Atmosférická cirkulace

Metodický list pro badatelskou aktivitu "Atmosférická cirkulace"

Do tabulky níže rozpracujte jeden zcela konkrétní námět aktivity.

Téma

Atmosférická cirkulace

Tematický celek

Atmosféra

Motivační rámec aktivity

Žáci se učí novou látku názornými pokusy. Základními pokusy porozumí vlastnostem plynů (vzduchu) a vysvětlí, jak ovlivňují cirkulaci vzduchu. Řízenou diskuzí vyvodí zákonitosti globální cirkulace. První dva pokusy demonstrují termické proudění (stoupání teplého vzduchu). První provede učitel, žáci jen přihlížejí. Druhý zvládnou žáci samostatně s názornou ukázkou a slovním popisem vyučujícího. Třetí pokus, zaměřený na výpar, může provést vyučující nebo šikovní žáci sami.

Počet žáků

15-30 

Věk žáků

 12-15

Pomůcky

1. pokus: elektrická plotýnka (čajové svíčky), papírová spirála (papír, nůžky, niť)

2. pokus: nafukovací balónek, který je nasazen na plastové lahvi (0,5 l), dvě nádoby, studená a teplá voda (rychlovarná konvice)

3. pokus: nádoba s teplou (vroucí) vodou, plech na pečení 2x, studená voda (led)

Stručný popis aktivity s využitím přístroje

První dva pokusy demonstrují termické proudění (stoupání teplého vzduchu), které je způsobené změnou teploty vzduchu a následně jeho hustoty tj. váhy. Díky těmto pokusům žáci pochopí procesy probíhající v atmosféře tj. proudění vzduchu, vznik srážek.

1. pokus: Učitel zavěšuje nad zahřátou plotýnku papírovou spirálu, která se vlivem ohřátého stoupajícího vzduchu začne otáčet hýbat, při silném zdroji tepla otáčet.  Viz odkazy na videa v příloze č. 1.

2. pokus: Žáci mají dvě nádoby, jednu se studenou vodou, druhou s teplou (nemusí být vroucí), do kterých opakovaně ponořují lahev s balónkem. Na balónku pozorují změny objemu vzduchu, způsobené změnou teploty vzduchu v lahvi. V teplé vodě se balónek nafukuje, vzduch se rozpíná. Ve studené se naopak smršťuje. Viz obrázky v příloze č. 2.

Moderovaná diskuze k 1. a 2. pokusu

- učitel klade návodné otázky, které mají za cíl vyvození závěrů a shrnutí základní poznatků o změně teploty a hustoty tj. (potažmo) hmotnosti vzduchu.

3. pokus: Je zaměřen na vznik oblačnosti a srážek. Z nádoby s horkou vodou stoupá vodní pára, která je zachycena do otočeného plechu na pečení (dnem vzhůru). Na dně otočeného plechu máme položený druh plech, ve kterém je studená voda (led). Zachycená vodní pára vytvoří „oblačnost“, ze které při ochlazení vypadávají srážky (kapky vody). Pokus je vyfocen v příloze.

Vhodné místo

běžná učebna, učebna fyziky

Cíle aktivity

Žáci popíší základní vlastnosti vzduchu a vysvětlí jejich vliv na cirkulaci v atmosféře. Žáci aplikují znalosti získané pokusy na zákonitosti globální cirkulace v atmosféře.

Rozvíjené kompetence

Žáci během pokusu rozvíjejí především kompetenci k učení, k řešení problému. Při diskuzi rozvíjejí kompetence komunikativní a při skupinové práci kompetence sociální. 

Předchozí znalosti

Vhodný je úvod do atmosféry (složení vzduchu, vrstvy atmosféry, rozložení slunečního záření, …) a fyzikálních vlastností plynů. 

Mezipředmětové vztahy

Fyzika – vlastnosti plynů a kapalin

Časový plán

Fáze činnosti

Metody a formy, motivace

0 - 5

Úvodní

Seznámení s tématem hodiny, organizace výuky, příprava pomůcek.

5 – 15

Hlavní - pokusy

Demonstrace 1. a 2. pokusu

- V průběhu druhého pokusů učitel obchází jednotlivé skupinky žáků, zjišťuje, jak se jim pokus daří. Popřípadě pomáhá a dovysvětluje nejasnosti.

15 – 20

Hlavní - pokusy

Moderovaná diskuze

20 – 28

Hlavní - pokusy

Demonstrace 3. pokusu a diskuze nad ním ve vztahu ke vzniku oblačnosti, srážek a jejich rozložení na planetě Zemi. 

28 - 38

Výklad

Ve zbytku hodiny následuje frontální výuka, která bude prohlubovat poznatky o globální cirkulaci atmosféry. Měli by být vysvětleny pojmy: Hadleyova buňka, pasáty, západní proudění, tlaková níže a výše) K názorné ukázce využijte video Masarykovy univerzity, viz příloha 4. a přiloženého materiálu, který si žáci budou doplňovat.

38 - 45

Závěr

opakování, hodnocení přínosu hodiny, úklid

Hodnocení

Během diskuze učitel zjišťuje, do jaké míry žáci z pokusů pochopili základní principy proudění vzduchu v atmosféře a jak je dokáží aplikovat v měřítku globální cirkulace. Učitel slovně hodnotí jednotlivé příspěvky do diskuze.

V závěru hodiny učitel zjišťuje reakce žáků na průběh badatelsky zaměřeného vyučován (jak se jim líbilo; dařilo; nepovedlo; …?)

Všichni žáci by měli být pochváleni za badatelskou práci.

Návaznosti

Podnebné pásy, Počasí.

Poznámky

Na začátku hodiny poučit žáky o bezpečnosti při práci s horkými předměty a látkami.