Dla nauczyciela
Scenariusz lekcji
Imię i nazwisko autora: | Włodzimierz Natorf |
Przedmiot: | Fizyka |
Temat zajęć: | Wyznaczanie współczynnika tarcia statycznego za pomocą równi pochyłej |
Grupa docelowa: | III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony |
Podstawa programowa: | Cele kształcenia – wymagania ogólne III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji oraz doświadczeń i wnioskowanie na podstawie ich wyników. Zakres rozszerzony I. Wymagania przekrojowe. II. Mechanika. Uczeń: |
Kształtowane kompetencje kluczowe: | Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:
|
Cele operacyjne: | Uczeń:
|
Strategie nauczania: | IBSE; strategia eksperymentalno‑obserwacyjna |
Metody nauczania: | praca eksperymentalna uczniów |
Formy zajęć: | w grupach 3‑osobowych oraz w zespole klasowym |
Środki dydaktyczne: | Każda grupa wyposażona jest w zestaw doświadczalny: |
Materiały pomocnicze: | instrukcja wykonania doświadczenia, sporządzona przez nauczyciela |
PRZEBIEG LEKCJI | |
Faza wprowadzająca: | |
Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie podstawowych własności siły tarcia statycznego. Przeprowadza jeden wzorcowy pomiar, z klockiem nieobciążonym. Wskazuje istnienie granicznego nachylenia, przy którym zerwane zostaje tarcie statyczne. Uczniowie spekulują, czy nachylenie to wzrastałoby, malałoby, czy pozostawało jednakowe w miarą dociążania klocka. Nauczyciel podaje wzór łączący kąt granicznego nachylenia równi ze współczynnikiem tarcia. Zapowiada, że w ramach pracy domowej uczniowie zapoznają się z wyprowadzeniem tego wzoru. Nauczyciel formułuje hipotezę badawczą: „Nachylenie graniczne, przy którym zerwane zostaje tarcie statyczne, nie zależy od masy klocka” oraz cele doświadczenia: „Zweryfikować tę hipotezę. W przypadku jej potwierdzenia, wyznaczyć wartość współczynnika tarcia”. | |
Faza realizacyjna: | |
Uczniowie w grupach mierzą (bezpośrednio, z dokładnością do 1 cm) wysokość graniczną, na jaką należy podnieść jeden koniec równi, by doprowadzić do zerwania tarcia statycznego. Pomiar (pojedynczy) przeprowadzają dla 6‑8 różnych obciążeń klocka, w tym dla klocka nieobciążonego. Uczniowie mierzą jednokrotnie (bezpośrednio, z dokładnością do 0,5 cm lub lepszą) długość użytej deski. Wyniki pomiarów wpisują do tabeli (wzór w załączeniu). Po zakończeniu pomiarów uczniowie uzupełniają tabelę, obliczając graniczny kąt nachylenia równi. Sporządzają wykres zależności kąta αg od obciążenia klocka. | |
Faza podsumowująca: | |
Uczniowie rozstrzygają, na podstawie swych pomiarów, postawioną hipotezę badawczą. Nauczyciel, kierując dyskusją, wskazuje problematykę niepewności każdego pojedynczego pomiaru. Zwraca uwagę na rozrzuty otrzymanych wyników. Podsumowuje dyskusję i formułuje rozstrzygnięcie hipotezy. Wskazuje przy tym, że przyjąć można, iż podany na początku lekcji związek ma zastosowanie do wykonanego eksperymentu. | |
Praca domowa: | |
Uczniowie (w grupach) zapoznają się z e‑materiałem. Przeprowadzają symulację wykonanego w klasie eksperymentu. Na podstawie zestawu ćwiczeń dokonują analizy własnych wyników, uzyskanych w klasie. Wyznaczają wartość współczynnika tarcia wraz z niepewnością pomiarową. | |
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium: | Cały e‑materiał może służyć jako wprowadzenie do analogicznej lekcji doświadczalnej, jak opisana powyżej. |