Fyzika

2. stupeň

Fyzika a digitální technologie

Účelné uplatnění digitálních technologií ve výuce fyziky je výhodné pro obě vzdělávací oblasti – informatiku i fyziku. Výuka fyziky přispívá k rozvoji informatického myšlení a digitálních kompetencí, a to ve všech aspektech. Digitální technologie umožňují přiblížit výuku fyziky aktuálnímu stavu a procesům fyziky jakožto vědního oboru. Vhodné uplatnění digitálních technologií ve výuce přispívá k vyšší efektivitě výuky nejen tím, že napomůže žákům k pochopení učiva, ale i tím, že výuka žáky zaujme a pozitivně motivuje.

Ve fyzice rozvíjíme digitální kompetenci žáků tím, že:

  • vedeme žáky k využívání digitálních technologií při pozorování fyzikálních jevů
  • podporujeme využívání digitálních technologií při měření a zpracování naměřených dat
  • vedeme žáky k využívání digitálních záznamů experimentů a vizuálních simulací k popisu a vysvětlení fyzikálních jevů
  • učíme žáky řešit problémy sběrem a tříděním dat z otevřených zdrojů
  • vedeme žáky k tomu, aby při týmové práci, při řešení problémů a při diskuzi o výsledcích úloh používali efektivně digitální komunikační prostředky, volili k tomu vhodné nástroje (zejména při distančním vzdělávání)
  • vedeme žáky k tomu, aby své vytvořené nebo získané výukové materiály a záznamy o použitých zdrojích ukládali do svého elektronického portfolia k dalšímu využití při vzdělávání
Co by měl zvládnout žák na konci 9. ročníku?
  • používá efektivně při experimentech digitální měřidla a měřicí přístroje
  • používá efektivně k záznamu naměřených dat a jejich zpracování výpočetní techniku
  • modeluje fyzikální děje pomocí počítačového softwaru
  • využívá videozáznamy vlastních pokusů
  • zkoumá fyzikální jevy pomocí počítačových simulací
  • vyhledává v otevřených zdrojích data k řešení zadaného problému, třídí je a kriticky vyhodnocuje
  • sestavuje počítačové prezentace výsledků svých řešení a hledá ve výsledcích vzájemné souvislosti fyzikálních jevů
  • vyhledává v otevřených zdrojích data dokumentující aplikace fyzikálních jevů v jiných oblastech vědy a v technice
  • při řešení problémů a při práci v týmu využívá ke komunikaci efektivně digitální zařízení
  • požaduje od zadavatelů úloh k měření digitální měřicí přístroje a měřidla
  • požaduje od zadavatelů úloh k řešení vhodnou digitální techniku a počítačový software
  • vytváří a při dalším vzdělávání využívá vlastní digitální portfolio
Co by měl zvládnout žák s lehkým mentálním postižením na konci 9. ročníku?
  • používá digitální měřidla a měřicí přístroje, k záznamu naměřených dat a jejich zpracování používá vhodný počítačový software; při řešení problémů využívá ke komunikaci digitální zařízení

ukázka výchovných a vzdělávacích strategií

Pro rozvoj digitálních kompetencí
  • učíme žáky v konkrétních výukových situacích promyšleně využívat digitální technologie (např. simulace fyzikálních jevů a videonahrávky experimentů)
  • učíme žáky volit vhodné postupy, vyhledávat, třídit, ověřovat a vyhodnocovat relevantní digitální data, informace a obsah v diskuzích k aktuálním problémům uplatnění fyzikálních jevů a při ověřování výsledků bádání a praktických úloh s fyzikální tematikou
  • vedeme žáky k vytváření a používání osobního vzdělávacího prostředí a archivů odpovídajících digitálních zdrojů
  • učíme žáky komunikovat průběh a výsledky vlastní badatelské činnosti a volit k tomu vhodné digitální technologie a prostředky pro komunikaci a sdílení
  • učíme žáky k rutinním výpočtům efektivně využívat elektronické kalkulátory
  • učíme žáky vhodně vybrat a používat digitální přístroje při měření fyzikálních veličin
  • učíme žáky vhodně volit a využívat digitální technologie při řešení úloh a zpracování výsledků měření

ukázka konkretizace výstupů

látky a tělesa

pohyb těles, síly

7. ročník

Žák:

  • rozhodne, jaký druh pohybu těleso koná vzhledem k jinému tělesu na základě vlastního pozorování pohybu (pohyb rovnoměrný, zrychlený, zpomalený, přímočarý, křivočarý), jeho videozáznamu nebo grafického znázornění pohybu (například z měření pomocí ultrazvukového měřiče vzdálenosti a počítače)
  • rozhodne na základě pozorování záznamu pohybu nebo simulace pohybu pomocí vhodného počítačového programu o jaký druh pohybu se jedná
  • využívá s porozuměním vztah mezi rychlostí, dráhou a časem u rovnoměrného pohybu těles při řešení problémů a úloh se vztahem k běžnému životu, např. využije digitální plánovač tras k naplánování delší cesty autem do zahraničí vč. průměrných rychlostí, určí průměrnou rychlost při cestování dle jízdního řádu
  • sestrojí graf závislosti dráhy na čase při rovnoměrném pohybu tělesa (přímo graficky nebo pomocí vhodného počítačového programu) a odečte z něho hodnoty dráhy, času nebo rychlosti
  • sestrojí graf závislosti dráhy na čase při nerovnoměrném pohybu tělesa; vypočítá průměrnou rychlost nerovnoměrného pohybu tělesa (přímo graficky nebo pomocí vhodného počítačového programu) a odečte z něho hodnoty dráhy, času nebo rychlosti
  • určí v konkrétní jednoduché situaci z běžného života druhy sil působících na těleso, jejich velikosti, směry a výslednici, situaci a její řešení znázorní kresbou nebo v pomocí počítačového softwaru
  • popíše a zdůvodní, jak se v konkrétních situacích v praxi využívá zvyšování či snižování tlaku tělesa na podložku; svá tvrzení doloží daty, informacemi a obrázky z otevřených zdrojů
  • předpoví otáčivé účinky síly na těleso (páka, dveře apod.), své závěry doloží experimentem a počítačovou simulací, případně výpočtem s využitím počítačového softwaru (tabulkový procesor)
  • používá počítačový software a počítačové simulace pro objasňování či předvídání změn pohybu těles při působení stálé výsledné síly v jednoduchých situacích z praxe, svá řešení dokládá vlastním experimentem nebo videozáznamem experimentu či děje (setrvačnost těles při pohybu vozidla, zpětný ráz střelných zbraní, případně další, které našel v otevřených zdrojích)
  • uloží do svého digitálního portfolia zápis postupu experimentů, výsledky pozorování a závěry a odkazy na použité digitální zdroje dat

Učivo:

  • sledování pohybu těles s použitím digitální techniky a počítačového softwaru
  • měření a výpočet rychlosti rovnoměrného pohybu s použitím digitálních měřicích přístrojů a počítačového softwaru
  • řízení vlastního experimentu podle digitalizovaného návodu
  • využití tabulkových procesorů při zpracování výsledků měření, práce s grafy znázorněnými počítačem
  • práce s počítačovou simulací v digitálních vzdělávacích zdrojích
  • výpočet rychlosti rovnoměrného pohybu, graf závislosti dráhy na čase pro rovnoměrný a nerovnoměrný pohyb, průměrná rychlost nerovnoměrného pohybu
  • digitální plánovače tras, plánování cesty
  • práce s grafy znázorněnými počítačem, práce s počítačovou simulací
  • řešení skládání sil v počítačovém softwaru GeoGebra
  • prezentace videa demonstrujícího zvolený jev
  • vyhledávání a třídění dat ke zvolenému tématu, práce s počítačovou simulací (tlaková síla, tlak, jednotky tlaku a jejich převody, vliv síly na pohyb tělesa, otáčivé účinky sil, bezpečnost v dopravě, brzdná dráha)
  • výběr dat k doplnění žákovského portfolia

mechanické vlastnosti tekutin

energie

8. ročník

Žák:

  • úvahou vysvětlí vztah mezi výkonem, prací a časem; uvede a komentuje příklady výkonů zvířat, lidí a strojů nalezené v otevřených zdrojích dat
  • využívá s porozuměním vztah mezi výkonem, vykonanou prací a časem při řešení úloh se vztahem k běžnému životu; k doplnění zadání a kontrole výsledků použije data z otevřených zdrojů
  • vysvětlí na úloze se vztahem k běžnému životu vztah mezi vykonanou prací a energií
  • uloží do svého digitálního portfolia zápis postupu experimentů, výsledky pozorování a závěry a odkazy na použité digitální zdroje dat

Učivo:

  • vztah mezi výkonem, prací a časem; vztah mezi vykonanou prací a energií; vyhledání, třídění dle zvolených kritérií a kritické posouzení dat z otevřených zdrojů; sestavení přehledové tabulky vybraných dat; výběr dat k doplnění žákovského portfolia
9. ročník

Žák:

  • uvede příklady různých forem energie, fyzikálních jevů a technických zařízení, ve kterých dochází k přeměnám energie; vysvětlí, jak se v uvedených příkladech uplatňuje zákon zachování energie; k vyhledání příkladů a argumentaci využije otevřené zdroje dat
  • popíše a vysvětlí funkci hlavních částí soustavy výroby a přenosu elektrické energie, v otevřených zdrojích najde potřebná data
  • zhodnotí výhody a nevýhody využívání různých energetických zdrojů z hlediska vlivu na životní prostředí, v otevřených zdrojích k tomu najde potřebná data; svá zjištění porovná s ostatními žáky v diskuzi prostřednictvím videokonference
  • uloží do svého digitálního portfolia zápis postupu experimentů, výsledky pozorování a závěry a odkazy na použité digitální zdroje dat

Učivo:

  • energetická soustava, zdroje energie veřejné energetické soustavy (fyzikální princip, možnosti využití), výhody a nevýhody energetických zdrojů, obnovitelné zdroje energie, vliv na životní prostředí, vyhledání a třídění dat, tvorba tabulky požadovaných informací z otevřených zdrojů, výběr dat k doplnění žákovského portfolia, příprava a realizace tematicky zaměřené videokonference včetně jejího vyhodnocení

zvukové děje

9. ročník

Žák:

  • popíše na základě vlastního pozorování, případně pozorování videozáznamů a analýzy počítačových animací podstatu a vlastnosti zvuku; při zkoumání zvuků použije zdroj zvuků proměnné frekvence a intenzity, dle možností digitální; k analýze zvuků použije vhodný digitální snímač zvuků, např. applet ve smartphonu
  • určí ve svém okolí zdroje zvuku a jejich vlastnosti, pozoruje relativnost zvukových vjemů; k analýze zvuků použije vhodný digitální snímač zvuků, např. applet ve smartphonu
  • analyzuje kvalitativně příhodnost daného prostředí pro šíření zvuku, při zkoumání zvuků použije dle možností digitální zdroj zvuků proměnné frekvence a intenzity; k analýze zvuků použije vhodný digitální snímač zvuků, např. applet ve smartphonu
  • posoudí možnosti zmenšování vlivu nadměrného hluku na životní prostředí; svá řešení dokládá vlastním experimentem, přitom použije dle možností digitální zdroj zvuků proměnné frekvence a intenzity; k analýze zvuků použije vhodný digitální snímač zvuků, např. applet ve smartphonu
  • sestaví hlukovou mapu okolí školy pomocí vhodné aplikace ve smartphonu, k posouzení výsledku použije data z otevřených zdrojů, svá zjištění porovná s ostatními žáky v diskuzi prostřednictvím videokonference
  • uloží do svého digitálního portfolia zápis postupu experimentů, výsledky pozorování a závěry a odkazy na použité digitální zdroje dat

Učivo:

  • zdroje zvuku, šíření zvuku, vlastnosti zvuku, lidské vnímání zvuku, intenzita zvuku (kvalitativně), frekvence zvuku, rychlost zvuku, uplatnění v praxi, práce s digitálním zdrojem zvuku, práce s počítačovou simulací, hluková mapa, limity hlučnosti, předpisy na ochranu před škodlivým hlukem, vyhledání a třídění dat, tvorba tabulky požadovaných informací z otevřených zdrojů, výběr dat k doplnění žákovského portfolia, příprava a realizace tematicky zaměřené videokonference včetně jejího vyhodnocení

elektromagnetické a světelné děje

6. ročník

Žák:

  • ukáže pomocí experimentu základní vlastnosti elektrického náboje a jeho účinky, k popisu podstaty jevů použije i modely a animace z otevřených zdrojů dat
  • sestaví správně jednoduchý a rozvětvený elektrický obvod podle schématu, k popisu podstaty jevů v obvodu použije modely a animace z otevřených zdrojů dat
  • popíše a pomocí experimentu předvede základní vlastnosti magnetů, k popisu podstaty jevů použije modely a animace z otevřených zdrojů dat
  • ověří existenci magnetického pole v daném místě pomocí kompasu, k popisu podstaty jevů použije modely a animace z otevřených zdrojů dat
  • uloží do svého digitálního portfolia zápis postupu experimentů, výsledky pozorování a závěry a odkazy na použité digitální zdroje dat

Učivo:

  • základní elektrické vlastnosti látek, elektrický náboj, vlastnosti elektricky nabitých těles, základní elektrický obvod, zdroj, spotřebič, komponenty jednoduchého elektrického obvodu, práce s počítačovou simulací
  • magnetické vlastnosti látek, feromagnetické látky, základní vlastnosti magnetů, princip kompasu, měření magnetického pole appletem ve smartphonu, kompas ve smartphonu, magnetické siločáry, práce s počítačovou simulací, výběr dat k doplnění žákovského portfolia
8. ročník

Žák:

  • sestaví správně podle schématu elektrický obvod a analyzuje správně schéma reálného obvodu, k popisu podstaty jevů v obvodu použije modely a animace z otevřených zdrojů dat
  • rozliší stejnosměrný proud od střídavého; ve stejnosměrném obvodu změří digitálními měřicími přístroji elektrický proud a napětí na spotřebiči, určí elektrický odpor součástky nebo spotřebiče
  • využije digitální měřicí systém ke grafickému zobrazení stejnosměrného a střídavého napětí
  • rozliší vodič, izolant a polovodič na základě analýzy jejich vlastností; k popisu podstaty jevů v látkách použije modely, animace a příklady využití v praxi z otevřených zdrojů dat
  • rozliší mezi zdrojem světla a tělesem, které světlo jen odráží; k popisu podstaty jevů a jejich využití použije modely, animace a data z otevřených zdrojů
  • využívá zákona o přímočarém šíření světla ve stejnorodém optickém prostředí a zákona odrazu světla při řešení problémů a úloh z praxe; svá řešení dokládá vlastním experimentem nebo jeho videozáznamem, zkušeností, grafickou konstrukcí, popřípadě modelováním pomocí počítačového softwaru
  • v otevřených zdrojích vyhledá informace o optických zařízeních využívajících různé typy zrcadel
  • rozhodne na základě znalosti rychlostí světla ve dvou různých prostředích, zda se světlo bude lámat ke kolmici, či od kolmice, a využívá této skutečnosti při analýze průchodu světla čočkami; svá řešení dokládá vlastním experimentem nebo jeho videozáznamem, zkušeností, grafickou konstrukcí, popřípadě modelem pomocí počítačového softwaru
  • v otevřených zdrojích vyhledá informace o optických zařízeních využívajících různé typy čoček
  • pomocí experimentu rozliší spojku od rozptylky, pokusně najde ohnisko tenké spojky a určí její ohniskovou vzdálenost, k popisu podstaty jevů nebo použité metody a kontrole výsledků použije modely a animace z otevřených zdrojů dat
  • uloží do svého digitálního portfolia zápis postupu experimentů, výsledky pozorování a závěry a odkazy na použité digitální zdroje dat

Učivo:

  • složitější elektrické obvody, pravidla bezpečné práce s elektrickými spotřebiči, práce s počítačovou simulací, stejnosměrný proud, střídavý proud, symboly stejnosměrného a střídavého proudu, znázornění průběhu elektrického proudu digitálním měřicím zařízením (např. osciloskop, počítačový software), měření napětí a proudu digitálním univerzálním měřicím přístrojem, práce s počítačovou simulací, vodiče, polovodiče, izolanty a jejich vlastnosti, využití v praxi, vyhledání potřebných informací z otevřených zdrojů a jejich kritické posouzení
  • světlo, zdroje světla, stín, odraz světla na rovinném rozhraní, zrcadla, vznik obrazu v zrcadle, grafické znázornění vzniku obrazu (náčrtem, použitím modelu zrcadla nebo použitím počítačového softwaru), rovinné a kulové zrcadlo (jen kvalitativně), využití zrcadel v praxi, práce s počítačovou simulací, vyhledání potřebných dat v otevřených zdrojích, vznik lomu světla na rovinném rozhraní, lom ke kolmici a od kolmice (jen kvalitativně), rychlost světla ve vakuu a v látkovém prostředí, grafické znázornění vzniku lomu světla (náčrtem, použitím modelu optického rozhraní   nebo použitím počítačového softwaru), čočky (jen kvalitativně), využití čoček v praxi, práce s počítačovou simulací, práce s videozáznamem experimentu, vyhledání potřebných dat v otevřených zdrojích
  • výběr dat k doplnění žákovského portfolia
9. ročník

Žák:

  • zdůvodní pravidla bezpečné práce s elektrickými zařízeními, k  doložení pravidel  použije data z otevřených zdrojů
  • využívá prakticky poznatky o působení magnetického pole na magnet a cívku s proudem a o vlivu změny magnetického pole v okolí cívky na vznik indukovaného napětí v ní, v otevřených zdrojích dat vyhledá animace jevů a jejich praktické aplikace
  • popíše a vysvětlí hlavní složky soustavy výroby a přenosu elektrické energie, v otevřených zdrojích najde potřebné údaje
  • uloží do svého digitálního portfolia zápis postupu experimentů, výsledky pozorování a závěry a odkazy na použité digitální zdroje dat

Učivo:

  • pravidla bezpečného používání elektrických spotřebičů a jejich zdůvodnění, vyhledání potřebných informací z otevřených zdrojů a jejich hodnocení, magnetické pole v okolí vodiče s proudem (kvalitativně), vzájemné působení magnetu a vodiče s proudem a jeho využití v praxi, elektromagnetická indukce a její využití v praxi, výroba a přenos elektrické energie, elektromotory (zjednodušený model), popis fyzikálních jevů a jejich aplikací pomocí počítačové simulace, výběr dat k doplnění žákovského portfolia

vesmír

9. ročník

Žák:

  • zhodnotí postavení Země ve vesmíru a srovnává podstatné vlastnosti Země s ostatními tělesy Sluneční soustavy, k tomu využije dat a animací z otevřených zdrojů
  • prokáže na konkrétních příkladech tvar planety Země, zhodnotí důsledky pohybů Země na život lidí a organismů, k tomu využije dat a animací z otevřených zdrojů
  • vysvětlí (kvalitativně) pomocí poznatků o gravitačních silách pohyb planet kolem Slunce a pohyb měsíců planet kolem planet, svůj výklad podloží animací pohybu planet a měsíců ve Sluneční soustavě vybranou z otevřených zdrojů, výklad případně doplní výběrem dat o pohybu planet získaných z otevřených zdrojů
  • uloží do svého digitálního portfolia zápis postupu experimentů, výsledky pozorování a závěry a odkazy na použité digitální zdroje dat

Učivo:

  • Sluneční soustava, pohyby planet a měsíců, působení pohybu Měsíce na život na Zemi, hvězdy, souhvězdí, pohyb hvězd a planet na obloze Země, rozdíl mezi hvězdou a planetou, práce s počítačovou simulací, sběr, třídění a analýza dat z otevřených zdrojů, výběr dat k doplnění žákovského portfolia

Inspirace a tipy do výuky

Články, podcasty, videa, pozvánky na konference a další akce. Výběr je na vás.

Digitální technologie ve výuce fyziky na ZŠ a SŠ

Článek vymezující hlavní cíle implementace digitálních technologií do výuky fyziky. Vhodné uplatnění digitálních technologií ve výuce fyziky přispívá k rozvoji informatického myšlení a digitálních kompetencí žáků a stejně tak přispívá k pozitivním změnám postojů žáků k fyzikálnímu vzdělávání.

Fyzikální veličiny a jednotky v praxi – hustota

Námět do výuky předmětu Fyzika, rozvíjející matematickou, čtenářskou a digitální gramotnost. Žáci v průběhu aktivity změří pomocí hustoměru hustoty různých kapalin a uspořádá je podle zjištěných hodnot. Na základě získaných vědomostí určí, jak se různé kapaliny budou chovat ve vodě, a svůj předpoklad prakticky ověří.

Kurzy, konzultace a návod, jak na digi

Prohlédněte si infografiku pro učitele i žáky, vyberte si z široké nabídky kurzů a a webinářů nebo konzultací a další podpory NPI ČR. 

Kurzy pro fyziku

  • Workshop k rozvoji digitální kompetence: Člověk a příroda - Fyzika, Chemie.

Nabídka podpory

Pestrá nabídka podpory pro všechny školy od NPI ČR zahrnuje:

  • Individuální konzulace (ŠVP na míru, od krajských ICT koordinátorů nebo IT guru)
  • Workshopy pro celé sborovny
  • Podpora přímo v regionu
  • Sdílení zkušeností (Digiplovárny a Digiakce)

Tipy přesahující výuku jednoho předmětu 

Zvuky kolem nás

Článek popisuje aktivitu zaměřenou na biologickou tematiku smyslových orgánů, konkrétně sluchu. Žáci v rámci aktivity využívají digitálních technologií ke sběru, zpracování a vyhodnocování dat o hlasitosti zvuku v rámci různých typů prostředí. Aktivita podporuje interdisciplinární výuku propojující obsah přírodních věd se vzdělávacími obory Výchova ke zdraví a Informační a komunikační technologie.

Zpracování dat s využitím kontingenční tabulky aneb jak získat z dat co nejvíc

Webinář vedený Ing. Bc. Eva Fanfulovou. Kontingenční tabulky lze použít při práci s daty, jejich filtrování, řazení a třídění.

Přírodovědný pokus na dálku a přesto naživo se systémem PASCO Scientific

Webinář Ing. Bc. Miroslav Staňka Ph.D. o možnosti realizace vzdálených experimentů z fyziky, chemie a biologie pomocí měřicího systému v reálném čase.

Náměty do výuky - Digiškola

Ucelenou nabídku článků a tipů do výuky k fyzice najdete na Metodickém portále RVP.cz v části Digiškola.