Imię i nazwisko autora:

Anna Kaczorowska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Zabawy ze stałą grawitacyjną

Grupa docelowa:

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

Podstawa programowa

Zakres podstawowy

III. Grawitacja i elementy astronomii.

Zakres rozszerzony

IV. Grawitacja i elementy astronomii

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. wymienia obliczenia zaprezentowane przez konkurujące grupy związane z obliczaniem wartości siły grawitacyjnej,

2. analizuje i porównuje, na przykładzie Ziemi, Słońca i innych ciał w galaktyce, skalę wielkości mas we Wszechświecie,

3. ocenia, jakie jest znaczenie znajomości dokładnej wartości stałej grawitacji dla współczesnych pomiarów astronomicznych.

Strategie nauczania

game‑based learning

Metody nauczania

analiza pomysłów

Formy zajęć:

Praca w dwóch grupach jako przygotowanie do zabawy oraz praca całą klasa w czasie realizacji lekcji.

Środki dydaktyczne:

Komputer z rzutnikiem.

Materiały pomocnicze

E‑materiał: „Dlaczego wyznaczenie stałej grawitacyjnej było ważne”.

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Lekcja będzie grą - „Obrona stałej grawitacyjnej”. Klasa będzie uczestniczyć słuchając argumentów dwóch zespołów. Zespoły będą pięcioosobowe i przed lekcją do gry muszą się przygotować.

Faza realizacyjna:

Pierwszy etap polega na tym, że każdy z zespołów przedstawia swoją tezę. Teza pierwszego zespołu polega na przedstawieniu konsekwencji tego, że stała grawitacyjna ma wartość $G = 6,67\cdot 10^{-11}\,\text{Nm}^2\text{/kg}^2$. Przedstawienie powinno opierać się na konkretnych przykładach wartości siły grawitacyjnej pomiędzy wybranymi ciałami oraz zjawisk, które są konsekwencją tej wartości. Wśród nich może pojawić się film pokazujący metodę Cavendisha obliczania siły grawitacyjnej.

Druga grupa prezentuje, jak wyglądałby świat i Wszechświat, gdyby stała miała wartość 1000 razy większą. Stanowisko musi być zaprezentowane z wykorzystaniem wcześniej przeprowadzonych rachunków i próby przedstawienia konsekwencji takiej wartości stałej.

Po takich prezentacjach publiczność może zadawać pytania członkom obu zespołów.

Faza podsumowująca:

Ocenie podlega rzeczowość przedstawionych stanowisk i - w przypadku drugiego zespołu - pewna kreatywność.

Oceny dokonuje nauczyciel wraz z zespołem dwojga ekspertów wybranych spośród uczniów na początku lekcji.

Praca domowa:

Oceń i opisz w postaci pisemnej pracy, jakie mogły być konsekwencje tego, że Cavedish wyznaczył stałą grawitacyjną jako $G = 6,66\cdot 10^{-11}\,\text{Nm}^2\text{/kg}^2$.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film i grafika przedstawiają historyczne sposoby wyznaczania stałej grawitacyjnej. Wraz z pytaniami aktywizującymi mogą być dobrym tematem koła przedmiotowego.