Imię i nazwisko autora:

Jarosław Krakowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Maksymalna prędkość w przyrodzie

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;
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.
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń:
4) wskazuje prędkość światła w próżni jako maksymalną prędkość przekazu energii i informacji.

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, dlaczego powstała Szczególna Teoria Względności (STW) Einsteina,

2. wymienia różnice w założeniach mechaniki Newtona i Szczególnej Teorii Względności (STW) Einsteina,

3. tłumaczy, dlaczego prędkość światła jest prędkością graniczną przekazu energii i informacji.

Strategie nauczania:

IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe)

Metody nauczania:

wykład problemowy, burza mózgów

Formy zajęć:

praca zespołowa, praca w grupach

Środki dydaktyczne:

rzutnik, ekran, zestawy zadań

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel zadaje pytanie: jaką maksymalną prędkość mogą uzyskać ciała zgodnie z zasadami mechaniki Newtona?
Uczniowie analizując II zasadę dynamiki i ruch pod wpływem stałej siły dochodzą do wniosku, że teoria Newtona nie ma ograniczenia maksymalnej prędkości.
Nauczyciel przedstawia wzór opisujący zależność prędkości od czasu rozpędzania ciała przez stałą siłę zgodnie z STW.
Uczniowie analizują wzór i dostrzegają ograniczenia maksymalnej prędkości wynikające z STW.
Uczniowie z pomocą nauczyciela wykonują szkice wykresów zależności prędkości od czasu rozpędzania ciała przez stałą siłę zgodnie z teorią Newtona i zgodnie z STW.

Faza realizacyjna:

Uczniowie analizują założenia mechaniki Newtona.
Nauczyciel przedstawia krótko historię powstania STW, zwracając przy tym uwagę na różnicę w założeniach mechaniki Newtona i STW.
Uczniowie z pomocą nauczyciela wyprowadzają wzór opisujący składanie prędkości ciał zgodnie z transformacją Galileusza.
Nauczyciel przedstawia wzór na składanie prędkości otrzymany na podstawie założeń STW.
Uczniowie analizują wyniki składania prędkości na podstawie wzoru wynikającego z STW i dochodzą do wniosku, że prędkość światła nie może być przekroczona ani przez obiekty materialne, ani przez światło.

Faza podsumowująca:

Uczniowie, w grupach, rozwiązują zadania 1, 3, 6, 7. Uczniowie odnoszą się do postawionych celów lekcji, ustalają, które osiągnęli, a które wymagają jeszcze pracy, jakiej i kiedy. W razie potrzeby nauczyciel dostarcza im informację zwrotną kształtującą.

Praca domowa:

W ramach powtórzenia i utrwalenia wiadomości uczniowie rozwiązują zadania: 2, 4, 5, 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film może być wykorzystany przy powtarzaniu wiadomości i innych lekcjach na temat Szczególnej Teorii Względności.