TANMENET FIZIKA. 8. osztály. Elektromosság, fénytan

Átírás

1 TANMENET FIZIKA 8. osztály Elektromosság, fénytan MOZAIK KIADÓ SZEGED, 2009

2 Készítette: BONIFERT DOMONKOSNÉ DR. főiskolai docens DR. KÖVESDI KATALIN főiskolai docens SCHWARTZ KATALIN általános iskolai szaktanár

3 BEVEZETŐ A tanmenet a Mozaik Kiadó által 2003-ban megjelentetett és 2009-ben átdolgozott FIZIKA 8. ELEKTROMOSSÁGTAN, FÉNYTAN (Szerzők: Bonifert Domonkosné dr., Dr. Halász Tibor, Dr. Kövesdi Katalin, Dr. Miskolczi Józsefné, Molnár Györgyné dr., Sós Katalin) című tankönyvre építve készült. A tantárgyi tananyag feldolgozásának tervezésekor és ütemezésekor a fizikai ismeretek elsajátítására, a megismerőtevékenység szempontjából alapvető kompetenciák kialakítására és fejlesztésére, a problémafelismerő és problémamegoldó képességek és készségek megerősítésére és formálására helyeztük a hangsúlyt; a tanulói és tanári kísérletek elvégzésére, illetve bemutatására alapoztunk; a rendelkezésre álló éves órakereten belül igyekeztünk megteremteni a gyakorlás, ellenőrzés lehetőségeit is; szem előtt tartottuk a kiegészítő tananyagrészek, az általános műveltséghez szükséges egészséges életmód, környezetvédelmi, technikai, művelődéstörténeti kiegészítések feldolgozási lehetőségének megteremtését is. A tantervi célok és követelmények közül az alábbiakat tartjuk hangsúlyozottan fontosnak: Motiválni a tanulókat arra, hogy a természet jelenségeire, változásaira odafigyeljenek, igyekezzenek megismerni és hasznosítani ezeket; Fejlesszük a megismerést és értelmezést segítő ok-okozati tényezőket feltáró képességeiket; Megismertessük a tanulókkal az élettelen anyagok legfontosabb érzékelhető és mérhető tulajdonságait, az anyagi világ változásainak törvényszerűségeit. A megismerést, az értelmezést, az elsajátítást segítő kompetenciáikat kialakítsuk és fejleszszük, az irányított és az önálló természettudományos ismeretszerzés módszereit alkalmazzuk. Környezetük természet, illetve ember alkotta értékeit felismerjék, védjék, törekedjenek a környezeti károk megelőzésére. Általános célok, feladatok: Az anyag fogalmának további bővítése, különös tekintettel az elektromos mező vizsgálatára. (természettudományi, ökológiai, technikai, tanuláselméleti kompetenciák fejlesztése) Kialakítani az elektromos töltés, áram, feszültség, ellenállás, elektromos munka és teljesítmény fogalmakat, ezekkel kapcsolatos összefüggéseket, többségükben kvalitatív megközelítésben, esetenként mennyiségi vonatkozásokban is. (matematikai, természettudományi, anyanyelvi, technikai kompetenciák fejlesztése) Jártasságokat kialakítani egyszerű elektromos kapcsolások készítésében, elektromos mérőműszerek használatában, feladatok megoldásában. (technikai, társas, matematikai kompetenciák fejlesztése) Egyszerű mérések adatainak felvétele, táblázatba foglalása és grafikus ábrázolása, az ábrázolt függvénykapcsolat kvalitatív értelmezése. (matematikai, informatikai kompetenciák fejlesztése) A tanult alapfogalmak és a mindennapi gyakorlat jelenségeinek összekapcsolása, egyszerű elektromos jelenségek értelmezése. (technikai, ökológiai, anyanyelvi kompetenciák fejlesztése) Erősíteni a kémia és a technika tantárgyak keretében tanultakat az elektromos kölcsönhatás értelmezésével. (természettudományi és kulturális kompetenciák fejlesztése) Aktuális környezetvédelmi és fizikatörténeti ismeretek feldolgozása. (kulturális, informatikai, ökológiai kompetencia fejlesztése) 3

4 A fény anyagiságának tudatosítása, kölcsönható képességének vizsgálata, az élethez való nélkülözhetetlen volta. (természettudományi és társas kompetenciák fejlesztése) Kísérleti alapon ismereteket kialakítani a fényforrásokról, a fény terjedési tulajdonságairól, elektromágneses hullám voltáról. (technikai, matematikai, anyanyelvi kompetencia fejlesztése) Kapcsolatteremtés a földrajz, a biológia, a környezet- és egészségvédelem területén tanultakkal. (természettudományi, kulturális, informatikai kompetencia fejlesztése) A tanmenetben foglaltak megvalósításához ajánljuk a Mozaik Kiadó által nyomtatott formában megjelentetett alábbi oktatási segédleteket: MS-2868 Munkafüzet 8. Elektromosságtan, fénytan. (mf.) MS-2746 Tudásszintmérő feladatlapok Fizika 8./A,B. (tszm.) MS-2431 Fizikai kísérletek és feladatok (Fk.) MS-2401 Hogyan oldjunk meg fizikai feladatokat? (Fm.) MS-2201 Fizikai feladatok gyűjteménye (Fgy.) MS-2669 Kézikönyv a fizika és természetismeret oktatásához (Kk.), valamint a tananyag feldolgozását segítő mozaweb internetes oktatási segédanyagot (mw.) mozabook interaktív táblai anyagot (mb.). 4

5 ÖSSZESÍTETT TEMATIKUS ÓRATERV A nyolcadik tanévben fizikából az évi óraszám: 56 (1,5 óra/hét) Javasolt óraszámfelosztás témakörök szerint: I. témakör 15 óra II. témakör 13 óra III. témakör 11 óra IV. témakör 12 óra Év végi összefoglalás 5 óra Összesen: 56 óra Didaktikai feladatok szerint csoportosítva: Új anyag feldolgozása Ellenőrzés Feladatmegoldás Gyakorlás, hiánypótlás* Összefoglalás Összesen: 24 óra 10 óra 6 óra 6 óra 10 óra 56 óra *A kiegészítő tananyagot a gyakorló, hiánypótló órakeret terhére javasoljuk feldolgozni. A tananyag szerkezeti felépítése: Elektromos alapjelenségek. Áramerősség, feszültség Az anyag részecskéinek szerkezete A testek elektromos állapota Az elektromos áram. Az áramerősség Az elektromos áramkör A fogyasztók soros és párhuzamos kapcsolása Az elektromos feszültség Az elektromos ellenállás. Az egyenáram hatásai Az elektromos ellenállás. Ohm törvénye A vezetékek elektromos ellenállása Több fogyasztó az áramkörben Az egyenáram hatásai Az elektromos munka és teljesítmény Az elektromágneses indukció. A váltakozó áram Az elektromágneses indukció A váltakozó áram A transzformátor Az elektromos távvezetékrendszer Az elektromos áram hatásainak néhány gyakorlati alkalmazása Fénytan A fény tulajdonságai Fényvisszaverődés síktükörről 5

6 Gömbtükrök Fénytörés Fénytani lencsék Optikai eszközök A színek I. témakör: ELEKTROMOS ALAPJELENSÉGEK. ÁRAMERŐSSÉG, FESZÜLTSÉG Oktatási célok, feladatok Kísérletek és közlések alapján elképzeltetni az atomok szerkezetét, atommodellek bemutatását. Tudatosítani, hogy az elektromos mező kölcsönhatásra képes. A tanulók tudjanak különbséget tenni a környezetükben lévő elektromosan vezető és szigetelőanyagok között. Tudják, hogy az elektromos tulajdonságú részecskék rendezett mozgását az elektromos mező hozza létre, s ezt mennyiségileg az áramerősséggel jellemezzük. Ismerjenek egyszerű kapcsolási jeleket, tudjanak kapcsolási rajzzal megadni áramköröket. Ismerjék fel, hogy az elektromos mező munkát képes végezni, melyet a feszültséggel jellemzünk. Rendelkezzenek jártassággal az áramerősség- és feszültségmérés területén. Tudjanak feladatokat megoldani az áramerősség és feszültség témakörében. Óra 1. Bevezető óra: Emlékeztető az elektromos és mágneses kölcsönhatásról tanultakra. 2. Az anyag részecskéinek szerkezete. Elektron, proton, neutron, ion. 3. A testek elektromos állapota, elektromos töltés. 4. Elektromos áram. Az áramerősség. Elektromos vezetők, szigetelők, földelés, villámhárító, áram, áramerőség és mértékegysége. Motiváció. Környezet- és balesetvédelem. Modellezés. (Kk. 1.2) (tanulás-módszertani, természettudományi Tanulókísérlet. (Kk ). Coulomb munkássága. (társas, kulturális, informatikai, technikai Vezetők és szigetelők a gyakorlatban. (Kk. 19.1) A villámlás mint természeti jelenség. Balesetvédelem. Ampere és Franklin munkássága. (Kk. 18.7; 18.8; ) (ökológiai, technikai, matematikai kompetencia fejl.) Természetismeret, kémia. Kémia, technika. Technika, kémia. Természetismeret: időjárás, évszakok. Technika: elektromos eszközök használata. Matematika: a hányados változásai. 6

7 Óra 5. Elektromos áramkör. Fogyasztó, elem, pólus, áramirány, ampermérő, méréshatár. Áramforrások a gyakorlatban. (Kk ) Veszélyes áramforrások. Környezetvédelmi vonatkozások. A kapcsolási jelek mint információhordozók. A mérés mint összehasonlítás. (Kk. 19.6) (társas, technikai, matematikai 6. Gyakorló óra Számításos feladatok, az I, Q meghatározása. Egyszerű áramkörök összeállítása, az ampermérő használata. (Kk ) (technikai, társas, matematikai 7. Fogyasztók soros és párhuzamos kapcsolása. Soros és párhuzamos kapcsolás, csomópont, főág, mellékág. Tanulókísérlet. (Kk másmás izzókkal) (technika, matematikai 8. Gyakorló óra Áramerősség mérése és kiszámítása soros és párhuzamos körök esetén. (technikai, társas komp. fejl.) 9. Az elektromos feszültség. Elektromos munka, feszültség és mértékegysége, telep. Az el. mező munkavégzése (Kk. 19.9) El. munka függése Q és U-tól. (Kk ) Tanulókísérlet: feszültségmérés. (Kk ) Volta munkássága. (technikai, természettudományi, ökológiai, informatikai és társas 10. Feladatmegoldás Kvalitatív és kvantitatív feladatok megoldása. U és I mérések és számítások saját kapcsolások alapján. (technikai, matematikai 11. Gyakorló óra Tanulókísérleti mérések és számítások. (természettudományi és matematikai 12. Összefoglalás Tankönyvi táblázat. 13. Ellenőrző óra Szóbeli ellenőrzés. 14. Ellenőrző óra I. témazáró. 15. Hiánypótlás Technika: kapcsolási rajzok értelmezése, mérőműszertípusok, egyszerű kapcsolások tanulókísérlettel. Technika, matematika: mérőműszerek méréshatára, skálabeosztása. Technika: áramköri kapcsolások a gyakorlatban. Technika. Technika, biológia. Elektromos eszközök használatának szabályai, különböző feszültségtartományok a gyakorlatban. Matematika: arányos következtetések, szorzat és hányados változásai. Matematika, technika. 7

8 II. Témakör: AZ ELEKTROMOS ELLENÁLLÁS. AZ EGYENÁRAM HATÁSAI Oktatási célok és feladatok: Kísérletek alapján megértetni, hogy a vezetők helyhez kötött részecskéi akadályozzák a szabad elektronok egyirányú mozgását. Bemutatni, hogy különböző fogyasztóknak különböző lehet az ellenállása. Ismerjék meg Ohm törvényét, és legyenek jártasak annak alkalmazásában. Szerezzenek jártasságot az elektromos áram hatásainak kísérleti vizsgálatában, elemzésében. Tudják értelmezni egyes, az elektromos áram hatásain alapuló gyakorlati eszközök működését. A baleset-megelőzési szabályok értelmi alapon történő elfogadtatása. Tudjanak elektromos munkát és teljesítményt számolni. Tudják, hogyan lehet takarékoskodni az elektromos árammal. Óra 16. Az elektromos ellenállás. Ohm törvénye. Elektromos ellenállás és mértékegysége, Ohm törvénye, 17. A vezetékek elektromos ellenállása. R függése a hossztól, keresztmetszettől, anyagi minőségtől, hőmérséklettől. 18. Feladatok megoldása. R, U, I kiszámolása következtetéssel és képlettel. 19. Több fogyasztó az áramkörben. Eredő ellenállás. Az ellenállás mint az anyag egy tulajdonsága; mint fizikai mennyiség; mint eszköz. (Kk , 19.14) Ohm munkássága. (természettudományi, matematikai, technikai és informatikai Az ellenállás modellezése, meghatározás, függése anyagi tényezőktől. (Kk ) (technikai, természettudományi komp.fejl.) Táblázat használata. (társas, matematikai, technikai Az eredő vagy helyettesítő ellenállás jelentősége, meghatározása mérések segítségével. Tanulókísérlet. (Kk ) (technika, természettudományi, matematikai 20. Gyakorló óra Eredő ellenállás meghatározása méréssel és számolással. (technikai és matematikai 21. Az egyenáram hatásai. Hőhatás, kémiai hatás, elektróda, anód, katód, elektrolit, élettani hatás, mágneses hatás, vasmag. Galvánelemek a gyakorlatban. Környezetvédelmi vonatkozások, környezetszennyezés. Balesetvédelem. (Kk ) (ökológiai, technikai, társas, anyanyelvi Matematika: az egyenesen arányos mennyiségek hányadosa állandó. Grafikonkészítés, elemzés. Technika: az ellenállás szerepe a technikában. Kémia: anyagszerkezet, anyagfajták, fajlagos ellenállás. Matematika: egyenes és fordított arányosság, grafikus ábrázolás. Technika: Fogyasztók a háztartásban, a technikában. Matematika, technika. Különféle elemek, akkumulátorok a gyakorlatban, a technikában. Biológia: az elektromos áram hatása az élő szervezetekre. 8

9 Óra 22. Az elektromos munka és teljesítmény kiszámolása. Az elektromos energia, munka és teljesítmény, mértékegységeik. Névleges feszültség, névleges teljesítmény. Elektromos fogyasztásmérő működési elvének értelmezése, elektromos energiával való takarékoskodás jelentősége. (ökológiai, technikai, matematikai 23. Feladatmegoldó óra W és P kiszámolása mért és megadott adatok alapján. (technikai és matematikai 24. Gyakorló óra 25. Összefoglalás A tankönyvi táblázat használata. 26. Szóbeli ellenőrző óra 27. Írásbeli ellenőrző óra II. témazáró 28. Hiánypótló óra Matematika, technika. Matematika: következtetés, képlet. III. témakör: AZ ELEKTROMÁGNESES INDUKCIÓ. A VÁLTAKOZÓ ÁRAM Oktatási célok és feladatok: Az elektromos és mágneses mező kölcsönhatásának vizsgálata. Az elektromágneses indukció megvalósulásának feltételei. Váltakozó áram létrehozásának technikai megoldásai. Tudják megnevezni a váltakozó áram hatásait és előnyeit. Ismerjék az elektromágneses indukció leggyakrabban használt alkalmazásait, a transzformátor felépítését, működését, a távvezetékrendszereket. Ismerjék az elektromos áram szerepét a környezetben. Óra 29. Az elektromágneses indukció. Indukált feszültség, indukált áram. 30. A váltakozó áram. Váltakozó áram és hatásai, generátor. Kísérletileg igazolni, hogy a mágneses mező változásakor elektromos mező keletkezik. (Kk ) Lenz törvénye és az energiamegmaradás. Faraday élete és munkássága. (technikai, természettudományi, kulturális Váltakozó áram létrehozása kísérlettel (Kk. 20.4) Jedlik Ányos élete és munkássága, a dinamó. Elsősegélynyújtás elektromos áram okozta baleseteknél (technikai, kulturális, ökológiai Természetismeret. Technika. Biológia, technika: elektromos eszközök a háztartásban. 9

10 Óra 31. A transzformátor. Primer és szekunder tekercs, le- és feltranszformálás. Energiamegmaradás a transzformátornál. Transzformátorok teljesítménye, hatásfoka. (Kk ) (technikai, természettudományi, matematikai 32. Feladatmegoldó óra Kvantitatív feladatok transzformátorokra. (technikai és matematikai 33. Az elektromos távvezetékrendszer 34. A váltakozó áram hatásainak néhány gyakorlati alkalmazása I. 35. A váltakozó áram hatásainak néhány gyakorlati alkalmazása II. 36. Gyakorló óra Az el. energia szállításának kísérleti modellezése Elektrovarián. (Kk. 20.7) Déri, Bláthy, Zipernowsky munkássága. (technikai, ökológiai, természettudományi Hőhatáson alapuló eszközök és kapcsolási rajzuk. Edison és Bródy Imre élete és munkássága. (technikai, informatikai A mágneses hatáson alapuló eszközök és kapcsolási rajzuk (technikai, természettudományi 37. Összefoglaló óra Tankönyvi táblázat. 38. Ellenőrző óra II. témazáró. 39. Hiánypótlás Matematika: arányos összefüggések. Technika: transzformátorok a gyakorlatban. Matematika: következtetés, aránypár. Technika: energiagazdálkodás fontossága. Technika. Technika. IV. témakör: FÉNYTAN Oktatási célok, feladatok: Annak tudatosítása, hogy a fény anyag, kölcsönhatásra képes, az élethez nélkülözhetetlen. A fény terjedési tulajdonságainak ismertetése. Árnyékjelenségek; a Nap- és Holdfogyatkozás értelmezése. A fényvisszaverődés és fénytörés jelenségeinek és törvényeinek bemutatása és értelmezése. Egyszerű optikai eszközök működésének ismertetése. Az emberi szem képalkotása, szemhibák és korrigálásuk modellezése, értelmezése. A folytonos színkép kísérleti bemutatása, a testek színének magyarázata. Óra 10

11 Óra 40. A fény tulajdonságai. Fénytani sűrűség, visszaverődés, törés, fénysebesség. 41. Fényvisszaverődés síktükörről. Beesési szög, beesési merőleges, visszaverődési szög, képpont, látszólagos kép, kép- és tárgytávolság, képpont. A periszkóp. 42. Fényvisszaverődés gömbtükörről. Homorú és domború gömbtükör, nevezetes elemeik. 43. Fénytörés. Megtört fénysugár, prizma. 44. Fénytani lencsék. Gyűjtő- és szórólencsék, fénytani lencsék nevezetes elemei, sugármenetek. A fény kölcsönhatásainak és egyenes vonalú terjedésének igazolása. (Kk ) fénysebesség, árnyékjelenségek. (Kk ) (anyanyelvi, természettudományi, ökológiai, kulturális Látszólagos kép, képszerkesztésének bemutatása, szerkesztése. (Kk. 21,6-7; 21.9) (technikai, matematikai komp.fejl.) Gömbtükrök nevezetes elemeinek bemutatása, nevezetes sugármenetek vizsgálata, képszerkesztések. (Kk. 21.8) (technikai, matematikai komp.fejl.) Fénytörések vizsgálata, értelmezése optikai sűrűségekkel. (Kk ) (technikai, ökológiai, kulturális Fénytani lencsék nevezetes elemeinek bemutatása, sugármenetek vizsgálata, képszerkesztések. (Kk ) (technikai, kulturális, informatikai 45. Gyakorló óra Képszerkesztések 46. Optikai eszközök. Emberi szem, szemlencse, pupilla, ideghártya, rövid- és távollátás, dioptria, vetítőgép, mikroszkóp, távcsövek. Az emberi szem, a fényképezőgép, a diavetítő, a mikroszkóp, a távcsövek működésének modellezése optikai padon. Tudománytörténeti vonatkozások (Kk ) (ökológiai, biológiai, informatikai, kulturális 47. A színek A fehér fény összetett fény. A szivárvány keletkezésének modellezése, testek színének magyarázata. (Kk ) (természettudományi, ökológiai, kulturális, informatikai 48. Gyakorló óra 49. Összefoglaló óra Tankönyvi táblázat, videofelvétel. 50. Ellenőrzés IV. témazáró. Földrajz: Nap- és Holdfogyatkozás, fényév. Biológia. Geometria, technika. Technika: közlekedés, visszapillantó tükrök, geometria. Csillagászat. Fénytörések a természetben. Geometria. Technika, biológia. Rajz: színelmélet. Csillagászat. 11

12 Óra 51. Hiánypótlás Év végi összefoglalás 12