Αρχεία για ‘Μαθήματα’
Πειραματική δραστηριότητα: μέτρηση της περιόδου ταλάντωσης του απλού εκκρεμούς
Yλικά / Όργανα:
- Ελατήρια
- Σταθμά των 50 g
- Νήμα (για την κατασκευή απλού εκκρεμούς)
- Χρονόμετρο ή κινητό τηλέφωνο εφοδιασμένο με κατάλληλη μικροεφαρμογή (app)
Πείραμα:
- Οι μαθητές χωρίζονται σε ανομοιογενείς ομάδες των πέντε ατόμων. Καθεμιά παραλαμβάνει τα απαραίτητα υλικά για την εκτέλεση του πειράματος.
- Στο κάτω άκρο κατακόρυφου ελατηρίου στερεωμένου σε ακλόνητο σημείο στερεώνουμε ένα από τα σταθμά και το αφήνουμε να ισορροπίσει. Στη συνέχεια το εκτρέπουμε από τη θέση ισορροπίας του και το αφήνουμε ελεύθερο να κινηθεί.Οι ομάδες μετρούν το χρόνο που απαιτείται για τέσσερις πλήρεις ταλαντώσεις του σώματος. Κατόπιν υπολογίζουμε την περίοδο και τη συχνότητα της ταλάντωσης (πώς;). Με στόχο την καλύτερη εκτίμηση του αποτελέσματος οι βρίσκουμε το μέσο όρο των τιμών που προέκυψαν και το αντίστοιχο σφάλμα (με τη βοήθεια συναρτήσεων προγραμμάτων λογιστικών φύλλων, MS Excel ή OpenOffice Calc).
- Επαναλαμβάνουμε το ανωτέρω πείραμα για ακόμα δέκα φορές με διαφορετικό πλάτος ταλάντωσης κάθε φορά. Τι συμπεραίνουμε; Εξαρτώνται η περίοδος και η συχνότητα της ελεύθερης ταλάντωσης από το πλάτος;
- Επαναλαμβάνουμε το ανωτέρω πείραμα με το ίδιο πλάτος άλλες δέκα φορές στερεώνοντας διαφορετικές μάζες στο άκρο του ελατηρίου. Τι συμπεραίνουμε; Εξαρτώνται η περίοδος και η συχνότητα από τη μάζα του σώματος; Παριστάνουμε γραφικά τις σχέσεις T = f(m) και T 2 = f(m). Πώς εξαρτώνται η περίοδος και η συχνότητα από τη μάζα του σώματος;
- Επαναλαμβάνουμε το ανωτέρω πείραμα για ακόμα δέκα φορές με διαφορετικά ελατήρια. Τι συμπεραίνουμε; Εξαρτώνται η περίοδος και η συχνότητα από το ελατήριο; Προτείνετε μια πειραματική διαδικασία προκειμένου να διαπιστωθεί το πώς εξαρτώνται.
Επέκταση:
Επαναλαμβάνουμε παρόμοια διαδικασία για ταλαντώσεις σχετικά μικρού πλάτους στο απλό ή μαθηματικό εκκρεμές, προκειμένου να βρούμε από ποιους παράγοντες και πώς εξαρτώνται η περίοδος και η συχνότητα της ταλάντωσης.
Ερωτήσεις- συμπεράσματα:
- Ποια σχέση δίνει τη συχνότητα του συστήματος «κατακόρυφο ελατήριο- σώμα»; Να τη διατυπώσετε με λόγια και με μαθηματικό τύπο.
- Ποια σχέση δίνει τη συχνότητα του συστήματος «απλό εκκρεμμές»; Να τη διατυπώσετε με λόγια και με τύπο.
- Σε ποιες θέσεις η δυναμική ενέργεια του ταλαντούμενου συστήματος είναι μηδέν και σε ποιές μέγιστη;
- Σε ποιες θέσεις η κινητική ενέργεια του ταλαντούμενου συστήματος είναι μηδέν και σε ποιές μέγιστη;
- Τι συμβαίνει με την ολική ενέργεια του ταλαντούμενου συστήματος όταν υπάρχουν τριβές και αντιστάσεις; Τι θα συνέβαινε αν δεν υπήρχαν;
Αρχεία Πειραματικών Αποτελεσμάτων:
Ομαδική διερευνητική εργασία με προσομοιώσεις στη Φθίνουσα Ταλάντωση (περιβάλλον εργασίας: Modellus X)
Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες. Αφού εφαρμόσουν το Θεμελιώδη Νόμο της Μηχανικής για την περίπτωση της δύναμης επαναφοράς σε συνδυασμό με δύναμη υγρής τριβής της μορφής -bυ, το επιλύουν με τη βοήθεια του περιβάλλοντος προσομοιώσεων Modellus X, δημιουργώντας τη δική τους προσομοίωση Φθίνουσας Ταλάντωσης. Mε τη βοήθεια της παραπάνω προσομοίωσης σχεδιάζουν:
- Τα διαγράμματα απομάκρυνσης- χρόνου, ταχύτητας- χρόνου και επιτάχυνσης- χρόνου για ίδιες τιμές της αρχικής ταχύτητας και θέσης, σταθεράς επαναφοράς και μάζας αλλά για διάφορεςς τιμές της σταθεράς απόσβεσης.
- Τα συγκριτικά διαγράμματα απομάκρυνσης- χρόνου, ταχύτητας- χρόνου και επιτάχυνσης- χρόνου για κοινές τιμές των παραμέτρων της κίνησης αλλά διάφορες τιμές της αρχικής ταχύτητας και θέσης (όταν έχουμε φθίνουσα ταλάντωση).
- Το κοινό διάγραμμα κινητικής ενέργειας- χρόνου, δυναμικής ενέργειας- χρόνου και ολικής ενέργειας- χρόνου για διάφορες τιμές της αρχικής ταχύτητας και θέσης όταν το σώμα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση (κοινές τιμές των υπόλοιπων παραμέτρων).
- Το κοινό διάγραμμα κινητικής ενέργειας- απομάκρυνσης, δυναμικής ενέργειας- απομάκρυνσης και ολικής ενέργειας- απομάκρυνσης για διάφορες τιμές της αρχικής ταχύτητας και θέσης (κοινές τιμές μάζας και σταθεράς επαναφοράς).
Μελετάμε τις γραφικές παραστάσεις που προέκυψαν:
- Πώς η αλλαγή της σταθεράς απόσβεσης επηρεάζει την κίνηση του σώματος; Για ποιες τιμές της σταθεράς απόσβεσης παρατηρείται φθίνουσα ταλάντωση; Τι συμβαίνει στις υπόλοιπες περιπτώσεις; Επιδρά η μάζα του σώματος στο είδος της κίνησής του και πώς;
- Τι συμπεραίνουμε για τη διαφορά φάσης μεταξύ απομάκρυνσης και επιτάχυνσης, μεταξύ ταχύτητας και επιτάχυνσης και μεταξύ απομάκρυνσης και ταχύτητας;
- Πώς η τυχόν αλλαγή των αρχικών συνθηκών (αρχική απομάκρυνση και ταχύτητα) επηρεάζει τη μορφή των παραπάνω διαγραμμάτων;
- Ποια μεγέθη της Απλής Αρμονικής Ταλάντωσης επηρεάζονται από τη μεταβολή της μάζας του σώματος ή της σταθεράς επαναφοράς;
- Τι συμπεραίνουμε για την ολική ενέργεια σε συνάρτηση με του σώματος σε συνάρτηση με το χρόνο; Είναι της μορφής E = Eo.exp(-γt);
Η υπολογιστική προσομοίωση σε Modellus X:
Το σχέδιο του μαθήματος σε Learning Designer (στα Αγγλικά, για συναδέλφους):
Ομαδική διερευνητική εργασία με προσομοιώσεις στην Απλή Αρμονική Ταλάντωση (περιβάλλον εργασίας: Modellus X)
Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες. Αφού εφαρμόσουν το Θεμελιώδη Νόμο της Μηχανικής για την περίπτωση της δύναμης επαναφοράς, το επιλύουν με τη βοήθεια του περιβάλλοντος προσομοιώσεων Modellus X, δημιουργώντας τη δική τους προσομοίωση Κλασσικού Απλού Αρμονικού Ταλαντωτή. Mε τη βοήθεια της παραπάνω προσομοίωσης σχεδιάζουν:
- Τα διαγράμματα απομάκρυνσης- χρόνου, ταχύτητας- χρόνου και επιτάχυνσης- χρόνου για διάφορες τιμές της αρχικής ταχύτητας και θέσης (κοινές τιμές μάζας και σταθεράς επαναφοράς).
- Τα συγκριτικά διαγράμματα απομάκρυνσης- χρόνου, ταχύτητας- χρόνου και επιτάχυνσης- χρόνου για ίδιες τιμές της αρχικής ταχύτητας και θέσης αλλά για διάφορες περιπτώσεις σταθεράς επαναφοράς και μάζας.
- Το κοινό διάγραμμα κινητικής ενέργειας- χρόνου, δυναμικής ενέργειας- χρόνου και ολικής ενέργειας- χρόνου για διάφορες τιμές της αρχικής ταχύτητας και θέσης (κοινές τιμές μάζας και σταθεράς επαναφοράς).
- Το κοινό διάγραμμα κινητικής ενέργειας- απομάκρυνσης, δυναμικής ενέργειας- απομάκρυνσης και ολικής ενέργειας- απομάκρυνσης για διάφορες τιμές της αρχικής ταχύτητας και θέσης (κοινές τιμές μάζας και σταθεράς επαναφοράς).
Μελετάμε τις γραφικές παραστάσεις που προέκυψαν:
- Τι συμπεραίνουμε για τη διαφορά φάσης μεταξύ απομάκρυνσης και επιτάχυνσης, μεταξύ ταχύτητας και επιτάχυνσης και μεταξύ απομάκρυνσης και ταχύτητας;
- Πώς η τυχόν αλλαγή των αρχικών συνθηκών (αρχική απομάκρυνση και ταχύτητα) επηρεάζει τη μορφή των παραπάνω διαγραμμάτων;
- Ποια μεγέθη της Απλής Αρμονικής Ταλάντωσης επηρεάζονται από τη μεταβολή της μάζας του σώματος ή της σταθεράς επαναφοράς;
- Τι συμπεραίνουμε για την ολική ενέργεια στην Απλή Αρμονική Ταλάντωση; Περιμέναμε ένα τέτοιο αποτέλεσμα; Γιατί;
Τα αρχεία εργασιών των μαθητών σε Modellus X:
Τα αρχεία εργασιών των παιδιών
Το σχέδιο του μαθήματος σε Learning Designer (στα Αγγλικά, για συναδέλφους):
Απόδειξη του τύπου της κεντρομόλου επιτάχυνσης
Μια γεωμετρική απόδειξη από το συνάδελφο Ν. Παπούλα
Διερευνητική- ανακαλυπτική προσέγγιση με προσομοιώσεις για τη διδασκαλία της κεντρομόλου επιτάχυνσης
Την προσομοίωση μπορείτε να βρείτε στη σελίδα www.seilias.gr και πιο συγκεκριμένα
- http://www.seilias.gr/images/stories/myvideos/omaliKikliki3.swf
- http://www.seilias.gr/images/stories/myvideos/dinamikiStinKiklikiKinisi.swf
Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες. Mε τη βοήθεια των παραπάνω προσομοιώσεων υπολογίζουν αντίστοιχα:
- Τις τιμές της κεντρομόλου κεντρομόλου επιτάχυνσης για διάφορες τιμές της γραμμικής ταχύτητας.
- Τις τιμές της κεντρομόλου κεντρομόλου δύναμης για διάφορες τιμές της γραμμικής ταχύτητας.
Τα αποτελέσματα συγκεντρώνονται σε υπολογιστικό φύλλο .xls και σχεδιάζονται οι αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις. :
- Τι συμπεραίνουμε για τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου επιτάχυνσης και γραμμικής ταχύτητας; Με ποιον τρόπο μπορούμε να ισχυροποιήσουμε το συμπέρασμά μας;
- Τι συμπεραίνουμε για τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου δύναμης και γραμμικής ταχύτητας; Με ποιον τρόπο μπορούμε να ισχυροποιήσουμε το συμπέρασμά μας;
- Αν θεωρήσουμε ότι το σώμα που κινείται είναι το ίδιο και στις δυο περιπτώσεις και ότι η ακτίνα της κυκλικής τροχιάς είναι R = 1, τι συμπεραίνουμε για τη μάζα του;
Δραστηριότητα: να αποδείξετε τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου επιτάχυνσης και γραμμικής ταχύτητας στην κυκλική ομαλή κίνηση (προτείνεται να χρησιμοποιήσετε τις ιδιότητες των όμοιων τριγώνων από την Ευκλείδια Γεωμετρία).
Αποτελέσματα προσομοίωσης Κεντρομόλου Επιτάχυνσης- Δύναμης (Β΄ Λυκείου, Φυσική Προσανατολισμού):
Προσομοιώσεις για την κατανόηση του Νόμου του Coulomb
Την προσομοίωση μπορείτε να βρείτε στη σελίδα www.seilias.gr και πιο συγκεκριμένα
http://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=74&Itemid=37
Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες. Mε τη βοήθεια της προσομοίωσης http://www.seilias.gr/images/stories/myvideos/Coulomb2.swf υπολογίζουν:
- Τις τιμές της δύναμης Coulomb για διάφορες τιμές του ενός φορτίου (οι τιμές του άλλου και της μεταξύ τους απόστασης διατηρούνται σταθερές). Η διαδικασία μπορεί να επαναληφθεί και για το δεύτερο φορτίο.
- Τις τιμές της δύναμης Coulomb για διάφορες τιμές της απόστασης των δυο φορτίων (οι τιμές των φορτίων διατηρούνται σταθερές).
Τα αποτελέσματα συγκεντρώνονται σε υπολογιστικό φύλλο .xls και σχεδιάζονται οι αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις. Τι συμπεραίνουμε:
α) Για τη σχέση μεταξύ δύναμης και φορτίου;
β) Για τη σχέση μεταξύ δύναμης και απόστασης των δυο φορτίων; Με ποιον τρόπο μπορούμε να ισχυροποιήσουμε το συμπέρασμά μας;
Αρχεία αποτελεσμάτων:
Μελέτη της βαρυτικής δύναμης με διερευνητική τεχνική
Μελέτη της βαρυτικής δύναμης με διερευνητική τεχνική
Εμπλεκόμενες γνωστικές περιοχές
Φυσική: Βαρύτητα
Τάξη στην οποία απευθύνεται:
B’ Λυκείου- Προσανατολισμός Θετικών Σπουδών
Εκτιμώμενη διάρκεια :
3 διδακτικές ώρες
Διδακτική μέθοδος:
διερυνητική προσέγγιση με στοιχεία εποικοδομισμού
Διδακτικοί στόχοι:
Οι μαθητές:
- Να σχεδιάζουν γραφικές παραστάσεις από πειραματικά δεδομένα (φύλλο εργασίας 1-3)
- Να εξοικειωθούν με τη ανακαλυπτική μέθοδο (φύλλα εργασίας 1-3).
- Να ανακαλύψουν την εξάρτηση της βαρυτικής δύναμης από τις μάζες οποιονδήποτε σωμάτων (φύλλο εργασίας 1)
- Να ανακαλύψουν την εξάρτηση της βαρυτικής δύναμης από την απόσταση μεταξύ των σωμάτων (φύλλο εργασίας 2).
- Να ελέγξουν τυχόν εξάρτηση της βαρυτικής δύναμης από τον όγκο των σωμάτων (φύλλο εργασίας 3)
Υλικοτεχνική υποδομή:
Υπολογιστές ανά ομάδα (σε Εργαστήριο Φυσικής ή Πληροφορικής), διαδραστικός πίνακας ή προτζέκτορας, φύλλα εργασίας
Λογισμικό που θα χρησιμοποιηθεί:
- Φυλλομετρητής (ενδεικτικά Google Chrome ή Firefox)
- Γρήγορη σύνδεση στο διαδίκτυο
- Λογισμικό προβολής βίντεο (υπηρεσία YouTube)
- Υπολογιστικά φύλλα (MS Office Excel, OpenOffice Calc κλπ)
Πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Η διάθλαση του φωτός με ανακαλυπτική προσέγγιση
Εμπλεκόμενες γνωστικές περιοχές
Φυσική: Οπτική
Τάξη στην οποία απευθύνεται:
Γ΄ Γυμνασίου
Εκτιμώμενη διάρκεια :
3 διδακτικές ώρες
Διδακτική μέθοδος:
ανακαλυπτική προσέγγιση με στοιχεία εποικοδομισμού
Διδακτικοί στόχοι:
Οι μαθητές:
- Να εξοικειωθούν οι μαθητές με το φαινόμενο της διάθλασης και τις έννοιες που απαιτούνται για την περιγραφή του (φύλλο εργασίας 1)
- Να σχεδιάζουν γραφικές παραστάσεις από πειραματικά δεδομένα (φύλλα εργασίας 2-4)
- Να εξοικειωθούν με τη ανακαλυπτική μέθοδο (φύλλα εργασίας 2, 3, 4, 5).
- Να ανακαλύψουν την εξάρτηση της γωνίας διάθλασης από την γωνία πρόσπτωσης και τους δείκτες διάθλασης (φύλλα εργασίας 3, 4, 5).
- Να περιγράφουν τι είναι ολική ανάκλαση και κάτω από ποιες συνθήκες παρατηρείται (φύλλα εργασίας 3-4).
Υλικοτεχνική υποδομή:
Υπολογιστές ανά ομάδα (σε Εργαστήριο Φυσικής ή Πληροφορικής), διαδραστικός πίνακας ή προτζέκτορας, φύλλα εργασίας, υλικά για απλά πειράματα διάθλασης (μολύβι ή στυλό και ποτήρι ή μικρό μπουκάλι με νερό)
Λογισμικό που θα χρησιμοποιηθεί:
- Φυλλομετρητής (ενδεικτικά Google Chrome ή Firefox)
- Γρήγορη σύνδεση στο διαδίκτυο
- Λογισμικό προβολής βίντεο (υπηρεσία YouTube)
- Υπολογιστικά φύλλα (MS Office Excel, OpenOffice Calc κλπ)
Δραστηριότητές και οργάνωση της διδασκαλίας
1η δραστηριότητα: Παρουσίαση διάθλασης και ορισμοί
Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες. Ο εκπαιδευτικός προβάλει ένα σύντομο βίντεο (https://sites.google.com/site/anaklasediathlase/diathlase-tou-photos) και κατόπιν αναθέτει στις ομάδες να αναζητήσουν στο διαδίκτυο ή το σχολικό βιβλίο τους ορισμούς για το οπτικό μέσο, την διάθλαση, τον δείκτη διάθλασης, την προσπίπτουσα ακτίνα, τη διαθλώμενη ακτίνα και τις γωνίες διάθλασης και πρόσπτωσης (έχουν ήδη παρουσιαστεί με λεπτομέρειες στο βίντεο). Αυτή η εργασία θα βοηθήσει την ολοκλήρωση των δύο επόμενων, κύριων, φάσεων του σεναρίου. (Φύλλο εργασίας 1)
2η δραστηριότητα- Εικονικό Πείραμα 1: Δείκτης διάθλασης 1
Στο φύλλο εργασίας (2ο μέρος – Πείραμα 1) οι μαθητές, ανά ομάδες, επιλέγουν μία υπόθεση-πρόβλεψη για το πώς η μεταβολή του δείκτη διάθλασης του πρώτου μέσου θα επηρεάσει τη γωνία διάθλασης. Στη συνέχεια χρησιμοποιούν την προσομοίωση για να μεταβάλλουν το δείκτη διάθλασης του 2ου μέσου (ανεξάρτητη μεταβλητή) και καταγράφουν τόσο αυτόν όσο και την προκύπτουσα γωνία διάθλασης (εξαρτημένη μεταβλητή).
Σχεδιάζουν την γραφική παράσταση στην περιοχή με το χαρτί μιλιμετρέ του φύλλου εργασίας (ή καλύτερα στο αρχείο Excel και στη συνέχεια το παραδίδουν μαζί με το φύλλο εργασίας).
3η δραστηριότητα- Εικονικό Πείραμα 2: Δείκτης διάθλασης 2
Στο φύλλο εργασίας (3ο μέρος- Εικονικό Πείραμα 2) οι μαθητές, ανά ομάδες, επιλέγουν μία υπόθεση-πρόβλεψη για το πώς η μεταβολή του δείκτη διάθλασης του 1ου μέσου θα επηρεάσει τη γωνία διάθλασης.
Στη συνέχεια χρησιμοποιούν την προσομοίωση για να μεταβάλλουν το δείκτη διάθλασης του 1ου μέσου (ανεξάρτητη μεταβλητή) και καταγράφουν τόσο αυτόν όσο και την προκύπτουσα γωνία διάθλασης (εξαρτημένη μεταβλητή).
Σχεδιάζουν την γραφική παράσταση στην περιοχή με το χαρτί μιλιμετρέ του φύλλου εργασίας (ή καλύτερα στο αρχείο Excel και στη συνέχεια αντιγράφουν το γενικό σχήμα στο φύλλο εργασίας). Παρατηρούν τι θα συμβεί αν ο δείκτης διάθλασης του 1ου μέσου είναι μεγαλύτερος από του δεύτερου και συγκρίνουν με την άλλη περίπτωση, όπως επίσης και την ύπαρξη ολικής ανάκλασης. Εξετάζουν ξεχωριστά την περίπτωση της μηδενικής γωνίας πρόσπτωσης.
4η δραστηριότητα- Εικονικό Πείραμα 3: Γωνία πρόσπτωσης
Στο φύλλο εργασίας (4ο μέρος – Εικονικό Πείραμα 3) οι μαθητές, ανά ομάδες, επιλέγουν μία υπόθεση-πρόβλεψη για το πως η μεταβολή της γωνίας πρόσπτωσης θα επηρεάσει τη γωνία διάθλασης. Στη συνέχεια χρησιμοποιούν την προσομοίωση για να μεταβάλλουν την γωνία πρόσπτωσης (ανεξάρτητη μεταβλητή) και καταγράφουν τόσο αυτήν όσο και την προκύπτουσα γωνία διάθλασης (εξαρτημένη μεταβλητή).
Σχεδιάζουν την γραφική παράσταση στην περιοχή με το χαρτί μιλιμετρέ του φύλλου εργασίας (ή καλύτερα στο αρχείο Excel ή στο online εργαλείο σχεδιασμού γραφικών παραστάσεων desmos και στη συνέχεια αντιγράφουν το γενικό σχήμα στο φύλλο εργασίας).
Κρίνουν εάν η υπόθεσή τους επαληθεύθηκε ή όχι και σημειώνουν στο φύλλο εργασίας.
Οι μαθητές θα απαντήσουν ανά ομάδες τις ερωτήσεις ανακεφαλαίωσης (διαδραστικές), οι οποίες θα συζητηθούν στην τάξη (περίπου 5′)
Στη συνέχεια θα συμπληρώσουν το φύλλο εργασίας που στόχο έχει να επεκτείνει το θέμα στο πώς χτίζεται μία θεωρία και ένας νόμος.
Ακολουθεί συζήτηση των απαντήσεων κάθε ομάδας.
5η δραστηριότητα: Συζήτηση/ανακεφαλαίωση/εφαρμογή
Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες. Κάθε ομάδα καλείται να πραγματοποιήσει το πείραμα που περιγράφεται στο φύλλο εργασίας με το διάφανές πλαστικό μπουκάλι με νερό και το μολύβι και να απαντήσουν στην ερώτηση “Γιατί εμφανίζεται το μολύβι σπασμένο όταν στο μπουκάλι τοποθετηθεί νερό μέχρι τη μέση;” (Εναλλακτικά, οι μαθητές παρακολουθούν σχετικό βίντεο online-https://www.youtube.com/watch?v=tQG28wZcRaA). Οι μαθητές ανά ομάδες πρέπει να διατυπώσουν μία απάντηση την οποία θα δηλώσουν σε 1 λεπτό μετά την πραγματοποίηση του πειράματος. Ο εκπαιδευτικός γράφει τις απαντήσεις ανά ομάδα στον πίνακα ή, εναλλακτικά, σε διαδραστικό πίνακα. Το μάθημα ολοκληρώνεται με τελική ανακεφαλαίωση και ανάθεση εργασίας, η οποία δίνει την ευκαιρία στους μαθητές να ερμηνεύσουν τα αποτελέσματα του αρχικού πειράματος που πραγματοποίησαν.
Τεκμηρίωση των επιλογών
Το σενάριο στοχεύει στο να εξοικειωθούν με την διάθλαση ως φαινόμενο (στόχος 1), κάτι το οποίο επιτυγχάνεται τόσο με το έναυσμα όσο και με την φάση 2, όπου παρακολουθούν την διάθλαση ποιοτικά, αλλά και εκτίθενται στους βασικούς, απλούς ορισμούς. Για να επιτευχθεί η ενεργή συμμετοχή, δεν τους δίνονται οι ορισμοί, αλλά αυτοί δημιουργούνται από κάθε ομάδα με τη βοήθεια αναφορών και του 2ου μέρους του φύλλου εργασίας (κάτι που επιτυγχάνει να αποτρέψει τους μαθητές από την επίκληση του σχολικού βιβλίου και του εκπαιδευτικού ως μοναδικών πηγών της γνώσης). Η εξοικείωση βαθαίνει με την βοήθεια των φάσεων 3,4, 5 και 6 που είναι οι δύο προσομοιώσεις πειραμάτων. Εδώ, από τη μια οι μαθητές εκτίθενται σε πιο ποσοτικά στοιχεία του φαινομένου και από την άλλη εξασκούνται στην επιστημονική/ανακαλυπτική μέθοδο με τη διατύπωση υπόθεσης, την εκτέλεση του πειράματος (προσομοίωσης) και τον έλεγχο της υπόθεσης μέσω του αποτελέσματος (στόχος 3) (είναι και βασικό μέρος της φιλοσοφίας του νέου αναλυτικού προγράμματος της φυσικής). Για να φτάσουν σε αυτό το σημείο πρέπει πρώτα να σχεδιάσουν γραφική παράσταση από τα πειραματικά τους δεδομένα, το οποίο μπορούν να κάνουν με έναν από 3 τρόπους (απευθείας στο φύλλο εργασίας, με αρχείο λογιστικού φύλλου που τους δίνεται έτοιμο, ή με το online εργαλείο Desmos) (στόχος 2). Η συζήτηση που ακολουθεί στο τέλος των φάσεων 2, 3 και 4, σε συνδυασμό με μέρος της φάσης 6 (4ο μέρος του φύλλου εργασίας) βοηθούν στο να ικανοποιηθούν οι στόχοι 5 και 6, η οποίοι είναι η πρόβλεψη της επίδρασης τριών παραγόντων στην γωνία διάθλασης και η ερμηνεία του φαινομένου της ολικής ανάκλασης, ενώ επεκτείνουν και το στόχο 3, δίνοντας μία εικόνα για το πως προκύπτει μία νέα επιστημονική θεωρία. Η ανακεφαλαίωση, με διαδραστικές ερωτήσεις, σύντομη παρουσίαση του τι μάθαμε και ανάθεση εργασιών ολοκληρώνει το μάθημα – σενάριο.
Βιβλιογραφία:
Christian, W., & Belloni, M. (2001). Physlets: Teaching Physics with Interactive Curricular Material. New Jersey: Pearson Education.
Driver, R., Squires, A., Rushworth, P., & Wood-Robinson, V. (2008). Making Sense of Secondary Science, Research Into Children’s Ideas. Abingdon: Routledge-Falmer.
National Research Council. (2000). Inquiry and the National Science Education Standards. Washington: National Academy Press.
National Research Council. (2003). National Science Education Standards. Washington: National Academy Press.
Το πλήρες σενάριο και τα αρχεία με τις απαντήσεις των μαθητών:
Σενάριο διδασκαλίας Ιωάννη_Ν._Βελονάκη_v2(10-04-2019)
