Temat: Jak działa kompas?

Materiał uzupełniający do wykorzystania na lekcjach w grupie przedmiotów przyrodniczych (przyroda, biologia, chemia, geografia, fizyka), zajęciach dodatkowych, kołach zainteresowań. Może służyć jako zasób poszerzający wiedzę, przygotowujący uczniów do konkursów przyrodniczych.

Autor: Zyta Sendecka

Adresat

Uczeń szkoły podstawowej (fizyka).

Podstawa programowa

Klasa VIII fizyka

VII. Magnetyzm. Uczeń:

2) opisuje zachowanie się igły magnetycznej w obecności magnesu oraz zasadę działania kompasu; posługuje się pojęciem biegunów magnetycznych Ziemi;

4) opisuje zachowanie się igły magnetycznej w otoczeniu prostoliniowego przewodnika z prądem.

Cel lekcji

Uczniowie opisują budowę kompasu oraz zasady jego działania i zastosowania.

Kryteria sukcesu

• omówisz zasadę działania kompasu;

• nazwiesz bieguny magnetyczne Ziemi;

• zbudujesz kompas i wyznaczysz za jego pomocą kierunek północny i południowy;

• zorientujesz mapę za pomocą kompasu;

• wskażesz przedmioty, które wpływają na działanie kompasu.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w języku ojczystym;

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne; 

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się;

• kompetencje społeczne i obywatelskie.

Metody/formy pracy

Pogadanka, praca z tekstem, metoda warsztatowa, metoda świateł drogowych.

Praca indywidualna oraz praca w parach.

Środki dydaktyczne

• abstrakt;

• tablica interaktywna lub tradycyjna;

• tablety/komputery;

• kompasy;

• mapy;

• magnesy;

• samoprzylepne kartki;

• igła do szycia;

• korek lub kawałek styropianu;

• miska;

• woda;

• metodniki;

• żelazko.

Przed lekcją

Uczniowie przygotowują zestaw przedmiotów, który przyniosą na lekcję. Składają się na niego: igła do szycia, korek lub kawałek styropianu, miska.

Fazy lekcji

Wstępna

1. Nauczyciel zadaje uczniom dwa pytania:
   ● Ile i jakie bieguny ma magnes?
   ● Co się dzieje z magnesami, gdy zbliżamy je do siebie różnymi biegunami?

2. Nauczyciel podaje temat i cele lekcji w języku zrozumiałym dla ucznia oraz kryteria sukcesu.

Realizacyjna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom kompasy. Prosi, żeby nazwali te przyrządy i wyjaśnili do czego służą. Ochotnicy udzielają odpowiedzi.

2. Uczniowie samodzielnie czytają fragment pt. „Czym jest kompas?” oraz oglądają ilustrację interaktywną przedstawiającą budowę kompasu, a  następnie oceniają poprawność wcześniejszych odpowiedzi kolegów.

3. Nauczyciel wyjaśnia zasadę działania kompasu i omawia zagadnienie pola magnetycznego Ziemi oraz biegunów magnetycznych.

4. Uczniowie wykonują ćwiczenie interaktywne nr 1.

5. Nauczyciel rozdaje uczniom samoprzylepne kartki z literą „N” lub „S”. Zadaniem uczniów jest wyznaczyć kierunek zapisany na kartce przy użyciu własnego kompasu i przykleić kartkę na ścianie wskazanej przez kompas. Po wykonaniu zadania nauczyciel omawia z uczniami ewentualne niezgodności.

6. Prowadzący lekcję, posługując się kompasem, demonstruje sposób orientowania mapy względem kierunków świata. Następnie rozdaje podopiecznym mapy i kompasy. Uczniowie, zgodnie ze wskazówkami nauczyciela, orientują otrzymaną mapę, po czym dobierają się w pary i sprawdzają wzajemnie poprawność wykonania zadania.

7. Nauczyciel prosi uczniów o udzielenie odpowiedzi na pytanie: „Czy istnieje możliwość zakłócenia działania kompasu?”. Uczniowie odpowiadają za pomocą metodników: czerwone kartki oznaczają odpowiedź „nie”, zielone – „tak”.

8. Nauczyciel proponuje uczniom przeprowadzenie doświadczenia, mającego na celu zbadanie wpływu metalowych przedmiotów na działanie kompasu („Doświadczenie 1”).

9. Nauczyciel ponownie prosi uczniów o udzielenie odpowiedzi na pytanie: „Czy istnieje możliwość zakłócenia działania kompasu?”. Jak poprzednio, uczniowie odpowiadają za pomocą metodników.

Podsumowująca

Uczniowie wykonują ćwiczenie interaktywne nr 2.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

How does a compass work?

Compass is a simple device used for navigation, i.e. to establish a route to a given destination and to find a way. The most important element of the compass is the rotating magnetic needle. It is used to determine the cardinal directions. Since the compass needle has the characteristics of a magnet, this also means that it has two poles: one north and one south. The needle rotates so that one end points to the north and the other to the south. How does this happen? Does the needle point exactly to these cardinal directions? We need to find out the principle of a compass to answer these questions.

Let’s think why and how does a compass work. The compass needle is made of a material that has magnetic properties. Is there a magnetic field around us we are not aware of?

Deep inside our planet there is a core. This core produces the Earth’s magnetic field. The lines of this field are aligned north‑south more or less. The compass needle reacts to this field. It aligns itself along the lines of the Earth’s magnetic field.

Compass – when placed near metallic objects – can stop working properly. For this reason, classic compasses are completely useless on steel ships, for example – steel contains iron. Another case where the compass stops working is when it is close to electrical devices or magnets.

All compasses have a movable magnetic needle. A dial with marked cardinal directions is usually inserted into the compass housing. However, we can build the simplest compass on our own. All we need is a sewing needle, a strong magnet, a cork or polystyrene and a dish with water.

When we want to use the map in the field, we need to orientate it in relation to the cardinal directions. This means that geographical directions on the map must show the real directions. So we have to position ourselves in such a way that the northern direction on the map corresponds to the north in the field.

Usually the northern direction on the map is at the upper edge – unless the signs indicate otherwise. You can make sure this is the case by using the compass. Modern compasses have needles suspended in the liquid (e.g. alcohol), which prevents their vibrations. It is important to remember that we should not use compasses near objects that interfere with the magnetic needle – i.e. near large iron and steel objects or working electrical devices.

• Compass is a device that shows the cardinal directions.

• The basic element of a compass is a movable magnetic needle, which aligns itself along the Earth's magnetic field lines.

• Electrical devices, magnets and iron containing objects in the vicinity may interfere with the operation of the compass.