Imię i nazwisko autora:

Dariusz Aksamit

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Wyznaczanie masy - kiedyś i dziś

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

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 rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
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;

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 różne zjawiska pozwalające na wyznaczenie masy ciała,

2. rozróżnia wagi działające w stanie nieważkości od pozostałych,

3. wyznacza masę ciała korzystając z warunków równowagi wagi szalkowej i wagi sprężynowej.

Strategie i metody nauczania:

eksperymentalno‑obserwacyjna

Formy zajęć:

- praca indywidualna,
- dyskusja grupowa.

Środki dydaktyczne:

Komputer z dostępem do Internetu i projektorem multimedialnym, imadło, długa metalowa linijka, magnesy, waga jubilerska, statyw.

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel wybiera z klasy trzy osoby do pomocy. Uczniowie montują na stole imadło, wkładają w nie pionowo sztywną metalową linijkę i sprawdzają, czy po wprawieniu jej w drgania nie przemieszcza się punkt mocowania. Następnie ustawiają na statywie kamerę, aparat z możliwością nagrywania filmów lub któryś z uczniów użycza swojego smartfona. Uczniowie sprawdzają jakość kadru, czy kamera widzi koniec linijki w całym zakresie jej ruchów i czy tło jest wystarczająco kontrastowe. Nauczyciel wręcza uczniom magnesy i wagę, prosząc o wykonanie właściwego eksperymentu.

Faza realizacyjna:

Uczniowie nagrywają pierwszy film, gdy linijka, wprawiona w ruch, drga. Następnie przyczepiają w wybranym miejscu dwa magnesy po obu stronach linijki, ponownie wprawiają ją w ruch drgający i nagrywają drugi film. Uczniowie kontynuują tę procedurę, notując za każdym razem liczbę i masę zamocowanych magnesów. Po nagraniu kilku filmów, przykładowo pięciu, uczniowie zgrywają je do komputera nauczyciela. Następnie, przy włączonym projektorze, aby pozostali uczniowie śledzili ich działania, analizują te filmy w zwolnionym tempie, licząc w zadanym odcinku czasu liczbę okresów drgań linijki (lub używają automatycznego programu typu motion tracking). Po zakończeniu pomiarów uczniowie tworzą wykres częstotliwości drgań od masy obciążenia. Następnie uczniowie biorą dowolny przedmiot o nieznanej masie i przymocowują go do linijki, wprawiają ją w ruch i powtarzają procedurę pomiaru częstotliwości drgań linijki. Na podstawie wcześniej otrzymanych zależności przeliczają, jaką masę miał nieznany obiekt.

Faza podsumowująca:

Nauczyciel podsumowuje eksperyment pokazując, że konstrukcje wagi mogą być bardzo różne – nauczyciel prezentuje uczniom film z niniejszego e‑materiału.

Praca domowa:

Nauczyciel prosi chętnych uczniów o powtórzenie eksperymentu, korzystając ze sprężyny i znanych obciążników.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Można również rozpocząć od prezentacji filmu i następnie przejść do realizacji eksperymentu.