LABOLAB SZKOLNE LABORATORIA - SIŁY I ODDZIAŁYWANIA SZKOŁA PODSTAWOWA FIZYKA

LABOLAB SZKOLNE LABORATORIA - SIŁY I ODDZIAŁYWANIA SZKOŁA PODSTAWOWA FIZYKA

17 lekcji

To moduł, który pozwala uczniom przeprowadzić szereg doświadczeń, w wyniku których zrozumieją zagadnienia sił fizycznych i oddziaływania.

Istotny nacisk został położony na tarcie, masę oraz magnetyzm.

W module Siły i oddziaływania jest przekazywana idea, że wszystkie otaczające nas obiekty podlegają działaniu sił. Na tym etapie uczniowie mogą już wiedzieć, że, działając siłą, np. poprzez pchanie lub ciągnięcie, można wprawić ciało w ruch. Zwykle nie mają jednak jeszcze zbyt dużej wiedzy o oddziaływaniach bardziej abstrakcyjnych i wymagających aktywnej obserwacji zjawisk, takich jak magnetyzm czy grawitacja. Omówione w module trzy zasady dynamiki Newtona pomogą uczniom zrozumieć siły i oddziaływania, a zaproponowane działania badawcze rozwiną zdobytą przez nich wiedzę.

Moduł ten daje uczniom możliwość nauki z wykorzystaniem różnych metod badawczych: zadawania pytań, badania i doświadczania. Dzięki temu uzyskują oni pogłębioną znajomość sił i oddziaływań, które wpływają na ruch ciał.

W module jest dostępnych pięć serii działań badawczych. W trakcie ich realizacji uczniowie poznają koncepcję równowagi i braku równowagi sił, rozważając takie pojęcia jak: grawitacja, magnetyzm, tarcie, masa i odległość. Uczniowie będą angażować się w różnorodne badania i praktyczne, inżynierskie przedsięwzięcia, dzięki którym dowiedzą się, jak koncepcje naukowe znajdują swoje odzwierciedlenie w zjawiskach spotykanych w prawdziwym życiu.

Każdy moduł jest zestawem klasowym i/lub szkolnym, co oznacza, że zawiera kompletny zestaw elementów potrzebnych do wykonania doświadczeń w zespołach złożonych z wielu uczniów.

Nie trzeba kupować kilku sztuk zestawów, by zorganizować wielokrotną, klasową pracę badawczą w wybranym temacie.

LaboLAB Siły i oddziaływania to interdyscyplinarny zestaw edukacyjny, w pełni zgodny z nową podstawą programową dla przedmiotów: przyroda, fizyka i matematyka. Łączy wiedzę z różnych dyscyplin, rozwijając kluczowe kompetencje naukowe i badawcze uczniów.

Zawartość modułu SIŁY I ODDZIAŁYWANIA

• Przewodnik metodyczny dla nauczyciela w wersji drukowanej i cyfrowej: 1
• Drukowane materiały dla uczniów o zróżnicowanym poziomie: 1
• Dostęp do materiałów cyfrowych (atrakcyjne symulacje, ćwiczenia, testy, podręczniki multimedialne) dla uczniów i nauczycieli (licencja szkolna, bezterminowa): 1
• Waga elektroniczna, zakres 2 kg / 0,1 g: 2
• Sprężyna „slinky” – krocząca: 10
• Siłomierz (dynamometr) 250 g, którego konstrukcja pozwala na zważenie zawieszonego obiektu oraz zmierzenie siły nacisku lub naciągu. Urządzenia kalibrowane w gramach i Newtonach: 8
• Model samochodu (metal): 8
• Stoper, minutnik: 12
• Poziomica, poziom/pion (dł. 15 cm): 8
• Punkty podparcia, drewniane: 15
• Równoważnia: 8
• Opiłki żelaza (waga 625 g): 1
• Szalka Petriego z pokrywką: 10
• Pary magnesów z oznaczonymi biegunami (1 × 5 cm): 16
• Magnes, pierścień (gr. 8 mm, śr. 36 mm, śr. otworu 18 mm): 16
• Podkładki płaskie, ocynkowane, śr. 7/8″: 16
• Podkładki płaskie, stalowe, małe: 220
• Elementy konstrukcyjne K’NEX – drążki (dł. 13 cm): 24
• Kule styropianowe (śr. 3,5 cm): 24
• Kule styropianowe (śr. 7,5 cm): 8
• Małe, drewniane szpulki: 10
• Papier ścierny, drobnoziarnisty (arkusz 14 × 27 cm): 5
• Filc zielony (arkusz 20 × 30 cm): 5
• Folia bąbelkowa (arkusz): 12
• Taśma miernicza (dł. 150 cm): 8
• Odważniki plastikowe (11 krążków × 10 g): 8
• Cienki, mocny sznurek (dł. 60 m): 1
• Woreczki foliowe „strunowe” (roz. 30 × 45 cm): 25
• Plansza dydaktyczna 70 × 100 cm „Metoda badawcza”: 1
• Duża, wytrzymała skrzynia (tworzywo sztuczne, 50 × 60 × 30 cm): 1

Zadania badawcze realizowane w module SIŁY I ODDZIAŁYWANIA

Zagadnienie 1. Równowaga (3 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• masa i jej jednostki, wyznaczanie masy ciał
• siła jako miara oddziaływań
• równoważenie się sił
• dźwignia dwustronna

Tematy zadań badawczych:

1) Sprawdźmy, co już wiemy: kiedy ciało znajduje się w równowadze?

2) W jaki sposób możemy posłużyć się dźwignią dwustronną do wyznaczenia masy ciał?

3) Jak zrównoważyć siłę grawitacji?

Zagadnienie 2. Bezwładność (3 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• bezwładność ciał
• I zasada dynamiki Newtona
• tarcie

Tematy zadań badawczych:

1) Co to jest bezwładność?

2) W jaki sposób bezwładność wpływa na ruch ciała?

3) Co powoduje siła tarcia?

Zagadnienie 3. Zmiany w ruchu (3 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• ruch ciał pod wpływem niezrównoważonej siły
• II zasada dynamiki Newtona
• oddziaływania na odległość – siły oddziaływań magnetycznych

Tematy zadań badawczych:

1) Jaki jest wpływ wartości siły działającej na ciało na zmianę jego ruchu?

2) Jaki jest wpływ masy ciała na zmianę jego ruchu?

3) Jak oddziałują ze sobą magnesy?

Zagadnienie 4. Elektryczność i magnetyzm (5 jednostek lekcyjnych)

Realizowane treści:

• oddziaływania na odległość: magnetyczne i elektrostatyczne
• wzajemne oddziaływanie magnesów trwałych
• pole magnetyczne i jego graficzna reprezentacja

Tematy zadań badawczych:

1) Czy wszystkie metale oddziałują z magnesami?

2) Co to jest pole magnetyczne i czy można je zobaczyć?

3) Od czego zależy kształt linii pola magnetycznego?

4) Jakie są podobieństwa i różnice oddziaływań elektrostatyczne i magnetycznych?

Zagadnienie 5. Konstrukcje magnetyczne (3 jednostki lekcyjne)

Realizowane treści:

• podsumowanie i utrwalenie wiadomości o siłach i oddziaływaniach
• projektowanie i wykonanie modeli wykorzystujących siły oddziaływań magnetycznych w oparciu o cykl inżynieryjny

Tematy zadań badawczych:

1) Czy potrafisz zilustrować zasady dynamiki Newtona?

2) Jak skonstruować model wykorzystujący siły oddziaływań magnetycznych do rozwiązania zadanego problemu?

Podstawa programowa zrealizowana w module SIŁY I ODDZIAŁYWANIA

Moduł Siły i oddziaływania z serii LaboLAB wspiera realizację treści nowej podstawy programowej kształcenia ogólnego dla szkoły podstawowej w zakresie przedmiotu przyroda (wymagania z działu „Planeta Ziemia”). Zaproponowane w tym module zadania, oparte na procesie projektowania inżynieryjnego, mogą również posłużyć do realizacji projektów edukacyjnych.

Realizowane w module treści kształcenia (wymagania szczegółowe):

5. Planeta Ziemia. Uczeń:

4) bada i rozróżnia materiały magnetyczne, demonstruje oddziaływania magnetyczne, omawia zasadę działania kompasu i zjawisko ziemskiego magnetyzmu;

5) dokonuje pomiaru masy obiektów, demonstruje działanie siły grawitacji ziemskiej;

12) demonstruje zjawisko elektryzowania obiektów, wyjaśnia je na podstawie wzajemnych oddziaływań ładunków elektrycznych, omawia powstawanie chmury burzowej i wyładowania atmosferycznego;

21) bada i opisuje zależność siły tarcia od różnych czynników, wymienia przykłady zmniejszania i zwiększania siły tarcia w przyrodzie.