Imię i nazwisko autora:

Monika Sitek

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Jakie reakcje termojądrowe zachodzą w małych gwiazdach?

Grupa docelowa:

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

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
IV. Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy materiałów źródłowych, w tym tekstów popularnonaukowych.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
15) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
XI Fizyka jądrowa. Uczeń:
11) opisuje reakcję termojądrową przemiany wodoru w hel zachodzącą w gwiazdach.

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.
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń:
17) opisuje reakcję termojądrową przemiany wodoru w hel zachodzącą w gwiazdach.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia 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. wskazuje warunki niezbędne, by w gwiazdach zachodziły reakcje termojądrowe,

2. podaje reakcje cyklu protonowego,

3. rozumie i objaśnia sposób wyzwalania energii w gwiazdach,

4. analizuje reakcje zachodzące na poszczególnych ścieżkach cyklu pp,

5. porównuje wartości energii wyzwalanych w każdej ze ścieżek.

Strategie nauczania:

flipped‑classroom

Metody nauczania:

pokaz multimedialny, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca wspólna całej klasy

Środki dydaktyczne:

rzutnik i ekran do wyświetlania multimedium

Materiały pomocnicze:

e‑materiały: „Reakcje termojądrowe zachodzące w gwiazdach - cykl węglowo‑azotowo‑tlenowy” , „Definicja i charakterystyka gwiazd”, „Ewolucja gwiazd”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Materiał należy połączyć z lekcją o gwiazdach oraz cyklu CNO w gwiazdach. Dodatkowo można wprowadzić materiał o ewolucji gwiazd, w którym zaznacza się na jakich etapach ewolucji dominują konkretne cykle.
Uczniowie samodzielnie zapoznają się z e‑materiałem w domu – czytają tekst, oglądają multimedium.
Nauczyciel rozpoczynając lekcję pyta uczniów – Dlaczego gwiazdy świecą? Skąd bierze się energia w gwiazdach? Uczniowie opowiadają, jakie jest pochodzenie światła w gwiazdach. Wspólnie dyskutują zagadnienie, jeżeli w grupie pojawiają się różne odpowiedzi. Nauczyciel kontroluje dyskusję, notuje na tablicy najważniejsze wypowiedzi w postaci kluczowych słów, jak na przykład: fuzja, reakcja termojądrowa, łączenie się protonów, synteza helu.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel prezentuje na ekranie uczniom diagram Hertzprunga‑Russella obrazujący rodzaje gwiazd. Pokazuje gdzie jest ciąg główny. Uczniowie mają za zadanie zidentyfikować, na którym etapie ewolucji, w którym miejscu na diagramie HR znajduje się gwiazda, której dominującą energią jest energia pochodząca z cyklów pp, a gdzie cyklu CNO. Uczniowie następnie opisują wspólnie schemat ścieżek cyklu protonowego – rozrysowują je na tablicy. Wyjaśniają, skąd bierze się ta energia, jak zmienia się gwiazda z biegiem lat wskutek zachodzących w niej reakcji termojądrowych. Nauczyciel cały czas kontroluje debatę, upewnia się, że wszyscy rozumieją, o czym jest mowa, uzupełnia brakujące informacje.
Następnie w ten sam sposób uczniowie opisują cykl CNO.

Faza podsumowująca:

Uczniowie rozwiązują przygotowaną przez nauczyciela kartkówkę – może to być jedno pytanie, inne dla każdego ucznia. Uczniowie mogą korzystać z informacji zapisanych wcześniej na tablicy oraz z własnych notatek. Następnie uczniowie przekazują sobie wzajemnie własne odpowiedzi i sprawdzają rozwiązania kolegi lub koleżanki. Dokonują opisowej oceny odpowiedzi – co było dobrze, co było źle i dlaczego. Po lekcjach nauczyciel sprawdza zarówno odpowiedzi jak i ocenianie danej „kartkówki”.
Przykładowe pytania w kartkówce:

• Opisz elementy składowe ścieżek cyklu protonowego.

• Wyjaśnij różnice energetyczne pomiędzy cyklami protonowymi.

• Opisz źródło energii w reakcjach termojądrowych.

• Opisz warunki, w jakich zachodzić mogą reakcje termojądrowe.

Praca domowa:

Zadania sprawdzające z tego e‑materiału.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Uczniowie mogą obejrzeć multimedium na lekcji.