ΤΗΞΗ-ΠΗΞΗ

αρχική σελίδα

Ασημακοπούλου Νικολέτα

Θεοδωρακόπουλος Σπυρίδων

1. ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

1.0. Τίτλος σεναρίου: Τήξη και πήξη

1.1. Γνωστική περιοχή

«Φυσικά Ε΄ Δημοτικού-Ερευνώ και Ανακαλύπτω»

1.2. Ιδιαίτερη Περιοχή του γνωστικού αντικειμένου

Ενότητα «Θερμότητα», τήξη και πήξη, μικρόκοσμος

1.3. Συμβατότητα με το ΑΠΣ & το ΔΕΠΠΣ.

Το θέμα είναι απολύτως συμβατό με το Α.Π.Σ. και το Δ.Ε.Π.Π.Σ. Aποτελεί θέμα ενότητας της Θερμότητας στη Φυσική της Ε΄ τάξης και οι στόχοι που τίθενται άπτονται πλήρως του αντίστοιχου αναλυτικού προγράμματος των Φυσικών Επιστημών. Υπηρετεί θεμελιώδεις έννοιες διαθεματικής προσέγγισης όπως: η αλληλεπίδραση (πχ αλληλεπίδραση θερμότητας και φυσικής κατάστασης σώματος), η μεταβολή (πχ αλλαγή φυσικής κατάστασης με την μεταβολή θερμοκρασίας) και η επικοινωνία (πχ η εξοικείωση των μαθητών με την επιστημονική ορολογία: πήξη, υγρό, θερμότητα, θερμοκρασία, φυσική κατάσταση, στερεό)

1.4. Διδακτικοί στόχοι

Γνωστικοί στόχοι

Τήξη

Να διαπιστώσουν οι μαθητές πειραματικά ότι ο πάγος λιώνει σε συγκεκριμένη θερμοκρασία.
Να διαπιστώσουν οι μαθητές πειραματικά ότι όση ώρα ο πάγος λιώνει η θερμοκρασία παραμένει σταθερή.
Να αναφέρουν οι μαθητές ότι την αλλαγή της φυσικής κατάστασης από στερεή σε υγρή την ονομάζουμε τήξη.
Να αναφέρουν οι μαθητές ότι, για να γίνει ένα σώμα από στερεό υγρό, πρέπει να απορροφήσει ενέργεια.

Πήξη

Να διαπιστώσουν οι μαθητές πειραματικά ότι το νερό στερεοποιείται σε συγκεκριμένη θερμοκρασία.
Να διαπιστώσουν οι μαθητές πειραματικά ότι όση ώρα το νερό στερεοποιείται η θερμοκρασία παραμένει σταθερή.
Να αναφέρουν οι μαθητές ότι την αλλαγή της φυσικής κατάστασης από υγρή σε στερεή την ονομάζουμε τήξη.
Να διαπιστώσουν οι μαθητές πειραματικά ότι η θερμοκρασία τήξης ενός σώματος είναι ίση με τη θερμοκρασία πήξης του.
Να διαπιστώσουν ότι το σημείο τήξης και πήξης δεν εξαρτάται από τη μάζα του σώματος, αλλά από το είδος του υλικού.

Μαθησιακοί στόχοι

Ø Να ικανοποιήσουν το αυτοσυναίσθημά τους.

Ø Να μάθουν πώς να μαθαίνουν μέσα από την ανακαλυπτική πορεία απόκτησης της γνώσης, οικοδομώντας τη γνώση με τρόπο διερευνητικό.

Ø Να μάθουν βιωματικά να συνεργάζονται , να λαμβάνουν αποφάσεις και να συνυπάρχουν αρμονικά με τους συμμαθητές τους μέσα από την ομαδοσυνεργατική μάθηση.

Ø Να αναπτύξουν τη δημιουργική και κριτική τους σκέψη .

Ø Να περάσουν από την παθητική συμμετοχή της δασκαλοκεντρικής διδασκαλίας στην ενεργητική συμμετοχή της μαθητοκεντρικής διδασκαλίας επικοινωνώντας μεταξύ τους.

Ø Να χαρούν μέσα από την βιωματική, παιγνιώδη εκπαιδευτική διαδικασία.

Στόχοι σχετικοί με τις ΤΠΕ

Ø Να εξοικειωθούν με τη χρήση των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και να κατακτήσουν τη γνώση ορισμένων λογισμικών όπως λογισμικό ΣΕΠ εικονικό εργαστήριο και το λογισμικό Φυσικά Ε΄ και Στ΄ δημοτικού.

Ø Να ενταχθούν δημιουργικά οι Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνίας στις εργασίες των μαθητών.

Ø Να διαχειρίζονται, επεξεργάζονται, οργανώνουν την πληροφορία που τους παρέχεται στα λογισμικά προσομοίωσης.

Ø Να μελετούν την εξέλιξη ενός φαινομένου και να παρατηρούν τις διάφορες όψεις του (εικονική αναπαράσταση του πειράματος, αριθμητικές ενδείξεις θερμομέτρου κλπ).

Ø Να παρατηρούν τις συμβολικές γραφικές παραστάσεις των μεταβολών στα μεγέθη που επιτρέπουν την οργάνωση μεγάλου αριθμού δεδομένων, τη συμβολική αναπαράσταση της σχέσης μεταξύ δύο συνεχών μεταβλητών, τη σύνδεση θεωρίας και φαινομένων στην αντίληψη του μαθητή.

1.5. Οι εναλλακτικές ιδέες των παιδιών

Τα παιδιά συχνά θεωρούν ότι:

Mε την τήξη χάνεται βάρος

· Το νερό που προκύπτει από το λιώσιμο του πάγου έχει μικρότερο βάρος (Stavy 1987).

Tήξη = διάλυση

· Τη διαδικασία της τήξης παρόμοια με της διάλυσης, και είναι σχεδόν ασύνδετη με κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία (Cosgrove & Osborne 1980).

Θερμοκρασία και πήξη = καμία σχέση

· Δε θεωρούν ότι η αλλαγή της φυσικής κατάστασης ενός σώματος συνδέεται με κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία(Cosgrove & Osborne 1980).

Tα άτομα που λιώνουν

· Μεταφέρουν τις μεταβολές μακροσκοπικών ιδιοτήτων ή ιδιοτήτων όγκου σε μικροσκοπικό επίπεδο λέγοντας ότι τα σωματίδια (άτομα, μόρια ή ιόντα) θα μπορούσαν να λιώσουν, να θερμανθούν ή να αλλάξουν μέγεθος (Driver 1993 :209, 212,213 και σχέδια σελ. 214, 216 και 217).

1.6. ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ

Οι μαθητές να μπορούν:

ü να διακρίνουν τις τρεις καταστάσεις της ύλης

Να γνωρίζουν ότι:

ü ένα σώμα θερμαίνεται όταν «παίρνει» ενέργεια και ψύχεται όταν «δίνει» ενέργεια

ü κάθε υλικό σώμα στερεό, υγρό ή αέριο αποτελείται από μικρότερα σωματίδια που λέγονται μόρια και τα οποία κινούνται συνεχώς

1.7. ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΗ ΧΡΟΝΙΚΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ

Για την εξέταση της τήξης και πήξης έξι ώρες και ένα δίωρο για την εξέταση του φαινομένου στο μικρόκοσμο και την αξιολόγηση. Για την τελική αξιολόγηση της ενότητας θα μπορούσε να διατεθεί και μία διδακτική ώρα ανάλογα με το φύλλο αξιολόγησης.

1.8. ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΤΑΞΗΣ-ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΥΠΟΔΟΜΗ

Οι μαθητές εργάζονται σε ομάδες των 2-3 ατόμων στο εργαστήριο πληροφορικής.

Για την υλοποίηση του σεναρίου χρησιμοποιείται το λογισμικό ΣΕΠ εικονικό εργαστήριο και το λογισμικό Φυσικά Ε΄ και Στ΄ δημοτικού.

Γιατί ΣΕΠ;

Τα πειράματα θερμότητας σε φυσικές συνθήκες είναι ως ένα βαθμό υλοποιήσιμα. Ως μειονεκτήματά τους θα μπορούσαμε να αναφέρουμε:

Μικρή ταχύτητα εξέλιξης των φαινομένων, δυσκολία διερεύνησης μεταβλητών και σχέσεών τους, μη συμφωνία των πειραματικών δεδομένων με τα αναμενόμενα από τη θεωρητική εξέτασή τους, αδυναμία πολλαπλών αναπαραστάσεων των μεταβολών.

Το εικονικό εργαστήριο υποσκελίζει ως ένα βαθμό τους περιορισμούς που πηγάζουν από ένα κλασικό εργαστήριο, αφού παρέχει τη δυνατότητα για:

-πολλαπλές αναπαραστάσεις της εξέλιξης ενός φαινομένου που επιτρέπουν στους μαθητές να μελετήσουν διάφορες όψεις του φαινομένου και τις μεταξύ τους σχέσεις και αλληλεπιδράσεις (εικονική αναπαράσταση του πειράματος, αριθμητικές ενδείξεις θερμομέτρου κλπ)

-συμβολικές γραφικές παραστάσεις των μεταβολών στα μεγέθη που επιτρέπουν την οργάνωση μεγάλου αριθμού δεδομένων, τη συμβολική αναπαράσταση της σχέσης μεταξύ δύο συνεχών μεταβλητών, τη σύνδεση θεωρίας και φαινομένων στην αντίληψη του μαθητή

- παραμετροποίηση

-άμεσο χειρισμό αντικειμένων και παραμέτρων

-επανάληψη του πειράματος όσες φορές χρειαστεί

Στο εικονικό εργαστήριο του ΣΕΠ:

Ο μαθητής εκτελεί το πείραμα, συμμετέχει ενεργά, ελέγχει, κάνει μετρήσεις, διερευνά με ευκολία, παραμετροποιεί το περιβάλλον. Ο προς προσομοίωση κόσμος μπορεί να δομηθεί κάθε φορά ανάλογα με τις απαιτήσεις της διδασκαλίας. Σύμφωνα με το Bruner οι δραστηριότητες προσομοίωσης στην τάξη προωθούν τη μάθηση με ανακάλυψη.

Γιατί λογισμικό Φυσικών Ε και Στ ;

Αν και το λογισμικό συγκαταλέγεται στην κατηγορία των λογισμικών κλειστού τύπου και πιο συγκεκριμένα των συστημάτων καθοδηγούμενης διδασκαλίας και ως τέτοιο έρχεται να ενισχύσει και να υποστηρίξει το διδακτικό έργο του εκπαιδευτικού, ωστόσο θεωρούμε κρίσιμο παράγοντα τον τρόπο με τον οποίο οργανώνεται η διδασκαλία από το δάσκαλο. Στο προτεινόμενο σενάριο χρησιμοποιείται από το δάσκαλο σε ένα συνεργατικό-αλληλεπιδραστικό πλαίσιο, αφού χρησιμοποιείται για να αναπτυχθεί συζήτηση και αλληλεπίδραση πάνω στις πληροφορίες και τις έννοιες που διαπραγματεύεται και υποστηρίζει διερευνητικού και ανακαλυπτικού τύπου δραστηριότητες.

Προτείνουμε το συγκεκριμένο λογισμικό επειδή δεν υπάρχει άμεση εποπτεία του μικρόκοσμου, οπότε οι προσομοιώσεις/οπτικοποιήσεις του μικρόκοσμου που προσφέρει δίνουν τη δυνατότητα για έμμεση εποπτεία και ερμηνεία των φαινομένων του μακρόκοσμο που εξετάζουμε. Η κίνηση των μορίων δεν είναι δυνατόν να παρατηρηθεί και να διερευνηθεί στην πραγματικότητα από τους μαθητές.

Το λογισμικό αυτό παρέχει δυνατότητες

ü προσομοίωσης/οπτικοποίησης της κίνησης των μορίων των υλικών σωμάτων και στις τρεις καταστάσεις σε συσχέτιση με τη μεταβολή της θερμοκρασίας τους.

ü εστίασης πάνω στο συγκεκριμένο θέμα που εξετάζεται και στις συγκεκριμένες εναλλακτικές ιδέες των μαθητών

ü πειραματισμού, μεταβολής της θερμοκρασίας και παρατήρησης των αποτελεσμάτων, επαλήθευσης και ελέγχου από τους μαθητές

ü επανάληψης όσες φορές θέλουμε της πειραματικής διαδικασίας

Η χρήση των παραπάνω λογισμικών θεωρώ ότι συμβάλλει σημαντικά στην κατανόηση της σχέσης της θερμοκρασίας και τήξης, πήξης, καθώς και με τον τρόπο κίνησης των μορίων των σωμάτων.

1.9. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ

Η υλοποίηση του σεναρίου στηρίζεται σε αρχές της εποικοδομιστικής προσέγγισης και της διερευνητικής ανακαλυπτικής μάθησης. Ακολουθείται το ομαδοσυνεργατικό μοντέλο διδασκαλίας. Ο ρόλος του δασκάλου είναι καθοδηγητικός, διευκολυντικός, συμβουλευτικός, συντονιστικός.

1.10. ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΕΞΑΓΩΓΗΣ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

Κατά τη διδασκαλία ακολουθούνται οι παρακάτω φάσεις:

1^η φάση: Ανάδειξη αρχικών απόψεων ή ιδεών των μαθητών και διατύπωση υποθέσεων από τους μαθητές

Αρχικά τα παιδιά μέσα από ένα ερώτημα-εισαγωγικό ερέθισμα διατυπώνουν υποθέσεις και αναδεικνύουν τις ιδέες τους για το θέμα. Οι υποθέσεις τους καταγράφονται στον πίνακα από το δάσκαλο.

Στη σχετική βιβλιογραφία έχουν καταγραφεί οι παρακάτω εναλλακτικές ιδέες των παιδιών για την τήξη:

Τα παιδιά συχνά:

· Θεωρούν ότι το νερό που προκύπτει από το λιώσιμο του πάγου έχει μικρότερο βάρος (Stavy 1987).

· Πιστεύουν ότι η διαδικασία της τήξης είναι παρόμοια με της διάλυσης, και είναι σχεδόν ασύνδετη με κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία (Cosgrove & Osborne 1980).

2^ηφάση: Δοκιμασία των αρχικών απόψεων μέσω πειραματικής αντιμετώπισης

Οι μαθητές εκτελούν πειράματα, παρατηρούν προσομοιώσεις και καταγράφουν παρατηρήσεις.

3^η φάση: Εξαγωγή συμπερασμάτων

Τα παιδιά εξάγουν με τη βοήθεια του δασκάλου γενικά συμπεράσματα και σχολιάζουν τις αρχικές τους υποθέσεις, τις διορθώνουν και τις αναδιατυπώνουν.

4^η φάση: Εμπέδωση-γενίκευση-ανασκόπηση

Επιδιώκεται η εμπέδωση και γενίκευση των νέων γνώσεων με δραστηριότητες που αναφέρονται σε εφαρμογές και παραδείγματα από την καθημερινή ζωή. Τα παιδιά επανέρχονται στις υποθέσεις που διατύπωσαν στην αρχή τις συγκρίνουν με το συμπέρασμα στο οποίο έχουν καταλήξει επαναδιατυπώνουν, συμπληρώνουν ή διορθώνουν τις αρχικές τους υποθέσεις.

ΤΗΞΗ

Αναλυτική περιγραφή των δραστηριοτήτων

(Εισαγωγικό ερέθισμα – Διατύπωση υποθέσεων για 1^η δραστηριότητα)

Η εικόνα του βιβλίου του μαθητή (επικάλυψη ενός κέικ με σοκολάτα σε υγρή μορφή) προσφέρεται για την εισαγωγή του θέματος στην τάξη, συνδυάζοντας πραγματικές εμπειρίες των μαθητών από την καθημερινή τους ζωή. Ο δάσκαλος τους ζητά να σχολιάσουν την εικόνα και να περιγράψουν τη διαδικασία με την οποία επικαλύπτουμε το κέικ με την σοκολάτα (λιώσιμο της σοκολάτας στο μάτι της κουζίνας). Στα παιδιά απευθύνονται οι ερωτήσεις:

Με ποιο τρόπο λιώνει η μαμά την σοκολάτα;

Τι συμβαίνει με τη θερμοκρασία της σοκολάτας όση ώρα τη ζεσταίνουμε μέχρι να λιώσει, αυξάνεται, μειώνεται ή παραμένει σταθερή;

Η συζήτηση μεταφέρεται και σε άλλα παραδείγματα από την καθημερινή ζωή όπου ένα σώμα λιώνει, όπως για παράδειγμα, τα παγάκια όταν τα βγάλουμε από το ψυγείο.

1^η δραστηριότητα-Πείραμα

Τα παιδιά οδηγούνται με τη βοήθεια του Φύλλου Εργασίας που τους δίνεται στο Εργαστήριο της Θερμότητας (λογισμικό ΣΕΠ) και ανοίγουν το αρχείο, το οποίο έχει ήδη προετοιμάσει ο εκπαιδευτικός. Όλα τα απαραίτητα όργανα είναι τοποθετημένα στη σωστή θέση και έτοιμα για την εκτέλεση του πειράματος. Με τη χρήση του έτοιμου εργαστηριακού περιβάλλοντος επιτυγχάνεται η μη υπέρβαση της μιας διδακτικής ώρας και η εξοικονόμηση χρόνου για συζήτηση στην τάξη.

Στη συνέχεια οι μαθητές προετοιμάζουν το χρονόμετρο του εργαστηρίου και είναι πλέον έτοιμοι για τη διεξαγωγή του πειράματος.

Τα παιδιά παρατηρούν το θερμόμετρο και καταγράφουν στο Φύλλο Εργασίας τη θερμοκρασία του πάγου (-10^οC).

Τους απευθύνονται οι ερωτήσεις που περιλαμβάνονται στο Φύλλο Εργασίας.

Τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων των ομάδων παρουσιάζονται στην τάξη και ο δάσκαλος προκαλεί συζήτηση στην τάξη μέσα από την οποία οι μαθητές οδηγούνται στην εξαγωγή του συμπεράσματος και το οποίο διατυπώνουν γραπτώς. Ο δάσκαλος, εισάγει και εξηγεί τον όρο τήξη, ενώ οδηγεί τη συζήτηση στην απορρόφηση της θερμότητας.

Ζητείται από τους μαθητές να χρησιμοποιήσουν τους όρους στερεό – θερμότητα – φυσική κατάσταση – υγρό – τήξη – θερμοκρασία για να διατυπώσουν το συμπέρασμα, προκειμένου να αποφευχθεί η χρήση καθημερινών εκφράσεων.

Τα παιδιά επανέρχονται στην υπόθεση που διατύπωσαν στην αρχή για τη μεταβολή της θερμοκρασίας του πάγου και με βάση το συμπέρασμα στο οποίο έχουν καταλήξει επαναδιατυπώνουν, συμπληρώνουν ή διορθώνουν τις αρχικές τους υποθέσεις.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1

Ανοίξτε το λογισμικό ΣΕΠ. Μπείτε στο Εργαστήριο Θερμότητας και ανοίξτε το αρχείο....

Προετοιμάστε το χρονόμετρο του Εργαστηρίου.

Έχετε μπροστά σας ένα δοχείο που περιέχει πάγο.

Τι νομίζετε ότι θα συμβεί στη θερμοκρασία μέσα στο δοχείο όση ώρα θα λιώνει ο πάγος;

....................................................................................................

Τι θα συμβεί στη θερμοκρασία όταν λιώσει ο πάγος;

....................................................................................................

Πατήστε το κουμπί για να ξεκινήσει το πείραμα και ανά 30 δευτερόλεπτα καταγράψτε τη θερμοκρασία του νερού στον παρακάτω πίνακα. (Εστιάστε την προσοχή σας τόσο στο θερμόμετρο όσο και στο περιεχόμενο του δοχείου)

1. Στο ξεκίνημα του πειράματος η θερμοκρασία του πάγου είναι … ^οC

Μετά…	Θερμοκρασία
30 δευτερόλεπτα	.................................
1 λεπτό	.................................
1 λεπτό και 30 δευτερόλεπτα	.................................
2 λεπτά	.................................
2 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα	.................................
3 λεπτά	.................................
3 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα	.................................
4 λεπτά	.................................
4 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα	.................................

Πατήστε το κουμπί STOP για να σταματήσει το πείραμα.

2. Τι παρατηρείτε; Τι συμβαίνει με τη θερμοκρασία όση ώρα λιώνει ο πάγος;

....................................................................................................................................................................................................................................................................................

3. Τι συμβαίνει με τη θερμοκρασία αφού λιώσει ο πάγος;

4. Σε ποια θερμοκρασία λιώνει ολόκληρη η ποσότητα του πάγου;

5. Εμφανίστε τη γραφική παράσταση που δείχνει τις μεταβολές της θερμοκρασίας σε σχέση με το χρόνο. Τι παρατηρείτε;

6. Εμφανίστε τη γραφική παράσταση που δείχνει τις μεταβολές της θερμότητας σε σχέση με το χρόνο. Τι παρατηρείτε;

Συμπληρώστε το συμπέρασμα χρησιμοποιώντας τις λέξεις: στερεό – θερμότητα – φυσική κατάσταση – υγρό – τήξη – θερμοκρασία ..............................................................................................................................................................................................................................................

2^η δραστηριότητα-πείραμα

Με το εικονικό πείραμα που ζητείται να εκτελέσουν οι μαθητές στη συνέχεια επιδιώκεται να διαπιστώσουν ότι η θερμοκρασία τήξης ενός υλικού δεν εξαρτάται από τη μάζα του. Τα παιδιά στο εικονικό εργαστήριο με τον ίδιο τρόπο όπως και στο προηγούμενο πείραμα θερμαίνουν δύο δοχεία με πάγο θερμοκρασίας -10^ο , αλλά με μεγάλη διαφορά μάζας και καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους για τη μεταβολή της θερμοκρασίας. Παρατηρούν τις αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις και με τη βοήθεια του δασκάλου οδηγούνται στην εξαγωγή συμπερασμάτων. Συγκρίνουν την αρχική τους υπόθεση με το συμπέρασμα και τη διορθώνουν, την επαναδιατυπώνουν.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2

Ο πάγος που θερμάναμε είχε μάζα 100γρ. Αν θερμαίναμε πάγο με μάζα 500γρ θα έλιωνε στην ίδια θερμοκρασία, θα είχε δηλαδή το ίδιο σημείο τήξης;

....................................................................................................

Εκτελέστε το ίδιο πείραμα στο Εργαστήριο του λογισμικού με πάγο 500γρ και θερμοκρασία -10^ο και καταγράψτε τη θερμοκρασία στην οποία λιώνει ο πάγος.

1. Σε ποια θερμοκρασία λιώνει ολόκληρη η ποσότητα του πάγου;

2. Τι παρατηρείτε σχετικά με το σημείο τήξης του πάγου στα δύο δοχεία;

....................................................................................................

(εισαγωγικά για 3^η δραστηριότητα)

Με την ερώτηση:

Αν είχαμε στο δοχείο αντί για πάγο την ίδια ποσότητα γάλα στην ίδια θερμοκρασία δηλαδή -20^ο τι θα συνέβαινε στη θερμοκρασία μέχρι να λιώσει;

Θα είχε το ίδιο σημείο τήξης με το νερό;

Τα παιδιά διατυπώνουν υποθέσεις και τις επαληθεύουν με εικονικό πείραμα.

3^η δραστηριότητα-πείραμα

Θερμαίνουν δύο δοχεία το ένα με πάγο 20γρ και θερμοκρασίας -20^ο και το άλλο με γάλα 20γρ και θερμοκρασία -20^ο και διαπιστώνουν ότι το σημείο τήξης μπορεί να διαφέρει σε κάθε υλικό. Καταγράφουν παρατηρήσεις, εξάγουν συμπεράσματα, ελέγχουν και αναδιατυπώνουν τις αρχικές τους ιδέες.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3

Αν είχαμε στο δοχείο αντί για πάγο την ίδια ποσότητα γάλα στην ίδια θερμοκρασία (πχ -20^ο ) τι θα συνέβαινε στη θερμοκρασία μέχρι να λιώσει;

....................................................................................................

Θα είχε το γάλα το ίδιο σημείο τήξης με το νερό;

.................................................................................................... Θερμάνετε δύο δοχεία το ένα με πάγο 20γρ και θερμοκρασία -20^ο και το άλλο με γάλα 20γρ και θερμοκρασία -20^ο και καταγράψτε τη θερμοκρασία στην οποία λιώνει το υλικό σε κάθε δοχείο.

1. Σε ποια θερμοκρασία λιώνει ολόκληρη η ποσότητα του πάγου;

2.Σε ποια θερμοκρασία λιώνει ολόκληρη η ποσότητα του γάλατος;

3.Είναι ίδιο το σημείο τήξης των δύο υλικών;

(εισαγωγικά για 4^η δραστηριότητα)

Μικροσκοπική προσέγγιση του θέματος

Με τη μικροσκοπική προσέγγιση που είναι συμπληρωματική της μακροσκοπικής επιδιώκει ο δάσκαλος να οδηγήσει τους μαθητές σε μια προσπάθεια να ερμηνεύσουν το μακρόκοσμο στο βαθμό που αυτό είναι δυνατό. Ο μαθητής εδραιώνει και επεξηγεί τα όσα ανακάλυψε. Πιο συγκεκριμένα με την ερώτηση:

Τι συμβαίνει στα μόρια ενός στερεού σώματος όταν αυτό λιώνει;

Προχωράμε στην εξέταση του μικρόκοσμου επιδιώκοντας την ερμηνεία του φαινομένου της τήξης.

4η δραστηριότητα

Γίνεται αξιοποίηση των προσομοιώσεων/ οπτικοποιήσεων που παρέχει το λογισμικό Φυσικά Ε΄ και Στ΄ όπου παρουσιάζονται οι κινήσεις των ατόμων του σιδήρου σε στερεά και σε υγρή κατάσταση.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4

Ανοίξτε το λογισμικό Φυσικά Ε΄ και Στ΄ και ακολουθείστε τη διαδρομή:

Φυσική-χημεία>κατάσταση ύλης και θερμοκρασία>στερεά και θερμοκρασία>μέσα στη σφαίρα.

Παίξτε με τη θερμοκρασία και παρατηρείστε την κίνηση των ατόμων μέσα στη σφαίρα. Τι συμβαίνει όταν η θερμοκρασία είναι στους -20^ο ;

Σε ποια φυσική κατάσταση είναι το σώμα;

..............................................................

Τι συμβαίνει όταν αυξάνεται η θερμοκρασία;

Αλλάζει το μέγεθος των μορίων;

Αυξάνονται οι αποστάσεις μεταξύ τους;

..............................................................

Τι συμβαίνει στα άτομα όταν η θερμοκρασία φτάσει στη θερμοκρασία 1535^ο ;

Σε ποια φυσική κατάσταση βρίσκεται τώρα το σώμα;

....................................................................................................

Ποιο είναι το σημείο τήξης του σιδήρου;

....................................................................................................

ΠΗΞΗ

(Εισαγωγικό ερέθισμα – Διατύπωση υποθέσεων για 5^η δραστηριότητα)

Για την εισαγωγή του θέματος στην τάξη ο δάσκαλος δείχνει στους μαθητές ένα ποτήρι με παγάκια συνδυάζοντας πραγματικές εμπειρίες των μαθητών από την καθημερινή τους ζωή. Στη συνέχεια τους ζητά να σχολιάσουν αυτό που βλέπουν και να περιγράψουν τη διαδικασία με την οποία σχηματίζονται τα παγάκια. Στα παιδιά απευθύνονται οι ερωτήσεις:

-Με ποιο τρόπο έφτιαξα τα παγάκια;

-Τι συμβαίνει με τη θερμοκρασία του νερού όση ώρα το ψύχουμε μέχρι να στερεοποιηθεί, αυξάνεται, μειώνεται ή παραμένει σταθερή;

Η συζήτηση μεταφέρεται και σε άλλα παραδείγματα από την καθημερινή ζωή όπου ένα υγρό σώμα στερεοποιείται, όπως για παράδειγμα η λιωμένη πίσσα στο δρόμο, το κερί που σβήνει, το βούτυρο που βάζουμε στο ψυγείο κ.τ.λ.

5η δραστηριότητα-Πειραματική αντιμετώπιση

Τα παιδιά χωρισμένα σε ομάδες των 2 έως 3 ατόμων οδηγούνται με τη βοήθεια του Φύλλου Εργασίας που τους δίνεται στο Εργαστήριο της Θερμότητας (λογισμικό ΣΕΠ) και ανοίγουν το αρχείο, το οποίο έχει ήδη προετοιμάσει ο εκπαιδευτικός. Όλα τα απαραίτητα όργανα είναι τοποθετημένα στη σωστή θέση και έτοιμα για την εκτέλεση του πειράματος. Με τη χρήση του έτοιμου εργαστηριακού περιβάλλοντος επιτυγχάνεται η μη υπέρβαση της ώρας και η εξοικονόμηση χρόνου για συζήτηση στην τάξη.

Στη συνέχεια οι μαθητές προετοιμάζουν το χρονόμετρο του εργαστηρίου και είναι πλέον έτοιμοι για τη διεξαγωγή του πειράματος. (Φύλλο Εργασίας 1)

Τους απευθύνονται οι ερωτήσεις που περιλαμβάνονται στο Φύλλο Εργασίας.

Τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων των ομάδων παρουσιάζονται στην τάξη και ο δάσκαλος προκαλεί συζήτηση στην τάξη μέσα από την οποία οι μαθητές οδηγούνται στην εξαγωγή του συμπεράσματος και το οποίο διατυπώνουν γραπτώς. Ο δάσκαλος, εισάγει και εξηγεί τον όρο πήξη, ενώ οδηγεί τη συζήτηση στην αποβολή της θερμότητας.

Ζητείται από τους μαθητές να χρησιμοποιήσουν τους όρους υγρό – θερμότητα – φυσική κατάσταση – στερεό – πήξη – θερμοκρασία για να διατυπώσουν το συμπέρασμα, προκειμένου να αποφευχθεί η χρήση καθημερινών εκφράσεων.

Τα παιδιά επανέρχονται στην υπόθεση που διατύπωσαν στην αρχή για τη μεταβολή της θερμοκρασίας του νερού και με βάση το συμπέρασμα στο οποίο έχουν καταλήξει επαναδιατυπώνουν, συμπληρώνουν ή διορθώνουν τις αρχικές τους υποθέσεις.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5

Ανοίξτε το λογισμικό ΣΕΠ. Μπείτε στο Εργαστήριο Θερμότητας και ανοίξτε το αρχείο....

Γεμίστε ένα δοχείο των 100ml με νερό 100γρ και θερμοκρασία 20^ο c. Ρυθμίστε τη θερμοκρασία περιβάλλοντος στους -20^ο και τη χρονική επιτάχυνση x50.

Τι νομίζετε ότι θα συμβεί στη θερμοκρασία μέσα στο δοχείο μέχρι να γίνει πάγος;

.........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

..........................................................................................

Τι θα συμβεί στη θερμοκρασία όταν όλη η ποσότητα του νερού γίνει πάγος;

.............................................................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................................................

..................................................................................

Πατήστε το κουμπί για να ξεκινήσει το πείραμα.

1.Τι παρατηρείτε; Τι συμβαίνει με τη θερμοκρασία όση ώρα σχηματίζεται ο πάγος;

................................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................

2.Τι συμβαίνει με τη θερμοκρασία αφού σχηματιστεί ο πάγος;

...................................................................................................................................................................................................

.................................................................................................................

7. Σε ποια θερμοκρασία γίνεται πάγος ολόκληρη η ποσότητα του νερού;

8. Εμφανίστε τη γραφική παράσταση που δείχνει τις μεταβολές της θερμοκρασίας σε σχέση με το χρόνο. Τι παρατηρείτε;

Συμπληρώστε το συμπέρασμα χρησιμοποιώντας τις λέξεις:

υγρό – θερμότητα – φυσική κατάσταση – στερεό – πήξη – θερμοκρασία

6^η δραστηριότητα-πείραμα

Με το εικονικό πείραμα που ζητείται να εκτελέσουν οι μαθητές στη συνέχεια επιδιώκεται να διαπιστώσουν ότι η θερμοκρασία πήξης ενός υλικού δεν εξαρτάται από τη μάζα του (Φύλλο Εργασίας 2). Τα παιδιά στο εικονικό εργαστήριο με τον ίδιο τρόπο όπως και στο προηγούμενο πείραμα ψύχουν δύο δοχεία με νερό θερμοκρασίας 20^ο , αλλά με μεγάλη διαφορά μάζας και καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους για τη μεταβολή της θερμοκρασίας. Παρατηρούν τις αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις και με τη βοήθεια του δασκάλου οδηγούνται στην εξαγωγή συμπερασμάτων. Συγκρίνουν την αρχική τους υπόθεση με το συμπέρασμα και τη διορθώνουν, την επαναδιατυπώνουν.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6

Το νερό που ψύχαμε είχε μάζα 100γρ. Αν ψύχαμε νερό με μάζα 500γρ θα γινόταν πάγος στην ίδια θερμοκρασία, θα είχε δηλαδή το ίδιο σημείο πήξης;

....................................................................................................................................................

Εκτελέστε το ίδιο πείραμα στο Εργαστήριο του λογισμικού με νερό 500γρ και θερμοκρασία 20^ο C και καταγράψτε τη θερμοκρασία στην οποία το νερό γίνεται πάγος.

1. Σε ποια θερμοκρασία γίνεται πάγος ολόκληρη η ποσότητα του νερού;

2. Τι παρατηρείτε σχετικά με το σημείο πήξης του νερού στα δύο δοχεία;

(εισαγωγικά για 7^η δραστηριότητα)

Στη συνέχεια με την ερώτηση:

Αν είχαμε στο δοχείο αντί για νερό την ίδια ποσότητα γάλα τι θα συνέβαινε στη θερμοκρασία μέχρι να στερεοποιηθεί;

Θα είχε το ίδιο σημείο πήξης με το νερό;

Τα παιδιά διατυπώνουν υποθέσεις και τις επαληθεύουν με εικονικό πείραμα.

7^η δραστηριότητα-πείραμα

Ψύχουν δύο δοχεία το ένα με νερό 20γρ και θερμοκρασίας 20^ο και το άλλο με γάλα 20γρ και θερμοκρασία 20^ο C και διαπιστώνουν ότι το σημείο πήξης μπορεί να διαφέρει σε κάθε υλικό. Καταγράφουν παρατηρήσεις, εξάγουν συμπεράσματα, ελέγχουν και αναδιατυπώνουν τις αρχικές τους ιδέες (Φύλλο Εργασίας 3).

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 7

Αν είχαμε στο δοχείο αντί για πάγο την ίδια ποσότητα γάλα στην ίδια θερμοκρασία (πχ 20^ο C ) τι θα συνέβαινε στη θερμοκρασία μέχρι να στερεοποιηθεί;

Θα είχε το γάλα το ίδιο σημείο πήξης με το νερό;

Ψύχετε δύο δοχεία το ένα με νερό 20γρ και θερμοκρασία 20^ο C και το άλλο με γάλα 20γρ και θερμοκρασία 20^οC και καταγράψτε τη θερμοκρασία στην οποία στερεοποιείται το υλικό σε κάθε δοχείο.

1. Σε ποια θερμοκρασία στερεοποιείται ολόκληρη η ποσότητα του νερού;

2.Σε ποια θερμοκρασία στερεοποιείται ολόκληρη η ποσότητα του γάλατος;

3.Είναι ίδιο το σημείο πήξης των δύο υλικών;

(εισαγωγικά για 8^η δραστηριότητα)

Μικροσκοπική προσέγγιση του θέματος

Τι συμβαίνει στα μόρια ενός υγρού σώματος όταν αυτό ψύχεται;

Προχωράμε στην εξέταση του μικρόκοσμου επιδιώκοντας την ερμηνεία του φαινομένου της πήξης.

8^η δραστηριότητα

Γίνεται αξιοποίηση των προσομοιώσεων/οπτικοποιήσεων που παρέχει το λογισμικό Φυσικά Ε΄ και Στ΄ όπου παρουσιάζονται οι κινήσεις των ατόμων του σιδήρου σε στερεά και σε υγρή κατάσταση.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 8

Ανοίξτε το λογισμικό Φυσικά Ε΄και Στ΄ και ακολουθείστε τη διαδρομή:

Φυσική-Χημεία>κατάσταση ύλης και θερμοκρασία>στερεά και θερμοκρασία>μέσα στη σφαίρα.

Παίξτε με τη θερμοκρασία και παρατηρείστε την κίνηση των ατόμων μέσα στη σφαίρα. Τι συμβαίνει όταν η θερμοκρασία είναι στους 20^ο C ;

....................................................................................................................................................

Σε ποια φυσική κατάσταση είναι το σώμα;

....................................................................................................................................................

Τι συμβαίνει όταν μειώνεται η θερμοκρασία;

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Αλλάζει το μέγεθος των μορίων;

Μειώνονται οι αποστάσεις μεταξύ τους;

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ: Πραγματοποιείται αρχική αξιολόγηση για την ανάδειξη των προϋπαρχουσών ιδεών των μαθητών, διαμορφωτική κατά την πορεία υλοποίησης του σεναρίου μέσω της παρατήρησης από το δάσκαλο της εργασίας των παιδιών, της συμμετοχής και του ενδιαφέροντός τους. Η τελική αξιολόγηση θα μπορούσε να γίνει με σχετικό ερωτηματολόγιο που δίνει ο δάσκαλος στους μαθητές. Μερικές ενδεικτικές ερωτήσεις που θα μπορούσε να περιλαμβάνει παρατίθενται στη συνέχεια:

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

1. Ποιες εικόνες σου θυμίζουν το θέμα που μελετήσατε και σου προκαλούν το ενδιαφέρον σου γι’ αυτό;

2. Ποια από τις παρακάτω υποθέσεις αποδείχτηκε με το πείραμα σωστή;

3. Περίγραψε το πείραμα που έκανες και που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Όργανα-υλικά:………………………………………………………………………..

Περιγραφή:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Ξαναναγράψε με τη βοήθεια των λέξεων ή φράσεων το συμπέρασμα που έβγαλες από το παραπάνω πείραμα.

5. Εξήγησε τα παρακάτω φαινόμενα εφαρμόζοντας τα συμπεράσματά σου.

Συμπλήρωσε τα κενά των παρακάτω προτάσεων με τις λέξεις ή φράσεις που δίνονται.

ΣΧΟΛΙΑ: Στα παιδιά παρουσιάζονται στο φύλλο αξιολόγησης εικόνες που σχετίζονται και άλλες που δε σχετίζονται με το θέμα που εξετάστηκε και κάνουν τις κατάλληλες επιλογές των εικόνων τσεκάροντας στο αντίστοιχο κουτάκι της εικόνας με ν . Επίσης παρουσιάζεται εικόνα με τα υλικά και μια φάση του πειράματος που έχουν ήδη κάνει για να το περιγράψουν.

ΕΠΕΚΤΑΣΗ

Το συγκεκριμένο σενάριο διδασκαλίας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί παράλληλα στη γνωστική περιοχή των μαθηματικών της Ε΄ τάξης και ειδικότερα οι μετρήσεις και οι γραφικές παραστάσεις που γίνονται κατά την πειραματική διαδικασία.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Φυσικά Δημοτικού «Ερευνώ και ανακαλύπτω» βιβλίο μαθητή

Φυσικά Δημοτικού «Ερευνώ και ανακαλύπτω» τετράδιο εργασιών

Φυσικά Δημοτικού «Ερευνώ και ανακαλύπτω» βιβλίο για το δάσκαλο

Επιμορφωτικό υλικό για την επιμόρφωση των εκπαιδευτικών πε70 στα Κέντρα Στήριξης Επιμόρφωσης Τεύχος 1: Γενικό μέρος

Επιμορφωτικό υλικό για την επιμόρφωση των εκπαιδευτικών πε70 στα Κέντρα Στήριξης Επιμόρφωσης Τεύχος 2α (ειδικό μέρος).

ΔΙΚΤΥΟΓΡΑΦΙΑ

www.edutv.gr

http://digitalschool.minedu.gov.gr

http://users.sch.gr/nikbalki/epim_kse/index.htm

http://blogs.sch.gr/gregory/

http://www.e-matter.gr/