Imię i nazwisko autora:

Jan Pluta

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jakie mogą być źródła niepewności pomiarowych?

Grupa docelowa:

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

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
II. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe.
Uczeń:
13) posługuje się pojęciem niepewności pomiaru wielkości prostych; zapisuje wynik pomiaru wraz z jego jednostką oraz z uwzględnieniem informacji o niepewności;
14) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych;

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe.
Uczeń:
13) rozróżnia błędy przypadkowe i systematyczne;
14) wyznacza średnią z kilku pomiarów jako końcowy wynik pomiaru powtarzanego;
15) posługuje się pojęciem niepewności pomiaru wielkości prostych i złożonych; zapisuje wynik pomiaru wraz z jego jednostką oraz z uwzględnieniem informacji o niepewności; uwzględnia niepewności przy sporządzaniu wykresów;
16) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych;

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. wyjaśnia pochodzenie niepewności pomiarowych w pomiarach pośrednich i bezpośrednich,

2. charakteryzuje źródła niepewności pomiarowych w różnych elementach procedury pomiarowej,

3. ilustruje poznane niepewności pomiarowych przykładami z obserwacji w życiu codziennymi i/lub doświadczeniami wykonywanymi w pracowni szkolnej,

4. analizuje metody zmniejszenia i/lub eliminacji wybranych źródeł niepewności pomiarowych.

Strategie nauczania:

strategia nauczania: nauczanie przez dociekanie IBSE

Metody nauczania:

- dyskusja,
- burza mózgów.

Formy zajęć:

- praca najpierw wspólna,
- potem w małych grupach.

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem, animacja będąca elementem tego e‑materiału

Materiały pomocnicze:

e‑materiały : „Błąd przypadkowy, błąd systematyczny”, „Dokładność i precyzja dokonywania pomiarów”, „W jakim celu niektóre pomiary wykonuje się wielokrotnie i jaki jest ich wynik?”, „Jaką mamy pewność, że wynik pomiaru jest prawidłowy?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie przez prowadzącego zwracające uwagę, na możliwość pojawiania się niepewności pomiarowych na różnych etapach procedury pomiarowej – nie tylko w samym pomiarze.

Faza realizacyjna:

Uczniowie zapoznają się z tekstem „Warto przeczytać”.
Uczniowie wspólnie z nauczycielem omawiają podany w tekście przykład.
Nauczyciel dzieli uczniów na grupy (maksymalnie 4‑osobowe). Każda grupa proponuje jakiś pomiar i rozważa, jakie mogą być w nim źródła niepewności pomiarowych. Potem na forum klasy reprezentanci grup omawiają analizowane przykłady.

Aby usprawnić pracę uczniów nauczyciel może przed lekcją przygotować kilka propozycji pomiarów i w drodze losowania przydzielić je uczniom. Przykłady pomiarów: pomiar długości stołu, pomiar temperatury wody w szklance, pomiar wagi kul bilardowych, pomiar liczby osób widzianych przez okno sali lekcyjnej w czasie 5 min. itp.

Faza podsumowująca:

Uczniowie oglądają grafikę interaktywną dołączoną do tego materiału. Nauczyciel wspólnie z uczniami omawia zawartość grafiki. Podczas jej omawiania, każda z grup stara się dopasować zidentyfikowane wcześniej w przeanalizowanych przykładach źródła niepewności do tych, które zostały przedstawione na grafice.

Praca domowa:

Ćwiczenia z zestawu: dla wszystkich uczniów: 1,2 i 3, dla uczniów realizujących rozszerzony zakres podstawy programowej dodatkowo ćw. 7 i 8.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium ma charakter ogólny i może być wielokrotnie wykorzystanie do analizy niepewności pomiarowych w różnych przykładach pomiarów.