Imię i nazwisko autora:

Dariusz Aksamit

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Detektory promieniowania jonizującego

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres wykraczający poza kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

IV. Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy materiałów źródłowych, w tym tekstów popularnonaukowych.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
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;
2) wymienia właściwości promieniowania jądrowego; opisuje rozpady alfa, beta;
7) wskazuje wpływ promieniowania jonizującego na materię oraz na organizmy żywe;
8) wymienia przykłady zastosowania zjawiska promieniotwórczości w technice i medycynie.

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. podaje, jakie są rodzaje detektorów promieniowania jonizującego;

2. omawia zasadę działania różnorodnych detektorów promieniowania jonizującego.

Strategie nauczania:

odwrócona klasa

Metody nauczania:

odwrócona klasa

Formy zajęć:

praca grupowa

Środki dydaktyczne:

komputer z dostępem do Internetu i projektorem multimedialnym

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel przed lekcją prosi uczniów o przypomnienie sobie filmów lub gier komputerowych, w których występował motyw promieniowania jonizującego (przykładowo: gry post‑apokaliptyczna jak Fallout, horrory o Czarnobylu, James Bond w reaktorze jądrowym, serial Czarnobyl, serial Dark... – jeśli to możliwe, można pokazać fragmenty tych filmów). Nauczyciel prosi uczniów o zastanowienie się, jakiego typu promieniowanie występowało w tych filmach oraz, czym to promieniowanie było mierzone. Uczniowie dobrani w grupy/pary mogą na podstawie zaproponowanych przez siebie produkcji (np. ulubiona gra czy serial) przygotować krótką prezentację, pokazując pozostałym zrzuty ekranu lub obrazy pochodzące z tych produkcji – ukazując jak w pop‑kulturze prezentowane jest promieniowanie oraz sposoby jego pomiaru. Lekcję zaczynamy od prezentacji uczniów i wspólnej dyskusji grupowej.

Faza realizacyjna:

W trakcie prezentacji nauczyciel zapisuje na tablicy wymienione przez uczniów typy promieniowania i detektorów – na koniec podsumowując, że w przytłaczającej większości (lub wręcz wyłącznie) w popkulturze jako detektor promieniowania jonizującego funkcjonuje detektor Geigera‑Mullera. Nauczyciel zaprasza uczniów do obejrzenia filmu oraz wyświetla na projektorze Rys. 1. (i później Rys. 9.) z niniejszego e‑materiału, pokazując jak wiele innych detektorów promieniowania jest wykorzystywanych w nauce, medycynie i przemyśle na co dzień. Następnie nauczyciel dzieli uczniów na grupy (w zależności od liczby osób – przykładowo na 5 zespołów), przydzielając im poszczególne tematy do opracowania na podstawie treści niniejszego e‑materiału (dozymetria biologiczna, detektory półprzewodnikowe, detektory EPR etc.). Po czasie przeznaczonym na zapoznanie się z treścią dotyczącą danej techniki i dyskusji wewnątrz grupy przedstawiciele grup prezentują reszcie klasy sposób działania konkretnych detektorów.

Faza podsumowująca:

Nauczyciel ponownie pokazuje Rys. 9. podsumowując, jak wiele jest różnych typów detektorów wykorzystujących różnorodne zjawiska fizyczne. Podkreśla, że niektóre z nich nadają się wyłącznie do oceny intensywności padającego promieniowania, ale niektóre mogą również identyfikować radioizotopy na podstawie widma ich energii, czyli dokonać analizy spektralnej. Nauczyciel wyświetla fragment filmu - animację dotyczącą działania spektrometru scyntylacyjnego.

Praca domowa:

Ze względu na wcześniej wykonaną przez uczniów pracę w ramach klasy odwróconej nie przewidziano pracy domowej.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Medium może być wykorzystane zgodnie ze scenariuszem.
Można również rozpocząć dyskusję od zastanowienia się, skąd możemy wiedzieć, jaki rodzaj promieniowania emitowany jest przez próbkę lub jaki izotop znajduje się w badanej próbce – na podsumowanie dyskusji pokazać animację. Następnie przejść do opisanego podziału na grupy.