Imię i nazwisko autora:

Przemysław Michalski

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Do czego wykorzystujemy metody spektroskopii absorpcyjnej?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzający zapis podstawy programowej dla zakresu rozszerzonego

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
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.

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. wyjaśnia, czym są widma absorpcyjne oraz spektroskopia absorpcyjna,

2. podaje ogólną zasadę działania spektroskopii absorpcyjnej,

3. wymienia praktyczne zastosowania metod spektroskopowych i informacje, jakie można uzyskać na podstawie badań spektroskopowych.

Strategie nauczania:

formative feedback

Metody nauczania:

pogadanka, prezentacja

Formy zajęć:

praca indywidualna, praca w grupach

Środki dydaktyczne:

tablica, komputer, projektor

Materiały pomocnicze:

żarówka, filtry optyczne

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie pojęcia widma absorpcyjnego. Wprowadza pojęcia spektroskopii oraz spektroskopii absorpcyjnej. Wzbudza ciekawość uczniów opisując naukowe zastosowania tej metody (badanie struktury atomowej, wiązań atomowych, lokalnego ułożenia atomów itd.).

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wprowadza podstawowe informacje na temat metody pomiaru absorpcji, opisując źródło światła, przejście przez materiał i detektor. Omawia różne rodzaje widm absorpcyjnych (widma absorpcyjne gazów – dane jako ciemne linie na tle wszystkich barw światła, widma absorpcyjne dane jako zależność absorbcji/transmisji na wykresie). Nauczyciel omawia koło barw i pojęcie koloru dopełniającego. Następnie nauczyciel prezentuje proste doświadczenie, „rzucając” światło żarówki przechodzące przez różne filtry optyczne na ekran i prosząc uczniów o określenie, w jakim zakresie długości fal dany filtr absorbuje promieniowanie.
W kolejnej części lekcji nauczyciel prezentuje różnorodność metod spektroskopii absorpcyjnej, w formie prezentacji.

Faza podsumowująca:

Uczniowie, w grupach, wykorzystując zdobytą wiedzę, rozwiązują zadania: 2, 3, 4, 6 i 7 z zestawu ćwiczeń.
Czas na pytania i wyjaśnienie wątpliwości uczniów. Nauczyciel zadaje pracę domową.

Praca domowa:

Nauczyciel dzieli uczniów w grupy i prosi o przygotowanie prezentacji dotyczących różnych metod spektroskopowych z uwzględnieniem ich zasady działania i zastosowań naukowych i praktycznych – jedna grupa przygotowuje zakres podczerwony, inna UV‑VIS itd.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium z wypowiedzią eksperta można wykorzystać na lekcjach chemii i fizyki dotyczących absorpcji, ale również na zajęciach z historii lub wiedzy o kulturze, gdy mowa jest o konserwacji dzieł sztuki. Dodatkowo, multimedium można zlecić do samodzielnego przeanalizowania uczniom (metoda flipped classroom).