Imię i nazwisko autora:

Dariusz Aksamit

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak zastosować zasadę zachowania momentu pędu w praktyce?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
17) przedstawia wybrane informacje z historii odkryć kluczowych dla rozwoju fizyki.

III. Mechanika bryły sztywnej. Uczeń:
7) stosuje zasadę zachowania momentu pędu.

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. zastosuje zasadę zachowania momentu pędu do zrozumienia mechanizmu działania żyroskopu,

2. rozpozna wykorzystanie mechanizmów bazujących na zasadzie zachowania momentu pędu w technice.

Strategie i metody nauczania:

eksperymentalno‑obserwacyjna

Formy zajęć:

- praca indywidualna,
- pokaz.

Środki dydaktyczne:

komputer z dostępem do Internetu i projektorem multimedialnym, koło rowerowe z osią

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prosi ochotnika o wykonanie następującego eksperymentu: nauczyciel wręcza uczniowi koło rowerowe, prosi ucznia o ustawienie wyprostowanych rąk pod pewnym kątem względem pionu i rozpoczęcie obracania się dookoła własnej osi. Nie dzieje się nic zaskakującego – ale teraz nauczyciel powtarza eksperyment, wręczając uczniowi mocno rozkręcone koło rowerowe. Tym razem uczeń obracając się wyczuje, że koło dąży do zmiany swojego położenia – tak, aby jego oś tworzyła stały kąt z płaszczyzną obrotu i niezmiennie wskazywała „biegun” nad głową obracającego się ucznia. Eksperyment należy powtórzyć kilkukrotnie z różnymi uczniami, aby samodzielnie poczuli zachowanie się koła. Nauczyciel podsumowuje doświadczenie, wprowadzając pojęcie żyroskopu i żyrokompasu.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel włącza projektor i prezentuje uczniom film z niniejszego e‑materiału. Nauczyciel prosi uczniów o robienie notatek na temat różnych konstrukcji żyroskopowych. Po projekcji nauczyciel prosi uczniów o przedstawienie zanotowanych nazw, zapisując je na tablicy (żyroskop Foucaulta, stabilizatory żyroskopowe, sztuczny horyzont, żyroskopy MEMS, żyroskopy laserowe). Następnie nauczyciel prosi uczniów o dobranie się w grupy, każdej z nich przydzielając jeden z zapisanych na tablicy tematów. Uczniowie mają za zadanie dowiedzieć się więcej o fizycznej zasadzie działania wybranej konstrukcji i na koniec lekcji zreferować tę wiedzę reszcie klasy.

Faza podsumowująca:

Przedstawiciele poszczególnych grup prezentują bardziej szczegółowe informacje na temat konstrukcji, zasady działania i zastosowań wybranych urządzeń, pozostali uczniowie wykonują notatki. Na koniec nauczyciel prosi uczniów o indywidualne rozwiązanie zadań 1, 2, 3, 4 z zestawu ćwiczeń, weryfikując na ile skutecznie przyswoili wiedzę z lekcji.

Praca domowa:

Uczniowie utrwalają wiedzę i zdobyte umiejętności przez rozwiązanie w domu zadań, których nie rozwiązali na lekcji: 5, 6, 7 i 8 z zestawu ćwiczeń. Można zasugerować ochotnikom możliwość wykonania dalszej pracy związanej z wybraną technologią żyroskopów w formie plakatu lub prezentacji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Można polecić uczniom obejrzenie filmu w domu, a następnie przygotowanie w grupach obszerniejszych prezentacji na temat przedstawionych urządzeń – realizując lekcję w formie odwróconej klasy.