Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Na czym polega zjawisko rozszerzalności cieplnej ciał stałych?

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.
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

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.
V. Termodynamika. Uczeń:
1) opisuje zjawisko rozszerzalności cieplnej: liniowej ciał stałych oraz objętościowej gazów i cieczy.

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.
VI. Termodynamika. Uczeń:
1) opisuje zjawisko rozszerzalności cieplnej: liniowej ciał stałych oraz objętościowej gazów i cieczy.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie 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. wyjaśnia, czym spowodowane jest zjawisko rozszerzalności cieplnej ciał stałych,

2. definiuje współczynniki rozszerzalności liniowej i objętościowej ciał stałych,

3. identyfikuje poznane definicje z odpowiednimi wzorami matematycznymi,

4. wyjaśnia różnice w rozszerzalności cieplnej ciał izotropowych i anizotropowych,

5. analizuje różne zjawiska w życiu codziennym, w których trzeba uwzględniać rozszerzalność cieplną,

6. przewiduje skutki rozszerzalności objętościowej w różnych sytuacjach z życia codziennego.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

wykład informacyjny, pokaz multimedialny, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca w parach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiały: „Na czym polega zjawisko rozszerzalności objętościowej cieczy?”, „Na czym polega zjawisko rozszerzalności objętościowej gazów?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel wprowadza uczniów w temat lekcji zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
Uczniowie podają przykłady zaobserwowanych w życiu codziennym zjawisk związanych z rozszerzalnością cieplną ciał stałych.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel w krótkim wykładzie opowiada o mikroskopowej budowie ciał stałych i tłumaczy przyczyny zjawiska rozszerzalności cieplnej. Uczniowie oglądają animację 3D. Następnie nauczyciel zachęca uczniów, aby zgłaszali pomysły, od czego zależy przyrost długości ciała przy wzroście temperatury i wspólnie z uczniami konstruuje wzór na Δdeltal. Podaje definicję współczynnika rozszerzalności liniowej i jej jednostkę. Tłumaczy, czym są ciała izotropowe i anizotropowe. Wprowadza pojęcie współczynnika rozszerzalności objętościowej. Uczniowie zgłaszają przykłady, gdzie rozszerzalność cieplna może wyrządzić szkody i analizują każdy przykład, aby znaleźć sposób przeciwdziałania szkodom.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w parach dyskutują na rozwiązaniem zadań 3 i 4 z zestawu ćwiczeń, a następnie cała klasa dyskutuje ich wyniki.

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń 1‑2 i 5‑6 obowiązkowo. Dla chętnych uczniów jedno z pozostałych zadań do wyboru.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Animacja może być wykorzystana przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.