Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska, Krzysztof Lorek

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Badanie prędkości rozchodzenia się fal w różnych ośrodkach

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy

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:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
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;
13) posługuje się pojęciem niepewności pomiaru wielkości prostych; zapisuje wynik pomiaru wraz z jego jednostką oraz z uwzględnieniem informacji o niepewności.
IX. Fale i optyka. Uczeń:
6) rozróżnia fale poprzeczne i podłużne; opisuje światło jako falę elektromagnetyczną; opisuje polaryzację światła wynikającą z poprzecznego charakteru fali.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

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

• kompetencje cyfrowe,

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

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. objaśni, czym jest dźwięk;

2. poda, od czego zależy prędkość fali dźwiękowej;

3. wyznaczy w Wirtualnym Laboratorium prędkość fal dźwiękowych dla trzech różnych ośrodków;

4. przeprowadzi analizę niepewności pomiarowych wyznaczanych wielkości.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

wykład informacyjny, pokaz multimedialny, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca w grupach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiał: „Jak rozchodzi się dźwięk w powietrzu?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
Odwołanie do codziennej wiedzy uczniów o dźwiękach.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wyjaśnia, że dźwięk jest falą rozchodzącą się w ośrodku. Uczniowie przypominają (z pomocą nauczyciela), na czym polega ruch falowy i czym różni się fala poprzeczna od fali podłużnej. Po ustaleniu, że dźwięk jest falą podłużną, nauczyciel wyjaśnia, od czego zależy prędkość dźwięku: od stanu skupienia ośrodka, a dla gazów od temperatury.
Uczniowie zapoznają się z doświadczeniem w Wirtualnym Laboratorium, mającym na celu wyznaczenie prędkości fali w 3 różnych ośrodkach. Nauczyciel omawia analizę niepewności w tym doświadczeniu, wyjaśniając, jak oblicza się niepewność pomiarową wielkości mierzonych pośrednio. Uczniowie w dyskusji proponują, jak wybrać położenie mikrofonów w doświadczeniu, aby wynik był możliwie najbardziej dokładny.
Uczniowie w grupach dwuosobowych wykonują pomiary, obliczają wartości prędkości fali w powietrzu, wodzie i żelazie, a następnie szacują niepewność pomiarową każdego pomiaru.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w dyskusji starają się zinterpretować wyniki doświadczenia i wyjaśnić, dlaczego prędkość fali w stali jest największa. Z pomocą nauczyciela dochodzą do wniosku, że cząsteczki stali są gęsto ułożone i silnie związane, więc przekaz energii sąsiednim cząsteczkom odbywa się szybciej niż w powietrzu, gdzie cząsteczki są w znacznej odległości od siebie.

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń: 1 – 5 obowiązkowo i do wyboru jedno z pozostałych zadań.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium może być wykorzystane przez uczniów jako praca domowa przed lekcją i być wprowadzeniem do tematu.