Imię i nazwisko autora:

Tomasz Cap

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Radiacyjne utrwalanie żywności

Grupa docelowa:

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

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.
XI. Fizyka jądrowa. Uczeń:
8) wymienia przykłady zastosowania zjawiska promieniotwórczości w technice i medycynie.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń:
14) wymienia przykłady zastosowania zjawiska promieniotwórczości w technice i medycynie.

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. opisuje, na czym polega metoda radiacyjnego utrwalania żywności;

2. stosuje jednostkę bekerela do opisu aktywności źródła promieniotwórczego;

3. odczytuje z wykresu aktywność źródła promieniotwórczego po zadanym czasie;

4. wyjaśnia pojęcie dawki pochłoniętej.

Strategie nauczania:

blended learning

Metody nauczania:

wykład informacyjny, rozwiązywanie zadań rachunkowych

Formy zajęć:

praca indywidualna, praca w parach

Środki dydaktyczne:

rzutnik lub ekran do wyświetlania multimedium

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel pyta uczniów, jakie znają sposoby utrwalania żywności i jak te metody wpływają na produkty żywnościowe (ich smak, wygląd, okres przydatności do spożycia itd.). Nauczyciel aktywizuje uczniów, pytając, czy wiedzą, w jaki sposób promieniowanie jonizujące może wpływać na produkty spożywcze i czy naświetlona żywność jest bezpieczna do spożycia. Nauczyciel opisuje trzy metody używane do radiacyjnego utrwalania żywności (źródła gamma, promieniowanie X i wiązki elektronów), następnie omawia, do jakich celów stosuje się promieniowanie jonizujące w przemyśle spożywczym. Na koniec nauczyciel wymienia zalety stosowania radiacyjnego utrwalania żywności.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel pokazuje uczniom film z niniejszego e‑materiału, a następnie omawia schemat przemysłowej linii do naświetlania żywności promieniowaniem jonizującym pochodzącym ze źródła kobaltu‑60. Wprowadza pojęcie aktywności promieniotwórczej oraz jednostkę bekerela i prosi uczniów o wykonanie Polecenia 1 (aktywność próbki kobaltu‑60) i 2 (aktywność źródła przemysłowego) z zestawu zadań aktywizujących do multimedium. Nauczyciel zwraca uwagę uczniów, że tak silne źródła muszą być odpowiednio zabezpieczone.

Uczniowie rozwiązują w parach Polecenia 1. i 2. W razie potrzeby nauczyciel udziela niezbędnych wyjaśnień.

Nauczyciel krótko omawia, jak promieniowanie gamma jest zatrzymywane w wodzie, betonie i ołowiu, a następnie rozwiązuje z uczniami zadanie 5 z zestawu ćwiczeń (pochłanianie promieniowania gamma w wodzie).
Nauczyciel nawiązuje do energii kwantów gamma z zadania 5 i prosi uczniów o przypomnienie definicji elektronowolta. Uczniowie przeliczają energie kwantów gamma emitowanych przez źródło kobaltu‑60 na dżule: Źródło kobaltu‑60 emituje promieniowanie gamma o energiach 1,17 MeV i 1,33 MeV, gdzie 1 MeV = 10Indeks górny 6⁶ eV. Ile wynoszą te energie wyrażone w dżulach? Przyjmij, że 1 eV = 1,6⋅10Indeks górny -19^-19 J.

Nauczyciel wprowadza pojęcie czasu połowicznego zaniku, pokazuje uczniom krzywą zaniku dla źródła kobaltu‑60 i prosi uczniów o rozwiązanie zadania 6 z zestawu ćwiczeń (spadek aktywności źródła w czasie). W klasach o rozszerzonym programie nauczania fizyki nauczyciel razem z uczniami szacuje czas eksploatacji źródła kobaltowego (zadanie 7 z zestawu ćwiczeń).

Faza podsumowująca:

Nauczyciel wprowadza pojęcie dawki pochłoniętej i rozwiązuje razem z uczniami zadanie 4 z zestawu ćwiczeń, które wyjaśnia, dlaczego radiacyjne utrwalanie żywności jest czasami nazywane pasteryzacją na zimno. Nauczyciel stawia przed uczniami zadanie, by poszukali w dostępnych zasobach internetowych informacji na temat: jakie dawki są używane w zależności od produktów i celów, jakie chce się osiągnąć i omawia gdzie na świecie i w jakim stopniu stosuje się metody radiacyjnego utrwalania żywności.

Praca domowa:

Zadania 1, 2 i 3 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium może być wykorzystane przez uczniów jako praca domowa przed lekcją i być wprowadzeniem do tematu.