30 JS 2. Gaśnica for

Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska 10, 31-058 Kraków, Tel: 12-422-26-08 Fax: 12-421-67-45
Bank PKO bp I/O Kraków; 10 1020 2892 0000 5902 0427 5400
30. Problem badawczy do rozwiązania: „Gaśnica MacGyver’a”.
1. Realizowane treści podstawy programowej
Przedmiot
Fizyka
Realizowana treść podstawy programowej
Ruch drgający i fale
Uczeń:
•
•
Chemia
opisuje mechanizm przekazywania drgań z jednego punktu ośrodka
do drugiego w przypadku fal na napiętej linie i fal dźwiękowych w
powietrzu
opisuje mechanizm wytwarzania dźwięku w instrumentach
muzycznych, głośnikach itp.
Powietrze i inne gazy
Uczeń:
•
wykonuje i obserwuje doświadczenia potwierdzające, że
powietrze jest mieszaniną gazów
2. Kształcone kompetencje
•
kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne,
•
kompetencje społeczne i obywatelskie,
•
inicjatywność i przedsiębiorczość.
3. Cele zajęć blokowych
•
zbadanie właściwości fali akustycznej wysyłanej przez drgającą membranę po
przejściu przez kołowy otwór
4. Oczekiwane osiągnięcia ucznia
Uczeń:
•
•
•
•
opisuje przebieg i wynik przeprowadzanego doświadczenia,
wyjaśnia rolę użytych przyrządów, wykonuje schematyczny rysunek obrazujący układ
doświadczalny lub dokumentuje wyniki za pomocą fotografii lub filmów,
wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla wyniku
doświadczenia,
potrafi pracować samodzielnie i w zespole,
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska 10, 31-058 Kraków, Tel: 12-422-26-08 Fax: 12-421-67-45
Bank PKO bp I/O Kraków; 10 1020 2892 0000 5902 0427 5400
•
potrafi bezpiecznie obchodzić się z ogniem,
•
potrafi bezpiecznie posługiwać się urządzeniami technicznymi (wiertarką,
wycinakiem itp.),
•
potrafi formułować wnioski w oparciu o wyniki własnych obserwacji,
•
potrafi wskazać możliwe zastosowania obserwowanych efektów.
5. Przykładowe rozwiązanie nr 1
Lp.
Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu
1. plastikowe wiadro (w kształcie walca o wymiarach wysokość ok. 14
cm, średnica podstawy ok.17 cm) z elastyczną przezroczystą
pokrywą (np. pusty pojemnik po kiszonej kapuście, marmoladzie,
farbie itp.) jak na załączonej fotografii
Ilość sztuk
1
2. zapałki lub zapalniczka
3. świeca
4. wiertarka z wiertłem o średnicy 15 mm lub wybijak do otworów o
średnicy 15 mm *
5. aparat fotograficzny (z możliwością nagrywania krótkich filmów)
1
1
1
1
6. Proponowany przebieg zajęć z rozliczeniem czasowym
Lp.
Opis kolejnych działań
Uwagi do realizacji dla nauczyciela (rysunki, schematy,
fotografie, linki do WWW itp.)
1
Wprowadzenie do
zagadnienia
powstawania fal
podłużnych i
wytwarzania dźwięku.
Wskazanie różnic
pomiędzy falowym i
innymi znanymi
sposobami przekazu
energii na odległość.
Omówienie zasad
bezpiecznego
posługiwania się
materiałami
narzędziami używanymi
w czasie zajęć i ich
właściwego
zastosowania.
Wykonanie w dnie
wiadra otworu o
średnicy 15 mm –
centralnie*.
Doświadczenie ze sprężyną.
Doświadczenie z kamertonem, dwoma kamertonami i
badanie zjawiska rezonansu.
Doświadczenie z różnymi źródłami dźwięków,
porównywanie właściwości dźwięków.
2
3
Czas
trwania w
minutach
20
10
zał. fot.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
13
Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska 10, 31-058 Kraków, Tel: 12-422-26-08 Fax: 12-421-67-45
Bank PKO bp I/O Kraków; 10 1020 2892 0000 5902 0427 5400
4
5
2
Staranne założenie
elastycznej pokrywy
wiadra tak, aby po
zatkaniu np. palcem
otworu w dnie wiadro
było hermetyczne.
Zapalenie świecy i
przyjęcie wygodnej
3
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska 10, 31-058 Kraków, Tel: 12-422-26-08 Fax: 12-421-67-45
Bank PKO bp I/O Kraków; 10 1020 2892 0000 5902 0427 5400
pozycji, umożliwiającej
stabilne trzymanie jedną
ręką wiadra w
odległości
kilkudziesięciu
centymetrów od świecy.
6
Takie ustawienie
wiadra, aby cień otworu
w dnie, rzucany na
pokrywę przez płomień
świecy, widoczny był w
środku pokrywy.
7
Delikatne uderzenie
opuszkiem palca drugiej
(wolnej) ręki pokrywy
wiadra w miejscu
rzucanego cienia.
Powtarzanie tej
czynności (po
każdorazowym
zapaleniu świecy) dla
różnych odległości
świeca – wiadro.
8
Wykonanie
dokumentacji
zdjęciowej i filmowej
(udanych i nieudanych
prób).
9
Wypełnienie i zebranie
dokumentacji
uczniowskiej.
Całkowity czas trwania jednostki
2
10
20
10
90
*) – bardzo ważne dla powodzenia eksperymentu jest wykonanie otworu dokładnie w środku
dna wiadra (jak na fot. IMG 21_20) przy użyciu wiertarki lub wybijaka, jeśli otwór
przygotowuje się wcześniej. Gdy otwór jest wykonywany przez uczniów w czasie
prowadzonych zajęć, można go wykonać ręcznie przy pomocy wiertła lub innego ostrego
przedmiotu o tej grubości, ogrzewając ostrożnie, punktowo, dno wiadra płomieniem palnika,
aż stanie się plastyczne.
Nauczyciel może to doświadczenie przygotować w obecności uczniów i potraktować jako pokaz.
W oparciu o ten pokaz uczniowie mogą przygotować, bez większego ryzyka, własne gaśnice,
wykorzystując butelki plastikowe 1,5 l i rękawice gumowe. Ucinając butelkę nożem lub nożyczkami,
pozostawiając część z szyjką. Otwartą część, uciętą, trzeba zabezpieczyć i usztywnić plastrem
medycznym – jest ostra - nałożyć część rękawiczki gumowej i zabezpieczyć gumką recepturką. Tak
zbudowane gaśnice spełniły swoje zadanie i mógł je zbudować każdy uczestnik zajęć.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska 10, 31-058 Kraków, Tel: 12-422-26-08 Fax: 12-421-67-45
Bank PKO bp I/O Kraków; 10 1020 2892 0000 5902 0427 5400
7. Obudowa do zajęć blokowych
Uczniowie klas pierwszych i drugich nie znają zjawiska : drgania i fale.
Doświadczenie może być wykonane na początku lekcji, zgodnie z przedstawionym scenariuszem, jako
problem do wyjaśnienia. Przed próbą wyjaśnienia konieczna jest seria doświadczeń, pokazująca
zjawiska powstawania dźwięku w wyniku drgania struny głosowej, drgania kamertonu (np. z
kuleczką) i różnych innych źródeł dźwięku. Przedstawienie na modelu mechanizmu przekazywania
energii w - przekazywanie informacji za pomocą fal dźwiękowych, instrumentów muzycznych. Uczeń
powinien zakończyć zajęcia, w pełni rozumiejąc wykonane doświadczenie kluczowe, zawarte w
tematyce zajęć. Można zupełnie na tym etapie pominąć stronę ilościową, matematyczną, związaną z
ruchem falowym. Ważne jest też przekonanie ucznia po takich zajęciach, że wszechobecne w życiu
codziennym zjawiska fizyczne można w łatwy sposób powtórzyć i wyjaśnić, budując własne modele.
W opisanej sytuacji można intuicyjnie wprowadzić pojęcie fali spójnej. Pełne wyjaśnienie zjawisk
budzi ciekawość i zachęca do eksperymentowania, a o to chodzi w popularyzacji nauk
przyrodniczych. Wykonywanie doświadczeń ma być dla nas pretekstem do uczenia myślenia
logicznego, wnioskowania, podejmowania prób algorytmizacji.
Podsumowując prowadzone zajęcia, można uczniom zadać pytania:
• W jaki sposób można wykorzystać wyniki obserwacji w życiu codziennym np. przy
konstrukcji odpowiednich urządzeń?
•
Czy wyniki obserwacji pomogły Ci zrozumieć zasadę działania znanych Ci urządzeń lub
przebieg innych zjawisk (np. gaszenie pożarów płonących szybów naftowych czy
nieszczelnych instalacji itp.)?
Dodatkowe wyjaśnienia; praca w zespołach kilkuosobowych, jeden z uczniów utrzymuje wiadro w
odpowiedniej pozycji, drugi uderza w pokrywę, trzeci zapala świecę Pozostali uczniowie zapisują
wyniki obserwacji ew. wykonują fotografie lub krótkie filmy wideo, ewentualnie udzielają doraźnej
pomocy w przeprowadzeniu doświadczenia.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska 10, 31-058 Kraków, Tel: 12-422-26-08 Fax: 12-421-67-45
Bank PKO bp I/O Kraków; 10 1020 2892 0000 5902 0427 5400
8. Karta pracy ucznia
Wypełnijcie tabelę dotyczącą kosztów pomocy dydaktycznych:
Lp. Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia
Ilość sztuk
eksperymentu
1
odpowiednie wiadro
1
2
wycinak do otworów
1
3
świeca
1
4
zapałki
1
5
aparat fotograficzny (ewentualnie)
1
Cena
jednostkowa
Cena
łączna
Suma kosztów:
Oszacujcie koszty pracy:
Lp.
Zadanie
1
2
Czas
wykonania (h)
Liczba
osób
Łącznie
osobogod
zin pracy
Wykonanie
odpowiedniego otworu
w dnie wiadra.
Koszty zakupu w/w
materiałów.
Suma:
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Cena
osobogodziny
pracy (zł)
Koszt
Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska 10, 31-058 Kraków, Tel: 12-422-26-08 Fax: 12-421-67-45
Bank PKO bp I/O Kraków; 10 1020 2892 0000 5902 0427 5400
9. Ankieta ewaluacyjna zajęć oraz karta samooceny ucznia
Imię i nazwisko ucznia:
……………………………………………………………………………………………………………
…
Lp.
1
2
Pytanie do ucznia
Tak
Raczej
tak
Trudno
powiedzi
eć
Nie
Czy dzisiejsze zajęcia były dla ciebie
interesujące?
Czy dowiedziałeś się czegoś nowego?
Co zmieniłbyś w dzisiejszych zajęciach:
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Wypisz działania, w których Twój wkład pracy był największy oraz te, w których uczestniczyłeś
w mniejszym stopniu, uzasadnij dlaczego:
Mój szczególny wkład pracy to:
W tych działaniach uczestniczyłem
…ponieważ:
mniej:
10. Uwagi o realizacji- zapisane w punkcie 8
11. Literatura uzupełniająca, zalecane podręczniki i artykuły.
1. Thomas J. Craughwell, Wielka księga wynalazków,
Wyd. Bellona , 2010
2. Praca zbiorowa, Wielka księga eksperymentów ,
Wyd. Jarmołkiewicz Elżbieta , 2008
3. Praca zbiorowa, Proste maszyny. Świat nauki,
Wyd. Jedność, 2010
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Zdecydowanie nie