Dla nauczyciela
Scenariusz
Autor
Learnetic SA
Temat zajęć
Jakie zmiany zachodzą podczas topnienia i krzepnięcia wody?
Grupa docelowa
szkoła podstawowa, klasa VII
Ogólny cel kształcenia
Zapoznanie z zagadnieniami związanymi z przemianami fazowymi wody.
Kształtowane kompetencje kluczowe:
3) kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne;
4) kompetencje informatyczne;
5) umiejętność uczenia się;
8) świadomość i ekspresja kulturalna.
Cele (szczegółowe) operacyjne
Uczeń:
a) wymienia przykłady substancji występujących w trzech stanach skupienia;
b) opisuje różnice między ciałem stałym, cieczą i gazem (na podstawie kinetyczno‑cząsteczkowej budowy materii;
c) charakteryzuje procesy przejścia między poszczególnymi stanami (fazami) skupienia.
Metody/techniki kształcenia:
programowane
praktyczne: ćwiczenia techniczne
Formy ogranizacji pracy:
praca w zespołach
Uwagi
W ramach przygotowania do lekcji uczniowie powinni w domu zapoznać się z filmem i wykonać powiązane z nim ćwiczenia interaktywne.
Do przeprowadzenia zajęc potrzebne będą: plastelina w dwóch kolorach (np. czerwona i niebieska), patyczki (wykałaczki), aparaty fotograficzne (smartfony).
Przebieg lekcji
Faza wprowadzająca
Czynności organizacyjne.
Podanie tematu lekcji i omówienie jej przebiegu.
Faza realizacyjna
Nauczyciel zadaje klasie pytanie: w jakim stanie skupienia może się znajdować woda? Co decyduje o zmianie skupienia oraz jakie właściwości mają ciała w poszczególnych stanach skupienia?
Nauczyciel dzieli klasę na zespoły. Każdy zespół otrzymuje plastelinę w dwóch kolorach oraz patyczki.
Uczniowie, pracując w zespołach, wykonują z plasteliny modele cząsteczek wody a następnie łączą je za pomocą symbolizujących wiązania wodorowe patyczków (np. wykałaczek) formując model struktury krystalicznej lodu.
Nauczyciel powinien zwrócić uwagę na trudność związaną z właściwym przestrzennym ułożeniem modeli cząsteczek wody. Pomocne mogą tu być zasoby internetu, prezentujące interaktywne modele 3D, np.:
- http://www.chemtube3d.com/solidstate/SS‑ice.htm.
- http://www.edinformatics.com/interactive_molecules/water.htm
- http://www.edinformatics.com/interactive_molecules/ice.htm.Po sporządzeniu modeli, zespoły demonstrują za ich pomocą proces topnienia, dokonując w kilku etapach stopniowego rozdzielania cząsteczek wody i wykonując dla każdego z etapów dokumentację fotograficzną, np. przy użyciu smartfonów.
Nauczyciel pokazuje narysowane na tablicy lub rozdaje uczniom na kartkach wykresy obrazujące zmiany temperatury wody i lodu, różniące się długością poziomego odcinka, odpowiadającego procesowi topnienia oraz nachyleniem odcinków odpowiadających ogrzewaniu lub oziębianiu lodu i wody. Następnie prosi uczniów o interpretację wykresów i wyjaśnienie, o czym świadczą różnice pomiędzy nimi; prosi o podanie prawdopodobnych przyczyn tych różnic; w razie potrzeby prosi uczniów o rozwiązanie w klasie ćwiczeń interaktywnych nr 5, 6, 7 i 9.
Nauczyciel prosi o wyjaśnienie, dlaczego w zimie drogi posypywane są solą i jaki jest mechanizm jej działania. Prosi o zwrócenie uwagi na wskazania termometru mierzącego temperaturę mieszaniny lodu i soli w drugiej części doświadczenia. Zadaje pytanie, co działoby się z tą mieszaniną gdyby temperatura oraczającego ją powietrza wynosiła –
5ºC i –
25ºC.
Faza podsumowująca
Nauczyciel rysuje na tablicy uproszczony wykres, ilustrujący zmiany temperatury podczas procesów przemian fazowych wody i zadaje uczniom pytania dotyczące interpretacji poszczególnych fragmentów wykresu (nachylenia linii wykresu, odczytu zmian temperatury itd.)
Praca domowa
Sporządzenie przez zespoły prezentacji komputerowych, opartych na wykonanych na lekcji zdjęciach, które należy przyporządkować do odpowiednich fragmentów wykresu zmian temperatury podczas przemian fazowych.
Wyjaśnienie, co jest przyczyną anomalnej rozszerzalności cieplnej wody i jakie jest znaczenie tej własności w przyrodzie.
Metryczka
Tytuł
Jakie zmiany zachodzą podczas topnienia i krzepnięcia wody?
Temat lekcji z e‑podręcznika, do którego e‑materiał się odnosi
Gimnazjum klasa 1
2.2. Stany skupienia materii
Przedmiot
Fizyka
Etap edukacyjny
szkoła podstawowa, klasa VII
Nowa podstawa programowa
IV. Zjawiska cieplne. Uczeń:
9) rozróżnia i nazywa zmiany stanów skupienia; analizuje zjawiska topnienia, krzepnięcia, wrzenia, skraplania, sublimacji i resublimacji jako procesy, w których dostarczenie energii w postaci ciepła nie powoduje zmiany temperatury;
10) doświadczalnie:
a) demonstruje zjawiska topnienia, wrzenia, skraplania.
Kompetencje kluczowe
Zalecenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE z dnia 18.12.2006 w sprawie kompetencji kluczowych w procesie uczenia się przez całe życie:
3) kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne;
4) kompetencje informatyczne;
5) umiejętność uczenia się;
8) świadomość i ekspresja kulturalna.
Cele edukacyjne zgodne z etapem kształcenia
Po zapoznaniu się z e‑materiałem uczeń:
a) wymienia przykłady substancji występujących w trzech stanach skupienia;
b) opisuje różnice między ciałem stałym, cieczą i gazem (na podstawie kinetyczno‑cząsteczkowej budowy materii);
c) charakteryzuje procesy przejścia między poszczególnymi stanami (fazami) skupienia.