Imię i nazwisko autora:

Monika Sitek

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Skąd można wnioskować o obecności czarnych dziur?

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.
IV. Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy materiałów źródłowych, w tym tekstów popularnonaukowych.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
16) przedstawia własnymi słowami główne tezy tekstu popularnonaukowego z dziedziny fizyki lub astronomii;
17) przedstawia wybrane informacje z historii odkryć kluczowych dla rozwoju fizyki.
XI. Fizyka jądrowa. Uczeń:
12) opisuje elementy ewolucji gwiazd; omawia supernowe i czarne dziury.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
17) przedstawia wybrane informacje z historii odkryć kluczowych dla rozwoju fizyki;
18) przedstawia własnymi słowami główne tezy tekstu popularnonaukowego z dziedziny fizyki lub astronomii.
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń:
18) opisuje elementy ewolucji gwiazd; omawia supernowe i czarne dziury.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje cyfrowe,

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

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

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. wyjaśnia czym jest czarna dziura i podaje rodzaje czarnych dziur;

2. opisuje metody pośrednie badania czarnych dziur różnych wielkości;

3. analizuje problemy związane z obserwacjami czarnych dziur.

Strategie nauczania:

flipped‑classroom

Metody nauczania:

burza mózgów, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca indywidualna, praca w parach

Środki dydaktyczne:

urządzenia multimedialne dla par uczniów, tablica

Materiały pomocnicze:

e‑materiał „Co to jest czarna dziura”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Materiał o obserwacjach czarnych dziur należy wprowadzić, dopiero gdy uczniowie zapoznali się z definicją czarnej dziury, rozumieją czym ona jest. Ewentualnie można połączyć obie lekcje w całość.
Uczniowie samodzielnie w domu zapoznają się z całym e‑materiałem.
Na lekcji nauczyciel w ramach powtórzenia pyta uczniów o podstawowe właściwości czarnych dziur. Uczniowie wspólnie wypisują na tablicy cechy czarnych dziur. Następnie nauczyciel wraz z uczniami określa jakie mamy rodzaje czarnych dziur i czym one się od siebie różnią. Czy sposób obserwacji czarnej dziury zależy od jej wielkości? - uczniowie rozpoczynają burzę mózgów.

Faza realizacyjna:

Uczniowie wspólnie dyskutują nad problemami związanymi z obserwacjami czarnych dziur. Jak można obserwować czarne dziury w centrach galaktyk? Jak można obserwować czarne dziury wielkości gwiazd? Jakie są istotne różnice w takich obserwacjach a jakie są cechy wspólne?
Wszystkie zaproponowane metody, rozwiązania, które padają w czasie dyskusji zostają zapisane na tablicy.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w parach wykonują zadania sprawdzające z tego e‑materiału. Dla poziomu podstawowego pierwsze 5 zadań (co najmniej), dla zakresu rozszerzonego wszystkie zadania. Uczniowie w czasie pracy mogą się konsultować pomiędzy parami i w tematach spornych dyskutować na łamach całej klasy, tak aby wspólnie dość do rozwiązania zagadnienia.

Praca domowa:

Uczniowie z poziomu podstawowego: piszą krótki referat, opowiadanie o tym w jaki sposób badaliby wybraną przez siebie czarną dziurę. Muszą zachować wszystkie naukowe fakty, bazować na dyskusji z lekcji i zdobytej wiedzy.
Uczniowie poziomu rozszerzonego: Szukają w dostępnych materiałach (książki, internet, publikacje naukowe) informacji o jakiejś wybranej czarnej dziurze. Opisują pokrótce metody badania tego wybranego obiektu. Wyjaśniają dlaczego tak, a nie inaczej obserwuje się ten obiekt oraz dlaczego inne metody w tym przypadku zawiodły.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film edukacyjny, uczniowie, mogą oglądać w fazie wprowadzającej lekcji lub po lekcji w domu.