Imię i nazwisko autora:

Jerzy Ginter i Michał Kurek

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Rozchodzenie się fal

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony - rozszerzenie zapisu podstawy programowej

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:
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach;
11) opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.

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. tłumaczy, jak przybliżyć ciągły ośrodek poprzez zestaw mas,

2. opisuje siłę, jaką wywołuje obecność fali harmonicznej,

3. określa, w jaki sposób rozchodzą się fale,

4. analizuje oraz interpretuje zależność między wychyleniem elementu ośrodka a siłą na niego działającą. 

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna - dostrzeganie i definiowanie problemów oraz odkrywanie rzeczywistości poprzez eksperymenty

Metody nauczania:

pogadanka, analiza pomysłów, wykład informacyjny

Formy zajęć:

praca w grupach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

długa, szeroka sprężyna na każdą grupę, wahadło matematyczne (w miarę możliwości też na każdą grupę)

Materiały pomocnicze:

e‑materiał „Na czym polega rozchodzenie się fal?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Na początku lekcji odbywa się dyskusja, w wyniku której zostaną przypomniane pojęcia: fala, długość fali, prędkość rozchodzenia się fali, rodzaje fal oraz wahadło matematyczne. Uczniowie zostają podzieleni na grupy. Każda grupa dostaje sprężynę i, w miarę możliwości, wahadło matematyczne. Uczniowie w grupie wywołują jednocześnie falę podłużną oraz pojedynczy impuls falowy. Obserwują, w jaki sposób poruszają się poszczególne elementy sprężyny. Szukają analogii pomiędzy ruchem elementów sprężyny a ruchem wahadła matematycznego.

Faza realizacyjna:

Uczniowie na poziomie klasy podsumowują swoje spostrzeżenia na temat podobieństw między ruchem falowym a ruchem drgającym wahadła matematycznego. Nauczyciel przedstawia uczniom, w jaki sposób fale rozchodzą się w ośrodkach nieciągłych i dlaczego ruch poszczególnych elementów ośrodka wygląda jak ruch wahadła matematycznego. Następnie uczniowie rozpatrują ruch trzech sąsiednich mas oraz ich wzajemne oddziaływanie, korzystając z animacji. Na koniec uczniowie próbują jednocześnie wprawić w drgania wahadło matematyczne i wytworzyć falę podłużną na strunie z tym samym okresem. Celem jest obserwacja, że okres drgań wahadła nie zależy od masy wahadła ani od amplitudy drgań (przy małych wychyleniach).

Faza podsumowująca:

W ramach utrwalenia zdobytych wiadomości i zrozumienia równania fali uczniowie rozwiązują zadania 3, 4, 5 i 7 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

W ramach pracy domowej uczniowie rozwiązują zadania 1, 2, 6 i 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium może posłużyć do przypomnienia ruchu falowego, wskazania podobieństw między ruchem falowym i drgającym, opisu ruchu ciała pod wpływem dwóch sił harmonicznych.