STEM – УРОК З ФІЗИКИ

«Рівномірний рух по колу. Період обертання».    

Гранчак Віталій Миколайович,

вчитель математики

Благовіщенський академічний ліцей «Лідер»

Благовіщенської міської ради                                                             

Предмет: фізика 7-І клас

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Форма проведення: STEM – урок

Час: (2 уроки по 45 хв, проводяться як пара)

Мета:

Ознайомити учнів з особливостями обертального руху тіла; ввести поняття періоду обертання та обертової частоти, практичне використання отриманих знань, застосування знань для розв’язку задач. Продовжувати формувати в учнів вміння спостерігати фізичні явища, користуватися приладами; розвивати інтелектуальні та творчі здібності, мислення, увагу, пам’ять, робити висновки, аналізувати, вміння працювати в команді, самостійно, вміння працювати з джерелами інформації. Виховувати культуру наукового мислення, бажання вивчати навколишній світ, популяризувати STEM-освіту серед учнів, сприяти принципам гендерної рівності, дотриманню принципів академічної доброчесності.

 Освітні галузі:

На уроці інтегруються мовно-літературна; природнича; технологічна; математична; інформатична; іншомовна; соціальна і здоровꞌязбережувальна; громадянська та історична; мистецька.

Ключові компетентності, які розвиваються на навчальному занятті:

Спілкування державною мовою, спілкування іноземними мовами, математична грамотність, компетентності у галузі природничих наук, інформаційно-комунікаційна компетентність, навчання впродовж життя, культурна компетентність.

Обладнання:

Проєктор, ноутбук, гаджети дітей, макети сонячних годинників, різні типи годинників, макети планет, підручник, картки для індивідуальної роботи, картки самооцінювання, взаємооцінювання.

Ресурси youtube:    

Руханка «Арам-зам-зам»

 https://www.youtube.com/watch?v=cqa59baDNXU
(Джерело:  HeyKids - Дитячі пісні)

«Сонячна система, загальна характеристика»

https://www.youtube.com/watch?v=X9MJXN0lQno     
(Джерело: DmitVik NEW)  (4 хв.)

«Чому ми бачимо лише один бік Місяця»

https://www.youtube.com/watch?v=FtXJAro9w0A
(Джерело:  Цікава наука)

Руханка «Планети»  https://www.google.com/search?q=ttps%3A%2F%2Fyoutu.be%2FL_njUAfLvog&oq=ttps%3A%2F%2Fyoutu.be%2FL_njUAfLvog&aqs=chrome..69i57j69i58.9952j0j15&sourceid=chrome&ie=UTF-8#fpstate=ive&vld=cid:5a819656,vid:L_njUAfLvog

(Джерело:  ПЛАНЕТИ - Дитячі Пісні й Мультфільми - З Любов'ю до Дітей)

Хід уроку 1

(Готуючись до уроку, діти виготовляють макети планет, Сонця, Місяця, заготовку для діорами, маркери з назвами небесних тіл, а також діти, які мають успіхи в інформатиці, створюють віртуальну діораму «Сонячна система» в програмі  Microsoft PowerPoint з використанням анімації.

І. Організація учнів до уроку.

Позитивне налаштування на урок. (2 хв)

Добрий день всім присутнім.

Знову день почався , діти,

Всі зібрались на урок.

Тож пора нам поспішити,

Кличе в подорож дзвінок.

Урок сьогодні незвичайний,

Та вчить багато нас чому.

Хай буде він для нас повчальний!

За це  ми дякуєм йому.

Будь ласка, за допомогою жестів продемонструйте свій настрій та налаштування на роботу. Отже, настрій у всіх чудовий, можемо починати.

Підніміть руки ті, хто хоч раз вдивлявся у зоряне небо і мріяв полетіти до зірок, розкрити таємниці космосу.

Погляньте на цю картину відомого українського художника Олега Шупляка

"Український космос. Зоряний гладущик». Це картина-символ.

Прийом «Входження в картину» (3 хв)

Спробуйте увійти в картину своєю свідомістю, побути там.

Які емоції ви відчуваєте?

Що символізує гладущик?

А що таке Місяць? (Природний супутник Землі).

ІІ. Зіткнення учнів з проблемою й висловлення первинних гіпотез. (4 хв)

(Питання пов’язане з інтелектуальним утрудненням).

А чому Місяць завжди повернутий до Землі одним і тим же боком?

Якщо Ви будете допитливими, уважними і старанними на сьогоднішньому занятті, ви зможете дати відповідь на це питання.

Прийом «Сторітеллінг»

Давайте спробуємо вигадати коротку фантастичну історію до поставленого питання. Для цього станьте в коло, кожен по черзі  придумає одне речення, але вони мають бути пов’язані, бо ми створюємо одну історію. 

IІI. Актуалізація опорних знань.

Вправа «Асоціативний кущ» (4 хв)

Які  асоціації виникають у вас зі словами  «рух по колу»? Створіть асоціативний кущ.

(На ватмані кольоровими маркерами діти записують асоціації)

Давайте подивимось, які асоціації виникли у інших дітей, адже перед уроком ми провели міні-опитування в паралельному класі. Які асоціації повторюються, які відрізняються?

(Діти порівнюють обидва асоціативні кущі)

(Можливі варіанти записів: безкінечність, однакова дія, білка в колесі, кільце автодорожнє, центр нашого містечка, годинник, оглядове колесо, вітряк, акула, яка кружляє навколо здобичі).   

 ІV. Визначення теми й мети уроку. (4 хв)

Скажіть, будь ласка, що допомагає людині відчувати себе здоровою, активною, що порівнюють з життям? (Рух).

Можу прямо пробігати,

Іноді простую криво-

Рівномірно чи грайливо.

Починаю з малих спроб,

Щоби перейти в галоп.

(Рух)

Погляньте на дошку і дайте відповідь на питання, що спільного в цих ілюстраціях?

(На екран проектора виводяться фото, де зображено рух по колу, а саме: барабан пральної машини, колесо автомобіля, хом’як в колесі.)

То про що піде мова на уроці? ( про рух по колу).

Вірш «Рух по колу» (розповідають учні)

1. Вечір, зорі стали в коло,

Місяць жовте одягнув

мружить очі видноколо

Тихцем вересень минув.

2. Я зітхнув у вечір знову,

Півень зойкнув випадково,

спить Бровко - зігнувсь в підкову...

все життя, то біг по колу.

3. Я живу лише частково,

все шукаю спільну мову...

Не знаходжу її знову.

Новий день побіг по колу!

4. Хтось ковтає зранку "колу"

Хтось одужав достроково,

хтось закінчив рідну школу,

бо життя, то рух по колу!

До речі, ви теж не встигнете оглянутись, як закінчите рідну школу. Яку професію мрієте обрати?

       Яку б професію людина не обрала, вона буде хорошим фахівцем лише в тому випадку, якщо протягом життя буде вчитись, засвоювати нові знання, вміння, не буде зупинятись на досягнутому. Навчання впродовж життя – це запорука успіху.

Отож, сьогодні поговоримо про рух у різних його проявах, а один з таких видів руху – рух по колу.

 Отже, тема уроку: «Рівномірний рух  по колу. Період обертання».

Яка мета нашого уроку? Діти з учителем формулюють мету.

Вправа 1. Мікрофон (2 хв)

Що ви очікуєте від уроку? Уявіть, що цей предмет – мікрофон. Спробуйте закінчити речення: «Сьогоднішній урок навчить мене...». і передайте мікрофон іншому учневі. Говоріть швидко й лаконічно.

(Вчитель прикріплює на дошку  конкретні очікувані результати,  зачитує їх).

 Наприкінці уроку ми перевіримо, наскільки  досягли таких результатів.

(Вчитель пояснює, як  буде оцінювати навчальні досягнення дітей в балах.)

Наша тема – про рух, тому пропоную і нам з вами трохи порухатись.

Руханка «Арам зам-зам» (2 хв)

 https://www.youtube.com/watch?v=cqa59baDNXU

Що ви спостерігали під час виконання руханки?

 ( швидкість виконання вправ збільшувалась з кожним разом).

То що ж таке швидкість, як ви думаєте?

(відповіді учнів)

Швидкість руху – це фізична величина, що відповідає відношенню переміщення тіла до проміжку часу , за який відбувається переміщення.

V. Робота над темою уроку (10 хв)   

Щоб відповісти на проблемне питання, чому Місяць завжди повернутий до Землі одним і тим же боком, нам потрібно зібрати більше інформації до теми уроку.

Об’єднайтесь у 8 груп,  підійшовши до макету планети, яка вам найбільше подобається. На макет планети прикріплена картка з питанням, на яке шукатиме відповідь група. Час на виконання роботи - 1 хв. (Функції членів групи: 1 – читає питання, 2 – шукає відповідь , 3 – записує її в зошит, 5 – озвучує відповідь для класу).

Вправа «OK , GOOGLE»                                                                                                            При допомозі пошукової системи GOOGLE знайдіть відповіді  на питання:

Представники груп озвучують знайдені відповіді.

Чи можемо ми дати визначення, що таке рівномірний рух по колу?

(Вчитель разом з учнями формулює визначення)

Рівномірний рух матеріальної точки по колу – це такий криволінійний рух, у ході якого точка, рухаючись коловою траєкторією, за будь-які рівні інтервали часу проходить однаковий шлях.

Поміркуйте, що рівномірно рухається по колу:                

1. Рух планет навколо сонця

2. Природні супутники 

3. Рух штучних супутників

4. Рух точок на стрілках годинника

5. Рух оглядового колеса

Розглянемо ще один з прикладів рівномірного руху по колу. Відгадайте загадку:

Бігають крізь сонечка

Шість синочків і дві дочки

Промайнуть роки і дні

Але не зустрінуться вони. (Планети)

А зараз погляньте на це сонечко. Такі хмаринки слів можна створювати, використовуючи застосунок        хмара слів - WordArt.com

Із хмаринки слів вам потрібно скласти прислів’я.

Землю красить сонце, а людину праця.

Це цікаво знати (2 хв)

Молодці. Назви яких небесних тіл ви знайшли у хмаринці слів? (Земля, Сонце). А як це буде  англійською мовою?  (Sun)

А грецькою мовою сонце – Геліос. Цікаво, що у давніх єгиптян центром культу бога Сонця було місто Геліополь. До речі, Сонце у всі часи вважалось джерелом життя на Землі. Тому давні люди обожествляли його і поклонялись йому. Згадайте, як називали бога сонця стародавні єгиптяни? (Ра). А наші предки, давні слов’яни? (Ярило).

Тож зараз розмова піде про планети , які рухаються рівномірно навколо Сонця. Більшість планет названі на честь давньоримських богів.  Всі разом ці космічні тіла утворюють Сонячну систему. Сонячна система – це наш шматочок космосу, єдина область, де ми можемо пересуватися, яку можемо вивчати за допомогою супутників, а не лише спостерігати телескоп.

Пропоную переглянути навчальне відео. Після перегляду ми зможемо відповісти на 6 питань, які допоможуть вирішити проблемне питання уроку.

Відео «Сонячна система, загальна характеристика» (4 хв)

https://www.youtube.com/watch?v=X9MJXN0lQno   

 
(Джерело: DmitVik NEW)

Киньте кубик та визначте, на яке питання будете відповідати.

Питання від Кубика (4 хв)

1. Які планети Сонячної системи тобі відомі?
2. За якою ознакою їх поділяють на дві групи?
3. Що таке рік?
4. Порівняй тривалість року на різних планетах Сонячної системи.
5. Як рухаються планети в сонячній системі?
6. Чому відбувається зміна пір року?

VІ. Робота над гіпотезами, висловленими учнями. (4 хв)

Отже, ми отримали досить багато інформації. Тепер можна висловити припущення, або гіпотезу, чому Місяць завжди повернутий до Землі одним і тим же боком. Які в кого будуть варіанти?

(Учні висловлюють гіпотези.)

(Можливі варіанти гіпотез:

1. Припущення, що планета Земля плоска, до ковпака небесного прикріплений місячний диск, тому він не обертається.
2. Припущення, що Місяць обертається, ми бачимо не одну його сторону, але велика відстань і недосконалість техніки не дає змоги це довести.
3.  Припущення, що Місяць навколо своєї осі обертається за такий самий період, як і навколо Землі, тому постійно повернутий до Землі одним і тим же боком.)

Всі, хто притримується першої гіпотези, зберіться за партою з номером 1.

Хто вважає правильним припущення 2, підійдіть до парти з номером 2.

І аналогічно до парти з номером 3 підійдіть , якщо підтримуєте гіпотезу 3.

Корисна перерва для фізичних активностей «Рух – це життя»

Хід уроку 2

VIІ. Обговорення гіпотез. Загальний висновок. (10 хв)

Робота в групах.

Пам’ятайте про правила роботи в групах та про регламент.

Отож, всі взялись за діло! І робота закипіла!

Учні збирають та аналізують дані, необхідні для розв'язання проблеми. Вчитель виступає в ролі тьютора/фасилітатора, спонукає учнів до висунення ідей заохочувальними словами, підказками, надає диференційну допомогу.

Презентація роботи в групах.

Спікери озвучують результати роботи групи і роблять висновок, щодо правильності висунутої гіпотези.

Рефлексія результатів учнями:

(усвідомлення отриманих результатів,  що досягається шляхом їх колективного обговорення.)

(Діти приходять до висновку, що правильною та науково-доведеною є гіпотеза 3.)

Молодці, чудова робота.

Оцініть роботу вашої групи за такими критеріями: (1 хв)

1. Ми переконалися втому, що всі розуміють завдання.
2. Ми вислухали ідеї й думки інших.
3. Ми були  дуже терплячими коли пояснювали складні частини - завдання один одному.
4. Ми ділилися всіма матеріалами один  одним.
5. Нашим найбільшим успіхом було отримання глибоких і міцних знань з теми, що вивчалася.   

Демонстрація віртуальної Сонячної системи (3 хв)

А зараз давайте подивимось, яку класну віртуальну Сонячну систему створили ваші однокласники, готуючись до уроку. Виконали вони її в  програмі  Microsoft PowerPoint з використанням анімації. Уважно подивіться, запам’ятайте послідовність розташування планет відносно Сонця. 

(Під час демонстрації презентації, діти, які її створили, коментують роботу, розповідаючи про Сонячну систему.)

Практична робота ( 5 хв)

Нарешті настав час зробити велику діораму Сонячної системи. Готуючись до уроку,  ви створили моделі планет Сонячної системи. А зараз пропоную їх скомпонувати у діорамі, дотримуючись правильної послідовності розташування планет Сонячної системи.

Інтруктаж з охорони праці під час виконання практичної роботи. (1 хв)

(Учні прикріплюють  макети планет, Місяця і Сонця на основу, та розташовують маркери-назви планет, вчитель контролює роботу, за необхідності допомагає дітям. Стежить за дотриманням правильного виконання технологічних операцій та правил безпечної роботи.)

Яка чудова діорама в нас вийшла. Давайте уважно її розглянемо та спробуємо відповісти на такі питання:

1. Порівняйте розміри планет.
2. Чому тривалість року на різних планетах не однакова? Від чого це залежить.
3. Чи однаковий період обертання Місяця навколо Землі і своєї осі?
4. Чи можна назвати рух планет навколо Сонця періодичним рухом?

Зробіть висновок, що ж таке періодичний рух.

Руханка (1 хв)

Якщо ми заговорили про оберти, пропоную і нам виконати космічну руханку, під час якої будем виконувати рухи по колу: тулуба, голови, рук, плечей.

Руханка «Планети» https://youtu.be/L_njUAfLvog

Пояснення вчителя (9 хв)

Рівномірний рух по колу – це періодичний рух, тобто рух, який повторюється через певні рівні інтервали часу.

  Як характеризувати періодичні рухи?

Періодичні рухи характеризуються такими фізичним величинами, як період і частота. У разі рівномірного руху по колу говорять про період обертання та обертову частоту.

Період обертання – це фізична величина, яка дорівнює часу, за який

матеріальна точка, що рівномірно рухається по колу, здійснює один оберт.

Період обертання позначають символом T. Одиниця періоду обертання в СІ – секунда:                                         

.

Період обертання дорівнює одній секунді, якщо за одну секунду здійснюється один оберт.

Кінець секундної стрілки годинника здійснює один оберт за 60 с, тому період його обертання, як і кожної точки секундної стрілки, дорівнює 60 с.

Таким чином, для того щоб визначити період обертання T, слід підрахувати кількість обертів N, здійснених за інтервал часу t, і скористатися формулою:

Але, зазначаючи технічні характеристики пристроїв, використовують не період обертання, а обертову частоту.

Обертова частота – це фізична величина, яка дорівнює кількості обертів за одиницю часу:

де t – час обертання; N – кількість обертів, здійснених за цей час.

Одиниця обертової частоти в СІ – оберт за секунду:

.

Виходячи з даних формул бачимо, що період та частота – взаємно обернені:

, .

Звідси слідує, що чим більшим є період обертання тіла, тим меншою є його обертова частота, і навпаки.

Розвязування задачі. (6 хв)

З якою швидкістю рухається Місяць по орбіті навколо Землі? Вважайте, що період обертання Місяця дорівнює 27 добам, а радіус орбіти Місяця становить 385 000 км.

Дано:  SI:

T = 27 діб  T = 27*24*60*60 =  2 332 800 с = 2,3 * с  

R = 385 000 км  R = 385 000 000 м  = 385 * м

v – ?

Розв’язування:

= 1051( ).

Відповідь: = 1051( ).

Отже тепер знаючи про обертовий рух та його характеристики, ми ще раз переконалися, що дали правильну відповідь на проблемне питання “Чому ж Місяць завжди повернутий до Землі одним і тим же боком? ”

Це явище називають синхронним обертанням — час оберту Місяця навколо своєї осі збігається з часом проходження орбіти довкола Землі.

Перегляд відеоряду  «Чому ми бачимо лише один бік Місяця» (3 хв)

https://www.youtube.com/watch?v=FtXJAro9w0A

VIІІ. Узагальнення, підсумок. (4 хв)

З космічної капсули  оберіть собі зірочку. Знайдіть таку саму в однокласника.

Об'єднайтесь у пари. Оберіть завдання, яке вам більше подобається.

Віднайди слова, використовуючи підказки:            

Вправа «Інтерв’ю»

Розподіліть ролі: кореспондент і респондент.

Кореспондент складає три питання щодо теми уроку, а респондент відповідає на них.

Поміняйтеся ролями. Оцініть роботу однокласника в парі.

Взаємооцінювання сигнальними картками.

Робота у  таблиці «Паркан думок» (рефлексія) (4 хв)

Сьогодні я дізнався про…

Найбільше мене вразило…

Було складно…..

Вдома я розкажу про….

Я запам’ятав/ла….

Ще я хочу дізнатись….

Я хочу навчитися….

Прийом формувального оцінювання «Колесо самооцінювання»

(Прикріпи прищіпку) (1 хв)

Мені було легко, новий матеріал розумію і можу пояснити іншим.

Інформацію уроку розумію.

Маю деякі труднощі.

Потребую допомоги.

ІХ. Домашнє завдання (3 хв)

1.Опрацювати параграф 12,

2. Виконати вправу № 12.3

3. Експериментальне завдання «Обертання в побуті».

 Разом із дорослими визначте період обертання та обертову частоту склянки з рідиною, що підігрівається у НВЧ-печі. Які вимірювання ви здійснили щоб виконати завдання? Дізнайтеся з якою швидкістю оберталася склянка в НВЧ-печі?

4.Завдання на вибір: склади сенкан «Рух» або створи хмаринку слів до теми «Рух».

5. Де в житті можна використати отримані знання?

Використані джерела:

1. https://naurok.com.ua/dopovid-na-temu-struktura-ta-osoblivosti-stem-uroku-92945.html
2. Джерело: https://www.liveinternet.ru/users/2338549/post478187966/
3. https://naurok.com.ua/post/neymovirni-stem-steam-ta-stream-dobirka-materialiv-iz-biblioteki-na-urok
4. https://nus.org.ua/view/yak-stvoryty-horoshyj-stem-urok/
5. https://imzo.gov.ua/stem-osvita/
6. http://ekhsuir.kspu.edu/bitstream/handle/123456789/11958/GoncharenkoSofia_FCNFM_2020.pdf?sequence=1&isAllowed=y
7. STEM-освіта – шлях до майбутнього // Педагогічна майстерність. №9. 2017.
8. Пометун О.І.; Пироженко Л.В. Сучасний урок: Інтерактивні технології навчання.-К.:А.С.К.,2014.-192 С.
9. Лійметс Т.В. Групова робота на уроці. – К., 2015.-62с.
10.  Методичний порадник: форми і методи навчання / Автор-укладач Б.О.Житник.-Х.: Вид. група «Основа», 2013