Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Dlaczego lód pływa po wodzie?

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:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
15) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.

V. Termodynamika. Uczeń:
6) wymienia szczególne własności wody i ich konsekwencje dla życia na Ziemi.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.

VI. Termodynamika. Uczeń:
8) wymienia szczególne własności wody i ich konsekwencje dla życia na Ziemi.

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. opisuje budowę cząsteczki wody,

2. wyjaśnia, w jaki sposób w wodzie powstają wiązania wodorowe i jaka jest ich rola w procesie zamarzania wody,

3. charakteryzuje procesy, które zachodzą w wodzie podczas topnienia lodu,

4. stosuje warunek równowagi siły ciężkości i siły wyporu do wyjaśnienia, dlaczego lód pływa po wodzie,

5. określa wartości siły wyporu i ciężkości,

6. rozwiązuje zadania problemowe i liczbowe z wykorzystaniem zdobytej wiedzy.

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: „Woda z punktu widzenia mikroświata”, „Jakie konsekwencje dla życia na Ziemi ma woda?”, „Przemiany fazowe wody”, „Szczególne własności wody”.

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

- Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
- Odwołanie do wiedzy uczniów o anomalnej rozszerzalności wody i dyskusja, jak wyglądałby świat, gdyby lód tonął w wodzie.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wyjaśnia budowę cząsteczki wody, podkreślając jej polarny charakter. Tłumaczy, jak cząsteczki wody połączone są w lodzie wiązaniami wodorowymi, wymuszającymi pozostawienie pustych przestrzeni w krysztale lodu, co powoduje zwiększenie objętości podczas krzepnięcia wody. Następnie informuje, że podczas topnienia nie wszystkie struktury cząsteczek zostają rozerwane. Uczniowie dyskutują, jakie procesy wpływają na zmianę objętości wody podczas zwiększania temperatury od 0°C do 4°C i powyżej 4°C. Uczniowie w grupach przygotowują rysunki obrazujące rozkład temperatur wody w głębokim jeziorze zimą i latem, a następnie z pomocą nauczyciela obliczają, jaka część objętości lodu pływającego po wodzie wystaje nad jej powierzchnię. Uczniowie oglądają animację zwracając uwagę na siły, które działają na zamarzający fragment wody.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w grupach rozwiązują zadanie 6, związane z animacją, oraz dyskutują nad odpowiedzią do zadania 8 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń: obowiązkowo: 1 - 3, do wyboru jedno z pozostałych zadań.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium bazowe może być wykorzystane przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.