Imię i nazwisko autora:

Bartłomiej Klus

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak działa licznik rowerowy, czyli pomiar prędkości jazdy rowerem oraz przebytej drogi na podstawie pomiarów ruchu po okręgu

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres 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.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
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;
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;
16) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych.
II. Mechanika. Uczeń:
9) stosuje do obliczeń związki między promieniem okręgu, prędkością kątową, prędkością liniową oraz przyspieszeniem dośrodkowym.

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. określa związek pomiędzy prędkością kątową, z jaką obraca się koło rowerowe i prędkością liniową, z jaką porusza się cały rower;

2. wskazuje, jak wyrazić prędkość kątową przy pomocy kąta pełnego i okresu obrotu;

3. omawia zasadę działania licznika rowerowego;

4. wykorzystuje zdobytą wiedzę w zadaniach rachunkowych.

Strategie nauczania:

IBSE (Inquiry ‑ Based Science Education - nauczanie/uczenie się przez odkrywanie/dociekanie naukowe)

Metody nauczania:

poszukująca

Formy zajęć:

praca w grupach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

rower wyposażony w licznik prędkości

Materiały pomocnicze:

e‑materiał: „Jak działa licznik rowerowy, czyli pomiar prędkości jazdy rowerem oraz przebytej drogi na podstawie pomiarów ruchu po okręgu”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel na początku lekcji prezentuje uczniom ruch obrotowy na podstawie obracającego się koła rowerowego. Nauczyciel prezentuje również licznik rowerowy i omawia z uczniami schemat działania takiego urządzenia. W formie burzy mózgów uczniowie starają się wymyślić sposób działania urządzenia.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel w formie pokazu bądź prostego doświadczenia przetacza po blacie stołu walec, na którego podstawie zaznaczone są trzy punkty, położone w różnej odległości od środka walca. Nauczyciel tłumaczy uczniom, że liczba obrotów, jakie wykona każdy z zaznaczonych punktów, jest stała - nie zależy od odległości od środka walca.
Uczniowie zapoznają się z tekstem e‑materiału. Nauczyciel wyprowadza na tablicy związek pomiędzy prędkością liniową i prędkością kątową w ruchu po okręgu. Nauczyciel prezentuje inny sposób wyznaczenia prędkości kątowej jako $\omega =\frac{2\pi }{T}$. Uczniowie, w grupach, rozwiązują zadania 6 oraz 7 zamieszczone w zestawie zadań. Przedstawiciele grup zapisują rozwiązania na tablicy. Rozwiązując zadanie 6, uczniowie trenują umiejętności rachunkowe, natomiast podczas analizy zadania 7 utrwalają wiedzę, wykorzystując dane umieszczone na wykresie. Jeśli wystarczy czasu, warto rozwiązać też wspólnie zadanie 10 dotyczące ruchu dwóch kół zębatych połączonych łańcuchem.

Faza podsumowująca:

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 wiedzę i poszerzają rozumienie czytając tekst e‑materiału, zapoznając się z symulacją, oraz rozwiązując w domu zadania 1‑4.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium bazowe może zostać wykorzystane w trakcie lekcji w przypadku braku dostępnego koła rowerowego i połączone z dyskusją na temat prędkości liniowej rowerzysty i jej związku z parametrami ruchu po okręgu.