Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Na czym polegają ruchy Browna?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.

VI. Termodynamika. Uczeń:
18) opisuje zjawisko dyfuzji; posługuje się pojęciem fluktuacji, opisuje ruchy Browna.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

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

• kompetencje cyfrowe,

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

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. definiuje ruchy Browna,

2. tłumaczy przyczynę ruchów Browna,

3. wyjaśnia, dlaczego ruchy Browna można oglądać tylko pod mikroskopem,

4. objaśnia pojęcia fluktuacji i błądzenia losowego,

5. stosuje pojęcia fluktuacji i błądzenia losowego do opisu ruchów Browna.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

- wykład informacyjny,
- pokaz multimedialny,
- analiza pomysłów.

Formy zajęć:

- praca w parach,
- praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiały: „Na czym polega zjawisko dyfuzji”, „Obserwacja ruchów Browna w przyrodzie”.

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

- Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
- Odwołanie do wiedzy uczniów o chaotycznym ruchu cząsteczek.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel opowiada o odkryciu ruchów Browna i wyjaśnia ich przyczynę, wprowadzając pojęcie fluktuacji. Uczniowie dyskutują, jak liczebność próby wpływa na wielkość fluktuacji, odwołując się do przykładów z życia codziennego. Nauczyciel omawia rysunek przedstawiający przesunięcia cząstki Browna w odstępach 30 sekund (Rys. 2. z rozdziału „Warto przeczytać”), podkreślając, że w tym czasie zachodzi bardzo wiele zderzeń, zmieniających kierunek ruchu cząstki. Nauczyciel rysuje na tablicy fragment tego rysunku z kilkoma odcinkami, a uczniowie proponują, jak mogłyby wyglądać obserwacje w krótszych czasach na przykład co 10 s i co 1 s. Uczniowie rysują innymi kolorami proponowane przez siebie tory cząstki. Powstają rysunki, w których każdemu odcinkowi rejestrowanemu w dłuższym czasie odpowiada linia łamana rejestrowana w krótszym czasie. Nauczyciel wprowadza pojęcie błądzenia losowego, podkreślając, że na kolejne położenia nie ma wpływu historia poprzednich położeń. Uczniowie oglądają animację i w grupach dyskutują nad zadanym w niej pytaniem.

Faza podsumowująca:

Uczniowie na forum klasy omawiają wnioski z dyskusji nad animacją 3D. W grupach rozwiązują zadania 7 i 8 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Uczniowie utrwalają wiedzę i umiejętności zdobyte w czasie lekcji przez przeczytanie w domu części „Warto przeczytać” i rozwiązanie zadań nr: 1‑6 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium bazowe (Animacja 3D) może też być wykorzystane przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.