42. Problem badawczy do rozwiązania: Elektryczny wykrywacz drgań 1. Realizowane treści podstawy programowej Przedmiot Fizyka Elektryczność Realizowana treść podstawy programowej posługuje się pojęciem oporu elektrycznego, stosuje prawo Ohma w prostych obwodach elektrycznych buduje proste obwody elektryczne i rysuje ich schematy wymienia formy energii, na jakie zamieniana jest energia drgań mechanicznych Ruch drgający i fale Technika opisuje mechanizm przekazywania drgań z jednego punktu ośrodka do drugiego w przypadku fal na napiętej linie i fal dźwiękowych w powietrzu posługuje się pojęciami: amplitudy, okresu i częstotliwości, prędkości i długości fali do opisu fal harmonicznych oraz stosuje do obliczeń związki między tymi wielkościami opisuje mechanizm wytwarzania dźwięku w instrumentach muzycznych Zajęcia modelarskie zna wykorzystania modeli do przedstawiania wielkości, kształtu i rozwiązań konstrukcyjnych rzeczywistych urządzeń technicznych,dla celów sportowych, szkoleniowych lub wystawienniczych wykonuje pomiary i weryfikuje rozwiązania modelowe w odniesieniu do rozwiązań rzeczywistych wyjaśnia konieczność stosowania skali w modelarstwie
2. Kształcone kompetencje kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne, kompetencje społeczne i obywatelskie, inicjatywność i przedsiębiorczość. 3. Cele zajęć blokowych wykrywanie cichych dźwięków lub drgań podłoża za pomocą prostego układu elektrycznego, 4. Oczekiwane osiągnięcia ucznia opisuje przebieg i wynik przeprowadzanego doświadczenia, wyjaśnia rolę użytych przyrządów, wykonuje obwód zgodnie ze schematem lub dokumentuje wyniki za pomocą fotografii lub filmów, wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla wyniku doświadczenia, pracuje samodzielnie i w zespole, bezpiecznie obchodzi się z urządzeniami technicznymi, formułuje wnioski w oparciu o wyniki własnych obserwacji, wskazuje możliwe zastosowania obserwowanych efektów. 5. Przykładowe rozwiązanie nr 1 Lp. Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu Ilość sztuk 1. przewody elektryczne z krokodylkami 4 2. bateria płaska 1 3. głośnik lub słuchawka 1 4. elektroda spawalnicza grafitowa lub elektroda grafitowa ze zużytej 1 baterii 5. gwoździe 6. deseczki 2 7. młotek 1 8. kleszcze 1 9. szczypce monterskie (kombinerki) 1. blaszki do mocowania elektrody 2 11. pilnik 1
Proponowany przebieg zajęć z rozliczeniem czasowym Lp. Opis kolejnych działań Uwagi do realizacji dla nauczyciela (rysunki, schematy, Czas trwania w minutach fotografie, linki do WWW itp.) 1 Wprowadzenie do zagadnienia 20 powstawania fal podłużnych i wytwarzania dźwięku. Wskazanie różnic pomiędzy falowym i innymi znanymi sposobami przekazu energii na odległość. Przypomnienie pojęcia oporu elektrycznego (jego zależności od rodzaju, długości i przekroju przewodnika). zastosowanie prawa Ohma w prostych obwodach elektrycznych. 2 Omówienie zasad bezpiecznego posługiwania się materiałami narzędziami używanymi w czasie zajęć i ich właściwego zastosowania. 3 Wykonanie stojaka do zamocowania zał. rys wykrywacz drgań 15 elektrody i zamocowanie odpowiednio uformowanych blaszek do podtrzymywania elektrody. 4 Odpowiednie oszlifowanie elektrody za 5 pomocą pilnika tak, aby blaszki (uchwyty) mocowały ją stabilnie (aby nie wypadała z uchwytów). 5 Wykonanie obwodu według jednego ze schematów przedstawionych rys. wykrywacz drgań. 6 Dokonanie próby wykrycia niewielkich drgań podłoża(np. stukanie twardym przedmiotem w podłoże) i ich przetworzenia na dźwięk. 7 Dokonanie próby wykrycia i 5 przetworzenia na dźwięk drgań wibrujących przedmiotów np. telefonu komórkowego z wibratorem 6 Wykonanie dokumentacji zdjęciowej i 5 filmowej (udanych i nie udanych prób). 7 Wypełnienie i zebranie dokumentacji uczniowskiej. Całkowity czas trwania jednostki 90 Załącznik, rysunek wykrywacz drgań: Wariant 1
Elektroda grafitowa Wariant 2. Elektroda grafitowa
6. Obudowa do lekcji: Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska, 31-058 Kraków, Tel: 12-422-26-08 Fax: 12-421-67-45 Zastanów się, w jaki sposób można wykorzystać wyniki obserwacji w życiu codziennym? Dodatkowe wyjaśnienia; praca w zespołach kilkuosobowych. 7. Karta pracy ucznia Wypełnijcie tabelę dotyczącą kosztów pomocy dydaktycznych: Lp. Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu Ilość sztuk Cena jednostkowa Cena łączna Suma kosztów: Oszacujcie koszty pracy: Lp. Zadanie Czas wykonania (h) 1. Przygotowanie zestawu nr 1 Liczba osób Łącznie osobogod zin pracy Cena osobogodziny pracy (zł) Koszt Suma:
8. Ankieta ewaluacyjna zajęć oraz karta samooceny ucznia Imię i nazwisko ucznia: Lp. Pytanie do ucznia Tak Raczej tak Trudno powiedzieć 1 Czy dzisiejsze zajęcia były dla ciebie interesujące? 2 Czy dowiedziałeś się czegoś nowego? Co zmieniłbyś w dzisiejszych zajęciach: 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: 9. Uwagi o realizacji zajęć: Uczniowie montują z powodzeniem obydwa warianty urządzenia. Trzeba zwrócić uwagę na precyzyjne montowanie elementów drgających tak, by była między nimi szczelina, umożliwiająca wykonywanie drgań.. Literatura uzupełniająca, zalecane podręczniki i artykuły: 1. Podręcznik do nauczania fizyki w gimnazjum zaakceptowane przez MEN, 2. Antonio Leonardi, Światło, dźwięk i elektryczność, Wyd. Bellona, 2001. 3. Baker Joanne, 5 0 Teorii Fizyki, Które Powinieneś Znać, Wyd. PWN, 20. 4. Praca zbiorowa, Proste maszyny. Świat nauki, Wyd. Jedność, 20. 5. Kaku Michio, Fizyka rzeczy niemożliwych, Wyd. Prószyński Media, 2009