У модельній програмі прямо закладено наступність: після вивчення механічного руху учні мають закріплювати на практиці методи фізичних досліджень; програма також орієнтує на поєднання теоретичної інформації з дослідницькою діяльністю. Методичні настанови до цієї теми рекомендують почати з актуалізації поняття матеріальної точки, пригадати рівномірний прямолінійний рух, а потім перейти до встановлення умов рівномірного руху по колу та розмежувати рух точки по колу й обертання фізичного тіла навколо осі. (IZZI)
Тип уроку: урок формування нових знань і способів діяльності.
Основна ідея уроку: перенести сформоване учнями уявлення про рівномірний рух на випадок криволінійної траєкторії; встановити ознаки рівномірного руху по колу та розпочати формування поняття періоду обертання.
Результати навчання у фокусі уроку
| Група | Результат, який формуємо |
|---|---|
| 1. Пізнання світу природи засобами наукового дослідження | Спостерігає та описує рух тіл по колу; визначає ознаки такого руху; використовує спостереження для встановлення умов рівномірного руху по колу. |
| 2. Опрацювання, систематизація та представлення інформації | Опрацьовує інформацію про рух по колу, схеми та моделі; розрізняє траєкторію, час одного оберту, кількість обертів; подає результати спостереження з використанням фізичних термінів. |
| 3. Усвідомлення закономірностей природи, ролі природничих наук і техніки | Розуміє рівномірний рух по колу як окремий вид механічного руху; встановлює зв'язок між однаковістю шляхів за рівні інтервали часу та сталістю швидкості руху; розпізнає приклади такого руху в природі й техніці. |
| 4. Розвиток наукового мислення, розв'язання проблем | Порівнює прямолінійний і рух по колу; встановлює спільне та відмінне; аналізує, чи можна вважати конкретний рух рівномірним; аргументує власний висновок. |
Хід уроку
І. Організація навчальної діяльності
Учитель демонструє або виконує коротке спостереження:
обертання колеса;
рух кінчика стрілки годинника;
рух точки на ободі вентилятора;
рух кабінки оглядового колеса.
Учитель:
Ми вже досліджували механічний рух. Знали, що тіло може рухатися прямолінійно, а його швидкість може бути сталою або змінюватися.
Сьогодні траєкторія буде іншою.
На дошці:
ПРЯМА → КОЛО
Проблемне запитання
Чи може рух по колу бути рівномірним?
ІІ. Актуалізація
Учитель:
— Що називають механічним рухом?
— Що таке траєкторія?
— Яку траєкторію називаємо прямолінійною?
— Який рух називаємо рівномірним?
Очікувана відповідь:
Рівномірний рух — це рух, під час якого тіло за будь-які рівні проміжки часу проходить однакові шляхи.
Учитель:
Цю ознаку рівномірного руху ми сьогодні збережемо, але змінимо форму траєкторії.
ІІІ. Досліджуємо рух по колу
Із свого життєвого досвіду ви знає, що більшість тіл у природі рухаються по криволінійним траєкторіям. Наприклад:
Учитель демонструє рух точки по колу.
Наприклад, можна використати невеликий предмет, закріплений на нитці, або цифрову модель.
Учні спостерігають.
Запитання
Якою є траєкторія точки?
Чи змінюється положення точки?
Чи повертається точка через певний час у початкове положення?
Чи можна для такого руху застосувати поняття рівномірного руху?
IV. Встановлюємо умову рівномірності
Учитель пропонує подумки поділити колову траєкторію на однакові дуги.
Наприклад:
А → Б → В → Г → Д
Якщо за однакові проміжки часу точка проходить однакові за довжиною ділянки колової траєкторії, учні роблять висновок:
Рух по колу може бути рівномірним.
Учитель формулює:
Рівномірний рух матеріальної точки по колу — це криволінійний рух, під час якого точка, рухаючись коловою траєкторією, за будь-які рівні інтервали часу проходить однаковий шлях.
Саме таку логіку рекомендують методичні настанови до цієї теми. (IZZI)
V. Проблема матеріальної точки
Учитель демонструє велосипедне колесо.
Запитання:
Коли ми говоримо про рух колеса, що саме рухається по колу?
Учні можуть відповісти:
— колесо;
— обід;
— кожна точка обода.
Учитель:
У фізиці часто потрібно спростити реальний об'єкт, щоб досліджувати його рух. Тому певне фізичне тіло або його частину в конкретній ситуації можна розглядати як матеріальну точку.
Завдання
Визначити, чи можна вважати матеріальною точкою:
автомобіль під час руху між містами;
кінчик лопаті вентилятора;
Місяць під час дослідження його руху навколо Землі;
колесо велосипеда під час дослідження його обертання.
Учні аргументують відповіді.
VI. Рух по колу і обертання тіла
Учитель демонструє два випадки.
Випадок 1
Точка рухається по колу.
Випадок 2
Колесо обертається навколо своєї осі.
Запитання
— Чи можна сказати, що ці рухи однакові?
Учні порівнюють.
Учитель підводить до висновку:
Під час руху матеріальної точки по колу ми описуємо рух самої точки по коловій траєкторії.
Під час обертання тіла навколо осі різні точки тіла рухаються по колових траєкторіях навколо цієї осі.
Методичні настанови окремо рекомендують звернути увагу учнів на цю відмінність і водночас на спільність характеристик таких рухів. (IZZI)
VII. Вводимо поняття оберту
Учитель:
Якщо тіло або точка здійснює рух по колу, природно виникає питання: як описати повторюваність цього руху?
Демонстрація одного повного обертання.
Початкова точка → повне коло → початкова точка.
Учитель:
Один повний оберт — це повне проходження колової траєкторії до повернення в початкове положення.
Запитання
— Скільки обертів здійснила точка?
Учитель задає кілька коротких ситуацій:
половина кола;
одне повне коло;
два повних кола;
три з половиною оберти.
Учні визначають кількість обертів.
VIII. Період обертання
Учитель:
Якщо ми хочемо порівняти два обертальні рухи, недостатньо знати лише кількість обертів. Нам потрібно знати, скільки часу триває один повний оберт.
Формується поняття:
Період обертання — час, за який тіло здійснює один повний оберт.
Одиниця:
На дошці:
де:
— період обертання;
— час;
— кількість обертів.
Поглиблене експериментальне визначення періоду буде виконане на наступному уроці під час лабораторної роботи №4.
IX. Дослідницька вправа «Хто обертається швидше?»
Учитель пропонує ситуацію:
Перше колесо здійснює 10 обертів за 20 с.
Друге — 10 обертів за 10 с.
Запитання
— Яке колесо здійснює один оберт за менший час?
— Яке обертається швидше?
Учні визначають:
Висновок:
Чим менший час одного оберту, тим швидше відбувається обертання.
X. Зв'язок із попереднім навчанням
Учитель:
На попередніх уроках ми використовували швидкість для характеристики прямолінійного руху.
На дошці:
Запитання:
— Що ми тепер можемо вимірювати для обертального руху?
Учні:
Час одного оберту — період.
Учитель:
Отже, ми не просто вивчаємо новий термін. Ми створюємо новий спосіб опису механічного руху.
XI. Завдання «Розпізнай рух»
Учитель демонструє або описує ситуації.
Учні визначають:
рівномірний рух по колу / не рівномірний рух по колу / обертання тіла.
Кінчик секундної стрілки годинника.
Автомобіль проходить кругову ділянку дороги й поступово гальмує.
Точка на ободі колеса, яке обертається зі сталою швидкістю.
Кабінка оглядового колеса під час рівномірного обертання.
Камінь, який рухається по колу на нитці зі сталою швидкістю.
Для кожного прикладу учень має не лише назвати вид руху, а обґрунтувати відповідь.
XII. Завдання «Чи правильне твердження?»
Учитель пропонує твердження:
1. Якщо тіло рухається по колу, його рух обов'язково є рівномірним.
Учні спростовують.
2. Під час рівномірного руху по колу швидкість за величиною не змінюється.
Учні аналізують.
3. Рівномірний рух по колу є різновидом криволінійного руху.
4. Період показує час одного повного оберту.
Тут важливо, щоб учень не просто відповідав «так/ні», а пояснював, за якою ознакою прийнято рішення.
XIII. Формувальне оцінювання
| Ознака результату | Що демонструє учень |
|---|---|
| Розпізнає рух по колу | визначає колову траєкторію |
| Розуміє рівномірність | встановлює, чи проходить тіло однакові шляхи за однакові інтервали часу |
| Використовує модель | визначає, коли тіло можна розглядати як матеріальну точку |
| Розрізняє рухи | пояснює відмінність руху точки по колу й обертання тіла |
| Використовує терміни | правильно застосовує поняття «оберт», «період обертання» |
| Опрацьовує дані | визначає період за кількістю обертів і часом |
| Аргументує | пояснює, чому конкретний рух є/не є рівномірним |
| Переносить знання | застосовує ознаки рівномірного руху до нового виду траєкторії |
XIV. Рефлексія
Учитель пропонує завершити три речення:
Сьогодні я переніс знання про рівномірний рух на...
Рівномірним рух по колу є тоді, коли...
Щоб визначити період обертання, потрібно знати...
І підсумкове запитання:
Чим рівномірний рух по колу схожий на вже відомий нам рівномірний прямолінійний рух, а чим відрізняється?
XV. Домашнє завдання
Обов'язкове:
Опрацювати матеріал про рівномірний рух матеріальної точки по колу.
Навести 3 приклади рівномірного руху по колу в природі, побуті або техніці.
Для кожного пояснити, за якою ознакою рух можна вважати рівномірним.
Підготовка до наступного уроку:
Підготуватися до експериментального визначення періоду обертання тіла: пояснити, які величини потрібно виміряти, щоб визначити час одного оберту.
Методичний акцент цього уроку
Саме тут у нашій траєкторії результатів відбувається перенесення вже сформованого способу мислення на новий об'єкт:
відомий рівномірний прямолінійний рух
↓
нова траєкторія — коло
↓
порівняння ознак
↓
встановлення умови рівномірності
↓
нова характеристика — період
↓
підготовка до експериментального визначення періоду на наступному уроці.
Саме тому лабораторна робота №4 логічно є продовженням цього уроку, а не ізольованою практичною роботою: на першому уроці учень розуміє, що таке період і навіщо він потрібен, а на наступному — сам визначає його експериментально. Це відповідає закладеній у модельній програмі логіці переходу від теоретичного опрацювання до дослідницької діяльності.
Немає коментарів:
Дописати коментар