Imię i nazwisko autora:

Jarosław Krakowski

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Odkształcanie ciał stałych

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość.
IV. Drgania. Uczeń:
1) opisuje proporcjonalność siły sprężystości do wydłużenia; posługuje się współczynnikiem sprężystości i jego jednostką.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji.
V. Drgania. Uczeń:
1) opisuje proporcjonalność siły sprężystości do wydłużenia; posługuje się współczynnikiem sprężystości i jego jednostką.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. tłumaczy, na czym polegają odkształcenia sprężyste i niesprężyste,

2. podaje przykłady i ich zastosowania materiałów wykazujących plastyczność,

3. tłumaczy, co dzieje się w materiale poddanym odkształceniom,

4. analizuje i interpretuje animację ilustrującą odkształcenie metalowego pręta.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna – polega na dostrzeganiu i definiowaniu oraz odkrywaniu rzeczywistości poprzez eksperyment

Metody nauczania:

doświadczenie uczniowskie

Formy zajęć:

praca w grupach, praca zespołowa

Środki dydaktyczne:

zestawy ćwiczeń, animacja/model 3D, ilustracje sposobów odkształcania ciał stałych w zależności od sposobu przyłożenia sił zewnętrznych, wykresy ilustrujące rozciąganie różnych typów ciał, gumki spełniające prawo Hooke’a, zestawy ciężarków o masie 50g

Materiały pomocnicze:

rzutnik multimedialny, ekran

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel zadaje pytanie uczniom:

• Co może dziać się z ciałem pod wpływem sił zewnętrznych (nie mówimy o wpływie na ruch ciała)?

Uczniowie formułują odpowiedź (z pomocą nauczyciela): ciało może odkształcać się na różne sposoby, w zależności od sposobu przyłożenia sił.
Nauczyciel zadaje pytanie:

• Jakie znacie sposoby odkształcania ciał stałych?

Uczniowie formułują odpowiedź (z pomocą nauczyciela): ciała mogą odkształcać się sprężyście, plastycznie lub krucho, czyli pękać.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wprowadza uczniów w cel eksperymentu, którego zadaniem jest modelowanie odkształcenia sprężystego ciał stałych.
Uczniowie w grupach wykonują doświadczenie, polegające na badaniu zależności wydłużenia gumki pod wpływem wzrastającego obciążenia - doczepiają do gumki kolejne ciężarki i mierzą jej rozciągnięcie.
Uczniowie sporządzają wykres zależności siły rozciągającej od wydłużenia gumki.
Uczniowie dostrzegają liniową zależność między siłą i wydłużeniem.
Uczniowie powtarzają eksperyment dla dwóch gumek połączonych „równolegle” i „szeregowo”
Uczniowie dostrzegają wpływ grubości i długości odkształcanej gumki na wydłużenie.
Uczniowie z pomocą nauczyciela formułują prawo Hooke’a.
Nauczyciel przedstawia wykresy ilustrujące różne sposoby odkształcania się ciał pod wpływem sił zewnętrznych i demonstruje przebieg odkształceń po przekroczeniu granicy plastyczności na przykładzie gumki.
Uczniowie analizują przedstawione wykresy i dostrzegają różnicę w zachowaniu się materiałów plastycznych i kruchych.

Faza podsumowująca:

Uczniowie, wykorzystując zdobytą wiedzę, rozwiązują zadania: 1, 2, 3 i 7 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

W ramach powtórzenia i utrwalenia wiadomości, uczniowie rozwiązują zadania: 4, 5, 6 i 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium może być wykorzystane przy realizacji innych tematów na temat odkształceń ciał i przy powtarzaniu wiadomości.