Fyzika

Charakteristika predmetu

Od kvapky vody až po hviezdy — fyzika skúma zákony, ktoré riadia celý vesmír.

Fyzika na strednej škole rozvíja schopnosť žiakov porozumieť prírodným javom prostredníctvom experimentov, meraní a logického myslenia. Žiaci sa učia formulovať hypotézy, analyzovať údaje a vyvodzovať závery, ktoré im pomáhajú pochopiť zákonitosti fungovania sveta. Dôraz sa kladie na bádateľské aktivity, tímovú spoluprácu a praktické zručnosti využiteľné aj v technických a prírodovedných odboroch.

Ciele a význam predmetu

Vo vyučovaní je najväčšia pozornosť venovaná práci žiakov — aktivitám, ktoré sú zamerané na činnosti vedúce ku konštrukcii nových poznatkov prostredníctvom prostriedkov informačných a komunikačných technológií.

Žiak si osvojí základné fyzikálne pojmy, zákony a princípy, ktoré mu umožnia porozumieť prírodným javom a technológiám v každodennom živote. Získa zručnosti v meraní, práci s experimentálnymi údajmi, grafickom znázorňovaní výsledkov a ich interpretácii.

Fyzika pomáha rozvíjať schopnosť logicky uvažovať, riešiť problémy, pracovať v tíme a prezentovať svoje zistenia. Fyzika zároveň podporuje tvorivé a kritické myslenie, ktoré je dôležité aj mimo prírodovedných odborov.

Obsah predmetu

V teoretickej časti fyziky na gymnáziu sa žiaci oboznamujú s kľúčovými oblasťami fyziky — od mechaniky a termiky, cez elektrinu, magnetizmus a optiku, až po modernú fyziku. Dôraz sa kladie na pochopenie fyzikálnych princípov, prácu s veličinami, rovnicami a grafmi, ako aj na prepojenie s matematikou a ďalšími prírodovednými predmetmi.

Praktická výučba je zameraná na rozvoj experimentálnych zručností, samostatného myslenia a tímovej spolupráce. Žiaci vykonávajú merania, zostavujú jednoduché fyzikálne obvody, pozorujú a analyzujú javy z reálneho sveta. Využívajú pritom aj digitálne technológie a simulácie, ktoré im pomáhajú lepšie porozumieť zložitejším javom.

Metódy a formy výučby

Súčasťou výučby sú aj odborné prednášky, riadené diskusie a tematické exkurzie, ktoré žiakom umožňujú získavať nové poznatky v širšom kontexte a prepojiť teóriu s praxou. Vďaka aktívnemu počúvaniu, kladeniu otázok a výmene názorov si žiaci prehlbujú porozumenie preberaných tém a rozvíjajú schopnosť kriticky myslieť.

Prednášky:

• Čierne diery — doc. RNDr. Rudolf Gális, PhD.
• Ako plynie čas — vedátor — doc. Mgr. Samuel Kováčik, PhD.

Exkurzie do vedeckých centier, technických múzeí či univerzít prinášajú inšpiratívne zážitky a ukazujú fyziku ako živú vedu s praktickým významom.

Exkurzie:

• STM Košice — Elektrovek
• PF UPJŠ Košice — Vedecké laboratóriá
• PF UPJŠ Košice — Masterclasses
• PřF UK Praha — Návšteva laboratórií

Spôsob hodnotenia a skúšania

Voliteľný predmet pre 3. ročník

Cvičenia z fyziky — 2 hodiny týždenne.

Predmet je ponukou pre žiakov, ktorí chcú maturovať z fyziky respektíve majú záujem o štúdium na lekárskych alebo technických fakultách. Cieľom voliteľného predmetu je zopakovanie, prehĺbenie a doplnenie učiva, ktoré si žiaci osvojili počas dvoch rokov štúdia fyziky. Súčasťou týchto hodín je aj prehĺbenie manuálnych a technických zručnosti žiaka. Obsah semináru pozostáva z tematických celkov kinematika, dynamika, mechanika a časť molekulovej fyziky a termodynamiky. Učivo je doplnené o tému gravitačné pole.

Voliteľný predmet pre 4. ročník

Fyzika — 6 hodín týždenne.

Cieľom voliteľného predmetu je zopakovanie vedomostí a zručností, ktoré žiaci nadobudli postupne počas celého štúdia a majú byť východiskom pre ďalšie štúdium odborov, v ktorých je fyzika profilovým predmetom.

Seminár slúži aj ako príprava na prijímacie skúšky na lekárske fakulty v Českej republike. Obsahom seminára sú témy zo stredoškolskej fyziky 2. a 3. ročníka. Tie sú doplnené tematickými celkami, ktoré sa na hodinách neprebrali, no sú súčasťou cieľových požiadaviek na vedomosti a zručnosti maturantov z fyziky.

Každé maturitné zadanie sa skladá z troch úloh. Charakteristika úloh maturitných zadaní:

• Úloha č. 1 — Žiak teoreticky ozrejmí fyzikálny jav, pojem, vzťah a podobne a rieši jednoduchú úlohu súvisiacu s témou.
• Úloha č. 2 — Žiak rieši štruktúrovanú úlohu, v ktorej aplikuje teoretické poznatky z určitých tematických celkov.
• Úloha č. 3 — Žiak obhajuje svoju experimentálnu prácu súvisiacu s témami zadania, pričom využíva svoj zošit laboratórnych cvičení.

Súťaže

Turnaj mladých fyzikov

Turnaj mladých fyzikov (TMF) je tímová súťaž, v ktorej žiaci riešia náročné fyzikálne úlohy s otvoreným koncom – teda také, na ktoré neexistuje jednoznačné riešenie. Súťaž má jedinečný formát: tímy sa striedajú v úlohách referenta, oponenta a recenzenta.

Fyzikálna olympiáda

Fyzikálna olympiáda je určená žiakom stredných škôl (kategórie A, B, C a D). Organizuje sa v 4 kolách: domácom, okresnom, krajskom a celoštátnom. Žiaci, ktorí dosiahnu na celoštátnom kole najlepšie výsledky, reprezentujú Slovensko na Medzinárodnej fyzikálnej olympiáde.

Fyzikálny náboj

Fyzikálny náboj je medzinárodná súťaž v rýchlostnom počítaní fyzikálnych úloh pre päťčlenné tímy stredoškolákov, ktoré reprezentujú svoje školy. Celá súťaž trvá 120 minút, počas ktorých sa tímy snažia vyriešiť čo najviac pripravených úloh.

Fermiho úlohy

Táto súťaž sa neobmedzuje len na fyzikálnu tematiku, ale hľadá súvislosti s inými predmetmi. Kritériom úspešnosti je presnosť odhadu výslednej hodnoty, počet čiastkových krokov (doplňujúcich otázok), originalita, využitie medzipredmetových vzťahov.

Fyziklání

Fyziklání je trojhodinová tímová hra v Prahe pre stredoškolákov z maximálne dvoch škôl. Každý tím má na stole neustále 7 zadaní príkladov. Akonáhle si jeho členovia myslia, že nejaký príklad vyriešili, napíšu výsledok na papier so zadaním a zájdu za opravovateľom. V prípade správneho výsledku sa im započítajú body a ihneď dostanú nové zadanie. V prípade neúspechu sa vracajú späť prepočítať výsledok.

FYKOS

Súťaž v riešení úloh pre stredoškolských študentov. Za rok sa rieši 6 sérií príkladov po 8 úloh. Súťaž organizujú študenti MFF UK v Prahe.

Čo vieš o hviezdach?

Súťaž je určená pre jednotlivcov, všetkých záujemcov o astronómiu. Obsahovú náplň tvoria otázky z okruhov: všeobecná astronómia, astrofyzika, história astronómie, slnečná sústava, astronomické prístroje, využitie kozmonautických prostriedkov v astronómii.

Mimoškolské aktivity a projekty

Exkurzie a workshopy:

• Zážitkové centrum vedy Aurélium Bratislava
• Inštitút nukleárnej a molekulárnej medicíny Košice
• MHTH Teplárenský holding Košice
• Kvantárium — Nezabudnuteľná hra svetiel — Hrebienok Vysoké Tatry
• Poloniny — Vodárenská nádrž Starina
• Vida centrum — zábavný vedecký park — Brno

Možnosť zapojenia sa do medzinárodných programov:

• CERN — Európske centrum pre jadrový výskum — High School Students Internship Programme →
• Týden vědy na Jaderce →

V úzkej spolupráci so svojimi členskými štátmi CERN pozýva stredoškolákov (vo veku 16 – 19 rokov) na dva týždne do CERNu, aby získali praktické skúsenosti vo vede, technike a inováciách. Zameriava sa na to, aby študenti mali možnosť objaviť STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) v kontexte a prostredí CERNu, posilniť ich chápanie vedy a rozvíjať ich zručnosti v prostredí high-tech.

Týden vědy na Jaderce je akcia pre stredoškolákov a študentov druhého stupňa gymnázia, ktorí si chcú na vlastnej koži vyskúšať vedecko-výskumnú prácu. Dozviete sa, ako pracujú vedci, naučíte sa mnoho nového z oblasti prírodných a technických vied a navštívite zaujímavé miesta v Prahe.

Učebné materiály a odporúčaná literatúra

• Fyzika pre 1. ročník gymnázia
• Fyzika pre 2. ročník gymnázia
• Fyzika pre 3. ročník gymnázia
• Fyzika pre 4. ročník gymnázia
• phet.colorado.edu — Interaktívne simulácie pre prírodné vedy
• fyzika007.cz — Fyzika 007 (materiály a aktuality z oblasti fyziky)
• edu.techmania.cz — Edukačný portál Techmania Science Center
• realisticky.cz — Kapitoly z fyziky pre stredné školy