Wiadomości ogólne
- Czas trwania zajęć: 1h
- Określenie wiedzy i umiejętności wymaganej u uczniów przed przystąpieniem do realizacji zajęć:
Uczeń:
- potrafi narysować prosty schemat obwodu elektrycznego, wskazać i nazwać jego elementy,
- wie jakie warunki muszą być spełnione, aby w obwodzie popłynął prąd elektryczny,
- zna podstawowe wielkości charakteryzujące prąd elektryczny – natężenie i napięcie,
- zna jednostki napięcia i natężenia,
- wie jak do obwodu podłączyć amperomierz i woltomierz.
- Pojęcia kluczowe:
- obwód elektryczny,
- mierniki natężenia i napięcia,
- połączenie równoległe elementów obwodu,
- spadek napięcia.
- Hipoteza sformułowana przez uczniów:
- Napięcie jest takie samo w każdym miejscu obwodu, a natężenie w obwodzie głównym równe jest sumie prądów przepływających przez obie jego „gałęzie”.
Doświadczenie
- Potrzebne materiały, przyrządy:
- źródło zasilania (bateria 4,5V),
- 2 żarówki 3,5V,
- przewody,
- włącznik,
- miernik napięcia – woltomierz,
- miernik natężenia prądu - amperomierz.
- Uwagi dotyczące BHP:
Zachowaj szczególną ostrożność podczas montowania obwodu elektrycznego i dokonywanych na nim pomiarów. W przypadku niespodziewanych trudności lub kłopotów należy przerwać doświadczenie i niezwłocznie zwrócić się do nauczyciela/ki.
Ważne: Podczas wykonywania doświadczeń przestrzegaj zasad BHP oraz stosuj się do regulaminu pracowni fizycznej.
- Zmienne występujące w doświadczeniu:
- zmienne niezależne – wartość napięcia źródła prądu,
- zmienne zależne – natężenie prądu.
Instrukcja wykonania doświadczenia:
Zadanie A:
Połącz równolegle dwie żarówki i podłącz je do źródła zasilania. Podłącz szeregowo amperomierz z każdym elementem obwodu. Podłącz równolegle woltomierz do każdego elementu obwodu.
Oznaczenie symboli:
| Symbol | Element obwodu | Symbol | Element obwodu |
 |
żarówka |  |
woltomierz |
 |
amperomierz |  |
źródło prądu |
Dokonaj pomiarów napięcia i natężenia. Wyniki wstaw do tabelki.
| Napięcie [V] | Natężenie [A] | ||||
| U | U1 | U2 | I | I1 | I2 |
| 4,5V | 4,5V | 4,5V | 1A | 0,5A | 0,5A |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Dokonaj analizy otrzymanych wartości.
- Sformułowanie wniosków:
- Suma prądów wpływających do węzła jest równa sumie prądów wypływających z węzła.
- Napięcie w każdym miejscu obwodu elektrycznego jest takie samo.
- Podsumowania doświadczenia:
- Nauczyłem się mierzyć napięcie i natężenie oraz odczytywać jego wartości.
- Nauczyłem się analizy otrzymanych wyników.
- Nauczyłem się formułowania wniosków wynikających z doświadczenia.
Podstawa programowa
- Cele, które zostaną osiągnięte w wyniku przeprowadzenia doświadczenia przez nauczyciela i uczniów pod kierunkiem nauczyciela:
a) wymagania ogólne – cele
- I Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych.
- II Przeprowadzanie doświadczeń i wyciąganie wniosków z otrzymanych wyników.
- III Wskazywanie w otaczającej rzeczywistości przykładów zjawisk opisywanych za pomocą poznanych praw i zależności.
b) wymagania szczegółowe - treści nauczania
- 4.12 buduje proste obwody elektryczne i rysuje ich schematy;
- 4.7) posługuje się pojęciem natężenia prądu elektrycznego;
- 8.1 opisuje przebieg i wynik przeprowadzanego doświadczenia, wyjaśnia rolę użytych przyrządów wykonuje schematyczny rysunek obrazujący układ doświadczalny;
- 8.3 szacuje rząd wielkości spodziewanego wyniku i ocenia na tej podstawie wartości obliczanych wielkości fizycznych;
- 8. 5) rozróżnia wielkości dane i szukane;
- 8.11 zapisuje wynik pomiaru lub obliczenia fizycznego jako przybliżony (z dokładnością do 2-3 cyfr znaczących).
Materiały do pobrania
Słowniczek
EKSPERYMENT, prowadzony zgodnie z metodą naukową, rozumiany jest jako proces, w trakcie którego badacz, uczeń, wprowadza zaplanowaną zmianę jednego czynnika i bada, jakie ta zmiana przynosi rezultaty, uważając przy tym, by pozostałe czynniki pozostały niezmienne.
OBSERWACJA rozumiana jako zaplanowane gromadzenie faktów, bez wprowadzania jakichkolwiek ingerencji w badane zjawisko. W trakcie obserwacji nie występuje zmienna niezależna, ponieważ nie ingerujemy w badany proces.
Eksperyment i obserwacja są realizowane zgodnie z metodą naukową, a to oznacza:
Postawienie PYTANIA BADAWCZEGO - Pytanie może być zadane przez uczniów lub zaproponowane przez nauczyciela. Pozwala to ukierunkować myśli i skoncentrować się na badanym problemie, uświadamia, że badania naukowe są wynikiem zaplanowanego działania.Dobrze skonstruowane pytanie badawcze jest pytaniem otwartym - uczeń sam chce znaleźć na nie odpowiedź.
Kolejnym krokiem jest postawienie HIPOTEZY, czyli prawdopodobnej, przewidywanej i wymyślonej przez uczniów odpowiedź na pytanie badawcze. Pamiętajmy, że przed wykonaniem eksperymentu nie ma złych lub dobrych hipotez, każda, nawet najbardziej śmiała jest dopuszczalna.
Kolejny etap to określenie ZMIENNYCH:
- ZMIENNA NIEZALEŻNA czyli to, co zmieniamy.
- ZMIENNA ZALEŻNA czyli wielkość, którą będziemy mierzyć, obserwować.
- ZMIENNE KONTROLNE czyli wszystko to, co musi zostać niezmienne.
ZMIENNA ZALEŻNA to parametr mierzony podczas doświadczenia, zmieniający się w zależności od zmian ZMIENNEJ NIEZALEŻNEJ.
W doświadczeniu naukowym pojawiają się również PRÓBY KONTROLNE. Bez kontroli nie można jednoznacznie stwierdzić, czy wyniki doświadczenia są wiarygodne. Kontrola pozytywna to dodatkowa próba, którą przeprowadzamy identycznie, jak próbę badawczą, ale z użyciem takiego czynnika (jeśli jest znany), który na pewno wywołuje pożądany efekt. Z kolei kontrola negatywna to dodatkowa próba, ale bez użycia czynnika, o którym wiemy, że wywołuje badane zjawisko. Z założenia, wynikiem tej próby będzie brak zmiany mierzonego parametru. Nie w każdym układzie doświadczalnym da się zaplanować obie próby kontrolne.
Zajęcia z pytaniem problemowym zakładają dyskusję między uczniami na podstawie dodatkowych pytań lub przykładów dostarczonych przez nauczyciela. Zajęcia te kształcą umiejętność doboru i formułowania argumentów, słuchania osób o innym stanowisku oraz wyciągania wniosków. W wyniku dyskusji cenne byłoby wypracowanie stanowiska, by uczniowie przekonali się, że każda konstruktywna rozmowa powinna zakończyć się rzetelnym podsumowaniem.
Gry dydaktyczne wykorzystują czynnik zabawy, co wspomaga przyswajanie wiedzy przez uczniów. Gry rozwijają pomysłowość, aktywność, samodzielność, umiejętność pracy w grupie oraz uczą radzenia sobie z emocjami. Grając uczymy się przez działanie i przeżywanie. Sukcesem jest osiągnięcie celu, a nie wygrana z innymi, czy zajęcie pierwszego miejsca. Najważniejsza w grze jest dydaktyka. Wygrywać mają wszyscy.
Bibliografia
- Grażyna Francuz – Ornat, Teresa Kulawik, Maria Nowotny – Różańska; Spotkania z fizyką podręcznik dla gimnazjum, część 3, Nowa Era Sp. z. o.o. Warszawa 2011.
- Świat fizyki podręcznik dla uczniów gimnazjum, pod redakcją Barbary Sagnowskiej, ZamKor, Kraków 2011.
