Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Entropia.

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa

Cele kształcenia – wymagania ogólne

I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.

Zakres rozszerzony

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

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:

17) interpretuje drugą zasadę termodynamiki, podaje przykłady zjawisk odwracalnych i nieodwracalnych;

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

• wymienia przykłady procesów nieodwracalnych;

• wyjaśnia, że stany uporządkowane są mniej prawdopodobne niż nieuporządkowane;

• opisuje, czym jest entropia;

• formułuje prawo wzrostu entropii;

• analizuje zmiany entropii w różnych procesach.

Strategie nauczania

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania

wykład informacyjny, pokaz multimedialny, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca w grupach; praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia, zestaw składający się z przezroczystego pudełka z narysowaną linią w połowie podstawy i 20 kulek (co najmniej 1 zestaw dla każdej 4‑osobowej grupy)

Materiały pomocnicze:

e‑materiały: „Na czym polegają zjawiska odwracalne i nieodwracalne?”, „Jak brzmi II zasada termodynamiki?”, „Jak zinterpretować II zasadę termodynamiki?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

• Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.

• Odwołanie do wiedzy uczniów o procesach nieodwracalnych.

Faza realizacyjna:

Uczniowie podają przykłady procesów nieodwracalnych. Nauczyciel wyjaśnia, że nieodwracalność procesów termodynamicznych związana jest z korpuskularną budową materii. Uczniowie doświadczalnie badają prawdopodobieństwo występowania stanów bardziej i mniej uporządkowanych, używając w tym celu przezroczystego pudełka z narysowaną linią w połowie podstawy. Do pudełka wrzucają kulki, początkowo 2, potem 4, 6, itd. i potrząsając pudełkiem, zliczają stany, gdy kulki znajdą się w jednej połowie i w obu połowach. Następnie w grupach uczniowie dyskutują, jaki stan jest bardziej prawdopodobny i jak prawdopodobieństwo zależy od liczby kulek. Nauczyciel wprowadza pojęcie entropii jako miary stanu uporządkowania oraz prawo wzrostu entropii w procesach spontanicznych. Uczniowie oglądają film‑samouczek, a następnie dyskutują rozwiązanie powiązanego z filmem polecenia.

Faza podsumowująca:

Uczniowie oceniają stopień przyswojonej wiedzy, rozwiązując zadania 4 i 5 z zestawu ćwiczeń

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń, do wyboru trzy zadania.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film samouczek można wykorzystać na lekcji i połączyć z wykonaniem połączonego z nim polecenia oraz przedyskutowaniem wyników. Może też być wykorzystane przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału. Celowe może też być polecenie, aby uczniowie obejrzeli go przed lekcją, co może pomóc w zrozumieniu zagadnień omawianych na lekcji. Jednak w tym wypadku należy film powtórnie obejrzeć na lekcji po wprowadzeniu pojęcie entropii i prawa wzrostu entropii, co pozwoli uczniom w pełni zrozumieć film.