Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Fale na powierzchni wody

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:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
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:
1) opisuje rozchodzenie się fal na powierzchni wody i dźwięku w powietrzu na podstawie obrazu powierzchni falowych.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
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:
1) opisuje rozchodzenie się fal na powierzchni wody i dźwięku w powietrzu na podstawie obrazu powierzchni falowych.

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, na czym polega rozchodzenie się fali w ośrodku materialnym,

2. określa własności fali kulistej i płaskiej,

3. stosuje zasadę Huygensa,

4. analizuje nakładanie się fal przechodzących przez dwie szczeliny,

5. opisuje ruch cząsteczek wody podczas rozchodzenia się fali po jej powierzchni.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

wykład informacyjny, pokaz multimedialny, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiał: „Przykłady fal - przykłady rozchodzenia się fal”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”. Nauczyciel naprowadza uczniów, jak ważną rolę odgrywają fale w naszym życiu. Tłumaczy, że bez nich nic byśmy nie widzieli, ani nie słyszeli, gdyż zarówno dźwięk, jak i światło mają charakter falowy. Uczniowie dowiadują się, na czym polega rozchodzenie się fal i jakie mają własności oraz, że najłatwiej obserwować fale na powierzchni wody. Powstaje dyskusja na temat wrzucania kamyków do wody i obserwowania rozchodzących się kręgów.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wyświetla obraz lub film pokazujący rozchodzenie się fali na powierzchni wody. Nauczyciel wyjaśnia, że cząsteczki na powierzchni wody związane są siłami napięcia powierzchniowego, które powodują, że powierzchnia wody zachowuje się jak elastyczna błona. Uczniowie zgłaszają pomysły na wyjaśnienie mechanizmu powstawania fali, dochodząc do wniosku, że cząsteczki wody wychylone z położenia równowagi rozpoczynają drgania, a ruch drgający za sprawą sił napięcia powierzchniowego przekazywany jest sąsiednim cząsteczkom. Nauczyciel wyjaśnia, czym są powierzchnie falowe i długość fali. Uczniowie w grupach formułują związek między okresem drgań cząsteczek, długością i prędkością fali. Nauczyciel definiuje falę kulistą (lub kolistą na powierzchni wody) oraz falę płaską. Nauczyciel wyświetla Rys. 4 pokazujący przejście fali płaskiej przez szczelinę i podaje zasadę Huygensa, a następnie wyjaśnia za pomocą Rys. 5, jak w świetle zasady Huygensa rozchodzi się fala płaska. Następnie wyświetla Rys. 6, gdzie fala przechodzi przez 2 szczeliny, a uczniowie próbują wyjaśnić, dlaczego w pewnych obszarach obserwujemy wygaszenie, a w innych wzmocnienie fali.
Nauczyciel tłumaczy, na czym polega podział fal na podłużne i poprzeczne i wyjaśnia, że fale na powierzchni wody nie mieszczą się w tym podziale, bo cząsteczki wody podczas przechodzenia fali poruszają się po okręgach (na głębokiej wodzie) lub elipsach (na płyciznach).

Faza podsumowująca:

Uczniowie oglądają film edukacyjny, pokazujący zjawiska związane z powstawaniem fal na powierzchni wody i w grupach rozwiązują zadanie związane z filmem.

Zadania z zestawu ćwiczeń można potraktować jako zadania domowe lub niektóre z nich rozwiązać na lekcji.

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń, 1‑4 obowiązkowo, do wyboru jedno z pozostałych zadań.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium bazowe może też być wykorzystane przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.