Imię i nazwisko autora:

Jan Kamiński

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Zastosowanie prawa Coulomba

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia - wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
Zakres podstawowy
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności;
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
VI. Elektrostatyka. Uczeń:
2) oblicza wartość siły wzajemnego odziaływania ładunków, stosując prawo Coulomba;
Zakres rozszerzony
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności;
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
VII. Elektrostatyka. Uczeń:
2) oblicza wartość siły wzajemnego odziaływania ładunków stosując prawo Coulomba.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. wymienia zastosowania prawa Coulomba.

2. rozwiązuje proste zadania, wykorzystując prawo Coulomba.

3. stosuje wzór z prawa Coulomba do obliczenia siły wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków.

4. analizuje zjawiska w przyrodzie, do opisu których można wykorzystać prawo Coulomba.

Strategie nauczania:

odwrócona klasa

Metody nauczania:

oglądanie filmu‑samouczka, samodzielne rozwiązywanie zadań, burza mózgów, prezentacja wyników własnej pracy

Formy zajęć:

praca samodzielna w domu, praca w grupach, dyskusja na forum klasy

Środki dydaktyczne:

przygotowane kserokopie zadań z zestawu ćwiczeń

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Przed lekcją uczniowie oglądają film‑samouczek. Na początku lekcji nauczyciel pyta uczniów, co z niego zapamiętali. Efektem tej fazy lekcji ma być zapisanie na tablicy wzoru $F=k\left|q_1\right|\left|q_2\right|\/r^2$ oraz objaśnienie (najlepiej przez samych uczniów), co oznaczają użyte symbole. Dobrze jest z boku tablicy zanotować wartość stałej k.

Faza realizacyjna:

Uczniowie są dzieleni na 4 grupy. Każda grupa dostaje do rozwiązania jedno spośród zadań 4‑7 z zestawu ćwiczeń (przy czym w zadaniach 6‑7 uczniowie wykonują tylko pierwszą, obliczeniową część zadania). Każde z zadań polega na obliczeniu wartości siły oddziaływania elektrostatycznego dwóch ciał, które można uważać za ładunki punktowe.
Po wykonaniu zadań przez uczniów, z każdej grupy jest wyznaczony uczeń, który zaprezentuje wynik na tablicy. Każdorazowo po zaprezentowaniu wyniku, nauczyciel prowadzi z uczniami krótkie omówienie znalezionej wartości:

• W przypadku zadania 4 zwraca uwagę na wielkość jednostki ładunku - kulomba; wskazuje, że zauważalne siły elektryczne pojawiają się już, gdy ciała są naelektryzowane ładunkiem rzędu mikrokulombów.

• W przypadku zadania 5 - na fakt, że pomimo bardzo małej siły, która działa na elektron, odczuwa on efekt przyciągania, gdyż ma jednocześnie bardzo małą masę; wskazuje również na przybliżony charakter użytego w zadaniu modelu atomu.

• Przy omawianiu zadania 6 stara się z uczniami porównać wielkość oddziaływań elektromagnetycznych i grawitacyjnych i zwrócić uwagę na dysproporcję między nimi.

• Przy zadaniu 7 tłumaczy uczniom konieczność występowania sił jądrowych, zgodnie z komentarzem do zadania, które podano w zestawie ćwiczeń.

Faza podsumowująca:

Nauczyciel z uczniami przypomina, co oznaczają symbole we wzorze na wartość siły oddziaływania między ładunkami.

Praca domowa:

Jako pracę domową uczniowie wykonują zadanie 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Film‑samouczek z niniejszego e‑materiału może być wykorzystany także jako materiał pomocniczy do przeprowadzenia samej lekcji – uczniowie oglądają go na pierwszej połowie lekcji, aby na drugiej połowie zastosować zdobytą wiedzę do rozwiązywania zadań. Innym sposobem wykorzystania e‑materiału może być użycie go jako pracy domowej bezpośrednio po lekcji na temat prawa Coulomba: uczniowie mają obejrzeć w domu film‑samouczek i na tej podstawie rozwiązać jedno spośród zadań 4—8 z zestawu ćwiczeń.