Imię i nazwisko autora:

Ewelina Kędzierska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Zastosowanie praktyczne całkowitego wewnętrznego odbicia światła

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. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
Zakres podstawowy
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
2) posługuje się materiałami pomocniczymi, w tym tablicami fizycznymi i chemicznymi oraz kartą wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach;
IX. Fale i optyka. Uczeń:
5) opisuje zjawiska jednoczesnego odbicia i załamania światła na granicy dwóch ośrodków różniących się prędkością rozchodzenia się światła; opisuje działanie światłowodu jako przykład wykorzystania zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia.
Zakres rozszerzony
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
2) posługuje się materiałami pomocniczymi, w tym tablicami fizycznymi i chemicznymi oraz kartą wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach;
X. Fale i optyka. Uczeń:
6) stosuje prawo odbicia i prawo załamania fal na granicy dwóch ośrodków; posługuje się pojęciem współczynnika załamania ośrodka; oblicza kąt graniczny;
7) opisuje działanie światłowodu jako przykład wykorzystania zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia.

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. wyjaśni ideę całkowitego wewnętrznego odbicia światła.

2. wymieni zastosowania całkowitego wewnętrznego odbicia światła w telekomunikacji, medycynie, jubilerstwie i technice.

3. rozpozna omawiane zjawisko w życiu codziennym.

4. oceni słuszność wykorzystania zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia światła we współczesnym świecie.

Strategie nauczania:

flipped classroom

Metody nauczania:

- prezentacja uczniowska,
- merytoryczna dyskusja wprowadzająca,
- podsumowująca rozmowa kierowana.

Formy zajęć:

- praca grupowa,
- praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

tablica multimedialna / rzutnik

Materiały pomocnicze:

- światłowód (jeśli jest dostępny) i wskaźnik laserowy,
- butelka,
- woda.

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

W pierwszym etapie uczniowie (w warunkach domowych) zapoznają się z materiałem teoretycznym oraz przygotowują w zespołach kilkuosobowych informację na temat przydzielonych im zastosowań całkowitego wewnętrznego odbicia światła.
Na początku lekcji nauczyciel przypomina uczniom informację na temat całkowitego wewnętrznego odbicia światła, jego idei, a także sposobu wyznaczania kąta granicznego. Pokazuje również doświadczenie z butelką, wodą i laserem (w plastikowej butelce wykonujemy mały otwór, a następnie wlewamy do niej wodę; na wylewający się strumień kierujemy światło lasera; widać, że bieg promieni zakrzywia się tak, jak struga wody).

Faza realizacyjna:

• Konstruowanie wiedzy z zakresu nowego tematu:
- W tej części lekcji uczniowie przedstawiają, na forum klasy, przygotowane przez siebie informacje na temat zastosowania całkowitego wewnętrznego odbicia światła w telekomunikacji, medycynie, jubilerstwie i technice, a także jego naturalnego występowania w przyrodzie,
- nauczyciel wysłuchawszy wystąpień uczniów zadaje pytania dopełniające i rozszerzające wypowiedzi uczniów,
- uczniowie odpowiadają na pytania nauczyciela (jeśli któreś z nich sprawi im problem, nauczyciel wyjaśnia najtrudniejsze aspekty),
- jeśli dostępny jest światłowód - należy pokazać uczniom za pomocą wskaźnika laserowego, jak on działa.

• Rekonstruowanie wiedzy uczniów poprzez wspólne wykonanie dołączonych do materiału dziewięciu zadań sprawdzających.

Faza podsumowująca:

Przeprowadzenie rozmowy, podczas której uczniowie odpowiadają na krótkie pytania dotyczące materiału przedstawionego na bieżącej lekcji.

Praca domowa:

Zadaniem uczniów jest napisanie, na podstawie informacji zdobytych w trakcie zajęć, notatki podsumowującej. Dodatkowo powinni oni zapoznać się z dołączoną do materiału grafiką interaktywną.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium może być wykorzystane jako wstęp do lekcji lub w czasie lekcji tak, jak pokazano w scenariuszu.