Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska, Krzysztof Lorek

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Badanie procesu mieszania cieczy o różnych temperaturach początkowych

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.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość.
V. Termodynamika. Uczeń:
4) wykorzystuje pojęcie ciepła właściwego oraz ciepła przemiany fazowej w analizie bilansu cieplnego.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji.
VI. Termodynamika. Uczeń:
19 b) bada proces wyrównywania temperatury ciał i posługuje się bilansem cieplnym.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie 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 jest bilans cieplny,

2. interpretuje bilans cieplny jako zasadę zachowania energii,

3. rozwiązuje zadania rachunkowe i problemowe wykorzystując zasadę bilansu cieplnego,

4. przeprowadza doświadczenie polegające na mieszaniu się cieczy o różnych temperaturach początkowych.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów oraz weryfikowanie hipotez przez eksperymenty)

Metody nauczania

wykład informacyjny, przeprowadzenie doświadczenia w wirtualnym laboratorium, 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 bilans cieplny”, „Jak definiujemy ciepło właściwe”, „Bilans cieplny w obliczeniach”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
Odwołanie do wiedzy uczniów o bilansie cieplnym.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel przypomina pojęcie bilansu cieplnego, podkreślając jego związek z zasadą zachowania energii. Uczniowie w parach analizują bilanse cieplne przedstawione w zadaniu 9 z zestawu ćwiczeń. Nauczyciel przedstawia problem do rozwiązania: należy zweryfikować hipotezę, że podczas mieszania cieczy o różnych temperaturach ciepło przekazywane jest zgodnie z zasadą zachowania energii. Nauczyciel wyjaśnia, że najpierw wykonuje się obliczenia zgodne z postawioną hipotezą, aby wynik obliczeń później zweryfikować doświadczalnie. Uczniowie rozwiązują zadanie: ile wody o temperaturze 15°C oraz ile wody o temperaturze 55°C należy zmieszać ze sobą, aby otrzymać 60 litrów wody o temperaturze wynoszącej 37°C. Następnie uczniowie w parach przeprowadzają doświadczenie w wirtualnym laboratorium.

Faza podsumowująca:

Uczniowie oceniają stopień przyswojonej wiedzy, dyskutując o wynikach doświadczenia oraz rozwiązując w grupach zadanie 8 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium bazowe może też być wykorzystane przez uczniów po lekcji do samodzielnego wykonania doświadczenia. Można je również wykorzystać podczas lekcji poświęconej pojęciu bilansu cieplnego.