Fizika: mező fogalom (elektromos, mágneses, gravitációs).

Az elektromágneses hullámok

116

Az elektromágneses spektrum: rádióhullámok, mikrohullámok, infravörös hullámok, a látható fény, az ultraibolya hullámok, röntgen- és gammasugárzás, a kozmikus sugárzás. A sugárzás energiája. Az elektromágneses hullámok kölcsönhatása az anyaggal: elnyelődés, visszaverődés, az energiaközlés mechanizmusa.

Nevezze meg az elektromágneses spektrum részeit, emlékezzen a jellemző hullámhosszokra és a fontos alkalmazásokra. (pl.: röntgen tartomány, 0.001nm, röntgengép) A hullám szinonimájaként ismerje és használja a sugárzás szót is. Tudja, hogy a kisebb hullámhossz arányosan nagyobb energiát jelent. Az anyagok felépítésére vonatkozó ismeretei alapján adjon elvi magyarázatot arra, hogy a sugárzás hogyan közöl energiát az anyaggal.

Igazolja kísérlettel, hogy az elektromágneses hullámok energiát szállítanak. Olvasszon viaszt vagy vajat különféle elektromágneses hullámokkal.

Csoportmunkában nézzenek utána és prezentálják válaszukat, hogy lehet-e napvitorlást készíteni? (a napvitorlás olyan űrhajó, amelyet a Nap fénye hajt)

Fizika, kémia: a „nano” prefixum jelentése.

Fizika: hősugárzás. Biológia: az energiaátadás szerepe a gyógyászati alkalmazásoknál.

Környezeti fizika: üvegházhatás.

2. fejezet: Hogyan látunk? A látás, mint az

információszerzés legfőbb forrásának megismerése tovább fejleszti a természettudományos kompetenciákat, továbbá segíti az egészséges életvitel kialakítását.

Ismeretterjesztő DVD megtekintése a látásról. (Nagyon hasznos például a „Super Sense” sorozat az állatok különleges érzékszerveiről.) Beszélgetés a témáról, előre megadott szempontok alapján.

Fizika: az általános iskolai fénytani ismeretek.

Irodalom: „Hát miért kék az ég,Miért zöld a liget - elég, hogy úgy van.” (Madách: Az ember tragédiája; a tudomány társadalmi szerepe és hasznossága)

Képek és érzékcsalódások

Képalkotás. A szem vázlatos felépítése. A látás mechanizmusa.Optikai illúziók:-párhuzamos vagy nem?-melyik a nagyobb?-pohár vagy farkas? -a szem tehetetlensége,

Tudja, hogy az éles látáshoz a tárgy egy pontjából kiinduló fénynek a retinán is egy pontban kell találkoznia. Ismertesse a látás lényegi folyamatát (hogyan alakul át és szállítódik a képi információ, pálcikák és csapok).

Készítsen camera obscurát!

Készítsen egy jegyzettömb pergetett lapjain megelevenedő mozgó labdát mutató rajzfilmet.

Optikai pad segítségével kísérletileg vizsgálja a

Csillagászat: az ún. „félrenézés” trükkjének háttere.

117

-tudatos és tudatalatti látás.

Értse, hogy a film hogyan kelti a mozgás illúzióját.

képalkotást.

Szemünk egészsége

Gyakori látáshibák.Szemüveg vagy kontaktlencse? A domború és homorú lencsék tulajdonságai.A fénytörés és visszaverődés törvényei.Nevezetes sugármenetek.Milyen eszközök, környezeti hatások károsítják a látást?

Ismertesse a rövid és távollátás lényegét és a korrekció lehetőségét. Tudja, mit jelent a dioptria és a fókusztávolság, értse, hogy a megfelelő lencse alkalmazása hogyan javítja a látást. Hasonlítsa össze a hagyományos szemüveget és a kontaktlencsét. Ismertesse a fény törésének és visszaverődésének szabályait.

Gyújtson meg papírt vagy más anyagot domború lencsével!

Nézzen utána, hogy Archimédesz hogyan gyújtotta fel a legenda szerint a görögökre támadó hajókat.

Vizsgálja meg egyszerű kísérlettel a nevezetes sugármeneteket!

Biológia: a szem működése.

Történelem: Archimédesz és a görög történelem.

Galilei és Newton

Mit látott Galilei, amikor távcsövét az ég felé fordította?Mire következtetett, miért kellett visszavonnia tanait?Hogyan képzelte el Newton a fényt és mire alapozta elképzeléseit?Vallás és tudomány.

Tudja, hogy milyen történelmi korban, milyen közegben tette meg Galilei híres távcsöves felfedezéseit.Magyarázza meg, miért okoztak a megfigyelések társadalmi konfliktust.Ismerje hogyan egyeztette össze Newton fizikai ismereteit a kor vallásos világképével.

Beszélgessenek arról, hogy Giordano Bruno vagy Galilei járt el helyesen.

Forráselemzés: Newton könyve az Optikáról, Galileiről szóló könyv.

Történelem: Galilei és Bruno pere.

Színek

A fény felbontása, a tiszta spektrumszínek: vörös, narancs, sárga, zöld, kék, ibolya. Színes világ: vörös, zöld és kék alapszínek, kevert színek.Színtévesztés és

Tudja, hogy a fehér fény milyen színek keveréke, tudja ezek sorrendjét a spektrumban, a hullámhosszakkal való kapcsolatot.Tudja, hogy a csapokban lévő vörös, zöld és kék fényre érzékeny pigmentek

Projektmunka: Vizsgálja meg orvosi ábrák segítségével, hogy ő vagy a családtagjai színvakok vagy színtévesztők-e!

Biológia: a szem működése.

118

színvakság. A színes monitorok, kijelzők működése.

révén látjuk a színeket. Tegyen különbséget a színtévesztés és a színvakság között. Magyarázza el, hogyan állít elő színes képet egy LCD-kijelző és egy fénykép-nyomtató. Ismerje az LCD kijelzők jellemző adatait és azok jelentését.

Mutasd a fényed, és megmondom, ki vagy!

Vonalas és folytonos kibocsátási színképek jellemzése, létrejöttük magyarázata. Elnyelési színképek. Mire használhatóak a színképek? -elemi összetétel meghatározása,-a hélium felfedezése, -távoli csillagok fényének vizsgálata.

Ismerje a különféle színképek jellegzetességeit, tudja elkülöníteni azokat.Tudja, hogy a gázok színképe vonalas és adjon erre az atomi elektronállapotok energiájának ismeretén alapuló elvi magyarázatot.Ismerje a színképelemzés módszerét.Ismertesse a hélium felfedezésének történetét vagy a vörös eltolódás felfedezését.

Tanulói kísérletben egyszerű kézi spektroszkóppal vizsgálja meg a neoncső fényének vonalas spektrumát és azonosítson néhány vonalat!

Vizsgáljon az internetről letöltött színképeket.

Munkában a tudomány: Járja végig azt az utat, ahogyan Hubble és Humason a távoli galaxisok színképének a vörös felé való eltolódását kimutatta és arányba állította a galaxisok Földtől való távolságával.

Csillagászat: a táguló világegyetem. Fizika: atomfizikai ismeretek, modern fizikai ismeretek az atomról.

Térlátás

A hullámok koherenciája. Lézerfény létrehozása. Interferencia.Hologramok.Illúzió három dimenzióban.

Ismerje a koherencia fogalmát, és mondja el, hogy miért jön létre interferenciamintázat koherens hullámok találkozásakor.Ismerje, hogy a térlátás alapja a két szem által kissé eltérő szögben látott képek összevetése, amelyet

Lássanak a tanulók valamilyen 3D-s képet, mozit (például legyen ez az osztálykirándulás része).

Vizsgáljanak egyszerű lézerforrás fénye és hétköznapi tárgyak (szövetdarab,

Csillagászat: Miért jobb a binokulár térlátása?

Rajz és művészettörténet:digitális művészetek.

119

az agy megfelelő központja végez el.Ismerje a holografikus kép felvételének és előállításának módját, illetve a 3D mozi/tévé megvalósításának néhány kísérletét (színszűrővel).

géz, vérkenet) által létrehozott interferencia képet.

Különleges fegyverek: Nézzen utána, hogy lehetséges-e lézerágyúval rakétákat, műholdakat, repülőgépeket lelőni, ahogyan ezt tudományos-fantasztikus filmeken látjuk. Lehet-e az űrbeli robbanásnak hangja?

3. fejezet: Kommunikáció A kommunikációs

lehetőségek megismerése elősegíti az eligazodást az információs társadalomban.



Média- és mozgóképismeret:a kommunikáció alapjai.

Rádió és televízió

Kamerák, antennák, vevőkészülékek. Elektromágneses rezgések nyílt és zárt rezgőkörben.Moduláció. Az URH és a középhullámú rádiózás összehasonlítása.Az elektromágneses hullámok elhajlása, szóródása, visszaverődése az ionoszférából.

Tudja, hogy a tévéképet antennák által sugárzott, illetve kábelekkel vezetett elektromágneses hullámok közvetítik. Tudja, mi a rezgőkör és hogyan kelt elektromágneses hullámokat.Magyarázza meg, hogyan lehet egyetlen kábelen sok csatorna adását továbbítani, valamint kiválasztani a megfelelőt.Ismerje fel a környezetében az URH antennákat alakjuk és méretük alapján.

Projektmunka: Nézzen utána, hogyan lehet villámokat, meteorokat észlelni rádió segítségével.

Kísérletileg vizsgáljon elektromágneses rezgéseket az iskolában fellelhető eszközökkel vagy interaktív animáció segítségével.

Fizika: mechanikai rezgések.

Mobilmánia

120

A mobiltelefon felépítése és működése. Bluetooth.USB.

Ismerje, hogy milyen frekvencián kommunikálnak a mobiltelefonok.Mondja el az információ átalakulásait a kommunikáció során. Ismerje a SIM kártya szerepét, továbbá azt, hogyan biztosítják a cellák a lefedettséget.Sorolja fel, hogy milyen feladatokat lát el egy korszerű telefon. Ismertesse milyen frekvencián és hogyan történik a rövid hatótávolságú kommunikáció a Bluetooth eszközzel.Ismertesse az USB kommunikáció technikai alapjait és logikáját.

Projektmunka: Vita arról, hogy ártalmas-e a mobiltelefon használata az egészségre? Érvek és ellenérvek. Lehet-e objektív a mobiltelefon-gyártók véleménye?

Tanulói kísérlet: Egy régi telefon szétszedésével gyakorlatban is vizsgálja meg, milyen műszaki megoldást használnak a nyomógombok működtetésére.

Technika: kommunikációs eszközök.

A meggörbített fény

A teljes visszaverődés jelensége. Az üvegszál. Az optikai kábel.Az endoszkóp.

Ismerje a fény-anyag kölcsönhatás néhány jellemző esetét, a teljes visszaverődés jelenségét és okát.Magyarázza el, hogyan vezeti a fényt az üvegszál.Mondja el, hogyan lehet információt szállítani fényimpulzusok segítségével.Ismertesse az endoszkóp felépítését, működését, ismerje az endoszkópos operáció és néhány diagnosztikai vizsgálat lényegét.

Csoportos tanulói kísérletek:Vizsgáljanak meg az osztályban közösen vagy kézbe adva optikai szálakat, próbálgassák, hogyan vezeti a fényt! Vizsgálják meg kísérlettel a teljes visszaverődés jelenségét hullámkád segítségével, határozzák meg a teljes visszaverődés határszögét!

Biológia, orvostudomány: korszerű diagnosztikai módszerek.

Technika: információ-továbbítás üvegszálas kábelen.

Végtelen emlékezet A bináris kód, digitális jelek, impulzusok.

Ismerje néhány elektronikus memória áramkör működési

Tanulói kísérletek:Vizsgáljon meg CD vagy DVD lemezt

Technika: az információ tárolásának

121

Elektronikus memóriák. Mágneses memóriák.CD, DVD lemezek. A képek és hangok kódolása.

elvét.Tudja, hogyan jegyzi meg a beleírt 0 vagy 1 értéket.Legyen elképzelése arról, hogyan épülnek fel a gigabájtos flash memória áramkörök.Ismertesse a mágneslemezen való információtárolás elvét.Ismerje, hogy milyen elv alapján kódolják az információt a CD és DVD lemezen.Ismerje a karakterek, hangok, képek kódolásának alapgondolatait, tudja, hogy mi az a tömörítés és ismerje néhány tömörítő algoritmus alapötletét.

közelről, bontson fényt és állítson elő spektrumot DVD vagy CD lemezzel, magyarázza meg a tapasztaltakat.

Projektmunka:Tényleg egész életre szól-e a CD-lemez vagy néhány év után elvesznek az információk? Vesse össze az elméleti és gyakorlati válaszokat, kérdezzen meg szakembereket is.

lehetőségei.

Elektromos jelek az emberi testben

Az idegrendszer és az idegszálakban terjedő elektromos impulzusok.Neuronhálózatok.Jelek az agyból és a szívből.

Ismerje az elektromos impulzusok szerepét az idegrendszer működésében.Ismerje fel, hogy a fizika az összetett rendszerek leírására alkalmas eszköz, tudjon arról, hogyan modellezik a neuronhálózatokat.Ismertesse az EKG és az EEG diagnosztika lényegét.

Ismeretterjesztő filmek megtekintése DVD-n, animációk használata.

Biológia, orvostudomány: diagnosztikai módszerek.

A kommunikáció története

Az írás.A nyomtatás fizikája.A Morse-féle távíró.A telefon.A vezeték nélküli távíró.A rádió kifejlesztése.

Ismerje a kommunikáció történetének főbb lépéseit, az azokat megalapozó fizikai ismeretek lényegét.Ismerje Morse, Hertz, Marconi, Tesla érdemeit. Lássa az új

Nézzen utána, milyen mennyiségekkel lehet jellemezni a kommunikáció sebességét és hogyan változott ez az utóbbi száz évben.

Készítsen a trendeket kifejező grafikonokat.

Történelem, közgazdaságtan: a kommunikáció szerepe.

122

kommunikációs lehetőségek megjelenésének néhány történelmi, gazdasági, társadalmi hatását.

4. fejezet: Különleges képek A különböző

képalkotási eljárások megismerése fejleszti az eligazodást a mai fejlett technikát használó társadalomban.

Ismeretterjesztő DVD megtekintése a fejezet legfontosabb tartalmaival kapcsolatban. Beszélgetés a témáról, előre megadott szempontok alapján.

Fizika, technika: képalkotási módszerek.

Fényképezés

A digitális fényképezés alapjai.Integrált áramkörök. Hogyan készíts jó képet?

Ismerje a digitális képrögzítés elvi lényegét és a CCD felépítését.Tudja, hogy mit jelentenek a fényképezőgép jellemző paraméterei: felbontás, optikai és digitális zoom. Magyarázza el az integrált áramkörök felépítését néhány keresztmetszeti ábra segítségével! Ismerjen néhány mesterfogást, aminek segítségével jó fényképeket készíthet.

Projektmunka:Gyűjtsön adatokat a digitális kamerák felbontásának fejlődéséről és az árak változásáról. Adatait ábrázolja, a grafikonokról következtessen a trendekre.

Hallgasson meg visszaemlékezéseket az analóg fényképezésről! Mikor lehet ennek még létjogosultsága?

Atomfizika: a fényelektromos hatás szerepe a CCD működésében (Nobel-díj, 2009).

Láthatóvá tett mikrovilág

Az elektronmikroszkóp. Mozgó töltés mágneses és elektromos térben. Az elektromágneses tekercs és a kondenzátor mágneses és elektromos tere. Van Allen övek. Az atomerő

Ismerje az elektronok elektromos és mágneses térrel való irányításának fizikai lehetőségeit. Tudja, hogy hogyan pásztázza végig az anyag felületét az atomerő mikroszkóp.A mikroszkópok képein ismerje fel az anyag építőköveit: felületi

Töltsön le az internetről mikroszkópos felvételeket és elemezze azokat.

Tanulói kísérlet: Otthon vizsgáljon sókristályokat kis optikai mikroszkóppal, próbálja lefotózni a

Technika: elektronmikroszkópia, nanotechnológia.

123

mikroszkóp.Nanotechnológia.

rétegeket, határrétegeket, atomokat, szennyeződéseket. Ismerje a nanotechnológia legújabb eredményeit.

képet, és mutassa be képeit az iskolában is.

Projektmunka: Nézzen utána, reális lehetőség-e, hogy a Föld magja lehűl, a Földet övező mágneses mező megszűnik, akár 1000 éven belül. Mit mutatnak a mérési adatok, mi látszik a trendekből?

A hatodik érzék?

Az infravörös sugárzás és felhasználása:- a vezeték nélküli távirányítók, - a mikrohullámú sugárzás és felhasználása, - a mikrohullámú sütő.

Ismerje az infrasütő, az éjjellátó berendezések, a hőkamera, az infra diagnosztika és a távirányító berendezések működésének lényegét.Tudja megindokolni, hogy miért infravörös sugárzást használnak. Ismertesse a mikrohullámú sütő működésének fizikai alapjait.

Projektmunka: Tanulói kísérlet: Fényképezze le digitális fényképezőgéppel a tévé távirányító infra-jelét! Mutassa be a képeket az órán, és magyarázza meg a jelenséget!

Technika: infra- és mikrohullámú eszközök.

A radar

A radar működésének fizikai alapjai.A radar hadászati alkalmazása.Mai radarok és lopakodók.A radar meteorológiai alkalmazása.

Tudja, hogyan lehet távoli tárgyakat radarral észrevenni.Ismerje a II. világháborúban az angol partokat védő radarrendszer működésének lényegét és hadászati jelentőségét.Ismerje a lopakodó bombázók alakját, tulajdonságait és jelentőségét a mai harci cselekményekben.

Vita arról, hogy tudományos eredményeknek lehet-e meghatározó szerepe a történelem menetének alakításában. Példák és ellenpéldák.

Elemezzen radarképeket és ismerje fel a zivatargócokat. Vesse össze a radarképet a látható tartományban készült képekkel. Készítsen ez alapján saját időjárás-előrejelzést.

Történelem: Hogyan mentette meg Angliát a radar hadászati alkalmazása a második világháborúban a német repülőgépektől? (A vonatkozó háborús film megtekintése.)

Földrajz, meteorológia: radarhasználat az időjárás-előrejelzésében.

124

Mi van a dobozban? A röntgensugárzás energiája, hullámhossza. A sugárzás áthatoló képessége: csont, lágy szövetek, fémek. Hogyan vizsgálják a repülőtéren a csomagokat? Orvosdiagnosztikai képalkotó eljárások: CT, PET, MRI, NMR.

Tudja, hogyan rajzolódik ki a röntgenkép.Hasonlítsa össze a röntgenképet néhány más orvosdiagnosztikai képalkotó eljárással. Sorolja fel előnyeit, hátrányait.

Csoportmunkában megvitatandó kérdés: Ki lehet-e mutatni röntgennel egy lenyelt és a bélbe fúródott fogpiszkálót?

Biológia, orvostudomány: diagnosztikai képalkotó módszerek.

5. fejezet: Radioaktivitás A radioaktivitás

megismerése fejleszti a kritikus és felelős gondolkodásmódot, segíti felismerni az áltudományos nézeteket, továbbá segít abban is, hogy helyesen értelmezzük a sugárzás veszélyeit eltúlzó híradásokat.

Ismeretterjesztő DVD megtekintése (például Teller Ede munkássága és eredményei).

„Az elemek keletkezése” DVD megfelelő részeinek megtekintése. Beszélgetés a témáról, előre megadott szempontok alapján.

Biológia: a radioaktív sugárzások hatása.

Kémia: magkémia.

Fizika: atomenergia.

Fény, ami átmegy a fólián!

A radioaktív sugárzás felfedezése. A radioaktív bomlás.Stabil és bomló atommagok. A bomlás véletlenszerűsége.Alfa-, béta- és gammasugárzás.

Tudja, hogyan fedezték fel az első sugárzó anyagokat (uránium, polónium, rádium). Ismerje a sugárzás okát, és magyarázza meg, mit jelent az, hogy a radioaktív magok nem öregszenek.

Tanári kísérlet:Vizsgáljanak meg kísérletileg néhány sugárzó anyagot, detektálják a háttérsugárzást GM csővel.

Kémia, tudománytörténet: miért voltak túlnyomórészt kémikusok, akik felfedezték a radioaktivitást?

A radioaktív sugárzás fajtái Az alfasugárzás tulajdonságai: töltés, áthatoló képesség, ionizáció.

A sugárzásokról való ismeretei alapján legyen képes eldönteni, hogy az

DVD-film megtekintése a radioaktív sugárzásokról.

Fizika: az elnyelődés (abszorpció) fogalma.

125

Az alfa részecske.A bétasugárzás töltése, kölcsönhatása az anyaggal. A gammasugárzás és kölcsönhatása az anyaggal.

egyes sugárzások esetén milyen árnyékolást kell használni.Ismerje, hogy miből áll az alfa, a béta és a gamma összetevő és ennek alapján adjon kvalitatív magyarázatot a tapasztalt tulajdonságokra.


Vigyázat, sugárveszély!

Radioaktív izotópok. Felezési idő, aktivitás. Radioaktív izotópok a szervezetben. Radioaktív kormeghatározás.

Ismerje az aktivitás és a felezési idő fogalmát. Legyen fogalma arról, hogyan lehet a szervek állapotát a radioaktív jód nyomkövetésével vizsgálni (vese, pajzsmirigy), illetve hogy mi a radioaktív kormeghatározási módszer lényege.

Aktivitás - idő diagram elemzésével határozza meg a felezési időt.

Projektmunka: Ismertessen néhány régészeti leletet, aminek a korát a radiokarbon módszerrel határozták meg.

Kémia: magkémia.

Radioaktivitás a környezetünkben Csernobil. A radioaktív hulladék. A radioaktivitás egészségügyi hatásai: - sugárbetegség, - sugárterápia. A természetes háttérsugárzás.

Ismerje, mi történt Csernobilban.Tudjon arról, miért nehéz biztonságosan elhelyezni a radioaktív hulladékot. Tudjon arról, miért veszélyes az alfa sugárzó izotóp, ha lenyeltük, és miért veszélytelen, ha a szervezeten kívül van. Tudja felsorolni a természetes háttérsugárzás forrásait.

A csernobili balesetről szóló DVD- film megtekintése.

Biológia: A sugárzás szerepe az evolúcióban a mutációk előidézése révén.

Fizika: atomreaktorok működése, atomenergia.

126

6. témakör: Csillagászat (20 óra)


A témakörben feldolgozott ismeretek, megalapozott fogalmak a csillagászat témakörébe engednek betekintést. A tanulók találkozhatnak azokkal a megfigyelésekkel, jelenségekkel, fogalmakkal, amelyek a tudományos hírekből gyakorta visszaköszönnek. A tudományos ismereteken túl a csillagászat a filozófiával, irodalommal, képzőművészettel is szoros kapcsolatban áll, s az emberi lét általános kérdéseire irányítja a figyelmet. A tudományok társadalmi relevanciája a csillagászaton belül a legnyilvánvalóbb módon jelenik meg a tudománytörténet tanulságai és az emberi faj jövőjére vonatkozó kérdései kapcsán. A témakörből izgalmas, jól motiváló, minden irányba nyitott tananyag építhető fel, illetve tevékenység szervezhető. A csillagászati tartalmak sajátsága, hogy lehetőséget nyújtanak mind a fizikai, mind a komplex természettudományos ismeretek szintézisére egy-egy konkrét jelenség kapcsán. Mód nyílik a természettudományos kompetencia fejlesztésére, az ok-okozati összefüggések értelmezésére konkrét problémák kapcsán. A témakör számos nyitott kérdést is megfogalmaz a jövőről. A kérdések kapcsán rendezett viták fejlesztik a vitakészséget, ennek révén az anyanyelvi kompetenciákat, tudatos állampolgárrá nevelnek. A csillagászat számos irodalmi és művészeti vonatkozásának felhasználásával fejleszthetjük a diákjaink esztétikai érzését. 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.A témák aktualitása, s mindenki számára nyitott programjai (pl.: amatőr csillagászat, Seti-program) az életkornak megfelelő szinten a közvetlen bekapcsolódás lehetőségét adja a természettudományos kutatás egyes formáiba.

127



kompetenciák


Kapcsolatok

1. fejezet: A Naprendszer Az alapműveltség

elengedhetetlen része megismerni lakhelyünket a Világegyetemben.

DVD-film megtekintése a Naprendszerről.


Földrajz: a tananyag csillagászati fejezetei.

Mit tudunk a Naprendszerről?

A Naprendszer szerkezete, legfontosabb objektumai. Ekliptika síkja. A bolygók keringésének és forgásának sajátságai.

A Naprendszer keletkezése.

Ismerje a Naprendszer szerkezetét, a bolygók főbb típusait, a mozgásuk jellegzetességeit.Legyen tisztában a Naprendszer arányaival, a bolygók egymáshoz viszonyított méretével, a Naprendszer keletkezésének legfontosabb elméleteivel.

Önálló munka: Internetes anyaggyűjtés, képgaléria készítése, HST felvételeinek, vagy pl.: a NASA honlapjának felhasználásával.

Poszter készítése, vetélkedő összeállítása stb.

Számítógépes modellek keresése az interneten (mikor, hol találhatók a bolygók). Tudománytörténeti adatgyűjtés, pl.: Laplace élete.

Fizika: Kepler-törvények.

A Föld, mint bolygó

A Föld alakja, és a gravitációs erő kapcsolata. A Föld mozgásai.A Föld felszínének fizikai viszonyai, az ezeket befolyásoló tényezők.A felszínt alakító erők fizikai értelmezése.A Föld kora.

Ismerje a Földet, mint égitestet, az űrből nyújtott látványt, annak okát, a légkör sajátosságait, a felszíni viszonyokat, s az azt befolyásoló tényezőket, ezek kapcsolatát a légkör jellemzőivel és a hőmérsékleti viszonyokkal.Ismerje a Föld korát, az

Internetes adatgyűjtés: A Föld látványa az űrből - képgyűjtés. A Föld, mint bolygó jellemző adatainak összegyűjtése. A sarki lapultság okának bemutatása és magyarázata forgó acélabroncs segítségével.

Földrajz: a Föld forgása és keringése, a Föld forgásának következményei (nyugati szelek öve), a Föld belső szerkezete.

128

erre vezető megfontolásokat. Ismerje a Föld mozgásainak periódusait, a periódusok legérdekesebb változásait az időben (pl.: évmilliókkal ezelőtt egy év több napig tartott, mint most).Ismerje az apály-dagály jelenséget, mint a Föld és a Nap, illetve a Hold kölcsönhatását. Legyen tisztában a Föld alakjának legfontosabb jellegzetességeivel, a sarki lapultság magyarázatával, hozzávetőleges mértékével.

Miért mutatja felénk mindig ugyanazt az oldalát a Hold?

A Hold jellemző adatai (távolság, keringési idő, forgási periódus, hőmérséklet), a légkör hiánya, a holdfelszín anyaga, a Hold formakincse.A Hold fázisai, a fázisok magyarázata.A hold- és a napfogyatkozás.A Hold kora.

Legyen tisztában a Hold méretével és távolságával, látszó méretének a Nappal közel azonos voltával (ennek következményeivel, pl.: gyűrűs napfogyatkozással). Tudja értelmezni a Hold fázisait, legyen tisztában a fázisváltozások irányával, ismerje a fogyatkozásokat, s el tudja különíteni a fázisoktól.Legyen tisztában a Hold fizikai viszonyai és a felszíni alakzatok közötti összefüggésekkel. Tudja értelmezni a kráterborítottságot, a Holdfelszínt alakító folyamatokat.Tudja magyarázni, hogy a Hold miért mutatja

Önálló projektmunka: Első ember a Holdon.

A Hold magyar hírességekről elnevezett kráterei (a hírességek életrajza).A Hold távcsöves vizsgálata, látogatás távcsöves bemutatóhelyre.

A holdfázisok és fogyatkozások vizsgálata animációkon keresztül.

Biológia: a Hold és az ember biológiai ciklusai.

Földrajz: az apály-dagály jelenség hatása a tengerpartokra.

Történelem: a napfogyatkozások szerepe az emberi kultúrában.

Kultúrtörténet: a Hold „képének” értelmezése a múltban.

129

mindig ugyanazt az oldalát a Föld felé.Ismerje a Hold és a Föld kölcsönhatásait, a Hold kutatásának legfontosabb állomásait.

Lehet-e élet a bolygó-szomszédja-inkon?

A Merkúr, a Vénusz és a Mars jellegzetességei.A légkör hiányának és a légkör jelenlétének következményei.A hőmérsékleti viszonyok.Érdekességek a bolygókon: A Merkúr elnyúlt pályája.A Vénusz különlegesen sűrű légköre. A Mars jégsapkái.A kisbolygók övének elhelyezkedése, egyes objektumai.

Tudja összehasonlítani táblázat segítségével a két égitest sajátságait, felszíni viszonyait, értelmezze az eltérések okait, s azok következményeit. Ismerje fel az ok-okozati kapcsolatot a bolygó felszínének sajátosságai és a bolygón uralkodó fizikai viszonyok között.Ismerje a Mars sajátosságait, a Marskutatás legfontosabb eredményeit.Ismerje a kisbolygó fogalmát, a Mars és a Jupiter között elhelyezkedő kisbolygóövet.

Fényképgyűjtemény, „slide show” készítése.

Képzelt lény tervezése a bolygó fizikai viszonyait figyelembe véve.

Magyar vonatkozású kisbolygók.

Távcsöves megfigyelés, a HST képei.

Önálló projektmunka: A Merkúr, a Vénusz és a Mars megismerésének története, ember gyártotta eszközök a bolygókon.

Biológia: az élet fizikai feltételei.

Fizika: a Kepler-törvények alkalmazása a bolygók pályájának és keringési idejének összehasonlításakor, az üvegházhatás a Vénuszon. Kémia: kémiai folyamatok a Vénuszon, a bolygók légköre, anyaga.

Az óriásbolygók jeges világa

A Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz jellegzetességei. Az óriásbolygók anyaga. Gyűrűk és holdak az óriásbolygók körül. A Szaturnusz gyűrűjének sajátságai. A Vörös-folt a Jupiteren.

Legyen tisztában az óriásbolygók legfontosabb fizikai jellemzőivel, az óriásbolygókon megjelenő többféle halmazállapotú anyaggal, a legnagyobb holdak és a gyűrűk sajátságaival.Fel tudja ismerni képről a Naprendszer óriásbolygóit jellegzetességeik alapján.Legyen tisztában azzal,

Az óriásbolygók a HST fényképein.

Az óriásbolygók felfedezésének tudománytörténeti vonatkozásainak feldolgozása (pl.: Galilei, Huygens, Cassini).

A Jupiter és Szaturnusz megfigyelése szabad szemmel és távcsővel.

Fizika: hőtan, az anyagok halmazállapotai.

Tudománytörténet: Galilei munkássága. Irodalom: a bolygók a költészetben.

Kémia: a bolygók anyaga.

130

hogyan határozza meg a hőmérséklet és a nyomás együttesen az anyag halmazállapotát.

A bolygók kelésének és nyugvásának, valamint elhelyezkedésének megkeresése az interneten (pl. mcse.hu, a Magyar Csillagászati Egyesület honlapja).

A Jupiter holdjainak (Galilei-holdak) megfigyelése.

Mi van a Naprendszer külső vidékein?

Kuiper-öv és a Plútó. Meteorok, meteoritek. Üstökösök és szerkezetük. A meteorhullások és az üstökösök kapcsolata. A Földet fenyegető kozmikus katasztrófa esélye felé?A hősugárzás jellemzői.Mit jelent a napállandó?

Legyen ismerete a külső kisbolygóöv létezésről, a Plútó „státuszának” változásáról.Ismerje a meteorok és meteoritek közötti különbséget, a meteorok típusait, a meteoritek felszínformáló hatását.Ismerje az üstökösök mibenlétét, a Nappal való kölcsönhatásuk következményeit.Ismerjen néhány fontosabb üstököst, melyek a tudományos kutatás homlokterébe kerültek.

Kutatómunka: Legfontosabb meteorrajok, ezek megfigyelésének története (pl.: Humboldt expedíció). Meteorkráter sajátságainak megfigyelése, a meteor becsapódás modellezése. A meteorok pusztításának mértékére vonatkozó becslések készítése.

A Halley-üstökös felfedezésének története.Üstökös-becsapódás a Jupiterbe.Kozmikus katasztrófa ábrázolása a filmekben - mennyiben reális, hol hibás? Kozmikus katasztrófa animációkon (internet).

Fizika: a Kepler-törvények - az üstökösök elnyúlt ellipszis pályája.

Földrajz, biológia: földtörténeti katasztrófák.

Földrajz: kráterbecsapódás keltette felszíni alakzatok keresése térképeken, műholdfelvételeken.

2. fejezet: A csillagok világa A csillagok és a Nap

megismerése nemcsak az általános műveltség megszerzése miatt fontos, hanem számos olyan kompetenciát fejleszt, amelyek a

Ismeretterjesztő film DVD-n a Napról és a csillagokról.


Földrajz: csillagászati alapismeretek.

131

környezetünkkel kapcsolatos felelősségteljes, tudatos magatartásunkat alakítják.

Milyen messze van tőlünk a legközelebbi csillag?

A Nap jellemzői, hőmérsékleti viszonyai, energiatermelése. A Nap hatása a Földre.Napkitörések, napszél, napfoltok. A Nap Földre sugárzott energiája.

Ismerje a Nap szerkezetét, legfontosabb fizikai jellemzőit, a Nap hatását a Földre és a kozmikus környezetre, energiatermelésének elvét.Ismerje a sarki fény jelenségét, mint a Nap és a Föld mágneses terének kölcsönhatását, legyen tisztában a felületegységre jutó sugárzott energia és az évszakok változása közötti kapcsolattal.

Kísérleti megfigyelés: Napfolt észlelés távcsővel - kivetítés, vagy napszűrő. A napfoltok helyzetváltozásának nyomon követése. (Interneten is lehetséges).

A korábbi napfogyatkozások felvételei vagy más interneten megtalálható felvételek alapján a napkitörések megfigyelése.

Projektmunka: A napaktivitás hatása a műszaki eszközeinkre.Besugárzás becslések eltérő napszakokban, évszakokban a napsugárzás hajlásszögéből, s a napkelte és napnyugta közötti időből. Elnyelési kísérletek télen: pl.: földdel (falevéllel) behintett hó olvadásának megfigyelése.

Önálló kutatómunka: A Nap és a földi légkör kölcsönhatásainak vizsgálata naplemente környékén készített felvételek segítségével.

Földrajz: évszakok változása.

Fizika, földrajz: a fény elnyelése, üvegházhatás.

Földrajz: a nap hosszának változása.

Történelem, művészettörténet, filozófia: napkultusz az antik kultúrákban.

Melyek egy csillag "életének"

132

állomásai?

A csillagok definíciója, jellemzői. A csillagok lehetséges fejlődési folyamatai, annak jellemzői.A Nap várható jövője.Néhány különleges égi objektum.

Ismerje a csillagok jellemzőit, az energiatermelésüket biztosító magfúzió folyamatát.Legyen tisztában azzal, hogy a csillagok élete ciklikus, a csillagok születnek és elpusztulnak.Ismerje a csillagfejlődés legfontosabb állomásait, a csillag mérete és a fejlődési út közötti összefüggéseket.Tudja alkalmazni ismereteit csillagunkra, a Napra.Tudja a kapcsolatot a földi anyag és a csillagkeletkezési folyamat között: „csillagok porából vagyunk valamennyien”. Ismerjen néhány különleges kozmikus objektumot, pl.: fekete-lyuk, szupernóva, pulzár, kvazár és ezek sajátosságait.

Projektek, önálló munkák, poszterek internetes háttérrel, pl.: Mik azok a fekete lyukak? A vörös óriások és fehér törpék. A „csillagjegy” fogalmának értelmezése. (Miért van az, hogy az Ikrek jegyében születettek nyáriak, de az Iker csillagképet télen látjuk?)

Irodalmi, filozófiai esszé: „Csillagok porából vagyunk valamennyien”.

Tudománytörténet: Hogyan rengették meg az arisztotelészi világképet (az égbolt változatlanságáról) a csillagászati megfigyelések? (Pl.: Tycho de Brahe szupernóva megfigyelése)

Fizika: magfúzió, a csillagok energiatermelése.

Filozófia: az anyagelvű világnézet alapjai.

Irodalom, képzőművészet: „a csillagos ég alatt”.

3. fejezet: A kozmosz megismerése

Fontos természettudományi és társadalomtudományi kompetenciákat fejleszt annak megismerése, hogy az űrkutatás nemcsak az emberi kíváncsiságot elégíti ki, hanem számos kézzelfogható haszonnal is jár.

DVD-film megtekintése a világűrről és az űrkutatásról.


Földrajz: csillagászati alapismeretek.

Milyen messze kell keresni galaxis- ikertestvérünket? A galaxis fogalma, jellemzői, típusai, mozgásai. A Tejútrendszer

Ismerje a galaxis fogalmát, a galaxisok típusait, a Tejútrendszer

Kísérleti megfigyelés: a Tejútrendszer szabad szemmel

Fizika: a fény véges vákuumbeli

133

jellemzése, mérete, szerkezete. Az Androméda-köd.

legfontosabb jellemzőit. Ismerje a haló és a gömbhalmazok fogalmát, a Naprendszer helyét a Tejútrendszerben.Ismerje az Androméda-köd, mint „ikergalaxisunk” távolságát. Tudja, hogy mit jelent ez a távolság a galaxisunkról szerezhető ismeretek vonatkozásában. Legyen tisztában azzal, hogy a világegyetemben galaxisok milliárdjait találjuk.

történő megfigyelése, az Androméda-köd távcsöves megfigyelése.

PowerPoint bemutató: Képek gyűjtése (galéria készítése) galaxisokról.

sebessége, ami határt szab az információ terjedésnek.

Hogyan hódítja meg az ember a világűrt?

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.A világűr megfigyelése: távcsövek, parabolaantennák.

Legyen tisztában az űrkutatás fejlődésének legfontosabb állomásaival.Ismerje a magyar űrkutatás történetét, Farkas Bertalan űrhajóstól Simonyi Károly űrturistáig.Ismerje a Nap, a bolygók és holdak kutatásának néhány fontos programját.Legyen tisztában azzal, hogy a világűrből fontos információkat nyerhetünk a Földről.Ismerje az emberes űrutazások nehézségeit, az ezzel kapcsolatos terveket.Ismerje azokat a legfontosabb eljárásokat, amelyekkel kozmikus környezetünket vizsgáljuk. Ismerje az űrbe jutás alapvető technikáit (rakéta, űrrepülő). Ismerje a nagytávolságú emberes űrutazás

Projektek, önálló munkák, poszterek internetes háttérrel, pl.: első ember az űrben; a Hold meghódítása;magyarok az űrben; magyar tudományos eredmények felhasználása az űrkutatás során; a nemzetközi űrállomás története, eredményei, jövője;a Hubble Space Teleszkóp története, eredményei;gigantikus forgó űrállomás tervek a világhálón.

Fizika: a rakéta elve, avagy a lendületmegmaradás. Biológia: a tartós súlytalanság hatása az emberi szervezetre. Fizika: a mesterséges gravitáció, egyenletes körmozgás. Pszichológia: a nagy távolságú emberes űrutazás pszichológiai korlátjai.

Relativitáselmélet: a nagysebességű utazás és az idő.

134

nehézségeit, a mesterséges gravitáció megvalósításának lehetőségeit.

Egyedül vagyunk a világban?

Az exobolygók keresése. Az élet feltételeinek térbeli és időbeli korlátai: „Lehet-e másutt élet?” Az értelmes élet kutatása.

Legyen tisztában azzal, hogy milyen érvek szólnak amellett, hogy az ember egyedüli értelmes lény az Univerzumban, s mik szólnak ellene.Tudja milyen nehézségei és lehetőségei vannak annak, hogy az emberiség egyszer elhagyja a Földet, és hogy milyen kényszerek vezethetnek ebbe az irányba. Ismerje az élet keresésének történetét a Marson; legyen tisztában az élet létrejöttének biológiai feltételeivel, azzal, hogy másféle életformák is létezhetnek.

Kiselőadás: A Seti-program sajátosságai.

Alkotómunka: Milyenek lehetnek a földönkívüliek? A földön ívüliek megjelenése a filmekben (kritikai elemzés).

Vita: Élet a Földön kívül?! Egy képzeletbeli – a miénktől alapvetően eltérő – életforma bemutatása.

Képzelt jövőbeli lény tervezése: az élet fejlődésének jövőbeli iránya az evolúció törvénye alapján. (szöveg, rajz stb.)

Biológia: az evolúció elveinek alkalmazása egy képzelt lényre.

Irodalom: képzelt lények.

Irodalom, film: találkozás más értelmes lényekkel.

Filozófia: Egyedül vagyunk a világban?

Matematika, fizika: a találkozás esélyei.

4. fejezet: Az Univerzum szerkezete

A világmindenség keletkezésének, történetének, szerkezetének kérdései a természettudományos kompetenciák alapjait fejlesztik.

DVD-film az Univerzum történetéről, kutatásáról, az elért eredményekről.


Fizika: gravitáció, energia-megmaradás.

Filozófiai kérdések.

Hogyan képzeljük el az elképzelhetetlent?

Az Univerzum tágulására utaló tapasztalatok, a galaxis halmazok távolodása. Az Univerzum fejlődése, az

Ismerje a Hubble-törvényt, az ősrobbanás elméletet, tudja azt, hogy közelítőleg mikor történt.Ismerje a térben véges, de határtalan táguló

Egyszerű modellek készítése: felfújt léggömbön lévő rácspontok kölcsönös helyzetének vizsgálata a léggömb tágulása során.

Irodalmi vonatkozások.

Képzőművészeti alkotások.

135

ősrobbanás elmélet. A tér és idő szerkezete az elmélet szerint.

Univerzum modelljét. Tudjon érvelni, vitatkozni ezekkel a meghökkentő tényekkel kapcsolatban.

Egykori bölcsek gondolatainak elemzése, pl. Ágoston: „Isten a világot nem az időben, hanem az idővel együtt teremtette” vagy Pascal: „hogyan is foghatná fel elménk a világ teljességét, hiszen egyaránt végtelen messze vagyunk a végtelenül nagy és a végtelenül kicsi dolgoktól” stb. Vita: Mit jelent számodra végtelen? Megérthető-e a világ? Egyszerű-e, szép-e a világ? stb.

Aki távolra néz, az a múltba néz!

A vákuumbeli fénysebesség véges volta és átléphetetlensége. A téridő sajátságai. Mit jelent a múlt és a jövő? A relativitáselmélet néhány érdekes következménye (az idő megnyúlása és a távolság összehúzódása).Néhány meglepő „paradoxon” (pl.: az ikerparadoxon).

Legyen tisztában azzal, hogy a fénysebesség véges volta hogyan befolyásolja az Univerzumról szerzett tapasztalatokat, az Univerzumról kialakított képünket. Ismerje fel, hogyan válik-e modell alapján a tér és az idő szétválaszthatatlanná.Értse meg, hogy mi a különbség azon múltbeli események között, amelyek elvileg sem befolyásolhatták jelenünket, s azok között, melyek befolyással voltak ránk.Értse meg az ikerparadoxon lényegét.

Vitatkozás, beszélgetés, érvelés a téridővel kapcsolatos kérdésekről.

Animációk az Interneten a relativisztikus jelenségekre. Einstein életének bemutatása.

Önálló novella, esszé írása, pl.: „Aki távolba néz, az a múltba néz!”

Filozófiai és tudománytörténeti vonatkozások. Fizika: a fény sebessége: határ, melyet nem lehet átlépni – analógiák a fizika területén: az ősrobbanás pillanata, az abszolút nulla fok.

136

kÖzÉpiskolai fizika humÁn tanterv - kfki anket/53 a eloadasai/honyek/beadot… · kÖzÉpiskolai...

Documents