Imię i nazwisko autora:

Przemysław Michalski

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Z jakich barw składa się światło?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

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.
XI. Fizyka atomowa. Uczeń:
10) doświadczalnie: obserwuje widma atomowe za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia 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. rozróżnia atomowe widmo emisyjne i absorpcyjne,

2. opisuje zasadę działania spektroskopu widmowego,

3. przeprowadza doświadczenie analizy widmowej przy pomocy źródła światła i siatki dyfrakcyjnej,

4. analizuje i interpretuje wyniki doświadczenia wykorzystując własną wiedzę oraz źródła internetowe.

Strategie nauczania:

eksperymentalno‑obserwacyjna, nauczanie wyprzedzające.
Ze względu na charakter zagadnienia (uczniowie samodzielnie wykonują eksperyment w warunkach domowych) niezbędne jest uprzednie zrealizowanie - w dowolnej formie wybranej przez nauczyciela - zapisów podstawy programowej:
XI. Fizyka atomowa. Uczeń:
4) rozróżnia widma emisyjne i absorpcyjne gazów; interpretuje linie widmowe jako skutek przejść między poziomami energetycznymi w atomach z emisją lub absorpcją kwantu światła; rozróżnia stan podstawowy i stany wzbudzone atomu;
5) analizuje seryjny układ linii widmowych na przykładzie widm atomowych wodoru; posługuje się wzorem Rydberga.

Metody nauczania:

analiza wyników domowego doświadczenia uczniowskiego

Formy zajęć:

praca w grupach

Środki dydaktyczne:

komputer, projektor

Materiały pomocnicze:

niniejszy e‑materiał; e‑materiały: Czym są widma emisyjne? oraz W jaki sposób możemy zinterpretować linie widmowe?

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Na wcześniejszej lekcji, nauczyciel przypomniał pokrótce podstawowe informacje na temat widm atomowych oraz sposobu ich obserwacji za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Zlecił uczniom wykonanie w grupach pracy domowej:
1. analizę niniejszego e‑materiału, w tym multimedium oraz e‑materiałów Czym są widma emisyjne? oraz W jaki sposób możemy zinterpretować linie widmowe? ,
2. zbadanie widma wskazanego niemonochromatycznego źródła światła (żarówka żarnikowa, halogenowa, żarówka LED, lampa neonowa; można też zachęcić uczniów do wykorzystania sodowego oświetlenia ulicznego po zmroku lub innego źródła światła, którym dysponują w domu), 
3. przygotowanie krótkiej prezentacji (maksimum 4 minuty) z wynikami doświadczenia, zawierającej analizę widma, tzn. szacunkowe określenie, które linie promieniowania są najjaśniejsze, w jakim obszarze widma występują oraz ewentualne rozpoznanie, jaki świecący gaz zawiera dane źródło światła.

Dla potrzeb eksperymentu nauczyciel wyposażył każdą grupę w siatkę dyfrakcyjną o znanej liczbie rys/mm oraz źródło światła, z zaznaczeniem, że grupa może zbadać własne źródło. Zależnie od możliwości pracowni, nauczyciel wyposażył grupy także w soczewki z elementami mocującymi i stabilizującymi, (regulowane) szczeliny i inne akcesoria, by umożliwić uczniom zbudowanie układu optycznego złożonego z siatki, soczewek i ekranu i określenie, za jego pomocą, kąta ugięcia światła i długości fal promieniowania wybranej linii widmowej. Multimedium stanowi rozbudowany tutorial, a podstawie którego uczniowie próbują zbudować własny spektroskop.

Faza realizacyjna:

Grupy kolejno prezentują swoje wyniki oraz ich opracowanie. Nauczyciel dokonuje krótkiego podsumowania oraz oceny (niekoniecznie w postaci oceny szkolnej) po każdej prezentacji. Uczniowie w tej fazie słuchają prezentacji i notują ewentualne spostrzeżenia czy pytania, jakie im się nasuwają.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w formie dyskusji (wypowiedzi spostrzeżeń, zadawanie pytań i udzielanie odpowiedzi) porównują rozwiązania przyjęte przez poszczególne grupy oraz dokonują podsumowania prezentacji i ich wyników. Nauczyciel uzupełnia, w razie potrzeby, wyjaśnienia udzielane przez uczniów.

Praca domowa:

Brak pracy domowej – w tym scenariuszu lekcji bardzo duży nacisk położony jest na samodzielną, domową pracę uczniów przy realizacji doświadczenia przed lekcją.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium wraz z poleceniami można wykorzystać również przy nauczaniu metodą blended‑learning, gdzie opisanie przebiegu i wyniku eksperymentu zleca się uczniom jako pracę w trakcie lekcji.