Hydrostatyka nauczcie się sami!

1 Renata Krzymuska renata.krzymuska@edu.oeiizk.waw.pl Fizyka i Technika w gimnazjum i Fizyka w liceum Zespół Szkół nr 7 im. N. Żmichowskiej Warszawa ul. Klonowa 16 Hydrostatyka nauczcie się sami! Hydrostatyka jest tym działem fizyki, z zakresu I klasy liceum, który wydaje się uczniom łatwy; dlatego właśnie postanowiłam przeprowadzić go metodą uczcie się sami. Amerykańska metoda znana pod skrótem JIGSAW, mogłaby być nazwana po polsku metodą układanki. Metoda bardzo urozmaica lekcje fizyki, szczególnie tam, gdzie: - mało wykonuje się doświadczeń uczniowskich (z wielu różnych względów); - nauczyciel jest jednocześnie wychowawcą klasy. Metoda JIGSAW realizuje dwa cele: aktywnego nauczania się wzajemnego oraz współpracy w grupach. Oba cele są niezwykle istotne w procesie edukacyjnym naszej młodzieży, myślę, że nikomu nie potrzeba tego ani uzasadniać ani rozwijać. Temat obejmował prawo Pascala i jego praktyczne zastosowanie oraz pojęcie i sens ciśnienia hydrostatycznego wraz z tzw. paradoksem hydrostatycznym. Kolejne czynności. o Opracowałam przed lekcją cały materiał, który młodzież miała sobie przyswoić, podzielony na 4 części, na osobnych kartach formatu A 4 (patrz załączniki 1, 2, 3, 4). Rewersy tych kart były oznaczone emblematami (załącznik 8). o Odbite na xero, w odpowiedniej ilości, karty rozdałam uczniom na początku lekcji i poprosiłam o spokojne i ciche przeczytanie tekstów, dając im na to 10 min. o Po upływie tego czasu, poprosiłam o połączenie się w grupy o jednakowych rewersach, i przejście tam gdzie znajdują się odpowiednie emblematy. Wcześniej, gdy oni czytali teksty umieściłam w różnych kątach klasy te same rysunki, jakie były na rewersach ich kart. (3 min). o Następnie poprosiłam, aby uzgodnili w grupach, co ich zdaniem, jest przesłaniem tekstu, co jest ważne i warte zapamiętania. Były to grupy ekspertów. Otrzymali na to 5 min czasu. o Kolejnym etapem pracy było dobranie się młodzieży w grupki tak, aby w każdej były osoby z różnymi emblematami. Był to dla nich najtrudniejszy element pod względem wychowawczym. Wykonanie tego zadania zajęło uczniom około 5 min, pozostały osoby, które spontanicznie nie utworzyły żadnej grupy. Dla mnie była to dobra okazja do obserwacji klasy i wyciągnięcia wniosków o kierunkach działań wychowawczych w dalszym etapie pracy. o Zdecydowałam o zmianie składu niektórych grup i wprowadziłam pozostałe osoby. Zmiany zostały dokonane i uzasadnione ustnie. Młodzież wiedziała, że celem lekcji jest uczenie się współpracy z przypadkowymi ludźmi, tak jak to będzie w przyszłej ich pracy. (2 min). o Pozostałe 20 min lekcji eksperci, po kolei (po 5 min), nauczali w swoich grupach. Następna lekcja została przeznaczona na rozwiązanie kilku zadań z zakresu prasy hydraulicznej i ciśnienia hydrostatycznego. Przy okazji zadań wprowadziłam jednostki ciśnie-

2 nia. Młodzież korzystała z podręcznika p. Anny Kaczorowskiej pt. Termodynamika Wydawnictwo Edukacyjne Zofii Dobkowskiej Żak. W podobny sposób młodzież nauczała się prawa Archimedesa, warunku pływania oraz rozwiązania problemu równowagi nie mieszających się cieczy w naczyniach połączonych. Tym razem zakres materiału podzieliłam na 3 części: prawo Archimedesa; warunek pływania; naczynie połączone (załączniki 5, 6, 7). Te karty były również oznaczone rewersami (załącznik 9) Czwarta kolejna lekcja przeznaczona została na zadania. Cykl lekcji zakończony został tradycyjną klasówką zadaniową (załącznik 10). Klasówka składała się z czterech zadań o stopniu trudności takim, jak zadania wykonane na lekcjach i w ramach zadań domowych (po lekcjach zadaniowych) oraz jednego zadania wymagającego rozwiązania problemu, który nie pojawił się na lekcji (na ocenę celującą). Klasa równoległa, dla porównania wyników, prowadzona była metodą tradycyjną. Oto wyniki: zastosowana metoda nauczania ocena z klasówki 1 2 3 4 5 6 ilość uczniów w klasie JIGSAW 0 4 8 13 4 2 31 tradycyjna 1 4 15 10 2 0 32 Wyniki w postaci tabeli w przeliczeniu na procenty. 50% 40% JIGSAW tradycyjna 30% 20% 10% 0% 1 2 3 4 5 6 Wydaje mi się, że wyniki mówią same za siebie; zespoły uczniów są porównywalne, w tej samej szkole, młodzież raczej chętna do nauki, (co w dzisiejszych szkołach nie jest zbyt powszechne), ale o zainteresowaniach humanistycznych. Oto jak wyglądała ewaluacja przeprowadzona przeze mnie na końcu roku szkolnego (hydrostatyka przerabiana była na przełomie semestrów): 50 % uczniów uznało za najciekawsze właśnie lekcje z hydrostatyki, na których pracowali w grupach. Pozostałe 50 % mniej więcej równomiernie wybrało zagadnienie równi pochyłej, kalorymetrii (ostatnie lekcje w roku szkolnym) i budowę lodówki. Jedną z ankiet zamieszczam w załączniku 11.

3 Wnioski. Było to moje pierwsze wykorzystanie opisanej metody, a ponieważ uważam je za udane, pragnę podzielić się nią z innymi koleżankami i kolegami fizykami. Doświadczenie to wydaje mi się tym bardziej cenne, że pozytywnie zostało ocenione przez młodzież. W przyszłości, w nowych liceach, gdzie ma być podobno więcej fizyki współczesnej (niż klasycznej) z konieczności bardziej w opisie jakościowym niż ilościowym, chcę spróbować częściej przeprowadzać lekcje tą metodą. Zastosowana metoda jest szczególnie pożyteczna w klasach, w których prowadzi się jednocześnie wychowawstwo. Poza oczywistym celem wychowawczym, mamy możliwość szerszej obserwacji uczniów, co dla fizyka, przy małej ilości lekcji w klasie, ma niebagatelne znaczenie. Literatura: 1. Maciej Jenike Fizyka. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego klasa 1. WSiP 1993 s. 217 226 2. Materiały z kursu doskonalącego dla nauczycieli Integralny Model Pedagogii, prowadzonego przez Europejskie Centrum Komunikowania i Kultury im P. Aruppe w Warszawie Falenicy.

4 Załącznik 1 Maciej Jenike Fizyka. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego klasa 1 s. 217

Załącznik 8 11

12 Załącznik 9

13 KLASÓWKA HYDROSTATYKA Załącznik 10 Przeczytaj uważnie zadania, zobacz punktację i zastanów się, które zadania potrafisz rozwiązać, aby osiągnąć oceną odpowiadającą Twoim (zgodnym z rozsądkiem) ambicjom. Potem przystąp do pracy. Punktacja: celujący: (zadanie 5)...15 pkt. bardzo dobry: 14 13 pkt. dobry: 12 10 pkt. dostateczny: 9 6 pkt. dopuszczający: 5 4 pkt. Powodzenia! Zadanie 1 (3 pkt.). Tłok prasy hydraulicznej o powierzchni S = 200 [cm 2 ] przesunięto o h = 0,25 [m], działając siłą F. Na jaką wysokość podniesiono ciężar Q = 150 F? Z jakiego prawa korzystałeś przy rozwiązywaniu tego problemu? Zadanie 2 (4 pkt.). Sformułuj paradoks hydrauliczny i zilustruj go na wymyślonym przez siebie przykładzie. Zadanie 3 (4 pkt.). Sześcian (o boku a) z parafiny umieszczono wewnątrz naczynia z gliceryną. Co będzie się działo? Opisz ilościowo końcowy efekt, i narysuj odpowiedni rysunek. Zadanie 4 (3 pkt.). Jaka jest wysokość słupa cieczy w ramieniu A (mierzona od poziomu powierzchni wody w ramieniu B), U-rurki. Narysuj sytuację w chwili: tuż po nalaniu gliceryny do U-rurki, a potem po powolnym dolaniu do ramienia B wody. Wiadomo, że wlano 5 [cm 3 ] wody, a powierzchnia przekroju U-rurki jest stała i wynosi 1 [cm 3 ]. Zadanie na ocenę celującą. Zadanie 5 (15 pkt.). W zbiorniku wodnym, który styka się z atmosferą, na powierzchni panuje ciśnienie atmosferyczne o wartości około 10 5 [Pa]. Określ funkcję, wg, której zmienia się ciśnienie wewnątrz tego zbiornika. Określ, jakie wielkości, wchodzące w skład wzoru funkcyjnego, można przyjąć za stałe i dlaczego. Narysuj wykres tej funkcji dla zbiornika o największej głębokości na kuli ziemskiej, czyli Rowu Mariańskiego (głębokość około 11 [km] poniżej poziomu morza). Odpowiedz na pytania: a) Czy, gdyby podobny zbiornik wodny znajdował się na Księżycu, wykres p(h) byłby identyczny? Odpowiedź uzasadnij. b) Gdyby umieszczono na dnie ciało, o gęstości ρ = 900 [kg/m 3 ], to pozostałoby ono na dnie czy też wypływałoby, (jeśli tak, to, jaki byłby to ruch)? Odpowiedź uzasadnij. Stałe: substancja: woda nafta gliceryna lód parafina gęstość: 1000 [kg/m 3 ] 800 [kg/m 3 ] 1260 [kg/m 3 ] 900 [kg/m 3 ] 900 [kg/m 3 ]

14 Załącznik 11