Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

Jednoduché experimenty na podporu vyučovania rádioaktivity

Similar presentations


Presentation on theme: "Jednoduché experimenty na podporu vyučovania rádioaktivity"— Presentation transcript:

1 Jednoduché experimenty na podporu vyučovania rádioaktivity
Viera Haverlíková Ústav lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky a telemedicíny Lekárska fakulta Univerzity Komenského v Bratislave

2 Rádioaktivita na prednáškach z biofyziky na LF UK
Objektívne východiská Rádioaktivita na prednáškach z biofyziky na LF UK Ionizujúce žiarenie v medicíne (alfa, beta, gama, neutrónové, protónové, röntgenové), vlastnosti a interakcie ionizujúceho žiarenia s hmotným prostredím. Detektory ionizujúceho žiarenia v medicíne. Zobrazovacie metódy v medicíne využívajúce ionizujúce žiarenie. Požiadavky na rádioizotopy ako stopovače. Zobrazovacie metódy v medicíne využívajúce neionizujúce žiarenie (zobrazovanie pomocou magnetickej rezonancie) Festival fyziky, Smolenice,

3 Rádioaktivita na praktických cvičeniach z biofyziky na LF UK
Objektívne východiská Rádioaktivita na praktických cvičeniach z biofyziky na LF UK Modely a modelovanie Model rádioaktívneho rozpadu- vysvetliť analógiu medzi elektrickým modelom a reálnym rozpadom rádioaktívneho prvku. Fyzikálny princíp (analógia vzťahov pre vybíjanie kondenzátora a zákonom rádioaktívneho rozpadu. Polčas rozpadu a jeho stanovenie. Aktivita rádioaktívnej látky. Festival fyziky, Smolenice,

4 Objektívne východiská
Rádioaktivita v ŠVP ISCED 2 (aktuálny) Sila a práca. Pohyb. Energia Tradičné a netradičné zdroje energie ISCED 3 (aktuálny) Elektromagnetické žiarenia a častice mikrosveta Rádioaktivita. Žiarenia alfa, beta, a gama. Podstata žiarení, ionizačné účinky, oslabovanie žiarenia prechodom cez prostredia. ... Štiepna reakcia a syntéza jadier ISCED 3 (inovovaný) Elektromagnetické žiarenia a častice mikrosveta porovnať vlastnosti a podstatu žiarení alfa, beta a gama, zaujať stanovisko v súvislosti s rádioaktivitou prostredia, zdrojmi pridanej rádioaktivity a rádioaktívnymi izotopmi používanými v medicíne (v diagnostike aj v terapii),... posúdiť klady a zápory jadrovej energetiky v porovnaní s inými možnosťami získavania el. en. Festival fyziky, Smolenice,

5 Rádioaktivita v Cieľových požiadavkách na maturitu
Objektívne východiská Rádioaktivita v Cieľových požiadavkách na maturitu Základy fyziky mikrosveta Zapamätanie a porozumenie: Žiak vie Opísať nestabilitu niektorých jadier a z nich vyplývajúcu prirodzenú rádioaktivitu. Definovať pojmy polčas premeny (doba polpremeny, polčas rozpadu), aktivita žiariča a rozpadová konštanta. Načrtnúť závislosť počtu nepremenených jadier od času. Vyjadriť vzťahom počet nepremenených jadier v závislosti od času. Opísať spôsob využitia jadrovej energie. Opísať spôsob využitia rádionuklidov. Aplikácia: Žiak je schopný Vypočítať a porovnať polčas premeny vybraných rádionuklidov. Aplikovať vedomosti o prirodzenej a umelej rádioaktivite na riešenie úloh. Festival fyziky, Smolenice,

6 Vstupný test VL (N = 241) ZL (N = 28) VLa (N = 148) ZLa (N = 27) Spolu
VL (N = 241) ZL (N = 28) VLa (N = 148) ZLa (N = 27) Spolu (N = 444) Základné jednotky SI 50 % 37 % 27 % 7 % 39 % Ohmov zákon 43 % 33 % 4 % 38 % Zákon rádioaktívneho rozpadu 2 % 3 % 0 % Zákon odrazu a lomu svetla 10 % 6 % Newtonove pohybové zákony 20 % 16 % 17 % Teplotná objemová rozťažnosť 1 % Celková priemerná úspešnosť (21±11) % (13 ± 9) % (15±11) % (3 ± 3) % (17±12) %

7 Vstupný dotazník VL (N = 324) ZL (N = 38) VLa (N = 220) ZLa (N = 34)
VL (N = 324) ZL (N = 38) VLa (N = 220) ZLa (N = 34) Spolu (N = 616) Počet hodín fyziky v poslednom ročníku strednej školy týždenne 0,7  1,1 0,9  1,2 2,1  2,0 1,6  2,0 1,1  1,6 Súčasťou výučby boli laboratórne merania 70 % 75 % 46 % 27 % 60 % Súčasťou výučby bolo spracovanie protokolov 55 % 42 % 41 % 10 % 47 % Maturita z fyziky 3 % 26 % 35 % 12 % Nástup na LF UK hneď po maturite 50 % 39 % 45 % 44 %

8 Písomná časť skúšky - test
2014 (N = 360) 2015 (N = 379) Teória merania a štatistické spracovanie 74 %  19 % 76 %  18 % Termika a termodynamika 65 %  11 % 61 %  10 % Optika 72 %  14 % Akustika, ultrazvuk 61 %  14 % 63 %  12 % Biomechanika 69 %  13 % 71 %  10 % Biofyzika krvného obehu 68 %  16 % 66 %  14 % Biofyzika dýchania 64 %  23 % 68 %  17 % Molekulová biofyzika 70 %  16 % 75 %  17 % Elektrické javy 69 %  18 % Akčný a pokojový potenciál 73 %  10 % 74 %  11 % Receptory 75 %  14 % 76 %  13 % Biosignály Teória informácií 70 %  22 % 72 %  18 % Žiarenie 65 %  16 % 69 %  11 % Zobrazovacie metódy, detektory 67 %  10 % 70 %  10 % 70 %  7 % 70 %  8 %

9 Študentská vedecká odborná činnosť
Pridaná motivácia Študentská vedecká odborná činnosť Fyzikálne experimenty pre edukáciu dlhodobo chorých pacientov výber oblasti, výber vekovej skupiny adresátov Valentína a Dominika – 1. r. všeob. lekárstvo „Fyzikálne experimenty v edukácii detských onkologických pacientov“ vek > 12 rokov Festival fyziky, Smolenice,

10 Festival fyziky, Smolenice, 7.4.2015
Didaktické výskumy Miskoncepcie Zistenia u žiakov 14 – 16 rokov: Nediferencované pojmy radiácia, rádioaktivita a rádioaktívne častice Neporozumenie pojmu elektromagnetické žiarenie Žiarenie (radiácia) nie je prirodzené, len produkt ľudskej činnosti Neporozumenie atómovej a subatómovej štruktúre Žiarenie je príčinou environmentálnych problémov ako ozónová diera, klimatické zmeny, znečistenie ovzdušia (autá a továrne ako zdroj radiácie) Žiarenie emitované živými tvormi ako zdroj informácií o pocitoch Festival fyziky, Smolenice,

11 Dôsledky mylných predstáv
Didaktické výskumy Dôsledky mylných predstáv Nediferencované pojmy radiácia, rádioaktivita a rádioaktívne častice (časté aj v tlači) – žiaci nerozumejú: pojmom ožiarenie a kontaminácia; nie sú schopní interpretovať pojmy aktivita, dávka, možnostiam ochrany pred žiarením, problém absorpcie žiarenia, rozdielom medzi ionizujúcim a neionizujúcim žiarením. Predstava „zachovávania“ - Je ožiarený pacient rádioaktívny? Problém zachovávania hmotnosti, objemu pri rozpade Festival fyziky, Smolenice,

12 Dôsledky mylných predstáv
Didaktické výskumy Dôsledky mylných predstáv Neporozumenie pojmu elektromagnetické žiarenie: Časť študentov si myslí, že elektromagnetické žiarenie emitujú iba elektrické prístroje Časť žiakov nechápe viditeľné svetlo ako žiarenie Časť žiakov považuje infračervené a ultrafialové žiarenie za viditeľné žiarenie (závislosť od kontextu) Väčšina žiakov (70 %) považuje IR žiarenie za neškodné v akomkoľvek množstve, o viditeľnom svetle si to myslí 20 % a o UV 15 %. Neporozumenie pojmom tepelné žiarenie, žiarenie absolútne čierneho telesa Festival fyziky, Smolenice,

13 Model štruktúry atómov, izotopov, iónov
Podporné modely Model štruktúry atómov, izotopov, iónov Vrecúška s „fazuľkami“ – spočítajte koľko je protónov, neutrónov, elektrónov, zistite, ktoré vrecúška reprezentujú izotopy, ktoré reprezentujú ióny, pomocou tabuľky identifikujte prvok, zistite atómovú hmotnosť, elektrický náboj (Skoog et all, 1996) Festival fyziky, Smolenice,

14 Model excitovaného stavu
Podporné modely Model excitovaného stavu Hrad z piesku Preplnený výťah Festival fyziky, Smolenice,

15 Model pravdepodobnostných javov
Podporné experimenty Model pravdepodobnostných javov Výroba pukancov – ktoré pukne, kedy pukne, nevratnosť premeny (Wenner J.) Množstvo nevypuknutých zrniečok (Byrd, Perona, 2005): N = N0e-kt Faktory – pevnosť obalu, zloženie jadra zrna, teplota, obalenie zrniečka tukom Festival fyziky, Smolenice,

16 Modely rádioaktívneho rozpadu
Podporné experimenty Modely rádioaktívneho rozpadu Pravdepodobnostné javy Hodenie mincí / cukríkov s lícovou a rubovou stranou Kocky Polený hrach Problém s odstraňovaním „rozpadnutých“ častíc a mylnou predstavou, že po polčase premeny sa „stratí“ polovica hmotnosti. Festival fyziky, Smolenice,

17 Festival fyziky, Smolenice, 7.4.2015
Podporné experimenty Sunprint /solar print Nevratná zmena Citlivé na UV žiarenie Ustálenie vodou Možnosť sledovať vplyv: doby expozície intenzity zdroja žiarenia vzdialenosti zdroja žiarenia absorbcie (test UV filtrov) Festival fyziky, Smolenice,

18 Festival fyziky, Smolenice, 7.4.2015
Literatúra Neumann, S., Hopf, M: Students’ conceptions about “Radiation”: Results from an Explorative Interview Study of 9th Grade Students, J Sci Educ Technol (2012) 21: 826 – 834 Millar, R., Klaassen, K., Eijkelhof, H.: Teaching about radioactivity and ionising radiation: an alternative approach, Phys. Educ. (1990) 25: 338 – 342 Skoog et all: Activities for teaching fundamental concepts of nuclear energy and related topics, 1996, West Texas A&M University, 294 s. Wenner, J.: Using Popcorn to Simulate Radioactive Decay, dostupné na internete: < > Byrd, J.E., Perona, M.J.: Kinetics of popping of popcorn. Cereal Chemistry, (2005) 82: 52–59 Festival fyziky, Smolenice,

19 Festival fyziky, Smolenice, 7.4.2015
Poďakovanie Práca bola vypracovaná ako súčasť grantového projektu KEGA číslo 020UK-4/2014 „Inovácia obsahu, foriem a metód praktických cvičení z biofyziky a lekárskej biofyziky pre štúdium medicíny a biomedicínskej fyziky“. Ďakujem za pozornosť Festival fyziky, Smolenice,


Download ppt "Jednoduché experimenty na podporu vyučovania rádioaktivity"

Similar presentations


Ads by Google