4. ÜNİTE: MADDE VE DOĞASI

KB2.4. Çözümleme, KB2.8. Sorgulama, KB2.13. Yapılandırma, KB2.16.1. Tümevarımsal Akıl Yürütme

E2.5. Oyunseverlik, E3.8. Soru Sorma, E3.10. Eleştirel Bakma

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB2.2. İş Birliği, SDB3.3 Sorumlu Karar Verme

D3. Çalışkanlık, D4. Dostluk, D5. Duyarlılık, D13. Sağlıklı Yaşam, D15. Sevgi, D17. Tasarruf

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB2. Dijital Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB7. Veri Okuryazarlığı, OB8. Sürdürülebilirlik Okuryazarlığı, OB9. Sanat Okuryazarlığı

FİZ.12.4.1. Planck sabitinin modern fiziğin doğuşundaki etkisini çözümleyebilme

a) Planck sabitinin modern fiziğin ortaya çıkışındaki etkisini siyah cisim ışıması olgusu üzerinden belirler.

b) Planck sabiti ile fotoelektrik etkinin ilişkisini belirler.

FİZ.12.4.2. Fotoelektrik etkinin bağlı olduğu koşullar ve foton kavramına ilişkin tümevarımsal akıl yürütebilme

a) Fotoelektrik etkinin bağlı olduğu değişkenleri gözlemler.

b) Fotoelektrik etkinin matematiksel modeline ulaşır.

c) Fotoelektrik etki ve foton kavramı arasındaki ilişkiyi geneller.

FİZ.12.4.3. Fotoelektrik etkinin uygulamaları ile ilgili sorgulama yapabilme

a) Fotoelektrik etkiyi tanımlar.

b) Fotoelektrik etki hakkında sorular sorar.

c) Fotoelektrik etkinin uygulamaları hakkında bilgi toplar.

ç) Fotoelektrik etkinin uygulamaları ile ilgili toplanan bilgilerin doğru olup olmadığını değerlendirir.

d) Fotoelektrik etkinin uygulamaları ile ilgili toplanan bilgiler üzerinde çıkarım yapar.

FİZ.12.4.4. Standart modelin bileşenlerini çözümleyebilme

a) Standart modelde yer alan temel parçacıkları belirler.

b) Temel parçacıklar ve temel kuvvetler arasındaki ilişkileri belirler.

FİZ.12.4.5. Modern Atom Teorisi ile ilgili bilgileri yapılandırabilme

a) Atomun yapısındaki temel parçacıkları inceleyerek aralarındaki ilişkileri ortaya koyar.

b) Temel parçacıklarla ilgili bilgilerini kullanarak atomun yapısını ortaya koyar.

FİZ.12.4.6. Nükleer enerjiyi sorgulayabilme

a) Nükleer enerjiye ilişkin merak ettiği konuyu tanımlar.

b) Nükleer enerjiye ilişkin sorular sorar.

c) Nükleer enerji hakkında bilgi toplar.

ç) Nükleer enerjiye ilişkin bilgilerin doğruluğunu değerlendirir.

d) Nükleer enerjiye ilişkin toplanan bilgiler üzerinden çıkarımlar yapar.

Siyah Cisim Işıması

Fotoelektrik Etki

Standart Model

Modern Atom Teorisi

Nükleer Enerji

fotoelektrik etki, foton, eşik enerjisi, kuark, anti madde, büyük patlama, temel kuvvetler, atom, nükleon, fisyon, füzyon, iyonize radyasyon, iyonize olmayan radyasyon

Öğrenme çıktıları; çıkış kartı (açık uçlu sorular), tanılayıcı dallanmış ağaç, yapılandırılmış grid, görsel tasarım (yapboz) aracılığıyla değerlendirilebilir.

Işığın tanecik modeli, Planck sabitinin anlamı ve fotoelektrik etkinin uygulamaları hakkında açık uçlu sorulardan oluşan bir çıkış kartı verilebilir. Temel parçacıklar ve temel kuvvetler hakkındaki bilgileri içeren yapılandırılmış grid ve tanılayıcı dallanmış ağaç gibi araçlar kullanılabilir. Atomu oluşturan parçacıkların kuarklarla nükleonları, nükleonlarla ve elektronlarla atomu, bozonlar yardımıyla etkileşimini görselleştiren bir yapboz tasarlamaları performans görevi olarak istenebilir. Test, yapılandırılmış grid ve tanılayıcı dallanmış ağaç puanlama anahtarı ile; performans görevi ise dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir.

Performans görevi ile yazılı yoklamalar sonuç değerlendirmede kullanılabilir.

Öğrencilerin elektrik akımı ile ilgili temel bilgileri ve atom modellerini bildiği kabul edilmektedir.

Öğrencilerin elektrik akımı ile ilgili temel bilgilerinin ve atom modellerine ilişkin ön bilgilerinin belirlenmesi amacıyla sorular sorulur.

Klasik fiziğin yetersiz kaldığı durumları açıklayabilmek için yapılan çalışmalar sonucunda modern fiziğin ortaya çıktığı ifade edilir. Günlük hayatta modern fiziğin uygulamalarından örnekler verilir.

FİZ.12.4.1

Öğrencilere klasik fizik ve modern fizik ayrımı hatırlatılabilir. Klasik fiziğin cevap veremediği olgulardan kavramsal düzeyde söz edilebilir. Bu olgulardan ilkinin siyah cisim ışıması olduğu belirtilip öğrenciler bu konuda siyah cisim ışıması olgusunun çözüm öyküsünü ve kavramsal önemini içeren bir okuma parçasına yönlendirilebilir. Öğrenciler okuma parçası aracılığıyla ulaştıkları bilgileri yorumlayarak siyah cisim ışıması olgusu ile modern fizik ilişkisini fark eder (OB1). Öğrencilerin siyah cisim ışıması olgusunun modern fiziğe etkisi ve termal kameralar gibi uygulamaları hakkında tartışmaları (SDB2.2) sağlanır. Öğrenciler, okuma parçası üzerinden özellikle Planck’ın siyah cisim ışıması olgusuna yaklaşımını ve Planck sabitini ortaya atarak olguyu çözmedeki etkisini belirler. Öğrenciler fotoelektrik etkinin varlığından haberdar edilebilir. Planck sabitinin fotoelektrik etkide kullanıldığını görmeleri sağlanabilir. Öğrenciler, Planck sabitinin fotoelektrik etkideki rolünü yüzeye gönderilen ışığın frekansı ile akım arasındaki ilişkiyi gösteren simülasyonlar veya animasyonlar üzerinden belirler. Planck sabitinin modern fizikte birçok alanda kullanıldığı vurgulanarak Planck sabitine yönelik verilen örneklerde kavramsal düzeyle sınırlı kalınır.

FİZ.12.4.2

Öğrenciler, simülasyon veya animasyon gibi dijital içerikler yardımıyla (OB2) farklı metaller için fotoelektrik etkiyi ve eşik enerjisinin değişimini gözlemler. Simülasyon üzerinde aynı ve farklı frekanslarda ışık gönderilen aynı ve farklı tür yüzeylerdeki fotoelektrik etkiyi gözlemleyebilecekleri denemeler yapabilir. Öğretmen rehberliğinde topladıkları verilerden yararlanarak (OB7) fotoelektrik etkinin enerji ile ilgili olan matematiksel modeline ulaşır. Bulgularını ışığın tanecik modeli ile ilişkilendirerek foton kavramına ilişkin çıkarım yapar ve çıkarımlarını kullanarak fotoelektrik etkinin matematiksel modelini geneller. Foton kavramı, ışığın tanecik modeli bağlamında ele alınır ve fotonun kuantum özelliklerinin verilmesinden kaçınılır.

FİZ.12.4.3

Öğrencilere üzerine ışık düştüğünde dönen bir radyometre gösterilebilir. Örnek üzerinde öğrencilerin tartışmaları ve bu olay ile fotoelektrik etkiyi ilişkilendirmeleri sağlanabilir. Öğrenciler, deneyimleri ile fotoelektrik etki arasında ilişki kurarak (SDB1.1) fotoelektrik etkiyi kendi cümleleriyle tanımlar. Öğrenciler, fotoelektrik etkiye ilişkin merak ettikleri konular hakkında sorular sorar (E3.8). Öğretmen rehberliğinde öğrenciler gruplara ayrılır (SDB2.2). Her grup fotoelektrik etkinin güneş pilleri, fotoselli lambalar, alarm sistemleri, yangın ve duman dedektörleri gibi harekete veya ışığa duyarlı sistemleri içeren günlük hayattaki uygulamalarına ve fotoelektrik devrelerin çalışma prensipleri ile bunların hesaplamalarına ilişkin farklı kaynaklardan bilgi toplar (D3.3). Gruplardan, güneş pillerindeki ve çevreci enerji üretmede kullanılan (D5.2,OB8) güneş panellerindeki fotoelektrik etkiye ilişkin bilgisini yarı iletkenler ile ilişkilendirmeleri (SDB1.1) istenir. Öğrenciler fotoselli lambalar ve benzeri tasarruf amaçlı (D17.2) fotoelektrik sistemlerin sürdürülebilirlik açısından önemini tartışır (SDB2.2). İş birlikli öğrenme yöntemiyle her grup topladığı bilgilerin doğruluğunu (OB1) ve güvenilirliğini eleştirel bir yaklaşımla (D3.3,E3.10) yorumlar ve fikir alışverişinde bulunur (D4.4). Her grup topladığı bilgileri diğer gruplara sunabilir. Fotoelektrik etkinin günlük hayattaki rolüne yönelik çıkarımlarda bulunur. Öğrencilere ışığın tanecik modelini, fotoelektrik etkinin uygulamalarını ve Planck sabitinin anlamını yorumlayabilecekleri açık uçlu sorulardan oluşan bir çıkış kartı verilebilir.

FİZ.12.4.4

Evrenin oluşumu ile ilgili Büyük Patlama Teorisi'ne ilişkin bilgi büyük patlamadan sonra temel parçacıkların oluştuğundan söz edilebilir. Evreni oluşturan temel parçacıklar hakkında bilgi edinmeye odaklanan CERN ve benzeri araştırma merkezlerinde yapılan deneylerle ilgili genel bilgi verilebilir. Bu deneylerin Büyük Patlama Teorisi ile ilişkisinden söz edilebilir. Öğrencilere deneylerle tespit edilen temel parçacıkların ve bu parçacıklar arası ilişkilerin Standart Model adında bir modelin unsurları olduğu bilgisi verilir. Öğrenciler Standart Model’i güvenilir kaynaklardan araştırır (SDB1.2) ve modelde geçen temel parçacıkları belirleyerek şematize eder (OB4). Öğrencilerin maddelerin temelde aynı parçacıklardan oluştuğu bilgisine ulaşması beklenir. Temel parçacıkların adları ve sınıflandırmaları ile sınırlı kalınır. Kuarkların birleşmesiyle oluşan hadronların türleriyle ilgili ayrıntıya girmeden varlığından söz edilir. Öğrenciler, ön bilgilerinde var olan doğadaki dört temel kuvvet ile bozonlar arasında ilişki kurup (SDB1.1) bu ilişkiye yönelik güvenilir kaynaklardan (D3.3) bilgi toplayarak temel kuvvetlerin maddenin oluşumundaki rolüne ilişkin çıkarımda bulunur (OB1). Muhammed Abdüsselam’ın bu konuda çalışmalar yaptığı vurgulanır (D15.2). Öğrencilere temel parçacıklar ve temel kuvvetleri içeren yapılandırılmış grid ve tanılayıcı dallanmış ağaç verilebilir.

FİZ.12.4.5

Maddenin temel parçacıklardan oluştuğu vurgulanarak atomun yapısı hakkında öğrencilerin düşünmeleri sağlanır. Atomu oluşturan temel parçacıklar arasındaki ilişki hakkında güvenilir kaynaklardan (D3.3) araştırma yapmaları (SDB1.2) istenir. Öğrenciler ön bilgileri ve araştırmalarından edindikleri bilgileri kullanarak temel parçacıklar arasında ilişki kurup (SDB1.1) bu ilişkiyi ortaya koyar (OB1). Atomun kuantum mekaniksel özelliklerinden, Bohr atom modelinden ve matematiksel modellerden kaçınılır. Feza Gürsey ve Asım Orhan Barut’un atom fiziği konusunda çalışmalar yaptığı vurgulanır (D15.2). Atomu oluşturan temel parçacıkların etkileşimlerini keşfederek Modern Atom Teorisi'ne göre atomun yapısını kimya disipliniyle de ilişki kurarak açıklar. Bu ilişkiyi ortaya koyarken yaratıcı drama, rol oynama gibi tekniklerden biri (E2.5,OB9) kullanılır. Öğrencilerden atomu oluşturan parçacıkların kuarklardan atoma kadar olan etkileşimini yapboza dönüştürerek görselleştiren bir tasarım içeren performans görevi istenebilir.

FİZ.12.4.6

Öğretmen, Câbir bin Hayyân’ın atomun parçalanması ile ilgili öngörüsünü veya Einstein’ın atom bombasının kullanımı konusundaki düşüncelerini paylaşarak dikkat çekilir. Öğretmen, Behram Kurşunoğlu’nu ve çalışmalarını tanıtır (D15.2). Öğretmen, Sokrat semineri öğretim tekniği ile Einstein’ın Özel Görelilik Teorisi'nin sonuçlarından biri olan kütle-enerji eşdeğerliği ve radyasyon ilişkisi hakkında öğrencilere makale dağıtır veya bir video izletebilir. Öğrencilerden video ve makale hakkında saygı çerçevesinde tartışarak (SDB2.2) kütle-enerji eşdeğerliğine ve radyasyonun oluşumuna yönelik çıkarımlarda bulunmaları ister (OB1). Öğretmen kimyasal reaksiyonlarda kütle korunurken nükleer reaksiyonlarda kütlenin korunmadığını belirterek öğrencilerden bu farklılığın sebeplerini tahmin etmelerini isteyebilir. Öğrenciler nükleer enerjiye ilişkin merak ettiği konuları tanımlar. Öğretmen tartışma, soru cevap veya beyin fırtınası tekniklerini kullanarak öğrencilerin açık fikirlilikle (E3.5) sorular sormasını sağlar (E3.8). Öğretmen öğrencilerin nükleer enerji konusunda farklı fikirlerini altı şapkalı düşünme tekniğini kullanarak paylaşmalarını sağlar (SDB2.1). Öğretmen rehberliğinde öğrenciler gruplara ayrılır (SDB2.2). Gruplar nükleer santrallerin avantaj ve dezavantajları, radyasyondan korunma yolları ve sağlık için alınabilecek tedbirler (D13.4), iyonize ve iyonize olmayan radyasyonlar hakkında tartışarak fikirlerini öne sürer. Bu konularla ilgili problemleri saptar ve alternatif çözüm yolları önerir (SDB3.3). Öğrenciler sordukları sorulara ve tartışma sonuçlarının doğruluğuna ilişkin cevap bulmak için farklı kaynaklardan grup hâlinde bilgi toplar (SDB1.2). İş birlikli öğrenme yöntemi ile (SDB2.2) her grup kendi içinde topladıkları bilgilerin güvenilirliği ve doğruluğu ile ilgili fikir alışverişinde bulunarak değerlendirme yapar (OB1). Gruplar sorumlu oldukları araştırmaları sınıf arkadaşlarına sunar (E2.2). Öğrenciler nükleer enerjiye ilişkin toplanan bilgiler üzerinden avantaj ve dezavantajları ile ilgili yargılarını temellendirir ve çıkarımlar yapar (SDB3.3). Öğrencilere nükleer enerjinin elde edilme yöntemi, Türkiye ve diğer ülkelerdeki kullanımının yaygınlığı, ekonomiye katkısı, avantajları ve dezavantajları ile ilgili performans görevi verilerek öğrencilerin rapor hazırlamaları istenebilir.

Öğrencilerden Higgs bozonu hakkında araştırma yapmaları istenebilir.

*Öğrencilerden atom teorilerinin tarihî gelişim sürecini değerlendirerek bunun Modern Atom Teorisi ile benzerlik ve farklılıklarını belirleyerek bir poster veya maket oluşturmaları istenebilir.

*Fotoelektrik etki ile çalışan bir düzenek tasarlamaları istenebilir.

Fotoelektrik etkideki, eşik enerjisi GSM faturalardaki minimum ödeme miktarına benzetilerek analoji yapılabilir. Planck sabiti, her türlü alışverişte ödenebilecek en küçük miktar olan para birimindeki 1 kuruşa benzetilerek analoji yapılabilir.

Programa yönelik görüş ve önerileriniz için karekodu akıllı cihazınıza okutunuz.