Imię i nazwisko autora:

Dariusz Aksamit

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Działanie silnika spalinowego w świetle praw mechaniki

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy
Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.

III. Mechaniki bryły sztywnej.
Uczeń:
3) stosuje warunki statyki bryły sztywnej; posługuje się pojęciem momentu sił wraz z 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. wymienia elementy budowy silnika spalinowego,

2. tłumaczy, czym jest ruch tłoczno‑zwrotny,

3. definiuje moment obrotowy silnika,

4. oblicza moc silnika spalinowego.

Strategie i metody nauczania:

- project‑based learning,
- metoda projektów.

Formy zajęć:

praca grupowa

Środki dydaktyczne:

komputer z dostępem do Internetu i projektorem multimedialnym, kawałki drewna lub tektury, narzędzia do wycinania, kleje

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel wypisuje na tablicy nazwy elementów składających się na układ napędowy silnika (tłok, korbowód, wał korbowy, zawory, komora spalania, wałek rozrządu…). Następnie pyta uczniów, które z tych słów znają i rozumieją funkcję, jaką pełnią te elementy. Nauczyciel zbiera wiedzę uczniów, uzupełniając ewentualne braki.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel prezentuje symulację interaktywną z niniejszego e‑materiału, pokazującą pracę tłoka. Aby upewnić się, że wszyscy uczniowie zrozumieli zasadę działania mechanizmu korbowego, nauczyciel prosi o rozwiązanie zadań 6, 7 i 8 z zestawu ćwiczeń. Uczniowie dobierają się w grupy, z zadaniem zbudowania prostego mechanizmu korbowego. Mogą wykorzystać do tego różne materiały, np. formować wał korbowy z drutu lub wyciąć go z tektury, a jako cylinder, w którym porusza się tłok, wykorzystać tekturę po ręczniczkach papierowych. Grupy pracują niezależnie, nauczyciel doradza im indywidualnie. Na koniec każda z grup prezentuje skonstruowany przez siebie mechanizm.

Faza podsumowująca:

Nauczyciel podkreśla, że mechanizm korbowy wykorzystywany jest w wielu urządzeniach, od historycznych (jak naciąg kuszy), po współczesne (jak maszyny do szycia). Nauczyciel wspólnie z ochotnikiem rozwiązuje na tablicy zadanie 5.

Praca domowa:

Zadanie 4 jest pracą domową, z poleceniem znalezienia w Internecie dodatkowych artykułów dyskutujących temat mocy silnika i jego momentu obrotowego.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Medium może być wykorzystane zgodnie ze scenariuszem. Można również podjąć się konstrukcji wałka rozrządu, narzucając np. czas, po jakim kolejne krzywki mają uderzać w podstawę konstrukcji. Możliwe jest również wykonanie odwróconej klasy, a w trakcie lekcji prezentacja projektów wykonanych w domu.