Imię i nazwisko autora:

Jarosław Krakowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Szybkość poruszania się elektronów swobodnych w metalu podczas przepływu prądu

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres rozszerzony

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;

VIII. Prąd elektryczny. Uczeń:

1) opisuje przewodnictwo w metalach, elektrolitach i gazach; wyjaśnia proces jonizacji w gazach, wskazuje rolę promieniowania, wysokiej temperatury i dużego natężenia pola elektrycznego

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. przeanalizuje wpływ zewnętrznego pola elektrycznego na ruch elektronów w metalu.

2. zastosuje w obliczeniach i w analizie przypadków zależność między natężeniem prądu a prędkością ruchu nośników.

Strategie nauczania:

IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe)

Metody nauczania:

- wykład problemowy,
- burza mózgów.

Formy zajęć:

- praca zespołowa,
- praca w parach.

Środki dydaktyczne:

Rzutnik, symulacja komputerowa dostępna w internecie ilustrująca ruch elektronów. Zestaw ćwiczeń.

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel zadaje pytania:
1. Co to jest prąd elektryczny?
2. Dlaczego metale przewodzą prąd elektryczny?

Oczekiwane odpowiedzi:
1. Uporządkowany przepływ nośników ładunków elektrycznych.
2. W metalach znajdują się swobodne elektrony.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel zadaje pytania z ewentualnymi pytaniami naprowadzającymi:
1. Jak zachowują się elektrony swobodne, gdy nie ma w przewodniku zewnętrznego pola – odp.: chaotyczne ruchy termiczne.

2. Jak zewnętrzne pole wpływa na ruch tych elektronów: odp.: do prędkości termicznej dodaje się ruch przyspieszony a w wyniku zderzeń z jonami dodatkowa prędkość jest tracona i ustala się średnia prędkość dryfu.

Nauczyciel omawia model dryfu i przy udziale uczniów wyprowadza zależność prędkości dryfu od natężenia prądu.

Uczniowie pod kierunkiem nauczyciela rozwiązują przykładowe zadanie z części „Warto przeczytać”, w którym obliczają koncentrację nośników i prędkość dryfu nośników.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w parach rozwiązują zadania 2, 4, 6 z zestawu ćwiczeń

Praca domowa:

Analiza filmu –samouczka oraz polecenie umieszczone pod filmem.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Może być wykorzystywany przy powtórzeniu wiadomości, a także przy realizacji tematu: Jak metale przewodzą prąd elektryczny?