Potaknite zanimanje učenika tako da ih uputite na jedinicu e-Škole DOS Fizika 3., Modul 2, Jedinica 2.4. Interferencija i ogib valova.

Zatražite od učenika da navedu primjere interferencije i ogiba mehaničkih valova.

Razgovarajte s učenicima o valovima i pojavnosti valova u svakodnevnom životu. Razgovarajte s učenicima o primjeni ultrazvuka u medicinskoj dijagnostici. Podijelite učenike u timove. U svakom timu članovima dodijelite uloge (voditelj – odgovara za postupke svih članova tima te vodi tim tijekom aktivnosti; predstavnik – ostalim učenicima u razredu predstavlja rezultate provedene aktivnosti; zapisničar – bilježi tijek izvođenja aktivnosti, zapisuje odgovore na postavljena pitanja te vodi brigu o vremenskim ograničenjima; istražitelj – pretražuje dostupne mrežne i druge izvore).

Potičite kod učenika odgovorno i suradničko učenje tijekom rada, s naglaskom na međusobno poštovanje, dopunjavanje, argumentiranu razmjenu stavova i mišljenja pri odabiru strategija i planiranju svladavanja postavljenih zadataka.

Potaknite učenike na razmjenu ideja te na kritički osvrt. Važno je uvažiti sve odgovore učenika na sva pitanja prije izvođenja vježbe, kao i njihovu „logiku“, te osvijestiti to i kod učenika kako bi poslije moglo doći do prekonceptualizacije ako se nove spoznaje ne poklapaju s predviđanjima, odnosno kako bi učenici potvrdili svoje koncepte ako se predviđanja potvrde.

Vježba: Određivanje brzine ultrazvuka uz pomoć interferencije na dvjema pukotinama

Pribor koji vam je potreban je ultrazvučni prijamnik, ultrazvučni predajnik, mjerne trake na letvicama (dva komada), tri pravokutna profila (plastika, karton ili šperploče), voltmetar (AC mjerenja).

Kreirajte na platformi MS Teams sustava Office 365 bilježnicu alata OneNote u kojoj ćete s učenicima podijeliti upute za izradu vježbe.

Zadajte učenicima da odrede brzinu ultrazvuka interferencijom na dvjema pukotinama.

Na slici su prikazani ultrazvučni pretvornici. Jedan od njih je prijamnik (oznaka R), a drugi predajnik (oznaka T). Da bi predajnik emitirao u ultrazvučnom području, potreban je generator takvih signala. Predajnik je spojen na elektronički sklop koji to ostvaruje kao na slici. Podatak o generiranoj frekvenciji zapisan je na kućištu elektroničkog sklopa (rezonantna frekvencija).

Prijamnik prima signale u širem rasponu ultrazvučnih frekvencija. Spojen je na kućište pojačala signala. Mjerenja se očitavaju s pomoću voltmetra koji se spaja na prijamnik na označeno mjesto kako pokazuje slika.

Eksperimentalni postav prikazan je na slici. Uz predajnik i prijamnik na slici su naznačene i oznake: d za udaljenost među pukotinama, L za udaljenost pukotina od zastora (mjesta na kojem se promatra interferencija), y za udaljenost dvaju susjednih minimuma ili maksimuma interferencije te $\delta$ za razliku u hodu dviju valnih zraka.

Emitirani ultrazvučni val iz predajnika nailazi na dvije pukotine. Pukotine postaju dva izvora vala.

Pitajte učenike:

Kakvi su ultrazvučni valovi koji izlaze iz pukotina?

Raspravljajte s učenicima o razmaku između sredina pukotine i samoj širini pukotine.

Predložite im razmak između sredina pukotina 7 cm, a širinu pukotine 2 cm.

Pitajte učenike:

O čemu ovisi hoće li nastati konstruktivna ili destruktivna interferencija?

S pomoću voltmetra neka učenici očitavaju signal.

Raspravljajte o tome kakav signal traže – maksimumi i minimumi signala (interferencije).

Moguće je zabilježiti položaje prijamnika na mjestima kada je očitan maksimum signala i zatim odrediti udaljenosti između dvaju susjednih maksimuma.

Pitajte učenike:

Koji su uvjeti nastanka konstruktivne, a koji destruktivne interferencije?

Koje vrijednosti treba mjeriti kako biste odredili valnu duljinu ultrazvučnog signala?

Neka učenici podatke, rezultate i zaključke izrađene korištenjem sustava Office 365 podijele u bilježnici OneNote na platformi MS Teams tako da su vidljivi i ostalim timovima. Neka timovi međusobno rasprave o rezultatima i zaključcima.

Neka svaki tim također objasni fizikalne pojave na osnovi kojih su izveli mjerenja i odredili brzinu ultrazvuka u zraku, procijeni točnost mjerenja te odgovori na pitanje: Što sve uvjetuje točnost mjerenja?

Neka usporede mjerenja s očekivanom teorijskom vrijednošću brzine.

Pritom potičite učenike da uvažavaju tuđe mišljenje čak i kada se s njime ne slažu te da vlastita razmišljanja potkrepljuju argumentima.

Skrenite im pozornost na to da u svakoj raspravi u znanosti, a tako i u društvu, treba poticati dijalog uz međusobno uvažavanje. Treba izbjegavati da zbog predrasuda o sugovorniku unaprijed odbacujemo njegov stav.

Kako provesti aktivnost u online okruženju

Interferencija zvučnih valova prigodna je aktivnost i za provedbu u mrežnom okruženju.

Zadatak istraživanja interferencije valova može se izvesti i u mrežnom okruženju asinkronom komunikacijom, koristeći se CARNET-ovim sustavom za upravljanje učenjem na daljinu Loomen.

U virtualnoj učionici razreda na Loomenu zadajte učenicima zadaću s uputom za rad i krajnjim rokom predaje nakon kojeg će zadaća biti skrivena. Tako učenici stječu naviku poštivanja zadanih rokova, a samim time uče se organizirati radi uspješnog ispunjavanja svojih obveza. Učenicima dajte jasne i podrobne upute što se od njih očekuje u postavljenom zadatku. Zadaću trebaju predati kao PDF datoteku.

U zadaći uputite učenike na e-Škole DOS Fizika 3, Modul 2, Jedinica 2.5.

Neka pogledaju interaktivnu simulaciju interferencije valova.

U simulaciji je prikazana interferencija dvaju valova za koje je moguće mijenjati osnovna svojstva vala poput amplitude i valne duljine. Nakon što samostalno istraže simulaciju neka riješe 1., 2. i 3. zadatak te rezultate prikažu primjenom animacije, a kao dokaz neka naprave snimke zaslona te ih prilože u obliku PDF dokumenta. Također neka odgovore i na pitanje:

Što mogu zaključiti na temelju rezultata?

Neka svoje zaključke obrazlože.

Neka dodatno istraže destruktivnu interferenciju u koncertnim dvoranama te kako ju se može riješiti.

Slike neka zabilježe u dokument MS Worda, u kojem će napisati i obrazložiti svoje odgovore na pitanja. Dokument neka spreme u obliku PDF-a te neka ga zatim učitaju na Loomen.

Nakon dogovorenog roka za izradu zadataka i njihova primitka, pregledajte učeničke radove te svakomu pošaljite konstruktivnu povratnu informaciju o kvaliteti predanih radova.

Postupci potpore

Pri prilagodbi scenarija važno je imati na umu da učenici s teškoćama u razvoju i učenici sa specifičnim teškoćama učenja predstavljaju heterogenu skupinu i da odabir prilagodbi treba temeljiti na pojedinačnim značajkama svakog učenika (jakim i slabim stranama, specifičnim interesima i sl.) te na obilježjima same teškoće. Izazov u radu predstavljaju učenici sa združenim teškoćama koje mogu biti raznolike (npr. specifične teškoće učenja i anksioznost). Preporučuje se učenika s teškoćama premjestiti u prednji dio učionice kako bi mu se brže i učinkovitije osigurali pojašnjenje ili pomoć.

Tijekom rada na Edutoriju učenike s disleksijom uputite da odaberu opciju načina čitanja za disleksiju, a učenike oštećena vida uputite na opciju povećanja fonta. Ako u razredu postoji učenik s oštećenjem sluha, odredite polukružni raspored sjedenja kako bi učenik s oštećenjem sluha lakše pratio uvodnu raspravu. Učenike koji mucaju, imaju artikulacijske poremećaje, apraksiju i dr. nikada ne ispravljajte u govoru i spriječite oponašanje i ruganje. Ne ustrajte u tome da ti učenici govore pred razredom ako to sami ne žele. Tijekom rada u skupini važno je voditi računa o tome da učenik s teškoćama aktivno sudjeluje u svim aktivnostima te da nikako ne bude dio skupine kao pasivni promatrač. Preporuka je da se tim u kojem je učenik s teškoćama ne formira nasumično, već da se u timu nalazi barem jedan učenik koji nema teškoća u svladavanju gradiva, koji je strpljiv i pozitivno utječe na učenika s teškoćama. Ulogu učenika s teškoćama odredite u odnosu na njegove teškoće i jake strane ili mu omogućite vršnjačku podršku pri izvršavanju zadatka. Primjerice, izbjegavajte da učenik sa specifičnim teškoćama bude zapisničar zbog teškoća u pisanju; umjesto toga predložite mu ulogu istražitelja i prema potrebi osigurajte podršku drugog učenika. Zadatak određivanja brzine ultrazvuka učenici s oštećenjima vida, motoričkim i intelektualnim teškoćama mogu raditi u paru s najbližim suučenikom, a za sve je učenike dobro da imaju vizualni prikaz plana rada u koracima.

Potaknite zanimanje učenika tako da ih uputite na jedinicu e-Škole DOS Fizika 3., Modul 2, Jedinica 2.4. Interferencija i ogib valova.

Pitajte učenike:

Koje se životinje i kako koriste ultrazvukom?

Koliko su šišmiši ugroženi?

Pitajte ih postoji li zakonska regulativa u Hrvatskoj za zaštićene životinjske vrste.

Raspravljajte o Pravilniku o visini naknade štete prouzročene nedopuštenom radnjom nad zaštićenim životinjskim vrstama.

Koje se vodene životinje koriste ultrazvukom i kako?

Kako čovjek utječe na opstanak takvih vrsta?

Što vi možete učiniti kako biste pridonijeli ekološkom očuvanju životinjskog svijeta?

Razgovarajte s učenicima o Loydovim „zrcalima“ i primjeni.

U svakom timu članovima dodijelite uloge (voditelj – odgovara za postupke svih članova tima te vodi tim tijekom aktivnosti; predstavnik – ostalim učenicima u razredu predstavlja rezultate provedene aktivnosti; zapisničar – bilježi tijek izvođenja aktivnosti, zapisuje odgovore na postavljena pitanja te vodi brigu o vremenskim ograničenjima; istražitelj – pretražuje dostupne mrežne i druge izvore).

Neka svaki tim istraži Loydova zrcala. Kreirajte zid u alatu Padlet i pošaljite učenicima poveznicu kako bi predstavili rezultate istraživanja ostalim timovima.

Potičite kod učenika odgovorno i suradničko učenje tijekom rada, s naglaskom na međusobno poštovanje, dopunjavanje, argumentiranu razmjenu stavova i mišljenja pri odabiru strategija i planiranju svladavanja postavljenih zadataka.

Potaknite učenike na razmjenu ideja te na kritički osvrt. Važno je uvažiti sve odgovore učenika na sva pitanja prije izvođenja vježbe, kao i njihovu „logiku“, te osvijestiti to i kod učenika kako bi poslije moglo doći do prekonceptualizacije ako se nove spoznaje ne poklapaju s predviđanjima, odnosno kako bi učenici potvrdili svoje koncepte ako se predviđanja potvrde.

Vježba: Određivanje brzine ultrazvuka Loydovim „zrcalom“

Kreirajte na platformi MS Teams sustava Office 365 bilježnicu OneNote u kojoj ćete s učenicima podijeliti upute za izradu vježbe.

Zadajte učenicima zadatak da odrede brzinu ultrazvuka primjenom Loydova „zrcala“.

Na slici su prikazani ultrazvučni pretvornici. Jedan od njih je prijamnik (oznaka R), a drugi predajnik (oznaka T). Da bi predajnik emitirao u ultrazvučnom području, potreban je generator takvih signala. Predajnik je spojen na elektronički sklop koji to ostvaruje kao na slici. Podatak o generiranoj frekvenciji zapisan je na kućištu elektroničkog sklopa (rezonantna frekvencija).

Prijamnik prima signale u širem rasponu ultrazvučnih frekvencija. Spojen je na kućište pojačala signala. Mjerenja se očitavaju s pomoću voltmetra koji se spaja na prijamnik na označeno mjesto kako pokazuje slika.

Eksperimentalni postav prikazan je na slici. Uz predajnik i prijamnik na slici su naznačene i oznake: d za udaljenost između predajnika i slike predajnika, L za udaljenost predajnika i slike predajnika od prijamnika (mjesta na kojem se promatra interferencija) te y za udaljenost dvaju susjednih minimuma ili maksimuma interferencije.

Pitajte učenike:

Što vam Loydovo „zrcalo“ omogućuje?

Kakvi su izvori koje ste dobili?

Što „tražite“ prijamnikom?

Koje vrijednost treba mjeriti kako biste odredili valnu duljinu ultrazvučnog signala?

Neka učenici podatke, rezultate i zaključke izrađene korištenjem alata sustava Office 365 podijele u bilježnici OneNote na platformi MS Teams tako da su vidljivi i ostalim timovima. Neka timovi međusobno rasprave o rezultatima i zaključcima.

Neka svaki tim također objasni fizikalne pojave na osnovi kojih su izveli mjerenja i odredili brzinu ultrazvuka u zraku, procijeni točnost mjerenja te odgovori na pitanje: Što sve uvjetuje točnost mjerenja?

Neka usporede mjerenja s očekivanom teorijskom vrijednošću brzine.

Potičite pritom učenike da uvažavaju tuđe mišljenje čak i kada se s njime ne slažu te da vlastita razmišljanja potkrepljuju argumentima.

Skrenite im pozornost na to da u svakoj raspravi u znanosti, a tako i u društvu, treba poticati dijalog uz međusobno uvažavanje. Treba izbjegavati da zbog predrasuda o sugovorniku unaprijed odbacujemo njegov stav.

Još jednom razgovarajte o zaštićenim životinjama; kao primjer navedite učenicima šišmiše. Sve su vrste šišmiša u Republici Hrvatskoj zaštićene. Možete im navesti samo neke, kao i kaznu ako ih na bilo koji način ugroze:

šišmiši potkovnjaci (Rhinolophidae)

– sredozemni potkovnjak (Rhinolophus blasii) 4.000,00 kn

– južni potkovnjak (Rhinoloplus euryale) 2.000,00 kn

– veliki potkovnjak (Rhinolophus ferrumequinum) 1.000,00 kn

– mali potkovnjak (Rhinolophus hipposideros) 3.000,00 kn

– Meheljev potkovnjak (Rhinolophus mehelyi) 4.000,00 kn.

Upozorite ih i na važnost šišmiša u hranidbenom lancu uz naglasak kako se šišmiši hrane komarcima.

Postupci potpore

Za aktivnosti gledanja videozapisa i upotrebe mrežnih simulacija preporučuje se učenicima s teškoćama unaprijed najaviti videozapis (film, videoisječak) kako bi ga mogli unaprijed pogledati i biti spremniji na aktivnosti tijekom nastave, što im omogućuje veću samostalnost u radu. Učenicima se unaprijed može ispričati ili pročitati tekst povezan sa sadržajem i provjeriti razumijevanje. U slučaju da u razredu postoji učenik s oštećenjem sluha, odredite polukružni raspored sjedenja kako bi učenik s oštećenjem sluha lakše pratio uvodnu raspravu. Učenike koji mucaju, imaju artikulacijske poremećaje, apraksiju i dr. nikada ne ispravljajte u govoru i spriječite oponašanje i ruganje. Ne ustrajte u tome da ti učenici govore pred razredom ako to sami ne žele. Tijekom rada u skupini važno je voditi računa o tome da učenik s teškoćama aktivno sudjeluje u svim aktivnostima te da nikako ne bude dio skupine kao pasivni promatrač. Preporuka je da se tim u kojem je učenik s teškoćama ne formira nasumično, već da se u skupini nalazi barem jedan učenik koji nema teškoća u svladavanju gradiva, koji je strpljiv i pozitivno utječe na učenika s teškoćama. Ulogu učenika s teškoćama odredite u odnosu na njegove teškoće i jake strane ili mu omogućite vršnjačku podršku pri izvršavanju zadatka. Primjerice, izbjegavajte da učenik sa specifičnim teškoćama bude zapisničar zbog teškoća u pisanju; umjesto toga mu predložite ulogu istražitelja i prema potrebi osigurajte podršku drugog učenika. Učenicima s oštećenjima vida, motoričkim i intelektualnim teškoćama dodatno modificirajte zadatak određivanja brzine ultrazvuka te u skladu s njihovim jakim stranama odredite ulogu u zadatku. Za sve je učenike dobro da imaju vizualni prikaz plana rada u koracima.

Potaknite zanimanje učenika tako da ih uputite na jedinicu e-Škole DOS Fizika 3., Modul 2., Jedinica 2.4. Interferencija i ogib valova.

Raspravljajte s učenicima o upotrebi ultrazvuka u tehnici, u navigaciji i kod sonara.

Razgovarajte s učenicima o ogibu valova na vodi, motivirajte ih tako da im prikažete sliku. Potaknite raspravu. Pitajte učenike:

Je li moguće da se i ultrazvuk ogiba?

Kako biste korištenjem pribora iz prethodne aktivnosti te primjenom ogiba izračunali brzinu ultrazvuka?

Potaknite učenike na razmjenu ideja te na kritički osvrt. Važno je uvažiti sve odgovore učenika na sva pitanja prije izvođenja vježbe, kao i njihovu „logiku“, te osvijestiti to i kod učenika kako bi poslije moglo doći do prekonceptualizacije ako se nove spoznaje ne poklapaju s predviđanjima, odnosno kako bi učenici potvrdili svoje koncepte ako se predviđanja potvrde.

U svakom timu članovima dodijelite uloge (voditelj – odgovara za postupke svih članova tima te vodi tim tijekom aktivnosti; predstavnik – ostalim učenicima u razredu predstavlja rezultate provedene aktivnosti; zapisničar – bilježi tijek izvođenja aktivnosti, zapisuje odgovore na postavljena pitanja te vodi brigu o vremenskim ograničenjima; istražitelj – pretražuje dostupne mrežne i druge izvore).

Potičite kod učenika odgovorno i suradničko učenje tijekom rada, s naglaskom na međusobno poštovanje, dopunjavanje, argumentiranu razmjenu stavova i mišljenja pri odabiru strategija i planiranju svladavanja postavljenih zadataka.

Vježba: Ogib ultrazvučnih valova

Kreirajte na platformi MS Teams sustava Office 365 bilježnicu OneNote u kojoj ćete s učenicima podijeliti upute za izradu vježbe.

Zadajte učenicima da odrede brzinu ultrazvuka primjenom ogiba. Neka se učenici koriste priborom navedenim u aktivnosti Loyd i njegovo „zrcalo“.

Eksperimentalni postav prikazan je na slici. Skica za promatranje ogiba ultrazvučnih valova prikazana je na slici. Uz predajnik i prijamnik na slici su naznačene i oznake: d za širinu pukotine, L za udaljenost pukotine od prijamnika (mjesta na kojem se promatra ogib) te x za udaljenost k-tog minimuma ili maksimuma signala od središnjeg maksimuma.

Pitajte učenike:

Gdje se nalaze sporedni maksimumi signala?

Što se događa s intenzitetom signala?

Je li ih lakše ili teže mjeriti?

Što sve trebate mjeriti kako biste odredili valnu duljinu ultrazvuka?

Kojom ćete se formulom koristiti pri izračunu?

Znate li možda koju smo aproksimaciju upotrijebili za taj izraz?

Neka učenici podatke, rezultate i zaključke izrađene korištenjem alata sustava Office 365 podijele u bilježnici OneNote na platformi MS Teams tako da su vidljivi i ostalim timovima. Neka timovi međusobno rasprave o rezultatima i zaključcima.

Također, neka svaki tim objasni fizikalne pojave na osnovi kojih su izveli mjerenja i odredili brzinu ultrazvuka u zraku. Neka timovi procijene točnost mjerenja te odgovore na pitanje što sve uvjetuje točnost mjerenja.

Neka usporede mjerenja s očekivanom teorijskom vrijednošću brzine.

Potičite pritom učenike na uvažavanje tuđeg mišljenja čak i kada se s njime ne slažu te da vlastita razmišljanja potkrepljuju argumentima.

Skrenite im pozornost na to da u svakoj raspravi u znanosti, a tako i u društvu, treba poticati dijalog uz međusobno uvažavanje. Treba izbjegavati da zbog predrasuda o sugovorniku unaprijed odbacujemo njegov stav.

Nakon provedene aktivnosti kreirajte na platformi Loomen niz zadataka otvorenog tipa s ograničenim vremenom radi formativnog vrednovanja.

Postupci potpore

Za aktivnosti gledanja videozapisa i upotrebe mrežnih simulacija preporučuje se učenicima s teškoćama unaprijed najaviti videozapis (film, videoisječak) kako bi ga mogli unaprijed pogledati i biti spremniji na aktivnosti tijekom nastave, što im omogućuje veću samostalnost u radu. Učenicima se unaprijed može ispričati ili pročitati tekst povezan sa sadržajem i provjeriti razumijevanje. Ako u razredu postoji učenik s oštećenjem sluha, odredite polukružni raspored sjedenja kako bi taj učenik lakše pratio uvodnu raspravu. Učenike koji mucaju, imaju artikulacijske poremećaje, apraksiju i dr. nikada ne ispravljajte u govoru i spriječite oponašanje i ruganje. Ne ustrajte u tome da ti učenici govore pred razredom ako to sami ne žele. Za učenike s poremećajem iz autističnog spektra preporučuje se koristiti se vizualnom podrškom tako da se sadržaj jedinice i unaprijed najavi putem slika ili natuknica. Učenik može i prije nastavne jedinice dobiti zadatak da pripremi što više informacija i primjera povezanih s nastavnom jedinicom. Tijekom vježbe određivanja brzine valova za učenike s teškoćama općenito je dobro predvidjeti rad u paru ili skupini kako bi, primjerice suučenik po potrebi mogao usmjeravati učenika s određenim oštećenjem ili poremećajem ili mu pomagati, no pritom treba imati na umu da pretjerano pružanje pomoći može otežati osamostaljivanje učenika u nastavi. Pri rješavanju zadataka na Loomenu učenicima s motoričkim teškoćama, ali i učenicima s diskalkulijom valja osigurati više vremena ili odrediti manji broj zadataka koje trebaju riješiti.

Dodatne informacije o postupcima potpore učenicima s teškoćama u učenju možete potražiti u priručniku Didaktičko-metodičke upute za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Također, potražite Smjernice za rad s učenicima s teškoćama i savjete učiteljima na stranicama Hrvatske udruge za disleksiju.

Za učenike koji žele znati više

Neka učenici koji žele znati više pokušaju istim priborom iz aktivnosti Loyd i njegovo „zrcalo“ odrediti brzinu ultrazvuka primjenom stojnih valova.

Na slici je prikazan eksperimentalni postav. Uz predajnik (T) i prijamnik (R) na slici su naznačene i oznake za generator signala (GS) te za voltmetar.

Neka učenici pripreme izvještaj koristeći MS Sway te uz usmeno izlaganje izlože rezultate vježbe.

Neka usporede mjerenja s očekivanom teorijskom vrijednošću brzine.

Pritom potičite učenike na uvažavanje tuđeg mišljenja čak i kada se s njime ne slažu te da vlastita razmišljanja potkrepljuju argumentima.

Skrenite im pozornost na to da u svakoj raspravi u znanosti, a tako i u društvu, treba poticati dijalog uz međusobno uvažavanje. Treba izbjegavati da zbog predrasuda o sugovorniku unaprijed odbacujemo njegov stav.