Imię i nazwisko autora:

Tomasz Sobiepan

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Doświadczalne wyznaczanie charakterystyki prądowo‑napięciowej elementu obwodu

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;
8) rozpoznaje zależność rosnącą bądź malejącą na podstawie danych z tabeli lub na podstawie wykresu; rozpoznaje proporcjonalność prostą na podstawie wykresu;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji.

VIII. Prąd elektryczny. Uczeń:
6) analizuje charakterystykę prądowo‑napięciową elementów obwodu (zgodną lub niezgodną z prawem Ohma).

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia 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. wyjaśni, jak doświadczalnie wyznaczyć charakterystykę prądowo‑napięciową elementu obwodu.

2. omówi różne, analogowe i cyfrowe, metody prowadzenia takich badań.

3. zastosuje zdobytą wiedzę do rozwiązania zadań i problemów związanych z tym zagadnieniem.

Strategie nauczania:

Strategia eksperymentalno‑obserwacyjna

Metody nauczania:

- pogadanka,
- ćwiczenia praktyczne.

Formy zajęć:

- praca w grupach.

Środki dydaktyczne:

- film edukacyjny,
- zestaw zadań.

Materiały pomocnicze:

e‑materiał: Jak doświadczalnie wyznaczyć charakterystykę prądowo napięciową elementu obwodu, zestawy doświadczalne.

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

- Zaciekawienie uczniów (wg części „Czy to nie ciekawe?”).
- Uzgodnienie z uczniami celów do osiągnięcia na lekcji.
- Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów i nawiązanie do tej wiedzy: zasady używania woltomierzy i amperomierzy do pomiarów w obwodach elektrycznych.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel dzieli uczniów na 4 grupy. Każda otrzymuje zadanie wyznaczenia charakterystyki prądowo‑napięciowej elementu (np. rezystora lub diody półprzewodnikowej), lecz każda ma do dyspozycji inny rodzaj przyrządów badawczych:
- Grupa 1: mierniki analogowe, kartka, ołówek i papier milimetrowy.
- Grupa 2: mierniki cyfrowe z wyświetlaczem, kartka, ołówek i papier milimetrowy.
- Grupa 3: mierniki cyfrowe obsługiwane komputerowo, z ręczną zmianą napięcia.
- Grupa 4: mierniki cyfrowe obsługiwane komputerowo, obwód zasilany generatorem sygnału sinusoidalnego.

Uczniowie wykonują doświadczenia po obejrzeniu filmu edukacyjnego oraz według instrukcji przekazanej przez nauczyciela. Nauczyciel pełni rolę doradcy, obserwuje pracę uczniów i w razie potrzeby udziela wskazówek i podpowiedzi.

Po wykonaniu doświadczenia uczniowie przygotowują prezentację wyników, przy czym zakres prezentacji jest większy dla grup 3 i 4 (ponieważ szybciej wykonają one doświadczenie).

Grupy relacjonują swoją pracę, zwracając uwagę zarówno na wyniki, jak i sposób oraz czas wykonywania doświadczenia.

Nauczyciel dokonuje podsumowania zwracając uwagę na różnice między zastosowanymi metodami pomiarowymi oraz ograniczenia każdej z tych metod.

Faza podsumowująca:

- Nauczyciel zachęca uczniów do refleksji na temat tego, czego nauczyli się na lekcji.
- Uczniowie odnoszą się do postawionych sobie celów lekcji, ustalają które osiągnęli, a które wymagają jeszcze pracy, jakiej i kiedy. W razie potrzeby nauczyciel dostarcza im informację zwrotną kształtującą.

Praca domowa:

Uczniowie utrwalają w domu wiedzę i umiejętności zdobyte w czasie lekcji przez przeczytanie części „Warto przeczytać” oraz rozwiązanie zadań.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Film edukacyjny może posłużyć do przygotowania się uczniów do lekcji przy wyborze strategii odwróconej klasy lub do podsumowania wiadomości. Jest też przydatnym materiałem wprowadzającym do doświadczeń dotyczących obwodów prądu stałego i zmiennego.