Imię i nazwisko autora:

Anna Kaczorowska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Podstawowe wielkości cechujące jądro atomowe. Tablica nuklidów a układ okresowy pierwiastków.

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, 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.
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy
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.
XI. Fizyka jądrowa. Uczeń:
1) posługuje się pojęciami pierwiastek, jądro atomowe, izotop, proton, neutron, elektron do opisu składu materii; opisuje skład jądra atomowego na podstawie liczb masowej i atomowej.

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.
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń:
5) posługuje się pojęciami pierwiastek, jądro atomowe, izotop, proton, neutron, elektron; opisuje skład jądra atomowego na podstawie liczb masowej i atomowej.

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. wymieni podstawowe informacje o budowie jądra atomowego,

2. opisze trwałość jąder atomowych,

3. powiąże budowę jądra atomowego z informacją zawartą w tablicy nuklidów,

4. porówna tablicę nuklidów z układem okresowym pierwiastków z punktu widzenia potrzeb fizyki jądrowej,

5. przeanalizuje nazwy pierwiastków i zapozna się z genezą tego nazewnictwa.

Strategie nauczania:

strategia odwróconej klasy

Metody nauczania:

wykład informacyjny oraz praca w zespołach

Formy zajęć:

praca w zespołach

Środki dydaktyczne:

tablica nuklidów oraz układ okresowy pierwiastków (każde z nich w wersji planszowej lub cyfrowej), komputer z rzutnikiem.

Materiały pomocnicze:

E‑materiały związane z fizyką jądrową;
przygotowane przez nauczyciela kartki z zestawem zadań dotyczących deficytu masy i energii wiązana (z e‑materiałów lub z innych źródeł, np. zbiorów zadań).

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

W ramach pracy domowej z poprzedniej lekcji uczniowie zapoznali się z treścią rozdziałów „Czy to nie ciekawe?” i „Warto przeczytać” i wykonali polecenia stowarzyszone z grafiką interaktywną.

Klasa została uprzednio podzielona na grupy. Każda z grup miała za zadanie przygotować, dla potrzeb lekcji bieżącej, historię związaną z nazwą 5‑6 pierwiastków, w tym jednego spośród prezentowanych w grafice.
Bieżącą lekcję rozpoczynają uczniowie, przypominając podstawowe cechy jądra atomowego: jego skład, rozmiary i masę.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel pokazuje film związany z tym e‑materiałem i wyjaśnia złożony charakter oddziaływań krótkozasięgowych w obrębie całego jądra. W szczególności objaśnia, skąd się bierze emisja cząstek $\alpha$. Wyjaśnia pojęcie energii wiązania. Podkreśla przy tym, że jest to energia wydzielona w procesie powstawania jądra atomowego. Wskazuje zastosowanie zasady równoważności masy i energii do opisu deficytu masy w jądrze atomowym. Uczniowie rozwiązują wskazane przez nauczyciela zadanie rachunkowe dotyczące energii wiązania.

W drugiej części lekcji uczniowie objaśniają pokrótce strukturę tablicy nuklidów. Proponują możliwe informacje, jakie można w niej umieszczać. Na dowolnie wybranym przykładzie pierwiastka uczniowie porównują informacje o jądrze atomowym tego pierwiastka możliwe do wyczytania z układu okresowego pierwiastków oraz z tablicy nuklidów.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w grupach przedstawiają pochodzenie nazw wybranych pierwiastków.
Nauczyciel ocenia pracę domową i pracę uczniów na lekcji.

Praca domowa:

Rozwiązanie pozostałych zadań rachunkowych dotyczących energii wiązania jądra atomowego, przygotowanych przez nauczyciela.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Oba multimedia można wykorzystać na lekcji. Mogą też być wykorzystane przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.