Projekt Zawodowe horyzonty program nauczania. Zespół Szkół Mechanicznych nr 1 w Bydgoszczy

Transkrypt

1 Projekt Zawodowe horyzonty program nauczania Zespół Szkół Mechanicznych nr 1 w Bydgoszczy Rodzaj zajęć Zajęcia dodatkowe z fizyki Imię i nazwisko mgr Paweł Sankowski nauczyciela Liczba uczniów w grupie 10 Diagnoza problemu/ potrzeb uczniów Diagnoza problemu Uczestnicy zajęć mają problemy z wykonywaniem doświadczeń z fizyki Nie potrafią zaplanować doświadczenia, przeprowadzić jego analizy oraz wyciągać wniosków i formułować na ich podstawie teorii fizycznych Podstawowe braki w wiedzy jakie posiadają uczestnicy zajęć to: nieznajomość wzorów z różnych działów fizyki nieznajomość jednostek fizycznych nieznajomość praw fizyki Podstawowe umiejętności, których nie posiadają uczestnicy zajęć to: nieumiejętność zaplanowania i przeprowadzenia doświadczenia braki w umiejętności analizy i wyciągania wniosków na podstawie analizy doświadczenia operowanie wzorami przekształcania wzorów odczytywanie wartości z wykresów rysowanie wykresów na podstawie otrzymanych wielkości fizycznych korelowanie wzorów z różnych działów fizyki mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 1

2 Cel zajęć Cel zajęć Celem zajęć jest poprawa następujących umiejętności: umiejętność zaplanowania i przeprowadzenia doświadczenia umiejętność analizy i wyciągania wniosków na podstawie danych otrzymanych z doświadczenia operowania na wzorach rysowania wykresów przekształcania wzorów operowanie na wzorach z różnych działów fizyki odczytywanie wartości z wykresów Uzupełnienie następujących braków w wiedzy: wzorów jednostek praw fizyki Szczegółowy opis zajęć Zajęcia będą się odbywały raz w tygodniu po 2h, we czwartki o godzinie 16:30 w sali nr 17 w ZSM nr 1 w Bydgoszczy Uczniowie będą przeprowadzać doświadczenia przy wykorzystaniu konsoli pomiarowej CoachLab podłączonej do komputera z oprogramowaniem Coach5PL i analizować wyniki, które opiszą w projekcie wraz z teorią i wynikami pomiarów Kursanci nabędą umiejętności płynnego poruszania się wśród teorii fizycznych Planowania doświadczeń mających pokazać poprawność praw fizyki Poprawią swoją znajomość wzorów, operowania na wykresach i obliczania wartości fizycznych mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 2

3 Szczegółowy opis systemu ewaluacji Ewaluacja wstępna: Uczestnicy zajęć na pierwszym spotkaniu napiszą test sprawdzający wiedzę ogólna z fizyki przeprowadzony pod kątem zapoznania się z ich umiejętnościami praktycznego zastosowania wiedzy z fizyki i analizy danych doświadczalnych Ewaluacja okresowa: Pod koniec pierwszego semestru uczestnicy oddadzą do oceny wszystkie sprawozdania z projektów badawczych przeprowadzonych w I semestrze Każdy z uczestników wypełni również ankietę, w której oceni swoje postępy i cele na kolejny semestr, które chciałby osiągnąć Ewaluacja końcowa: Po drugim semestrze uczestnicy oddadzą projekty badawcze do oceny Wszyscy otrzymają ankietę, którą wypełnili w semestrze pierwszym i będą mogli skorelować swoje osiągnięcia z założonymi celami Ocena sukcesu projektu (pisemnie): a) analiza osiągniętych celów b) skuteczność projektu c) użyteczność dla ucznia d) wnioski z ewaluacji mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 3

4 Szczegółowy harmonogram działań Blok tematyczny Temat Sposób realizacji Zakres nabywanych przez ucznia umiejętności SEMESTR I 1/2009 Test diagnostyczny dla uczestników zajęć Zapoznanie z aparaturą pomiarową CoachLab II plus oraz czujnikami pomiarowymi Prowadzący zajęcia rozda uczestnikom test sprawdzający wiedzę Uczestnicy zapoznają się z konsolą pomiarową CoachLab II plus oraz czujnikami pomiarowymi Zainstalują oprogramowanie Coach5PL na komputerach Zapoznają się z instrukcją obsługi urządzenia Zaplanują wykonanie doświadczenia 2/2009 Zaplanowanie i przeprowadzenie doświadczenia z analizy ruchu jednostajnego, przy pomocy zestawu doświadczalnego CoachLab II plus Uczestnicy kursu przeprowadzą doświadczenie polegające na analizie ruchu nakręcanego samochodu Zmontują zestaw badawczy złożony z ultradźwiękowego detektora ruchu podłączonego do konsoli pomiarowej CoachLab II plus i uzyskają wykres na monitorze komputera, z którego obliczą za pomocą następującego wzoru prędkość samochodu: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 4

5 i ultradźwiękowego detektora ruchu Przykładowy pomiar ruchu jednostajnego: oraz przykład zestawu badawczego: 3/2009 Zaplanowanie i przeprowadzenie doświadczenia z analizy ruchu jednostajnie przyspieszonego i opóźnionego, przy pomocy zestawu Uczestnicy kursu przeprowadzą doświadczenie polegające na analizie ruchu kulki puszczonej swobodnie z pewnej wysokości oraz toczącej się po stole Zmontują zestaw badawczy złożony z ultradźwiękowego detektora ruchu podłączonego do konsoli pomiarowej CoachLab II plus i uzyskają wykres mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 5

6 doświadczalnego CoachLab II plus i ultradźwiękowego detektora ruchu na monitorze komputera, z którego obliczą za pomocą następujących wzorów prędkość oraz przyspieszenie kulki:, Przykładowy pomiar ruchu zmiennego: 4/2009 Zaplanowanie i przeprowadzenie doświadczenia z analizy ruchu harmonicznego na podstawie drgań oscylatora przy pomocy zestawu doświadczalnego CoachLab II plus i ultradźwiękowego detektora ruchu Uczestnicy kursu przeprowadzą doświadczenie polegające na analizie ruchu harmonicznego tłumionego przy pomocy zawieszonego obciążnika na sprężynie (oscylator harmoniczny) Zmontują zestaw badawczy złożony z ultradźwiękowego detektora ruchu podłączonego do konsoli pomiarowej CoachLab II plus i uzyskają wykres ruchu harmonicznego na monitorze komputera, z którego obliczą częstotliwość i okres drgań Przykład zmontowanego zestawu pomiarowego: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 6

7 5/2009 Badanie zjawiska dudnienia przy pomocy czujnika dźwięku i konsoli CoachLab II plus Wykładowca zapozna kursantów z podstawowymi prawami i wzorami potrzebnymi do zrozumienia zjawiska dudnienia Uczestnicy kursu zmontują zestaw badawczy, przeprowadzą doświadczenie i na podstawie uzyskanych wyników obliczą: częstotliwość modulacji oraz częstotliwość fali nośnej Przykład zmontowanego zestawu pomiarowego: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 7

8 i uzyksanych wyników: 6/2009 Pomiar indukcji SEM podczas ruchu magnesu w cewce przy użyciu czujnika napięcia podłączonego do Prowadzący zajęcia przedstawi zarys zjawiska indukcji magnetycznej oraz poprosi o zmontowanie zestawu pomiarowego Uczestnicy zajęć przygotują zestaw pomiarowy a następnie zmierzą zmiany napięcia powstające w wyniku ruchu magnesu w cewce Dokonają analizy mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 8

9 konsoli pomiarowej CoachaLab II plus zjawiska i określą jakie czynniki mają wpływ na wzrostu lub spadek napięcia w cewce Przykład zmontowanego zestawu pomiarowego SEM: 7/2009 Pomiar różnicy potencjałów na okładkach kondensatora podczas jego ładowania o rozładowywania Wykładowca omówi podstawowe wzory dotyczące kondensatora próżniowego Uczestnicy zmontują zestaw pomiarowy składający się z czujnika napięcia podłączonego do konsoli pomiarowej CoachaLab II plus i następnie przeprowadzą ładowanie i rozładowywanie kondensatora płaskiego Następnie obliczą stałą czasową układu Przykład zmontowanego zestawu pomiarowego: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 9

10 8/2009 Sprawdzenie prawa Boyle a przy pomocy czujnika ciśnienia, strzykawki i konsoli pomiarowej CoachLab II plus Prowadzący zajęcia omówi prawo Boyle a Uczestnicy zajęć zmontują zestaw pomiarowy i dokonają pomiaru ciśnienia gazu wynikającego ze zmiany objętości Przeprowadzą analizę otrzymanego wykresu Przykład zestawu do sprawdzenia prawa Boyle a: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 10

11 9/2009 Pomiar promieniowania jonizującego przy użyciu licznika G-M Wykładowca omówi własności promieniowania jonizującego Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar ilości rozpadów w ciągu pewnego czasu Obliczą aktywność próbki Wykonają pomiar natężenia promieniowania w funkcji odległości od próbki Przykład zestawu pomiarowego do analizy natężenia promieniowania w skali odległości: 10/2009 Pomiar temperatury w procesie stygnięcia wody przy pomocy czujnika temperatury Wykładowca omówi prawo stygnięcia Newtona Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar stygnięcia wody w czasie Utworzą wykres stygnięcia i porównają prawo stygnięcia z wynikami eksperymentu dopasowując do jego wyników funkcję eksponencjalną Przykład zestawu pomiarowego do pomiaru mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 11

12 stygnięcia wody w funkcji czasu: 11/2009 Pomiar temperatury płomienia świecy w zależności od odległości nad płomieniem przy pomocy czujnikatermopary Wykładowca omówi czym jest płomień Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar temperatury nad świecą w funkcji odległości Utworzą wykres obrazujący zmiany temperatury od knota, aż po górną część płomienia świecy i wyżej Przykład zestawu pomiarowego do pomiaru wysokich temperatur: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 12

13 12/2009 Ewaluacja semestralna Prowadzący zajęcia sprawdzi projekty badawcze, które przeprowadzili uczestnicy Poprawi błędy i poprosi każdego uczestnika o omówienie projektów Uczestnicy zajęć omówią swoje projekty badawcze SEMESTR II 13/2010 Pomiar natężenia oświetlenia przy pomocy czujnika natężenia światła Uczestnicy zajęć dokonają pomiarów natężenia Światała różnych źródeł zasilanych prądem zmiennym Uzyskają wykres natężenia w funkcji czasu i zaobserwują pulsacyjne zmiany natężenia wynikające ze zmian kierunku płynięcia prądu Przykłady pomiarów natężeń dla: żarówki w ciągu 5 sekund: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 13

14 żarówki w ciągu 0,1s:, świetlówki:, 14/2010 Sprawdzamy prawo Ohma Wykładowca omówi prawo Ohma Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar oporu opornika, żarówki po włączeniu i po pewnym mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 14

15 czasie świecenia Omówią wyniki i sporządzą wykres z którego obliczą opór i określą czy ulega on zmianie pod wpływem nagrzania włókna żarówki Przykład wyniku pomiarowego: 15/2010 Budujemy ogniwo i mierzymy napięcie Wykładowca omówi jak zbudować proste ogniwo galwaniczne Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar napięcia wytwarzanego przez proste ogniwo Omówią wyniki Przykład prostego ogniwa: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 15

16 1-spinacz, 2-drut miedziany, 3-owoc 16/2010 Dokonujemy obserwacji prądu zmiennego Obliczamy napięcie i natężenie skuteczne Obliczamy moc skuteczną Wykładowca zapozna kursantów z podstawowymi prawami i wzorami z zakresu prądu zmiennego Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar zmian napięcia i natężenia prądu zmiennego w czasie przy użyciu konsoli pomiarowej CoachLab II plus i generatora napięcia zmiennego Na podstawie wykresu odczytają potrzebne wielkości do obliczenia napięcia, natężenia i mocy skutecznej prądu zmiennego Przykład pomiaru napięcia zmiennego: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 16

17 17/2010 Pomiar natężenia prądu oraz charakterystyki prądowo napięciowej fotokomórki Prowadzący zajęcia wyjaśni pojęcie kwantu Omówi zjawisko fotoelektryczne i poda podstawowe wzory Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar natężenia prądu w zależności od natężenia oświetlenia padającego na fotokomórkę przy użyciu konsoli pomiarowej CoachLab II plus i czujnika natężenia prądu Na podstawie wykresu odpowiedzą na pytanie jak zmienia się natężenie płynącego prądu ze wzrostem natężenia oświetlenia Przykład pomiaru natężenia prądu fotokomórki: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 17

18 18/2010 Pomiar ciepła topnienia lodu Prowadzący zajęcia zapozna kursantów z podstawowymi prawami i wzorami z zakresu termodynamiki Omówi czym jest ciepło topnienia Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i ciepła topnienia lodu przy użyciu kalorymetru i czujnika temperatury podłączonego do konsoli pomiarowej CoachLab II plus Obliczą ciepło topnienia Przykład zestawu pomiarowego: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 18

19 19/2010 Pomiar ciśnienia hydrostatycznego w Prowadzący zajęcia wyprowadzi wzór na ciśnienie hydrostatyczne zależności od głębokości Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar ciśnienia hydrostatycznego w zależności od głębokości przy pomocy CoachLab II plus i czujnika ciśnienia Na podstawie wykresu odpowiedzą na pytanie jak zmienia się ciśnienie wraz z głebokością 20/2010 Pomiar pola magnetycznego zwojnicy w Prowadzący zajęcia omówi zwojnicę i jej pole magnetyczne Poda wzory na wartość indukcji pola magnetycznego wytwarzanego przez zwojnicę zależności od natężenia przepływającego przez nią prądu Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar indukcji pola magnetycznego w zależności od natężenia płynącego przez zwojnicę prądu Wykorzystają do pomocy CoachLab II plus Na podstawie wykresu odpowiedzą na pytanie jak zmienia się indukcja wraz ze wzrostem natężenia prądu Przykład pola magnetycznego zwojnicy: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 19

20 21/2010 Obliczenie przyspieszenia ziemskiego na podstawie pomiaru okresu drgań wahadła matematycznego Nauczyciel prowadzący zajęcia omówi podstawowe wzory potrzebne do obliczenia przyspieszenia ziemskiego Kursanci zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar okresu drgań wahadła matematycznego Wykorzystają do pomocy CoachLab II plus i ultradźwiękowy czujnik ruchu Na podstawie wykresu oszacują okres drgań Schemat układu pomiarowego: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 20

21 22/2010 Badanie różnych częstotliwości dźwięków za pomocą konsoli pomiarowej CouchLab II plus i czujnika dźwięku Wykładowca omówi powstawianie dźwięku Omówi infradźwięki i ultradźwięki Kursanci zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia i wykonają pomiar częstotliwości dźwięku różnych instrumentów muzycznych Wykorzystają do pomocy CoachLab II plus i czujnik dźwięku Na podstawie wykresu oszacują częstotliwość dźwięku Przykład wyniku pomiarowego i jego analizy: 23/2010 Obliczenie czasu zagotowania wody w czajniku elektrycznym na podstawie wielkości Wykładowca omówi pojęcie ciepła jako wielkości termodynamicznej Kursanci zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia Odczytają parametry elektryczne mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 21

22 elektrycznych czajnika Obliczą czas potrzebny za zagotowanie wody i porównają z czasem zmierzonym przez stoper 24/2010 Pomiar ciepła właściwego wody Prowadzący zajęcia opowie uczestnikom o cieple właściwym różnych substancji Uczestnicy zajęć przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia Przy użyciu kalorymetru, grzałki i czujnika temperatury podłączonego do zestawu pomiarowego CoachLab II plus oszacują ciepło właściwe wody i parafiny Przykładowe ciepła właściwe różnych substancji: Uczestnicy przygotują pisemny opis projektu mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 22

23 25/2010 Czy ruch po okręgu jest ruchem harmonicznym? Doświadczenie obrazujące związki ruchu po okręgu z ruchem harmonicznym Nauczyciel przedstawi podstawowe pojęcia i wzory w ruchu po okręgu Uczniowie przygotują zestaw do przeprowadzenia doświadczenia Zamontują detektor infradźwiękowy i zmierzą okres obrotu ciała po okręgu Porównają z wykresem ruchu harmonicznego oscylatora harmonicznego Zmierzą okres i częstotliwość ruchu na podstawie otrzymanego wykresu Schemat doświadczenia: Uczestnicy przygotuje pisemny opis projektu 26/2010 Jak prostuje dioda Doświadczenie polegające na przepuszczeniu prądu zmiennego przez układ prostujący Prowadzący zajęcia omówi układy prostujące Powie, że podstawowym elementem takiego układu jest dioda Uczestnicy podłączą układ prostujący do generatora prądu zmiennego a następnie wyjście tego układu do czujnika napięcie konsoli CoachLab II plus i przeprowadzą analizę wyników mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 23

24 Zastosowany układ prostujący w doświadczeniu: Uczniowie przygotuje pisemny opis projektu 27/2010 Obliczamy częstotliwość promieniowania lasera na podstawie pomiaru parametrów geometrycznych siatki dyfrakcyjnej Wykładowca wyprowadzi i omówi wzór siatki dyfrakcyjnej Uczestnicy wykonają doświadczenie polegające na przepuszczenie wiązki laserowej przez siatkę dyfrakcyjną Odczytają stałą siatki i obliczą kąt ugięcia pierwszego prążka interferencyjnego Obliczą długość fali i zamienią na częstotliwość Schemat doświadczenia: mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 24

25 Kursanci przygotuje pisemny opis projektu 28/2010 Ewaluacja końcowa Prowadzący zajęcia oceni przygotowane przez kursantów w formie pisemnej projekty badawcze Kursanci wypełnią ankietę na temat zajęć mgr Paweł Sankowski program autorski Strona 25