Imię i nazwisko autora:

Jarosław Krakowski

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Wyznaczenie współczynnika sprężystości sprężyny

Grupa docelowa:

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

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
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:
1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności;
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;
9) dopasowuje prostą do danych przedstawionych w postaci wykresu; interpretuje nachylenie tej prostej i punkty przecięcia z osiami;
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:
1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności;
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;
9) dopasowuje prostą do danych przedstawionych w postaci wykresu; interpretuje nachylenie tej prostej i punkty przecięcia z osiami;
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 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. wyjaśnia, czym jest współczynnik sprężystości i jaką ma jednostkę,

2. analizuje wykres zależności między siłą a wydłużeniem dla sprężyny,

3. definiuje odkształcenie sprężyste.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna – polega na dostrzeganiu i definiowaniu oraz odkrywaniu rzeczywistości poprzez eksperyment; IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe)

Metody nauczania:

doświadczenie uczniowskie

Formy zajęć:

praca w grupach, praca zespołowa

Środki dydaktyczne:

rzutnik multimedialny, ekran, zestawy ćwiczeń, sprężynki, zestawy ciężarków o masie 50g

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel zadaje pytanie uczniom: Co to jest odkształcenie sprężyste i dla jakich ciał jest charakterystyczne?
Uczniowie, na podstawie obserwacji zachowania się sprężyn o różnym współczynniku sprężystości, formułują odpowiedź (z pomocą nauczyciela) - odkształcenie sprężyste polega na tym, że ciało wraca do pierwotnego kształtu po usunięciu siły powodującej odkształcenie. Jest typowe dla sprężyn i gumek.
Nauczyciel zadaje pytanie: czy wiecie, jak nazywa się wielkość opisująca odkształcenie sprężyste?
Uczniowie z pomocą nauczyciela formułują definicję współczynnika sprężystości i określają jego jednostkę.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wprowadza uczniów w cel eksperymentu, którego zadaniem jest wyznaczenie współczynnika sprężystości sprężyny.
Uczniowie w grupach wykonują doświadczenie polegające na badaniu zależności wydłużenia sprężyny od obciążenia. Każdej grupie przydzielana jest sprężyna o innym współczynniku sprężystości.
Uczniowie podczepiają do sprężyny ciężarki o znanej masie i mierzą wydłużenie miarką lub linijką. Następnie sporządzają wykres zależności siły rozciągającej od wydłużenia sprężyny. Na podstawie sporządzonego wykresu wyznaczają współczynnik sprężystości sprężyny. Grupy porównują uzyskane wyniki między sobą.

Faza podsumowująca:

Uczniowie, wykorzystując zdobytą wiedzę, rozwiązują zadania: 2, 3, 7, 8 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

W ramach powtórzenia i utrwalenia wiadomości uczniowie rozwiązują zadania: 1, 4, 5, 6 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

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