5. Waga Leonardo da Vinci - praktyczna realizacja w warunkach domowych (szkolnych) pomysłu Leonardo da Vinci

Transkrypt

1 5. Waga Leonardo da Vinci - praktyczna realizacja w warunkach domowych (szkolnych) pomysłu Leonardo da Vinci 1. Realizowane treści podstawy programowej Przedmiot Fizyka Realizowana treść podstawy programowej Ruch prostoliniowy i siły Uczeń: podaje przykłady sil i rozpoznaje je w różnych sytuacjach praktycznych opisuje zachowanie się ciał na podstawie zasad dynamiki wyjaśnia zasadę działania dźwigni dwustronnej, bloku nieruchomego, kołowrotu i innych maszyn prostych Matematyka Równania Uczeń: zapisuje związki między wielkościami za pomocą równań pierwszego stopnia z jedną niewiadomą, w tym związki między wielościami wprost proporcjonalnymi i odwrotnie proporcjonalnymi. Historia Humanizm i renesans Uczeń: wyjaśnia źródła rozwoju kultury renesansu oraz opisuje jej charakterystyczne cechy charakteryzuje największe osiągnięcia: Leonarda da Vinci, Michała Anioła, Rafaela Santi, Erazma z Rotterdamu, Mikołaja Kopernika i Galileusza

2 2. Kształcone kompetencje kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne, kompetencje społeczne i obywatelskie, inicjatywność i przedsiębiorczość. 3. Cele zajęć blokowych Zbadanie właściwości równowagi statycznej ciał; uczniowie popatrzą na, zbudowaną podczas zajęć, wagę jak na dźwignię. By tak było, można prześledzić rozwój myśli technicznej w ujęciu historycznym, a więc od Archimedesa do Leonardo da Vinci. Można zaproponować zabawę w wyznaczanie masy kamieni, przy pomocy podpartej na pisaku linijki 30 cm. Po pierwszych próbach, zabawach, można przystąpić do formułowania wstępnych wniosków, dotyczących dźwigni. Można tę zabawę poprowadzić dalej, w zależności od uzyskanych wyników. Można wyposażyć ucznia w komplet np. odważników i uzyskać dość precyzyjne wyniki porównywania mas. Podczas zajęć uczniowie klasy pierwszej z pasją dokonują tych porównań, oceniając zajęcia bardzo wysoko. Można te zajęcia dalej rozbudować i poprowadzić uczniów przez wszystkie proste modele maszyn prostych. 4. Oczekiwane osiągnięcia ucznia Uczeń: opisuje przebieg i wynik przeprowadzanego doświadczenia, wyjaśnia rolę użytych przyrządów, wykonuje schematyczny rysunek obrazujący układ doświadczalny lub dokumentuje wyniki za pomocą fotografii lub filmów, wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla wyniku doświadczenia, potrafi pracować samodzielnie i w zespole, potrafi formułować wnioski w oparciu o wyniki własnych obserwacji, potrafi wskazać możliwe zastosowania obserwowanych efektów. 5. Wykaz pomocy dydaktycznych Lp. Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu Ilość sztuk 1. taboret lub krzesło szkolne 1 2. pudełko po zapałkach lub inny lekki pojemnik o podobnej wielkości 1 3. wieszak druciany 2 4. taśma klejąca 1 5. drut grubości ok. (2-3)mm i długości ok. 0,5m (*) (Np. może być 1 drut z zestawu do robienia swetrów) 6. pisak 1 7. kartka papieru A3 lub inna podobnej wielkości 1 8. odważnik o znanej masie np. 5 g 5 9. plastelina 1

3 10. nożyczki 1 (*) w warunkach zachowania szczególnej ostrożności, zamiast drutu pełniącego rolę wskaźnika, można użyć wskaźnika laserowego, przymocowanego za pomocą plasteliny w najwyższej części wieszaka nad blatem stołka (taka modyfikacja pozwala na uzyskanie wyjątkowej czułości wagi, gdy promień lasera pada, na oddalony o kilka metrów, ekran) 6. Proponowany przebieg zajęć z rozliczeniem czasowym Lp. Opis kolejnych działań 1 Wprowadzenie do zagadnienia działania maszyn prostych wyjaśniające zasadę działania dźwigni. Omówienie zasad bezpiecznego posługiwania się materiałami narzędziami używanymi w czasie zajęć. Wykonanie układu przedstawionego na fot. 3,4,6,7. Uwagi do realizacji dla nauczyciela (rysunki, schematy, fotografie, linki do WWW itp.) Zał. fot. 3,4,6 i 7 30 Czas trwania w minutach

4 2 Staranne ustawienie wagi na krześle i zaznaczenie położenia równowagi na kolumnie ze zwiniętej kartki (**). Zał. fot. 5 i 7 10

5 3 Zaznaczenie nowego położenia równowagi po włożeniu odważnika do pojemnika (pudełka). Zał. fot Dokonanie pomiaru masy poprzez wyznaczenie położenia równowagi po włożeniu do pudełka, zamiast odważnika, dowolnego przedmiotu o masie nie większej, niż masa użytego odważnika (do wyznaczenia odpowiedniej proporcji można użyć niewielkiego paska papieru o długości odpowiadającej odległości zaznaczonych punktów równowagi dla wagi Zał. fot. 5 20

6 nieobciążonej i obciążonej odważnikiem). 5 Wykonanie 20 dokumentacji zdjęciowej i filmowej (udanych i nieudanych prób). Całkowity czas trwania jednostki 90 (**) bardzo ważne dla powodzenia eksperymentu jest zaznaczenie punktów równowagi po wygaszeniu drgań wagi 7. Obudowa do zajęć blokowych Precyzyjna i zrozumiała jest dla uczniów instrukcja budowania wagi, uzupełniona materiałem zdjęciowym. Powstają bardzo ładne konstrukcje i dość precyzyjne skalowanie wagi. Ważenie bardzo podoba się uczniom i powrót do XV wieku będzie możliwy - bez odważników w dzisiejszym rozumieniu - można precyzyjnie porównać masy ciał. Zastanów się, w jaki sposób można wykorzystać wyniki obserwacji do wyznaczenia masy np. żywych owadów. Dodatkowe wyjaśnienia: praca w zespołach kilkuosobowych, jeden z uczniów utrzymuje papierową kolumnę w odpowiedniej pozycji, drugi zaznacza położenie równowagi, trzeci wkłada do pudełka odpowiednie przedmioty. Pozostali uczniowie zapisują wyniki obserwacji, dokonują bieżących obliczeń ewentualnie wykonują fotografie lub krótkie filmy wideo oraz udzielają doraźnej pomocy w przeprowadzeniu doświadczenia.

7 8. Karta pracy ucznia. Koszty przeprowadzenia eksperymentów Wypełnijcie tabelę dotyczącą kosztów pomocy dydaktycznych: Lp. Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu 1 plastelina 1 Ilość sztuk Cena jednostkowa Cena łączna 2 wieszaki 2 3 taśma klejąca 1 4 nożyczki 1 5 drut 1 6 pisak 1 7 linijka ok. 30cm 1 8 komplet odważników laboratoryjnych 1 9 ew. aparat fotograficzny 1 Suma kosztów: Oszacujcie koszty pracy: Lp. Zadanie Czas wykonania (h) 1 Wykonanie odpowiedniego zestawu. 2 Koszty zakupu w/w materiałów. Suma: Liczba osób Łącznie osobogo dzin pracy Cena osobogodziny pracy (zł) Koszt

8 9. Ankieta ewaluacyjna zajęć oraz karta samooceny ucznia Imię i nazwisko ucznia: Lp. Pytanie do ucznia Tak Raczej tak 1 Czy dzisiejsze zajęcia były dla ciebie interesujące? 2 Czy dowiedziałeś się czegoś nowego? Co zmieniłbyś w dzisiejszych zajęciach: Trudno powiedzi eć Nie Zdecydowanie nie Wypisz działania, w których Twój wkład pracy był największy oraz te, w których uczestniczyłeś w mniejszym stopniu, uzasadnij dlaczego: Mój szczególny wkład pracy to: W tych działaniach uczestniczyłem mniej, ponieważ: 10. Uwagi: Dokładność odczytu wagi zależy od odległości kolumny ze zwiniętej kartki od wagi. 11. Literatura uzupełniająca, zalecane podręczniki i artykuły: 1. Thomas J. Craughwell, Wielka księga wynalazków, Wyd. Bellona, Praca zbiorowa, tłumaczenie, Wynalazki Leonarda Da Vinci, Wyd. Debit, Bobiński Zbigniew, Jarek Paweł, Kourliandtchik Lev, Nodzyński Piotr, Uscki Mirosław, Od Archimedesa do... Wyd. AKSJOMAT Piotr Nodzyński, 2009