Imię i nazwisko autora:

Józef Ginter, Michał Kurek

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Fale stojące

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.

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
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.

X. Fale i optyka. Uczeń :
10) stosuje zasadę superpozycji fal; wyjaśnia zjawisko interferencji fal; podaje warunki wzmocnienia oraz wygaszenia się fal.

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. wyjaśni, czym są węzły i strzałki fali stojącej.

2. omówi zależność między częstotliwością podstawową a wyższymi harmonicznymi.

3. opisze wpływ cech fizycznych struny na wytwarzany przez nią dźwięk.

4. zastosuje poznane zależności do rozwiązywania zadań.

Strategie nauczania:

Strategia eksperymentalno‑obserwacyjna – dostrzeganie i definiowanie problemów oraz odkrywanie rzeczywistości poprzez eksperymenty.

Metody nauczania:

- pogadanka z pokazem,
- doświadczenie uczniowskie,
- wykład informacyjny.

Formy zajęć:

- praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

kilkumetrowy sznur, talerzyki, gumki‑recepturki

Materiały pomocnicze:

e‑materiał „Fale stojące w strunach”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel przywiązuje do stabilnego przedmiotu, np. klamki od okna, sznur i wytwarza na nim falę stojącą o podstawowej częstotliwości. Następnie wytwarza na niej kolejne wyższe harmoniczne.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel pyta uczniów, jakie widzą podobne cechy wytwarzanych fal. Naprowadza ich na znalezienie węzłów i strzałek fali oraz opisanie, czym się te punkty wyróżniają. Podobnie nauczyciel pyta o długości kolejnych powstałych fal. Następnie nauczyciel podsumowuje i porządkuje wnioski omawiając falę stojącą powstałą na sznurze.

Uczniowie wykonują Doświadczenie 1. z części „Przeczytaj” i odpowiadają na zadane pytania: A co będzie, jeśli tę recepturkę w taki sam sposób umieścisz na talerzyku o większej średnicy? Czy uzyskany dźwięk będzie wyższy, czy niższy?

Faza podsumowująca:

W ramach utrwalenia zdobytych wiadomości uczniowie rozwiązują zadania: 1, 3, 4 i 7 z zestawu ćwiczeń e‑materiału.

Praca domowa:

W ramach pracy domowej uczniowie rozwiązują zadania: 2, 5 i 6 z zestawu ćwiczeń e‑materiału.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Symulacja może posłużyć do wizualizacji zmiany częstotliwości drgania struny w zależności od wytworzonej na niej wyższej harmonicznej i długości tej struny.