Astronomia w programach

szkolnychJerzy M. Kreiner

Katedra AstronomiiUniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie

Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 23 grudnia 2008 r.

w sprawie podstawy programowej wychowania przedszkolnego oraz kształcenia

ogólnego w poszczególnych typach szkół.

Dzienniku Ustaw nr 4, poz. 17 z dnia 15 stycznia 2009 r.

m. in. „nowy” przedmiot: FIZYKAzamiast dotychczasowego: FIZYKA i ASTRONOMIA

Dotychczas elementy astronomii były nauczane:

W szkole podstawowej ( II etap edukacyjny):przedmiot: przyroda

W gimnazjum: ( III etap edukacyjny):przedmiot: fizyka i astronomia

geografiaW liceum (IV etap edukacyjny):

przedmiot: fizyka i astronomia(poziom podstawowy i rozszerzony)

PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA OGÓLNEGO (dotychczasowa) DLA SZKÓŁ PODSTAWOWYCH I GIMNAZJÓW

SZKOŁA PODSTAWOWA I i  II ETAP EDUKACYJNY

PRZYRODA

Cele edukacyjne1. Zainteresowanie światem, jego różnorodnością, bogactwem i pięknem.3. Zdobycie umiejętności obserwacji zjawisk przyrodniczych i dokonywania ich opisu.

Treści nauczania

20. Ziemia w Układzie Słonecznym, obserwacje astronomiczne. Osiągnięcia7. Wyjaśnianie zjawisk fizycznych i astronomicznych.

 

PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA OGÓLNEGO (dotychczasowa)

DLA SZKÓŁ PODSTAWOWYCH I GIMNAZJÓWGIMNAZJUM   (III ETAP EDUKACYJNY)

FIZYKA I ASTRONOMIA

Cele edukacyjne

1. Budzenie zainteresowań prawidłowościami świata przyrody.

2. Umiejętność prezentowania wyników własnych obserwacji, eksperymentów i przemyśleń.

3. Poznanie podstawowych praw opisujących przebieg zjawisk fizycznych i astronomicznych w przyrodzie.

Zadania szkoły

3. Zapoznanie z metodami obserwowania, badania i opisywania zjawisk fizycznych i astronomicznych.

4. Ukazanie znaczenia odkryć w naukach przyrodniczych dla rozwoju cywilizacji i rozwiązywania problemów współczesnego świata.

Treści nauczania

14. Układ Słoneczny. Elementy kosmologii.

Osiągnięcia

1. Umiejętność obserwowania i opisywania zjawisk fizycznych i astronomicznych.

2. Umiejętność posługiwania się metodami badawczymi typowymi dla fizyki i astronomii.

4. Opisywanie zjawisk fizycznych i rozwiązywanie problemów fizycznych i astronomicznych z zastosowaniem modeli i technik matematycznych.

PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA OGÓLNEGO (dotychczasowa)

DLA SZKÓŁ PODSTAWOWYCH I GIMNAZJÓWGIMNAZJUM   III ETAP EDUKACYJNY

GEOGRAFIA

Treści nauczania

1. Ziemia jako część Wszechświata.

2. Ziemia jako środowisko życia, jej historia i obraz współczesny.

RAMOWY PLAN NAUCZANIA (dotychczasowy) DLA GIMNAZJUM ROZPORZĄDZENIE MINISTRA EDUKACJI NARODOWEJ I SPORTU

z dnia 12 lutego 2002 r.w sprawie ramowych planów nauczania w szkołach publicznych.

(Dz. U. z dnia 25 lutego 2002 r.)

Lp. Obowiązkowe zajęcia Liczba godzin edukacyjne tygodniowo

w trzyletnim okresie nauczania

1 Język polski 142 Historia 63 Wiedza o społeczeństwie 34 Język obcy nowożytny 9 + (od 6 do 9) 5 Matematyka 126 Fizyka i astronomia 47 Chemia 48 Biologia 49 Geografia 410 Plastyka c) 311 Muzyka c)12 Technika 213 Informatyka 214 Wychowanie fizyczne 9+3 15 Godziny z wychowawcą 316 Religia

PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA OGÓLNEGO (dotychczasowa)

LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCE, LICEUM PROFILOWANE I TECHNIKUMKSZTAŁCENIE W ZAKRESIE PODSTAWOWYM

FIZYKA I ASTRONOMIA

Cele edukacyjne

2. Dostrzeganie natury i struktury fizyki oraz astronomii, ich rozwoju i związku z innymi naukami przyrodniczymi.

5. Zainteresowanie fizyką i astronomią.

Zadania szkoły

2. Rozszerzenie wiedzy fizycznej ucznia w celu pogłębienia rozumienia nauki, jej możliwości i ograniczeń.

3. Ukazanie roli eksperymentu, obserwacji i teorii w poznawaniu przyrody. Zapoznanie uczniów z budowaniem modeli oraz ich rolą w objaśnianiu zjawisk i tworzeniu teorii.

5. Wdrażanie uczniów do samodzielnego formułowania wypowiedzi o zagadnieniach fizycznych i astronomicznych, prowadzenia dyskusji w sposób terminologicznie i merytorycznie poprawny oraz rozwiązywania prostych problemów fizycznych.

Treści nauczania

7. Budowa i ewolucja Wszechświata.Czas - przestrzeń - materia - energia. Cząstki elementarne a historia Wszechświata. Obserwacyjne podstawy kosmologii. Modele kosmologiczne. Galaktyki i ich układy. Ewolucja gwiazd.

10. Współczesne obserwatoria astronomiczne. Osiągnięcia naukowe minionego wieku i ich znaczenie.

Osiągnięcia

1. Umiejętność obserwacji i opisywania zjawisk fizycznych i astronomicznych.

4. Umiejętność planowania i wykonywania doświadczeń fizycznych i prostych obserwacji astronomicznych, zapisywania i analizowania ich wyników. 

 

PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA OGÓLNEGO (dotychczasowa)

LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCE, LICEUM PROFILOWANE I TECHNIKUM

KSZTAŁCENIE W ZAKRESIE ROZSZERZONYMFIZYKA I ASTRONOMIA

Cele edukacyjne1. Rozumienie zjawisk otaczającego świata oraz natury i struktury fizyki i jej związku z innymi naukami przyrodniczymi.3. Wiedza i umiejętności niezbędne do dalszego kształcenia na kierunkach ścisłych, przyrodniczych i technicznych.

Zadania szkoły2. Uzupełnienie i uporządkowanie wiedzy fizycznej i astronomicznej ucznia w celu pogłębienia rozumienia nauki, jej możliwości i ograniczeń oraz przygotowania do studiów na kierunkach ścisłych, przyrodniczych i technicznych.5. Rozwijanie u ucznia umiejętności samodzielnego formułowania wypowiedzi o zagadnieniach fizycznych i astronomicznych, prowadzenia dyskusji w sposób terminologicznie i merytorycznie poprawny, rozwiązywania problemów fizycznych, wykonywania obliczeń.6. Rozwijanie zainteresowania fizyką i astronomią.

Treści nauczania2. Polowy opis oddziaływań.Pole grawitacyjne, ruch masy w polu grawitacyjnym. 8. Przegląd poznanych modeli i teorii fizycznych oraz astronomicznych. Dyskusja ich użyteczności i zakresu stosowalności w powiązaniu z eksperymentalną weryfikacją.

Osiągnięcia1. Umiejętność obserwacji, opisywania, wyjaśniania i przewidywania zjawisk fizycznych i astronomicznych z wykorzystaniem praw fizycznych i modeli, przy świadomości granic ich stosowalności.3. Umiejętność planowania i wykonywania doświadczeń fizycznych i prostych obserwacji astronomicznych, opracowywania i analizowania wyników, sporządzania i interpretacji wykresów.

Ramowy plan nauczania dla trzyletniego liceum ogólnokształcącegoujętych w dotychczasowej podstawie programowej w zakresie podstawowym

Ramowy plan nauczania dla trzyletniego liceum ogólnokształcącegoz matematyką, fizyką i informatyką (przykład)

ujętych w dotychczasowej podstawie programowej w zakresie rozszerzonym

Nowa podstawa programowa wychowania przedszkolnego oraz kształcenia

ogólnego w poszczególnych typach szkół.

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Edukacji Narodowej z dnia 23 grudnia 2008 r

.

weszła w życie z dniem 1 września 2009

Aktualnie elementy astronomii są (będą) nauczane:

W szkole podstawowej ( II etap edukacyjny):przedmiot: przyroda

W gimnazjum: ( III etap edukacyjny):przedmiot: geografia

W liceum (IV etap edukacyjny):przedmiot: fizyka

(poziom podstawowy i rozszerzony)geografia(poziom rozszerzony)przyroda

PODSTAWA PROGRAMOWA PRZEDMIOTU (aktualna) II etap edukacyjny: klasy IV–VI

 PRZYRODA Treści nauczania – wymagania szczegółowe

 2. Orientacja w terenie. Uczeń:

1) wyznacza kierunki na widnokręgu za pomocą kompasu, gnomonu;2) obserwuje widomą wędrówkę Słońca w ciągu doby, miejsca wschodu,górowania i zachodu Słońca, w zależności od pory roku, wskazujezależność między wysokością Słońca a długością cienia;

 11. Ziemia we Wszechświecie. Uczeń:

1) opisuje kształt Ziemi z wykorzystaniem jej modelu – globusa;2) wymienia nazwy planet Układu Słonecznego i porządkuje je według odległości od Słońca;3) wyjaśnia założenia teorii heliocentrycznej Mikołaja Kopernika;4) bada doświadczalnie prostoliniowe rozchodzenie się światła i jego

konsekwencje, np. camera obscura, cień;5) bada zjawisko odbicia światła: od zwierciadeł, powierzchni rozpraszających,

elementów odblaskowych; podaje przykłady stosowania elementów odblaskowych dla bezpieczeństwa;

6) prezentuje za pomocą modelu ruch obiegowy i obrotowy Ziemi;7) odnajduje zależność między ruchem obrotowym Ziemi a zmianą dnia i nocy;8) wykazuje zależność między ruchem obiegowym Ziemi a zmianami pór roku.

II. Szczegółowe uwagi o realizacji podstawy programowej przyrody

w klasach IV-VI (aktualne)

Dział XI. Ziemia we wszechświecie

Zagadnienia dotyczące Ziemi w Układzie Słonecznym mają na celu kształtowanie

u uczniów umiejętności posługiwania się modelem i wyjaśniania obserwowanych zjawisk

na jego bazie. Wcześniejsze zbadanie przez uczniów prostoliniowego rozchodzenia się

i odbicia światła umożliwi im tłumaczenie obserwowanych zjawisk

Proponowane doświadczenia

…………………..

- modelowanie układu Słońce-Ziemia z uwzględnieniem oświetlenia.

PODSTAWA PROGRAMOWA PRZEDMIOTU GEOGRAFIA III etap edukacyjny (gimnazjum)

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

2. Kształt, ruchy Ziemi i ich następstwa. Uczeń:1) podaje główne cechy kształtu i wymiarów Ziemi; odczytuje współrzędne geograficzne na globusie;2) posługuje się ze zrozumieniem pojęciami: ruch obrotowy Ziemi, czas słoneczny, czas strefowy; podaje cechy ruchu obrotowego; wyjaśnia, dlaczego zostały wprowadzone strefy czasowe i granica zmiany daty; posługuje się mapą stref czasowych do określania różnicy czasu strefowego i słonecznego na Ziemi;3) podaje cechy ruchu obiegowego Ziemi; przedstawia (wykorzystując również własne obserwacje) zmiany w oświetleniu Ziemi oraz w długości trwania dnia i nocy w różnych szerokościach geograficznych i porach roku;4) podaje najważniejsze geograficzne następstwa ruchów Ziemi.

Ramowy plan nauczania (aktualny) IV etap edukacyjny — liceum

W liceum ogólnokształcącym obowiązkowymi zajęciami są:

• język polski, • język obcy nowożytny, • drugi język obcy nowożytny,• wiedza o kulturze, • historia, • wiedza o społeczeństwie,• podstawy przedsiębiorczości, • geografia, • biologia, • chemia,• fizyka, • matematyka, • informatyka• wychowanie fizyczne, • przysposobienie obronne, • religia/etyka

Każdy uczeń liceum podczas swojej trzyletniej nauki powinien mieć zorganizowane przynajmniej:

30 godz. fizyki, a jeśli wybierze program rozszerzony jeszcze dodatkowo 240 godz.,

120 godz. bloku przyroda, jeśli nie wybrał programu rozszerzonego geografii, biologii, chemii lub fizyki,

PODSTAWA PROGRAMOWA (aktualna) PRZEDMIOTU FIZYKAIV etap edukacyjny – zakres podstawowy

1. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:5) wyjaśnia wpływ siły grawitacji Słońca na ruch planet i siły grawitacji planet na ruch ich księżyców, wskazuje siłę grawitacji jako przyczynę spadania ciał na powierzchnię Ziemi;6) posługuje się pojęciem pierwszej prędkości kosmicznej i satelity geostacjonarnego; opisuje ruch sztucznych satelitów wokół Ziemi (jakościowo), wskazuje siłę grawitacji jako siłę dośrodkową, wyznacza zależność okresu ruchu od promienia orbity (stosuje III prawo Keplera);7) wyjaśnia, dlaczego planety widziane z Ziemi przesuwają się na tlegwiazd;8) wyjaśnia przyczynę występowania faz i zaćmień Księżyca;9) opisuje zasadę pomiaru odległości z Ziemi do Księżyca i planet opartą na paralaksie i zasadę pomiaru odległości od najbliższych gwiazd opartą na paralaksie rocznej, posługuje się pojęciem jednostki astronomicznej i roku świetlnego;10) opisuje zasadę określania orientacyjnego wieku Układu Słonecznego;11) opisuje budowę Galaktyki i miejsce Układu Słonecznego w Galaktyce;12) opisuje Wielki Wybuch jako początek znanego nam Wszechświata; zna przybliżony wiek Wszechświata, opisuje rozszerzanie się Wszechświata (ucieczkę galaktyk).

3. Fizyka jądrowa. Uczeń:11) opisuje reakcje termojądrowe zachodzące w gwiazdach oraz w bombie wodorowej.

PODSTAWA PROGRAMOWA (aktualna) PRZEDMIOTU FIZYKAIV etap edukacyjny – zakres rozszerzony

4. Grawitacja. Uczeń:4) wyprowadza związek między przyspieszeniem grawitacyjnym na

powierzchni planety a jej masą i promieniem;6) wyjaśnia pojęcie pierwszej i drugiej prędkości kosmicznej; oblicza ich

wartości dla różnych ciał niebieskich;7) oblicza okres ruchu satelitów (bez napędu) wokół Ziemi;8) oblicza okresy obiegu planet i ich średnie odległości od gwiazdy, wykorzystując III prawo Keplera dla orbit kołowych;9) oblicza masę ciała niebieskiego na podstawie obserwacji ruchu jego satelity.

PODSTAWA PROGRAMOWA (aktualna) IV etap edukacyjny – zakres rozszerzony

  GEOGRAFIATreści nauczania – wymagania szczegółowe

2. Ziemia we Wszechświecie. Uczeń:

1) wyjaśnia cechy budowy i określa położenie różnych ciał niebieskich we Wszechświecie;2) charakteryzuje ciała niebieskie tworzące Układ Słoneczny;3) wskazuje konsekwencje ruchów Ziemi;4) oblicza wysokość górowania Słońca w dowolnym miejscu na Ziemi w dniach równonocy

i przesileń;5) oblicza szerokość geograficzną dowolnego punktu na powierzchni Ziemi na podstawie

wysokości górowania Słońca w dniach równonocy i przesileń;6) opisuje różnice między astronomicznymi, kalendarzowymi i klimatycznymi porami roku;7) wyjaśnia przyczynę występowania: dni i nocy polarnych na obszarach podbiegu nowych,

zorzy polarnej, zaćmień Słońca i Księżyca;8) wskazuje skutki występowania siły Coriolisa dla środowiska przyrodniczego.

Przyroda w liceumwątki tematyczne

PODSTAWA PROGRAMOWA (aktualna) IV etap edukacyjny ( liceum ) przedmiot uzupełniający: PRZYRODA

Wątki tematyczne i tematy zajęć 

1. Metoda naukowa i wyjaśnianie świata:1.4. teoria powstania i ewolucji Wszechświata; jaka jest przyszłość świata?

 2. Historia myśli naukowej:2.1. poglądy na budowę Wszechświata w starożytności i średniowieczu; teoria

heliocentryczna Kopernika; obserwacje Galileusza, Keplera; prawo powszechnej grawitacji Newtona;

współczesnepoglądy na budowę Wszechświata;

 5. Nauka i pseudonauka5.1. astrologia (...) - co na ten temat mówi fizyka

6. Nauka w mediach:6.1. najnowsze osiągnięcia w badaniach kosmosu, np. odkrycie planet krążących wokół innych

gwiazd; 7. Nauka w komputerze:

7.1. Wszechświat w komputerze; 8. Polscy badacze i ich odkrycia:

8.1. M. Kopernik i system geocentryczny (!); 9. Wynalazki, które zmieniły świat:

9.4. GPS – świat na wyciągnięcie ręki;10. Energia – od Słońca do żarówki:

10.1. światło płomienia, żarówki, lasera; energia słoneczna, jądrowa i termojądrowa;18.  Barwy i zapachy świata

18.4 (...) dni i noce w różnych częściach Ziemi19. Cykle, rytmy i czas:

19.1. zjawiska okresowe w przyrodzie; kalendarze; zegary i standard czasu;22.Piękno i uroda

22.1. Historyczna koncepcja harmonii sfer jako motywacja poznawania Wszechświata od Pitagorasa do Einsteina

24. Największe i najmniejsze24.1.największe i najmniejsze odległości; najkrótsze i najdłuższe czasy.

PODSTAWA PROGRAMOWA (aktualna) IV etap edukacyjny [liceum]

przedmiot uzupełniający: PRZYRODA

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

 1. Metoda naukowa i wyjaśnianie świata. Uczeń:8) przedstawia różne teorie dotyczące rozwoju Wszechświata, korzystając z wiedzy

z różnych źródeł informacji.2. Historia myśli naukowej. Uczeń:

1) omawia rozwój danej nauki (fi zyki, chemii, biologii) od starożytności po współczesność, podaje przykłady najważniejszych osiągnięć w poszczególnych okresach;2) ocenia znaczenie obserwacji i eksperymentów w rozwoju danej nauki;3) wyjaśnia, dlaczego obiekty i zjawiska odkryte przez Galileusza nie były znane wcześniej;4) przedstawia hierarchiczną budowę Wszechświata, wskazując na różnice skal wielkości

i wzajemnej odległości obiektów astronomicznych;5) przedstawia ewolucję poglądów na budowę Wszechświata;

7. Nauka w komputerze. Uczeń:4) interpretuje obiekty astronomiczne na symulacjach komputerowych;

8. Polscy badacze i ich odkrycia. Uczeń:1) omawia wkład polskich badaczy w rozwój fizyki, chemii, biologii i geografii;2) ocenia znaczenie (naukowe, społeczne, gospodarcze, historyczno-polityczne) dokonanych przez nich odkryć;

19. Cykle, rytmy i czas. Uczeń:1) wymienia zjawiska okresowe w przyrodzie, podaje zjawiska okresowe będące podstawą kalendarza i standardu czasu;

24. Największe i najmniejsze. Uczeń:1) wymienia obiekty fizyczne o największych rozmiarach (np. galaktyki) oraz najmniejszych (jądro atomowe), wymienia metody pomiarów bardzo krótkich i bardzo długich czasów i odległości;

KOMENTARZ DO PODSTAWY PROGRAMOWEJ (aktualnej) W LICEUM

PRZYRODA Krzysztof Spalik, Małgorzata Jagiełło, Grażyna Skirmuntt, Wawrzyniec Kofta

Przedmiot uzupełniający przyroda jest adresowany do tych uczniów, którzy nie wybrali żadnego z przedmiotów przyrodniczych (biologia, fi zyka, chemia,geografi a) do realizacji w zakresie rozszerzonym. Uczniowie ci zakończą naukę przedmiotów przyrodniczych, w tym biologii, po I klasie szkoły ponadgimnazjalnej.Tym samym w klasie II i III będą mogli skupić się na nauce tych przedmiotów, których będą uczyć się w zakresie rozszerzonym. Przyroda jest przedmiotem uzupełniającym, ale obowiązkowym dla opisanej grupy uczniów, to znaczy, że przedmiot będzie oceniany tak samo, jak pozostałe, a ocena roczna będzie miała wpływ na średnią ocen i promocję ucznia do następnej klasy. Jednak fakt, że przyroda jest przedmiotem uzupełniającym, stwarza niespotykane dotychczas w praktyce szkolnej możliwości dla szkoły, uczniów i nauczycieli w zakresie fakultatywnego wyboru treści nauczania.Treści przedmiotu przyroda zostały podzielone na 4 wątki przedmiotowe (kolumny) oraz 24 wątki tematyczne (wiersze). Okno tabeli odpowiada 1–2 godzinom lekcyjnym. Wątki tematyczne zostały dodatkowo pogrupowane w trzy zestawy, aby ułatwić nauczycielom wybór spójnego materiału do realizacji.Warto zauważyć, że podstawa określa zagadnienia i przypisane im wymagania jako przykładowe – a zatem nauczyciel może także zaproponować inne wątki tematyczne. Istotne jest jednak zachowanie szerokiego wachlarza omawianych zagadnień, ich interdyscyplinarności oraz związku z życiem codziennym. W szczególności, nie powinno się mechanicznie przenosić do przedmiotu przyroda zagadnień z przedmiotów przyrodniczych realizowanych w wersji rozszerzonej.

Kształcenie w zakresie podstaw astronomii na poziomie wyższym

(z wyjątkiem studiów astronomii)

Fizyka studia I stopnia (licencjackie)Astronomia (30 godzin)

Geografia studia I stopnia (licencjackie)Astronomiczne podstawy geografii (30 godzin)Fizyka i chemia Ziemi (30 godzin)

Załącznik nr 34Standardy kształcenia dla kierunku studiów:FizykaA. STUDIA PIERWSZEGO STOPNIA3. Kształcenie w zakresie astronomii

Treści kształcenia: Ważniejsze odkrycia astronomiczne do połowy XIX wieku.Nośniki informacji o Wszechświecie. Fizyka i ewolucja gwiazd. Materiamiędzygwiazdowa. Budowa Galaktyki. Astronomia pozagalaktyczna. Elementy kosmologii.

Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje: rozumienia zjawisk astronomicznych i praw nimi rządzących; posługiwania się terminologią astronomiczną; oceny aktualnego stanu badań astronomicznych.

Załącznik nr 37Standardy kształcenia dla kierunku studiów:GeografiaA. STUDIA PIERWSZEGO STOPNIA2. Kształcenie w zakresie astronomicznych podstaw geografii (30 godzin)

Treści kształcenia: Układy współrzędnych sferycznych stosowane w astronomii i geografii.Elementarne zjawiska na sferze niebieskiej. Wpływ atmosfery ziemskiej na obserwacje ciałniebieskich. Ruch roczny Słońca. Czas – skale czasowe używane w astronomii. Instrumentyastronomiczne. Wyznaczanie szerokości i długości geograficznej oraz czasu i azymutu zobserwacji astronomicznych. Wykorzystywanie sztucznych satelitów Ziemi. Prawa ruchuplanet. Układ Słoneczny. Słońce i jego oddziaływanie na Ziemi.

Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje: posługiwania się wiedzą z zakresuastronomii do określenia relacji miedzy Ziemią jako planetą a zjawiskami zachodzącymi watmosferze, hydrosferze i litosferze; umiejscawiania tych zjawisk na powierzchni Ziemi.

Załącznik nr 37Standardy kształcenia dla kierunku studiów:GeografiaA. STUDIA PIERWSZEGO STOPNIA

5. Kształcenie w zakresie fizyki i chemii Ziemi (30 godzin)

Treści kształcenia: Ewolucja materii we Wszechświecie. Pole elektromagnetyczne. Pole geomagnetyczne. Ruchy ciał niebieskich w układzie topocentrycznym. Ruch obrotowy i obiegowy Ziemi. Zjawiska związane z układami Ziemia – Słońce oraz Ziemia – Księżyc. Drgania i fale. Teoria elastyczności w badaniu ośrodków skalnych. Zjawisko promieniotwórczości, przemiany promieniotwórcze. Badania fizyczne mikrostruktury minerałów i skał. Zasady zachowania energii i masy. Dynamika płynów. Termodynamika fenomenologiczna. Woda i procesy w niej zachodzące. Migracje pierwiastków chemicznych w wodzie i atmosferze.

Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje: wykorzystywania praw fizyki i chemii do wyjaśnienia genezy zjawisk występujących w środowisku; prognozowania zachowania środowiska; identyfikowania skutków działania praw przyrody; wykorzystywania praw przyrody w działalności człowieka.