Koło Fizyczno-Astronomiczne

Program Koła Fizyczno-Astronomicznego na rok szkolny 20010/2011 dla uczniów ZSP nr 1 

(2 godziny tygodniowo)

Autor: mgr inż. Zbigniew Krysiak 

Wstęp

Zajęcia pozalekcyjne z fizyki stwarzają warunki do rozwoju zainteresowań przedmiotem i nabywania nowych umiejętności. Od początku swojej pracy dydaktycznej starałem się wyszukiwać uczniów uzdolnionych w kierunku przedmiotów ścisłych, którzy posiadają ugruntowaną wiedzę i znają podstawy obsługi komputera.

Komputery są dziś jednym z podstawowych czynników decydujących

o rozwoju naszej cywilizacji. Trudno wyobrazić sobie sfery naszego życia takie jak przemysł, handel, czy usługi bez wykorzystania komputerów. Jeżeli chcemy osiągnąć jako społeczeństwo sukces naukę z wykorzystaniem komputera musimy zacząć od szkoły. Zastosowanie komputerów w nauczaniu fizyki jest szczególnie uzasadnione. Fizyk, badając otaczającą rzeczywistość, obserwuje ją, dokonuje pomiarów, rejestruje wyniki i opracowuje je. We wszystkich tych czynnościach pomocny jest komputer. Poniższy program sprzyja rozwijaniu zainteresowań poznawczych i kształceniu twórczego myślenia uczniów, gdyż nie narzuca z góry obowiązujących treści nauczania. W wielu zajęciach przewidzianych programem młodzież będzie miała możliwość zdobywać wiedzę i umiejętności w procesie podobnym do procesu badania, co jest bardzo ważnym postulatem współczesnej dydaktyki. Zrealizowanie programu jest możliwe dzięki dobrze wyposażonej pracowni fizycznej w ZSP nr 1.

Cele edukacyjne:

 Rozwój zainteresowań fizyką i astronomiąPrzygotowanie uczniów do olimpiady fizycznej (i ewentualnie konkursów fizycznych)Rozszerzenie treści programowychNabycie umiejętności wykonywania eksperymentów wspomaganych komputerowoInspirowanie dociekliwości i postawy badawczej uczniówPrzygotowanie do rozumnego odbioru i oceny informacjiZapoznanie z metodami badawczymi fizyki oraz rolą eksperymentu i teorii w jej rozwojuPrzygotowanie oraz poszukiwanie eksperymentów fizycznych mogących zwiększyć zainteresowanie naukami przyrodniczymiPrzygotowanie uczniów do matury w zakresie rozszerzonym

Treści nauczania:

Zapoznanie z metodami badawczymi poprzez prezentację wyposażenia pracowni (pomocy dydaktycznych oraz interfejsów komputerowych).

Pomiary fizyczne z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego: „Warsztat naukowy", „IP COACH" oraz „Insight".

Mechanika

Badanie ruchu na torze powietrznym z wykorzystaniem programu „Warsztat naukowy" oraz tradycyjnie z wykorzystaniem stoperów elektronicznych i fotokomórek, zadania.

Drgania i fale mechaniczne

Badanie ruchu wahadła matematycznego, wyznaczanie przyśpieszenia ziemskiego, badanie zależności okresu od długości wahadła.

Rozszerzenie wiadomości o drganiach i falach mechanicznych poprzez składanie drgań równoległych i prostopadłych oraz wykorzystanie programy komputerowego „VM" spełniającego powyższe funkcje.

Interferencja fal akustycznych, analiza dźwięku za pomocą programu „IP COACH", wyznaczanie prędkości dźwięku za pomocą oscyloskopu, zadania.

Termodynamika 

Badanie krzywej stygnięcia za pomocą programu „IP COACH". 

Badanie przemiany izotermicznej za pomocą programu „IP COACH", zadania.

Elektromagnetyzm 

Wielkości fizyczne dotyczące prądy elektrycznego i jego sprawdzanie w sposób tradycyjny oraz z użyciem programu „Insight". 

Pole magnetyczne i jego zastosowanie, badanie pola za pomocą programu „Insight", oraz „Warsztat naukowy", zasada działania lampy kineskopowej.

Indukcja elektromagnetyczna, wzbudzanie prądu, obserwacja siły elektromotorycznej na oscyloskopie i za pomocą programu „Insight".

Prąd elektryczny w obwodzie RLC. Rezonans elektromagnetyczny, zadania.

Fale świetlne

Badanie zależności natężenia oświetlenia od odległości od źródła za pomocą programu „Insight".

Montowanie układów optycznych na ławie optycznej, zasada działania przyrządów optycznych. Interferencja światła z użyciem siatki dyfrakcyjnej, zadania.

Elementy astronomii

Miejsce Układu Słonecznego we Wszechświecie – zajęcia na boisku szkolnym. 

Praca z programem komputerowym „grawitacja.exe". Obsługa teleskopu oraz prowadzenie obserwacji astronomicznych, zadania. 

Formy pracy:

1. Wycieczki:

do miejsc, gdzie organizowane są wystawy dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych:

Eksperymentarium w Łodzi, Festiwal Nauki w Warszawie; wyjścia w celu obserwacji zjawisk przyrodniczych;

2. Wykonywanie pomocy dydaktycznych i ich konserwacja

opieka nad przyrządami fizycznymi w pracowni; tworzenie programów komputerowych;przygotowanie plansz, plakatów, itp.

3. Rozwiązywanie zadań i problemów wybór i rozwiązywanie zadań i problemów fizycznych, kształtujących zdobyte umiejętności i wiadomości oraz rozwijające logiczne myślenie;

 4. Zajęcia laboratoryjne

samodzielna lub grupowa praca uczniów wykonujących eksperymenty fizyczne, formułujących obserwacje i wnioski; wykorzystanie komputera w eksperymencie fizycznym;

5. Praca z literaturą popularno-naukową  wykorzystanie literatury do przygotowania i prowadzenia gazetki ściennej koła fizycznego, referatów, krzyżówek, rebusów, pomocy naukowych;

6. Zadania operacyjne wykorzystanie literatury i technologii informacyjnej w celu zdobycia wiadomości na zadany temat; praca z literaturą fachową; stworzenie i prowadzenie strony internetowej kółka fizycznego; 

7. Przygotowanie i realizacja konkursów fizycznych

Zorganizowanie ligi zadaniowej; Udział w olimpiadach i konkursach fizycznych;

8. Projekt badawczy.

Uczniowie pod opieką nauczyciela samodzielnie opracują i przeprowadzą projekt badawczy 

Kompetencje:

Umiejętność obserwacji i opisu zjawisk fizycznych i astronomicznych

Umiejętność wykonywania eksperymentów fizycznych

Wyjaśnianie zjawisk fizycznych na podstawie znanych praw

Posługiwanie się złożonymi urządzeniami pomiarowymi

Posługiwanie się tabelami, wykresami, diagramami do analizy zjawisk i procesów fizycznych

Stosowanie technologii informacyjnej do wyszukiwania, przekazywanie, przetwarzania i analizy informacji

Ewaluacja 

pytania otwarte zadawane uczestnikom na końcu zajęć, dotyczące tematyki i sposobu prowadzenia zajęć

rozmowy przeprowadzane po zajęciach z uczestnikami zajęć

frekwencja na zajęciach

przeprowadzenie ankiety wśród uczestników pod koniec roku

Uzyskane wyniki ewaluacji będą analizowane i wykorzystane do wprowadzenia zmian w prowadzeniu zajęć (atrakcyjność dla uczniów, metody pracy, użyteczność w życiu, skuteczność) oraz opracowania nowego programu na kolejny rok szkolny. 

Uwagi końcowe

Podane treści są projektem wstępnym, który należy odpowiednio zmodyfikować w zależności od uczniów uczęszczających na spotkania. Dużą zaletą zajęć pozalekcyjnych jest możliwość wykonywania samodzielnie atrakcyjnych naukowo eksperymentów fizycznych. 

Opracował mgr inż. Zbigniew Krysiak