Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Badanie przewodnictwa cieplnego wybranych cieczy

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;
15) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
V. Termodynamika. Uczeń:
2) odróżnia przekaz energii w postaci ciepła między układami o różnych temperaturach od przekazu energii w formie pracy.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
VI. Termodynamika. Uczeń:
2) odróżnia przekaz energii w postaci ciepła między układami o różnych temperaturach od przekazu energii w formie pracy.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. opisuje mechanizm przewodzenia ciepła przez ciała,

2. wyjaśnia, od czego zależy szybkość przepływu energii cieplnej,

3. definiuje współczynnik przewodnictwa cieplnego i interpretuje jego wartości dla różnych substancji.

4. przeprowadza doświadczenia, w którym porównuje przewodnictwo cieplne wybranych cieczy.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

wykład informacyjny, eksperyment w wirtualnym laboratorium, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca w parach, praca w grupach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiały: „Badanie przewodnictwa cieplnego wybranych ciał stałych”, „Jak definiuje się przewodnictwo właściwe”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
Odwołanie do codziennej wiedzy uczniów o przewodzeniu ciepła przez różne ciała.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel w krótkim wykładzie wyjaśnia mechanizm przewodzenia energii cieplnej przez zderzenia cząsteczek. Następnie wprowadza pojęcie przewodnictwa właściwego. Uczniowie w dyskusji z pomocą nauczyciela ustalają od czego zależna jest szybkość przekazywania energii i wspólnie konstruują wzór: $\frac{Q}{t}=k\frac{S\Delta t}{d}$. Uczniowie zgłaszają pomysły, jak zaplanować badanie przewodnictwa cieplnego cieczy, aby zjawisko nie było zakłócone występowaniem konwekcji. Uczniowie w parach wykonują doświadczenie w wirtualnym laboratorium i wykonują wykresy zależności temperatury cieczy od odległości od źródła ciepła dla różnych czasów od rozpoczęcia nagrzewania. Następnie uczniowie na forum klasy dyskutują nad odpowiedziami na pytania: Czy otrzymane na wykresie krzywe są rosnące czy malejące? Co to oznacza fizycznie? Jak zachowują się krzywe wraz ze wzrostem czasu? Co to oznacza fizycznie? Na koniec uczniowie dokonują uporządkowania trzech cieczy od najgorszego do najlepszego przewodnika ciepła.

Faza podsumowująca:

W celu sprawdzenia zrozumienia wyników doświadczenia uczniowie w grupach rozwiązują zadanie 5 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń, obowiązkowo zadania 1- 3, do wyboru jedno pozostałych z zadań.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium bazowe może też być wykorzystane przez uczniów poza lekcjami w celu samodzielnego wykonania doświadczenia.