Βιβλίο Δασκάλου

Φυσικ

ά

Ε΄

Δημ

οτικ

ού

Ε

ρευνώ

κα

ι Α

να

κα

λύπτω

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ

Βιβ

λίο

Δα

σκά

λου

Φυσικά Ε΄ Δημοτικού

Ερευνώ και Ανακαλύπτω

ISBN 978-960-06-2601-8

Κωδικός Βιβλίου: 0-10-0134

(01) 000000 0 10 0134 1ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΚΔΟΣΕΩΝ «ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ»

«Φυσικά» Ε΄ ΔημοτικούΕρευνώ και Ανακαλύπτω

Βιβλίο Δασκάλου

ΣΥΓΓΡΑΦΕΙΣ ΕμμανουήλΓ.Αποστολάκης, Εκπαιδευτικός ΕλένηΠαναγοπούλου, Εκπαιδευτικός ΣταύροςΣάββας, Εκπαιδευτικός ΝεκτάριοςΤσαγλιώτης, Εκπαιδευτικός ΓιώργοςΠανταζής, Εκπαιδευτικός ΣοφοκλήςΣωτηρίου, Εκπαιδευτικός ΒασίληςΤόλιας, Εκπαιδευτικός ΑθηνάΤσαγκογέωργα, Εκπαιδευτικός ΓεώργιοςΘ.Καλκάνης, Καθηγητής Φυσικής στο Π.Τ.Δ.Ε. του Πανεπιστημίου Αθηνών*

ΚΡΙΤΕΣ-ΑΞΙΟΛΟΓΗΤΕΣ ΓεώργιοςΙ.Παπαϊωάνου,Αναπληρωτής καθηγητής του Πανεπιστημίου Αθηνών ΙωάννηςΜπάκανος, Σχολικός Σύμβουλος ΌλγαΓαρνέλη, Εκπαιδευτικός

ΕΙΚΟΝΟΓΡΑΦΗΣΗ ΕυάγγελοςΓκιόκας, Σκιτσογράφος - Εικονογράφος

ΦΙΛΟΛΟΓΙΚΗΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΚυριακήΠετρέα, Φιλόλογος ΒεατρίκηΜακρή, Φιλόλογος ΥΠΕΥΘΥΝΟΣΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΠέτροςΜπερερής, Σύμβουλος Παιδαγωγικού Ινστιτούτου, Αν. Πρόεδρος του ΚΑΤΑΤΗΣΥΓΓΡΑΦΗ& Τμήματος Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης του Π.Ι. ΥΠΕΥΘΥΝΟΣΥΠΟΕΡΓΟΥ

ΕΞΩΦΥΛΛΟ ΓεώργιοςΤσακίρης, Εικαστικός Καλλιτέχνης

ΠΡΟΕΚΤΥΠΩΤΙΚΕΣΕΡΓΑΣΙΕΣ ΜάκηςΜαζαράκος

* συμμετείχε στη συγγραφή του πρώτου μέρους (1/3) του διδακτικού πακέτου.

Γ΄Κ.Π.Σ./ΕΠΕΑΕΚΙΙ/Ενέργεια2.2.1 / Κατηγορία Πράξεων 2.2.1.α: «Αναμόρφωση των προγραμμάτων σπουδών και συγγραφή νέων εκπαιδευτικών πακέτων»

ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΜιχάληςΑγ.Παπαδόπουλος Ομότιμος Καθηγητής του Α.Π.Θ Πρόεδρος του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Πράξη με τίτλο: «Συγγραφή νέων βιβλίων και παραγωγή υποστηρικτικού εκπαιδευτικού υλικού με βάση το ΔΕΠΠΣ και τα ΑΠΣ για το Δημοτικό και το Νηπιαγωγείο»

Επιστημονικός Υπεύθυνος Έργου ΓεώργιοςΤύπας Μόνιμος Πάρεδρος Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναπληρωτής Επιστημονικός Υπεύθυνος Έργου ΓεώργιοςΟικονόμου Μόνιμος Πάρεδρος Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Έργο συγχρηματοδοτούμενο 75% από το Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο και 25% από εθνικούς πόρους

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ

ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΚΔΟΣΕΩΝ «ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ»

ΕμμανουήλΑποστολάκης,ΕλένηΠαναγοπούλου,ΣταύροςΣάββας,ΝεκτάριοςΤσαγλιώτης, ΒεατρίκηΜακρή,ΓιώργοςΠανταζής,ΚυριακήΠετρέα,ΣοφοκλήςΣωτηρίου,

ΒασίληςΤόλιας,ΑθηνάΤσαγκογέωργα,ΓεώργιοςΚαλκάνης

ΑΝΑΔΟΧΟΣΣΥΓΓΡΑΦΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΡΙΑ«ΕΛΛΗΝΟΓΕΡΜΑΝΙΚΗΑΓΩΓΗ»

«Φυσικά» Ε΄ ΔημοτικούΕρευνώ και Ανακαλύπτω

Βιβλίο Δασκάλου

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

MEPOΣ I: ΓENIKEΣ ΠΛHPOΦOPIEΣ

1. Oι φυσικές επιστήμες ως σχολικό μάθημα 1.1Ηθέσητωνφυσικώνεπιστημώνστοσχολικόπρόγραμμα .......................................................................................... 16 1.2Τοαντικείμενοτουμαθήματος................................................................................................................................... 17 1.3Διδασκαλίατωνφυσικώνεπιστημώνκαισχολικέςβαθμίδες ...................................................................................... 18 1.3.1Διδασκαλίατωνφυσικώνεπιστημώνστηνπρώτησχολικήβαθμίδα .................................................................... 19 1.3.2Διδασκαλίατωνφυσικώνεπιστημώνστηδεύτερηκαιτρίτησχολικήβαθμίδα .................................................... 20 1.4Διδακτικοίστόχοι ....................................................................................................................................................... 21 1.4.1Σημασίατωνδιδακτικώνστόχων ....................................................................................................................... 22 1.4.1.1Ιεράρχησητωνδιδακτικώνστόχων ........................................................................................................ 22 1.4.1.2Κατηγοριοποίησητωνδιδακτικώνστόχων .............................................................................................. 23 1.4.2Βασικοίγενικοίδιδακτικοίστόχοιτηςπροτεινόμενηςπροσέγγισης .................................................................. 24 1.4.2.1Εξοικείωσημετηνεπιστημονικήμεθοδολογία ....................................................................................... 24 1.4.2.2Σύνδεσητουμαθήματοςμετηνκαθημερινότητα ................................................................................... 25 1.4.2.3Συστηματικήπροσέγγισητηςέννοιας«ενέργεια» ................................................................................. 26 1.5Στοιχείαδιαμόρφωσηςενδιαφέροντος-αποτελεσματικούμαθήματος ...................................................................... 26 1.5.1Oρόλοςτουδασκάλου...................................................................................................................................... 26 1.5.2Παραλληλισμόςτουπεριεχομένουτουμαθήματοςμεταενδιαφέροντατωνμαθητών ....................................... 27 1.5.3Μεγιστοποίησητηςσυμμετοχήςτωνμαθητώνστημαθησιακήπορεία ............................................................... 28 1.5.4Αντιμετώπισητωνπρώιμωνκαιεσφαλμένωναντιλήψεων.................................................................................. 29 1.6Μεθόδευσητηςδιδακτικήςπορείας .......................................................................................................................... 31 1.6.1Στάδιοτηςδημιουργίαςκινήτρων ...................................................................................................................... 31 1.6.2Στάδιοτηςεπεξεργασίας .................................................................................................................................. 32 1.6.3Στάδιοτηςεμβάθυνσης..................................................................................................................................... 33 1.7Διδακτικάμοντέλα ..................................................................................................................................................... 33 1.7.1Επιλογήδιδακτικούμοντέλου ............................................................................................................................ 35 1.7.2Τοερευνητικάεξελισσόμενοδιδακτικόμοντέλο ............................................................................................... 36 1.7.2.1Εξέλιξητουμαθήματοςστοερευνητικάεξελισσόμενομοντέλο ............................................................ 37 1.7.2.2Πειράματαμεαπλάμέσα ....................................................................................................................... 39 1.7.3Πρότασηγιατηναναφοράστομικρόκοσμο ........................................................................................................ 41 1.8Τοάγχοςτηςέκτασηςτηςδιδακτέαςύλης ............................................................................................................... 42

2. Τα βιβλία του μαθητή 2.1Τοτετράδιοεργασιών ................................................................................................................................................ 43 2.1.1Εισαγωγήτουβιβλίου ........................................................................................................................................ 44 2.1.2Δομήφύλλωνεργασίας ..................................................................................................................................... 44 2.1.2.1Εισαγωγικόερέθισμα-Διατύπωσηυποθέσεων.............................................................................................. 45 2.1.2.2Πειραματικήαντιμετώπιση.............................................................................................................................. 45 2.1.2.3Εξαγωγήσυμπεράσματος ............................................................................................................................... 47 2.1.2.4Εμπέδωση-Γενίκευση ................................................................................................................................... 48 2.2Τοβιβλίομαθητή ....................................................................................................................................................... 49 2.3Ισότιμηαντιμετώπισητωνδύοφύλων ........................................................................................................................ 49 2.4Απαιτήσειςσευλικοτεχνικήυποδομή ........................................................................................................................ 50 2.5Γλώσσα...................................................................................................................................................................... 51 2.6Εικονογράφηση .......................................................................................................................................................... 51 2.7Στοιχειοθεσία ............................................................................................................................................................ 52

MEPOΣ II: ΣXOΛIAΣMOΣ ΣYMΠΛHPΩMENOY ΤΕΤΡΑΔΙΟΥ ΕΡΓΑΣΙΩΝ

Εισαγωγή 1.Ερευνώνταςκαιανακαλύπτοντας................................................................................................................................. 57 2.Πώςμελετάμετονκόσμογύρωμας ............................................................................................................................ 59 3.Οδεκάλογοςτουκαλούπειραματιστή ......................................................................................................................... 60

Υλικά σώματα 1.Όγκος .......................................................................................................................................................................... 67 2.Μάζα ............................................................................................................................................................................ 69 3.Πυκνότητα .................................................................................................................................................................... 71

Μίγματα 1.Μελετάμεταμίγματα ................................................................................................................................................... 77 2.Μελετάμεταδιαλύματα ............................................................................................................................................... 80

Ενέργεια 1.Ηενέργειαέχειπολλά«πρόσωπα» ............................................................................................................................. 89 2.Ηενέργειααποθηκεύεται ............................................................................................................................................ 92 3.Ηενέργειααλλάζεισυνεχώςμορφή ............................................................................................................................. 94 4.Ηενέργειαυποβαθμίζεται ............................................................................................................................................ 96 5.Τροφέςκαιενέργεια ................................................................................................................................................... 98

Πεπτικό σύστημα 1.Ισορροπημένηδιατροφή ............................................................................................................................................. 105 2.Ταδόντιαμας-ηαρχήτουταξιδιούτηςτροφής ........................................................................................................ 108 3.Τοταξίδιτηςτροφήςσυνεχίζεται ............................................................................................................................... 111 Θερμότητα 1.Τοθερμόμετρο ........................................................................................................................................................... 123 2.Θερμοκρασία-θερμότητα:δύοέννοιεςδιαφορετικές ................................................................................................ 126 3.Τήξηκαιπήξη ............................................................................................................................................................. 130 4.Εξάτμισηκαισυμπύκνωση .......................................................................................................................................... 133

5.Βρασμός ................................................................................................................................................................. 135 6.Θερμαίνονταςκαιψύχονταςταστερεά ................................................................................................................... 137 7.Θερμαίνονταςκαιψύχονταςταυγρά ....................................................................................................................... 139 8.Θερμαίνονταςκαιψύχονταςτααέρια ...................................................................................................................... 141

Ηλεκτρισμός 1.Στατικόςηλεκτρισμός ............................................................................................................................................. 151 2.Τοηλεκτροσκόπιο ................................................................................................................................................... 154 3.Πότεανάβειτολαμπάκι; ......................................................................................................................................... 156 4.Ένααπλόκύκλωμα.................................................................................................................................................. 158 5.Τοηλεκτρικόρεύμα ................................................................................................................................................ 161 6.Αγωγοίκαιμονωτές ................................................................................................................................................ 163 7.Οδιακόπτης ............................................................................................................................................................ 165 8.Σύνδεσησεσειράκαιπαράλληλησύνδεση ............................................................................................................. 168 9.Ηλεκτρικόρεύμα-μιαεπικίνδυνηυπόθεση ............................................................................................................ 171

Φως 1.Διάδοσητουφωτός ................................................................................................................................................. 179 2.Διαφανή,ημιδιαφανήκαιαδιαφανήσώματα ............................................................................................................. 181 3.Φωςκαισκιές ......................................................................................................................................................... 183 4.Ανάκλασηκαιδιάχυσητουφωτός ............................................................................................................................ 185 5.Απορρόφησητουφωτός .......................................................................................................................................... 189

Ήχος 1.Πώςπαράγεταιοήχος ............................................................................................................................................. 197 2.Διάδοσητουήχου .................................................................................................................................................... 199 3.Ανάκλασητουήχου .................................................................................................................................................. 202 4.Απορρόφησητουήχου ............................................................................................................................................. 204 5.Άνθρωποςκαιήχος-τοαφτίμας ............................................................................................................................ 206 6.Ηχορρύπανση-ηχοπροστασία.................................................................................................................................. 208

Μηχανική 1.Ηταχύτητα ............................................................................................................................................................... 219 2.Οιδυνάμεις .............................................................................................................................................................. 221 3.Δυνάμειςμεεπαφή-δυνάμειςαπόαπόσταση ......................................................................................................... 224 4.Πώςμετράμετηδύναμη ........................................................................................................................................... 227 5.Τριβή:μίασημαντικήδύναμη .................................................................................................................................... 229 6.Παράγοντεςαπότουςοποίουςεξαρτάταιητριβή .................................................................................................... 231 7.Τριβή:επιθυμητήήανεπιθύμητη; ............................................................................................................................. 234 8.Ηπίεση .................................................................................................................................................................... 237 9.Ηυδροστατικήπίεση ................................................................................................................................................ 239 10.Ηατμοσφαιρικήπίεση .............................................................................................................................................. 241

ΠAPAPTHMA: BIBΛIOΓPAΦIA

1.Eλληνόγλωσσηβιβλιογραφίαγιατοδάσκαλο .............................................................................................................. 247 2.Ξενόγλωσσηβιβλιογραφίαγιατοδάσκαλο ................................................................................................................. 248 3.Bιβλιογραφίαγιατομαθητή ........................................................................................................................................ 254

11

Ότανοερευνητήςτουφυσικούκόσμουεκθέτειστηνεπιστη-μονικήκοινότητατηνεργασίατου,εκτίθεταιστονσυνεχήεπιστημονικόέλεγχοτωναπόψεώντου,έλεγχοπουοδηγείστηνεπιβεβαίωσηήστηδιάψευσήτους.Ενδεχόμενηδιά-ψευσητωναπόψεώντουθέτεισεαμφισβήτησητηνεπιστη-μονικήτουεπάρκειαήικανότητα,οιφυσικέςδιαδικασίεςτουκόσμουμαςόμως,στιςοποίεςαναφέρονταιοιαπόψειςτουερευνητή,εξακολουθούνναλειτουργούν,ανεξάρτητεςκαιανεπηρέαστεςαπότιςενδεχόμενααποτυχημένεςπροσπά-θειεςερμηνείαςτους.Ότανπάλιοσυγγραφέαςμεκάποιοδιδακτικόεγχειρίδιοεκθέτειτιςπροτάσειςτουπουαφορούνστηνεκπαίδευση,εκτίθεταιστηνκριτικήτηςεκπαιδευτικήςκοινότητας,κριτικήπουμπορείναείναιευμενής,επικριτικήήαπορριπτική.Ενδεχόμενηαπορριπτικήκριτικήυπονομεύειτηνεπιστημονικήκαιεκπαιδευτικήεπάρκειατουσυγγραφέα,οδιδάσκωντοεγχειρίδιοόμωςμπορείναπροφυλάξειτουςμαθητέςαπότιςόποιεςαναποτελεσματικέςπροσεγγίσειςπουπροτείνονταισεαυτό.Αντίθετα,ότανοδάσκαλοςδιδά-σκειτιςεπιστημονικέςθεωρίεςπουπροβλέπονταιαπότοαναλυτικόπρόγραμμακαιπαρουσιάζονταιστοδιδακτικόεγ-χειρίδιο,δενυπόκειταιαπλώςστηνκρίσητωνμαθητώντουκαιτηςεκπαιδευτικήςκοινότητας.Ενδεχόμενηαποτυχίατου

είναιβέβαιοότιθαδράσειαναποτελεσματικάήακόμηκαιαρνητικάστουςμαθητέςτου.

Oρόλοςτουδασκάλουδενείναιεύκολος.Πέρααπότοανα-λυτικόπρόγραμμακαιτοδιδακτικόεγχειρίδιοείναιαναμφι-σβήτητοότιηεπιτυχίαήηαποτυχίατηςδιδακτικήςπροσπά-θειαςεξαρτάταισεσημαντικόβαθμόαπότοδάσκαλοκαιτοντρόπομετονοποίοαυτόςθααξιοποιήσειταδιαθέσιμαμέσα.Oρόλοςτουστησχολικήπρακτικήείναισύνθετος,πολύπλευ-ροςκαικαθοριστικός.OGinottστοεισαγωγικόαπόσπασμαπεριγράφειπαραστατικάτοεύροςτωνπολλώνκαιδιαφορετι-κώνδεξιοτήτωνπουπρέπειναδιαθέτειοδάσκαλος.

Ηεπιτυχίατηςδιδακτικήςπορείαςδενείναιπροφανώςδυ-νατόναεξασφαλιστείμεσυνταγέςσυμπεριφοράς.Κάθεδά-σκαλοςδιαμορφώνειτομάθημαστηντάξητουαξιοποιώνταςμετονκατάτηγνώμητουκαλύτεροτρόποταδιαθέσιμαμέ-σα.Είναιωστόσοσημαντικόστηνπροσπάθειααυτήναέχειυπόψητουότιοιμαθησιακέςανάγκεςτωνμαθητώνπρέπειναέχουνπροτεραιότητασεσχέσημετιςεπιταγέςτουανα-λυτικούπρογράμματοςωςπροςτορυθμόεξέλιξηςτηςδι-δακτέαςύλης.

Κάθεδάσκαλοςπουεπιθυμείναεφαρμόσειμεεπιτυχίατηνπροτεινόμενηανακαλυπτικήπροσέγγισηπρέπειναέχεισυ-

ANTI ΠPOΛOΓOY...

«Ξέρω τι χρειάζεται ένα παιδί. Το ξέρω από την καρδιά μου. Χρειάζεται αποδοχή, σεβασμό, συμπάθεια και εμπιστοσύνη. Χρειάζεται ενθάρρυνση, υποστήριξη, ενεργοποίηση και διασκέδαση. Χρειάζεται τη δυνατότητα να διερευνά, να πειραματί-ζεται και να πετυχαίνει. Που να πάρει! Χρειάζεται τόσα πολλά. Τα μόνα σημεία στα οποία υστερώ είναι η σοφία του Σολο-μώντα, η διαίσθηση του Freud, η γνώση του Einstein και η αφοσίωση της Florence Nightingale.»

H. Ginott1

1H.Ginott

12

νεχώςκατάνουότιστοχεύει,πέρααπότηνπαροχήτηςγνώσηςτωνεννοιώνκαιτωνφαινομένων,κυρίωςστημετά-δοσητηςγνώσηςτωνδιαδικασιών.Oιγνώσειςμαςστοχώ-ροτωνφυσικώνεπιστημώναυξάνονταιμεθεαματικόρυθμό,οαριθμόςτωνδιαθέσιμωνδιδακτικώνωρώνγιατοσχολικόμάθημαόμωςπαραμένεισταθερός.Είναιπροφανέςότιδενείναιδυνατόντοθεματικόεύροςτωνφυσικώνεπιστημώννααντιμετωπιστείσταπλαίσιατουσχολικούμαθήματος.Έμφα-σησυνεπώςπρέπειναδίνεταιστηνποιότητατουμαθήμα-τος,στησυστηματικήμετάδοσητηςμεθοδολογίαςπουχα-ρακτηρίζειτιςφυσικέςεπιστήμεςκαιόχιστηνποσότητατηςύληςπουθαδιδαχθεί.Στοπροτεινόμενοβιβλίοκαλύπτεταιευρύφάσμαθεμάτων.Κάθεδάσκαλος,ανάλογαμετορυθμόεξέλιξηςτουμαθήματος,μπορείναεπιλέξειταθέματαπουθααντιμετωπίσειστηντάξητου.

Oδάσκαλοςσυντονίζειμιαδιαδικασίαδύσκοληκαισύνθετη,τηνεκπαιδευτικήδιαδικασία.Στο«ΕρευνώκαιΑνακαλύπτω»

προτείνεταιγιατοσυντονισμότηςεκπαιδευτικήςδιαδικασί-αςτοερευνητικάεξελισσόμενοδιδακτικόμοντέλο,πουαποτελείμιαπαιδαγωγικήπροσέγγισητηςιστορικάκαταξιω-μένηςεπιστημονικήςερευνητικήςμεθόδου,τηςμεθόδουμετηνοποίαοεπιστήμονας,οερευνητής,οάνθρωπος,ερεύ-νησεκαιερευνάτονφυσικόκόσμο.Στοερευνητικάεξελισ-σόμενομοντέλοοδάσκαλοςαναζητάεναύσματαπροκαλώ-νταςτοενδιαφέροντωνμαθητών,προβληματίζειτουςμαθη-τέςπροτρέποντάςτουςναδιατυπώσουνυποθέσεις,τουςενεργοποιείστηνεκτέλεσηπειραμάτωνκαιστηνκαταγραφήπαρατηρήσεων,προκαλείσυζήτησηγιατηδιεύρυνσητωνπαρατηρήσεωνκαιτηνεξαγωγήσυμπερασμάτωνκαιεξα-σφαλίζειτηνεμπέδωσηοδηγώνταςτουςμαθητέςσταδιακάστηγενίκευση,στημεταφοράκαιεφαρμογήτηςγνώσηςσταφαινόμενατηςκαθημερινήςζωής.Ηεπιστημονικήμέθοδοςκαιηεκπαιδευτικήτηςπροσέγγισημετοερευνητικάεξελισ-σόμενομοντέλοδιδασκαλίαςσχηματοποιούνταιαδράσταπαρακάτωβήματα:

Μετιςσκέψειςαυτές,αντίπρολόγου,παρουσιάζονταιστο«ΕρευνώκαιΑνακαλύπτω»θέματακαιπροτάσειςπουαφο-ρούνστηδιδασκαλίατωνφυσικώνεπιστημώνστουςμαθητέςτηςύστερηςπρωτοβάθμιαςεκπαίδευσης,μετηφιλοδοξία,τηνευχήαλλάκαιτηναγωνίανααποδειχθούνχρήσιμοβοή-θημαστοδύσκολοέργοτουδασκάλουκαινααποτελέσουνμιαθετικήσυμβολήστοσυναρπαστικόεγχείρημαπουονο-μάζεταιεκπαιδευτικήδιαδικασία.Τοεκπαιδευτικόυλικότου«ΕρευνώκαιΑνακαλύπτω»περιλαμβάνειεκτόςαπότοβι-βλίογιατοδάσκαλοδύοβιβλίαγιατομαθητή.Τοβιβλίομεταφύλλαεργασίας,πουαποτελείτοβασικόβιβλίομετιςοδηγίεςγιατηνπειραματικήπορείαμέσααπότηνοποίαο

μαθητήςκαλείταινα«ανακαλύψει»ταφαινόμενα,καιτοβι-βλίομαθητή.Τοβιβλίομαθητήαποτελείυποστηρικτικόβι-βλίο.Περιλαμβάνειπληθώραστοιχείωνκαιπληροφοριώνπουεμπλουτίζουνκαικάνουντομάθημαπιοενδιαφέρον.Σεκαμιάπερίπτωσηόμωςηχρήσητουβιβλίουαυτούδενπρέ-πεινααλλοιώνειτονανακαλυπτικόχαρακτήρατηςεργασίαςτουμαθητή,όπωςαυτόςσχηματοποιείταιμεταφύλλαεργα-σίας.Είναιβασικόηόποιαενασχόλησητουμαθητήμετακείμεναστοβιβλίομαθητήναέπεταιτηςπειραματικήςαντι-μετώπισηςμεταφύλλαεργασίας.Είναιεπίσηςπροφανέςότισεκαμιάπερίπτωσηοιμαθητέςδενπρέπεινακαλούνταινααποστηθίσουντοπεριεχόμενοτουβιβλίουμαθητή.

μέρος Ι:γενικές πληροφορίες

15

Στοχώροτηςεξωσχολικήςζωήςομαθητήςέρχεταισεεπα-φήμεταφυσικάφαινόμεναστοσπίτι,στοδρόμο,κατάτηδι-άρκειατουπαιχνιδιούκαιτηςάθλησης,παρατηρώνταςταακούσια.Ηεπαφήτουόμωςαυτήμεταφαινόμεναδενείναισυστηματική,αφούηαλληλουχίατουςείναιτυχαίακαιδεναποτελείπρωταρχικήεπιδίωξητουπαιδιούηκριτικήτουςανάλυσημεστόχοτηνκατανόηση.Oτρόποςαντιμετώπισηςδενείναισχεδιασμένοςμεαιτιότηταούτεμεοριοθετημένεςγνωστικέςεπιδιώξεις.Στησχολικήζωήαντίθετα,ηύληπουπαρουσιάζεταιστομαθητήείναισχεδιασμένηκαιοργανωμέ-νημεβάσητηνεπιθυμίατουδασκάλουναπροσφέρειστομαθητήυλικόγιαμάθηση.Ταερεθίσματαπουδέχεταιομα-θητήςαπότοφυσικότουπεριβάλλονκαιτονκοινωνικότουπερίγυροκατάμησυστηματικότρόποσυμπληρώνονταιαπόοργανωμένεςδιαδικασίεςδιδασκαλίας-μάθησης.

ΣύμφωναμεταεισαγωγικάαποσπάσματααπότηνOικουμε-νικήΔιακήρυξητωνΔικαιωμάτωντουΑνθρώπουκαιτοΣύ-νταγματηςχώραςμαςβασικήαποστολήκάθεσχολικήςδρα-στηριότηταςείναιηπνευματικήκαικοινωνικήανέλιξητου

μαθητή.Κάτωαπότοπρίσμααυτό,οιγνώσειςπουπροσφέ-ρονταιπρέπεινααποσκοπούνστηνπαροχήεφοδίων,όχιμό-νοεπιστημονικάαλλάκαικοινωνικάχρήσιμων,εφοδίωνπο-λύτιμωνγιατηνκαθημερινήζωή.OπατέραςτηςεπαγωγικήςμεθόδουFrancisBacon(1561-1626)χαρακτηρίζειτηγνώ-σηωςεξουσία:«Ηγνώσηαπόμόνητηςείναιεξουσία...»(Mackay1991,σ.21),εξουσίαπουσύμφωναμετηνOικου-μενικήΔιακήρυξητωνΔικαιωμάτωντουΑνθρώπουκαιτοΣύνταγματηςχώραςμαςδικαιούταιισότιμακάθεμαθητής.Μετηνπροϋπόθεσηότιημάθησηοδηγείστηγνώση,μεόποιοτρόποκιαναυτήπροσεγγίζεται,θαέχειοπωσδήποτετιςεπιδράσειςτηςστηνεπιλογήαπότομαθητήτηςστάσηςτουαπέναντιστοκοινωνικόσύνολοκαιθαεπηρεάσειτιςεπιλογέςτηςζωήςτου.

Στοεισαγωγικόαυτόκεφάλαιοεπιχειρείταιηοριοθέτησητουρόλουτουμαθήματοςτωνφυσικώνεπιστημώνστοπλαί-σιοαυτόκαιεπιδιώκεταιηαποσαφήνισητωνβασικώνπαιδα-γωγικώνκαιδιδακτικώναρχώνστιςοποίεςστηρίζεταιηπρο-τεινόμενηδιδακτικήπροσέγγιση.

«Κάθε άτομο έχει δικαίωμα στην εκπαίδευση... Η εκπαιδευτική διαδικασία πρέπει να αποσκοπεί στην πλήρη ανάπτυξη της ανθρώπινης προσωπικότητας.»

(άρθρο 26 της Oικουμενικής Διακήρυξης των Δικαιωμάτων του Ανθρώπου) 1

«Η παιδεία αποτελεί βασική αποστολή του κράτους, έχει ως σκοπό την ηθική, πνευματική, επαγγελματική και φυσική αγω-γή των Ελλήνων, την ανάπτυξη της εθνικής και θρησκευτικής συνείδησης και τη διάπλασή τους ως ελεύθερων και υπεύθυ-νων πολιτών.»

(άρθρο 16 του Συντάγματος της Ελλάδας) 2

1: OI ΦΥΣΙΚΕΣ EΠIΣTHMEΣ ΩΣ ΣXOΛIKO MAΘHMA

1(Αποστολόπουλος1984)σ.200

2(Αποστολόπουλος1984)σ.105

16

Oιδιδακτικέςώρεςπουαντιστοιχούνστομάθηματωνφυσι-κώνεπιστημώνστοελληνικόσχολικόπρόγραμμαπαρουσιά-ζουντιςτελευταίεςδεκαετίεςσταθερήαύξηση(Κόκκοτας1989,σ.209),γεγονόςπουαντανακλάτηνολοένακαιευρύ-τερηαποδοχήτηςαναγκαιότηταςτουμαθήματος.Ποιοςεί-ναιόμωςορόλοςτουμαθήματοςστογενικόπλαίσιοτηςπαιδείαςπουτοσχολείοκαλείταιναπαρέχειστουςμαθη-τές;Ηπροετοιμασίατωνμαθητώνπουθαεπιδιώξουντηνεισαγωγήτουςστατριτοβάθμιαεκπαιδευτικάιδρύματαθετι-κήςκατεύθυνσηςείναιδεδομένηανάγκη.Ητεχνολογικήανάπτυξητηςχώρας,ηστελέχωσητηςβιομηχανίαςκαιτηςέρευναςκαικατάσυνέπειαηοικονομικήπρόοδοςεξαρτώ-νταιαπότηνεπάρκειαεξειδικευμένωνεπιστημόνων.Τοπο-σοστόόμωςτωνμαθητώνπουακολουθούναυτόντοδρόμοείναιπολύμικρό,γιαναδικαιολογήσειτηστροφήτουμαθή-ματοςτωνφυσικώνεπιστημώναποκλειστικάσ'αυτήντηνκατεύθυνση.Τομάθημασυνεπώςδενπρέπειναπεριορίζε-ταιστουςμαθητέςαυτούς,απομακρυνόμενοαπότοντουλά-χιστονεξίσουσημαντικόπαράγοντατηςπαροχήςγενικήςμόρφωσηςστοσύνολοτωνμαθητών.

«Μόρφωσηείναιηικανότηταχειρισμούτουπολιτισμού,ηικανότηταπροσέγγισηςαξιών,όπωςηυπευθυνότητα,ηαλ-ληλεγγύηκαιηανθρωπιά.Ημόρφωσηαποκτάταιαπόκάθεάνθρωποξεχωριστάκαιεξυπηρετείκάθεάνθρωποξεχωρι-στά.Πέραόμωςαπότηνατομικήτηςδιάστασηέχεικαικοι-νωνικήδιάσταση,αποτελείαπαραίτητοστοιχείογιατησυμ-βίωσητωνανθρώπων»(Dahncke1994).ΤοαπόσπασμααυτότουDahncke,όπωςκαιτοεισαγωγικότουEinstein,οδηγούνστηδιαπίστωσηδύοσυνιστωσώντηςμόρφωσης,τηςκοινω-νικήςκαιτηςατομικής2.Ηεξασφάλιση,γιαπαράδειγμα,τηςεπάρκειαςφυσικώνεπιστημόνωνγιατηνοικονομικήπρόοδοαναφέρεταιστιςκοινωνικέςανάγκες.Εξίσουσημαντικήόμωςείναικαιηπαιδαγωγικήυποχρέωσητηςικανοποίησηςτωνατομικώναναγκών.Ηεπιδίωξηαυτήτηςοριοθέτησηςτουατόμουστονκοινωνικότουπερίγυροεπιτυγχάνεταιμετηνπαροχήεφοδίωνκατανόησηςτουπεριβάλλοντοςκαισυ-νεπώςκαιτηςθέσηςτουσ'αυτό.OBleichroth(1969),ανα-φερόμενοςστορόλοτωνφυσικώνεπιστημώνσ'αυτήντην

προσπάθεια,σημειώνειτηνανάγκητομάθημαναπαρέχειστοιχείαχρήσιμαγιατηνκατανόησηκαιερμηνείατουκό-σμου,το«χειρισμό»τουπεριβάλλοντοςκαιτηνοριοθέτησηστάσηςαπέναντιστοφυσικόπερίγυρο,ενώοPradel(1970,σ.15)συμπεριλαμβάνειστηβασικήαποστολήτουμαθήμα-τοςτηνπαροχήγνώσεωνκαιτηνκαλλιέργειαδεξιοτήτωνπουείναιχρήσιμεςγιατηζωήστηντεχνοκρατούμενηεποχήμας,τησυμβολήστηνεξάσκησηικανοτήτων,όπωςηπαρα-τήρηση,ησκέψηκαιηκρίση,καθώςκαιτηνπροσφοράτηςαπαραίτητηςβοήθειαςγιατηδιαμόρφωσηυπεύθυνηςστά-σηςζωής.

Απότιςπαραπάνωαναφορέςγίνεταισαφέςότι,στηνπρο-σπάθειαπαροχήςεφοδίωνγιατηνκατανόησητουκόσμουστονοποίοζούμε,τομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνπρέ-πειναέχειπρακτικήδιάσταση,πουναείναιέντονασυνυφα-σμένημετηνερμηνείατωνφαινομένωνταοποίακαθημερινάπαρατηρούμεγύρωμας.Ηκατανόησητηςδομήςκαινομοτέ-λειαςτουκόσμουστονοποίοεξελίσσονταιόλεςοιδραστη-ριότητέςμαςαποτελείσύμφωναμεταπαραπάνωεπιχειρή-ματααυτονόητηανθρώπινηανάγκη:«Οιφυσικέςεπιστήμεςωςέννοιαείναικάτιπολύευρύτεροαπότιςφυσικέςδιαδι-κασίεςήτιςτεχνολογικέςκατασκευέςπουεξηγούνταιαπόαυτές.Είναιηίδιαηανθρώπινηδραστηριότηταπουεξελίσ-σεταιστοφυσικόπεριβάλλονκαιμαςαφοράόλους.Ταπροϊ-όντατωνφυσικώνεπιστημών-νόμοι,αρχές,γενικεύσεις,θεωρίεςκαιμοντέλα-δενμπορείνααγνοηθούν.Καθορίζουντησχέσημαςμετονκόσμοκαιτηθέσημαςσ'αυτόν.Λίγησημασίαέχειηγνώσηήηάγνοιατουνόμουτηςβαρύτητας,σημασίαέχειότιηεικόναπουέχουμεγιατονκόσμογύρωμαςδιαμορφώνεταιαπόαυτόν»(Newton1988,σ.9).

OWagenschein(1988,σ.133κ.ε.)επισημαίνεικινδύνουςγιατηνκοινωνία,οιοποίοιπροέρχονταιαπότηναδυναμίακατανόησηςτωνφυσικώνεπιστημώναπότημεγάληπλειο-ψηφία.Μόνοανπάψειναμαςενδιαφέρειαποκλειστικάηεκ-παίδευσητωνμελλοντικώνφυσικώνεπιστημόνωνκαιαφοσι-ωθούμεμεεπιτυχίαστιςανάγκεςτηςσυντριπτικήςπλειοψη-φίαςτωνμαθητώνπουδεθασπουδάσουνποτέφυσικέςεπιστήμες,μόνοανπροσπαθήσειτοσχολείοναπροσφέρει

1.1 Η θέση των φυσικών επιστημών στο σχολικό πρόγραμμα

«Το σχολείο πρέπει να αναπτύσσει στους νέους ανθρώπους τις δεξιότητες και ποιότητες που είναι χρήσιμες για την εξέ-λιξη της κοινωνίας. Αυτό δε σημαίνει ότι πρέπει να καταστρέφεται η ατομικότητα και το άτομο να υποβιβάζεται σε απλό εργαλείο της κοινωνίας, όπως μια μέλισσα ή ένα μυρμήγκι. Μια κοινωνία από τυποποιημένα άτομα είναι φτωχή και χωρίς ελπίδα για εξέλιξη.»

Α. Einstein1

1όπωςαναφέρειοNachtigall(1990α)σ.1

2πρβλ.καιGoodlad(1979,σ.5κ.ε)

17

μεεπιτυχίαπρακτικάεφαρμόσιμηγνώσηκαιναδιαμορφώσειπολίτεςπουκατανοούντιςφυσικέςεπιστήμες,θακαταφέ-ρεινααποφύγειτοχωρισμότηςκοινωνίαςστηντάξητωναυθεντιώντηςεπιστήμηςκαιστηνπλειοψηφίατωνανίκανωννατηνπροσεγγίσουν.

Πέρααπότηνπρακτικήδιάσταση,τηνανάπτυξηστοσύνολοτωνμαθητώντηςικανότηταςπροσέγγισηςτηςερμηνείαςτουκόσμου,τομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνκαλείταιναμεταδώσειτομεθοδολογικόπλαίσιο,τοσύστημαδιερεύνη-σηςπουείναιάρρηκτασυνυφασμένομετιςφυσικέςεπιστή-μες.Ηκαλλιέργειατηςπαρατήρησης,τηςδιατύπωσηςτηςυπόθεσηςκαιτηςδιερεύνησηςτηςυπόθεσηςαυτήςμεσυ-στηματικότρόποπροσεγγίζονταιαπότομάθηματωνφυσι-κώνεπιστημών,αλλάαποτελούνεφόδιαμεπολύευρύτεροπεδίοεφαρμογής.Ησυστηματικότηταπουχαρακτηρίζειτηνέρευναστιςφυσικέςεπιστήμεςείναιεφόδιοευρύτερααξιο-ποιήσιμοαπότουςμαθητές.

Μιαενδιαφέρουσασύνοψητωνστοιχείωντηςεπιθυμητήςπροσφοράςτωνφυσικώνεπιστημώνστογενικόμορφωτικόπλαίσιοτουσχολείουσυναντάταιστααποτελέσματατηςέρευνας(DelphiStudie)τουΙνστιτούτουγιατηνπαιδαγωγικήτωνφυσικώνεπιστημώνΙΡΝ.ΣύμφωναμετημελέτητουΙΡΝ(Häuβler1987)ηδιδασκαλίατωνφυσικώνεπιστημώνπρο-σφέρειμεταξύάλλων:

• πρακτικήβοήθειαστονοικιακόχώρο• στοιχείαγιατηδιαμόρφωσηαντίληψηςγιατονεργασιακόχώρο

• γνώσειςχρήσιμεςγιατηναποφυγήατυχημάτωνστηνκα-θημερινήζωή

• κατανόησητωνεξελίξεωνστοχώροτωνφυσικώνεπιστη-μώνκαιτηςτεχνολογίας

• διαπίστωσητωνκινδύνωνπουοιεξελίξειςαυτέςσυνε-πάγονται

• διαμόρφωσηάποψηςγιακοινωνικάζητήματασχετικάμετιςφυσικέςεπιστήμες.

Oιφυσικέςεπιστήμεςπροσεγγίζουνμεγάλοεύροςεπιστη-μονικών,τεχνολογικώναλλάκαικοινωνικώνθεμάτωνμεμο-ναδικήμεθοδολογία.Ηδιδασκαλίατουςεξασφαλίζειπρακτι-κά,επαγγελματικάκαικοινωνικάεφόδιααπαραίτηταγιακα-θέναμαςξεχωριστάαλλάκαιτηνκοινωνίασυνολικά.Ηαντι-μετώπισήτουςστοσχολικόπρόγραμμαπρέπειναοργανώ-νεταιμετρόποτέτοιο,ώστενααξιοποιούνταισυστηματικάαλλάκαιμεισομέρειαόλεςαυτέςοιπαράμετροι.Ερωτήμα-ταγιατηνποιότηταζωήςσήμερακαιστομέλλονσχετίζονταιάμεσαμετουςπαραπάνωπροβληματισμούςκαικαθιστούνεπιτακτικήανάγκηγιατοκοινωνικόσύνολοτηνπροσφοράτηςουσιαστικής,πρακτικής,καθημερινάεφαρμόσιμηςγνώ-σηςστοσύνολοτωνμαθητών.

1.2 Το αντικείμενο του μαθήματος

«Oι φυσικές επιστήμες δεν περιορίζονται στο να περιγράφουν και να εξηγούν τη φύση, αποτελούν μέρος της αλληλεπί-δρασης της φύσης με εμάς, περιγράφουν τη φύση, όπως αυτή αποκαλύπτεται στη δική μας μέθοδο ερωτήσεων.»

W. Heisenberg 1

Oιφυσικέςεπιστήμεςκαιοιεφαρμογέςτουςέχουνέκτασηπουδενείναιδυνατόνακαλυφθείστοπλαίσιοτουσχολικούμαθήματος.Ηδιαμόρφωσητουαναλυτικούπρογράμματος,οκαθορισμόςτωνσκοπώνκαιστόχωνπροϋποθέτουντηνιε-ράρχησητωνπροτεραιοτήτων,τηνκριτικήθεώρησητουπε-ριεχομένουτουμαθήματοςαπόδιαφορετικέςοπτικέςγωνί-εςκαιτηνεπιλογήτωνστοιχείωνπουαπαραίτηταπρέπεινασυμπεριληφθούνκαιάλλων,λιγότεροσημαντικών,πουμπο-ρείναπαραλειφθούν(Bleichroth1991α,σ.13κ.ε.).Ηεπιλο-γήαυτήπρέπεινασυναντάτηνευρύτερηδυνατήσυναίνεσημεταξύτωνεμπλεκομένωνεκπαιδευτικώνφορέωνκαιναβρίσκεταισεσυνάρτησημετηγενικότερηαποστολήτουσχολείουγιαπαροχήμόρφωσηςκαιαγωγήςπουεξυπηρετείτοστόχοτηςανάπτυξηςτηςπροσωπικότηταςκαιυποστηρί-ζειτηνκοινωνικήένταξητου

μαθητή.Oιεπιστήμεςδιαφοροποιούνταιμεταξύτουςτόσοστοπεριεχόμενοόσοκαιστημεθοδολογίαπροσέγγισης.Τομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνσυνεπώςδιαφοροποιείταιαπόταυπόλοιπατόσοστοπεριεχόμενοόσοκαιστημεθο-δολογία.Ηπαλαιότερηαντίληψηγιατιςφυσικέςεπιστήμες,ωςσύνολοδεδομένωνκανόνωνκαιμαθηματικώνδιατυπώ-σεωνπουτουςπεριγράφουν,έδωσεσταδιακάτηθέσητηςστηνεπίγνωσητουεξελικτικούχαρακτήρατηςεπιστήμης,οοποίοςδιαμορφώνεταιδυναμικά,δίνοντάςμαςμιαολοέναακριβέστερηεικόναγιατονκόσμοστονοποίοζούμε:«Αντι-λαμβάνομαιτιςφυσικέςεπιστήμεςσανμιαδιαδικασίαπουεδώκαι2500χρόνιααλλάζεισυνεχώςτησχέσητουανθρώ-πουμετηφύση,τηναντίληψήτουγι'αυτήνκαισυνεπώςτονίδιοτονάνθρωπο»(Wagenschein1976,σ.11).

1όπωςαναφέρειοMackay(1991,σ.115)

18

Είναιπροφανέςότιδενμπορείναοριοθετηθείηγνώσητουαντικειμένουανεξάρτητααπότηνεπίγνωσητηςμεθόδουαπότηνοποίααυτήπροέκυψε.Τοσύνολοτωνγνώσεώνμαςστιςφυσικέςεπιστήμεςέχειπροκύψειαπότηνέρευνα.Ηδιδασκαλίασυνεπώςτωνβασικώνστοιχείωντηςερευνητι-κήςμεθόδουείναιαναγκαία(Καλκάνης1995,σ.3).Χαρα-κτηριστικότηςσύγχρονηςέρευναςείναιηομαδικήεργασία,οκαταμερισμόςτωνερευνητικώνπροσπαθειώνσεπολλούςεπιστήμονες,πουεργάζονταισυντονισμέναμεκοινόστόχο,καθώςεπίσηςκαιηέντονηανάπτυξητωνδυνατοτήτωνδια-σποράςτωνσυμπερασμάτων,μεαποτέλεσματηνκριτικήαξιολόγησηκαιαξιοποίησηγιαπεραιτέρωπροσπάθειες.Ησύγχρονηερευνητικήμεθοδολογίατωνφυσικώνεπιστημώνείναιένααπότααποτελεσματικότερασυστήματαπαραγω-γής,αξιοποίησηςκαιδιασποράςπληροφορίας.Είναιπροφα-νέςαπόταπαραπάνωότιταβασικάαυτάστοιχείαπρέπειναχαρακτηρίζουνκαιτομάθηματωνφυσικώνεπιστημών.

Τοδίλημματηςεπιλογήςτηςαντιμετώπισηςτωνφυσικώνεπιστημώνωςσυνόλουδεδομένωνγνώσεωνήωςεξελισσό-μενουμεθοδολογικούπλαισίουπαραγωγήςγνώσηςσυνα-ντάταιέντονοστηχάραξητηςστρατηγικήςγιατηδιδακτικήαντιμετώπισητωνφυσικώνεπιστημώνστοσχολικόχώρο.Ηπρώτηαντίληψηεξυπηρετείταιαποτελεσματικάμετημετω-πική,θεωρητικήδιδασκαλία,τηνέμφασηστονορθολογισμόκαιτημαθηματική-φορμαλιστικήδιάστασητουμαθήματος,ενώηδεύτερηπροϋποθέτειτησημαντικήπερικοπήστηδι-δακτέαύλη,τηνυιοθέτησηπειραματικήςδιδασκαλίαςμεέμ-φασηστημεθοδολογίακαιτηδιαδικασίαεξαγωγήςαποτελε-σμάτων,όχιστααποτελέσματααυτάκαθ'αυτά.Ημετάδοσητηςμεθοδολογίαςτωνφυσικώνεπιστημώνκαιηπροσέγγισητηςιστορικότηταςτηςγνώσης,μεδεδομένοτοπλήθοςτωνδιδακτικώνωρώνπουαντιστοιχούνστιςφυσικέςεπιστήμες,δενείναιδυνατέςχωρίςκάποιουςσυμβιβασμούςστηνέκτα-σητηςδιδακτέαςύληςπουθααντιμετωπιστεί.

Oιφυσικέςεπιστήμεςμελετούντηνομοτέλειατουπεριβάλ-λοντοςκόσμου,οδηγούνσυνεπώςστηνανάπτυξηγνώσης,τηςοποίαςηάμεσηήέμμεσηεφαρμογήοδηγείσεκαινοτο-μίεςπουεπηρεάζουντηζωήκαθενόςμας.Oχαρακτήραςαυτόςτηςδιαπλοκήςτηςεπιστήμηςμετηζωήκαθενόςμαςτηςπροσδίδειπέρααπότηνεπιστημονικήκαιέντονακοινω-νικήδιάσταση.Oδιαχωρισμόςτηςκοινωνίαςσελίγους«ει-δικούς»καιπολλούς«αδαείς»ναπροσεγγίσουντιςφυσικέςεπιστήμες(Nolte1987,σ.284κ.ε.),όπωςτείνειναδιαμορ-φωθείσήμερα,είναιυπ'αυτήτηθεώρησηιδιαίτεραεπικίν-δυνος.Πώςκατοχυρώνεταιοκοινωνικόςρόλοςτηςεπιστή-μης,σεσυνάρτησηκαιμετηνηθικήνομιμοποίησηγιατηχρήσηήκαικατάχρησητηςεφαρμογήςτηςεπιστήμης,ότανησυντριπτικήπλειοψηφίατωνπολιτώνδεδιαθέτειτουπό-βαθρο,γιανασυμμετάσχειστονδιάλογοπουθαοδηγήσειστηλήψητωνσχετικώναποφάσεων;Ημιαάποψησχετικάμετοερώτημααυτόείναιότιαποφάσειςτέτοιαςσημασίαςανα-γκαστικάπρέπειναλαμβάνονταιαπότουςειδικούς.Oιμηειδικοί,οι«αδαείς»,δενπρέπειναέχουνλόγο,ακριβώςεπειδήδεδιαθέτουντιςαπαιτούμενεςγνώσειςαλλάκαιλό-γωτηςσυναισθηματικήςφόρτισηςπουαντίστοιχες«δύσκο-λες»αποφάσειςπροκαλούν(Bleichroth1991α,σ.27).Oαντίλογοςστηνπαραπάνωάποψηξεκινάμεδεδομένοτοδι-καίωματουκάθεπολίτηναέχειάποψησχετικάμεταδιλήμ-ματαπουπροκύπτουναπότηνεφαρμογήτηςεπιστήμηςκαιτηςτεχνολογίας.Τοδικαίωμααυτόκατοχυρώνειαντίστοιχοδικαίωμαστουπόβαθρογνώσης,πουθαεπιτρέψειτηνορθήκαιτεκμηριωμένηστάση.Ηεπιστημονικήκοινότητα,αφενόςμέσωτηςεκπαίδευσηςκαιαφετέρουαπλοποιώνταςταερω-τήματαστοεπίπεδοτουδεδομένουυπόβαθρου,οφείλεινασυντελέσειστηνεξασφάλισητουδικαιώματοςαυτού.Συνε-πώςηδιαμόρφωσηυπεύθυνωνπολιτών,έτοιμωνκαιώριμωννασυναποφασίζουν,προκαλείστοεκπαιδευτικόσύστηματηνυποχρέωσητηςπροσαρμογήςκαιανταπόκρισηςμετρό-ποτέτοιοπουναδιασφαλίζεταικαινακατοχυρώνεταιοκοι-νωνικόςχαρακτήραςτηςεπιστήμης.

1.3 Διδασκαλία των φυσικών επιστημών και σχολικές βαθμίδες

«Χωρίς αμφιβολία θα πετύχουμε με τη διδασκαλία των φυσικών επιστημών πολύ περισσότερα απ' όσα έχουν ήδη επιτευ-χθεί, αν χρησιμοποιηθεί μία πιο φυσική μέθοδος. Αν δε διαφθαρεί η νεολαία από την πρόωρη αφηρηματοποίηση.»

Ε. Μach 1

Ένααπόταβασικότεραπροβλήματαγιατηδιδασκαλίατωνφυσικώνεπιστημώνπροκύπτειαπότηνανεξάρτητηαντιμε-τώπισητωνσχετικώνμαθημάτωνστιςτρειςσχολικέςβαθμί-

δες,απότηνέλλειψηδηλαδήενόςενιαίουπλαισίουδιδακτι-κήςαντιμετώπισήςτους,ανεξάρτητουαπότηδιοικητικήτο-μήτηςσχολικήςπορείαςσεβαθμίδες.Ανάλογαμετηνηλι-

1populärwissenschaftlicheVorlesungen,5ηέκδοση,Leipzig1923,σ.340,όπωςαναφέρειοWagenschein(1976)σ.178

19

κίατωνμαθητώνδιαμορφώνεταικαιτομαθησιακόδυναμικότους,οπότεαντίστοιχαπρέπειναδιαμορφώνεταικαιηεμ-βάθυνσητηςδιδασκαλίας.Είναιόμωςανάγκησεκάθεστά-διονααξιοποιείταιτογνωστικόδυναμικόπουέχειήδηκατα-κτηθείκαινασυνδέεταιμετονέουλικόπουθαπαρουσια-στείστουςμαθητές.

Ηποιοτικήδιάστασητηςερμηνείαςτωνφαινομένωνπροη-γείταιτηςποσοτικήςκαιφορμαλιστικής.Έτσιηδιδασκαλίατηςφυσικήςστηνα'βαθμίδαπρέπειναεξυπηρετείκυρίωςτοστόχοτηςσυστηματικήςπαρατήρησης,τησυνειδητο-ποίησητηςεξέλιξηςτωνφαινομένωναπότομαθητή(πα-ρατηρησιακήδιάσταση).Στηβ'βαθμίδαηδιδασκαλίαπρέ-πεικατ'αρχήνναστοχεύειστηνποιοτικήπροσέγγισητηςερμηνείαςτωνφαινομένων(ερμηνευτικήδιάσταση)μεσταδιακήεισαγωγήστιςποσοτικέςσχέσειςκαιτοφορμα-λισμό,ενώστηγ'βαθμίδαηδιδασκαλίαπρέπειναεδραιώ-νεταιμετηνολοκλήρωσητηςποσοτικήςαντιμετώπισηςκαιτομαθηματικόφορμαλισμό(φορμαλιστικήδιάσταση),που

συνδέεταικαιαναφέρεταιόμωςσεφαινόμενατωνοποίωνηποιοτικήερμηνείαέχειεδραιωθείαποτελεσματικάστιςπροηγούμενεςβαθμίδες.Έτσιοιμαθητέςδεναπομνημο-νεύουνμηχανικάτοφορμαλισμό,κατανοούνουσιαστικάτηδιάστασήτουωςμαθηματικήσυμπύκνωσητηςποιοτικήςπληροφορίαςπουπεριγράφει.

Ηδιδακτικήπορείαπεριγράφεταισυνοπτικάστοπαρακάτωσχήμα.Στοκέντροτοποθετούνταιοιδιδακτικοίστόχοι,οιοποίοιεπιδρούνσεκάθεστάδιοτηςδιδακτικήςδιαδικασίας,καιπεριμετρικάηεξέλιξητηςεμβάθυνσηςσεκάθεδιδακτι-κόστάδιο.Ηκυκλικήμορφήστηνεξέλιξητηςδιδακτικήςπο-ρείαςτονίζειεμφατικάτογεγονόςότι,ακόμηκαιμετάτηνολοκλήρωσητηςδιδασκαλίαςτωνφορμαλιστικώναλληλοσυ-σχετίσεων,πρέπειναείναιαυτονόητηηαναφοράτηςκατα-κτηθείσαςγνώσηςστηνολοκληρωμένηπιααντιμετώπισητηςερμηνείαςτωνκαθημερινώνφαινομένωνκαιτωνπροε-κτάσεώντους.

1.3.1 Διδασκαλία των φυσικών επιστημών στην πρώτη σχολική βαθμίδα

• «Αναρωτιέμαιαντασκουλήκιακινούνταικαιπροςτιςδύοκατευθύνσεις.»

• «Τιθασυμβείανγυρίσουμεέναφυτόανάποδα;»• «Πούείναιτ'αστέριατηνημέρα;»• «Πούείναιοήλιοςτηνύχτα;»• «Πώςδημιουργήθηκεοκόσμος;»• «Απόπούήρθαεγώ;»«Αυτέςείναιμερικέςαπότιςεκατοντάδες,απότιςχιλιά-δεςερωτήσειςτωνπαιδιών.Δενείναιόμοιεςμετιςερω-τήσειςπουκάθεπαιδίθέτεινωρίτεραήαργότερα;Όλοιαναρωτηθήκαμεγιατονκόσμοστονοποίοζούμε...Τομά-θηματωνφυσικώνεπιστημώνστοδημοτικόσχολείοείναιηαπάντησή μας στην ανάγκη κάθε παιδιού να μάθει»(Jacobson1980,σ.3-4).

Στηνπρώτηεκπαιδευτικήβαθμίδασημειώνεταιηπρώτηεπαφήτουμαθητήμετο«οργανωμένο»μάθηματωνφυσι-κώνεπιστημών.Αυτόδεσημαίνειότιομαθητήςαντιμετωπί-ζειγιαπρώτηφοράταφυσικάφαινόμενα.Oρθόείναιναισχυριστείκανείςότιγιαπρώτηφοράοιπρώιμεςαντιλήψεις(πρβλ.1.5.4)τουμαθητήδοκιμάζονταισεαντιδιαστολήμετις«φυσικέςαλήθειες»τουδασκάλουκαιτουδιδακτικούβι-βλίου,καθώςκαιμετιςπρώιμεςαντιλήψειςτωνσυμμαθη-τών.Τογεγονόςαυτόσεσυνδυασμόμετογνωστικόδυναμι-κότωνμαθητώνπουβρίσκονταιστοστάδιοτωνσυγκεκριμέ-νωνλογικώνπράξεων(Παρασκευόπουλος1985α,σ.42)κα-θορίζειτηβαρύτητατηςδιδασκαλίαςστοπαρατηρησιακόεπίπεδο.Oμαθητήςδεναντιμετωπίζειπιατακαθημερινάφυσικάφαινόμενατυχαία,αλλάκαλείταιμεμεθοδικότρόπο

20

ναπαρατηρήσεικαινακαταγράψειτηνεξέλιξήτους.Μαθαί-νειναοργανώνειτιςπαρατηρήσειςτουκαιναεκτελείαπλάπειράματα,πουπολλέςφορέςδεδιαφέρουναπότιςκαθη-μερινέςδραστηριότητεςωςπροςτοπεριεχόμενοαλλάκυ-ρίωςωςπροςτημεθοδολογία.Ότανκαλείταιναπειραματι-στείβράζονταςγιαπαράδειγμανερό,δενκάνειτίποταδια-φορετικόωςπροςτοπεριεχόμενοτηςεργασίαςαπ'ότανβράζεινερόγιατηνεξυπηρέτησητωνδικώντουαναγκών.Αυτόπουδιαφέρειείναιοστόχοςτηςπράξης.Βράζεινερόπαρατηρώνταςκριτικά,γιαναμετρήσειτηθερμοκρασίαβρα-σμού,ναπαρατηρήσειτιςφυσαλίδεςπουδημιουργούνται...

Ηέννοιατουπειράματοςδενπεριορίζεταιστοσχολικόερ-γαστήριο.Πείραμαείναικαιηκριτικήπαρατήρησητωνκαθη-μερινώνφυσικώνφαινομένων,ότανηαντιμετώπισήτουςδι-έπεταιαπότημεθοδολογικήσυνέπειατωνφυσικώνεπιστη-μών.Όταν,γιαπαράδειγμα,ομαθητήςπαρατηρείτηντρα-μπάλαστηνπαιδικήχαρά,δοκιμάζονταςμεφίλουςτουδια-φορετικήςμάζαςναδιαπιστώσειτησυνθήκηισορροπίας,εκτελείπείραμα.Μετηνεισαγωγήτηςεπιστημονικήςμεθο-δολογίαςμπορείν'αξιοποιηθείαποτελεσματικάμεγάλοπλήθοςκαθημερινώνπαρατηρήσεων.

Ηεπιλογήτου«παρατηρησιακούεπιπέδουδιδασκαλίας»γιατηνα'βαθμίδαεντοπίζειτηβαρύτητατηςδιδασκαλίαςστηνκαλλιέργειατηςμεθοδικότηταςκαιστησυστηματικήπαρα-τήρησητωνφαινομένων.Μεαυτόνομηπειραματικήπαρατή-ρησηομαθητήςκαλείταινασυνειδητοποιήσειότιπ.χ.ταστερεάδιαστέλλονται,ότανθερμαίνονται,ότιοπάγοςεπι-πλέειστονερό,ότιολαμπτήραςακτινοβολεί,όταντοκύ-κλωμαείναικλειστόκαιδιαρρέεταιαπόρεύμακ.τ.λ.

Ηέμφασηστηνπαρατήρησηδενπρέπεινααποκλείειμίαπρώτηερμηνευτικήπροσέγγιση,σεαναφοράπάνταμετογνωστικόεπίπεδοτωνμαθητών.Ηερμηνείαδενεπιδιώκεταισ'αυτότοστάδιο,ανόμωςηενασχόλησητουμαθητήμετοφαινόμενοπροκαλέσειτηναπορίατου,οδάσκαλοςπρέπει

ναείναιέτοιμοςναικανοποιήσειτηγνωστικήανησυχία.Μετηνκάλυψητωνθεματικώνπεδίωντηςφυσικήςστηνα’βαθ-μίδασεπαρατηρησιακόεπίπεδοομαθητήςπρέπει:

• ναέχεισυστηματοποιήσειτηνεργασίασύμφωναμεταμεθοδολογικάπρότυπατωνφυσικώνεπιστημών,νακάνειπαρατηρήσεις,ναδιατυπώνειυποθέσεις,νατιςελέγχειμεαπλάπειράματα,νακαταγράφειτιςπαρατηρήσειςτουκαιναεξάγειποιοτικάσυμπεράσματα,

• ναέχειπαρατηρήσεισυστηματικάταφυσικάφαινόμενα,ώστεναμπορείναταανακαλέσειαργότερα,

• ναέχεισυνδέσειτααντίστοιχακαθημερινάφαινόμεναμετιςπαρατηρήσειςτουσχολικούεργαστηρίου,ώστεναανακαλείτογνωστικόυλικόσετυχαίεςεπαναλήψεις.Ότανπ.χ.παρατηρείτασύρματατηςΔΕΗτοκαλοκαίρι,συνδέειτηνπαρατήρησηαυτήμετοπείραμαδιαστολήςστερεώνστοεργαστήριο.

Oιιδέεςτωνμαθητώνγιατονκόσμογύρωτουςδιαμορφώ-νονταιπολλέςφορέςσταχρόνιατηςφοίτησήςτουςστοδη-μοτικόσχολείο,άσχετααπότοανδιδάσκονταιήόχιφυσικέςεπιστήμες.Χωρίςτηνυποβοήθησητηςδιαδικασίαςαυτήςαπόοργανωμένομάθημα,πουθαπαράσχειτομεθοδολογικόεργαλείοτηςεπιστημονικήςπροσέγγισης,είναιπολύπιθα-νόηδιαμόρφωσηαυτήναείναιμηεπιστημονική,μεαποτέ-λεσματηνεδραίωσηδομώνπουείναιαμφίβολοανθαμπο-ρούννααρθούναργότερα(Harlen1985,σ.5,Harlen2000).

«Ηγενίκευσηκαιαφηρηματοποίησηκαιοισχετικέςδιαδικα-σίεςανάλυσηςκαισύνθεσηςβασίζονται,όσοναφοράστηβασικήτουςσημασίαγιατομαθητή,σεσυγκεκριμένεςπα-ραστάσεις»(Callahan1966,σ.14).Μεαυτήντηνέννοιαηορθήκαιπλήρηςδιαπίστωσηκαιπαρατήρησητωνφυσικώνφαινομένωνστηνα'βαθμίδααποτελείτοαπαραίτητογνω-στικόυπόβαθρο,στοοποίο,σεμετέπειταστάδια,θαστηρι-χτείηπροσπάθειαγενίκευσηςκαιένταξήςτουςσεπλαίσιαποιοτικώνκαιποσοτικώναλληλοσυσχετίσεων.

1.3.2 Διδασκαλία των φυσικών επιστημών στη δεύτερη και τρίτη σχολική βαθμίδα

Ηαξιοποίησητηςσυστηματικήςπαρατήρησηςστηνπροη-γούμενηβαθμίδασεσυνδυασμόμετηνκατάκτησητηςμεθο-δολογίαςτωνφυσικώνεπιστημώνεπιτρέπειστηβ'βαθμίδατοσυνδυασμότωνφυσικώνφαινομένωνκαιτηνεπιδίωξητηςένταξήςτουςσ'έναγενικότεροσύστημααναφοράς.Μετονπειραματισμόσεσυνθετότεραφαινόμεναοιμαθητέςοδη-γούνταιστηνκατανόησηενόςποιοτικούπλαισίουκανόνων(όχιυποχρεωτικάφορμαλιστικών),ικανώνναεξηγήσουνομοειδήφαινόμενα.Oσυνδυασμόςεπιμέρουςκατασκευώνοδηγείσεσυνθετότερεςδιατάξεις,ικανέςνακαλύψουνπει-ραματικάπιοπολύπλοκαφαινόμενα.

Ηκατάκτησητηςαφηρημένηςσκέψης(Παρασκευόπουλος1985β,σ.90)επιτρέπειτησταδιακήπροσέγγισητηςποιοτι-κήςερμηνείαςκαιτιςποσοτικέςπαρατηρήσεις.Αυτόδεση-μαίνειότιπρέπειναεπιδιώκεταιαβίασταηαφηρηματοποίη-σητωνφαινομένωνκαιημετάδοσητουμαθηματικούφορμα-λισμού.Ηδιαδικασίααυτήείναισταδιακήκαιπρέπειναέχειωςαφετηρίατοκαθημερινό,τοοικείοκαιχειροπιαστό,ώστεηερμηνείανασυνδεθείεπαρκώςμετοπιοαφηρημένοφαι-νόμενο:«Ησυσκευήεπίδειξηςτουνόμουτωνμοχλώνδενείναιηαρχή.Είναιαποτέλεσμααφηρηματοποίησης,μίαςγνωστικήςγενίκευσης.Ηαφηρηματοποίηση,τηνοποίατο

21

Oιδιδακτικοίστόχοιπεριγράφουνγενικάαυτότοοποίοπρο-σπαθούμε,αυτόπουπρέπειναπετύχουμεμετηδιδασκαλία,περιγράφουνδηλαδήτηνεπιθυμητήκατάληξητηςμαθησια-κήςδιαδικασίας(Gagne1992,etalσ.41),τιςεπιδιωκόμε-νεςδεξιότητεςκαισυμπεριφορέςτουμαθητήμετάτοπέραςτουμαθήματος.Συχνάγίνεταιδιαχωρισμόςσε«μαθησια-κούς»καισε«διδακτικούς»στόχους.Oι«μαθησιακοί»στό-χοιείναιεκείνοιπουτίθενταιαπότουςίδιουςτουςμαθητές

ήτουλάχιστονυιοθετούνταιαπότουςμαθητές,ενώοι«δι-δακτικοί»στόχοιείναιαυτοίπουορίζονταιαπότοδάσκαλοήτοαναλυτικόπρόγραμμα(Willer1977,σ.19,Mikelskis1982,σ.94,Bleichroth1991α,σ.44).Oιοριζόμενοιδιδακτικοίστό-χοιπρέπειναδιαμορφώνονταικαιναεφαρμόζονταιμετρό-ποτέτοιοπουναοδηγούνστηναντίστοιχηδιαμόρφωσημα-θησιακώνστόχωναπότουςμαθητές.Στησυνέχεια,θαχρη-σιμοποιείταιοόρος«διδακτικοίστόχοι»,αφούαυτούςμπο-

Γυμνάσιοκαλείταιναπροκαλέσει,ξεκινάαπότηνπένσακαιτοψαλίδι,γιαναφτάσειστηράβδοεπίδειξηςτουνόμουτωνμοχλών…»(Wagenschein1976,σ.43).

Ηεπιλογήτουεπιπέδουφορμαλισμούδενμπορείνακαθορι-στείεκτωνπροτέρων.Εξαρτάται,πέρααπότηνηλικίατωνμαθητών,καιαπότοσυγκεκριμένοπρόβλημα.Oμαθηματι-κόςτύπος,ωςέκφρασητηςποιοτικήςσχέσης,πρέπειναείναιτοτελευταίοστάδιοτηςδιδακτικήςαντιμετώπισηςενόςφαινομένου.

Ηπρόωρηχρήσητουφορμαλισμούσυνδέεταιπολλέςφορέςμετοεπιχείρημαότιχωρίςαυτόνείναιαδύνατονααντιμε-τωπισθούνσύνθεταφαινόμενα.Ηάποψηαυτήείναιλανθα-σμένη.OHewitt(1983),αναφερόμενοςστηνεμπειρίατουαπότηδιδασκαλίατηςφυσικήςσεφοιτητέςμηθετικήςκα-τεύθυνσης,αναφέρειότιμετηναπόρριψητηςμαθηματικήςγλώσσαςκαιτηνυιοθέτησητηςαπλήςκαικαθημερινήςμπο-ρούμεναδιδάξουμεσύνθεταφυσικάφαινόμεναμεμετατό-πισητουκέντρουενδιαφέροντοςστοβασικόζητούμενο,τηνποιοτικήερμηνεία.

Είναιφανερόότιστηγ'βαθμίδαολοκληρώνεταιημετάδοσητουμαθηματικούφορμαλισμού.Ηολοκλήρωσηόμωςτηςδι-δασκαλίαςμετηφορμαλιστικήαντιμετώπισηπρέπεινασυν-δυάζεταιμεπαράλληληποιοτικήκατανόηση.Είναιαπαραίτη-τηηεπίγνωσηότιομαθηματικόςτύποςδενείναιαυθύπαρ-κτος,ότιπεριγράφειτηφυσικήδιάστασηενόςφαινομένου.OWeisskopf(1976)αναφέρεισχετικά:«Είναιαδύνατοναμεταδώσουμετηφυσικήαντίληψηχωρίςτηχρήσηκάποιωνμαθηματικώνσχέσεων...Oδάσκαλοςκάνονταςχρήσητηςμαθηματικήςγλώσσαςπρέπειπαράλληλαναεισάγειτην

ποιοτικήτηςδιάστασημετηναποκάλυψητωναπρόσμενωναναλογιώνστηφύση.Oμαθητήςπρέπειναβλέπεικαινανι-ώθειότιοιποσοτικέςσχέσειςπράγματιαποκαλύπτουνουσι-αστικέςσυσχετίσειςστηφύση».Ημαθηματικήσχέσηπρέπειναέχειτηδιάστασημιαςσυμπύκνωσηςτηςποιοτικήςπλη-ροφορίας.ΓιαναπεριγράψεικανείςγεωγραφικάτηνΕλλάδαμελέξειςθαχρειαζόταντόμους,οχάρτηςόμωςχρησιμο-ποιώνταςδεύτερηδιάστασησυμπυκνώνειτηνίδιαπληροφο-ρίασεμίαμόνοσελίδα,γι'αυτόκαιείναιπρακτικάχρήσιμος.Ησυμπύκνωσηόμωςσεμίασελίδαδενείναιδυνατήχωρίςποιοτικέςαφαιρέσεις.

Τελικόςστόχοςτωνφυσικώνεπιστημώνείναιηαντίληψησεβάθοςαλληλοσυσχετίσεων(Kranzer1990,σ.19),ηκατανό-ησηενόςσυστήματοςνόμωνπουναερμηνεύουνσυνολικάτηνομοτέλειατουφυσικούκόσμου.Μεαυτήντηνέννοιαηολοκλήρωσητηςδιδασκαλίαςαπαιτείτηδιαπίστωσητωνβα-θύτερωναλληλοσυσχετίσεωντωνφυσικώννόμων.Ηαναφο-ράστακαθημερινάφαινόμενατουφυσικούμαςπεριβάλλο-ντοςμεεργαλείοτημαθηματικήλογική,στοεπίπεδοαυτό,αποκαλύπτειτιςσυγκεκριμένεςαλληλοσυσχετίσεις.Ηανα-ζήτησηολοένακαιπιοολοκληρωμένωναπαντήσεωνπρέπειναδημιουργείστουςμαθητέςτοκατάλληλοκίνητρογιατηνπλήρηδιαλεύκανσητων«μυστηρίωντηςφύσης»καιτησυ-στηματοποίησητωναπαντήσεωνσ'έναενιαίοπλαίσιονό-μων.Τααπλάκαθημερινάφαινόμενααποδεικνύονταιπολλέςφορέςταπιοσύνθετακαιπολύπλοκα,όταντοζητούμενοεί-ναιηχωρίςπροσεγγίσειςκαιπαραδοχέςερμηνείατους(Haase1985,Epstein1989).

1.4 Διδακτικοί στόχοι

«Είναι λιγότερο σημαντικό το τι μαθαίνουμε στο σχολείο από το πώς το μαθαίνουμε. Μία μοναδική μαθηματική πρόταση την οποία έχει πραγματικά κατανοήσει ο μαθητής, έχει γι' αυτόν πολύ μεγαλύτερη αξία, από ό,τι δέκα τύποι τους οποίους έχει αποστηθίσει και τους οποίους μπορεί να εφαρμόσει σωστά, χωρίς όμως να αντιλαμβάνεται το πραγματικό τους νόημα. Γιατί το σχολείο δεν πρέπει να μεταδίδει τυποποιημένες ρουτίνες, αλλά συνεπή μεθοδική σκέψη.»

M. Planck 1

1περιοδικόVDI,1933VIIIχρόνος,σ.185,όπωςαναφέρειοWagenschein(1976)σ.226

22

ρούμεναορίσουμεχωρίςτησυμμετοχήτωνμαθητών,μετηδιατύπωσηόμωςτηςεπιδίωξηςηοριοθέτησήτουςναείναιτέτοια,πουναοδηγείτουςμαθητέςστηναποδοχήτουςωςμαθησιακώνστόχων.

Ηδιαμόρφωσητωνστόχωντηςδιδασκαλίαςείναιευθύνητηςπολιτείας.Στηχώραμαςοιστόχοιαποτελούντοεισα-γωγικόμέροςτωναναλυτικώνπρογραμμάτων,ταοποία

έχουντηνομικήμορφήπροεδρικώνδιαταγμάτων.Oδάσκα-λοςκαλείταιναεφαρμόσειστηνπράξητοπλαίσιοστόχων,όπωςαυτόπεριγράφεταιστοαναλυτικόπρόγραμμακαιστοβιβλίογιατοδάσκαλο.Στιςπαραγράφουςπουακολουθούνεπιχειρείταιαφενόςηαποσαφήνισητωνκριτηρίωνιεράρχη-σηςκαικατηγοριοποίησηςτωνδιδακτικώνστόχωνκαιαφε-τέρουηπεριγραφήορισμένωνβασικώνγενικώνστόχωντηςπροτεινόμενηςπροσέγγισης.

1.4.1 Σημασία των διδακτικών στόχων

1.4.1.1 Ιεράρχηση των διδακτικών στόχων

Ηδιαδικασίαδιδασκαλίας-μάθησηςεξελίσσεταισεαναφο-ράμεοριοθετημένουςδιδακτικούςστόχουςπουχαρακτηρί-ζουντημεθοδολογικήκαιθεματολογικήιεράρχησητωνσχο-λικώνβιβλίων.Oιοδηγίεςαυτέςόμωςσυχνάπερνούνπολύγρήγορααπόπολύαφηρημένεςκαιγενικέςδιατυπώσεις,όπως«γιατίδιδάσκουμετιςφυσικέςεπιστήμεςστοσχο-λείο;»,σεπολύειδικέςανάδιδακτικήενότηταδιατυπώσεις,όπως«ναμελετήσουνοιμαθητέςπειραματικάτοφαινόμενοτουβρασμούκαινακατανοήσουντιείναιτοσημείοζέσηςκαιηλανθάνουσαθερμότητα»(Αλεξόπουλος1994,σ.32),πουκαιαυτέςόμωςδεστερούνταιασάφειας.

Βασικόκριτήριοτηςδυνατότηταςεπίτευξηςτωνστόχωνείναιησαφήςκαισυγκεκριμένηδιατύπωση,πουδίνειστοδάσκαλο

τηδυνατότητα,πέρααπότηγενικότερηήειδικότερηδιάστα-σήτους,νατουςυλοποιήσεισυγκεκριμέναστηνπράξη.Δενείναιβέβαιαδυνατόκάθεφοράπουοδάσκαλοςδιδάσκεινακαθοδηγείταισεκάθεβήμααπότοιεραρχικόαυτόπλαίσιοστόχων,ηεπίγνωσηόμωςαυτούτουπλαισίουοδηγείστηδια-μόρφωσηεσωτερικώνπροτεραιοτήτων,πουαυθόρμηταεφαρ-μόζονταιτηνκατάλληληστιγμήανάλογαμετιςευκαιρίεςαλλάκαιτιςανάγκεςπουδημιουργούνταιστηντάξη.

Στιςαμέσωςεπόμενεςπαραγράφουςαναλύεταισύντοματοσύστημαδόμησηςτωνστόχων,παρουσιάζεταιοδιαχωρι-σμόςτωνστόχωνανάλογαμετηγενικότητάτουςκαιανάλο-γαμετιςδεξιότητεςστιςοποίεςαυτοίαναφέρονται(γνω-στικοί,συναισθηματικοίκαιψυχοκινητικοίστόχοι).

Μιαπρώτηδιάκρισητωνδιδακτικώνστόχωνείναιοδιαχωρι-σμόςσεβραχυπρόθεσμουςκαιμακροπρόθεσμους.Oιβρα-χυπρόθεσμοιστόχοιπεριγράφουντηνεπιδιωκόμενησυμπε-ριφοράτουμαθητήστοτέλοςμιαςσυγκεκριμένηςμαθησια-κήςδιαδικασίας,ενώοιμακροπρόθεσμοιστόχοιαναφέρο-νταισεικανότητεςκαιδεξιότητεςπουκαλλιεργούνταιμετηνευρύτερηςδιάρκειαςεπίδρασητουμαθήματος.

Περαιτέρωοιδιδακτικοίστόχοιδιακρίνονταιανάλογαμετοβαθμόγενικότητάςτους,μπορείδηλαδήναδιατυπώνονταιπερισσότεροήλιγότερογενικά(Woolfolk1987,σ.385).Ηδιατύπωση«νααναπτύξουνοιμαθητέςέφεσηκαιενδιαφέ-ρονγιατημελέτηκαιέρευνατουοργανικούκαιανόργανουκόσμου...»(ΦΕΚ2003)είναιπ.χ.γενικότερησεσχέσημετοστόχο«ναπαρατηρήσουντιςμεταβολέςπουπαθαίνουνταυλικάσώματακαιναδιακρίνουνταφυσικάαπόταχημικάφαινόμενα»(ΦΕΚ2003).

Ηιεράρχησησεεπίπεδασυναντάταισεόλατασυστήματαδιδακτικώνστόχων,ανκαιτοεύροςτωνεπιπέδωναυτώνδενείναισταθερό.OιBleichrothetal.(1991α,σ.44)αναφέ-ρουντρίαβασικάεπίπεδαστόχων:

Στοανώτατοεπίπεδοοιδιδακτικοίστόχοιείναιλίγοικαιεκ-φράζονταιμεμεγάληγενικότητα.Ηοριοθέτησήτουςαπαιτείσυγκεκριμενοποίησησταχαμηλότεραεπίπεδα.Ησυγκεκρι-μενοποίησηόμωςαυτήδενείναιμονοσήμαντη,οιειδικότε-ροιστόχοιδενπροκύπτουνπαραγωγικάαπότουςγενικούς.Ηανάλυσησεειδικούςστόχουςείναιπολύπλοκηδιαδικασία(Gagne1992,σ.51),πουαπαιτείτοσυνυπολογισμόδιάφο-ρωνπαραμέτρων,όπωςγιαπαράδειγματηςηλικίαςτωνμα-θητών,τουδιαθέσιμουχρόνουκαιτουεπιπέδουυλικοτεχνι-κήςυποδομής.Ηπαραγωγήτωνειδικώνστόχωνακολουθείαμφίδρομηπορεία.Μετάδηλαδήτονορισμότωνειδικώνστόχωνθαπρέπεινατίθεταιηερώτηση:«Ήταναυτόπράγ-ματιτονόηματουγενικούστόχου;».Έναςγενικόςστόχοςπ.χ.αναφέρεται«στηναπόκτησηγνώσεωνσχετικώνμεθε-ωρίες,νόμουςκαιαρχέςπουαφορούνταεπιμέρουςαντι-κείμενατωνΦυσικώνΕπιστημών,ώστεοιμαθητέςναείναιικανοίόχιμόνοναπαρατηρούνταφαινόμενα,αλλάκαινατα«ερμηνεύουν»στοεπίπεδοπουτουςεπιτρέπειηαντιληπτι-κήικανότητατηςηλικίαςτους»(ΦΕΚ2003).Παραγωγικάμπορείνακαταλήξουμεστονειδικότεροστόχοτηςδιδασκα-

23

λίαςτηςΝευτώνειαςμηχανικής,ηοποίαοδηγείστηνκατα-νόησημέρουςτουφυσικούπεριβάλλοντος.Μετάτηδιατύ-πωσητουειδικότερουστόχουπρέπεινααντιστρέψουμετησυλλογιστική,αναρωτώμενοιανοειδικόςαυτόςστόχοςεκ-φράζειπράγματιτονόημαπουείχαμεκατάνουστογενικόστόχο.Ησυγκεκριμενοποίησηεξυπηρετείταιμεπερισσότε-ρουςειδικούςστόχους,ηδιαδικασίατουαμφίδρομουπρο-βληματισμούπρέπειναοδηγείστηνιεράρχησητωνειδικώνστόχων.

Στομεσαίοεπίπεδοπεριλαμβάνονταιοιειδικότεροιστόχοιπουαναφέρονταιστιςγενικέςθεματικέςενότητεςτωνανα-λυτικώνπρογραμμάτων.Εδώπεριγράφονταιοιεπιδιωκόμε-νεςδεξιότητεςκαιοιπροτεραιότητεςτηςδιδακτικήςδιαδι-κασίας,οριοθετείταιημορφήτηςδιδακτικήςπροσέγγισηςκαιηβαρύτητακάθεμαθησιακήςσυνιστώσας.Τυπικάρήμα-ταπουχρησιμοποιούνταιστηδιατύπωσηαυτώντωνστόχωνείναι:γνωρίζω,κατανοώ,διαπιστώνω,αποκτώγνώσεις,εξε-τάζω,κατασκευάζω,συστηματοποιώ...

Oιστόχοιστοκατώτεροεπίπεδοονομάζονταιαλλούειδικοί,διαδικαστικοί(Willer1977,σ.21)ήστόχοισυμπεριφοράς(Slavin1986,σ.217).Περιγράφουνμεμεγαλύτερηλεπτο-μέρειατιςσυγκεκριμένεςδραστηριότητεςκαισυμπεριφο-ρέςτωνμαθητώνκαιαναφέρονταισυνήθωςσεειδικέςθε-ματικέςενότητεςτουαναλυτικούπρογράμματος.Ηεφαρμο-σιμότητατωνειδικώνστόχωνεξασφαλίζεταιαπότησαφήτουςδιατύπωση.Oιειδικοίστόχοιπρέπεισυνεπώςναεκ-πληρούνορισμένεςπροϋποθέσεις(Duit1981,σ.63):

• Ναορίζουντηντελικήσυμπεριφοράπουεπιδιώκεταικαιπουπρέπειναείναιάμεσαπαρατηρήσιμη.

• Ναορίζουνμεσαφήνειατοαντικείμενοστοοποίοαναφέ-ρονται.

• Ναπεριγράφουντιςαπαραίτητεςπαραμέτρους(π.χ.επι-τρεπόμεναβοηθητικάμέσα,προϋποθέσεις).

• Ναορίζουντομέσοαξιολόγησηςτηςεπίτευξηςικανοποι-ητικήςσυμπεριφοράς.

Παράδειγμα:Σ'έναφυλλάδιομεένανκατάλογοδέκααντι-κειμένων(προϋπ.3)νασημειωθούν(προϋπ.1)τουλάχιστον3(προϋπ.4)ταοποίαάγουντοηλεκτρικόρεύμα(προϋπ.2).

OιστόχοιγιατηδιδασκαλίατηςφυσικήςστηνΕ΄καιΣτ΄τάξητουδημοτικούσχολείουακολουθούντηνιεράρχησησετρίαεπίπεδα.Στοανώτατοεπίπεδογίνεταιαναφοράστουςσκο-πούςτηςδιδασκαλίαςτουμαθήματοςτων«φυσικών»,πουείναικοινοίγιατιςδύοτάξεις,ενώπεραιτέρωσυγκεκριμε-νοποιούνται«γενικέςεπιδιώξεις»γιατιςγενικέςθεματικέςενότητεςκαιειδικοίστόχοικάθεσυγκεκριμένηςενότητας.

Ησχέσητωνγενικώνμετουςειδικότερουςστόχουςείναισχέσηιεραρχική(Bleichroth1991α,σ.45).Oιπρώτοιηχούνσημαντικοίκαιποιοτικοί,ενώοιδεύτεροιδιατυπώνονταιστενάκαιεξειδικευμένα.Oγενικόςστόχος,γιαπαράδειγμα,«απόκτησηικανότηταςαναγνώρισηςτωνορίωντωνφυσικώνμεθόδων»ηχείποιοτικάσημαντικόςσεσχέσηπ.χ.μετονει-δικό«οιμαθητέςνασημειώσουνταμέρητηςμπαταρίαςσεένασκίτσο».Ηδιαφορετικήαυτήποιότηταπρέπειναγίνεταιαντιληπτήυπότοπρίσματουχρονικούορίζοντατωνστόχων.Oιγενικοίστόχοιδεναναφέρονταισεσυγκεκριμένεςδιδα-κτικέςενότητες,δενείναιδυνατήηεπίτευξήτουςσεσυ-γκεκριμένηδιδακτικήώρα.Ηπροσέγγισήτουςείναιαποτέ-λεσματηςσυνολικήςεξέλιξηςτουμαθήματος,τοοποίοδια-μορφώνεταισύμφωναμετουςειδικούςστόχουςσεκάθεδι-δακτικήώρα.

Παραστατικήαναλογίαδίνειηοριοθέτησητηςγενικήςαπο-στολήςτουσχολείουγιατηνπαροχήεκπαίδευσηςστουςμα-θητές(πρβλ.1.1).Oγενικόςαυτόςστόχοςεκτείνεταιστοσύνολοτωνμαθημάτωνπουπεριλαμβάνονταιστοσχολικόπρόγραμμαμιαςεκπαιδευτικήςβαθμίδας.Κάθεμάθημα,ασφαλώςκαιτομάθηματωνφυσικώνεπιστημών,έχειτορό-λοτουστηνπροσέγγισητουγενικούαυτούστόχου,δενεί-ναιόμωςδυνατόηεπίτευξήτουνακαλυφθείπλήρωςαπόέναμόνομάθηματουσχολικούπρογράμματος.

1.4.1.2 Κατηγοριοποίηση των διδακτικών στόχων

Μιαάλληδιάκρισητωνδιδακτικώνστόχωναναφέρεταιστοδιαχωρισμόσύμφωναμετιςδιαφορετικέςικανότητεςκαιδε-ξιότητες,τιςδιαφορετικέςσυμπεριφορέςπουεπιδιώκουμενακαλλιεργήσουμεστουςμαθητές.ΕπικρατέστερηείναιηκατηγοριοποίησηκατάτονBloom(Duit1981,σ.65)σεγνω-στικούς,συναισθηματικούςκαιψυχοκινητικούςστόχους.

Oιγνωστικοίστόχοιαναφέρονταιστιςγνώσειςπουπροσφέ-ρειτομάθημα,στιςνοητικέςικανότητεςπουκαλλιεργείκαικαλύπτουντουςτομείςτηςσκέψης,τηςαντίληψηςκαιτης

μνήμης.Oισυναισθηματικοίστόχοιαναφέρονταιστοενδια-φέρον,τιςαντιλήψεις,τιςστάσεις,τιςαξίεςκαιγενικάτασυναισθήματατουμαθητή.Μετουςστόχουςαυτούςεπιδιώ-κεταιηθετικήτοποθέτησητωνμαθητώνκαιηεκτίμησητωναπότομάθημαπροσφερόμενωνστοιχείων.Oιψυχοκινητικοίστόχοι,τέλος,αναφέρονταιστιςσωματικέςδεξιότητες.Στηνπερίπτωσητωνφυσικώνεπιστημών,μεταξύάλλων,στηνικανότηταχειρισμούμετρητικώνδιατάξεων,στηνκατασκευήτηςπειραματικήςδιάταξης,στηνεξοικείωσημετηχρήση

24

οργάνωνκαιυλικών.Στηδιδασκαλία,γιαπαράδειγμα,τουνόμουτουHooke,στογνωστικότομέα,στόχοςμπορείναεί-ναιηκατανόησητηςαναλογίαςδύναμης-απόστασηςήηκατανόησητουορίουελαστικότηταςτουελατηρίου,στοσυ-ναισθηματικότομέαηκαλλιέργειατηςπροθυμίαςενασχόλη-σηςμετοφαινόμενο,ηαφύπνισηενδεχόμενουενδιαφέρο-ντοςμεαναφορέςσεπεδίαεφαρμογών,ενώστονψυχοκινη-τικότομέαηικανότητατουμαθητήναοργανώσειτηνπειρα-ματικήδιάταξη,ναεκτελέσειτιςμετρήσειςήναιδιοκατα-σκευάσειδυναμόμετρο.

Είναιπροφανέςότιπολλοίδιδακτικοίστόχοιαναφέρονταισεπερισσότερουςαπόέναντωνπροαναφερθέντωντομέων(Duit1981,σ.66).Ακόμηκαιστόχοιπουφαίνεταιναπροσα-νατολίζονταιστογνωστικότομέα,όπωςγιαπαράδειγμαηεπιδίωξητηςκατανόησηςενόςφυσικούφαινομένου,είναιέντονασυσχετισμένοιμεσυναισθηματικούςστόχους(όπωςπ.χ.τοενδιαφέροντουμαθητήναασχοληθείμετοσυγκε-κριμένοθέμα)ήψυχοκινητικούςστόχους(ότανεπιλέγεταιη

πειραματικήπροσέγγιση).Ηαναφοράστιςπαραπάνωκατη-γορίεςεξυπηρετείκυρίωςτηνανάγκητηςανάλυσης,ώστενατονιστείημονομερήςβαρύτηταπουσυνήθωςδίνεταιστουςγνωστικούςστόχουςσεσχέσημετουςσυναισθηματι-κούςκαιψυχοκινητικούςστησχολικήπρακτική(Woolfolk1987,σ.392).

Ηιδιαίτερηέμφασηπουδίνεταιστουςγνωστικούςστόχουςπροβληματίζειιδιαίτεραόσοναφοράστομάθηματωνφυσι-κώνεπιστημών.Είναιπροφανέςότιηεπιλογήτηςπειραμα-τικήςδιδασκαλίαςπέρααπότουςγνωστικούςστόχουςεξυπηρετείκαιαναβαθμίζειτουςψυχοκινητικούςκαισυναι-σθηματικούςστόχους,τωνοποίωνηπροσέγγισηαπόάλλαθεωρητικότεραμαθήματατουσχολικούπρογράμματοςδενείναιδυνατή.Αντίστροφα,ηδυνατότηταεπιδίωξηςτωνστόχωναυτώναπόλιγότεραμαθήματααποτελείεπιπλέονεπιχείρημαγιατηνπροτίμησηπειραματικήςδιδακτικήςμε-θοδολογίας.

1.4.2 Βασικοί γενικοί διδακτικοί στόχοι της προτεινόμενης προσέγγισης

1.4.2.1 Εξοικείωση με την επιστημονική μεθοδολογία

Απότιςπιοπαρεξηγημένεςέννοιεςτωνημερώνμαςείναιηέννοια«επιστημονικός».Oιλέξειςεπιστήμοναςκαιεπιστή-μηπροδιαθέτουνγιακάτιδύσκολο,ξένοκαιαπρόσιτογιατονπολύκόσμο.Γιατηνεπιστήμηχρειάζονταιειδικοίχώροι,εργαστήρια,ακριβόςκαιεξειδικευμένοςεξοπλισμός.ΣεμίαέρευναστοΗνωμένοΒασίλειο(Newton1992)ζητήθηκεαπόμαθητέςηλικίας4έως11χρόνωνναζωγραφίσουνένανεπι-στήμονα.Ηέρευναέδειξετηνύπαρξηενόςστερεότυπουαπότηνηλικίακιόλαςτωνέξιχρόνων,πουυποδηλώνειτηναποξένωσηπουαισθάνονταιταπαιδιάαπότηνέννοια«επι-στημονικός».Άσπρεςφόρμες,γυαλιάκαιπλήθοςοργάνωννατονπεριστοιχίζουνείναιησυνήθηςαντίληψηγιατονεπι-στήμονα.ΑνάλογεςπαρατηρήσειςαναφέρουνοιSolomon,

DureenκαιScott(1994)καθώςκαιοιNewton&Newton(1998).Χρέοςτουμαθήματοςτωνφυσικώνεπιστημώνείναιναανατρέψειταστερεότυπααυτά,οδηγώνταςτουςμαθητέςστηνκατανόησητηςεπιστημονικήςμεθοδολογίαςκαιμ'αυ-τόντοντρόποστηναπομυθοποίησητουεπιστήμονα.Ησυνι-στώσααυτήτουμαθήματοςπροδιαγράφεταιγενικάκαιστααναλυτικάπρογράμματα,χωρίςόμωςναεξειδικεύεταιτοπώςαυτήθαεπιτευχθεί.

«Αποστολήτουεπιστήμοναείναιμεαφετηρίατηνήδηυπάρ-χουσαγνώσηναδιατυπώσειυποθέσειςκαιθεωρίεςκαιναεκτελέσειπειράματαπουεπιβεβαιώνουνήαπορρίπτουντιςνέεςαυτέςθεωρίες»(Bondi1977).Μεβάσητονορισμόαυ-

Όπωςαναλύθηκεστηνπαράγραφο1.1,παιδαγωγική-διδα-κτικήβάσητηςπροτεινόμενηςπροσέγγισηςαποτελείηαντι-μετώπισητωνφυσικώνεπιστημώνωςμαθήματοςγενικήςπαιδείας,πουκαλείταιναπαράσχειστοσύνολοτωνμαθη-τώνπρακτικάεφαρμόσιμηγνώση,χρήσιμηγιατηνκαθημερι-νήτουςζωή.Στηνπροτεινόμενηπροσέγγισηεπιδιώκεταιηαναγωγήτωνθεμάτωνπουμελετώνταισεπροβλήματα,ταοποίαοιμαθητέςκαλούνταινααντιμετωπίσουνμεβάσηπει-ράματα,πουοργανώνουναυτόνομα.Μετοντρόποαυτόπέ-ρααπότουςδεδομένουςγνωστικούςστόχουςπουπεριγρά-φονταιστοαναλυτικόπρόγραμμα,εξυπηρετούνταιαποτελε-σματικάψυχοκινητικοίκαισυναισθηματικοίστόχοι.Στηνπα-ράγραφοαυτήπεριγράφονταιοιβασικοίγενικοίδιδακτικοί

στόχοιτηςπροτεινόμενηςπροσέγγισης.Oιστόχοιπουπερι-γράφονταιεδώδεναναιρούντοπροδιαγραφόμενοαπότοαναλυτικόπρόγραμμαπλαίσιοστόχων.Λειτουργούνσυμπλη-ρωματικάπερισσότεροωςβασικέςαρχέςπουδιέπουντηδιδασκαλίαδίνονταςτοστίγματηςβαρύτηταςσεσυγκεκρι-μέναδιδακτικάστοιχεία,πουστηνπροτεινόμενηδιδακτικήπαρέμβασηέχουνιδιαίτερησημασίακαιτηνπαρακολουθούνσεόλαταστάδιαεφαρμογής.Ηδιατύπωσήτουςδεστερεί-ταιγενικότητας.Ησύνδεσηκαιεφαρμογήτουςόμωςμετησυγκεκριμένημεθοδολογία,πουπεριγράφεταιαναλυτικάπαρακάτω,καθώςκαιτουςειδικότερουςστόχουςπουανα-φέρονταισεκάθεκεφάλαιο,τουςδίνειπρακτικάεφαρμόσι-μη,ουσιαστικήδιάσταση.

25

τόηπροσέγγισητηςεπιστημονικήςμεθοδολογίαςείναιδυ-νατήακόμηκαιστοδημοτικόσχολείο.Σημασίαδενέχειτόσοτοεπίπεδοτωνπειραμάτωνκαιηδυσκολίατωνφαινομένων,όσοημεθοδολογικήπροσέγγισημευπόθεση,πείραμακαισυμπέρασμα,πουεπιβεβαιώνειήαπορρίπτειτηνυπόθεση.ΚατάτονHodson(1992)«ηστροφήτωναναλυτικώνπρο-γραμμάτωναπότηδιδασκαλίατηςεπιστήμηςωςενόςσυνό-λουκατεστημένηςγνώσηςστηνκατεύθυνσητηςαντίληψηςότιηεπιστήμηείναιημέθοδοςπουπαράγεικαιαξιολογείγνώσηείναιίσωςησημαντικότερηαλλαγήτοτελευταίοτέ-ταρτοτουαιώναμας».Ηπροσέγγισητηςεπιστημονικήςμε-θοδολογίαςπρέπειναέχειβιωματικήδιάσταση:«ηιδέαπολλώνπρογραμμάτωνείναιότιομαθητήςοίδιοςπρέπειναέχειτορόλοτουεπιστήμοναπαράναμαθαίνειγιατηνεπιστήμη»(Sandford1988).Ησυνέπειακαιημεθοδικότηταπρέπεινακαθορίζουντηνεργασίατουμαθητήκαιστοπιοαπλόπείραμα:«Ανπιστεύουμεότιτομάθημαστοδημοτικόσχολείοπρέπειναανταποκρίνεταιστηνκαθημερινήεμπει-ρία,τομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνείναιέναδυναμικόεργαλείο.Όχιτόσογιατίμεταδίδειγνώσειςγιατοφυσικόκόσμο,όσογιατονεπιστημονικότρόποσκέψηςπουτοχα-

ρακτηρίζει.Είναιαυτονόητοότιταπαιδιάενδιαφέρονταιγιατοσώματους,τοναέρα,ταυλικάγύρωτους,τασώματαπουκινούνται...Τααντικείμενααυτάμπορούννααντιμετωπι-στούναπότομάθημα.Αναντιμετωπιστούνεπιστημονικά,ηκατάκτησητηςεπιστημονικήςμεθοδολογίαςαπόταπαιδιάείναιαυτονόητη»(Ward1983,σ.1).Στηνπροτεινόμενηδι-δακτικήπροσέγγισηηπροσπάθειαμετάδοσηςτηςεπιστημο-νικήςμεθοδολογίαςείναιεμφανήςκαισυστηματική.Στοδεύτεροκαιτρίτοφύλλοεργασίαςτηςεισαγωγήςτουβιβλί-ουπαρουσιάζονταιπαραστατικάταβασικάστάδιατηςεπι-στημονικήςδιερεύνησης:προβληματισμός,υπόθεση,πείρα-μα,παρατήρηση,επιβεβαίωσηήαπόρριψητηςυπόθεσης,εξαγωγήσυμπεράσματος,γενίκευση.Ταβασικάαυτάστάδιατηςεπιστημονικήςμεθοδολογίαςακολουθούνταιμεσυνέ-πειασεόλητηνέκτασητουβιβλίουτουμαθητή.Oιμαθητέςακολουθούνκατάτηνεργασίατουςταβασικάστάδιατηςεπιστημονικήςμεθόδου,ακόμηκαισταπειράματαπουεκτε-λούναυτόνομαστοσπίτιχρησιμοποιώνταςαπλάμέσα.Ηεξοικείωσημετηνεπιστημονικήμεθοδολογίαεπιτρέπειστουςμαθητέςτηναυτόνομηδιεύρυνσητουγνωστικούτουςυπόβαθρου.

1.4.2.2 Σύνδεση του μαθήματος με την καθημερινότητα

Oιφυσικέςεπιστήμεςαφορούνστημελέτητουκόσμουγύρωμας.Τομάθημασυνεπώςδενμπορεί,δενπρέπειναείναιαποκομμένοαπότιςεμπειρίεςπουομαθητήςσυγκεντρώνειαπότηνκαθημερινήτουεπαφήμεταφαινόμεναγύρωτου.Ηαναφοράσεπροβλήματατηςκαθημερινότηταςδίνειστομα-θητήτοστίγματηςεφαρμοσιμότηταςτηςεπιστήμης.«Πρέ-πειναεπισημαίνουμεστουςμαθητέςότιταφαινόμενατωνφυσικώνεπιστημώνσυμβαίνουνπαντούστονκόσμογύρωμας,όχιμόνοσεειδικάεργαστήριακαιυπόειδικέςσυνθή-κες»(Bentley&Watts1992,σ.32).

Ησύνδεσητουμαθήματοςμετηνκαθημερινήζωήείναισυ-στηματικήστηνπροτεινόμενηδιδακτικήπροσέγγιση.Ταει-σαγωγικάερεθίσματα,οιεργασίεςγιατοσπίτικαιπολλάαπότακείμεναστοβιβλίοαναφοράςπραγματεύονταιφυσικάφαινόμενα,πουοιμαθητέςέχουνπαρατηρήσειστηνκαθη-μερινήτουςζωή.Σεκάθεφύλλοεργασίαςέχειγίνειπρο-σπάθειαναεξασφαλίζεταιηεπέκτασηκαιαναφοράτουνέουγνωστικούυλικούσεόσοτοδυνατόνευρύτεραπαραδείγμα-τακαθημερινήςεφαρμογής.Ηδιαδικασίαμετηνοποίααυτόεπιτυγχάνεταιμπορείναέχειδιαφορετικέςμορφές.Αλλούτοκαθημερινόφαινόμενο,ειδικάανείναιπολύγνωστό,ει-σάγεταιστηφάσητουπροβληματισμού,ώστετομάθημαναπεριστραφείγύρωαπότηνπροσπάθειαερμηνείαςτου,αλ-λούτοκαθημερινόφαινόμενοπαρουσιάζεταιστηφάσητηςεμπέδωσηςωςευρύτεροπαράδειγμααναφοράςκαιεπέκτα-σηςτουμαθήματος.

Ησύνδεσητουμαθήματοςμετηνκαθημερινότηταδημιουρ-γείστομαθητήαυτόνομεςευκαιρίεςεπανάληψης.Αν,γιαπαράδειγμα,οιμαθητέςσυνδέσουντοφαινόμενοτηςδια-στολήςτωνστερεώνπουμελέτησανστηντάξημετηδιαφο-ρετικήμορφήτωνσυρμάτωντηςΔΕΗτοχειμώνακαιτοκα-λοκαίρι,είναιπιθανό,ότανπαρατηρούντασύρματατηςΔΕΗ,ναανακαλούνόσαέμαθανγιατηδιαστολήτωνστερε-ώνστοσχολείο.Μεαυτήτηδιαδικασίαοινέεςγνώσειςπουαποκτώνταιστοσχολείοεπαναλαμβάνονταισετακτάδιαστή-ματα,χωρίςκαναυτήηεπανάληψηναγίνεταισυνειδητά.Αναμφίβολαηδιαδικασίααυτήσυντελείστηναποτελεσματι-κότερηεμπέδωσητωνγνωστικώνστοιχείων.

Σύμφωναμεταπαραπάνωκρίνεταιαναγκαίαηαντιμετώπισησταπλαίσιατουμαθήματοςκαιτωντεχνολογικώνεφαρμο-γώνπουχρησιμοποιούμεκαθημερινάόλοιμας(Berge1982,σ.11).Πέρααπότηνπρακτικήχρησιμότητα,ηκατανόησητηςαρχήςλειτουργίαςτουςβοηθάστηνανάπτυξητηςκριτι-κήςστάσηςαπέναντισεεφαρμογέςπουέχουνδυσάρεστεςσυνέπειες.Τομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνβοηθάέτσιτουςμαθητέςνακατανοήσουνότιηλειτουργίατηςτεχνολο-γίαςβασίζεταισεαπλέςήσυνθετότερεςεφαρμογέςτωνόσωνδιδάσκονταιστοσχολείο.Ταεπιτεύγματατουπολιτι-σμούμαςπρέπειναανάγονταιστησωστήτουςδιάστασηωςκατασκευέςπουέχουνσκοπόναμαςδιευκολύνουν,αλλάπαράλληλασυντελούνστηδημιουργίαάλλωνπροβλημάτων(οικολογικήκρίση,υπερκατανάλωσηενέργειαςκ.τ.λ.).

26

Oδάσκαλοςείναιοβασικόςυπεύθυνοςγιατηνεξέλιξη,τηνεπιτυχίαήαποτυχίατηςδιδακτικής-μαθησιακήςπορείας.Ηεπιλογήτηςδιδακτικήςμεθοδολογίαςκαιπρακτικήςείναι

δικήτουευθύνη,απ'αυτόνεξαρτάταισεμεγάλοβαθμόηεξέλιξητηςστάσηςτωνμαθητών(Σάββας1996,σ.58κ.ε.).Oρόλοςτουστησχολικήπρακτικήείναισύνθετοςκαικαθο-

Oιτεχνικέςκατασκευέςμπορούνναβοηθήσουνστησύνδε-σητωνφυσικώνεπιστημώνμετηνκαθημερινότητα.Ηδιδα-σκαλίατηςροπήςαποκτάπρακτικήσημασίααναναφερθείστηνπένσα,ηαγωγήτηςθερμότηταςστοηλεκτρικόσίδεροκ.ο.κ.Ηκατανόησητουτρόπουλειτουργίαςτωντεχνολογι-

κώνκατασκευώναπαιτείπολλέςφορέςτησύνθεσηγνώσηςαπόδιαφορετικέςενότητες,αφούοδιαχωρισμόςαυτόςέχειμόνομεθοδολογικόσκοπό.Τοηλεκτρικόσίδεροπ.χ.πέρααπότηναγωγήθερμότηταςμπορείνααναφερθείωςπαρά-δειγμακαιγιαταθερμικάαποτελέσματατουρεύματοςκ.ο.κ.

1.4.2.3 Συστηματική προσέγγιση της έννοιας «ενέργεια»

1.5 Στοιχεία διαμόρφωσης ενδιαφέροντος - αποτελεσματικού μαθήματος

«…η διδασκαλία και η παρουσίαση της φυσικής είναι τελικά δυσκολότερες από την έρευνα. Η έρευνα είναι επιστημονική δραστηριότητα, η διδασκαλία και η παρουσίαση απαιτούν το συνδυασμό επιστήμης και τέχνης.»

V. Weisskopf 1

1.5.1 O ρόλος του δασκάλου

1V.Weisskopf

ΗδιδασκαλίατωνσχετικώνμετηνενέργειαεννοιώνστοΔη-μοτικόσχολείοείναιαναμφίβολαδύσκολη.Στηνπροτεινόμε-νηδιδακτικήπροσέγγισηγίνεταισυστηματικήπροσπάθειαγιατηνεξοικείωσητωνμαθητώνμετηδύσκοληαυτήέννοια.Πέρααπότοκεφάλαιο«Ενέργεια»,ηέννοιατηςενέργειαςαναφέρεταικαισεόσααπότακεφάλαιαέχουνενεργειακήδιάσταση,όπωςγιαπαράδειγμαστακεφάλαια«Ήχος»,«Φως»,«Θερμοκρασία-θερμότητα»,«Ηλεκτρισμός».Έμ-φασηδίνεταιστηναρχήδιατήρησηςτηςενέργειας.Ακόμηκαιστοεπίπεδοτηςγλώσσαςέχειγίνεισυστηματικήπρο-

σπάθειαγιατηναποφυγήλέξεων,όπως«καταναλώνεται»,«ξοδεύεται»,«παράγεται»κ.τ.λ.,έτσιώστεηαρχήτηςδια-τήρησηςναπαρουσιάζεταιμεσαφήνειακαισυνέπειαστουςμαθητές.Στηναναλυτικήπαρουσίασητωνφύλλωνεργασίαςδίνονταιειδικέςοδηγίεςγιατηδιδακτικήαντιμετώπισητηςέννοιας«ενέργεια».Σημαντικόείναιηαναφοράσεαυτήναείναισυστηματική,μετηνεπισήμανσηόμωςότιπρέπεινααποφεύγονταιπρόωρεςπροσπάθειεςερμηνείαςφαινομέ-νωνπουοιμαθητέςδυσκολεύονταινακατανοήσουν.

Τοενδιαφέροντωνμαθητώνγιατοσχολικόμάθημααποτε-λείσημαντικόπαράγοντατηςδιάθεσηςσυμμετοχήςσ'αυτό.Ηθετικήστάσηδημιουργείτακίνητραπουείναιαπαραίτηταγιατηναντιμετώπισητωνδύσκολωνφάσεωντηςμαθησια-κήςπορείας.Ηεπίγνωσηότιηκοπιαστικήπροσπάθειαθαοδηγήσειστηνκατανόησηενδιαφερόντωννέωνστοιχείωνείναιηαποτελεσματικότερηπαρώθησηγιατηνπροσπάθειατουμαθητή.«Ηεπιτυχίαστοσυναισθηματικότομέαπροωθείτηνεπίτευξητωνγνωστικώνστόχων.Αντίστοιχαηικανοποί-ησηαπότηνεπιτυχήαντιμετώπισητωνγνωστικώνστόχωνέχει τις επιδράσεις της στο συναισθηματικό τομέα»(Ormerod1987,σ.86).

Ηανάλυσητωνπαραμέτρωνπουσυντελούνστηδιαμόρφω-σηενδιαφέροντοςκαιαποτελεσματικούμαθήματοςείναισύνθετηκαιυποκειμενική.Αυτόπουγιαέναμαθητήείναι

ενδιαφέρονδενείναιυποχρεωτικάγιαόλουςενδιαφέρον.Ηδιαπίστωσηστοιχείωνπουσυντελούνστηβελτίωσητωνδι-δακτικώνπροσεγγίσεωνπροκύπτειαπόεμπειρικέςέρευνεςκαιαξιολογείταιαπότηναποτίμησητηςεπιτυχίαςδιδακτι-κώνπαρεμβάσεων,οιοποίεςεπικεντρώνουνστασχετικάστοιχεία.

Στηνπαράγραφοαυτήαναλύονταιτρειςσυνιστώσεςοιοποί-εςεμφανίζονταικοινάπαραδεκτέςστοσύνολοτηςσχετικήςβιβλιογραφίας(Σάββας1996):ορόλοςτουδασκάλουστηδιαμόρφωσητηςστάσηςτωνμαθητών,οπαραλληλισμόςτουπεριεχομένουτουμαθήματοςμεταενδιαφέροντατωνμαθη-τώνκαιημεγιστοποίησητηςσυμμετοχήςτωνμαθητώνστηδιδακτική-μαθησιακήδιαδικασία.Αναφοράγίνεταιεπίσηςστιςπρώιμεςκαιεσφαλμένεςαντιλήψεις,καθώςκαιστιςτεχνικέςαντιμετώπισήςτους.

27

ριστικός.Πέρααπότιςπροσδοκίεςτωνμαθητώνπρέπεινασυνυπολογίζεικαιναικανοποιείτιςπροσδοκίεςτωνγονιών,συναδέλφων,επιθεωρητών,αλλάκαιτουευρύτερουκοινω-νικούσυνόλου(Härle1978,σ.97).Στηνελληνικήσχολικήπραγματικότητατοεύροςτωνεπιλογώνπουέχειστηδιάθε-σήτουείναιαναντίστοιχομετηνευθύνημετηνοποίαείναιεπιφορτισμένος.Τοαναλυτικόπρόγραμμακαιτοβιβλίοτουδασκάλουπεριορίζουντιςδυνατότητεςεπιλογών,προδια-γράφουναυστηράτηνεξέλιξητουμαθήματος,μετρόποτέ-τοιοπουναείναιεφαρμόσιμηόμοιασεόλατασχολείατηςχώρας.Κατηγοριοποιώνταςτιςσυνιστώσεςστιςοποίεςμπορείναδοθείουσιαστικήβοήθειαστοδάσκαλοκαταλήγεικανείςεύκολασεδύοτομείς:τοθεματικόκαιτονπαιδαγω-γικό.Στουςδύοαυτούςτομείςεπιδιώκεταιναπροσφέρειπρακτικήβοήθειατοβιβλίοαυτό.

Αναμφισβήτητηπροϋπόθεσηγιατηνεπιτυχήμετάδοσηενόςαντικειμένουείναιηεπαρκήςτουγνώση,πέρακαιπάνωαπότοαπλοποιημένοεπίπεδοστοοποίοκαλείταινατοπα-ρουσιάσειστουςμαθητές.Oδάσκαλοςπρέπεινααισθάνε-ταιτηνασφάλειαότικατέχειουσιαστικάτοαντικείμενοπουδιδάσκει,ότιείναισεθέσηνααπαντήσειικανοποιητικάστιςερωτήσειςτωνμαθητών,απλοποιώνταςτιςέννοιεςχωρίςόμωςνααλλοιώνειτηλογικήτους(Frensham,2001).Ηπλη-ρότητατηςεπιστημονικήςκατάρτισηςδίνειστοδάσκαλοτηναυτοπεποίθησηπουείναιαπαραίτητηγιατηδιδασκαλία(Appleton1995,Harlen&Holroyd,1997).

Μετηναναφοράστονπαιδαγωγικότομέατηςκατάρτισηςκαλύπτεταιηαπαραίτητηικανότητατουδασκάλουναπρο-σαρμόζειτιςγνώσειςτουκαιναεξειδικεύειτηδιδακτικήδιαδικασία με κριτήριο τ ις ανάγκες των μαθητών(Gunstone,2001).Ανάμεσασεκάθεδιδακτικήπρότασηκαιτουςμαθητέςμεσολαβείοδάσκαλος.Αυτόςθατηνεφαρ-μόσειστηνπράξη,απ'αυτόνθακριθείσεμεγάλοβαθμόαντααποτελέσματαθαείναιτααναμενόμενα.Ηκαλύτερηκαιαποτελεσματικότερηδιδακτικήπαρέμβασηθαείναιανεπι-τυχής,ανοδάσκαλοςδεντηνυλοποιήσειθετικά,ανηστά-σητουστηντάξηδενεπιτρέπειστουςμαθητέςτηναξιο-ποίησητωνθετικώντηςσημείων(Arons1992,σ.478).Oιδύοβασικέςσυνεπώςσυνιστώσες,ηθεματικήκαιηπαιδα-γωγική,πρέπειναισορροπούνμετελικόστόχοτηβελτι-στοποίησητουμαθήματος.

Hμετατόπισητουκέντρουβάρουςτουμαθήματοςαπότοδάσκαλοστομαθητή,ηυιοθέτησημοντέλουδιδασκαλίαςπροσανατολισμένουστομαθητή,προϋπoθέτειτηνκαθιέρω-

σησχέσηςεμπιστοσύνης,πουθαεπιτρέψειστουςμαθητέςν'αξιοποιήσουνταπεριθώριααυτενέργειαςκαισυμμετοχήςστημαθησιακήτουςπορεία.Σήμεραοδάσκαλοςεξασκείπλήρωςτηνεξουσίατουγιατηνισχυροποίησητηςθέσηςτουστηντάξηκαιτονκαθορισμόκατάαποκλειστικότητατωνπαραμέτρωντουμαθήματος.Ηαπεμπόλησητηςαποκλειστι-κήςαυτήςεξουσίαςκαιοπροσανατολισμόςτουμαθήματοςστομαθητήμετατοπίζουντηδιδασκαλίααπότηναφηρημένημετάδοσηγνωστικώνστοιχείωνσεσυναισθηματικάφορτι-σμένηβιωματικήεμπειρία.Ηεξουσίατουδασκάλουστηντά-ξηείναιδεδομένη(Becker1991β,σ.25).Προϋπόθεσηγιατηνεπιτυχίατηςδιδασκαλίαςείναιηχρήσητηςεξουσίαςαυτήςγιατονκαθορισμότουπεριβάλλοντοςεμπιστοσύνης,τοσυντονισμότηςομάδαςστηδημιουργικήσυνεργασίαμέ-σααπόκανόνεςπουεξασφαλίζουντηνελευθερίαέκφρα-σης,τοσεβασμόκαιτηναλληλοεκτίμησητωνμελώντης,τηνκαθιέρωσηενόςκλίματοςσυναισθηματικήςζεστασιάς,όπουομαθητήςχωρίςτοφόβοτουχλευασμούκαιτηςαπόρριψηςνιώθειτηνασφάλειαναδιατυπώσειτηνάποψήτουακόμηκαιαναυτήείναιλανθασμένη,ενόςπεριβάλλοντοςασφάλειαςστοοποίοοδάσκαλοςέχειτορόλοτουσυμβούλουπουβοη-θάτουςμαθητέςστηνπραγματοποίησηαυτόνομωνμαθησια-κώνδραστηριοτήτων(Riedl1978,σ.41).Είναιπροφανέςότιηκαθιέρωσητηςσχέσηςαυτήςδενείναιδυνατόναγίνειαναγκαστικάούτεμπορείναπροδιαγραφείστοβιβλίογιατοδάσκαλομε«συνταγέςσυμπεριφοράς».Ανοδάσκαλοςδεναποδέχεταισυνειδητάτηνανάγκηκαθιέρωσήςτης,δενεί-ναιδυνατήηεπιτυχία.Αναμφίβολαηπροσωπικότητάτουκαιηπαιδαγωγικήτουστάσηαπέναντιστουςμαθητέςαντανα-κλώνταιστοεπίπεδοτηςσχέσηςμεταξύτωνμελώντηςτά-ξης.Ησχέσηαυτήκαθορίζεταιαπότηδυναμικήαλληλοε-ξάρτησητωνκοινωνικώνκαιψυχολογικώνπαραμέτρωνπουεπιδρούνστηδιδακτικήδιαδικασίακαιδιαμορφώνουντηνποιότητατηςεπικοινωνίας.Ησημασίαπουπροσδίδουνοιμαθητέςστοδάσκαλογιατηδιαμόρφωσητηςστάσηςτουςδίνειτοστίγματηςσημαντικότηταςτουρόλουτου.Πέρακαιπάνωαπότηδιδακτέαύληπρέπειναείναισαφέςότιηδιδα-κτικήδιαδικασίαβασίζεταισεσχέσηανθρώπινη,τησχέσητουδασκάλουμετουςμαθητές,τωνοποίωνοιπαιδαγωγι-κέςκαιεκπαιδευτικέςανάγκεςέχουνπροτεραιότητασεσχέσημετιςεπιταγέςτουαναλυτικούπρογράμματοςγιατηνεξέλιξητηςύλης.Τοπλέγματηςσχέσηςτωνμαθητώνμετοδάσκαλοαλλάκαιτωνμαθητώνμεταξύτουςείναικα-θοριστικόγιατηνεπιτυχίακάθεδιδακτικήςπροσπάθειας.

1.5.2 Παραλληλισμός του περιεχομένου του μαθήματος με τα ενδιαφέροντα των μαθητών

Oπροσανατολισμόςτουμαθήματοςσταενδιαφέροντατωνμαθητώνπροϋποθέτειτονεντοπισμότουμαθητικούενδια-

φέροντοςγιακάθεθεματικόπεδίο.Oισχετικέςέρευνες(Weltner1979α,Bramer1986,Ormerod1987,Nielsen1988,

28

Bleichroth1989,Jerke1992,Todt1993,Dengler1995)ανα-φέρονταιστηνανάγκηεπιλογήςτουπεριεχομένουσεανα-φοράμετονκαθημερινόφυσικόπερίγυροκαιτααντίστοιχαφαινόμενα,καθώςκαισεαναφοράμετιςτεχνολογικέςεφαρμογές.Ηδιαφοροποίησητουενδιαφέροντοςαγοριώνκαικοριτσιών(Nolte1985),μετουςμαθητέςναπροτιμούντιςτεχνολογικέςεφαρμογέςκαιτιςμαθήτριεςτακαθημερι-νάφυσικάφαινόμενα,φαίνεταιναδημιουργείδίλημμαγιατιςπροτεραιότητεςτουμαθήματος.Τοδίλημμαείναιπλασματι-κό.Ανπροσπαθήσουμεναοριοθετήσουμετηντεχνολογία,τουλάχιστονστοεπίπεδοπουοιφυσικέςαρχέςπουδιδά-σκονταιστιςδυοπρώτεςβαθμίδεςβρίσκουνεφαρμογή,θαδούμεότισεμεγάλοβαθμότεχνολογίακαικαθημερινόςπε-ρίγυροςταυτίζονται.Γιατίοδιακόπτηςτουοικιακούφωτι-σμού,τοηλεκτρικόσίδερο,οηλιακόςθερμοσίφωνας,οκα-ρυοθραύστης,ητραμπάλα,τοπόμολοτηςπόρτας,τακιάλια,ταμηχανήματααναπαραγωγήςτουήχου...,ενώαποτελούντεχνολογικέςεφαρμογές,ανήκουνχωρίςαμφιβολίαστοπε-δίοτηςκαθημερινήςενασχόλησηςτωνμαθητών.

Ηπροσπάθειαπροσανατολισμούτουμαθήματοςσταενδια-φέροντατωνμαθητώνδεσημαίνειότιμπορείναανατραπείηαλληλουχίατηςεξέλιξηςτηςύλης.Μεδεδομένητηνεξέ-λιξητηςύληςοπαραλληλισμόςτουμαθήματοςσταενδιαφέ-ροντατωνμαθητώνείναιεφικτόςμεσυχνέςκαισυνεχείςαναφορέςτουπεριεχομένουτουμαθήματοςστααντίστοιχαφαινόμενατουκαθημερινούπερίγυρουκαιστιςαντίστοιχες

τεχνολογικέςεφαρμογές.Hεπίγνωσητωνμαθητώνότιοστόχοςτουμαθήματοςδενείναιαφηρημένοςαλλάσυγκε-κριμενοποιείταιεξαρχήςστηνπροσπάθειακατανόησηςκαιερμηνευτικήςπροσέγγισηςενόςφαινομένουήμιαςτεχνο-λογικήςεφαρμογήςδημιουργείσημαντικάθετικάκίνητραγιασυμμετοχήστημαθησιακήπορεία(Todt1993).Ηδομήτουσχολικούμαθήματοςθαέπρεπεναεπιτρέπεισεκάθεδά-σκαλοναανιχνεύειτασυγκεκριμέναενδιαφέροντατωνμα-θητώνστουςοποίουςδιδάσκεικαιναπροσαρμόζειανάλογατομάθημα,αντλώνταςπαραδείγματακαιεφαρμογέςαπότοπεδίοτωνειδικώντουςενδιαφερόντων.Σεπεριορισμένοβαθμόηδυνατότηταπροσαρμογήςτουμαθήματοςσταενδι-αφέροντατωνμαθητώνείναιεφικτήσταπλαίσιατηςπροτει-νόμενηςπροσέγγισης.Σύμφωναμετιςπροδιαγραφέςτουαναλυτικούπρογράμματοςταφύλλαεργασίαςστοβιβλίοτουμαθητήείναιαυστηράδομημένα,σπάνιαόμωςηδιδασκαλίαενόςκεφαλαίουπροϋποθέτειγνώσειςαπόάλλακεφάλαια.Μεδεδομένεςκαιτιςπαρατηρήσειςγιατηνέκτασητουβι-βλίου(πρβλ.1.8)οδάσκαλοςέχειτηδυνατότητανααλλάξειτησειράτωνκεφαλαίων,πολλέςφορέςακόμηκαιτησειράτωνφύλλωνεργασίαςσεένακεφάλαιο,προτάσσονταςτηδιδασκαλίατωνστοιχείωνεκείνωνπουσυναντούντοαυξη-μένοενδιαφέροντωνμαθητών.Ηέμφασηπρέπειναδίνεταιστηνποιότητατουμαθήματος,στησυνεπήεφαρμογήτηςερευνητικήςμεθοδολογίαςκαιόχιστηνέκτασητηςύληςπουθαδιδαχθεί.

1.5.3 Μεγιστοποίηση της συμμετοχής των μαθητών στη μαθησιακή πορεία

Ηενεργόςσυμμετοχήτωνμαθητώνστηνεξέλιξητουμαθή-ματοςαναφέρεταιστηβιβλιογραφίαωςσημαντικόστοιχείοαναβάθμισηςτουενδιαφέροντοςκαιπαρώθησηςγιατομά-θημα(Weltner1979α,Bramer1986,Harreis1990,Lechner1992α,Todt1993).Σεαντίθεσημετηδεκτικήακρόασηδια-λέξεωντουδασκάλουήτηνανάγνωσηκειμένωντουβιβλίου,ηπαραγωγικήδραστηριοποίησημέσααπόενεργητικέςπρω-τοβουλίεςεγγυάταιπέρααπότοαυξημένοενδιαφέροντηνκαλύτερηαφομοίωση,αφούτογνωστικόυλικόαποκτάβιω-ματικήδιάσταση.

Ανγιακάποιαμαθήματαηεξασφάλισητηςσυμμετοχήςτωνμαθητώνείναιδύσκολη,οπότεημετωπική,θεωρητικήμετά-δοσητουπεριεχομένουτουμαθήματοςείναιαναγκαίακαικατάσυνέπειαηπαθητικήστάσητωνμαθητώνμπορείναδι-καιολογηθεί,στιςφυσικέςεπιστήμεςηαντίστοιχηπρακτικήείναιαδικαιολόγητη.Σεκανέναάλλοσχολικόμάθημαησυμ-μετοχήτωνμαθητώνδενείναιτόσοεύκολαπροσεγγίσιμηόσοστιςφυσικέςεπιστήμες,τωνοποίωνηίδιαηδομήεπι-βάλλειτηνενεργητικήδραστηριότητατωνμαθητών.Ησυμ-

μετοχήτωνμαθητώνσεκαμιάπερίπτωση δενπρέπειναπε-ριορίζεταιστηνεκτέλεσηπειραμάτων.Ηπροσέγγισητηςεπιστημονικήςμεθοδολογίαςκαθιστάαναγκαίατηνευρύτε-ρηδραστηριοποίησητωνμαθητώνμέσακαιέξωαπότησχο-λικήαίθουσα.Ησυστηματικήπαρατήρησητουπεριβάλλο-ντοςκόσμου,ηδιατύπωσηυπόθεσης,ηαξιολόγησητωνσυ-μπερασμάτωναποτελούνπεδίασταοποίαηπαραγωγικήσυμμετοχήτωνμαθητώνείναιαπαραίτητη.Ερευνητικέςερ-γασίες (Bohardt1975,Ucke1979,Bredderman1982,Herbers1990,Powers1990,Lechner1992β,Baimba1993,Gangoli,1995Leach,J&Scott,P2002,Meheut&Psillos2004)σχετικέςμετηναξιολόγησηδιδακτικώνπαρεμβάσεωνπουβασίζονταιστηναύξησητηςμαθητικήςσυμμετοχήςεπι-βεβαιώνουντασυμπεράσματασχετικάμετηνπροτίμησηκαιθετικήαντιμετώπισηπουδείχνουνοιμαθητέςστιςενεργητι-κέςδραστηριότητες.Oιμικρότερηςήευρύτερηςκλίμακαςαυτέςπαρεμβάσειςφέρουνδιάφορουςτίτλους,όπωςδιδα-σκαλίαμεβάσητηδραστηριότητα(activitybased),διδασκα-λίαμεβάσητηδιαδικασία(processoriented),συμμετοχικήεπιστήμη(handsonscience),καιαναφέρονταιστηβασική

29

ιδέατηςόσοτοδυνατόνευρύτερηςσυμμετοχήςτουμαθητήστημαθησιακήπορεία.Πέρααπότηθετικοποίησητηςστά-σηςτωνμαθητώνστιςπαρεμβάσειςαυτέςδιαπιστώνονται

πλεονεκτήματαστογνωστικότομέα,στηνκαλλιέργειαπρα-κτικώνδεξιοτήτωνκαιστημείωσητηςαπόκλισηςτηςεπίδο-σηςμαθητώνκαιμαθητριών.

1.5.4 Αντιμετώπιση των πρώιμων και εσφαλμένων αντιλήψεων

Σεσχέσημετηναποτελεσματικότητατουμαθήματοςστηνεδραίωσητων«νέων»γνωστικώνστοιχείων,κυρίαρχοπεδίοέρευναςτιςτελευταίεςδεκαετίεςέχειαποτελέσειημελέτητηςδιαδικασίαςαφομοίωσηςτωνεννοιώντηςφυσικήςαπότους μαθητές.Όροι όπως«alternative conceptions»,«alternative frameworks», «mental representations»,«chi ldren's science», «commonsense knowledge»,«schemesofthought»,«misconceptions»,«privatescience»(Guidoni1985)έχουντιτλοφορήσεικατάκαιρούςτηνίδιαιδέα,ότιδηλαδήοιμαθητέςδενέρχονταιστομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνχωρίςάποψηγιαταφαινόμεναπουθαμελετηθούν.

Κάθεπαιδί,αλληλεπιδρώνταςμεταφαινόμεναγύρωτου,προσπαθείναταερμηνεύσει,ναικανοποιήσειαυτόνοματιςαπορίεςπουαυτάπροκαλούν.Όταν,γιαπαράδειγμα,εντυ-πωσιάζεταιαπότομαγνήτηπουέλκειτοσίδηροαλλάόχιτοξύλο,είναιλογικόναδημιουργείαπλοϊκέςεξηγήσειςκαιναμηνπεριμένειμέχριεμείςνααποφασίσουμεότιήρθεηώραναλάβειτεκμηριωμένηαπάντησησταπλαίσιακάποιουσχο-λικούμαθήματος.Πολύπερισσότερο,ηαπορίακάθεπαιδιούδεσυμπίπτειχρονικάμ'αυτέςτωνυπολοίπων.Oιερμηνείεςτωνπαιδιώνβασίζονταιπολλέςφορέςστηνκοινήλογική,εκ-φράζουναπλοϊκέςπεποιθήσεις,στηρίζονταιστηναυθόρμη-τηπαρατήρησητουκαθημερινούπερίγυρουκαιείναισύμφω-νεςμετογνωστικότουςεπίπεδοκαιτηνεκφραστικήτουςικανότητα.Δεναποτελούνενιαίοσύστημακανόνωνικανόναεξηγήσεισυνολικάτοφυσικόπεριβάλλον,καλύπτουνμεμο-νωμέναφαινόμενακαιμπορείναείναιαντιφατικέςμεταξύτους.Χαρακτηριστικότουςδενείναιηαυστηρήοριοθέτηση,όπωςαυτήτηςφυσικήςνομοτέλειας,παράηέντονησυναι-σθηματικήτουςβαρύτητα,αφούαποτελούνπροσωπικόδημι-ούργημακάθεμαθητή.Διαφορετικέςονομασίεςέχουνκατάκαιρούςχρησιμοποιηθείγιατιςαντιλήψειςαυτέςτωνμαθη-τών,επικρατέστεροςείναιοόρος«preconcept»(Nachtigall1990β).Ηελληνικήαπόδοση«πρώιμεςαντιλήψεις»προ-σεγγίζειτονόρο,παρότιτο«concept»είναιγενικότεροαπότηναντίληψη,εκφράζειένασύνολοαπόψεωνκαιστάσεωνμεενεργητικήδιάσταση,έναενιαίοπλαίσιοαντιμετώπισηςτουφαινομένου.

Κατάτηδιδασκαλίατωνφυσικώνεπιστημών,ακόμηκαιστηνεισαγωγικήβαθμίδα,οιμαθητέςδεναποτελούν«άγραφουςπίνακες»,«κενάδοχεία»(Nachtigall1992),στουςοποίουςθαπροσφέρουμεγιαπρώτηφοράτηφυσικήερμηνείατου

κόσμου,αλλάείναιεφοδιασμένοιμετιςπρώιμεςαντιλήψεις

τουςγιαταφυσικάφαινόμενα.Oατομικός-προσωπικόςχα-ρακτήραςτωνπρώιμωναντιλήψεωνσυνεπάγεταιότιοδά-σκαλοςστηντάξημπορείναέχειν'αντιμετωπίσειπολλέςδιαφορετικέςαντιλήψειςγιατηνερμηνείατουίδιουφαινο-μένου.Oιαντιλήψειςμπορείναείναιαπλοϊκές,γιατοπαιδίόμωςπουτιςανέπτυξεαποτέλεσανχρήσιμο,επιτυχέςκαιεπαρκέςεργαλείογιατηνικανοποίησητηςγνωστικήςτουανησυχίας,συνεπώςέχουνέντονασυναισθηματικήδιάστα-ση,είναιισχυράεδραιωμένεςκαισυνδεδεμένεςμετοσυ-γκεκριμένοφαινόμενο.Ταχαρακτηριστικάτουςσεσχέσημετηφυσικήνομοτέλειαείναι(Nachtigall1986α):

• αναπτύσσονται από την εγωκεντρική σκοπιά κάθε παιδιού

• εξυπηρετούντηνερμηνείαστενάοριοθετημένων,μεμο-νωμένωνφαινομένων,δενείναιλογικάσυμφυείς,ούτεχωρίςαντιφάσεις

• μερικάφαινόμενατηςκαθημερινήςζωήςκαλύπτονταιμεμία,άλλαμεκαμίακαιάλλαμεπερισσότερεςπρώιμεςαντιλήψεις

• ηανάπτυξητωνγλωσσικώνδεξιοτήτωνμετηνηλικίαμπορείναοδηγήσειστηδιαφοροποίησήτους(αφούστη-ρίζονταιστηνκοινήγλώσσαπουκατέχειτοπαιδί),μεαποτέλεσμαηαπόκλισήτουςαπότηφυσικήερμηνείαναδιαφοροποιείται

• τοεύροςτωνπρώιμωναντιλήψεωντωνμαθητώνσεένασυγκεκριμένοφυσικόφαινόμενομπορείναείναιιδιαίτεραμεγάλο.Μπορείναέχουνδιαμορφωθείμεθρησκευτικές,τελεολογικές,ορθολογικέςήμαγικές-ανιμιστικέςεπι-δράσεις.

Ότανοιμαθητέςπαρατηρούνέναπείραμα,προσπαθούνπρώταναερμηνεύσουντηνπαρατήρησήτους.Αυτήηπρο-σπάθειαερμηνευτικήςπροσέγγισηςβασίζεταιαναγκαστικάστιςέννοιεςκαιαντιλήψειςπουπροϋπάρχουν.Γι'αυτόείναιιδιαίτερασημαντικόναέχειοδάσκαλοςεπίγνωσητωνπρώι-μωναντιλήψεωντωνμαθητών(Rhöneck1992,Monk&Osborne2000).

Ηδιαδικασίααυτήτηςεξέλιξης,προσαρμογήςήκαιεγκατά-λειψηςτηςπρώιμηςαντίληψηςκαιτηςαποδοχήςτηςορθο-λογικήςφυσικήςαντίληψηςδεγίνεταιχωρίςαντιστάσεις(Strike&Posner1992,Vosniadou1994,2001).Ταόσαδιδά-σκουμεστοσχολείοδεγίνονταιπάνταεύκολααποδεκτάαπότουςμαθητές,γιατίπολλέςφορέςαντιφάσκουνμεαυτό

30

πουοιμαθητέςαντιλαμβάνονταιως«φυσικό»σύστημαπα-ρατήρησηςτουκόσμου.Ηαναγκαιότηταεξέλιξης,δόμησηςτηςγνώσηςμεβάσητιςυπάρχουσεςαντιλήψειςδιατυπώνε-ταιμειδιαίτερηέμφασηστηθεωρίατουκονστρουκτιβισμού.Oιμαθητέςκατασκευάζουν(construct)τηγνώσημεβάσητιςπροεμπειρίεςτους,συνεπώςηπορείααυτήείναιγιακάθεμαθητήδιαφορετική(Monk1995).Ηαπόκλισητηςπρώιμηςαντίληψηςαπότηνορθήάποψηκαιερμηνείαεξηγείσεμε-γάλοβαθμότηδυσκολίατηςαφομοίωσηςτωνεννοιώντωνφυσικώνεπιστημών(Duit1993,1999,Duit&Treagust,2003).

Ηαγνόησητηςύπαρξηςτωνπρώιμωναντιλήψεων,ηαπόρ-ριψήτουςαπότοδάσκαλοωςαπλάμιαακόμηλανθασμένηεκδοχήγιατοφυσικόφαινόμενοπουμελετάταιστηντάξηεγκυμονείτονκίνδυνοτηςδημιουργίας«εσφαλμένωναντι-λήψεων»(misconceptions)(Hewson&Hewson,1992).Ηεσφαλμένηαντίληψηδενείναιαπλάμιαακόμηλανθασμένηαντίληψη(Jung1986),είναιηδιατήρησητηςπροαντιληπτι-κήςσκέψηςμεμορφήόμωςκαιφρασεολόγιοπουπηγάζειαπό-καιπροσεγγίζειτο-μάθηματωνφυσικώνεπιστημών,αποτελείδηλαδήμιανέαπιο«επιστημονικοφανή»έκφρασητηςίδιαςπρώιμηςαντίληψης.Oμαθητήςδεναπορρίπτειτηνπρώιμηαντίληψημετηνοποίασυναισθηματικάείναισυνδε-δεμένος,μόνοεπειδήοδάσκαλοςτοεπιτάσσει(Nachtigall1991).Ηπροσαρμογήκαιαπόρριψήτης,όταναυτόείναιαναγκαίο,μπορείναπροκληθείμόνομετάαπόέντονηγνω-στικήσύγκρουση,μόνοδηλαδήαφούομαθητήςπειστείαυ-τόνομαγιατηνανεπάρκειάτης(Strike&Ponser,1992).Ηαγνόησηαπότοδάσκαλοτηςύπαρξήςτης,ωςβάσηςπάνωστηνοποίαμεμετατροπέςκαιπροσαρμογέςθαδομηθείηορθολογιστική«φυσική»αντίληψη,οδηγείτομαθητήστοδι-αχωρισμόμαθήματοςκαιπραγματικότητας(Nachtigall1991,σ.15κ.ε.).Παίζειτο«παιχνίδι»τουσχολείου,αποστηθίζει,επιτυγχάνεισταδιαγωνίσματαγνωστικήςαποτύπωσηςκαιστηναπόκτησητουπροαγώγιμουβαθμού,διατηρείόμωςτηνπροαντιληπτικήβάσησκέψης,εκφράζοντάςτηνμεορολογίακαιεπιχειρήματααπότομάθηματηςφυσικής.Μ'αυτόντοντρόποοιπρώιμεςαντιλήψειςεξελίσσονταισεεσφαλμένεςαντιλήψεις(Duit&Treagust,2003).

Η«χαρτογράφηση»τωνπρώιμωνκαιεσφαλμένωναντιλήψε-ωνσεπολλούςτομείςτωνφυσικώνεπιστημώνέχεισυστη-ματικάμελετηθείτιςτελευταίεςδεκαετίες(Jung1980,Jung1981,Nachtigall1982,Duit1986,Nachtigall1986,Rhöneck1986,Wiesner1986,Nachtigall1987,σ.142κ.ε.,Κουμαράς1989,Boyle1991,Ραβάνης1992,Duit1993,Muckenfuβ1993,Mohapatra1995).Ησχετικήέρευναέχειστόχοτηνκαταγραφήτωνπρώιμωναντιλήψεωνσεσυνδυασμόμετησυνήθηεξέλιξήτουςσεαντίστοιχεςεσφαλμένες,έτσιώστεναείναιδυνατήησχεδίασηδιδακτικήςπορείαςπουβοηθάστηναποφυγήδημιουργίαςτωνεσφαλμένωναντιλήψεων(Ravanisetalt,2004).Ηέκτασητουπροβλήματος(π.χ.της

εδραίωσηςαριστοτελικώναντιλήψεων)δείχνειότιπαράτησυστηματικήέρευναηεφαρμογήστηνπράξηδενυπήρξεαποτελεσματική(Disessa1982,Roth&Tobin1996).Πολλέςφορέςοιεσφαλμένεςαντιλήψειςείναιτόσοευρέωςεδραι-ωμένες,πουαναπαράγονταικαιέξωαπότοσχολείο.Ησύγ-χυσηβάρουςκαιμάζας,ηαναφοράστηθερμίδααντίστηχι-λιοθερμίδα(π.χ.αναψυκτικόlightέχειενέργεια1θερμίδα!),ησύγχυσητηςδύναμηςμετοέργοκαιτηνενέργειααποτε-λούνμερικάμόνοπαραδείγματαευρέωςεδραιωμένωνεσφαλμένωναντιλήψεων.ΚατάτονNachtigall(1990,σ.38κ.ε.)κείμενασεβιβλίαεκλαϊκευμένηςεπιστήμης,διατυπώ-σειςστασχολικάβιβλία,εκπομπέςτωνΜ.Μ.Ε.,ηαποσπα-σματικότητατηςγνώσηςστιςφυσικέςεπιστήμεςκαιοιανε-πίτρεπτεςγενικεύσειςκαιαπλοποιήσειςείναιοικύριεςαιτί-εςδημιουργίαςεσφαλμένωναντιλήψεων.Σταεπιμέρουςκε-φάλαιαστοβιβλίοαυτόαναφέρονταιοιπιογνωστέςπρώιμεςαντιλήψειςτωνμαθητώνπουσχετίζονταιμετηθεματικήκά-θεκεφαλαίου.

Βασικήπροϋπόθεσηαντιμετώπισηςτηςεξέλιξηςτωνπρώι-μωναντιλήψεωνσεεσφαλμένεςείναιηεπίγνωσητουδα-σκάλουότιοφείλειναστηρίζειτηδιδασκαλίατουστιςυπάρ-χουσεςνοητικέςδομές,πρέπεισυνεπώςναανιχνεύεικαινακαταγράφειτιςπρώιμεςαντιλήψειςκαιναοδηγείτουςμαθητέςστηναυτόνομηπροσαρμογή,επέκτασηήκαιαπόρ-ριψήτους,ότανείναιαπαραίτητο.Oιστρατηγικέςεξέλιξηςτωναντιλήψεωντωνμαθητών(Nachtigall1991,Duit1993,Vosniadouetalt2001,Duit&Treagust2003)μπορούννααξιοποιηθούνσεδιαφορετικέςδιδακτικέςπροσεγγίσεις.Εν-διαφέρονείναιότιταβασικάσημείατωνστρατηγικώναυτώνεντοπίζουνσταίδιαδιδακτικάστοιχείασταοποίαεπικεντρώ-νουνκαιοιέρευνεςγιατηναναβάθμισητουενδιαφέροντοςτωνμαθητώνγιατομάθημα:α)τηναναφοράτουμαθήματοςστονκαθημερινόπερίγυρο,β)τηνόσοτοδυνατόνευρύτερησυμμετοχήτουμαθητήστημαθησιακήπορείακαιγ)τοκα-τάλληλοκλίμαδιδασκαλίας,τηνποιότητατηςσχέσηςδα-σκάλου-μαθητών,την«ατμόσφαιρα»ασφάλειαςκαιεμπι-στοσύνης,πουεπιτρέπειτηδιατύπωση,καταγραφήκαιεξέ-λιξητωνπρώιμωναντιλήψεωνσεορθήφυσικήγνώση.

Oιπρώιμεςαντιλήψειςσχηματίζονταισεαναφοράμεοικεία,καθημερινάφαινόμενα.Άραστοίδιοεπίπεδοπρέπειναεπι-διωχθείηεξέλιξήτουςσεορθήφυσικήαντίληψη.Ηαφηρη-ματοποίησητουμαθήματοςκαιοπροσανατολισμόςτουσεφαινόμεναπουδενείναισεάμεσησυσχέτισημετοκαθημε-ρινόπεριβάλλονεγκυμονούντονκίνδυνοναδιακρίνειομα-θητήςδυοπεδία.Ναδιατηρήσειτηνπρώιμηαντίληψήτουγιατακαθημερινάφαινόμενα,θεωρώνταςότιτομάθηματουσχολείουεξηγείικανοποιητικάταφαινόμεναπουμελετώνταιστοσχολείοκαιταοποίαδεσυνδέονταιυποχρεωτικάμετακαθημερινάκαιοικεία.

Oιπρώιμεςαντιλήψειςαποτελούνδομέςμεισχυρήσυναι-σθηματικήφόρτισηκαιβαρύτητα.Ηδημιουργίατουςέχειγί-

31

Ηεπιδίωξητηςδημιουργίαςκινήτρωναναφέρεταιστοναγ-γλικόόρο«motivation».OΤριλιανός(1991,σ.12)χρησιμο-

ποιείτονόρο«παρώθηση»γιατηναπόδοσησταελληνικά.Ηκαλλιέργειακινήτρωναποτελείβασικήπροϋπόθεσηγια

νειαυτόνομααπότομαθητή.Άρακαιηεξέλιξήτουςείναιδυνατή,μόνοανγίνεικαιαυτήαπότομαθητήαυτόνομακαιηορθολογικήάποψηαποκτήσειανάλογησυναισθηματική-βιωματικήδιάσταση.Είναιπιοεύκολονααντικαταστήσειομαθητήςτην«παλιότερη»δικήτουαντίληψημεμιαπλήρη«νέα»δικήτουαντίληψηπαράμεαυτήνπουτουεπιβάλλεταιαπότρίτους.Προϋπόθεσηεπιτυχίαςείναισυνεπώςημεγι-

στοποίησητηςενεργητικήςσυμμετοχήςτουστημαθησιακήπορεία.Ηανίχνευσηκαικαταγραφήτωνπρώιμωναντιλήψε-ωνπροϋποθέτειτοκλίμαελευθερίαςπουεπιτρέπειστομα-θητήτηδιατύπωσήτουςχωρίςτοφόβοτουχλευασμού(Duit1993,1999).Μετηνέννοιααυτήκαιεδώεπιβεβαιώνεταιοκαθοριστικόςρόλοςτουδασκάλου,αφούδικήτουευθύνηείναιηεπιτυχήςκαθιέρωσητουκατάλληλουκλίματος.

1.6 Μεθόδευση της διδακτικής πορείας

«Μικρότερο κακό είναι η αγραμματοσύνη, παρά η κακή και χωρίς μέθοδο εκπαίδευση. Είναι βέβαιο πως ανάμεσα στους αγράμματους ευκολότερα βρίσκει κανένας άνθρωπο ενάρετο παρά ανάμεσα σε κείνους που εκπαιδεύτηκαν χωρίς σωστή μέθοδο.»

Α. Κοραής 1

1.6.1 Στάδιο της δημιουργίας κινήτρων

1Βρεττάκος(1970,σ.142)

ΤοεισαγωγικόαπόσπασματουΚοραήηχείπροκλητικάακραίο,περιγράφειωστόσομιασημαντικήδιαπίστωσησχετι-κάμετηνεκπαιδευτικήδιαδικασία.Ηχωρίςμεθόδευσηεκ-παίδευσηοδηγείστηναποσπασματικότητακαιτηνημιμάθειακαιδημιουργείέμφασηστιςσχέσειςδασκάλου-μαθητών,αφούηπαροχήμορφωτικώναγαθώνστερείταιγενικάτουλά-χιστονοριοθετημένωνκανόνων,πουθαεπιτρέψουνστομα-θητήτηνένταξητωνπαιδευτικώνστοιχείωνσεσυστηματικάοργανωμένοπλαίσιογνώσεωνκαιδεξιοτήτων.Ηέννοιατηςμεθόδευσηςείναιπολύγενική.Στηνευρύτερηεκδοχήτηςπεριλαμβάνειτονκαθορισμότουαντικειμένουκαιτοπλαίσιοτωνστόχωντουμαθήματος,καθώςκαιτημορφήοργάνωσηςτηςδιδακτικήςπορείας(μάθημαστηντάξη,ομάδεςεργασί-ας,διαθεματικόμάθημα...).Ημεθόδευσητηςδιδασκαλίαςδιέπεταιαπόγενικέςαρχές,πουεξειδικεύονταιόμωςανά-λογαμετομάθημα,τοεπίπεδοτωνμαθητώνκαιτιςκρατού-σεςπαραμέτρους.

Ηδιδασκαλίαπρέπειναοργανώνεταισεδιαδοχικάστάδια,καθένααπόταοποίαεπιτελείσυγκεκριμένηλειτουργίακαιεξασφαλίζειτιςπροϋποθέσειςγιατοεπόμενο.Ηακολουθίατωνσταδίων,πουαναφέρονταισυχνάκαιωςφάσειςτηςδι-δασκαλίας(Bleichroth1991α,σ.197),καθώςκαιτοπεριεχό-μενοτουκαθενός,σχηματοποιούντημεθοδικήπορείατουμαθήματος,ηοποίαπρέπειναείναισαφήςκαιξεκάθαρηκαιναεγγυάταιτηνομαλήεξέλιξητηςμαθησιακήςπορείας.Oσχεδιασμόςτωνσταδίωνείναισεσυνάρτησημετοαντικεί-

μενοτουμαθήματος,τοεπίπεδοτωνμαθητών,καθώςκαιταδιαθέσιμαεποπτικάκαιάλλαμέσα.

Ηοργάνωσητουμαθήματοςσεστάδιαβοηθάστημεθοδευ-μένηεξέλιξη,δενπρέπειόμωςναλειτουργείκαταπιεστικά.Δενείναιπ.χ.δυνατόναοριοθετηθείαυστηράηχρονικήδι-άρκειακάθεσταδίου,καθώςενδεχόμενεςγόνιμεςπαρεμ-βάσειςτωνμαθητώνμπορείναπροκαλέσουναποκλίσειςπουδεθαεπιτρέψουντηνολοκλήρωσητωνφάσεωνσεμιασυγκεκριμένηδιδακτικήώρα.Oδάσκαλοςαξιολογώνταςκά-θεπρότασηαποφασίζειτηναπόκλισηαπότοπροσχεδιασμέ-νομάθημα,προσαρμόζονταςκαισυμπληρώνονταςτησχεδί-αση.Ανείναιαπαραίτητο,κάποιοστάδιομπορείναολοκλη-ρωθείστηνεπόμενηδιδακτικήώρα.Σημαντικόωστόσοείναινατηρείταιηαλληλουχίατωνσταδίων,όσοκιανηχρονικήδιάρκειακαθενόςμπορείναείναιδιαφορετικήαπότηνπρο-σχεδιασμένη.Ηακριβήςανάλυσησεσυγκεκριμέναστάδιαπρέπειναείναισεσυνάρτησημετοδιδακτικόμοντέλο.Δια-φορετικήανάλυσηαπαιτείταιγιαπαράδειγμαγιατημετωπι-κήδιδασκαλία,ενώάλληγιαταερευνητικάμοντέλαδιδα-σκαλίας.Στηνπαράγραφοαυτήπαρουσιάζονταιτρίαγενικάστάδια,ταοποίακαλύπτουντομεγαλύτεροεύροςδιδακτι-κώνμοντέλων.Στηνπαράγραφο1.7.2παρουσιάζεταιειδικό-τεραηανάλυσητωνδιδακτικώνσταδίωνγιατοερευνητικάεξελισσόμενομοντέλοδιδασκαλίας,στοοποίοστηρίζεταιηπροτεινόμενηπροσέγγιση.

32

τημάθηση.

«Ητεράστιαοικονομικήεπένδυσηγιατηνκατασκευή,οργά-νωσηκαιτονεξοπλισμότωνσχολείων,καθώςκαιηάσκησητηςπλήρουςεξουσίαςτουκράτους,εξασφαλίζουντηφυσικήπαρουσίατωνμαθητώνστοσχολείο.Όλααυτάόμωςείναιάσκοπα,ανοιμαθητέςδεθέλουνναμάθουν»(Slavin1986,σ.342).Γιατηδημιουργίακινήτρωνήαλλιώςτηναφύπνισητουενδιαφέροντος(Duit1981,σ.125)υπάρχουνδιάφορεςθεωρίεςκαιαπόψεις(Stone1982,σ.165κ.ε.,Slavin1986,σ.343κ.ε.,Woolfolk1987,σ.315κ.ε.).Σύμφωναμετηγνω-στικήψυχολογία«οάνθρωποςέχειέμφυτηβασικήανάγκηνακατανοήσειτοπεριβάλλον,ναείναιικανός,ενεργόςκαιαποτελεσματικόςστηναντιμετώπισητουκόσμου»(Woolfolk1987,σ.315).

Ότανσυνεπώςσυνειδητοποιηθείαδυναμίαένταξηςενόςφαινομένουστοπλαίσιοερμηνείαςπουέχεισχηματιστεί,προκαλείταιέντασηκαιανησυχία,πουοδηγείστηνπροσπά-θειαπροσαρμογής,ώστενακαλυφθείκαιηνέαεμπειρία(Slavin1986,σ.350).Ηδυσαρμονίααυτήκαλείται«γνωστι-κήσύγκρουση».Ηπρόκλησητηςγνωστικήςσύγκρουσηςδη-μιουργείτην«ανησυχία»,τοεσωτερικόκίνητρογιατηνπρο-σπάθειαερμηνευτικήςαντιμετώπισηςτουνέουφαινομένου.

OΑμερικανόςψυχολόγοςBerlyneαναφέρειορισμένουςση-μαντικούςτρόπουςπρόκλησηςαυτήςτηςγνωστικήςσύ-γκρουσηςστηντάξη(Duit1981,σ.126,Bleichroth1991α,σ.203):

• τηνπρόκλησηέκπληξης,τηνασυμφωνίαμεταξύτουανα-μενόμενουκαιτηςεμπειρίας(π.χ.βάζονταςέναφύλλοχαρτίεπάνωαπόέναποτήριγεμάτονερόκαιγυρίζοντάςτοανάποδα,τονερόδεχύνεται,ενώομαθητήςανέμενεότιθαχυθεί)

• τηνπρόκλησηαμφιβολίας,τηνασυμφωνίαμεταξύτηςπα-ρατήρησηςκαιτωνυπαρχουσώνεμπειριών(π.χ.ψύχο-νταςένακλειστόδοχείομεζεστόνερόπροκαλούμεβρα-σμό,σεαντίθεσημετην«εμπειρικήγνώση»ότιοβρα-σμόςπροκαλείταιμετηθέρμανση)

• τηνπρόκλησηαβεβαιότητας,ότανπολλέςλύσειςφαίνο-νταιδυνατές(π.χ.σωματιδιακήκαικυματικήφύσητουφωτός).

• τηνπρόκλησηαντίφασης,ότανοιδιαφορετικέςαπαιτή-σειςσ'έναπρόβλημαπαρουσιάζουναντιθέσεις(π.χ.ένααεροπλάνοπρέπειναείναιελαφρύαλλάταυτόχρονασταθερό.Πώςπρέπεινακατασκευαστεί;).

Oιπαραπάνωτρόποιείναιενδεικτικοίκαιόχιπεριοριστικοί.Oδάσκαλοςανάλογαμετιςεμπειρίεςκαιτοεπίπεδοτωνμαθητώνμπορείναχρησιμοποιήσειάλλουςτρόπουςγιατηνπρόκλησητηςγνωστικήςσύγκρουσης.

Τομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνπροσφέρειπλήθοςδυ-νατοτήτωνγιατηνεισαγωγή.Μπορείναχρησιμοποιηθείει-σαγωγικόπείραμα,παρατήρησηφυσικούφαινομένου,τεχνο-λογικήεφαρμογή,ιστορικόπαράδειγμα,παρουσίασημεοπτικοακουστικάμέσα,συζήτησηεπίκαιρουπροβλήματοςμεστοιχείαπ.χ.απότονΤύπο...

Ηεισαγωγή,παράλληλαμετηνανάδειξηενδιαφέροντος,αποσκοπείστονεντοπισμότουπροβλήματοςκαιτησαφήτουοριοθέτηση.Αφούδημιουργηθείέκπληξη,αμφιβολία,αβεβαιότητακ.τ.λ.,πρέπειναδιατυπωθείμεακρίβεια,ώστενααποτελέσειτοσαφέςπροςεπίλυσηερώτηματηςεπόμε-νηςφάσης.Μεσυζήτηση,γιαπαράδειγμα,στηντάξηκαιταυτόχρονηκαταγραφήστονπίνακαμπορείτοπροςαντιμε-τώπιση«πρόβλημα»ναεντοπιστείκαιναδιατυπωθεί,ώστεναείναισαφέςστοσύνολοτωνμαθητών.

1.6.2 Στάδιο της επεξεργασίας

Τοβασικόστάδιοτηςδιδασκαλίαςδιαφοροποιείταισημαντι-κάστηνοργάνωσήτουανάλογαμετηδιδακτικήμεθοδολο-γίαπουυιοθετείται.Ότανεπιλέγεταιηπειραματικήδιδα-σκαλία,ηφάσηαυτήξεκινάμετηναναζήτησηδυνατώνλύ-σεων,τιςοποίεςμπορείναπροτείνουνοιμαθητέςαυτόνο-μα,ναπροκύψουναπόσυζήτησηήναοριστούναπότοδά-σκαλο.Oιλύσειςαυτέςέχουνπροσωρινό,υποθετικόχαρα-κτήρα,ηορθότητάτουςσυνεπώςπρέπειναεπιβεβαιωθεί.Κεντρικήθέσηεδώέχειτοπείραμα.Στηφάσηαυτήθασχε-διαστείκαιθαπραγματοποιηθείπείραμαήπειράματαγιατονέλεγχοτηςυπόθεσηςαπότοδάσκαλοήτουςμαθητές.Ηπαρατήρησηκαιτοσυμπέρασμαοδηγούνστηνεπιβεβαίω-σητηςυπόθεσης.Ηεξέλιξητουμαθήματοςκαιεδώδιαφο-

ροποιείταισημαντικάανάλογαμετοεπιλεγόμενοδιδακτικόμοντέλο.Στημετωπικήδιδασκαλίαοδάσκαλοςθαπαρουσι-άσεικαιθαεκτελέσειτοπείραμακαθοδηγώνταςτουςμαθη-τέςστηνπροσχεδιασμένηεπιβεβαίωσητηςλύσηςπουέχειπεριγράψει,ενώ,ότανηδιδασκαλίαπροσανατολίζεταιστουςμαθητές,ορόλοςτουδασκάλουπεριορίζεταιστοσυντονι-σμότηςδικήςτουςλιγότεροήπερισσότεροαυτόνομηςερ-γασίας.Ηφάσηαυτήολοκληρώνεταιμετηναναδρομήστιςυποθέσειςπουδιατύπωσανοιμαθητέςστηναρχήτουμαθή-ματος,τηδιαπίστωσητωνορίωνισχύοςτωννέωνδεδομέ-νων,καθώςκαιτωνδυνατοτήτωνεφαρμογήςτωννέωνστοι-χείων.

33

Ταδιδακτικάμοντέλαήαλλιώςδιδακτικέςστρατηγικέςαπο-τελούνσχήματαμειδιαίτεραχαρακτηριστικάστηδομήκαιμεθοδολογία,όσοναφοράστοσχεδιασμόκαιστηνοργάνω-σητηςδιδακτικής-μαθησιακήςπορείας(Willer1977,σ.108).Χαρακτηριστικάσημείατηςδιαφοροποίησηςτωνδιδα-κτικώνσχημάτωνείναιηκατανομήτωνδραστηριοτήτωνστοδάσκαλοκαιστουςμαθητές,τοσχέδιοτηςλογικήςεξέλιξης

τουμαθήματοςσεαναφοράμεγενικέςαντιλήψειςγιατημά-θησηκαινοητικέςδραστηριότητεςτωνμαθητών,καθώςκαιτοσχέδιοτηςλογικήςεξέλιξηςτουμαθήματοςαναφορικάμεειδικάστοιχείατωνφυσικώνεπιστημών(Bleichroth1991α,σ.248).Ηεπιλογήσυγκεκριμένουδιδακτικούμοντέ-λουπρέπειναείναισεσυνάρτησημετοεπίπεδοτωνμαθη-τώνκαιταυπάρχονταμέσαδιδασκαλίαςκαιναεξυπηρετεί

Στοτελευταίοστάδιοτηςδιδασκαλίαςεπιδιώκεταιηεμπέ-δωσηκαιηγενίκευσητωννέωνδεδομένωνκαιησυστημα-τοποίησητηςικανότηταςεφαρμογήςτωννέωνγνώσεωνσεπαρεμφερήπροβλήματα(transfer).Ηεμπέδωσηεπιτυγχάνε-ταιμεεπαναλήψεις,πουμπορείναείναιπροφορικέςήναέχουντημορφήασκήσεωνγιατοσπίτι.OMothes(1972,σ.67κ.ε.)αναφέρειμεταξύάλλωντιςπαρακάτωδυνατότητες:

• σχεδιασμόστονπίνακατηςπορείαςπουακολουθήθηκεστομάθημα,στονοποίοναπεριλαμβάνεταιηδιατύπωσητουπροβλήματοςπουμελετήθηκε,ηπειραματικήαντιμε-τώπισηκαιτασυμπεράσματα

• αυτόνομηαναδρομήτωνμαθητώνστοπεριεχόμενοκαισταδιάφοραβήματατουμαθήματος

• εργασίεςγιατοσπίτι,όπωςασκήσεις,ερωτήσεις,αναζή-τησηεπιπλέονπληροφοριών

• παρατηρησιακέςασκήσειςγιατονεντοπισμόπεραιτέρωεφαρμογών

• σημείωσητωνσημαντικώνκανόνων,σκίτσων,διαγραμμά-τωνσεειδικότετράδιο

• εθελοντικήκατασκευήσχετικήμετομάθημα.

OBleichroth(1991α,σ.214)επιχειρείμιακατηγοριοποίησητωνδυνατοτήτωντηςεπανάληψης,αναφέρονταςτηνπροφο-ρικήεπανάληψη(χωρίςαυτήναπεριορίζεταιστηναποστήθι-ση),τοτετράδιοαναδρομής,στοοποίοσημειώνονταισυνο-πτικάτασημαντικότερασημείατουμαθήματος,τοσχολικόβιβλίο,ότανκατάλληλεςπαράγραφοισυνοψίζουνπροηγού-μενασυμπεράσματα,τιςασκήσεις,απότηναπλήαπάντηση

ερωτήσεωνπουπροκύπτουναπότομάθημαωςτιςδυσκο-λότερεςπουαναφέρονταισεπερισσότερεςενότητεςανα-κεφαλαιωτικά,καιτηνάσκησηδεξιοτήτων,όπωςπ.χ.τηχρή-σηνέωνμονάδωνπουορίστηκανστηντάξη.

Ηεπιδίωξητηςικανότηταςμεταφοράς(transfer)καιεφαρμο-γήςτωνγνώσεωνσεπαρεμφερήπροβλήματαείναιτοδυ-σκολότεροστάδιογιατουςμαθητές,αφούτανέαστοιχείαπροέκυψανκαταρχήναπότοστενόπεδίοφαινομένωνκαιδεδομένωνστοοποίομελετήθηκαν(Duit1981,σ.132).Ηεπέκτασητηςεφαρμοσιμότηταςτωνδεδομένωνσεπαρεμ-φερήφαινόμεναμπορείνααντιμετωπιστείμεσυζήτησηστηντάξη,πουναυποστηρίζεταιαπόοπτικάήακουστικάερεθί-σματα.Ησυζήτησηπρέπεινααποσκοπείστονεντοπισμόφαινομένωναπότοχώροεμπειριώντωνμαθητώνσταοποίαοινέεςγνώσειςμπορούνναεφαρμοστούν,καθώςκαιστηδιαπίστωσηενδεχόμενωναποριώνπουοιμαθητέςείναιτώ-ρασεθέσηνααπαντήσουν.Παραδείγματααπότεχνολογι-κέςήάλλεςεφαρμογέςκαισυνέπειεςτωννέωνστοιχείωνμπορούνναεισαχθούνστομάθημαμετημορφήπαρουσία-σης,πειράματος(π.χ.παρουσίασηταινίαςήμοντέλουατμο-μηχανήςμετάτησυζήτησηγιατιςμετατροπέςστιςμορφέςενέργειας)ήκαιάσκησηςγιατοσπίτι(π.χ.άσκησηγιατηνερμηνείατωνσπασμένωνμπουκαλιώνστηνκατάψυξημετάτησυζήτησηγιατηνανωμαλίαδιαστολήςτουνερού).Πολ-λέςφορέςητελικήαυτήσυζήτησηδημιουργείνέαερωτήμα-τα,πουμεκατάλληληκαθοδήγησητουδασκάλουμπορούννααποτελέσουντοαφετηριακόερέθισμα,τοκίνητρογιατηνεπόμενηδιδακτικήενότητα.

1.6.3 Στάδιο της εμβάθυνσης

1.7 Διδακτικά μοντέλα

«... Αν υπάρχει ένα πεδίο στο οποίο η ενεργός συμμετοχή είναι αναγκαία, με όλη την έννοια της λέξης, αυτό είναι το πεδίο στο οποίο διδάσκεται η πειραματική διαδικασία: Ένα πείραμα το οποίο δεν εκτελείται αυτόνομα με όλη την ελευθερία της πρωτοβουλίας δεν είναι εξ ορισμού πείραμα, είναι απλό παίδεμα χωρίς εκπαιδευτική αξία.»

J. Piaget 1

1Piaget(1973)σ.20

34

τουςδεδομένουςδιδακτικούςστόχους.Σημαντικόείναιοόποιοςδιαχωρισμόςναμηδημιουργείστεγανά.Τογεγονόςγιαπαράδειγμαότιέναμοντέλοονομάζεται«ιστορικό»δεσημαίνειότιστοιχείααπότηνιστορίατηςεπιστήμηςδεχρη-σιμοποιούνταισεάλλεςπροσεγγίσειςούτεηυιοθέτησηερευνητικήςδιδασκαλίαςσημαίνειότισεκάποιοθέμαπουδενενδείκνυταιησυγκεκριμένημεθοδολογίαδενμπορείναεπιλεγείάλληπροσφορότερηαντιμετώπιση.Γιατοχαρακτη-ρισμότωνδιδακτικώνμοντέλωνανάλογαμετηνκατανομήδραστηριοτήτωνστονδάσκαλοκαιτουςμαθητέςχρησιμο-ποιούνταιακραίοιόροι,όπωςδασκαλοκεντρικάήμαθητοκε-ντρικάμοντέλαδιδασκαλίας(Πατάπης1993,σ.153κ.ε.)αλλάκαιενδιάμεσοι,όπωςμάθημαπροσανατολισμένοστομαθητή(Riedl1978,Huber1978,Schwedes1982).Μεεξαί-ρεσητηναξιολόγησητηςεπίδοσηςκαιτηςσυμπεριφοράςτουμαθητήπουγίνεταιχωρίςάμεσηαντίστοιχημαθητικήδραστηριότητα,στιςυπόλοιπεςπρωτοβουλίεςτουδασκάλουαντιστοιχούνμαθητικέςδραστηριότητες.Έτσιστηδιάλεξητουδασκάλουπουμπορείνααναφέρεταισεπαρουσίασηήεξήγησηενόςθέματοςηαντίστοιχημαθητικήδραστηριότηταείναιδεκτική(ομαθητήςακούει,σκέφτεται,παρατηρεί,δέ-χεταιπληροφορίες),ενώστηνενεργοποίηση,πουμπορείνααναφέρεταισεερώτηση,άσκησηήοδηγίαγιαπείραμα,οιαντίστοιχεςμαθητικέςδραστηριότητεςείναισεμικρότεροήμεγαλύτεροβαθμόενεργητικές.

Oχαρακτηρισμόςενόςμοντέλουωςδασκαλοκεντρικού,προσανατολισμένουστομαθητήήμαθητοκεντρικούαναφέ-ρεταιστοβαθμόενεργητικήςδραστηριότηταςτωνμαθητών.Ανοισχετικέςευκαιρίεςείναισπάνιες,ανηκαθοδήγησηεί-ναισεκάθεβήμααυστηρή,τομοντέλοχαρακτηρίζεταιδα-σκαλοκεντρικό.Ημεγάληχρονικήέκτασηπρωτοβουλιώνπουτοποθετούντομαθητήστορόλοτουδέκτηεγκυμονείτονκίνδυνοτηςπαθητικήςστάσης,αφούδενείναιπαρακο-λουθήσιμηηδραστηριότητάτου,δενείναιδυνατόναγνωρί-ζουμεανείναιενεργός,ανδεναφαιρείται,ανσκέπτεται,ανπαρακολουθείμεπροσοχήκαιεξάγεισυμπεράσματα.Αντί-θεταστιςενεργητικέςδραστηριότητεςηπρόοδοςτουμαθη-τήείναιευκολότεραπαρατηρήσιμη.

Ηεπιλογήτωνδραστηριοτήτωνπρέπειναείναισεσυνάρτη-σημετονεπιδιωκόμενοστόχο.Μετηδιάλεξηγιαπαράδειγ-μαμπορείναστοχεύεταιημετάδοσηγνωστικώνστοιχείων,ηεφαρμογήόμως,ηανάλυση,ησύνθεσηκαιηαξιολόγησηεξυπηρετούνταιαποτελεσματικότερααπόενεργητικέςδρα-στηριότητες.Ηκαλλιέργειατηςικανότηταςπαρατήρησης,συστηματικήςπεριγραφής,πραγματοποίησηςπειραμάτων,ερμηνείαςαποτελεσμάτων,διαπίστωσηςσυσχετίσεωνκ.τ.λ.επιτυγχάνονταιμόνομέσωενεργητικώνμαθητικώνδραστη-ριοτήτων.«Αυτονομία,πρωτοβουλίακαιδημιουργικήσκέψη

καλλιεργούνταιμόνοεφόσονκατάτηδιάρκειατουμαθήμα-τοςδίνονταιστουςμαθητέςευκαιρίεςναενεργούναυτόνο-μα,ναπαίρνουνπρωτοβουλίεςκαινασκέφτονταιδημιουργι-κά»(Bleichroth1991α,σ.253).

Ηδιάκρισητηςδιδακτικήςμεθοδολογίαςσχετικάμετηλογι-κήεξέλιξητουμαθήματοςκαιτιςγενικέςαντιλήψειςγιατημάθησηαναφέρεταιστηνεπιλογήεπαγωγικήςήπαραγωγι-κήςπορείαςκαιστηχρήσητηςαναλυτικήςήσυνθετικήςμε-θόδου.Στηνεπαγωγικήμέθοδομεαφετηρίαειδικέςπαρα-τηρήσειςεξάγονταιγενικάσυμπεράσματα.Μετηβοήθειατωναποτελεσμάτωνμερικώνπειραμάτωνδιατυπώνονταιγε-νικότερεςυποθέσεις.Μετάπ.χ.τηνπαρατήρησητηςδια-στολήςσφαίραςκαιράβδου,διατυπώνεταιηγενικότερηυπόθεσηότιόλαταστερεάσώματαδιαστέλλονται.Στηνπε-ρίπτωσητωνφυσικώνεπιστημώνηεπαγωγήδενοδηγείσεδεδομένουςνόμουςαλλάσεγενικότερεςυποθέσειςπουχρήζουνπεραιτέρωεξακρίβωσης.Ηπαραγωγική1μέθοδοςείναιουσιαστικάαντίστροφη,καθώςμεβάσηγενικούςνό-μουςεπιδιώκεταιηεξαγωγήειδικότερωνκανόνωνγιατηνερμηνείαειδικώνφαινομένων.Στιςφυσικέςεπιστήμες,καισυνεπώςκαιστοσχετικόμάθημα,δεχρησιμοποιείταιαμι-γώςηεπαγωγικήήηπαραγωγικήμέθοδος.Hεναλλαγήκαιοσυνδυασμόςτωνδύομεθόδωνείναισυνηθέστερες,ανά-λογαμετοσυγκεκριμένοθέμαπουμελετάται.ΚατάτουςDuitetal.(1981,σ.116),όσοναφοράστημαθησιακήδιαδι-κασία,είναιορθότερηηαναφοράστηδιάκρισησυνθετικήςκαιαναλυτικήςμεθόδου,καθώςκαιεδώηδιαφοροποίησηαναφέρεταιστηνπορείααπότογενικόστοειδικόήαντί-στροφα.Στηναναλυτικήμέθοδοπολύπλοκαθέματααναλύο-νταισεαπλούστεραπροςμελέτηερωτήματα,ενώστησυν-θετικήμέθοδοεπιχειρείταιηκατανόησηκαιαφομοίωσησύν-θετωνπροβλημάτωνμεσυνδυασμόαπλούστερωνγνωστώνστοιχείων.

Ηδιαμόρφωσητωνδιδακτικώνμοντέλωνειδικάγιατιςφυσι-κέςεπιστήμεςεξαρτάταιτέλοςαπότηνέμφασηπουδίνεταιστοθεματικόαντικείμενοήστημεθοδολογίαπροσέγγισήςτου.Ανενδιαφέρεικύριαημετάδοσητουδεδομένουγνω-στικούυλικού,δίνεταιέμφασηστηνευρύτερηκάλυψητωνθεματικώνπεδίων,ενώ,ότανδίνεταιβαρύτηταστημεθοδο-λογία,αντιμετωπίζονταιλιγότεραθέματαμεέμφασηστηδι-αδικασίαπροσέγγισης(processorientedteaching),μετησκέψηότιηκατανόησητηςδιαδικασίαςπουοδηγείστηγνώ-σηθαεπιτρέψειστουςμαθητέςναδιευρύνουναυτόνοματοπεδίοεφαρμογήςόσωνμαθαίνουνστοσχολείο.Ηπροσέγγι-σηαυτήςτηςδιαδικασίαςκατάκτησηςγνώσηςεπιδιώκεταισεδιαφορετικάμοντέλαμεδιαφορετικότρόπο.

1αναφέρεταικαιωςαπαγωγικήμέθοδος(Πατάπης1993,σ.167)

35

Ηεξέλιξητηςδιδασκαλίαςδενμπορείναείναιτυχαίακαιναβασίζεταιστοναυθορμητισμότηςστιγμής.Ηεπιλογήτηςδι-δακτικήςμεθοδολογίαςπρέπειν'ανταποκρίνεταιστιςδιδα-κτικέςκαιπαιδαγωγικέςαρχέςκαιναεξυπηρετείτηνυλο-ποίησητωνδιδακτικώνσκοπώνκαιστόχων,προσφέρονταςδυνατότητεςπολύπλευρηςαντιμετώπισηςτηςδιδακτέαςύλης,συγκροτημένεςόμωςμεθοδολογικά,ώστεημίαναενισχύειτηνάλλη,συντελώνταςτελικάστηγνωστικήεδραί-ωσητωννέωνδεδομένων.Hεπιλογήτηςμεθοδολογίαςεί-ναικαθοριστικήγιατηνεπιτυχίατουμαθήματος,αφούπρο-διαγράφειτηδομήτουμαθήματοςκαιτηνποιότητατηςσχέ-σηςμαθητή-δασκάλου.

Σεσυνάρτησημετιςδιδακτικέςκαιπαιδαγωγικέςαρχέςπουαναλύθηκανστηνπαράγραφο1.1,καθώςκαιτηνεπιλο-γήτωναπλώνμέσωνκαιυλικώνγιαταπειράματαπουεκτε-λούνοιμαθητές,επιβάλλεταιηαπόρριψητωνδασκαλοκε-ντρικώνμοντέλωνκαιηυιοθέτησηδιδακτικήςμεθοδολογίαςπροσανατολισμένηςστομαθητή,διδακτικήςμεθοδολογίαςμετηνοποίανακαλλιεργείταιηαυτονομίατουμαθητήστηνκατάκτησητων«νέων»μαθησιακώνστοιχείων.Ηβασικήαυ-τήθέσηαποτυπώνεταιεμφατικάσταλόγιατουPascal1:«Πειθόμαστεγενικάευκολότερααπότααίτιαταοποίαανα-καλύπτουμεμόνοιμαςπαράαπόεκείναταοποίαδημιουργή-θηκανστομυαλόάλλων».

Ηεπιλογήόμωςακόμηκαιμεβάσηταπαραπάνωδενείναιμονοσήμαντη.Τοεύροςαντίστοιχωνμοντέλωνείναιιδιαίτε-ραμεγάλο.Ανστοέναάκρο,ωςπροςτησχέσηδασκάλου-μαθητήκαιτηναυστηρότητατουκαθορισμούτηςδιδακτικήςπορείας,τοποθετούνταιταδασκαλοκεντρικάμοντέλα,τότεστοάλλοάκροπρέπεινατοποθετηθείτο«ανοιχτόμάθημα».Oόροςόμως«ανοιχτόμάθημα»,«ανοιχτήδιδασκαλία»ήπα-ράγωγάτουέχουντιτλοφορήσειδιδακτικέςπαρεμβάσειςμεαρκετάδιαφορετικάπεριεχόμενα.ΗπροέλευσήτουμπορείνααναζητηθείστιςπαιδαγωγικέςτομέςστηΜεγάληΒρετα-νίαστηδεκαετίατου1920.ΗMariaMontessoriχρησιμοποίη-σετηφράσηενόςπαιδιού«Βοήθησέμενατοκάνωμόνοςμου»γιατηνπεριγραφήτηςκεντρικήςιδέαςτων«ανοιχτών»διδακτικώνπρογραμμάτων(Berge1993).OWallrabenstein(1992,σ.54)δίνειέναγενικόορισμόγιατο«ανοιχτόμάθη-μα»:«Ανοιχτόμάθημαείναιέναςγενικόςχαρακτηρισμόςγιαδιαφορετικέςμεταρρυθμιστικέςπαρεμβάσειςμεπολυμορ-φίαανοίγματοςπεριεχομένου,μεθοδολογίαςκαιοργανωτι-κήςδομής,μεστόχοτηναλλαγήτηςσχέσηςμετοπαιδίκαι

μεβάσημίανέααντίληψητηςέννοιαςτηςμάθησης».

Είναισαφέςαπόταπαραπάνωότιηλέξη«ανοιχτό»δεναποτελείχαρακτηρισμόσυγκεκριμένηςδιδακτικήςμεθοδο-λογίας.Είναιορθότεροναδώσουμεστηνέννοια«ανοιχτό»τηδιάστασητουχαρακτηριστικούτωνδιδακτικώνμοντέλων.Μεαυτήντηνπροσέγγισητουόρουταδασκαλοκεντρικάμο-ντέλαέχουναυτότοχαρακτηριστικόσεελάχιστοβαθμό,θαταχαρακτήριζεσυνεπώςκανείςως«κλειστά»μοντέλα.ORamseger(1992,σ.22)αναφέρεταισετρειςδιαστάσειςτηςέννοιας«ανοιχτό»:τοάνοιγματουπεριεχομένου,τομεθο-δολογικόάνοιγμακαιτοοργανωτικόάνοιγμα.

Ηεπιλογήτηςδιδακτικήςμεθοδολογίαςστηνπαρούσαπροσέγγισηέχειστόχοτησταδιακήμετατόπισηπροςπιο«ανοιχτό»μάθημα.Επιδιώκεταιοπροσανατολισμόςτουμαθήματοςστομαθητή,στοβαθμόπουαυτόείναιδυνατό,χωρίςτομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνναγίνειαντιλη-πτόαπότουςμαθητέςωςκάτιδραματικάκαινούριοκαιξέ-νομεταυπόλοιπαμαθήματα,πουδιδάσκονταιστηνπλειο-ψηφίατουςδασκαλοκεντρικά.Ηδιδακτικήμεθοδολογίαηοποίαεπιλέχτηκεεξυπηρετείτουςβασικούςστόχουςπουπεριγράφηκανστηνπαράγραφο1.4.2καιστηρίζεταιστηνπειραματικήδιδασκαλίαμεαπλάμέσα.Ωςπροςτοπεριε-χόμενοτομάθημαείναι«κλειστό»,οβασικόςκορμόςτηςύληςείναικαθορισμένος.Παρ'όλααυτάστοπλαίσιοτουπαραλληλισμούμεταθεματικάενδιαφέροντατωνμαθη-τών,οδάσκαλοςέχειτηδυνατότητανααποκλίνειαπότοβασικόαυτόκορμότουπεριεχομένου,καθορίζονταςτηνέκτασηκαιτοβάθοςτηςδιδασκαλίαςκάθεφαινομένου.Όπουεντοπίζειενδιαφέροντωνμαθητών,έχειτηδυνατό-τηταναεμβαθύνειμεαναφορέςσεεφαρμογέςκαιπαρα-δείγματα,ενώ,ότανδιαπιστώνειαδιαφορία,μπορείναεπι-ταχύνειτορυθμόεντοπίζονταςμόνοστακύριασημεία.Ηέκτασητηςύλης(πρβλ.1.8)είναιούτωςήάλλωςαδύνατονακαλυφθείπλήρως,οδάσκαλοςσυνεπώςμπορείνααπο-φασίσειποιαθέματαδεθ'αντιμετωπίσει.

Βάσητηςπροτεινόμενηςδιδακτικήςπαρέμβασηςαποτελείτο ερευνητικά εξελισσόμενο διδακτικό μοντέλο τωνSchmidkunzκαιLindeman(1992).Τοδιδακτικόαυτόμοντέ-λοπεριγράφεταισυστηματικάστηνεπόμενηπαράγραφο.Ηυλοποίησήτου,όπωςάλλωστεκάθεμοντέλουπουπροσα-νατολίζεταιστομαθητή,προϋποθέτειτηνκαθιέρωσηκατάλ-ληλουκλίματοςδιδασκαλίας-μάθησηςστηντάξη,κλίματος

1.7.1 Επιλογή διδακτικού μοντέλου

1Gedanken,SammlungDietrich,Wiesbaden,Bd.7,S.3,όπως αναφέρειοWagenschein(1976,σ.119)

36

πουκατοχυρώνειτο«άνοιγμα»τουμαθήματος,πουβασίζε-ταιστοσεβασμότηςελευθερίαςτουμαθητήνασυγκαθορί-σειτημαθησιακήτουπορεία,κλίματοςπουδημιουργείτις

προϋποθέσειςστουςμαθητέςγιαναεκφράσουνελεύθερα,χωρίςτοφόβοτουχλευασμούκαιτηςειρωνείας,τιςαπό-ψειςτους.

1.7.2 To ερευνητικά εξελισσόμενο διδακτικό μοντέλο

Toερευνητικάεξελισσόμενομοντέλο,μολονότιείναιανακα-λυπτικό,διαφοροποιείται,ακόμηκαιστοντίτλοτου,στογε-γονόςότιηδυνατότητατωνπαιδιώνστησυμμετοχικήανακά-λυψηδενείναιανεξέλεγκτηαλλάεξελίσσεταισεσυγκεκρι-μέναστάδιακαιμεθοδεύεταιαπόσυγκεκριμένεςπρωτοβου-λίες,πουτοκαθιστούνπρακτικάεφαρμόσιμο.Oδάσκαλοςέχεικάθεστιγμήτηδυνατότηταπαρακολούθησηςτηςμαθη-σιακήςπορείας.Ηανακαλυπτικήδιάστασησεκαμιάπερί-πτωσηδεσημαίνειτηντυχαίαδιερεύνησητουφυσικούκό-σμουμεανεξέλεγκτηπρωτοβουλίατουμαθητή.Κάθεάλλο,ηεξέλιξητηςδιδακτικής-μαθησιακήςπορείαςελέγχεταιαυστηρά,μεγνωστικά-μαθησιακάστάδια,πουδιαδέχονταιτοένατοάλλο.«Στοερευνητικάεξελισσόμενομοντέλοδι-δασκαλίαςυπάρχειδομή,ηοποίαεπιτρέπειτησχεδίαση,τηνεκτέλεση,τηνπεριγραφή,τηναξιολόγησηκαιτηνεκτί-μησηβασικώνστοιχείωντουμαθήματος»(Schmidkunz1992,σ.9).Ηανακαλυπτικήτουδιάστασηέγκειταιστηνελεγχόμενημετατόπισητουμαθήματοςστηδραστηριότητατουμαθητήκαιστηναναγωγήτωνφαινομένωνσεπροβλήμα-τα,ταοποίαοιμαθητέςκαλούνταινααντιμετωπίσουναυτό-νομα.Oιμαθητέςκαλούνταινασυστηματοποιήσουντηνερ-γασίατουςσύμφωναμεταμεθοδολογικάπρότυπατωνφυσι-κώνεπιστημών,ναπροβληματίζονταιαπότιςκαθημερινέςτουςπαρατηρήσεις,ναδιατυπώνουνυποθέσεις,νατιςελέγχουνμεαπλάπειράματα,ναπαρατηρούντηνεξέλιξήτουςνακαταγράφουντιςπαρατηρήσειςτουςκαινακαταλή-γουνσεποιοτικάσυμπεράσματα.Oιμαθητέςδεναντιμετω-πίζουνπιαταφυσικάφαινόμενατυχαία,αλλάκαλούνταιναταμελετήσουνμεμεθοδικότρόπο.Μαθαίνουνναπαρατη-ρούνσυστηματικάκαιναεκτελούναπλάπειράματα,πουπολλέςφορέςδεδιαφέρουναπότιςκαθημερινέςτουςδρα-στηριότητεςωςπροςτοπεριεχόμενοαλλάκυρίωςωςπροςτημεθοδολογίαμετηνοποίατααντιμετωπίζουν.

Σύμφωναμετηθεωρίατουκονστρουκτιβισμού(construc-tivism)κάθεμαθητήςδομεί(constructs)τηδικήτουαντίλη-ψηγιατονκόσμο.Ηφυσικήπραγματικότηταείναιμίακαιδε-δομένη.Oτρόποςόμωςπουκαθέναςμαςτηνπροσεγγίζειείναιδιαφορετικός.Διαμορφώνεταιεξελικτικάμεβάσητιςπροσωπικέςεμπειρίεςκαισεσύνθεσημετιςαντιλήψειςτωνάλλων.Ηπορείαπουοδηγείκάθεφοράστοκαινούριοδενείναιδεδομένη.Στοσχολείοπρέπεισυνεπώςναδίνεταιπερισσότερηέμφασηστηνκαλλιέργειατωνγνωστικώνδεξι-οτήτωνπουθαοδηγήσουνστηδιαμόρφωσητηςαντίληψης

τουμαθητήπαράσταπεριεχόμενατηςδιδασκαλίαςαυτάκα-θεαυτά.Πρέπειναδίνουμεστουςμαθητέςευκαιρίεςγιαπροσωπικές,αυθεντικέςεμπειρίες(authenticexperiences),εμπειρίεςμεισχυρέςαναλογίεςμετονκαθημερινόκόσμο(Duffy1992,σ.4,Roth1995).

Στιςφυσικέςεπιστήμεςηαναγκαιότηταανάπτυξηςνοητικώνμοντέλωνανάγειτονπαραγωγικόσυλλογισμό(productivethinking)στοαπαραίτητομεθοδολογικόεφόδιοκατανόησήςτους.Ημετάδοσηλοιπόντηςλογικήςτηςπαραγωγικήςσκέ-ψηςείναιγιατομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνβασικόζη-τούμενο.Oσυνδυασμόςτηςπροσέγγισηςτουπαραγωγικούσυλλογισμούμετηνπαράλληληαυτενεργητικήδραστηριότη-ταεξυπηρετείταιαποτελεσματικάστομάθηματωνφυσικώνεπιστημώνμετοερευνητικάεξελισσόμενομοντέλο.Oσυν-δυασμόςσκέψηςκαιπράξηςοδηγείστηνεδραίωσηνοητι-κώνδεξιοτήτωνπολύουσιαστικότερωναπότημηχανικήεφαρμογήήτηναπομνημόνευσησυγκεκριμένωνκανόνων.Μεαυτήτηνέννοιαηθέσητουπειράματοςείναιιδιαίτερασημαντική.«Ηδομήτουερευνητικάεξελισσόμενουμοντέ-λουεπιτρέπειτηναξιοποίησητουπειράματοςμεδιάφορεςδιδακτικέςλειτουργίες.Μπορείναχρησιμοποιηθείγιατηδιαπίστωσητουπροςδιερεύνησηπροβλήματος,γιατηνεπί-λυσή του ή για την εμπέδωση των νέωνδεδομένων»(Schmidkunz1992,σ.21).Ηλειτουργίατουδενείναιαυτό-νομη.Τοπείραμαπρέπειναείναισελογικόσυνδυασμόμετηνπροσπάθειαεπίλυσηςτουπροβλήματοςστοοποίοπρο-σπαθούμεναανάγουμετοφαινόμενο(Ploger1983,σ.14).Ηαναγωγήαυτήτωνφαινομένωνσεπροβλήματα,ταοποίαοιμαθητέςκαλούνταιναεπιλύσουν,ξεχωρίζειτοερευνητικάεξελισσόμενομοντέλοαπόταυπόλοιπαανακαλυπτικά(Saxler1992,σ.16-17).Oστόχοςκάθεδιδακτικήςενότη-ταςανάγεταισεπρόβλημα(Problematisierung).Oιμαθητέςκαλούνταινααναγνωρίζουν,ναδιατυπώνουνκαιναεπιδιώ-κουντηνεπίλυσητουπροβλήματος,αναπαράγονταςστονμικρόκοσμοτουσχολείουμεσυνέπειατηνπορείατηςεπι-στημονικήςμεθοδολογίας.Διατυπώνουνμιαυπόθεση,υλο-ποιούνμιαπειραματικήπρότασηαντιμετώπισηςκαιτηνεκτελούν,παρατηρώνταςσυστηματικάτηνεξέλιξητουπει-ράματοςκαικαταγράφονταςτηνπαρατήρησήτους.Oιδιαπι-στώσειςσυζητιούνταικαιαφηρηματοποιούνται.Τονέογνω-στικόυλικόεμπεδώνεταιτέλοςμετηβοήθειατουδασκά-λου,οοποίοςεπιλέγειπαραδείγματακαιεφαρμογέςανάλο-γεςμεταειδικάενδιαφέροντατωνμαθητών,προκαλώντας

37

έτσιτηγενίκευσητωνσυμπερασμάτων.Ημαθησιακήπορείαδιαμορφώνεταιλοιπόνμεβάσητηδιδακτικάσχεδιασμένηδι-ατύπωσηενόςπροβλήματοςκαιμιαςαντίστοιχηςστρατηγι-κήςεπίλυσης,ηεκτέλεσητηςοποίαςθαοδηγήσειστογνω-στικά«νέο».Στοσχολείομεταδίδεταιηεπιστημονικήμεθο-δολογία,ηοποία,σεσυνδυασμόμετηναπλότητατωνυλι-κώνπουχρησιμοποιούνταιγιαταπειράματα,επιτρέπειστουςμαθητέςναεπαναλαμβάνουνκαιναεπεκτείνουντηδιδακτικήπορείααυτόνομαστοσπίτι,διευρύνονταςτοπεδίοτωνγνώσεώντους.Τοερευνητικάεξελισσόμενομοντέλο,αξιοποιώνταςπολύπλευρατοπείραμακαιτηνεπιστημονικήμεθοδολογίαμέσααπότηναναγωγήκάθεφαινομένουσεπρόβλημαπροςεπίλυση,καλλιεργείπολύευρύτερεςδεξιό-τητεςτωνμαθητών.Πέρααπότιςγνωστικέςκαλλιεργούνταιτόσοοιψυχοκινητικέςόσοκαιοισυναισθηματικέςδεξιότη-τες.Σύμφωναμεταπαραπάνωταβασικάχαρακτηριστικάτουερευνητικάεξελισσόμενουμοντέλουείναι:

• ηεπιδίωξητηςαναβάθμισηςτουενδιαφέροντοςγιατομάθημα

• ηευρύτητατηςαυτόνομηςσυμμετοχήςτουμαθητή

• ηπροσπάθειαπροσφοράςτηςαίσθησηςεπιτυχίας

• ηισομερήςεπιδίωξηγνωστικών,συναισθηματικώνκαιψυχοκινητικώνστόχων

• ηαναγωγήτωνφαινομένωνσεπροβλήματαπροςεπίλυση

• ημεθόδευσητηςανακάλυψηςμέσααπόδομημένομάθη-μα

• ημετάδοσητηςεπιστημονικήςμεθοδολογίας

• ορόλοςτουδασκάλουστοσυντονισμότουμαθήματος

• ησύνδεσητωνφαινομένωνπουμελετώνταιμετηνκαθη-μερινότητα

• ηδυνατότηταεπανάληψηςτωνπειραμάτωνκαιαυτόνο-μηςδιερεύνησηςστονεξωσχολικόχώρο.

Μετονόροερευνητικόστοντίτλοτουδίνεταιέμφασηστηνπροσπάθειαναβοηθηθείομαθητής,μεβάσητιςπροϋπάρ-χουσεςγνώσειςκαιταμέσαπουδιαθέτεικαιμεμεθόδουςαντίστοιχεςτουγνωστικούτουδυναμικού,νακατακτήσειαυ-τόνοματανέαστοιχεία.Ηέρευναωςμεθοδολογίακαιπρα-κτικήμεβάσηόσαέχουνπροαναφερθείμπορείναγίνεικτή-ματουμαθητήακόμηκαιστοδημοτικόσχολείο.

Μετονόροεξελισσόμενοτονίζεταιτογεγονόςότιηερευ-νητικήπορείατουμαθητήδενείναιτυχαίακαιελεύθερη,αλ-λάεξελίσσεταισεσυγκεκριμέναστάδιαμεχρονικήαλλη-λουχία.Oρόλοςτουδασκάλουείναιναοργανώσεικαινασυντονίσειτηνερευνητικήπρωτοβουλίατουμαθητήσύμφω-ναμεταστάδιααυτάκαιμεστόχοτηδιεύρυνσητωννοητι-κώνδομών,ώστενακαταστείδυνατήηαφομοίωσητουκάθεφοράκαινούριου.

1.7.2.1 Εξέλιξη του μαθήματος στο ερευνητικά εξελισσόμενο μοντέλο

Σύμφωναμεόσααναφέρθηκανστηνπροηγούμενηπαράγρα-φοηερευνητικήπροσέγγισηδενείναιεφαρμόσιμηχωρίςκάποιακαθοδήγησηαπότοδάσκαλο.Δενυπάρχειερευνητι-κήδιδασκαλίαπουναμηνείναισεμικρόήμεγάλοβαθμόκαθοδηγούμενη.Ακόμηκαιστηνεπιστημονικήέρευναηανα-κάλυψηδενείναιελεύθερη.Κάθεερευνητήςδέχεταιερεθί-σματακαιέμμεσηκαθοδήγησηστηνέρευνάτουαπότιςπροϋπάρχουσεςγνώσειςτουκαιτιςεπιδράσειςτουεπιστη-μονικούπεριβάλλοντος(δημοσιεύσεις,συζητήσειςμεσυνα-δέλφουςκ.ο.κ.).Σημαντικόείναιηόποιακαθοδήγησητουμαθητήναστοχεύειστημεθόδευσητηςδουλειάςτου,χωρίςναεπιφέρειτοστραγγαλισμότηςφαντασίαςούτενακαταπι-έζειτηδιάθεσήτουναέχειτηνπρωτοβουλία.Πρέπειναεί-ναιγενικήκαιευέλικτη,αλλάταυτόχρονααποτελεσματικήστηνεξασφάλισητηςγνωστικήςπροόδου.«Ενώσεβόμαστετοδικαίωματουπαιδιούστοδικότουτρόποεξερεύνησης,μπορείναμαςείναιδύσκολονααντισταθούμεστονπειρα-σμόνατοπιέσουμενα«ανακαλύψει»αυτόπουεμείςήδηγνωρίζουμε.Πρέπειναείμαστεπροσεκτικοίναμηναμβλύ-νουμετηφλόγατηςανησυχίαςκαιαναζήτησηςμεέναβαρύπέπλοαπόοδηγίεςκαιδεδομένα...»(Harlan1976,σ.15).

Ηπροσέγγισητης«επίλυσης»του«προβλήματος»,στοοποίοανάγεταιτοφαινόμενοπουμελετάται,γίνεταιστοερευνητικάεξελισσόμενοδιδακτικόμοντέλομεμικράγνω-στικάβήματα,σελογικήαλληλουχίακαιμεσταδιακάαυξα-νόμενοβαθμόαφηρηματοποίησης.Ηαλληλουχίατωνβημά-τωναυτώνπεριγράφεταιπαρακάτωμεταδιδακτικάστάδιαπουχρονικάδιαδέχονταιτοένατοάλλοκαιαντιστοιχούνσταβασικάστάδιατηςεπιστημονικήςμεθοδολογίας.Ηαλ-ληλουχίατωνσταδίωναυτών,πουχαρακτηρίζουντηδιδακτι-κή-μαθησιακήπορεία,είναιαυτήπουεπιτρέπειστοδάσκα-λοτοσχεδιασμόκαιτονέλεγχοτηςδιδακτικήςδιαδικασίαςκαιτονβοηθάστηνοργάνωσηκαιεκτέλεσητουμαθήματος.Μετηνπεριγραφήκαιανάλυσήτουςγίνεταιεπίσηςκατανο-ητήηκατανομήτωνδραστηριοτήτωνστουςμαθητέςκαιτοδάσκαλο,ώστεκαιημετατόπισητουμαθήματοςπροςτομα-θητήναεπιτυγχάνεταιαλλάκαιηομαλήκαιπρογραμματι-σμένηεξέλιξήτουναεξασφαλίζεται.Ταδιδακτικάστάδιαστηνπροτεινόμενηδιδακτικήπροσέγγισηείναι:

• Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεων:Στοδι-δακτικόαυτόστάδιοεπιδιώκεταιοπροσανατολισμόςτου

38

ενδιαφέροντοςτωνμαθητώνστοφαινόμενοπουθαμελε-τηθεί,επιδιώκεταινατεθείηβάσητου«προβλήματος»καιναδοθούνταερεθίσματαγιατηνανάπτυξήτου.Μιασύντομηπαρουσίασητουδασκάλου,μιασυζήτησηδασκά-λου-μαθητώνήμεταξύτωνμαθητώνμπορούνσταδιακάνααναδείξουντοπρόβλημα,τοοποίομέχριαυτήτηστιγ-μήγνωρίζειμόνοοδάσκαλος.Μεπροσεκτικάερεθίσμα-τααπότοδάσκαλομπορείτοπρόβλημανααναπτυχθείκαιστουςμαθητές.Ηεπανάληψηστοιχείωνπροηγούμε-νωνφύλλωνεργασίας,ανπροσφέρεταιγιατησύνδεσημεανάλογοπρόβλημαπουθαεπακολουθήσει,πρέπειναεπιδιώκεται.Στοστάδιοαυτόπροκαλείταικαιηδιατύπω-σηυποθέσεων.Oιυποθέσειςπρέπειναβασίζονταιστοσυνδυασμότωνπρογενέστερωνσχετικώνγνώσεων,συ-νεπώςπρέπειστομυαλότωνμαθητώννασχηματίζονταιμετηνέννοιατηςπιθανότηταςεπιτυχίαςκαιναμηνείναιαπλέςεικασίες.Κατάτηνπρόκλησητηςδιατύπωσηςυποθέσεωνγίνεταικαιηκαταγραφήτωνπρώιμωναντιλή-ψεωντωνμαθητών(πρβλ.1.5.4),τωνσχετικώνμετοφαινόμενο.Oδάσκαλοςπρέπειναέχειτηνεικόνατουπλαισίουστοοποίοοιμαθητέςεντάσσουντοπρόβλημα,τηςαπλοϊκήςερμηνείαςμετηνοποίατοέχουνσυνδέσει,ώστεναμπορείνακατευθύνειμεαποτελεσματικότητατηδιαδικασίατηςπροσαρμογής.Ηδιαδικασίααυτήχρειάζε-ταιπολλήπροσοχή,ώστεστηνπροσπάθειαανίχνευσηςτωνπρώιμωναντιλήψεωνναμησυντελούμεστηδημιουρ-γίανέωνπουδενπροϋπήρχαν(Jung1981,σ.8).Ανπιε-στικάρωτάμεέναμαθητή,γιαπαράδειγμα,σχετικάμετηναντίληψήτουγιατηνενέργεια,είναιπιθανό,ακόμηκαιανδενείχεπροβληματιστείσχετικά,ναδημιουργήσεικάποιαάποψη,μόνοκαιμόνογιανααπαντήσειστοερώ-τημα.Ενώπρέπειναείμαστεπρόθυμοινααπαντάμεόσοτοδυνατόνορθότερασεοποιοδήποτεερώτημαπροκύ-πτει,χρειάζεταιιδιαίτερηπροσοχήγιαναμηνπροκαλού-μεαπαντήσειςσεπρόωραερωτήματαπουδενέχουναπασχολήσειτουςμαθητές.Μιαέμμεσηερώτηση,ανοι-χτήκαιελεύθερη,γιαπαράδειγμα«τισκέφτεστε,ότανακούτετηλέξηενέργεια;»,μπορείναδώσειστοιχείαγιατιςπρώιμεςαντιλήψειςτωνμαθητώνχωρίςτονκίνδυνοτηςδημιουργίαςνέων.Είναιπροφανέςότισεκαμιάπερί-πτωσηδενπιέζουμετουςμαθητέςναδώσουναπαντή-σειςσταεισαγωγικάερωτήματα.

• Πειραματική αντιμετώπιση: Στοστάδιοαυτόοιμαθητέςεκτελούνέναήπερισσότεραπειράματα,παρατηρούνσυ-στηματικάκαικαταγράφουντηνπαρατήρησήτους.Ανκά-ποιαενότηταδενενδείκνυταιγιατηνεκτέλεσηπειράμα-τος,οιμαθητέςεκτελούνδραστηριότητεςπουπεριγρά-φονταιστοβιβλίοτους.Στηνπερίπτωσητουπειράματοςπρέπειοδάσκαλοςνααποφασίσεικατ'αρχήντημορφήτηςεργασίας.Ανάλογαμετοδιαθέσιμοχρόνοκαιτηνυπάρχουσαυποδομήθαεπιλεγείεδώανθαγίνειπείρα-

μαεπίδειξηςήπείραμασεομάδες.Είναιπροφανές,σύμ-φωναμεόσαέχουναναφερθείγιατησημασίατηςόσοτοδυνατόευρύτερηςσυμμετοχήςτουμαθητήστημαθησια-κήδιαδικασία,ότιπροτιμητέαείναιηεκτέλεσητουπει-ράματοςσεομάδες.Σεαυτήντηνπερίπτωσηπρέπεινακαθοριστείημορφήτηςσυνεργασίας.Αντοπείραμαέχειέκτασηκαιπολυπλοκότητα,μπορείναεπιλεγείηκατανο-μήκαθηκόντων,γιαπαράδειγμαέναςμαθητήςσυγκε-ντρώνειταόργανα,άλλοςστήνειτηδιάταξη,ενώτρίτοςκαταγράφειτιςπαρατηρήσεις.Αντοπείραμαδενέχειέκτασηκαιπολυπλοκότητα,μπορείναεπαναληφθείμε-μονωμένααπόκάθεμαθητή.Είναισημαντικόνασυζητη-θούναναλυτικάοιοδηγίεςτουπειράματος,προτούοιμαθητέςπάρουνταόργανακαιταυλικάκαιαρχίσουνναεκτελούντοπείραμα,αφούμετάαπ'αυτότοσημείοηπροσοχήτουςείναιστραμμένησταυλικάπουέχουνμπροστάτουςκαιόχιστοδάσκαλοήστουςσυμμαθητέςτους.Oδάσκαλοςμετηβοήθειατωνμαθητώνπρέπειναέχειφροντίσειπριντομάθημαναέχεισυγκεντρώσειτααπαραίτηταγιατοπείραμαυλικά.Κατάτηνεκτέλεσητουπειράματοςοδάσκαλοςέχειτοδύσκολορόλοτουαρω-γούπαράλληλαγιαόλεςτιςομάδες,τιςοποίεςκαιεπι-σκέπτεται,χωρίςόμωςναπαρεμβαίνει,γιαναμημετα-τραπείτοπείραμασεεπίδειξη.Oιμαθητέςείναιιδιαίτε-ραεπιρρεπείςστονακαλέσουντοδάσκαλοσεβοήθεια,ότανκάτιδενπηγαίνειόπωςπεριμένουν,ζητώνταςτουναλύσειτοπρόβλημα.Ηπροθυμίατουδασκάλουναπά-ρειαυτόντορόλοκαταργείστηνουσίατηνερευνητικήπροσέγγιση.Μεκατάλληλαερεθίσματαμπορείναβοηθή-σειτηνομάδανααντιμετωπίσειαυτόνοματοπρόβλημα,χωρίςναπροσφέρειέτοιμεςλύσειςκαιαπαντήσεις.

Γιατηνπερίπτωσηπουπροτιμηθείηεκτέλεσηκάποιουπειράματοςμετημορφήεπίδειξης,πρέπειοδάσκαλοςναφροντίσειησυμμετοχήτωνμαθητώνναείναιόσοτοδυνατόνπιοενεργητικήκαιναμηνπεριορίζεταιστηνπα-ρατήρησητηςεκτέλεσηςτουπειράματος.Oδάσκαλοςμοιράζειρόλους«βοηθού»σεόσοτοδυνατόνπερισσό-τερουςμαθητέςήκαλείμαθητέςστηνέδρασεκάποιαφάσητουπειράματος.Ηεναλλαγήτωνμαθητώνπουβοη-θούντοδάσκαλοσταπειράματαεπίδειξηςεξασφαλίζειτηνισότιμηαντιμετώπισητωνμαθητών.

Μετάτηνολοκλήρωσητηςεκτέλεσηςτουπειράματοςκαιαφούοιμαθητέςεπιστρέψουνταόργανακαιταυλικάστηθέσητους,οιμαθητέςσημειώνουντηνπαρατήρησήτουςστονπροβλεπόμενοχώροστοβιβλίοτους.Oδάσκαλοςπεριέρχεταιτηντάξηεξασφαλίζονταςτηνορθότητατωνπαρατηρήσεωνπουσημειώνουνοιμαθητές.

• Εξαγωγή συμπεράσματος:Μετάτηνολοκλήρωσητηςεκτέλεσηςτωνπειραμάτωνκαιμέσααπόσυζήτησηστηντάξη,επιδιώκεταιηαφηρηματοποίησηκαιηγενίκευση

39

τωνπαρατηρήσεωνμετηδιατύπωσηενόςσυμπεράσμα-τος.Σεκάποιαφύλλαεργασίας,όταντοφαινόμενοείναισύνθετο,ηεξαγωγήτουσυμπεράσματοςγίνεταισταδια-κά.Σεκάποιαάλλα,όταντοφαινόμενοπουμελετάταιεί-ναιπιοαπλό,ηεξαγωγήτουσυμπεράσματοςγίνεταιστοτέλοςτουφύλλουεργασίας.Ηαφηρηματοποίησημπορείναγίνειμεδιάφορουςτρόπους,ανάλογαμετοφαινόμενοπουοιμαθητέςμελετούν,πρέπειόμωςσεκάθεπερί-πτωσηναεπιτυγχάνεταισταδιακά,μεμικράβήματα,σεαντιστοίχισημετηνικανότητατωνμαθητώννατηναφο-μοιώσουν.Προσπάθειατουδασκάλουείναιηαποτελε-σματικότητατηςπροσαρμογήςκαιηεγκατάλειψητηςπρώιμηςαντίληψης,όταναυτήείναιανεπαρκής.Oέλεγ-χοςτηςεπιτυχίαςτηςπροσπάθειαςαυτήςθαγίνειστοτελευταίοδιδακτικόστάδιομετηνεμπέδωση.Μετάτηνολοκλήρωσητηςσυζήτησηςοιμαθητέςσημειώνουντοσυμπέρασμαστονπροβλεπόμενοχώροστοβιβλίοτους.Αντοσυμπέρασμαείναιδύσκολο,δίνεταιβοήθειαστουςμαθητέςμετημορφήλέξεωνπουπρέπειναχρησιμοποι-ήσουν.Ειδικότερεςοδηγίεςγιατημεθόδευσητηςεξα-γωγήςτουσυμπεράσματοςδίνονταιστηνπαράγραφο2.2.2.3,καθώςκαιστιςαναλυτικέςοδηγίεςγιακάθεφύλλοεργασίας.Μετάτηνεξαγωγήτουσυμπεράσματοςοιμαθητέςανατρέχουνστιςυποθέσειςπουδιατύπωσανστηναρχήτουμαθήματοςκαιελέγχουν,μεβάσηόσαμε-λέτησανπειραματικά,τηνεπιβεβαίωσηήαπόρριψήτους.Μέσααπόσυζήτησηστηντάξηοιμαθητέςσχολιάζουν,επαναδιατυπώνουν,συμπληρώνουνήδιορθώνουντιςυποθέσειςτους.Μετηδιαδικασίααυτήγίνεταισαφέςότιηπειραματικήδιαδικασίαείναιαυτήπουοδηγείστηδιεύ-ρυνσητουγνωστικούπεδίου.

• Εμπέδωση - Γενίκευση: Στοτελευταίοδιδακτικόστάδιοεπιδιώκεταιηεμπέδωσηκαιηγενίκευσητωννέωνγνω-στικώνστοιχείων.Αυτόεπιτυγχάνεταιμεεργασίεςπου

αναφέρονταισεεφαρμογέςκαιπαραδείγματαήέχουνεπαναληπτικόχαρακτήρα.Στοτετράδιοεργασιώνοιερ-γασίεςεμπέδωσηςαναφέρονταιως«εργασίεςγιατοσπί-τι»,αυτόόμωςδεσημαίνειότι,εφόσονυπάρχειδιαθέσι-μοςχρόνος,κάποιεςαπόαυτέςδενμπορείναανατεθούνστουςμαθητέςστοσχολείο.Oιεργασίεςεμπέδωσηςανα-φέρονταισυχνάσεεφαρμογέςστηνκαθημερινήζωήτωνφαινομένωνπουμελετήθηκανστοφύλλοεργασίας.Ηγε-νίκευσητωνσυμπερασμάτων,σταοποίαοιμαθητέςκατέ-ληξανμετηνπειραματικήδιερεύνηση,μεόσοτοδυνατόνπερισσότερεςεφαρμογέςδίνειτηδιάστασητηςευρύτη-ταςτουφαινομένουκαιδημιουργείπαράλληλαευκαιρίεςγιαασυνείδητηανάκλησητουσυμπεράσματος,στοοποίοοιμαθητέςκατέληξανστοσχολείο,κάθεφοράπουοιμα-θητέςαντιμετωπίζουνστηνκαθημερινήτουςζωήτηνεφαρμογήμετηνοποίατοσυμπέρασμασυνδέθηκε.Oιαναφορέςτωνμουσικώνοργάνωνστηνακουστική,τωνια-τρικώνθερμομέτρωνστηθερμότητα,τουματιούστηνοπτική,τωνηλεκτρικώνσυσκευώνστονηλεκτρισμόαπο-τελούνμερικάμόνοπαραδείγματασ'αυτήντηνκατεύθυν-ση.Oβαθμόςικανότηταςτωνμαθητώνναανταποκριθούνστιςεργασίεςαυτέςδίνειστοδάσκαλοτηνπληροφορίαγιατηνεπιτυχίατηςεδραίωσηςτωννέωνγνωστικώνδε-δομένων,στοιχείοπουμπορείναχρησιμοποιηθείκαιγιατηναξιολόγησητωνμαθητών.Oιεργασίεςγιατοσπίτιαποτελούνουσιαστικόσυμπληρωματικόστοιχείοτουμα-θήματος.Μεαυτέςολοκληρώνεταιηδιδασκαλίαμετηβαθμίδατηςεμπέδωσης.Είναιλοιπόνιδιαίτερασημαντικόνασυζητιούνταιοιεργασίεςστηντάξηκαιόχιαπλάναδι-ορθώνονταιαπότοδάσκαλο.Πολλέςφορέςθαχρειαστείηεκτέλεσηενόςεπιπλέονπειράματοςγιατηντεκμηρίω-σητηςορθήςτουςαπάντησης,ηοποίαπρέπειναγίνειαποδεκτήαπόκάθεμαθητήμετηναυτονομίατηςσυμμε-τοχής.

1.7.2.2 Πειράματα με απλά μέσα

Ησημασίατουπειράματοςθεωρείταιδεδομένηγιατηδιδα-κτικήτωνφυσικώνεπιστημών(Wilke1993α).Ανάλογαμετηνεπιλογήτηςδιδακτικήςμεθοδολογίαςτοπείραμαμπο-ρείναεξυπηρετείδιαφορετικούςστόχους.Ημεθοδολογίαεφαρμογήςείναιαυτήπουθαοριοθετήσειτηλειτουργίατου.Ηπειραματικήάσκησηδενμπορείωστόσοναείναιμίατρισδιάστατηπροέκτασητουδιδακτικούβιβλίου.Πρέπειναεξυπηρετείτοστόχοτηςαναγωγήςτηςμάθησηςσεαυτόνο-μηβιωματικήεμπειρία,μεσκοπότησύνδεσητουγνωστικούυλικούμετηνκαθημερινότητακαιτηνπροσέγγισητηςεπι-στημονικήςμεθοδολογίας.

Ηαναγκαιότητατηςαπλότηταςτηςπειραματικήςδιάταξηςτεκμηριώνεταιστηβιβλιογραφίαωςβασικόςπαράγονταςγιατην επικέντρωση στο ουσιαστικό περιεχόμενο: OSchmidkunz(1983),μελετώνταςαπότησκοπιάτηςαντιλη-πτικήςψυχολογίαςτηνπειραματικήδιάταξη,προτείνειτην«αρχήτηςοικονομίας».OWoolnough(1986),διατυπώνο-νταςτηνάποψηότιηοριοθέτησητουπειράματοςπρέπεινασυμβαδίζειμετουςστόχουςτουμαθήματος,καταλήγειστοσυμπέρασμαότι,ότανενδιαφέρειηποιοτικήερμηνείατουφαινομένου,ηαπλότητατηςδιάταξηςεξασφαλίζειότιδεθαχαθείαυτήσελεπτομερείςκαιακριβείςμετρήσεις,ενώοKubli(1980)αναφέρειτα«μαύρακουτιά»,τιςακριβέςσυ-

40

σκευέςτωνσύγχρονωνκατασκευαστώνοργάνων,ωςτηχει-ρότερηεπιλογή,αφούδενείναιπροσεγγίσιμεςαπότομα-θητή.OΜuckenfuß(1986)αναφέρεισχετικά:«Τοεργαστή-ριοτωνφυσικώνεπιστημώνωςχώροςμάθησηςείναιεξο-πλισμένομεειδικέςπειραματικέςδιατάξεις,τιςοποίεςομαθητήςδεθασυναντήσειποτέέξωαπ'αυτό.Απότηνεξέ-λιξητουμαθήματοςμεταόργανααυτάγίνεταιαντιληπτήηδιδακτικήυπόθεση,ότιδηλαδήομαθητήςείναισεθέσηναπαραλληλίσειταπαρεμφερήφαινόμενατηςκαθημερινήςζω-ήςμετασχολικάπειράματα,μολονότιαυτάπροσεγγίζονταιμεόργανακαιμεθόδουςπαντελώςξένεςμετηνκαθημερι-νότητα.Γιατηνεπιβεβαίωσητηςαισιόδοξηςαυτήςυπόθε-σηςδεσυνηγορείκατάτηγνώμημουτίποτα...Oιπειραματι-κέςδιατάξειςείναιέτσικατασκευασμένες,ώστεναοδηγούνμονοσήμανταστηγρήγορηεπιβεβαίωσηενόςπολύσυγκε-κριμένουνόμου.Ταόργαναφαίνονταιστομαθητήξένα...».Ησύνδεσητωνκαθημερινώνφαινομένωνμετομάθηματουσχολείουδενεξυπηρετείταιμετηχρήσητωνπολύπλοκωνδιατάξεων,αφούαυτέςείναιξένεςπροςτηνεμπειρίατωνμαθητών:«Oπρωταρχικόςκόσμοςτωνεμπειριώντωνμαθη-τώνπαραμένεικρυμμένοςπίσωαπόσυχνάπολύπλοκεςπει-ραματικέςδιατάξεις.Έτσιοιφυσικέςεπιστήμεςπαρουσιά-ζονταιστουςμαθητέςωςκάτιτοοποίοεξελίσσεταιμόνοστησχολικήαίθουσακαιστοεργαστήριοκαιπουέχειμετηζωήτουςμικρήσχέση»(Bleichroth1991β).

Hανάγκητηςευρύτερηςδυνατήςσυμμετοχήςτουμαθητήστηνπειραματικήδιαδικασίατεκμηριώνεταιεπίσηςαπότηβιβλιογραφία:OBredderman(1984)μελετάτηνέκτασητηςπρακτικήςάσκησηςστομάθημακαιδιαπιστώνειτηθετικήτηςεπίδρασηστονγνωστικότομέα,στηφαντασία,στημεθο-δικότητακαιστηστάσητωνμαθητών(Bredderman1982),ενώοιΑho,HuopioκαιHuttunen(1993)διαπιστώνουντηναποτελεσματικότερηκατανόησητωνφαινομένωνκαιτηγνω-στικήαφομοίωσησεΦινλανδούςμαθητέςπουδιδάσκονταιμ'έμφασηστηνκαλλιέργειαπρακτικώνδεξιοτήτωνκαιμάλι-σταμετηχρήσηαπλώνυλικών.

Στηνπροτεινόμενηδιδακτικήπροσέγγιση,ηεξέλιξητουμα-θήματοςβασίζεταισεπειράματαμεαπλάκαθημερινάμέσα.Μευλικάτουκαθημερινούπερίγυρουδάσκαλοςκαιμαθητέςσυνθέτουντιςπειραματικέςδιατάξειςμετιςοποίεςθααντι-μετωπιστούνταφαινόμενα.Ανάλογαμετοδιαθέσιμοχρόνομπορείοιδιατάξειςναέχουνπροκατασκευαστείαπότοδά-σκαλοήτουςμαθητέςήμπορείηκατασκευήτουςνααποτε-λείμέροςτουμαθήματος.

Πέρααπότοπροφανέςπλεονέκτηματωνπειραμάτωνμεαπλάμέσαγιατηναντιμετώπισητηςόποιαςέλλειψηςτωνσχολείωνσευλικοτεχνικήυποδομή,τοπείραμαμεαπλάυλι-κάπαρουσιάζειπεραιτέρωουσιαστικάδιδακτικάπλεονεκτή-ματασεσχέσημετις«συμβατικές»σύγχρονεςπειραματι-κέςδιατάξεις.OUcke(1979)αναφέρεταισεσυνέδριοτο

1978στηνOξφόρδηστηφυσικήστιςαναπτυσσόμενεςχώ-ρες,όπουεφαρμόζονταιτέτοιαπειράματα,παρατηρώνταςότιηεισαγωγήτουςμετατοπίζειτηβαρύτητατουμαθήματοςστηνπρακτικήδιάστασητουχρήσιμουγιατηζωή,στηβιωμα-τικήδιάστασητουκαθημερινού.OGomoletz(1992)αναφέ-ρεταιστηθετικήαποδοχήτουπρογράμματος«Physikplus»στοSchleswig-HolsteinτηςΓερμανίας,όπουσεομάδεςελεύθερηςεργασίαςμαθητέςασχολούνταιμειδιοκατασκευ-έςκαιπειράματαχαμηλούκόστους,ενώοSchramm(1989)αναφέρεταιστηνκαλλιέργειατηςμεθοδικότηταςκατάτοσυνδυασμό της κατασκευήςμε τοσχολικόμάθημα.OScheiderστις27εντολέςγιαδασκάλουςφυσικήςαναφέρει:«Ναδιαλέξειςυλικάπαρουσιάσεωνγιατησχέσητουςκαιτηναξίατουςγιατοσχηματισμότωνεννοιώνκαιόχιγιαναεντυπωσιάσεις.Ναξέρειςότιτοπαρακατιανόδοχείοτουκαφέ«θακληρονομήσειτηγη»,γιατίέχειανείπωτεςδιδα-κτικέςδυνατότητες,ενώηπιομεγαλεπήβολησυσκευήLaserθαγίνει«χώμακαισποδός»,ανχρησιμοποιηθείαπλάκαιμόνογιαναθαμπώσει»(Πατάπης1993,σ.289).

Σταπειράματαμεαπλάμέσαηπρακτικήεφαρμογήτωνγνω-στικώνδεδομένωνστηνκαθημερινότηταείναιαυτονόητη,αφούείναιπολλέςφορέςταίδιατακαθημερινάφαινόμεναπουαπομονώνονταιαπότιςπαραμέτρουςπουταεπηρεά-ζουνκαιαποτελούνστοσχολείοαντικείμενοπειραματισμού.Ταφυσικάφαινόμεναπουμελετάμεστοσχολικόχώροδενείναιδιαφορετικάαπ'αυτάπουαντιμετωπίζειομαθητήςστηνκαθημερινήζωήτου.Αυτόπουδιαφέρειείναιοκριτι-κόςτρόποςαντιμετώπισης,ηαπομόνωσηαπότιςπαραμέ-τρουςπουταεπηρεάζουνκαιηεπιστημονικήμεθοδολογικήτουςθεώρηση.Μετηνέννοιααυτήκαιμεδεδομένητηνκα-τανόησητηςδιαφοράςαυτήςαπότοπαιδί,ηέννοια«πείρα-μα»μπορείναεπεκταθείστονκαθημερινότουπερίγυρο.Όταντοπαιδίπαρατηρεί,γιαπαράδειγμα,τονερόναβράζειστηνκουζίνα,εκτελείτυχαίαπαρατήρηση.Ανόμωςηπαρα-τήρησηαυτήδενείναιτυχαίααλλάσύμφωνημετηνεπιστη-μονικήμεθοδολογία,είναιπείραμα.Ανδηλαδήτοπαιδίπα-ρατηρήσειτονερόναθερμαίνεται,διατυπώσειυπόθεσηότικάποιαστιγμή,σεορισμένηθερμοκρασία,θααρχίσειναβράζεικαιναεξατμίζεταικαιδιαπιστώσειτιςφυσαλίδεςκαιτουςυδρατμούς,εκτελείπείραμα.Ότανομαθητήςκάνειτραμπάλαστηνπαιδικήχαράτηςγειτονιάςτου,παρατηρείτυχαία.Ανδιατυπώσειυπόθεσηόμωςγιατηνισορροπίασεσχέσημετοβάροςτουφίλουτουκαισεσχέσημετηναπο-μάκρυνσηαπότοσημείοπεριστροφής,μπορείναεκτελέσειπείραμα,γιαναεπιβεβαιώσειτηνυπόθεσήτου.

Ηαντιμετώπισητηςκαθημερινότηταςμετημεθοδολογικήπροσέγγισητωνφυσικώνεπιστημώνανοίγεινέουςδρόμουςγιατιςφυσικέςεπιστήμες,αφούηκαθημερινότηταδίνειατελείωτεςευκαιρίεςγιαανάλογεςπαρατηρήσεις.Ημουσι-κή(Johnston1989,Taylor1992,French1983),οαθλητι-

41

σμός(Kent1980,Schlichting1992,Rodewald1992,Meier1992),ταμουσείατεχνολογίας(Feher1990,Tuckey1992)αποτελούνμερικάμόνοπαραδείγματαπουμπορείνααξιο-ποιηθούνμετηνπαραπάνωλογική.

Προϋπόθεσηγιατηδυνατότηταδιεύρυνσηςτηςπειραματι-κήςδραστηριότηταςστοπεδίοτηςκαθημερινήςπαρατήρη-σηςείναιηεξοικείωσητωνμαθητώνμετηνεπιστημονικήμεθοδολογία.Βαρύτητασυνεπώςκατάτηνπειραματικήάσκησηστηντάξηπρέπειναδίνεταιστημετάδοσητηςεπι-στημονικήςμεθοδολογίας,στομεθοδικόεργαλείοπουθαεπιτρέψειστομαθητήναεξάγειχρήσιμασυμπεράσματακαικατάτηναυτόνομηεργασίατουέξωαπότοσχολικόεργα-στήριο.Ηχρήσητωνπειραμάτωνμεαπλάμέσαστηντάξηεξυπηρετείτηνεξοικείωσητουμαθητήμετηνεπιστημονικήμεθοδολογία.Ηπρακτικήάσκησητωνμαθητώνεπιτρέπειεπίσηςτηνανάδειξηδεξιοτήτωνπολύευρύτερωναπ'αυτέςπουσυνήθωςκαλλιεργούνταιστοσχολείο.Oμαθητήςπουέχειέφεσηστηνκατασκευήθααναλάβειτηνπολυπλοκότερηδιάταξη,οπιομεθοδικόςτηνκαταγραφήκ.ο.κ.Τοπείραμαπουεκτελείταιστηντάξηδίνειτομεθοδολογικόπαράδειγμαγιατηναυτόνομηεργασίαστοσπίτι.

Χαρακτηριστικότωνπειραμάτωνμεαπλάμέσααποτελείεπίσηςηδυνατότητατουμαθητήναεπαναλάβειαυτόνομακαιστοσπίτιταπειράματαπουεκτελούνταιστοσχολείο,ναδοκιμάσειεναλλακτικέςπροσεγγίσειςκαινατιςπαρουσιά-σειστηντάξη.Oπειραματισμόςστοσπίτιπροσφέρειπρό-σθεταπλεονεκτήματαγιακάθεμαθητήχωριστά(Wilke1993β).Oμαθητήςστοσπίτιμπορείναεπαναλάβειταπει-ράματακαιναασχοληθείπεραιτέρωμεάλλαγιαταοποίατουδίνονταιοδηγίες.Ηενασχόλησήτουαυτήόμωςδενεί-

ναιπιααποσπασματικόπαιχνίδι,αλλάμέσοκατάκτησηςτηςφυσικήςνομοτέλειας.Όληηερευνητικήπορεία,χωρίςναπάψειναείναιευχάριστη,διέπεταιαπόκανόνες.Είναιξεκά-θαροότιζητούμενοτηςπειραματικήςδιαδικασίαςείναιησυστηματικήπαρατήρησητηςεξέλιξήςτης.Ανάλογαμετηδεξιότηταπουκάθεμαθητήςέχειεπιδείξειστηνκατασκευή,ταπειράματαμπορείναείναιευκολότεραήδυσκολότερακαιοιοδηγίεςελαστικέςήαυστηρότερες.Ηδυναμικήτουπειράματοςμεαπλάυλικάεπιτρέπειστουςμαθητέςναπει-ραματιστούνελεύθερα,έχονταςστηδιάθεσήτουςόσοχρό-νοαποφασίζουνμόνοιτουςναδιαθέσουν.Oπειραματισμόςαποδεσμεύεταιέτσιαπόταστενάκαιπιεστικάχρονικάπλαί-σιατηςδιδακτικήςώρας.Oμαθητήςείναιελεύθεροςναελέγχειτηνορθότητατωνιδεώντου,νατηδοκιμάζειπειρα-ματικάκαινατησυγκρίνειμετασυμπεράσματακαιαποτελέ-σματατωνσυμμαθητώντου.

Ηκατασκευήβασικώνοργάνωνστοσπίτιαπότομαθητήμπορείναοδηγήσειστησταδιακήσύνθεσηενόςοργανωμέ-νουατομικούεργαστηρίου.Έτσιηκατασκευήμετρητικώνοργάνων,όπωςθερμομέτρων,δυναμομέτρων,ζυγώνκ.ά.,μπορείνααξιοποιηθεί,υποκαθιστώνταςστονοικιακόχώροτασυμβατικάόργανατουσχολικούεργαστηρίου.Ηκατα-σκευήτωνοργάνωναυτών,πέρααπότηβαθιάκατανόησητουτρόπουλειτουργίαςτους,επιτρέπειτηναξιοποίησήτουςσεμετέπειταστάδιαγιατηναντιμετώπισησυνθετότε-ρωνφαινομένων.Oιμαθητέςπρέπειναμπορούνναδιαπι-στώνουνάμεσατηχρήσηκαιεφαρμογήτωνοργάνωνμεταοποίαεργάζονταιστοσχολείοκαιστηνκαθημερινήτουςζωή(Riquarts1978,σ.82).

1.7.3 Πρόταση για την αναφορά στο μικρόκοσμο

Σύμφωναμεόσααναφέρονταιστηνπαράγραφο1.3.1ηδιδα-σκαλίαστηνπρώτησχολικήβαθμίδαεξελίσσεταιστοπαρα-τηρησιακόεπίπεδο.Αυτόδεσημαίνειόμωςότι,εφόσονοιμαθητέςεκφράσουνσχετικόενδιαφέρον,δενμπορείναεπι-χειρηθείμιαπρώτηαπλοποιημένηερμηνευτικήπροσέγγιση.Ηόποιαερμηνευτικήπροσέγγισηπρέπεινααποσκοπείστηνενοποιητικήκαισυνεκτικήθεώρησητουκόσμουμας,ακόμηκαιστοεπίπεδοτηςδιδασκαλίαςστοδημοτικόσχολείο,πρέπεισυνεπώςνααναφέρεταιστομικρόκοσμο.Ηαποσπα-σματικότητατωνδιάφορωνφαινομένωνπουμελετάομαθη-τήςκαιηκατάταξήτουςσεδιακριτέςθεματολογίεςεξομα-λύνονταιέτσιμετιςκοινές«εξηγήσεις»πουδίνειγιαταμα-κροσκοπικάφαινόμεναηδυνατότητααναφοράςστομικρόκο-σμο,στηδομήτου,καθώςκαιστιςαλληλεπιδράσειςκαιστις

κινήσειςτωνσωματιδίωντου.Ηκαλλιέργειατηςπεριέργει-αςκαιτηςερευνητικήςδιάθεσηςτουμαθητήαπότηνπρο-τεινόμενη,ερευνητικάεξελισσόμενη,εκπαιδευτικήδιαδικα-σίαικανοποιείταιέτσικαιμεμιαπεραιτέρωμελέτηκαιγνώ-ση:αυτήτωναόρατωνκαιάγνωστωνστουςπολλούς,άρακαιελκυστικών,μικροσκοπικώνδιαδικασιών.

Στοβιβλίοαναφοράς,μεσύμβολοτομικροσκόπιο,παρατίθε-νταιμικράκείμεναπουαναφέρονταιστηναπλοποιημένημι-κροσκοπικήπροσέγγισητωνφαινομένων.Ημελέτητωνκει-μένωναυτώναποσκοπείσεμιαπρώτηερμηνευτικήπροσέγ-γιση,πουεδραιώνεικαιεπεξηγείταόσαοιμαθητές«ανα-κάλυψαν»μετημεθοδικήερευνητικήτουςδραστηριότηταπουγίνεταιμεβάσηταφύλλαεργασίας.

42

Oιγνώσειςμαςστοχώροτωνφυσικώνεπιστημώναυξά-νουνμεθεαματικούςρυθμούς.Oιδιαθέσιμεςσχολικέςώρεςγιατιςφυσικέςεπιστήμεςπαραμένουνόμωςίδιες.Ηέκτασητηςδιδακτέαςύληςπουπροδιαγράφεταιαπότααναλυτικάπρογράμματαείναιτέτοια,που,ακόμηκαιμετοσυνήθηδασκαλοκεντρικότρόποαντιμετώπισήςτης,κάθεδάσκαλοςσυναντάδυσκολίαστηνπλήρηκάλυψήτης.Ηεπικρατούσααντίληψηότιηικανότητατουδασκάλουκρίνε-ταικαιαπότηνποσότητατηςύληςπουαντιμετωπίζει,οδη-γείόλοκαιπιεστικότεραστημεάγχοςεπιτάχυνσητηςδι-δασκαλίας,μεστόχοτηνκάλυψηόσοτοδυνατόνευρύτε-ρηςποσοτικάύλης.Ηδιαδικασίααυτήοδηγείαναγκαστικάσεεπιφανειακήαντιμετώπιση.Oιμαθητές,στηναδυναμίατουςναακολουθήσουντορυθμότηςδιδασκαλίας,κατα-φεύγουνστηναπομνημόνευση,ηοποίαεξασφαλίζειτονβαθμόπροαγωγής,αφούτελικάαυτήελέγχεταιστιςεξετά-σεις,μεαποτέλεσμαοιγνώσειςπουεδραιώνονταικαιπουέχουνχρονικήαντοχήναείναιελάχιστες.Ηδιδασκαλίαστηνεπόμενησχολικήβαθμίδαξεκινάσυνήθωςχωρίςαξι-οποίησηκάποιωνουσιαστικώνστοιχείωνπουεμπεδώθη-καναποτελεσματικάκαιμεχρονικήαντοχήστηνπροηγού-μενηβαθμίδα.Τοσχολικόμάθημαυποβιβάζεταιστοναπα-ρέχειστοιχείαπροςαπομνημόνευση.Τοεπίπεδοτωνσχε-τικώνμετιςφυσικέςεπιστήμεςγνώσεωνμετάτοσχολείοσεόσουςδεσυνέχισαντησπουδήτουςστηντριτοβάθμιαεκπαίδευσηείναιανησυχητικάχαμηλό.

Τινόημαέχειόμωςνα«ταλαιπωρούμε»τοσύνολοτωνμα-θητώνμετομάθηματωνφυσικώνεπιστημών,ότανγνωρί-ζουμεότιησυντριπτικήπλειοψηφίατουςθασυγκρατήσειελάχισταστοιχείαγιατημετασχολικήζωή;Oιπαραπάνωπροβληματισμοίδενείναικαινούριοιούτεαποτελούνελληνι-κόπρονόμιο,ανκαιησύγκρισητωνελληνικώναναλυτικώνπρογραμμάτωνμετααντίστοιχαευρωπαϊκάδίνειδραματικό-τερηδιάστασηγιατηχώραμαςστιςδιαπιστώσειςαυτές.OWagenschein(1965,σ.251)κάνειανάλογεςδιαπιστώσειςκαικαταλήγεισεσυγκεκριμένηπρόταση(σ.253):θαπρέπειοδάσκαλοςμετάαπόεπαρκήεκπαίδευσητόσοστιςφυσικέςεπιστήμεςόσοκαιστηνπαιδαγωγικήναέχειτηδυνατότητατηςανεξάρτητηςεπιλογήςτηςέκτασηςτηςύλης.Καιθαπρέπειναείμαστεέτοιμοινααποδεχτούμετογεγονόςότι

«ομελλοντικόςιερέαςήδικηγόροςήτεχνίτηςδεθαγνωρί-ζειτοέναήτοάλλοαντικείμενοτηςλυκειακήςφυσικήςήχημείας.Αντίθεταόμως,θαεπιτευχθείκάτιτοοποίοείναιασύγκριτασημαντικότεροκαιτοοποίοσήμεραδενεπιτυγ-χάνεται:θαγνωρίζειταβασικάκαιθαγνωρίζειτιείναιοιφυ-σικέςεπιστήμεςκαιτιπραγματικάκάνουν».

Όσοκαιανβρίσκουμεόλαταπεδίατωνφυσικώνεπιστη-μώνσημαντικάκαιενδιαφέροντα,πρέπεινακατανοούμεότιστηνπροσπάθειαναταμεταδώσουμεόλαστουςμαθη-τές-πουενδεχόμεναναμηνταθεωρούνσημαντικάούτεενδιαφέροντα-δενεπιτυγχάνουμεναμεταδώσουμεμεπληρότητακαιμεθοδικότητατιςβασικέςγνώσεις,τιςκα-θημερινέςκαιπρακτικάχρήσιμεςγιατηζωήτουκαθενόςμας.Πολύσημαντικότερο,δενκαταφέρνουμεναμεταδώ-σουμετημεθοδολογίακαιτηνεπιστημονικήσυνέπειατωνφυσικώνεπιστημών.

Τοσχολείοδημιουργήθηκεγιαναεξυπηρετήσειτιςμαθησι-ακέςανάγκεςτωνμαθητών(Riedl1978,σ.17),όχιτηνεπι-θυμίατωνδασκάλωνκαιτωνσυγγραφέωναναλυτικώνπρο-γραμμάτωνκαισχολικώνβιβλίωνναμεταδώσουντιςγνώ-σειςπουκατέχουν.Πρέπεισυνεπώς,καικατάτονκαθορι-σμότηςέκτασηςτηςδιδακτέαςύλης,ναξεκινάμεαπότιςανάγκεςκαιτιςδυνατότητεςτωνμαθητών.Ηπληρότητακαιηουσιαστικήκατανόησηόσωνμαθαίνουνπρέπειναέχουν,ωςκριτήρια,προτεραιότητασεσχέσημετοεύροςτηςύλης.Βάσητηςδιδασκαλίαςπρέπειναείναιηποιότητα,όχιηπο-σότητα.

Ηεξέλιξητουμαθήματος,σύμφωναμετοερευνητικάεξε-λισσόμενομοντέλο,καιηπειραματικήδιδασκαλίαμεαπλάμέσαείναιαυτονόηταπιο«αργές»απότησυνήθηδασκαλο-κεντρικήπρακτική.Ανστηντελευταίαυπάρχειπρόβλημασχετικάμετηνκάλυψητηςύλης,στοερευνητικάεξελισσό-μενομάθημαδιαπιστώνεταιαδυναμίακάλυψηςτηςύλης,όπωςαυτήσήμεραπροδιαγράφεται.Ηάποψητωνμελώντηςσυγγραφικήςομάδαςείναιωστόσοότιηποιότητατηςγνώ-σηςκαιηβαθύτηταεδραίωσήςτηςαντισταθμίζειτηνποσοτι-κή«απώλεια».Τακεφάλαιατουβιβλίουαυτούείναι«ανε-ξάρτητα»τοένααπότοάλλο.Είναισυνεπώςδυνατήηαλλα-γήτηςσειράςτουςσύμφωναμετιςπροτιμήσειςτωνμαθη-τώνκαιτιςεπιλογέςκάθεδασκάλου.Ηαντιμετώπισημεμε-

1.8 Το άγχος της έκτασης της διδακτέας ύλης

«Κανένας άνθρωπος δε θα σκεφτόταν να ποτίσει ένα διψασμένο άλογο, οδηγώντας το στο στόμιο ενός πυροσβεστικού κρουνού υψηλής πίεσης. Κι όμως, πολλοί συγγραφείς αναλυτικών προγραμμάτων, βιβλίων και πολλοί δάσκαλοι δε συνειδη-τοποιούν ότι μια ανάλογη μέθοδος είναι για τη διδασκαλία των φυσικών επιστημών εξίσου επιζήμια.»

D. Nachtigall 1

1Nachtigallσ.5

43

θοδολογικήσυνέπειατουσυνόλουτωνφύλλωνεργασίαςεί-ναιπρακτικάαδύνατημετοδεδομένοπλήθοςωρώνπουδι-ατίθεταιγιατομάθημα,ιδιαίτερααν,όπωςταμέλητηςσυγ-γραφικήςομάδαςελπίζουν,προκριθείηπειραματικήάσκησητωνμαθητώνσεομάδες.Προτείνεταιηεπιλογήκάποιωνκε-φαλαίωνπουδεθαδιδαχθούνναγίνειαπότηναρχήτηςσχολικήςχρονιάς,έτσιώστεναμην«αδικηθούν»κάποιακε-φάλαια,μόνοεπειδήσύμφωναμετοαναλυτικόπρόγραμμαβρίσκονταιστοτέλοςτουβιβλίου.Σεκάθεπερίπτωσηπρο-τεραιότητατουμαθήματοςπρέπεινααποτελείησυστηματι-

κότητατηςεργασίαςτωνμαθητών,ημετάδοσητηςεπιστη-

μονικήςμεθοδολογίαςκαιοπροσανατολισμόςτουμαθήμα-

τοςστουςμαθητέςκαιόχιηέκτασητηςύληςπουθακαλυ-

φθεί.Oιδιδακτικέςώρεςπουαναφέρονταιστηδιάρκειατων

επιμέρουςφύλλωνεργασίαςείναιενδεικτικές.Κάθεδάσκα-

λοςκαλείταιναπροσαρμόσειτορυθμότουμαθήματοςστις

δυνατότητεςτωνμαθητώντου,χωρίςτοάγχοςτηςέκτασης

τηςδιδακτέαςύληςπουθακαλύψει.

2.1 Το τετράδιο εργασιών

2: TΑ BIBΛIΑ TOY MAΘHTH

ΣύμφωναμετοεγκεκριμένοαπότοΠαιδαγωγικόΙνστιτούτοαναλυτικόπρόγραμμα,προτείνονταιδύοβιβλίαγιατομαθη-τή,τοτετράδιοεργασιώνκαιτοβιβλίοτουμαθητή.Τοβιβλίομεταφύλλαεργασίαςαποτελείτοβασικόεργαλείομέσααπότοοποίομεθοδεύεταιηερευνητικήδουλειάστοσχο-λείο.Τοβιβλίομαθητήαποτελείυποστηρικτικόβιβλίο.Περι-λαμβάνειπληθώραστοιχείωνκαιπληροφοριώνπουεμπλου-

τίζουνκαικάνουντομάθημαπιοενδιαφέρον.Σεκαμιάπερί-πτωσηόμωςηχρήσητουβιβλίουαυτούδενπρέπεινααλ-λοιώνειτονανακαλυπτικόχαρακτήρατηςεργασίαςτουμα-θητή,όπωςαυτόςσχηματοποιείταιμεταφύλλαεργασίας.Ηδομήτωνβιβλίωνκαιοτρόποςμετονοποίοπροτείνεταιαυ-τάναχρησιμοποιηθούνπαρουσιάζεταιστιςπαραγράφους

πουακολουθούν.

Στοπροτεινόμενοτετράδιοεργασιώνδίνεταιέμφασηστηνκαλλιέργειατωνεπιστημονικώνδιαδικασιώνκαιστηνενερ-γοποίησητουμαθητήμέσααπόδραστηριότητεςκαιπειρά-ματα.Ηδομήτουβιβλίουείναισύμφωνημετιςβασικέςαρ-χέςτουερευνητικάεξελισσόμενουδιδακτικούμοντέλου,όπωςαυτέςαναλύθηκανστηνπαράγραφο1.7.2.Τοβιβλίο,σύμφωναμετοεγκεκριμένοαναλυτικόπρόγραμμα,έχειτημορφήφύλλωνεργασίας.Ωστόσο,ηδομήτουείναιτέτοια,ώστεμετάτησυμπλήρωσητωνκενώννααποκτάολοκληρω-μένημορφήκαιναμπορείναλειτουργήσεικαιωςβιβλίοαναφοράς,μετηβοήθειατουοποίουομαθητήςέχειτηδυ-νατότηταναεπαναλαμβάνειόσαμελέτησεστοσχολείο.

Τοερευνητικάεξελισσόμενομοντέλοβασίζεταιστηδραστη-ριοποίησητουμαθητήγιατηνκατάτοδυνατόαυτόνομηαντι-μετώπισητωνπροβλημάτων,σταοποίαταφυσικάφαινόμεναανάγονται.Μεαυτήντηνέννοιατοβιβλίοβοηθάστονεντο-πισμότουπροβλήματος,αφήνειόμωςβοηθάστονεντοπισμότουπροβλήματος,αφήνειόμωςπάνταανοιχτήτηναπάντησημεκενά,ταοποίακαλείταινασυμπληρώσειομαθητής,αφούεκτελέσειτααντίστοιχαπειράματα,αντίθεταμεπολλά

«συμβατικά»βιβλία,σταοποίαπαρέχονταιεκτωνπροτέρωνόλεςοιαπαντήσεις.Τινόημαέχειγιατομαθητήναεκτελέ-σει,γιαπαράδειγμα,πείραμαγιανα«ανακαλύψει»τηθερ-μοκρασίαβρασμούτουνερού,ότανστοβιβλίοτουαναφέρε-ται,συνήθωςμεχοντράμαύραγράμματα,περιγεγραμμένοσεπλαίσιο,τοαποτέλεσμα:«Ηθερμοκρασίαβρασμούτουνερούείναι100°C».Καιπώςθααισθανθεί,ότανεκτελώ-νταςτοπείραμαμεταδικάτουμέσα,μετρήσειθερμοκρασία101°Cή102°C;Στοπροτεινόμενοβιβλίοκάθεμαθητήςσυ-μπληρώνειστοαντίστοιχοκενότηδικήτουμέτρηση.Ησύ-γκρισημετααποτελέσματατωνσυμμαθητώντουθαοδηγή-σεισυνθετικάστονεντοπισμόκαιστηδιατύπωσητουσυ-μπεράσματοςκαιστηνερμηνείατωναποκλίσεωνστιςατομι-κέςμετρήσειςκαιστασυμπεράσματα.Κάθεμαθητήςέχειτηναυτονομίαναδιατυπώσειτιςπαρατηρήσειςτουμετοδι-κότουτρόποστονπροβλεπόμενοχώρο.Oδάσκαλοςπαρεμ-βαίνονταςσυμβουλευτικάθαεξασφαλίσειτηνορθότητατηςδιατύπωσηςκάθεμαθητή.

Oμαθητήςαντιμετωπίζειτοβιβλίοτουωςβοήθημα,στοοποίοπαρεμβαίνειδιαμορφώνοντάςτο.Χρωματίζειτιςεικό-

44

νεςκαιτασκίτσα,συμπληρώνειτακενάμετοδικότουπρο-σωπικότρόποέκφρασης,ζωγραφίζεικαισχεδιάζειτιςπει-ραματικέςδιατάξειςσταπροβλεπόμεναπλαίσια,διαμορφώ-νονταςτοπροσωπικότουεγχειρίδιοαναφοράς.Κανέναςμαθητής,συνεπώς,δενέχειίδιοβιβλίομετοσυμμαθητήτου.Oεξατομικευμένοςχαρακτήραςτουβιβλίουτοανάγει

σεσυμμετοχικό,προσωπικόδημιούργημα,στοοποίοκάθε

μαθητήςέχειαυτόνομααποτυπώσειτηγνώσηπουκατέκτη-

σεμετησυμμετοχήτουστομάθημα.Μετάτησυμπλήρωση

τωνκενώντοβιβλίοαποκτάσταδιακάτημορφήολοκληρω-

μένουβιβλίουαναφοράς.

2.1.1 Εισαγωγή του βιβλίου

2.1.2 Δομή φύλλων εργασίας

Τοεισαγωγικόκεφάλαιοστοτετράδιοεργασιώνπεριλαμβά-νει3φύλλαεργασίας.Στοπρώτοφύλλοεργασίαςεπιδιώκε-ταιηγνωριμίατουμαθητήμετουςσυμβολισμούςπουχρησι-μοποιούνταιστοβιβλίο.Ταδιαφορετικάστάδιατουμαθήμα-τοςσηματοδοτούνταιμεβινιέτες,οιοποίεςεπεξηγούνταιεδώ.Oιδύοβασικοί«πρωταγωνιστές»τουβιβλίουτουμα-θητή,ένακορίτσικαιένααγόρι,συμβολίζουνταβασικάστά-διατηςμαθησιακήςπορείας,τοπείραμακαιτοσυμπέρα-σμα,ενώέναμολύβικαιένασπίτισηματοδοτούντοχώροστονοποίοσημειώνονταιοιπαρατηρήσειςκαιοιεργασίεςγιατοσπίτιαντίστοιχα.Στοδεύτεροκαιτρίτοφύλλοεργασί-

αςεπιδιώκεταιηεξοικείωσητουμαθητήμεταστάδιατηςεπιστημονικήςμεθοδολογίαςκαιμετουςκανόνεςασφάλει-αςπουπρέπειναδιέπουντηνπειραματικήδραστηριότητα.Oιμαθητέςκαλούνταιναγνωρίσουνταβασικάστάδιατηςμεθοδολογίας,καθώςκαιτουςκανόνεςασφάλειαςπουθαεφαρμόσουνμεσυστηματικότητακαισυνέπειασεόλητηδι-άρκειατηςσχολικήςχρονιάς,ερευνώνταςκαιανακαλύπτο-νταςταφαινόμενατουφυσικούπεριβάλλοντος.Ειδικότερεςοδηγίεςγιατηδιδακτικήαντιμετώπισητωνφύλλωνεργασίαςαυτώνδίνονταιστηνεπιμέρουςπαρουσίασητωνκεφαλαίωνστοδεύτερομέροςτουβιβλίουαυτού.

Ηύληστοβιβλίοτουμαθητήείναι,σύμφωναμετοαναλυτικόπρόγραμμα,δομημένησεκεφάλαιαπουαντιστοιχούνσεγε-νικότερεςθεματικέςενότητες.Γιαπαράδειγμα:ζώα,φυτά,κυκλοφορικόσύστημα,ήχος,ηλεκτρισμός…Κάθεκεφάλαιοπεριλαμβάνειταφύλλαεργασίαςμεβάσηταοποίααναπτύσ-σεταιηερευνητικήδουλειάτωνμαθητών.Πρινξεκινήσειηεπεξεργασίατωνφύλλωνεργασίας,καλόείναινααφιερωθείμιαδιδακτικήώραγιατηνευασθητοποίησητωνμαθητώνσχετικάμεταφαινόμεναπουθαμελετηθούνκαιτονπροσα-νατολισμότουενδιαφέροντόςτουςστημελέτητωνφαινομέ-νωναυτών.ΑνγιαπαράδειγματοκεφάλαιοπουπροηγήθηκεήτανσχετικόμετηΒιολογία(π.χ.κυκλοφορικόσύστημα)καιαυτόπουέπεταιείναισχετικόμετηΦυσική(π.χ.ήχος),εί-ναισημαντικόναβοηθήσουμετουςμαθητέςναεστιάσουνστηθεματικήτουκεφαλαίουπουέπεται.Υλικόκαιερεθί-σματαγιατηνεισαγωγικήαυτήσυζήτησηδίνονταιστηναρχήκάθεκεφαλαίουστοβιβλίοτουμαθητή.Μπορούμεναζητή-σουμεαπότουςμαθητέςναδιαβάσουντααποσπάσματααυ-τάήναπροβάλλουμετιςσχετικέςδιαφάνειεςανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο.Ηεισαγωγικήσυζήτησημπορεί,όπουείναιεφικτό,ναεπεκταθείπέρααπόταερεθίσματαπουδί-

νονταιστοβιβλίοτουμαθητή.

Τοπεριεχόμενοτηςεισαγωγικήςαυτήςενότηταςστοβιβλίοτουμαθητήείναισχετικόμετηνύλητουκεφαλαίου,χωρίςόμωςναπροδίδειτασυμπεράσματασταοποίαοιμαθητέςθακαταλήξουνερευνώνταςμεθοδικάμετηβοήθειατουδα-σκάλουτους.Έμφασηστιςεισαγωγικέςαυτέςενότητεςδί-νεταιστηνπαρουσίασηοικείωνστουςμαθητέςφυσικώνφαι-νομένωνήτεχνολογικώνκατασκευών.

Σταεπίμέρουςφύλλαεργασίαςκάθεκεφαλαίουεπιδιώκε-ταιηπροσέγγισητωνειδικώνστόχωνπουτοαναλυτικόπρό-γραμμαπεριγράφει.Ηδομήτωνφύλλωνεργασίαςακολου-θείταδιδακτικάστάδιατουερευνητικάεξελισσόμενουμο-ντέλου,πουπαρουσιάστηκαναναλυτικάστηνπαράγραφο1.7.2.1:

• Εισαγωγικόερέθισμα-Διατύπωσηυποθέσεων• Πειραματικήαντιμετώπιση• Εξαγωγήσυμπεράσματος• Εμπέδωση-Γενίκευση

Ηαντιστοιχίατωνστοιχείωντουφύλλουεργασίαςμεταδι-δακτικάστάδιαείναιεμφανήςτόσοσταφύλλαεργασίαςόσο

45

καιστιςειδικέςανάενότηταοδηγίεςπουδίνονταιστοδεύ-τερομέροςτουβιβλίουαυτού.Στιςαμέσωςεπόμενεςπαρα-

γράφουςγίνεταιειδικότερηαναφοράσεκάθεένααπόταεπιμέρουςστοιχείατωνφύλλωνεργασίας.

2.1.2.1 Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεων

2.1.2.2 Πειραματική αντιμετώπιση

Ησύντομηεισαγωγήσεκάθεφύλλοεργασίαςπεριλαμβάνειτοεισαγωγικόερέθισμα,συνήθωςμίαήπερισσότερεςεικό-νεςκαιέναεισαγωγικόερώτημα.Μετοεισαγωγικόερέθι-σμαεπιδιώκεταιοπροσανατολισμόςτουενδιαφέροντοςτωνμαθητώνστοφαινόμενοπουθαμελετηθείκαιηαναγωγήτουσε«πρόβλημα»πουθαδιερευνηθείπειραματικά(πρβλ.1.7.2.1).Oδάσκαλοςζητάαπότουςμαθητέςναπαρατηρή-σουνκαινασχολιάσουντιςεικόνεςτουεισαγωγικούερεθί-σματος,αναφέρονταςενδεχόμενεςσχετικέςδικέςτουςεμπειρίεςήπληροφορίεςπουγνωρίζουνγιατοφαινόμενο.

Τοεισαγωγικόερώτημααποσκοπείστηνπρόκλησητηςδια-τύπωσηςυποθέσεων.Συνήθωςτοεισαγωγικόερώτημασχε-τίζεταιάμεσαμετηνεικόνατουεισαγωγικούερεθίσματοςκαιέχει«ανοιχτή»μορφή:

-Πώςπροσανατολίζεταιηνυχτερίδα;

-Πώςδιαδίδεταιτοφως;

-Τιείναιοδιακόπτης;

-Σετιχρησιμεύουνταδόντια;

Oδάσκαλοςδιαβάζειτοερώτημακαιπροκαλείσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςδιατυπώνουνυποθέσειςσχετικέςμετοφαινόμενοπουθαμελετήσουν.Ησυζήτησηβοηθάτοδάσκαλοκαιστονεντοπισμόενδεχόμε-νωνπρώιμωναντιλήψεωντωνμαθητών(πρβλ.1.5.4).Ανοιμαθητέςδενείναισεθέσηναδιατυπώσουνυποθέσεις,τομάθημασυνεχίζεταιμετηνπειραματικήαντιμετώπιση.Σεκαμιάπερίπτωσηδενπρέπειοιμαθητέςναπιέζονταιναδώ-σουναπαντήσεις.Μετάτηνολοκλήρωσητηςπειραματικήςαντιμετώπισηςκαιτηνεξαγωγήτουσυμπεράσματοςθασυ-ζητηθείεκνέουτοερώτημααυτό,τοοποίοοιμαθητέςθααπαντήσουνμεβάσηόσαέμαθανδιερευνώνταςπειραματικάτοφαινόμενο.Μέσααπότησυζήτησηαυτήοιμαθητέςθαεπιβεβαιώσουνήθααπορρίψουντιςυποθέσειςπουδιατύ-πωσαναπαντώνταςστοεισαγωγικόερώτημα.

Ηπειραματικήδιερεύνησηπεριγράφεταιμεσαφείςκαισυ-γκεκριμένεςοδηγίες.Oσαφήςκαιαναλυτικόςχαρακτήραςτωνοδηγιών,καθώςκαιηεπιλογήοργάνωνκαιυλικώνγιαταπειράματα,πουεύκολαμπορούννασυγκεντρωθούν,εξα-σφαλίζεισεκάθεμαθητήτηδυνατότηταναεπαναλάβειαυ-τόνομαστοσπίτιτουταπειράματα,ανστοσχολείοδενυπάρχειηδυνατότηταγιατηνάσκησησεομάδες.Oιμαθη-τέςμπορούνμετηνενθάρρυνσητουδασκάλουνααναπτύ-ξουνένα«οικιακόεργαστήριο»,στοοποίοναεπαναλαμβά-νουνταπειράματαπουπεριγράφονταιστοβιβλίοτους.

Πριναπότηνεκτέλεσητουπειράματοςστοσχολείοοιμαθη-τέςδιαβάζουνπροσεχτικάτιςοδηγίεςπουπεριγράφονταιστοφύλλοεργασίαςκαισυζητούνεπιλύονταςενδεχόμενεςαπορίες.Είναισημαντικό,πρινοιμαθητέςπάρουνταόργανακαιταυλικά,ναέχουνγίνεικατανοητέςοιοδηγίεςκαιναέχουναπαντηθείόλεςοιερωτήσεις,καθώςαπότηστιγμήπουοιμαθητέςπάρουνταόργανακαιταυλικάηπροσοχήτουςείναιστραμμένησεαυτά.Είναιπροφανέςότι,πρινξε-κινήσειτομάθημα,οδάσκαλοςμετηβοήθειατωνμαθητώνπρέπειναέχειφροντίσειναείναιδιαθέσιματααπαραίτηταμέσαγιατηνεκτέλεσητουπειράματος.Αφούγίνουνκατα-

νοητέςοιοδηγίες,οιμαθητέςεκτελούντοπείραμα.Κατάτηνεκτέλεσητουπειράματοςορόλοςτουδασκάλουείναιβοηθητικόςκαιόχικαθοδηγητικός.Oδάσκαλοςπαρεμβαίνειμόνοότανηβοήθειάτουζητηθείαπότουςμαθητέςκαιπρο-σπαθείναβοηθάδίνονταςεναύσματακαιόχιαυστηρέςοδη-γίες,έτσιώστεοιμαθητέςναλύνουντο«πρόβλημά»τους,όσοαυτόείναιδυνατό,μόνοιτους.

Αφούολοκληρωθείηεκτέλεσητουπειράματος,οιμαθητέςεπιστρέφουνταόργανακαιυλικά,καθαρίζουντοθρανίοτουςκαισημειώνουντηνπαρατήρησήτους,οκαθέναςμό-νοςτου,στονπροβλεπόμενοχώρο.Σεκάποιαφύλλαεργα-σίαςμεδύοήπερισσότεραπαρεμφερήπειράματαμπορείναπροτιμηθείναεκτελέσουνοιμαθητέςόλαταπειράματακαιστησυνέχειανασημειώσουνγιακαθέναχωριστάτηνπαρα-τήρησηστοβιβλίοτους.Καθώςείναιπιθανόναχρειαστείοιμαθητέςναδιορθώσουνστησυνέχειατηνπαρατήρησηπουσημείωσαν,προτείνεταιναχρησιμοποιούνμολύβικαιόχιστυλό.

Αφούοιμαθητέςσημειώσουντηνπαρατήρησήτους,οδά-σκαλοςπροκαλείσυζήτησηζητώνταςαπό4-5μαθητέςναδιαβάσουντηνπαρατήρησηπουσημείωσαν.Μέσααπότη

46

συζήτησηαυτή,οιμαθητέςσυγκρίνουντιςπαρατηρήσειςτουςκαιδιορθώνουνενδεχόμεναλάθη.Oδάσκαλοςσυντο-νίζειτησυζήτηση,προσπαθώνταςόμωςναμηνκαθοδηγείαυστηράτουςμαθητέςυπαγορεύοντας,γιαπαράδειγμα,τη«σωστή»παρατήρηση.Προσπαθείναβοηθάτουςμαθητές,όσοαυτόείναιδυνατό,ναδιαπιστώσουνκαιναδιορθώσουναυτόνοματαλάθητους.

Oιπαρατηρήσειςπουείναισημειωμένεςστοσυμπληρωμένοφύλλοεργασίαςστοδεύτερομέροςτουβιβλίουαυτού,όπουπαρουσιάζονταιαναλυτικάταφύλλαεργασίας,είναιενδει-κτικές.Σεκαμιάπερίπτωσηδεναναμένεταιόλοιοιμαθητέςνασημειώνουντηνίδιαπαρατήρηση.Γιαπαράδειγμα,στοκεφάλαιο«Θερμοκρασία-θερμότητα»τουβιβλίουγιατηνΕ'τάξηκαισυγκεκριμέναστηνενότητα«Τοθερμόμετρο»,οιμαθητέςκαλούνταιναμετρήσουντηθερμοκρασίαβρασμούτουνερού.Ηαπάντησηπουενδεικτικάδίνεταιστοσυμπλη-ρωμένοβιβλίοτουμαθητήείναι:

-Ηθερμοκρασίαπουμετρήσαμεείναι102°C.

Κατάτηνπιλοτικήεφαρμογήτουβιβλίουκάποιοιμαθητέςσημείωσαντιςπαρακάτωπαρατηρήσειςγιατοπείραμααυ-τό:

-Ηθερμοκρασίατουνερού,ότανβράζειείναι102°C.

-Ηθερμοκρασίατουνερούστοπείραμαήταν102°C.

-Τοθερμόμετροέδειχνε102°C,όταντονερόέβραζε.

Oιπαρατηρήσειςαυτέςείναισωστές,δενείναιαπαραίτητοναείμαστεπολύαυστηροίστηδιατύπωσηπουοιμαθητέςχρησιμοποιούν.Ενδεικτικάπαρουσιάζονταιπαρακάτωκαικάποιεςλανθασμένεςπαρατηρήσειςπουσημείωσανοιμα-θητέςκατάτηνπιλοτικήεφαρμογήμαζίμεένασύντομοσχο-λιασμόγιαταεναύσματαπουδόθηκαν,ώστεοιμαθητέςναδιορθώσουντηνπαρατήρησηπουσημείωσαν:

-Ηθερμοκρασίατουνερούείναι102°C.

Ηπαρατήρησηείναιατελής,αφούομαθητήςδενέχεισημει-ώσειτημονάδαμέτρησηςτηςθερμοκρασίας.Μεερώτησητηςμορφής«Μπορείςνασυμπληρώσειςτηνπαρατήρησησημειώνονταςκαιτημονάδαμέτρησης;»μπορούμεναβοη-θήσουμετομαθητή,χωρίςνατουυπαγορεύσουμεότιπρέ-πεινασημειώσει«°C»δίπλαστηναριθμητικήτιμήτηςθερ-μοκρασίας.

-102°C.

Προτρέπουμετουςμαθητέςναδιατυπώνουνολοκληρωμέ-νεςπροτάσεις.Μεσχόλιοτηςμορφής«Ηπαρατήρησήσουείναισωστή,αλλάθαήτανκαλύτερο,ανδιατύπωνεςμιαολοκληρωμένηπρόταση»ζητάμεαπότομαθητήνασυμπλη-ρώσειτηνπαρατήρησηπουσημείωσε.

-Όταντονερόβράζει,εξατμίζεται.Αυτόγίνεταιστους102°C.

Ηπρώτηπρότασηείναιπεριττήκαιμπορείναοδηγήσεισελαθεμένασυμπεράσματα.Προτρέπουμετονμαθητήναεστι-άσειστοζητούμενομεσχόλιοτηςμορφής«Διάβασεπροσε-χτικάτιςοδηγίεςτουπειράματος.Ποιαείναιηερώτηση;»

-Ηθερμότητατουνερούπουβράζειείναι102°C.

Oμαθητήςσυγχέειτιςέννοιες«θερμοκρασία»και«θερμό-τητα».Ησύγχυσηαυτήείναισυνηθισμένη(βλέπεσυνήθειςεναλλακτικέςαντιλήψειςστοκεφάλαιο«Θερμοκρασία-θερ-μότητα»).Ηπαρότρυνσηγιατηναπαραίτητηδιόρθωσηδενείναιεύκολη,καθώςηδιάκρισητωνεννοιώναυτώνεπιδιώ-κεταισεενότηταπουέπεται.Αναγκαστικάλοιπόνηπαρέμ-βασήμαςθαείναιπερισσότεροκαθοδηγητική.Μπορούμεναβοηθήσουμετομαθητήναδιορθώσειτηνπαρατήρησήτου,θέτονταςστηντάξητηνερώτηση«Τιμετράμεμεταθερμό-μετρα;»ή«Ότανμιαμέρακάνειπολλήζέστη,τιλέμε,ηθερ-μότηταείναιυψηλήήηθερμοκρασίαείναιυψηλή;».

Έναπρόβλημαπουαντιμετωπίζεταισυχνάκατάτηνκατα-γραφήτηςπαρατήρησηςαφοράστηδυσκολίαπολλώνμαθη-τώνναξεχωρίσουντηνπαρατήρησηαπότοσυμπέρασμα.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιστην«Παρατήρηση»πρέπεινασημειώνουνμόνοαυτόπουπαρατήρησαν,αυτόπουαντιλή-φθηκανμετιςαισθήσειςτουςκαιόχιαυτόπουκατάλαβαν,αυτόπου«συμπέραναν»μεβάσητηνπαρατήρησήτους.

Κάποιαπειράματαπεριγράφονταιστοτετράδιοεργασιώνωςπειράματαεπίδειξης.Είναιπροφανέςότιαυτά,κυρίωςγιαλόγουςασφάλειας,εκτελούνταιαπότοδάσκαλο.Oδάσκα-λοςπρέπειναφροντίσει,ώστεηδραστηριότητατωνμαθη-τώνκαισταπειράματααυτάναείναιόσοτοδυνατόπιοενεργητική(πρβλ.1.5.3).Oιμαθητέςσυζητούνκαισχολιά-ζουντιςοδηγίεςεκτέλεσηςτουπειράματος,παρατηρούντηνεκτέλεσήτουκαισημειώνουντηνπαρατήρησήτουςστονπροβλεπόμενοχώροστοφύλλοεργασίας.Γιατηδιόρθωσητωνπαρατηρήσεωνπουσημειώνουνοιμαθητέςισχύουνκαιγιαταπειράματαεπίδειξηςόσααναφέρθηκανπαραπάνωγιαταπειράματαπουεκτελούνταισεομάδες.

Σεκάποιαφύλλαεργασίαςπουδενενδείκνυνταιγιατηνεκτέλεσηπειραμάτωνπροτείνονται,αντίγιαπειράματα,δραστηριότητες.Ηδομήτωνφύλλωνεργασίαςαυτώνδεδιαφοροποιείταισημαντικάαπόταφύλλαεργασίαςπουπε-ριλαμβάνουνπειράματα.Ειδικέςοδηγίεςγιατηναντιμετώ-πισηκάθεδραστηριότηταςδίνονταιστοδεύτερομέροςτουβιβλίουαυτού,όπουπαρουσιάζονταιαναλυτικάταφύλλαεργασίας.

47

Μετάτηνεκτέλεσητωνπειραμάτωνακολουθείσυζήτησηστηντάξη,πουοδηγείστησύνθεσητωνπαρατηρήσεωνκαιστηνεξαγωγήενόςκοινούσυμπεράσματος,τοοποίοοιμαθητέςσημειώνουνστοφύλλοεργασίας.Όπουηδιατύ-πωσητουσυμπεράσματοςκρίνεταιδύσκολη,δίνονταιστουςμαθητέςορισμένεςαπότιςλέξειςπουπρέπειναχρησιμοποιηθούν.Πρέπεινασημειωθείεδώότιηεξαγωγήτουσυμπεράσματοςαποτελείένααπόταπιοσημαντικάστάδιατηςδιδακτικής-μαθησιακήςδιαδικασίας.Ηβοηθη-τικήπαρέμβασητουδασκάλουείναισημαντική.Γενικάηεξαγωγήτουσυμπεράσματοςμπορείναγίνειμεδύοδια-φορετικούςτρόπους:

• Αντοσυμπέρασμαείναι«εύκολο»,οδάσκαλοςμπορείναζητήσειαπότουςμαθητέςνατοδιατυπώσουναυτόνο-μα,κάθεμαθητήςδηλαδήμόνοςτου,καινατοσημειώ-σουνστονπροβλεπόμενοχώροστοφύλλοεργασίας.Στηνπερίπτωσηαυτή,αφούοιμαθητέςσημειώσουντοσυμπέρασμα,οδάσκαλοςπροκαλείσυζήτηση,ζητώνταςαπό4-5μαθητέςναδιαβάσουντοσυμπέρασμαπουση-μείωσαν.Μέσααπότησυζήτησηαυτήοιμαθητέςσυγκρί-νουντοσυμπέρασμάτουςμεαυτάσταοποίακατέληξανοισυμμαθητέςτουςκαιδιορθώνουνενδεχόμεναλάθη.Γιατημεθόδευσητηςσυζήτησηςαυτήςκαιτηνκαθοδή-γησητηςδιόρθωσηςτωνσυμπερασμάτωνισχύουνόσααναφέρονταιστηνπροηγούμενηπαράγραφοσχετικάμετηδιόρθωσητωνπαρατηρήσεωνπουσημειώνουνοιμα-θητές.

• Αντοσυμπέρασμαείναι«δύσκολο»,είναιπροτιμότεροαυτόναδιατυπωθείμέσααπόσυζήτησητωνμαθητών.Σεκαμιάπερίπτωσηοδάσκαλοςδενυπαγορεύειτο«σω-στό»συμπέρασμα.Βοηθάτουςμαθητέςδίνονταςτακα-τάλληλαεναύσματακαιερεθίσματανασυνθέσουντιςπα-ρατηρήσειςτουςκαιναδιατυπώσουνένακοινά«αποδε-κτό»συμπέρασμα.Oδάσκαλοςζητάαπόέναμαθητήνασημειώσειστονπίνακατηςτάξηςτοσυμπέρασμαπουπροέκυψεαπότησυζήτηση.Στησυνέχειαόλοιοιμαθη-τέςαντιγράφουντοσυμπέρασμααυτόστονπροβλεπόμε-νοχώροστοφύλλοεργασίας.

Μετάτηνεξαγωγήτουσυμπεράσματοςοιμαθητέςανατρέ-χουνστιςυποθέσειςπουδιατύπωσανστηναρχήτουμαθή-ματοςκαιελέγχουν,μεβάσηόσαμελέτησανπειραματικά,τηνεπιβεβαίωσηήαπόρριψήτους.Μέσααπόσυζήτησηστηντάξηοιμαθητέςσχολιάζουν,επαναδιατυπώνουν,συμπληρώ-νουνήδιορθώνουντιςυποθέσειςτους.Μετηδιαδικασίααυτήγίνεταισαφέςότιηεπιβεβαίωσηήαπόρριψητωνυπο-θέσεωνπροκύπτειαπότηνπειραματικήδιερεύνησητωνφαινομένωνπουοιμαθητέςκάθεφοράμελετούν.

Τόσοκατάτηνεξαγωγήτουσυμπεράσματοςόσοκαισταάλλαδιδακτικάστάδιαοδάσκαλοςκαλείταισυχνάναπροκαλέσεισυζήτησηστηντάξη.Είναιλοιπόνσημαντικόναγίνειαναφοράστιςδιάφορεςτεχνικέςσυντονισμούτηςσυζήτησης.

OFlanders(1967,σ.285)σεάρθροτουτο1967διατυπώνειτονόμοτωνδύοτρίτων:«Όπωςέχειπροκύψειαπόεμπειρι-κέςέρευνες,οδάσκαλοςμιλάταδύοτρίτατουχρόνουτηςδιδακτικήςώρας,ενώοιμαθητέςμόλιςτοένατρίτο…».Ησχολικήπραγματικότητασήμερα,παράτιςεπαναλαμβανόμε-νεςαρνητικέςδιαπιστώσειςσχετικάμετονκυρίαρχορόλοτουδασκάλουστηνεξέλιξητουμαθήματος,δενείναιπολύδι-αφορετική.Είναιπροφανέςότι,ότανη«διάλεξη»τουδασκά-λουείναιχρονικάκυρίαρχη,ορόλοςτουείναιαυστηράκαθο-δηγητικός,οδάσκαλοςδηλαδήπροσπαθείναελέγξειτηροήτηςσκέψηςτωνμαθητώνκαινακαθορίσειτιςενέργειέςτους.

Η«συνήθης»εξέλιξητουμαθήματοςπεριγράφεταιχαρακτη-ριστικάστοπαρακάτωσκίτσο.Ακόμηκαιότανοδάσκαλοςεπιδιώκειτηδραστηριοποίησητωνμαθητών,αυτόγίνεταιμετημορφήδιαδοχικώνερωτήσεων,πουαπευθύνονταιστονίδιοήσεδιαφορετικούςμαθητές.Ηαλληλεπίδρασημεταξύτωνμαθητώνείναιπρακτικάανύπαρκτη.

Μιαπιο«γόνιμη»μορφήαλληλεπίδρασηςπεριγράφεταιστοδεύτεροσκίτσο.Oδάσκαλοςδίνειέναερέθισμακαικατευ-θύνειτησυζήτησηστηνοποίασυμμετέχουνοιμαθητές.Ηαλληλεπίδρασημεταξύτωνμαθητώνείναιυπαρκτή,ορόλοςτουδασκάλουόμωςπαραμένεικυρίαρχος,σεαυτόναπευ-θύνονταικατάκύριολόγοοιμαθητές.

2.1.2.3 Εξαγωγή συμπεράσματος

48

Ηεπιδιωκόμενημορφήσυζήτησηςπεριγράφεταιστοτρίτοσκίτσο.Oδάσκαλοςδίνειτοέναυσμαγιατησυζήτηση,ηοποίαεξελίσσεταιμετημέγιστηδυνατήαλληλεπίδρασημε-ταξύτωνμαθητών.Oρόλοςτουδασκάλουείναισυντονιστι-κός,ησυζήτησηεξελίσσεταικυρίωςμεταξύτωνμαθητών.Ησυμμετοχήτουδασκάλουείναιχρονικάπεριορισμένη.

Τοέναυσμαγιατησυζήτησημπορείναδοθείμεμιαερώτη-ση,μπορείόμωςναδοθείκαιμεμηλεκτικούςτρόπους:

• Oδάσκαλοςδείχνειστουςμαθητέςμιαφωτογραφίαήένασκίτσο.

• Oδάσκαλοςμοιράζειστουςμαθητέςένακείμενο,γιαπα-ράδειγμαένααπόσπασμααπότονΤύπο.

•Μετηνέκφρασητουπροσώπουτουοδάσκαλος«δεί-χνει»απορίασχετικάμετοσχόλιοενόςμαθητή.

• Oδάσκαλοςσιωπάπεριμένονταςναπάρειτηνπρωτο-βουλίαέναςμαθητής.

Γενικά,ανκαιηερώτησηείναιοπιοσυνηθισμένοςτρόποςπρόκλησηςσυζήτησης,δενείναιπάντοτεοπιοαποτελεσμα-τικός.Συνήθωςκάνουμεερωτήσειςότανθέλουμεναμάθου-μεκάτι,ότανέχουμεμιααπορία.Oδάσκαλοςαντίθεταδενκάνειερωτήσειςεπειδήθέλειναμάθειοίδιοςκάτι,αλλά

επειδήθέλειναμάθουνοιμαθητές.Είναιλοιπόνπροφανέςότιοιερωτήσειςτουδασκάλουαπότηφύσητουςέχουν«τε-χνητό»χαρακτήρα.Πέρααπότογεγονόςαυτόοισυχνέςκα-τευθυνόμενεςερωτήσειςτουδασκάλουέχουνωςαποτέλε-σμαναπροκαλείταιοπροβληματισμόςτωνμαθητώναπότοδάσκαλο,ενώπροτιμότεροείναιαυτόςναπροκύπτειαπότουςίδιουςτουςμαθητέςμετηνεξέλιξητουμαθήματος.Γιατηνεπιτυχίατηςπροσπάθειαςμεγιστοποίησηςτηςαλληλε-πίδρασηςτωνμαθητώνκατάτησυζήτηση,οδάσκαλοςπρέ-πειναέχειυπόψητουδύοβασικέςτεχνικές:

• Πρέπειναακούειπροσεκτικά:Oδάσκαλοςπουεφαρμό-ζειαυτήντηντακτικήδεσχολιάζεικάθεπρόταση.Αφήνειτουςμαθητέςναολοκληρώσουντησκέψητουςκαιδεδι-ατυπώνειάμεσηαντίθεσηστασχόλιαπουδιατυπώνουνοιμαθητές,αλλάτουςδίνειταεναύσματα,γιανααναμορ-φώσουνμόνοιτουςτιςαπόψειςτους.

• Πρέπειναέχειυπομονήκαινασιωπά,όταναυτόείναιαπαραίτητο:Ητεχνικήτης«σιωπής»μπορείναηχείπα-ράλογη,είναιόμωςκρίσιμοοδάσκαλοςναέχειυπόψητουότιοιμαθητέςμπορείναέχουνδιαφορετικούς«ρυθ-μούς»απόεκείνουςπουοίδιοςαναμένει.Ότανγιαπα-ράδειγμαέναςμαθητήςδιατυπώνειένασχόλιο,οδάσκα-λοςπρέπειναέχειτηνυπομονήνασιωπάπεριμένονταςέναςάλλοςμαθητήςναπάρειτηνπρωτοβουλίασχολιά-ζονταςτοσυμμαθητήτου.Δενπρέπειναξεχνάμεότιησυνήθηςαντίληψητουχρόνουπουέχειοδάσκαλος,ότανκάνειμάθημαείναιότιακόμηκαιδέκαδευτερόλεπταεί-ναιέναμεγάλοσχετικάχρονικόδιάστημα.

Είναιπροφανέςότιηεπιτυχίατηςμεγιστοποίησηςτηςσυμ-μετοχήςτωνμαθητώνστημαθησιακήπορείαδενμπορείναπροδιαγραφείμε«συνταγές»συμπεριφοράς.Είναιωστόσοσημαντικόσεόλητηδιάρκειατηςεξέλιξηςτουμαθήματοςοδάσκαλοςναέχειυπόψητουτηβασικήαρχήτηςανακαλυ-πτικήςμάθησης:«μαθαίνωκαλύτερα,ότανμαθαίνωμόνοςμου»(Berge1993).

2.1.2.4 Εμπέδωση - Γενίκευση

Ηεμπέδωσηκαιηγενίκευσητωνσυμπερασμάτωναποτε-λούντοτελευταίοστάδιοτηςδιδακτικήςπορείας(πρβλ.1.7.2.1).Σεκάθεφύλλοεργασίαςπεριλαμβάνεταιμιασει-ράεργασιώνγιατοσπίτι.Μετιςεργασίεςαυτέςελέγχεταιοβαθμόςκατανόησηςτωνβασικώνστοιχείωντηςενότηταςπουπροηγήθηκεκαιπαράλληλααναδεικνύονταιεφαρμο-γέςτωνσυμπερασμάτων,σταοποίαοιμαθητέςκατέληξαν,σεφαινόμενατηςκαθημερινήςζωήςκαισεαπλέςτεχνο-λογικέςκατασκευές.Σεκαμιάπερίπτωσηδενείναιαπα-

ραίτητοναγίνονταιόλεςοιεργασίες.Τοεύροςτωνπρο-τεινόμενωνεργασιώνείναιεπαρκές,ώστεναμπορείοδά-σκαλοςμεκατάλληληεπιλογήναπροσαρμόσειτηνεμπέ-δωσηστιςιδιαίτερεςανάγκεςτωνμαθητώντου.Είναιστηδιακριτικήευχέρειακάθεδασκάλου,ανάλογαμετιςδυνα-τότητεςτωνμαθητώντουκαιτοδιαθέσιμοχρόνο,ναεπι-λέξεικάποιεςαπότιςεργασίες,γιαναολοκληρώσειτηδι-δασκαλίακάθεφύλλουεργασίαςκαιναελέγξειτοβαθμόεμπέδωσηςτηςδιδακτέαςύλης,αντλώνταςέτσικαιστοι-

49

χείαγιατηναξιολόγησητωνμαθητών.Oχαρακτηρισμόςτωνεργασιώνως«εργασιώνγιατοσπίτι»δεσημαίνειότικάποιεςαπόαυτέςδενμπορούννααπαντηθούνστοσχο-λείο,εφόσονυπάρχειοαπαραίτητοςχρόνος.Σεκάθεπε-ρίπτωσηείναιαπαραίτητονασυζητηθούνστοσχολείοοιεργασίες,ακόμακαιαυτέςπουοιμαθητέςαπάντησανστοσπίτι.Μέσααπότησυζήτησηστηντάξηκαιμετηνκαθοδή-γησητουδασκάλουοιμαθητέςθασυγκρίνουντιςαπαντή-

σειςτουςμεαυτέςτωνσυμμαθητώντους,ελέγχονταςτηνορθότητατηςαπάντησηςπουέδωσαν.

Επιδιώκουμε,στοβαθμόπουαυτόείναιδυνατό,οιμαθητέςναδιορθώνουναυτόνοματιςαπαντήσειςτους,διαπιστώνο-νταςμέσααπότησυζήτησημετουςσυμμαθητέςτουςτιςενδεχόμενεςαδυναμίεςήελλείψειςτηςαπάντησηςπουέδωσαν.

2.2 Το βιβλίο μαθητή

2.3 Ισότιμη αντιμετώπιση των δύο φύλων

Τοβιβλίομαθητήαποτελείυποστηρικτικόβιβλίο.Περιλαμβά-νειπληθώραστοιχείωνκαιπληροφοριώνπουεμπλουτίζουντομάθημαμεενδιαφέρονταστοιχείακαιεφαρμογέςτωνφαινομένωνπουμελετώνταιστηνκαθημερινήζωή.Τακείμε-ναέχουνανάλαφρούφος,πολλέςφορέςπεριλαμβάνονταικαιδιασκεδαστικάκείμεναμετημορφήσπαζοκεφαλιάςήκόμικς.

Τοβιβλίομαθητή,σεαντίθεσημεταφύλλαεργασίαςπουπεριλαμβάνουντιςερωτήσειςκαιταερεθίσματαχωρίςναδίνουντιςαπαντήσεις,περιλαμβάνειπληροφορίεςκαιστοι-χεία.Είναιβασικόλοιπόνηόποιαχρήσητουναείναιτέτοιαπουναμηναναιρείστηνπράξητηνανακαλυπτικήμεθοδολο-γίατηςπροτεινόμενηςδιδακτικήςπροσέγγισης.Πρέπειναείναιαπόλυτασαφέςότιτοβασικόεγχειρίδιοπουβοηθάτομαθητήστημεθόδευσητηςερευνητικήςτουδουλειάςείναιτοβιβλίομεταφύλλαεργασίας.

Μετάτηνολοκλήρωσητηςπειραματικήςαντιμετώπισηςενόςφαινομένου,ομαθητήςμπορείναανατρέξειστοβιβλίομαθητήγιαναδιαβάσειεπιπλέον«εγκυκλοπαιδικά»στοιχείαπουσχετίζονταιμετοφαινόμενο,ναπληροφορηθείγιατιςεφαρμογέςτωνφαινομένωνστηνκαθημερινότητα,ναενημε-ρωθείγιατηνιστορικήδιάστασητουφαινομένου,γιατιςτε-χνολογικέςεφαρμογέςπουσχετίζονταιμεαυτόήνααπο-λαύσειένασχετικόλογοτεχνικόαπόσπασμα.Ανοδάσκαλοςτοκρίνειαπαραίτητοκαιεφόσονυπάρχειδιαθέσιμοςχρό-νος,τακείμενατουβιβλίουτουμαθητήμπορείναχρησιμο-ποιηθούνστηφάσητουεισαγωγικούερεθίσματοςήτηςεμπέδωσηςωςεναύσματαγιασυζήτησηστηντάξη.Είναιπροφανέςότισεκαμιάπερίπτωσηδενπρέπειναζητάμεαπότουςμαθητέςνααποστηθίσουντοπεριεχόμενοτουβι-βλίουαυτού,ούτεπροφανώςταεπιπλέονπληροφοριακάστοιχείαπουαυτόπεριλαμβάνειπρέπειναεξετάζονταικατάτηναξιολόγηση.Σεκάθεπερίπτωσηηανάγνωσητωνκειμέ-

νωντουβιβλίουμαθητήστηντάξηπρέπειναμεθοδεύεταισεχρόνοτέτοιο,ώστεναμηναναιρείταιστηνπράξηηανα-καλυπτικήδιάστασητουμαθήματος.Είναιβασικόηόποιαενασχόλησητουμαθητήμετακείμεναστοβιβλίομαθητήναέπεταιτηςπειραματικήςαντιμετώπισηςμεταφύλλαεργασί-ας.Είναιόμωςσαφέςότι,ανδημιουργηθούναπορίεςκατάτηνεπεξεργασίατωνκειμένωνστοβιβλίομαθητή,οδάσκα-λοςβοηθάκαιεπεξηγείτακείμεναμεόσοτοδυνατόπιοαπλότρόπο.

Τακείμεναστοβιβλίομαθητήκαλύπτουνέναμεγάλοεύροςθεμάτωνκαιέχουνέντοναδιαθεματικόχαρακτήρα.Πολλάαπόαυτάαναφέρονταιστηνιστορίατωνεπιστημών,άλλαεξηγούντηλειτουργίατεχνολογικώνκατασκευώνσχετικώνμετηθεματολογίατουκεφαλαίου,άλλαπαρουσιάζουνμύ-θουςσχετικούςμεταφαινόμεναπουμελετήθηκαν,άλλαδί-νουνοδηγίεςγιαπεραιτέρωπειραματισμόκαικατασκευές,ενώάλλαέχουντημορφήδιδακτικούπαιχνιδιούήλογοτε-χνικούαποσπάσματος…Στόχοςτωνκειμένωνείναινακαλ-λιεργήσουντηγενικήπαιδείατωνμαθητώνπροσφέροντάςτουςπολύπλευραγνωστικάερεθίσματα.Τακείμενααυτάαντιμετωπίζονταιαπότουςμαθητέςμειδιαίτεροενδιαφέ-ρον.Αξίζειεδώνασημειωθείότιτακείμενααυτάέχουνιδι-αίτερηαξίαγιατουςμαθητέςτωνπεριοχώνστιςοποίεςηπρόσβασησεβιβλιοθήκεςδενείναιεύκολη.Τοβιβλίομαθη-τήείναιδομημένοσεκεφάλαιααντίστοιχαμεαυτάτουτε-τραδίουεργασιών.Οιεπίμέρους,ωστόσο,ενότητεςτωνκεφαλαίωνδεναντιστοιχούνπάντοτεμεταφύλλαεργασίας,καθώςάλλαθέματαενδείκνυνταιγιατηνπειραματικήαντι-μετώπιση,ενώάλλαγιαθεωρητικήεμβάθυνσηκαιεμπλουτι-σμό.

Τοβιβλίοτουμαθητήπεριλαμβάνειστοτέλοςκάθεκεφαλαί-ουγλωσσάρικαιπερίληψη.

Σημαντικόμειονέκτημαπολλώνβιβλίωνφυσικώνεπιστημώναποτελείηδιαφορετικήαντιμετώπισηαγοριώνκαικοριτσιών(Hoffmann1991,Hoffmann1992,Χαλκιά1998).Ηδιαφορε-

τικήαυτήαντιμετώπισησυντελείστηνεδραίωσηαρνητικώνστερεότυπωνσχετικάμετηνεπίδοσητωνκοριτσιώνστιςφυσικέςεπιστήμες.Σταπροτεινόμεναβιβλίαέχειγίνειιδιαί-

50

τερασυστηματικήπροσπάθειαγιατηνισότιμηαντιμετώπισητωνδύοφύλων:

•Όπουστοκείμενογίνεταιαναφοράστουςμαθητέςήστοδάσκαλο,αναφέρονταιμεαλφαβητικήσειράκαιταδύοφύλα(μαθητήςήμαθήτρια,δασκάλαήδάσκαλος).

• Oιεργασίεςγιατοσπίτι,καθώςκαιτακείμεναστοβιβλίοαναφοράς,καλύπτουνέναευρύφάσμαθεμάτωνκαιαντα-ποκρίνονταιέτσιτόσοσταενδιαφέροντατωναγοριώνόσοκαιτωνκοριτσιών,που,όπωςτεκμηριώνεταικαιαπότηβιβλιογραφία,είναιδιαφορετικά.

• Στιςφωτογραφίεςτωνπειραμάτωνέχειδοθείιδιαίτερηπροσοχήγιατηνισότιμησυμμετοχήαγοριώνκαικοριτσι-ώναλλάκαιγιατηνκατανομήτωνρόλων(κορίτσιαασχο-λούνταιμετεχνολογικέςκατασκευές,αγόριαασχολού-

νταιμετηνκαθαριότητακ.ο.κ.).Αποτελείστόχοτηςσυγ-γραφικήςομάδαςταβιβλίααυτάνασυντελέσουν,στοβαθμόπουείναιδυνατό,στηνκατάρριψητωναρνητικώνστερεότυπων.

• Oιβασικοίχαρακτήρεςτωνφύλλωνεργασίαςείναιδύο,ένααγόρικαιένακορίτσι.Oιδύοαυτοίχαρακτήρεςπα-ρουσιάζονταιστηνεισαγωγήκαισεόλητηνέκτασητουβιβλίουμεταφύλλαεργασίας,«συνεργάζονται»,καθοδη-γούντομαθητήκαιδίνουντομήνυμαγιατηνομαδικότηταπουπρέπειναδιακρίνειτηνερευνητικήπροσπάθεια.

Γιαλόγουςοικονομίαςκειμένουηαναφοράσεμαθητές/μα-θήτριεςκαιδασκάλους/δασκάλεςδενακολουθήθηκεκαιστοβιβλίογιατοδάσκαλο.Είναιπροφανέςότι,όπουστοβι-βλίοαυτόγίνεταιαναφοράστοδάσκαλοήστομαθητή,οόροςαναφέρεταικαισταδύοφύλα.

ΗεπιλογήτωνπειραμάτωνέγινεμετηνπαραδοχήότιδενυπάρχουνειδικάόργανακαιειδικέςαίθουσεςσταΔημοτικάσχολεία.Ηεπιλογήαυτήεξασφαλίζειτηδυνατότηταεφαρ-μογήςτωνπροτεινόμενωνβιβλίωνσεόλατασχολείατηςχώρας.Ταόργανακαιυλικάπουαπαιτούνταιγιαταπειράμα-ταμπορούννασυγκεντρωθούνεύκολα.Ταπερισσότερααπόαυτάαποτελούνυλικάκαιόργανακαθημερινήςχρήσης.Ηαπλότητατωνυλικώνγιαταπειράματα,πέρααπότοότιεξα-σφαλίζειτηδυνατότητατηςάμεσηςεφαρμογήςστοσύνολοτωνσχολείωντηςχώρας,προσφέρειδύοακόμησημαντικάπλεονεκτήματα:

• Ηχρήσηαπλώνοργάνωνκαιυλικώνγιαταπειράματαεξασφαλίζεισεκάθεμαθητήτηδυνατότητατηςαυτόνο-μηςάσκησηςστοσπίτι.Κάθεμαθητήςμπορείναεπανα-λάβειταπειράματαστοσπίτικαιναδιευρύνειαυτόνοματοπεδίοτωνπειραματικώντουεμπειριών.Χωρίςτηνπίε-σητωνστενώνχρονικώνορίωντηςσχολικήςώραςκάθεμαθητήςέχειτηδυνατότηταναεπιλέξειτηνέκτασητουχρόνουπουθααφιερώσειστονπειραματισμό.Αν,γιαπα-ράδειγμα,έναπείραμαπροκαλέσειτηνέκπληξήτου,έχειτηδυνατότητανατοεπαναλάβειπερισσότερεςφορές.

• Ηχρήσηοργάνωνκαιυλικώνκαθημερινήςχρήσηςσταπειράματαβοηθάστησύνδεσητωνφαινομένωνπουμε-λετώνταιμετηνκαθημερινήζωή.Ηχρήσηπολύπλοκωνπειραματικώνδιατάξεων,πουτιςπερισσότερεςφορέςδεμοιάζουνμεταόργανακαθημερινήςχρήσης,οδηγείτουςμαθητέςπολλέςφορέςστηνπαρεξήγησηότιταφαι-νόμεναπουμελετώνταιστοσχολείοκαισυνεπώςκαιοι

νόμοιπουταδιέπουνδεσχετίζονταιμεταφαινόμενατηςκαθημερινήςζωής.Αντίθετα,οπειραματισμόςμεοικείαόργανακαιυλικάβοηθάστηνεδραίωσητηςαντίληψηςότιτομάθημαστοσχολείοδεναποτελείπαράμίανέαμεθο-δολογικάπροσέγγισητηςμελέτηςτωνφυσικώνφαινομέ-νωντηςκαθημερινήςζωής.

Σύμφωνακαιμετιςοδηγίεςτουαναλυτικούπρογράμματοςπροτιμητέαείναιηπειραματικήάσκησητωνμαθητώνσεομάδες,έτσιώστεναείναιημαθησιακήδιαδικασίασυμμετο-χικήκαιβιωματική.Ωστόσοοιοδηγίεςγιαταπειράματασταφύλλαεργασίαςείναιγραμμένεςμετρόποτέτοιο,ώστεναείναιδυνατήκαιηεκτέλεσηκάποιωνπειραμάτωναπότονδάσκαλοσεμορφήεπίδειξης,όπουηάσκησησεομάδεςδενείναιεύκολη.

Γιατηνευκολότερηυλοποίησητηςπρότασης,ιδίωςανπρο-κριθείηάσκησησεομάδες,ηπρομήθειακάποιωναπλών,χαμηλούκόστους,οργάνων,όπωςθερμομέτρων,φελλώνμεοπή,δυναμομέτρων,λυχνιολαβώνκ.τ.λ.,θαδιευκόλυνεση-μαντικάτηνπροσπάθειατουδασκάλουστηντάξη.Σταφύλλαεργασίαςπεριγράφονταιταπειράματαμεταυλικάκαθημε-ρινήςχρήσης(π.χ.κατασκευήμελαστιχάκιαντίγιαδυναμό-μετρο,αυτοσχέδιαλυχνιολαβήαντίγιαντουί...).

Είναιπροφανέςότισεόσασχολείαυπάρχουνκάποιαόργαναηχρήσητουςθαπροτιμηθεί,στοβαθμόβέβαιαπουναμηνυπονομεύεταιησύνδεσητωνφαινομένωνπουμελετώνταιμετηνκαθημερινότητα.

2.4 Απαιτήσεις σε υλικοτεχνική υποδομή

51

Σημαντικήέμφασηδόθηκεστηγλωσσικήαρτιότητατωνκει-μένωνκαιστηναντιστοιχίατουβαθμούδυσκολίαςτωνκει-μένωνμετηνηλικίατωνμαθητών.Oιοδηγίεςγιαταπειρά-ματαείναιγραμμένεςσεδεύτεροενικόπρόσωπο,μεστόχοναδώσουνόσοτοδυνατόμεγαλύτερηαμεσότηταστοκείμε-νο.Παράλληλαηεπιλογήτουδεύτερουενικούυποδηλώνειέμμεσατηνεπιθυμίαναγίνονταιταπειράματααπόόλουςτουςμαθητέςσεομάδες,όπουαυτόείναιδυνατό,καιόχιμετημορφήτηςεπίδειξηςαπότοδάσκαλο.Oλόγοςείναιμι-κροπερίοδος,ενώέχουναποφευχθείοιπολυσύλλαβεςκαιδύσκολεςλέξεις.Τοεπίπεδοτηςγλωσσικήςδυσκολίαςεί-ναιανάλογομεαυτότωνδιδακτικώνβιβλίωνπουχρησιμο-ποιούνταισήμεραστιςτελευταίεςτάξειςτουΔημοτικούσχολείου.Παρ'όλητηνπροσοχήγιατηναπλήκαιεύληπτηδιατύπωσητωνκειμένων,δενέχουνγίνεισυμβιβασμοίστηνεπιστημονικήεγκυρότητατηςπληροφορίαςπουδίνεταιστουςμαθητές.

Γιατηνεπιστημονικήορολογίαέγινεπροσπάθειαπαραλλη-λισμούμεταδιδακτικάβιβλίατωνπροηγούμενωντάξεωντουΔημοτικού,καθώςκαιτωνπρώτωντάξεωντουΓυμνασί-ου(π.χ.γραφήτηςλέξηςμίγματαμε«ι»σύμφωναμετοβι-βλίο«Xημείας»τηςΒ΄Γυμνασίου,κατηγοριοποίησητωνφύλ-λωνκαιβλαστώνσύμφωναμετοβιβλίο«Μελέτηπεριβάλλο-ντος»τηςΔ΄Δημοτικού).

Είναιπροφανέςότιηακρίβειατηςορολογίαςστιςφυσικέςεπιστήμεςκαιηαυστηρότητατωνδιατυπώσεωνεπιτρέπειέναεπίπεδοεπικοινωνίαςπέρακαιπάνωαπότηνκαθημερι-νήγλώσσα.Δενείναιόμωςηορολογίατωνφυσικώνεπιστη-μώνανεξάρτητηαπότηνκαθημερινήγλώσσα.Επηρεάζεταιαπ'αυτήναλλάκαιεπιδράσεαυτή(Sutton1992,Wellington&Osborne2001).Έτσι,όροιτωνφυσικώνεπιστημώνπερ-νούνστοκαθημερινόλεξιλόγιοκαιαντίστροφα,δυστυχώςόχιπάνταμεορθότρόπο.Ηκαθημερινήσύγχυσηβάρουςκαιμάζαςείναιίσωςτοπιοχαρακτηριστικόπαράδειγμα.

Ησυσχέτισητηςκαθημερινήςγλώσσαςμετηνορολογίατωνφυσικώνεπιστημώνεπιδιώκεταισυστηματικάστοπρο-τεινόμενοβιβλίο.Ταφαινόμεναεισάγονταιμετηνκαθημε-ρινήτουςονομασίακαι,αφούαναλυθούν,ηορολογίατωνφυσικώνεπιστημώνσυνδέεταιμετοφαινόμενο.Γιαπαρά-

δειγμα,ταστερεά«διαστέλλονται»,αφούγίνειπρώτασα-φέςότι«μεγαλώνουν»,ηθερμότητα«άγεται»αφούγίνεισαφέςότι«περνά»απότοναγωγόκ.ο.κ.Ηπορείασυσχέ-τισηςτηςκαθημερινήςγλώσσαςμετηνορολογίατωνφυ-σικώνεπιστημώναπαιτείπροσοχήκαιεπιδεξιότητα.Ηέλ-λειψηαυστηρότηταςδιατύπωσηςστηνκαθημερινήγλώσσαεγκυμονείτονκίνδυνοτηςπαρανόησηςτωνεννοιώνκαιτηςεδραίωσηςεσφαλμένωναντιλήψεων,ενώηπρόωρηει-σαγωγήστηναυστηρότητατηςδιατύπωσηςμετηχρήσητηςορολογίαςτωνφυσικώνεπιστημώνεγκυμονείτονκίν-δυνοτηςαδυναμίαςσύνδεσηςμετηνκαθημερινήγλώσσα.Ηχρήσητηςαπλήςγλώσσαςγιατηνερμηνείατωνφαινο-μένωνπρέπειναγίνεταιχωρίςσυμβιβασμούςστηνπληρό-τητατηςδιατύπωσηςόσοναφοράστηνορθότητατηςερμη-νείας.Ότανηχρήσητηςαπλήςγλώσσαςεγκυμονείτονκίνδυνοτηςελλιπούςερμηνείας,πρέπειναχρησιμοποιεί-ταιτοειδικόφρασεολόγιοκαιναερμηνεύεταιμεόσοτοδυνατόναπλούστεροτρόπο,έτσιώστεναεπιτυγχάνεταιηαφομοίωσηκαιόχιηαπομνημόνευσητηςορολογίαςτωνφυσικώνεπιστημών.Τομάθημαπρέπειναεξελίσσεταιστηναπλήγλώσσατωνμαθητών,τηγλώσσατηςκατανόη-σης,στηνοποίαηερμηνευτικήπροσέγγισηεπιτυγχάνεταιευκολότερα.Αφούτοφαινόμενοκατανοηθείμεβάσητοκαθημερινόφρασεολόγιο,έπεταιησύνδεσητηςκαθημερι-νήςγλώσσαςμετηνακριβήορολογίατωνφυσικώνεπιστη-μών.Ηαγωγή,γιαπαράδειγμα,τουηλεκτρικούρεύματοςσημαίνειότιρεύμαδιαρρέειτοκύκλωμα.Oμαθητήςκατα-νοείτογεγονόςότιπερνάειρεύμααπότακαλώδια.Προ-τούυιοθετήσειτηνπρώτηδιατύπωση,πρέπειναέχεικατα-νοήσειτην ισοτιμίατηςμετηδεύτερη.«Ηκαθημερινήγλώσσαείναιηγλώσσαμετηνοποίακαταλαβαίνουμε,ηγλώσσατηςκατανόησης,ηορολογίατωνφυσικώνεπιστη-μώνεπισφραγίζειτογεγονόςότικαταλάβαμεωςγλώσσατουκατανοημένου»(Wagenschein1988,σ.137).Ενδιαφέ-ρουσαείναιηπροτροπήτουHeisenberg:«Ξέρουμεότιηκατανόησηπρέπειναβασίζεταιστηνκοινήγλώσσα,γιατίαυτήείναιημόνηγλώσσαμετηνοποίαείμαστεσίγουροιότιπροσεγγίζουμετηνπραγματικότητα...»(Heisenberg1959,σ.196).

2.5 Γλώσσα

2.6 Εικονογράφηση

Γιατηνεικονογράφησητωνπερισσότερωνελληνικώνβιβλί-ωντηςπρωτοβάθμιαςεκπαίδευσηςμέχρισήμεραχρησιμο-ποιούνταισεσυντριπτικήπλειοψηφίασκίτσα.Ηεπιλογήαυ-τήπροσφέρεισημαντικάπρακτικάπλεονεκτήματα,καθώςείναιπολύαπλούστερηκαιοικονομικότερη,ωστόσοέχειση-

μαντικάδιδακτικάμειονεκτήματα.Τοσκίτσοέχειαπότηφύ-σητουέναβαθμόαφαίρεσης.Αντίθεταηφωτογραφίαείναιάμεσηκαιαπεικονίζειαυτήτηνίδιατηνπραγματικότητατουφυσικούπερίγυρου.Ηπροσπάθειασύνδεσηςτουμαθήμα-τοςμετηνκαθημερινήζωήκαιτιςεμπειρίεςπουαντλείαπό

52

αυτήνομαθητήςεξυπηρετείταιπολύαποτελεσματικότεραμετηνπρόκρισητηςφωτογραφίαςγιατηνεικονογράφησητουβιβλίου.Παράλληλαηφωτογράφισητωνπειραμάτωναντίτηςεικονογράφησήςτουςμεσκίτσαπείθειευκολότεραγιατηδυνατότηταυλοποίησήςτους.Μεβάσηταπαραπάνωθεωρούμεένααπότασημαντικότεραπλεονεκτήματατωνπροτεινόμενωνβιβλίωντηνπληρότητακαιποιότητατουφω-τογραφικούυλικού.Ηεικονογράφησημεσκίτσαπροκρίθηκε

στασημείασταοποίαηφωτογράφισηδενήτανεκτωνπραγ-

μάτωνδυνατή(π.χ.εσωτερικέςτομέςανθρώπινουσώμα-

τος)καισεσημείασταοποίακρίθηκεότιηκαλλιτεχνικήεκ-

φραστικήδύναμητουσκίτσουπροσφέρειπλεονεκτήματα.Τα

σκίτσασχεδιάστηκανμετηστενήσυνεργασίατουκαλλιτέ-

χνημετησυγγραφικήομάδα,έτσιώστεναεξασφαλίζεταιη

επιστημονικήορθότητατηςαπεικόνισης.

2.7 Στοιχειοθεσία

Ιδιαίτερηεπιμέλειαέχειδοθείστηστοιχειοθεσίατωνβιβλί-ωντουμαθητή,καθώςηαισθητικήκαιηλειτουργικότητατωνβιβλίωναποτελούνκρίσιμουςπαράγοντεςγιατηθετικήαποδοχήτουςαπότουςμαθητές.

Έγινεπροσπάθειαγιατηνισορροπίακειμένουκαιεικόνωνγιακάθεσελίδαχωριστά,ενώκατάτηντελικήεπιλογήτωνεικό-νωναπόμίαομάδαθεματικάπαρόμοιωνδόθηκεπροσοχήστηχρωματικήκαιγενικότερηαισθητικήαρμονίατωνσελίδων.

μέρος IΙ:σχολιασμός συμπληρωμένουτετραδίου εργασιών

EIΣAΓΩΓH

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

3διδακτικέςώρες

ΕΝOΤΗΤΕΣ

1. Ερευνώνταςκαιανακαλύπτοντας(1διδακτικήώρα)2. Πώςμελετάμετονκόσμογύρωμας(1διδακτικήώρα)3. Oδεκάλογοςτουκαλούπειραματιστή(1διδακτικήώρα)

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•φαινόμενα•υπόθεση•πείραμα•παρατήρηση•συμπέρασμα•έρευνα•ανακάλυψη•οδηγίες•ομάδα•συλλογικότητα•όργανα•υλικά

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙOΥ

•Ναεξοικειωθούνοιμαθητέςμετηνερευνητικήμέθοδοκαιμετηδομήτουβιβλίου.

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Ναγνωρίσουνοιμαθητέςτηδομήτουβιβλίου.•Ναγνωρίσουνοιμαθητέςτοσυμβολισμόκάθεβινιέτας.•Νααναφέρουνοιμαθητέςταστάδιατηςερευνητικήςμεθοδολογίας.•Νααναφέρουνοιμαθητέςτιςγενικέςοδηγίεςπουπρέπειναλαμβάνουνυπόψητουςκατάτηνεκτέλεσητωνπειραμάτων.

57

Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιοπροβάλλουμετιςαντίστοιχεςδιαφάνειες,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςστοβιβλίοτους.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιατοσχολιασμότωνεικόνωνστησελίδα12:-Τιπαρατηρείτεστιςεικόνες;-Είναιτοιστιοφόροακίνητοήκινείται;- Τα δένδρα που βλέπετε στην εικόνα είχαν πάντα αυτό τομέγεθος;-Ποιαείναιτααποτελέσματατηςέκρηξηςενόςηφαιστείου;

Εισάγουμετηνέννοια«μεταβολή»καιζητάμεαπότουςμαθητέςνααναφέρουν και άλλαπαραδείγματαμεταβολώνπου γνωρί-ζουναπότηνκαθημερινήτουςζωή.Σημειώνουμεστονπίνακαταπαραδείγματαπουαναφέρουνοιμαθητέςκαιεξηγούμεότιστιςθετικέςεπιστήμεςτιςμεταβολέςτιςονομάζουμεφαινόμε-να.

Αναφέρουμεστησυνέχειαότιανάλογαμεταενδιαφέροντάμαςαντιμετωπίζουμεταφαινόμεναμεδιαφορετικότρόποσεδιαφο-ρετικέςστιγμέςκαιπροβάλλουμετηδιαφάνειαμετατρίασκί-τσα τηςσελίδας13.Ζητάμεαπό τουςμαθητέςναδιαβάσουντους διαλόγους και με κατάλληλες ερωτήσεις δίνουμε εναύ-σματαγιατονσχολιασμότους:-Πώςαντιμετωπίζειοζωγράφοςτονξαφνικόάνεμο;- Πώς αντιμετωπίζει το κορίτσι που προσπαθεί να φτάσει τομήλοτονξαφνικόάνεμο;- Πώς αντιμετωπίζουν το αγόρι και το κορίτσι στο αριστερόμέροςτωνσκίτσωντοφαινόμενο;

Αναφέρουμε στους μαθητές ότι το αγόρι και το κορίτσι στοαριστερόμέροςτωνσκίτσωνείναιοιβασικοί«πρωταγωνιστές»τουβιβλίου,που,όπωςκαιεμείς,είναιπερίεργοιγιαταφαινό-μεναπουσυμβαίνουνγύρωμας.Oιδύοαυτοί«πρωταγωνιστές»θαμαςβοηθήσουνναμελετήσουμεταφαινόμενακαιναπαρα-τηρήσουμετηνεξέλιξήτους.

57

ΕΝOΤΗΤΑ 1: ΕΡΕΥΝΩΝΤΑΣ ΚΑΙ ΑΝΑΚΑΛΥΠΤOΝΤΑΣ

ΔIAPKEIA:

20περίπουλεπτά

ΛEΞIΛOΓIO:

φαινόμενο,υπόθεση,πείραμα,παρατήρηση,συμπέρασμα,ομάδα,συλλογικότητα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναγνωρίσουνοιμαθητέςτηδομήτουβιβλίου.•Ναγνωρίσουνοιμαθητέςτοσυμβολισμόκάθεβινιέτας.

Σελ. 12

Σελ. 13

Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιοπροβάλλουμετηδιαφάνειαμετις διάφορες βινιέτες, αλλιώς ζητάμε από τους μαθητές ναπαρατηρήσουντιςεικόνεςστοβιβλίοτους.Ζητάμεαπότουςμαθητέςναυποθέσουντιμπορείνασυμβολί-ζει κάθε βινιέτα και στη συνέχεια εξηγούμε σύμφωνα με τοκείμενοστοβιβλίοτουμαθητή,τοσυμβολισμότης.

Καθώςτοκείμενοστοβιβλίοέχειτημορφήδιαλόγου,μπορού-με επίσης να ζητήσουμε από τους μαθητές να διαβάσουν τοσύντομοκείμενοπουαναφέρεταισεκάθεβινιέτακαιστησυνέ-χειανατοσχολιάσουν.

Ιδιαίτερη έμφαση δίνουμε στον σχολιασμό της τελευταίαςπαραγράφου,πουαναφέρεταιστησυλλογικότητατηςερευνητι-κής προσπάθειας. Αναφέρουμε στους μαθητές ότι για τηνεκτέλεση των περισσότερων πειραμάτων θα εργαστούν σεομάδεςκαιεξηγούμεότιστηνεπιστημονικήμέθοδοηεπικοινω-νίαμε τουςάλλουςερευνητέςείναιμίααπό τιςβασικότερεςπροϋποθέσειςγιατηνεπιτυχίατηςερευνητικήςπροσπάθειας.Αναφέρουμε ότι συχνά θα γίνεται συζήτηση στην τάξη, ώστεκαθέναςαπόμαςναβοηθάμετησυμμετοχήτουσεαυτήόλουςτουςυπόλοιπουςκαιεξηγούμεστουςμαθητέςότιησυμμετοχήτουςστιςσυζητήσειςπουθαγίνονταιστηντάξηείναιέναςαπότουςβασικούςπαράγοντεςγιατηνεπιτυχίατουμαθήματος.

58

Σελ. 14

59

Ανυπάρχει διαθέσιμοδιασκόπιοπροβάλλουμε τηναντίστοιχηδιαφάνεια,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντιςεικόνεςστοβιβλίοτους.Ανχρησιμοποι-ήσουμεδιασκόπιο,μεδύολευκάφύλλαχαρτίκαλύπτουμεόλητησελίδαεκτόςαπότηνεικόναπάνωδεξιά.Αφούοιμαθητέςσχολιάσουντηνεικόνα,"αποκαλύπτουμε"τοκείμενοστοπλαί-σιοπουβρίσκεταιαριστεράτης, τραβώνταςπροςτακάτωτοένα λευκό φύλλο. Αφού οι μαθητές διαβάσουν το κείμενο,"αποκαλύπτουμε"καιτηδεύτερηεικόνακ.ο.κ.

Oιμαθητέςστηνπρώτηεικόναβλέπουντουςδύο"πρωταγωνι-στές" του βιβλίου να παρατηρούν ένα ουράνιο τόξο. Αφούσχολιάσουντηνεικόνα,διαβάζουντοκείμενοστοπλαίσιο.

Ηδεύτερηεικόνα και τοαντίστοιχο κείμενοαναφέρονταιστηδιατύπωση υποθέσεων. Μέσα από συζήτηση βοηθάμε τουςμαθητές να κατανοήσουν ότι, πριν μελετήσουμε κάτι, είναιφυσικόναέχουμεκάποιαάποψηγιατηνερμηνείατου,άποψηπουμπορείναείναισωστήήλανθασμένη.Ηάποψηαυτήονο-μάζεταιυπόθεση.

Ητρίτηεικόνααναφέρεταισταπειράματα,μετηβοήθειατωνοποίων επιβεβαιώνουμε ή απορρίπτουμε τις υποθέσεις μας.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιπολλέςφορέςηαπόρριψηλανθα-σμένων υποθέσεων μάς βοηθά να καταλήξουμε στη σωστήαπάντησηγιατηνερμηνείατωνφαινομένων.

Ητέταρτηεικόνααναφέρεταιστασυμπεράσματαπουεξάγουμεαπόταπειράματάμας.Τασυμπεράσματαείναιγενικότερααπότιςπαρατηρήσεις.

Ηπέμπτηκαιτελευταίαεικόνααναφέρεταιστηγενίκευσητωνσυμπερασμάτων.Oιμαθητέςβλέπουνότιοι "πρωταγωνιστές"του βιβλίου παρατηρούν πάλι το ουράνιο τόξο, γνωρίζονταςόμως,χάρηστηδιαδικασίαπουπροηγήθηκε,τηνερμηνείατουφαινομένου.Μεβάσητιςγνώσειςπουαπέκτησανμέσααπότηνεπιστημονικήδιερεύνησηείναιπιθανόναμπορούνναερμηνεύ-σουν και άλλα παρόμοια φαινόμενα, χωρίς να απαιτείται ναεπαναλάβουντηνίδιαδιαδικασία.

59

ΕΝOΤΗΤΑ 2: ΠΩΣ ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤOΝ ΚOΣΜO ΓΥΡΩ ΜΑΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

φαινόμενο,υπόθεση,πείραμα,παρατήρηση,συμπέρασμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νακατανοήσουνοιμαθητέςτησημασίατουπειράματοςγιατημελέτητωνφαινομένων.•Νααναφέρουνοιμαθητέςταστάδιατηςερευνητικήςμεθοδολογίας.

Σελ. 15

Ηδομήτηςενότηταςείναιόμοιαμεαυτήτηςπροηγούμενης.Ανυπάρχει διαθέσιμοδιασκόπιο,προβάλλουμε τιςσχετικέςδια-φάνειεςκαιδείχνουμεστουςμαθητέςσταδιακάτιςεικόνεςκαιτα αντίστοιχα κείμενα, καλύπτοντας με δύο φύλλα χαρτί τηνυπόλοιπησελίδα.Ανδενυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουνμετησειρά,μία-μία,τιςεικόνεςστοβιβλίοτους.Με κατάλληλες ερωτήσεις δίνουμε εναύσματα για συζήτησηστηντάξη:-Τικάνειτοαγόριστηνπρώτηεικόνα;-Γιατίείναισημαντικόναδιαβάζουμεπροσεκτικάτιςοδηγίες;-Τικάνειτοκορίτσιστηδεύτερηεικόνα;Aντίστοιχα, με κατάλληλες ερωτήσεις, προτρέπουμε τουςμαθητέςνασχολιάσουνκαιτιςυπόλοιπεςεικόνες.Αφούοιμαθητέςσχολιάσουνόλεςτιςεικόνες,τουςζητάμεναδιαβάσουντακείμενασταπλαίσιαδίπλααπότιςεικόνεςκαιναδιαπιστώσουναν«υπέθεσαν»σωστάτοσυμβολισμότωνεικό-νων.

60

ΕΝOΤΗΤΑ 3: O ΔΕΚΑΛOΓOΣ ΤOΥ ΚΑΛOΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΤΗ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

οδηγίες,όργανα,υλικά,πείραμα,παρατήρηση,συμπέρασμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςτιςγενικέςοδηγίεςπουπρέπειναλαμβάνουνυπόψητουςκατάτηνεκτέλεσητωνπειραμάτων.•Νααναφέρουνοιμαθητέςεπικίνδυνεςδραστηριότητεςπουπρέπεινααποφεύγουνκατάτηνεκτέλεσητωνπειραμάτων.

Σελ. 16

61

Oιοδηγίεςστηνπροηγούμενησελίδααναφέρονταισταστάδιαεκτέλεσηςτουπειράματος.Oιοδηγίεςσεαυτήτησελίδαανα-φέρονταισεδραστηριότητεςπουοιμαθητέςπρέπειναφροντί-ζουν να αποφεύγουν κατά την εκτέλεση των πειραμάτων.Δίνουμεέμφασηστοσχολιασμότωνεικόνωναυτώνκαιεπιση-μαίνουμε στους μαθητές ότι, όταν εργαζόμαστε πειραματικά,πρέπειναείμαστειδιαίτεραπροσεκτικοί.

Προσοχή: Ιδιαίτερη σημασία δίνουμε στην τελευταία οδηγία.Αναφέρουμε στους μαθητές ότι τα περισσότερα πειράματαμπορούν να τα επαναλαμβάνουν μόνοι στο σπίτι, εκτός απόλίγα,ταοποίαείναιχαρακτηρισμέναμετηναντίστοιχηβινιέταωςεπικίνδυνα.Σεκαμιάπερίπτωσηοιμαθητέςδενπρέπειναεπαναλάβουνταπειράματααυτάστοσπίτι.

Ανυπάρχειαυτήηδυνατότητα,καλόείναιναφωτοτυπήσουμεσεμεγέθυνσητιςσελίδεςαυτέςκαινατιςτοποθετήσουμεσεεμφανέςσημείοστηντάξη,ώστεναμπορούμενααναφερόμα-στεσεαυτέςσεόλητηδιάρκειατηςσχολικήςχρονιάς.Καθώςταφωτοαντίγραφαθαείναιπιθανόταταασπρόμαυρα,μπορούμεναζητήσουμεαπόκάποιουςμαθητέςναταχρωματίσουν.

61

Σελ. 17

ΥΛΙΚΑ ΣΩΜΑΤΑ

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

5διδακτικέςώρες

ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1. Όγκος(2διδακτικέςώρες)2. Μάζα(1διδακτικήώρα)3.Πυκνότητα(2διδακτικέςώρες)

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•όγκος•ογκομετρικόδοχείο•μάζα

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιημάζα,οόγκοςκαιηπυκνότηταείναιχαρακτηριστικέςιδιότητεςτωνυλικώνσωμάτων.

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιοόγκοςείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότηταενόςυλικούσώματος.•Ναμετρήσουνοιμαθητέςτονόγκοενόςστερεούσώματοςχρησιμοποιώνταςέναογκομετρικόδοχείο.•Νααναφέρουνοιμαθητέςμονάδεςμέτρησηςόγκου.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιημάζαείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότηταενόςυλικούσώματος.•Ναμετρήσουνοιμαθητέςτημάζαενόςστερεούσώματοςχρησιμοποιώνταςέναζυγόσύγκρισης.•Νααναφέρουνοιμαθητέςμονάδεςμέτρησηςμάζας.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηπυκνότηταείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότηταενόςυλικούσώματος.•Ναταξινομούνοιμαθητέςταυλικάσώματαανάλογαμετηνπυκνότητάτους.

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝOΠΤΙΚΑ

•Ημάζαείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότηταενόςυλικούσώματος.•Μονάδεςμέτρησηςτηςμάζαςείναιτογραμμάριο(g),τοχιλιόγραμμοήκιλό(kg)καιοτόνος(tn).Ημάζαμετριέταιμετουςζυγούςσύγκρισηςκαιτακατάλληλασταθμά.

•ζυγόςσύγκρισης•σταθμά•πυκνότητα

64

•Οόγκοςείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότηταενόςυλικούσώματος.•Μονάδεςμέτρησηςτουόγκουείναιτοκυβικόεκατοστό(ccήcm3)ήαλλιώςχιλιοστόλιτρο(ml),τολίτρο(l)καιτοκυβικόμέτρο(m3).Oόγκοςμετριέταιμεταογκομετρικάδοχείαήμεμέτρησητωνδιαστάσεωντουσώματος.

•Ηπυκνότηταείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότητατωνυλικώνσωμάτων.Ηπυκνότηταεκφράζειτημάζαενόςσώματοςστημονάδατουόγκου.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ - ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚOΛΙΕΣ

•Πολλοίμαθητέςσυγχέουντημάζαμετοβάροςτωνσωμάτων.Ημάζαείναιχαρακτηριστικήιδιότητατωνσωμάτωνανεξάρτητηαπότηθέσηστηνοποίααυτάβρίσκονται.ΤαβάροςείναιηδύναμητηνοποίαηΓηασκείστασώματα.ΕξαρτάταιαπότημάζατωνσωμάτωναλλάκαιαπότηναπόστασητωνσωμάτωναπότοκέντροτηςΓης.Ημάζαμετριέταιμετοζυγόσύγκρισης,ενώτοβάροςμετοδυναμόμετρο.Ησύγχυσηβάρουςκαιμάζαςείναισυχνήστηνκαθημερινήζωή.Ομανάβης,γιαπαράδειγμα,μετράτοβάροςτωνσωμάτωνμεέναδυναμόμετρο,χρησιμοποιείόμωςτιςμονάδεςτηςμάζας.Ησύγχυσηαυτήείναι ιδιαίτεραεδραιωμένη.Χρειάζεταισυστηματικήπροσπάθειαγιατηναναδόμησήτης.Ηχρησιμοποίησητωνσωστώνμονάδωνμέτρησηςκάθεφοράβοηθάτουςμαθητέςναδιακρίνουνταμεγέθηαυτά:ημάζαμετριέταισεkgενώτοβάροςσεN.

•Πολλοίμαθητέςπεριγράφουντημάζακαιτονόγκοενόςσώματοςως«ποσότηταύλης»τουσώματοςκαιαδυνατούνναορίσουνμεσαφήνειατηδιαφοράτωνμεγεθών.

•Ημάζαείναιχαρακτηριστικήιδιότηταόλωντωνσωμάτων.Πολλοίμαθητέςθεωρούνότικάποιασώματαπουδενείναιορατά,όπωςοαέρας,δενέχουνμάζα.Αυτόπαρατηρείταικυρίωςσεσώματαμειδιαίτεραμικρήπυκνότητα,όπωςγιαπαράδειγματααέρια.

•Κάποιοιμαθητέςθεωρούνότιηπυκνότητατωνσωμάτωνεξαρτάταιμόνοαπότημάζατουςκαιαδυνατούννακατανοήσουνότιηπυκνότηταεκφράζειτηνποσότηταμάζαςστημονάδαόγκου.

OΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

Φύλλο Εργασίας 1:•ογκομετρικόδοχείο•πέτρα•πατάτα•μεγάλημπαταρία•κόλλα•πλαστελίνη•σαπούνι

•διάφοραδοχείαγνωστούόγκου

Φύλλο Εργασίας 2:•ζυγόςσύγκρισης•διάφορασυσκευασμέναπροϊόντα

Φύλλο Εργασίας 3:•διάφορασυσκευασμέναπροϊόνταμάζας1kg

65

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

Οόγκος,ημάζακαιηπυκνότηταείναιχαρακτηριστικέςιδιότη-τεςτωνυλικώνσωμάτων.

Όγκοςενόςσώματοςονομάζεταιοχώροςπουκαταλαμβάνειτοσώμα. Μονάδα μέτρησης του όγκου είναι το 1 κυβικό μέτρο(1m3),οόγκοςενόςκύβουμεακμή1m.Υποδιαίρεσητουκυβι-κούμέτρουείναιτοκυβικόεκατοστό(1cm3ή1ml).Μιαακόμησυνηθισμένη μονάδα μέτρησης είναι το λίτρο (1l). Ένα λίτροαντιστοιχείσε1000cm3.Γιαναυπολογίσουμετονόγκοενόςσώματος, πρέπει να διαπιστώσουμε πόσες φορές χωρά τοκυβικόμέτροήτοκυβικόεκατοστόσεαυτό.

Γιαναπροσδιορίσουμετονόγκοενόςυγρούήενόςστερεούμεακανόνιστοσχήμα,μπορούμεναχρησιμοποιήσουμεέναογκο-μετρικό δοχείο. Ο όγκος του στερεού υπολογίζεται από τηδιαφορά μεταξύ των ενδείξεων της τελικής από την αρχικήστάθμητουυγρούμέσαστοογκομετρικόδοχείο.

Γιαναπροσδιορίσουμετονόγκοενόςαερίου,διοχετεύουμετοαέριοαυτόσεέναογκομετρικόδοχείογεμάτομεκάποιουγρό,συνήθωςνερό,καιμετράμετονόγκοτουυγρούπουεκτοπίζε-ταιαπότοαέριο.

Τα υγρά και τα στερεά είναι ασυμπίεστα, δηλαδή διατηρούναμετάβλητο τον όγκο τους, ακόμη και όταν αλλάζει το σχήματους. Στα αέρια αντίθετα ο όγκος μεταβάλλεται, όταν αυτάσυμπιέζονται.

Η μάζα ενός σώματος εκφράζει το ποσό της ύλης από τηνοποίααυτόαποτελείται.Μονάδαμέτρησηςτηςμάζαςείναιτοχιλιόγραμμοήκιλό(kg).Χρησιμοποιείταιεπίσηςσυχνάτουπο-πολλαπλάσιό του, το γραμμάριο (1g). Ένα κιλό είναι 1000g.Πολλαπλάσιο του κιλού είναι ο τόνος (1t). Ένας τόνος είναι1000kg.Μετράμε τη μάζα ενός σώματος χρησιμοποιώντας ένα ζυγόσύγκρισηςκαισταθμάγνωστήςμάζας.

ΥΛΙΚΑ ΣΩΜΑΤΑ

1 cm1 ml

1 l - 1 dm3 -

1000 cm3 = 1000 ml

αέριο

1 kg 1000 g

66

Ηπυκνότητα ενόςσώματοςεκφράζειτηνποσότηταμάζαςστημονάδατουόγκου.Στηνερώτηση«ποιοσώμαέχειμεγαλύτερημάζα, ένα σιδερένιο ή ένα χάρτινο;» πολλοί θα απαντήσουνβιαστικάότιτοσιδερένιοσώμαέχειμεγαλύτερημάζα.Κιόμως,ένατετράδιοπουείναικατασκευασμένοαπόχαρτίέχειμεγα-λύτερημάζααπόμιασιδερένιακαρφίτσα.Γιαναέχεινόημαηαρχικήερώτησηπρέπεινασυγκρίνουμετημάζαδύοαντικειμέ-νωνπουέχουντονίδιοόγκο.Ένασυμπαγέςσιδερένιοσώμαμεόγκο1cm3έχειμάζα7,8g,ενώέναχάρτινοσυμπαγέςσώμαμετονίδιοόγκοέχειμάζα1g.Ηύληστοσιδερένιοσώμαείναιπιοπυκνήαπ'ότιστοχάρτινο,ηπυκνότητατουσιδερένιουσώμα-τοςείναιμεγαλύτερηαπότουχαρτιού.

Ορίζουμετηνπυκνότηταωςτοπηλίκοτηςμάζαςενόςσώματοςδιάτουόγκουτου.Μονάδεςμέτρησηςτηςπυκνότηταςείναιτογραμμάριοανάκυβικόεκατοστό(g/cm3),ήτοχιλιόγραμμοανάκυβικόμέτρο(kg/m3).Στονπίνακαπουακολουθείδίνονταιοιπυκνότητεςδιαφόρωνυλικών.

ΥΛΙΚΟ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ

ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (g/cm3)

χρυσός στερεό 19,3υδράργυρος υγρό 13,6μόλυβδος στερεό 11,3χαλκός στερεό 8,9σίδηρος στερεό 7,8αλουμίνιο στερεό 2,7γλυκερίνη υγρό 1,26νερό υγρό 1πάγος στερεό 0,92πετρέλαιο υγρό 0,85οινόπνευμα υγρό 0,80φελλός στερεό 0,24οξυγόνο αέριο 0,0014άζωτο αέριο 0,0003

67

•

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασυγκρίνουντιςεικόνες.Στησυνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημα,προκαλώντας τη διατύπωση υποθέσεων, τις οποίες σημειώ-νουμεστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.Αναφέρουμε στους μαθητές ότι μια χαρακτηριστική ιδιότηταενός σώματος είναι ο χώρος τον οποίο αυτό καταλαμβάνει.Αναφέρουμεότιονομάζουμετοχώροαυτόόγκοτουσώματος.Πειραματική αντιμετώπισηΜετηνπειραματικήαυτήδραστηριότηταοιμαθητέςυπολογί-ζουντονόγκοδιαφόρωναντικειμένων.Γιατηνεκτέλεσητουπειράματοςείναιαπαραίτητοέναογκομε-τρικό δοχείο για κάθε ομάδα. Αν στο σχολείο δεν υπάρχουνδιαθέσιμα εργαστηριακά ογκομετρικά δοχεία μπορούμε ναχρησιμοποιήσουμε κοινά ογκομετρικά δοχεία κουζίνας. Κατάτην περιγραφή της χρήσης του ογκομετρικού δοχείου ζητάμεαπό τους μαθητές να αναφέρουν τις μονάδες μέτρησης πουαναγράφονταιεπάνωστοδοχείο.Στοσημείοαυτόεισάγουμετημονάδαμέτρησηςτουόγκου,τολίτρο(l)καιτιςυποδιαιρέσειςτου,τοχιλιοστόλιτρο(ml)ήκυβικόεκατοστό(cm3ήcc).Επιση-μαίνουμεστουςμαθητέςότιτολατινικόγράμμαmμπροστάαπόμια μονάδα μέτρησης σημαίνει «1000 φορές μικρότερο»(1000ml=1l,1000mm=1m).Γιατηνορθήεκτέλεσητουπειράματοςείναισημαντικόοιμαθη-τές να κατανοήσουν ότι ο όγκος του βυθισμένου σώματοςπροκύπτειαπότηδιαφοράτηςστάθμηςτουνερούστοογκομε-τρικόδοχείοπρινκαιμετάτηβύθισητουσώματος.Ανυπάρχειδιαθέσιμοςχρόνος,οιμαθητέςμπορούνναογκομετρήσουνκαιάλλαστερεάσώματαμε τηνπροϋπόθεσηότι βυθίζονται ολό-κληραμέσαστονερό.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: ΟΓΚΟΣ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

όγκος,ογκομετρικόδοχείο

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιοόγκοςείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότηταενόςυλικούσώματος.•Ναμετρήσουνοιμαθητέςτονόγκοενόςστερεούσώματοςχρησιμοποιώνταςέναογκομετρικόδοχείο.•Νααναφέρουνοιμαθητέςμονάδεςμέτρησηςόγκου.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •ογκομετρικόδοχείο•πέτρα•πατάτα•μεγάλημπαταρία•κόλλα•πλαστελίνη•σαπούνι•διάφοραδοχείαγνωστούόγκου

•

Σελ. 20

68

Ο όγκος είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα των σωμάτων. Μετράμε τον όγκο των σωμάτων χρησιμοποιώντας το ογκομετρικό δοχείο.

Ο όγκος του βυθισμένου σώματος είναι 250ml-200ml=50ml.

Η αντλία μετρά τον όγκο της βενζίνης σε λίτρα.

Δοχείο γάλακτος 2l, δοχείο αναψυκτικού 1,5l, δοχείο νερού 1l.

Σελ. 22

Οιμαθητέςσυμπληρώνουνστονπίνακατιςμετρήσειςτουςαπότο προηγούμενο πείραμα. Ζητάμε από τους μαθητές νασυμπληρώσουνδίπλααπόκάθεμέτρησηκαιτησωστήμονάδαμέτρησηςτουόγκου.

Με το πείραμα αυτό οι μαθητές καλούνται να διαβάσουν τονόγκο κάθε δοχείου, ο οποίος αναγράφεται στην ετικέτα του.Διαπιστώνουνμετοντρόποαυτότηδιαφορετικήχωρητικότητακάθε δοχείου και εξοικειώνονται με τις συνήθεις μονάδεςμέτρησηςτουόγκου(mlήcm3ήccκαιl).Γιατηνπραγματοποί-ηση του πειράματος φέρνουμε στην τάξη άδεια μπουκάλια ήδοχεία, με ετικέτα στην οποία αναγράφεται ο όγκος τους.Μπορούμεεπίσηςναζητήσουμεαπότουςμαθητέςναφέρουντέτοιαδοχεία.Οι μαθητέςσυμπληρώνουν τονπίνακαμε τοναναγραφόμενο,σεκάθεδοχείο,όγκο.

Στησυνέχειαταξινομούνταδοχείασύμφωναμετονόγκοτους.Ανυπάρχει διαθέσιμος χρόνος, ζητάμεαπό τουςμαθητές ναπροτείνουνέναπείραμαμετοοποίοναεπιβεβαιώσουνότιοιαναγραφόμενοιστιςετικέτεςόγκοιτωνδοχείωνείναισωστοί.Πιθανόνοιμαθητέςναπροτείνουντηνπλήρωσητουμεγάλουδοχείουμεακέραιαπολλαπλάσιατουόγκουενόςαπόταμικρό-τερα.Γιαπαράδειγματοδοχείοτων2lχωράτοπεριεχόμενο4δοχείωντου0,5l.Οιμαθητέςμπορείεπίσηςναπροτείνουντηχρησιμοποίηση του ογκομετρικού δοχείου του προηγούμενουπειράματος.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΜε κατάλληλες ερωτήσεις προκαλούμε συζήτηση στην τάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςγενικεύουντιςπαρατηρήσειςτους στα πειράματα που προηγήθηκαν και διατυπώνουν τοσυμπέρασμα:-Γιατίλέμεότιοόγκοςείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότητατωνσωμάτων;-Πώςμπορούμεναμετρήσουμετονόγκοενόςσώματος;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΕργασία εμπέδωσης της διαδικασίας της ογκομέτρησης. Ηεργασία αφορά στον υπολογισμό του όγκου του βυθισμένου,μέσαστοογκομετρικόδοχείο,σώματος.

Στηνεργασίααυτήοιμαθητέςκαλούνταιναπαρατηρήσουντηνεικόνα τηςαντλίαςβενζίνηςμε τιςενδείξειςσελίτρακαισεευρώκαινααναφέρουνότιηαντλίαμετράτονόγκοτηςβενζί-νης.

Στηνεργασίααυτήοιμαθητέςκαλούνταιναπαρατηρήσουντιςεικόνεςκαιναβάλουνστησειράταδοχείαμεαύξουσαήφθί-νουσασειρά,ανάλογαμετονόγκοτους.

•

•

•

•

400ml 450ml 50ml400ml 460ml 60ml400ml 480ml 80ml400ml 430ml 30ml400ml 440ml 40ml400ml 450ml 50ml

330ml500ml2l0,5l1,5l

Μεγάλο χάρτινο δοχείο γάλακτος, μεγάλο μπουκάλι νερού, μικρό χάρτινο δοχείο γάλακτος, μικρό μπουκάλι νερού, κουτάκι αναψυκτικού.

Σελ. 21

•

•

69

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντην εικόνα. Στη συνέχεια διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημακαιπροκαλούμετηδιατύπωσηυποθέσεων,τιςοποίεςσημειώ-νουμεστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική ΑντιμετώπισηΣτοπείραμααυτόοιμαθητέςκαλούνταιναδιαβάσουντημάζακάθεπροϊόντος,ηοποίααναγράφεταιστηνετικέτατου.Διαπι-στώνουνμετοντρόποαυτότηδιαφορετικήμάζατωνπροϊόντωνκαι εξοικειώνονται με τις συνήθεις μονάδες μέτρησης τηςμάζας.Εισάγουμεστηντάξητημονάδαμέτρησηςτηςμάζας, τοκιλό(kg)καιτηνυποδιαίρεσήτου,τογραμμάριο(g).Επισημαίνουμεστουςμαθητέςότιτοαγγλικόγράμμαkμπροστάαπόμιαμονά-δαμέτρησηςσημαίνει«1000φορέςμεγαλύτερο»(1000g=1kg,1000m=1km).Γιατοπείραμααυτόφέρνουμεστηντάξηταπροϊόνταπουανα-γράφονταιστονπίνακαήάλλαπαρόμοια.Φροντίζουμεναεπι-λέξουμεπροϊόνταστηνετικέτατωνοποίωναναγράφεταιημάζατους.Μπορούμε επίσης να ζητήσουμε από τους μαθητές ναφέρουναντίστοιχαπροϊόντααπότοσπίτιτους.Φροντίζουμεημάζα των προϊόντων να είναι τέτοια, ώστε να είναι δυνατή ηεκτέλεσημεαυτάκαιτηςεπόμενηςδραστηριότητας.Οιμαθητέςταξινομούνταπροϊόντασύμφωναμετημάζατους.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: ΜΑΖΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

μάζα,ζυγόςσύγκρισης,σταθμά

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιημάζαείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότηταενόςυλικούσώματος.•Ναμετρήσουνοιμαθητέςτημάζαενόςστερεούσώματοςχρησιμοποιώνταςέναζυγόσύγκρισης.•Νααναφέρουνοιμαθητέςμονάδεςμέτρησηςμάζας.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •ζυγόςσύγκρισης•διάφορασυσκευασμέναπροϊόντα

500g1000g200g100g100g100g

Ζάχαρη, ρύζι, γιαούρτι, πατατάκια, σοκολάτα, βαμβάκι.

•

•

Σελ. 23

70

Στο πείραμα αυτό οι μαθητές χρησιμοποιούν το ζυγό, για νασυγκρίνουντημάζατωνσωμάτωνπουείχανστηδιάθεσήτουςστοπροηγούμενοπείραμα.Ζητάμεαπότουςμαθητέςναβρουντους συνδυασμούς, ώστε ο ζυγός να ισορροπεί. Ο ζυγόςσύγκρισης είναι γενικά πολύ ευαίσθητο όργανο μέτρησηςμάζας.Μικρέςδιαφορέςστημάζαοδηγούνστηνανισορροπίατου ζυγού. Πολλοί μαθητές θεωρούν ότι ο ζυγός ισορροπεί,μόνο αν σταματήσει σε απολύτως οριζόντια θέση. Εξηγούμεστουςμαθητέςότι ισορροπίασημαίνειότιο ζυγόςπαραμένειακίνητος, έστω και αν υπάρχουν μικρές αποκλίσεις από τηνοριζόντιαθέση.Τέτοιεςαποκλίσειςείναιαναπόφευκτες,αφούοιμαθητέςγιαταπειράματάτουςθαχρησιμοποιήσουνσυσκευ-ασίες καθημερινών προϊόντων και όχι σταθμά εργαστηρίου.Φροντίζουμε τα προϊόντα που φέρνουμε στην τάξη να είναιτέτοια,ώστεναυπάρχουντουλάχιστοντρειςτρόποιτοποθέτη-σήςτουςστοζυγόπουναεπιφέρουνισορροπία.Βοηθάμετουςμαθητέςνακατανοήσουνότιοιμάζεςτωνσωμά-τωνπουσυγκρίνουμεείναιίσες,ότανοζυγόςισορροπεί.Ότανοιμάζεςτωνσωμάτωνπουείναιαναρτημένεςείναιάνισες,οζυγός«γέρνει»προςτημεριάαπότηνοποίαείναιαναρτημένοτοσώμαμετημεγαλύτερημάζα.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΜε κατάλληλες ερωτήσεις προκαλούμε συζήτηση στην τάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςγενικεύουντιςπαρατηρήσειςτους στα πειράματα που προηγήθηκαν και διατυπώνουν τοσυμπέρασμα:- Γιατί λέμεότι η μάζαείναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα τωνσωμάτων;- Πώςμπορούμεναμετρήσουμετημάζαενόςσώματος;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΣτηνεργασίααυτήοιμαθητέςκαλούνται ναπεριγράψουνμιασυνταγήκαικυρίωςνασημειώσουντημάζατωναπαιτούμενωνυλικών.Μετοντρόποαυτόοιμαθητέςαναφέρουνένακαθημε-ρινόπαράδειγμα,στοοποίοημέτρησητηςμάζαςτωνσωμάτωνείναιαπαραίτητη.

Στηνεργασίααυτήοιμαθητέςσυγκρίνουντημάζατωναντικει-μένωνπαρατηρώνταςτοζυγό.ΟιμαθητέςστοΦύλλοΕργασίαςαυτό εργάστηκαν με μικρά αντικείμενα.Η εργασία αυτή τουςβοηθά να κατανοήσουν ότι η σύγκριση της μάζας μπορεί ναγίνεικαιγιαμεγαλύτερασώματα.

Στηνεργασίααυτήοιμαθητέςκαλούνταιναχρησιμοποιήσουντοζυγόσύγκρισηςκαιναβρουνμεποιοσυνδυασμόπροϊόντωνοζυγόςθαισορροπεί.

Βάζω στη μια μεριά το ρύζι και στην άλλη το γιαούρτι, τη σοκολάτα, τα πατατάκια και το βαμβάκι.

Βάζω στη μια μεριά το γιαούρτι και στην άλλη τη σοκολάτα και το βαμβάκι.

Βάζω στη μια μεριά τη ζάχαρη και στην άλλη όλα τα υπόλοιπα.

Η μάζα είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα των σωμάτων. Μετράμε τη μάζα ενός σώματος με ζυγό σύγκρισης. Οι μάζες που μετράμε είναι ίσες όταν ο ζυγός ισορροπεί.

•

•

Σελ. 24

Αρνάκι με σάλτσα ντομάτας και δυόσμο

2kg αρνί 1,5kg ντομάτες10g δυόσμο 0,5kg ρύζι100g ελαιόλαδο

Οι μάζες είναι ίσες Το ψυγείο Η τηλεόραση.

Στη μία μεριά του ζυγού τοποθετούμε τις φακές, το ρύζι και τον καφέ και στην άλλη τη ζάχαρη, τη μαρμελάδα και το βαμβάκι.

•

•

•

Σελ. 25

71

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασυγκρίνουντιςεικόνες.Στησυνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημα,προκαλώντας τη διατύπωση υποθέσεων, τις οποίες σημειώ-νουμεστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.Ζητάμεαπότουςμαθητέςνασχολιάσουντιςεικόνεςαναφέρο-ντας τη μάζα και τον όγκο των αντικειμένωνπου σηκώνει τοαγόριτηςεικόνας.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετηνπειραματικήαυτήδραστηριότηταοιμαθητέςδιαπιστώ-νουνότιαντικείμεναμετηνίδιαμάζαμπορείναέχουνδιαφορε-τικόόγκο.Γιατηνεκτέλεσητηςδραστηριότηταςσυγκεντρώνουμεπροϊό-ντα μάζας 1kg με διαφορετικό όμως όγκο. Ζητάμε από τουςμαθητές να επιβεβαιώσουν ότι η μάζα των προϊόντων αυτώνείναιπράγματι1kg,είτεαπότιςπληροφορίεςπουαναγράφο-νταιστιςετικέτεςτουςείτεμετηχρήσητουζυγούσύγκρισης.Στησυνέχεια οι μαθητές ταξινομούν κατάφθίνουσασειρά ταπροϊόνταανάλογαμετονόγκοτους.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3: ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

πυκνότητα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηπυκνότηταείναιμιαχαρακτηριστικήιδιότηταενόςυλικούσώματος.•Ναταξινομήσουνοιμαθητέςυλικάσώματαανάλογαμετηνπυκνότητάτους.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •διάφορασυσκευασμέναπροϊόνταμεμάζα1Kg.

Βαμβάκι, ψωμί, αλεύρι, ζάχαρη

•

•

Σελ. 26

72

Μετηδραστηριότητααυτήοιμαθητέςταξινομούντουςκύβουςίδιουόγκου(1cm3)αλλάαπόδιαφορετικόυλικόανάλογαμετημάζατους.Οιμαθητέςαναφέρουνότιαντικείμεναμετον ίδιοόγκομπορείναέχουνδιαφορετικήμάζα.Είναιαυτονόητοότι,ανυπάρχει τοαντίστοιχοσετκύβωνστοεργαστήριοτουσχολείουμας,μπορούμεναμετρήσουμετόσοτημάζακάθεκύβουμεέναζυγόσύγκρισηςόσοκαιτονόγκοτουμεέναογκομετρικόδοχείο.Στηνπερίπτωσηαυτήθαχρει-αστείνααφιερώσουμεπολύπερισσότεροχρόνο,αλλάηεξα-γωγήτουσυμπεράσματοςπουακολουθείθαείναιευκολότερη.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΖητάμεαπότουςμαθητέςνασχολιάσουνεκνέουτιςεικόνεςτουεισαγωγικούερεθίσματοςόσοναφοράτημάζακαιτονόγκοτωνσωμάτωνπουσηκώνεικάθεφοράομαθητής.Ρωτάμετουςμαθητέςανείναιαρκετόναγνωρίζουμεμόνοτημάζαενόςσώματοςήμόνοτονόγκοτου,γιανακαταλάβουμεανείναιεύκολοτοέργοτουπαιδιούτηςεικόνας.Εισάγουμετονόροπυκνότητα.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιοόρος πυκνότητα χρησιμοποιείται με την ίδια έννοια και στηνκαθημερινήμαςζωή.Αναφέρουμεωςπαράδειγματηνέκφραση«πυκνοκατοικημένηπεριοχή»,όταναναφερόμαστεσεμιαπερι-οχή συγκεκριμένης έκτασης με πολλούς κατοίκους. Ρωτάμετουςμαθητέςποιοαπόταδύοσώματαπουσηκώνειομαθητήςέχειτημεγαλύτερηπυκνότητα,ζητώνταςπαράλληλαναδικαιο-λογήσουντηναπάντησήτους.Ζητάμεαπότουςμαθητέςνακατατάξουντασώματαστοπείρα-μα και τη δραστηριότητα που προηγήθηκε ανάλογα με τηνπυκνότητάτουςμεφθίνουσασειρά.Με κατάλληλες ερωτήσεις προκαλούμε συζήτηση στην τάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςγενικεύουντιςπαρατηρήσειςτουςστιςπειραματικέςδραστηριότητεςπουπροηγήθηκανκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα:-Τικοινόείχαντακυβάκιααπόδιάφοραυλικά;-Τιδιαφορετικόείχαντακυβάκιαεκτόςαπότουλικότους;-Ποιοαπόταυλικάέχειτημεγαλύτερημάζα;-Ποιοαπόταυλικάέχειτημεγαλύτερηπυκνότητα;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΕργασίαεμπέδωσηςπουαναφέρεταιστοεισαγωγικόερώτημα.Ηαπάντησηέχειδοθείήδηκατάτηνεξαγωγήτουσυμπεράσμα-τος.

Στην εργασία αυτή οι μαθητές καλούνται να σχολιάσουν τηνέκφραση«τοσώμαβυθίστηκεσαμολύβι».Μεβάσητηνταξινό-μηση των κύβων της δραστηριότητας στην ενότητα αυτή οιμαθητέςπληροφορήθηκανότιηπυκνότητατουμολύβδουείναιμικρότερηαπόεκείνητουχρυσού.Ηέκφρασηεπομένως«βυθί-στηκεσαχρυσός»θαήτανορθότερη!Είναιαπαραίτητοναεπισημάνουμεστουςμαθητές,πριναναθέ-σουμετηνεργασίαότιτο«μολύβι»στηνέκφρασηαυτήείναιο«μόλυβδος»καιόχιτομολύβιπουγράφουμε.

Χρυσός, μόλυβδος, σίδηρος, αλουμίνιο, πάγος, ξύλο

Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα στον ίδιο όγκο, τόσο πιο μεγάλη είναι η πυκνότητα ενός σώματος.

Η πυκνότητα της πέτρας είναι μεγαλύτερη γιατί έχει μεγαλύτερη μάζα σε μικρότερο όγκο.

Το σωστό θα ήταν «βυθίστηκε σα χρυσός». Ο χρυσός έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το μόλυβδο.

•

•

•

•

Σελ. 27

73

ΜΙΓΜΑΤΑ

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

3διδακτικέςώρες

ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1. Μελετάμεταμίγματα(1διδακτικήώρα)2.Μελετάμεταδιαλύματα(2διδακτικέςώρες)

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•μίγμα•συστατικά•φυσικήκατάσταση•στερεή,υγρή,αέρια•ετερογενέςμίγμα•ομογενέςμίγμα•διάλυμα•διαλύτης•διαλυμένηουσία•ίζημα

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

•Ναγνωρίσουνοιμαθητέςταβασικάχαρακτηριστικάτωνμιγμάτωνκαιτωνδιαλυμάτων

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Ναφτιάξουνοιμαθητέςμίγματααναμειγνύονταςδιάφορεςουσίες.•Να αναφέρουν οι μαθητές τη φυσική κατάσταση των μιγμάτων που έφτιαξαν, καθώς και τη φυσική κατάσταση των συστατικώντους.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάσεποιααπόταμίγματαπουφτιάχνουνμπορούνναδιακρίνουντασυστατικάτουςκαισεποιαόχι.

•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςταμίγματασεομογενήκαιετερογενή.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιταομογενήμίγματαονομάζονταιαλλιώςδιαλύματα.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτουςπαράγοντεςαπότουςοποίουςεξαρτάταιηδιαλυτότηταμιαςστερεήςουσίαςστονερό.

74

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝOΠΤΙΚΑ

•Ταμίγματαπροκύπτουναπότηνανάμειξηδύοήπερισσότερωνουσιών.•Oιουσίεςαπότιςοποίεςαποτελείταιέναμίγμαονομάζονταισυστατικάτουμίγματος.•Ταμίγματαμπορείναβρίσκονταισεστερεή,υγρήήαέριαφυσικήκατάσταση.•Ταμίγματαδιακρίνονταισεετερογενήκαιομογενή.Ετερογενήονομάζονταιταμίγματασταοποίαμπορούμεναδιακρίνουμετασυστατικάτους,ενώομογενήονομάζονταιταμίγματασταοποίαδενμπορούμεναδιακρίνουμετασυστατικάτους.

•Ταομογενήμίγματαονομάζονταικαιδιαλύματα.•Σταυγράδιαλύματαδιακρίνουμετοδιαλύτηκαιτηδιαλυμένηουσία.•Ηποσότητατηςδιαλυμένηςουσίαςπουμπορείναδιαλυθείσεέναδιαλύτηεξαρτάταιαπότηνποσότητα,τηθερμοκρασία,τοείδοςτουδιαλύτηκαιαπότοείδοςτηςουσίας.

•Ότανσ'έναδιάλυμαδενμπορείναδιαλυθείεπιπλέονουσία,τοδιάλυμαονομάζεταικορεσμένο.Ανσυνεχίζουμεναπροσθέτουμεποσότητεςτηςουσίαςστοδιάλυμα,δημιουργείταιίζημα.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ - ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚΟΛΙΕΣ

•Σημαντικές δυσκολίες συναντούνπολλοί μαθητέςστη διάκριση των καθαρών ουσιών από τα μίγματα.Oι μαθητές θεωρούνσυνήθωςότικαθαρέςουσίεςείναιαυτέςοιοποίεςδενείναι«βρώμικες».Έτσιταξινομούνταπερισσότεραομογενήμίγματαστηνκατηγορία τωνκαθαρώνουσιών.Στηνενότητααυτήδεδίνεταιορισμόςγια τις καθαρέςουσίες,επιδιώκουμεόμωςναβοηθήσουμετουςμαθητέςναδιακρίνουντιςκαθαρέςουσίεςαπόταμίγματα.

• Στην καθημερινή ζωή ο όρος «διάλυμα» χρησιμοποιείται κυρίως για τα ομογενή μίγματα που βρίσκονται σε υγρή φυσικήκατάσταση. Πολλοί μαθητές δυσκολεύονται συνεπώς να κατανοήσουν ότι οι όροι «ομογενές μίγμα» και «διάλυμα» είναισυνώνυμοι.

ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

Φύλλο Εργασίας 1:•κουταλάκι•ποτήρια•φασόλια•φακές•αλάτι•λάδι

•οινόπνευμα•ζάχαρη•ρύζι•νερό•πιπέρι•χώμα•νέφτι

Φύλλο Εργασίας 2:•διάφαναμικράποτήριαγιακρασί•ζάχαρη•κουταλάκια•αλάτι•καμινέτο(πείραμαεπίδειξης)•μπρίκι(πείραμαεπίδειξης)

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

Μίγματαονομάζονταιοιουσίεςπουπροκύπτουναπότηνανά-μειξηδύοήπερισσότερωνκαθαρών ουσιών.Oικαθαρέςουσί-εςαπότηνανάμειξητωνοποίωνπροκύπτουνταμίγματαμπορείναείναιχημικάστοιχείαήχημικέςενώσεις.Oικαθαρέςουσίεςαπό τιςοποίεςαποτελείταιέναμίγμαονομάζονταισυστατικά του μίγματος. Τα συστατικά ενός μίγματος μπορεί να είναιστερεά,υγράήαέρια.Μίγματαυπάρχουνεπίσηςκαιστιςτρειςφυσικέςκαταστάσεις.

Ταμίγματαπουδενέχουνενιαίασύσταση,ταμίγματαδηλαδήστα οποία μπορούμε να διακρίνουμε τα συστατικά τους μεγυμνό μάτι ή με το μικροσκόπιο, ονομάζονται ετερογενή. Ταμίγματα που έχουν ενιαία σύσταση, τα μίγματα δηλαδή σταοποίαδενμπορούμεναδιακρίνουμετασυστατικάτους,ακόμηκαιανχρησιμοποιήσουμεμικροσκόπιο,ονομάζονταιομογενή ήαλλιώςδιαλύματα. Διαλύματαπουχρησιμοποιούμεήσυναντά-μεστηνκαθημερινότητάμαςείναιτοατσάλικαιγενικάτακρά-ματατωνμετάλλων,τοκρασί,τοαλατόνερο,οατμοσφαιρικόςαέρας…Πολλάμίγματαπουμεγυμνόμάτιφαίνονταιότιείναιομογενήδιαπιστώνουμε, αν τα παρατηρήσουμε στο μικροσκόπιο, ότιείναιετερογενή.Παραδείγματατέτοιωνμιγμάτωνείναιτοαίμακαιτογάλα.Γενικάπρέπειναείμαστεπροσεκτικοίπρινχαρα-κτηρίσουμεέναμίγμαωςομογενές.Ησύστασητωνμιγμάτωνμπορείναμεταβάλλεται,γι'αυτόκαιδενέχουνσυγκεκριμένοσημείο βρασμού και σημείο τήξης. Τα μίγματα αποτελούνταιαπόδιάφοραείδημορίων.Τασυστατικάτουςμπορούνναδια-χωριστούνμεδιάφορεςφυσικέςμεθόδους.

Σταδιαλύματαονομάζουμεδιαλύτητοσυστατικότοοποίοπερι-έχεται στο μίγμα σε μεγαλύτερη ποσότητα και διαλυμένες ουσίεςταυπόλοιπασυστατικά.Ανέναμόνοαπότασυστατικάενός διαλύματος είναι υγρό, τότε αυτό ονομάζεται διαλύτης,ανεξάρτητααπότηνποσότητάτου.Ότανοδιαλύτηςενόςμίγ-ματοςείναιτονερό,τοδιάλυμαονομάζεταιυδατικό.Σεδιαλύ-ματα με ίδια συστατικά λέμε πυκνότερο εκείνο στο οποίο ηποσότητα της διαλυμένης ουσίας είναι μεγαλύτερη. Αν, γιαπαράδειγμα,έχουμεδιαλύσειμίακουταλιάαλάτισεέναποτήρινερόκαισεέναάλλοίδιοποτήριέχουμεδιαλύσειτρειςκουτα-λιέςαλάτι,τοδεύτεροδιάλυμαείναιπυκνότεροαπότοπρώτο.

Ηποσότηταμιαςουσίαςπουμπορούμεναδιαλύσουμεσεέναδιαλύτη είναι περιορισμένη και εξαρτάται προφανώς από τηνποσότητατουδιαλύτη.Ανπροσθέτουμεσταδιακάμίαουσίασεέναδιαλύτη,κάποιαστιγμήδεδιαλύεταιάλληουσία.Τοδιάλυ-μαονομάζεται τότεκορεσμένο.Ηεπιπλέονποσότηταουσίαςπου προσθέτουμε και δε διαλύεται, αλλά κατακάθεται στονπυθμένα του δοχείου που περιέχει το διάλυμα ονομάζεταιίζημα.Ονομάζουμεδιαλυτότητατηνποσότηταμιαςουσίαςσεγραμμάριαπουμπορείναδιαλυθείσε100γραμμάριαδιαλύτη.Ηδιαλυτότηταεξαρτάταιαπότοείδοςτηςουσίας,καθώςκαιαπότοείδοςτουδιαλύτη.Γιαπαράδειγμα,σε100γραμμάριανερό θερμοκρασίας 20 °C διαλύονται 35,9 γραμμάρια αλάτι,αλλά 203,9 γραμμάρια ζάχαρης. Η διαλυτότητα δηλαδή τηςζάχαρης στο νερό είναι μεγαλύτερη από τη διαλυτότητα τουαλατιούστονερό.

Ηδιαλυτότηταπολλώνουσιώνεξαρτάταιαπότηθερμοκρασίατουδιαλύτη,ενώκάποιωνάλλωνόχι.Ηδιαλυτότητα,γιαπαρά-δειγμα,τουαλατιούστονερόδενεξαρτάταιαπότηθερμοκρα-σίατουνερού.Αντίθετα,ηδιαλυτότητατηςζάχαρηςστονερόαυξάνεταισημαντικάμετηναύξησητηςθερμοκρασίας.Ότανηδιαλυμένη ουσία είναι αέριο, η διαλυτότητα μειώνεται με τηναύξησητηςθερμοκρασίας.Γι'αυτόκαιότανθερμαίνουμεέναποτήριμενερό,παρατηρούμεότισχηματίζονταιστοεσωτερικότωντοιχωμάτωντουφυσαλίδεςαέρα.Στονερόυπάρχειδιαλυ-μένος αέρας. Όταν η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται, ηδιαλυτότηταμειώνεταικιέτσιηποσότητατουαέραπουείναιδιαλυμένη στο νερό μειώνεται. O αέρας, που πριν από τηναύξησητηςθερμοκρασίαςήτανδιαλυμένοςστονερό,συγκε-ντρώνεται στα τοιχώματα του ποτηριού και έχει τη μορφήμικρώνφυσαλίδων.

Πολλέςφορέςχρειαζόμαστεέναήπερισσότερααπότασυστα-τικάενόςμίγματος.Στηνπερίπτωσηαυτήπρέπει,επιλέγονταςτηνκατάλληλημέθοδο,ναδιαχωρίσουμετοήτασυστατικάπουχρειαζόμαστεαπόταυπόλοιπασυστατικάτουμίγματος.Μερι-κές μέθοδοι διαχωρισμού είναι το κοσκίνισμα, η διαλογή, ομαγνητικόςδιαχωρισμός,ηδιήθηση(φιλτράρισμα),ηεξάτμιση,ηαπόσταξη,ηφυγοκέντριση,ηαπόχυσηκαιηχρωματογραφία.

ΜΙΓΜΑΤΑ

77

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΑφούαναφέρουμεότιοιουσίεςαπότιςοποίεςαποτελείταιέναμίγμα ονομάζονται συστατικά του μίγματος, ζητάμε από τουςμαθητέςνααναφέρουνμίγματαπουγνωρίζουναπότηνκαθημε-ρινήτουςζωή.Ζητάμεεπίσηςαπότουςμαθητέςνααναφέρουνκαιτασυστατικάτωνμιγμάτωναυτών.Σημειώνουμεταμίγματαπουαναφέρουνοιμαθητές,καθώςκαιτασυστατικάτους,στονπίνακατηςτάξης.

Πειραματική αντιμετώπισηOι μαθητές παρατηρούν τις εικόνες και φτιάχνουν μίγματααναμειγνύοντας διάφορα συστατικά. Aναφέρουν τη φυσικήκατάστασητωνμιγμάτων,καθώςκαιτωνσυστατικώντους.Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιτόσοτασυστατι-κάενόςμίγματοςόσοκαι τομίγμαπουπροκύπτει μπορεί ναβρίσκονταισεστερεή,υγρήήκαιαέριαφυσικήκατάσταση.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΑ ΜΙΓΜΑΤΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

μίγμα,συστατικά,φυσικήκατάσταση,στερεή,υγρή,αέρια,ετερογενέςμίγμα,ομογενέςμίγμα,διάλυμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναφτιάξουνοιμαθητέςμίγματααναμειγνύονταςδιάφορεςουσίες.•Νααναφέρουνοιμαθητέςτηφυσικήκατάστασητωνμιγμάτωνπουέφτιαξαν,καθώςκαιτηφυσικήκατάστασητωνσυστατικώντους.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάσεποιααπόταμίγματαπουφτιάχνουνμπορούνναδιακρίνουντασυστατικάτουςκαισεποιαόχι.

•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςταμίγματασεομογενήκαιετερογενή.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιταομογενήμίγματαονομάζονταιαλλιώςδιαλύματα.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •κουταλάκι•ποτήρια•φασόλια

•φακές•αλάτι•λάδι

•οινόπνευμα•ζάχαρη•ρύζι

•νερό•πιπέρι•χώμα

•νέφτι

•

•

Σελ. 30

78

Τασυστατικάτουπρώτουμίγματοςπουφτιάχνουνοιμαθητέςβρίσκονταισεστερεήφυσικήκατάσταση, το ίδιοκαι τομίγμαπουπροκύπτειαπότηνανάμειξήτους.Oιμαθητέςσυμπληρώ-νουνστοβιβλίοτουςτηφυσικήκατάστασητουμίγματοςκαιτωνσυστατικώντου.

Oι μαθητές αναμειγνύουν αλάτι και νερό και σημειώνουν τηφυσικήκατάστασητωνσυστατικώντουμίγματος,καθώςκαιτηφυσικήκατάστασητουμίγματος.

Το πείραμα ολοκληρώνεται με την ανάμειξη δύο υγρών καισυγκεκριμέναλαδιούκαινερού.Τομίγμαπουπροκύπτειβρί-σκεταικαιαυτόσευγρήφυσικήκατάσταση.

Με το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι σε κάποιαμίγματαμπορούμεναδιακρίνουμετασυστατικάτους,ενώσεάλλα όχι. Oι μαθητές φτιάχνουν τα μίγματα που αναφέρονταιστην πρώτη στήλη του πίνακα ανακατεύοντας καλά με ένακουταλάκικαιταπαρατηρούνπροσεκτικά,γιαναδιαπιστώσουνσεποιααπόαυτάμπορούνναδιακρίνουντασυστατικάτους.

Φροντίζουμεοιμαθητέςναχρησιμοποιούνμικρήποσότητααπόκάθεουσία,ώστεναμηδημιουργηθείίζημασεκανέναδιάλυμακαι τους προτρέπουμε να καθαρίζουν με μία χαρτοπετσέτακαλά το κουταλάκι, πριν ανακατέψουν με αυτό ένα καινούριομίγμα.

•

•

•

στερεή φυσική κατάστασηστερεή φυσική κατάστασηστερεή φυσική κατάσταση

στερεή φυσική κατάσταση

υγρή φυσική κατάστασηστερεή φυσική κατάσταση

υγρή φυσική κατάσταση

υγρή φυσική κατάστασηυγρή φυσική κατάσταση

υγρή φυσική κατάσταση

Σελ. 31

•

3 3 3

3

3

3 3 3

Σελ. 32

79

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντηνπαρατήρησήτουςστοπροηγούμενοπείρα-μακαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Oιμαθητέςμεβάσητηνπαρατήρησήτουςαναφέρουνότιταμίγματαχωρίζονταισεδύοκατηγορίες, σε αυτά στα οποία μπορούμε να διακρίνουμε τασυστατικάτουςκαισεαυτάσταοποίαδενμπορούμεναδιακρί-νουμετασυστατικάτους.Εισάγουμετιςονομασίες«ετερογενήμίγματα»και«ομογενήμίγματα»καιτιςεξηγούμεστουςμαθη-τές.Αναφέρουμεεπίσηςότι ταομογενήμίγματαονομάζονταιαλλιώς«διαλύματα».Συμπληρωματικά μπορούμε στο σημείο αυτό να αναφέρουμεστουςμαθητέςότιυπάρχουνμίγματαπουμεγυμνόμάτιφαίνο-νται ότι είναι ομογενή, όπως για παράδειγμα το αίμα, ότανόμως τα παρατηρήσουμε με ένα μικροσκόπιο, μπορούμε ναδιακρίνουμετασυστατικάτους,πουστηνπερίπτωσητουαίμα-τοςείναιταερυθράκαιταλευκάαιμοσφαίρια,τααιμοπετάλιακ.ά.

Ηδιδακτικήώραολοκληρώνεταιμετοσχολιασμότωναπαντή-σεων των μαθητών στο εισαγωγικό ερώτημα. Προκαλούμεσυζήτησηστην τάξη, μέσααπό τηνοποίαοι μαθητέςσχολιά-ζουντιςαπαντήσειςτουςκαιελέγχουνανπράγματιοιουσίεςπου ανέφεραν στην αρχή του μαθήματος είναι μίγματα. Ανυπάρχειδιαθέσιμοςχρόνος,μπορούμεναζητήσουμεαπότουςμαθητές να αναφέρουν αν τα μίγματα που είναι σημειωμέναστονπίνακαείναιετερογενήήομογενή.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιμαθητέςκαλούνταιναδιακρίνουνταομογενήαπόταετερο-γενήμίγματα.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξημπο-ρούμε να ζητήσουμε από τους μαθητές να επαναλάβουν τοκριτήριοσύμφωναμετοοποίογίνεταιηδιάκρισητωνμιγμάτωνσεομογενήκαιετερογενή.

Τοσοκολατούχογάλαμεπρώτηματιάφαίνεταιναείναιδιάλυ-μα.Oιμαθητέςπρέπειναπροβληματιστούναπότην«υπόδει-ξη»πουδιαβάζουνστηνετικέτα,γιανακαταλήξουνστοσυμπέ-ρασμα ότι το μίγμα είναι ετερογενές. Κατά τη συζήτηση τηςεργασίαςστηντάξηδείχνουμεστουςμαθητέςτοίζημασεέναμπουκάλιμεσοκολατούχογάλα,βοηθώνταςτουςναδιαπιστώ-σουνότιμπορούμεναδιακρίνουμετασυστατικάτουμίγματος.Είναιπροφανέςότι,γιαναμπορέσουνοιμαθητέςναδουντοίζημα, πρέπει να φροντίσουμε το σοκολατούχο γάλα που θατους δείξουμε να μην έχει ανακινηθεί.Μπορούμε επίσης ναζητήσουμε από τους μαθητές να αναφέρουν άλλα ροφήματαστις ετικέτες τωνοποίωνέχουνδιαβάσει ανάλογες«υποδεί-ξεις».

•

Ένα μίγμα ονομάζεται ετερογενές όταν μπορούμε να διακρίνουμε τα συστατικά του. Τα μίγματα στα οποία δεν μπορούμε να διακρίνουμε τα συστατικά τους ονομάζονται ομογενή ή αλλιώς διαλύματα.

Το σοκολατούχο γάλα είναι ετερογενές μίγμα. Μια ποσότητα από το κακάο που περιέχει το μίγμα κατακάθεται συνήθως στον πυθμένα, γι' αυτό πρέπει να «ανακινούμε» το σοκολατούχο γάλα, πριν το πιούμε.

3

3

33 33

•

•

Σελ. 33

80

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

διάλυμα,διαλύτης,διαλυμένηουσία

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηποσότηταμίαςουσίαςπουμπορείναδιαλυθείσεέναδιαλύτηείναιπεριορισμένη.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηποσότηταμίαςουσίαςπουμπορούμεναδιαλύσουμεσεέναδιαλύτηεξαρτάταιαπότηνποσότητατουδιαλύτη.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηποσότηταμίαςουσίαςπουμπορούμεναδιαλύσουμεσεέναδιαλύτηεξαρτάταισυχνάαπότηθερμοκρασίατουδιαλύτη.

•Ναπροτείνουνοιμαθητέςπείραμαμετοοποίοθαδιαπιστώσουνότιστηνίδιαποσότητανερούδιαλύεταιμεγαλύτερηποσότηταζάχαρηςαπ'ό,τιαλατιού.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •διάφαναμικράποτήριαγιακρασί•ζάχαρη•κουταλάκια

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνπροσεκτικάκαινασχολιάσουν την εικόνα. Προκαλούμε συζήτηση στην τάξη καιεξηγούμεστουςμαθητέςότιμετηνέκφραση«διαλύουμεζάχα-ρηστοτσάι»αναφερόμαστεστηνποσότητατηςζάχαρηςπουδεβλέπουμε. Στη συνέχεια διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημαπροκαλώντας τηδιατύπωσηυποθέσεων, τιςοποίες χωρίς νασχολιάσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηποσότηταμιαςουσίαςπουμπορούμεναδιαλύσουμεσεέναδιαλύτηείναιπεριορισμένη.Oιμαθητέςδιαπιστώνουνεπίσηςότι,ανσυνεχί-σουμε ναπροσθέτουμε ουσία στο διαλύτη, αυτή κατακάθεταιστονπυθμένασχηματίζονταςίζημα.Τοδιάλυματότεονομάζεταικορεσμένο.Αναφέρουμεκαιεξηγούμεστουςμαθητέςτιςονο-μασίες«ίζημα»και«κορεσμένοδιάλυμα»Κατάτηνεκτέλεσητουπειράματοςείναισημαντικόοιμαθητέςναανακατεύουνκαλάκαιγιααρκετόχρονικόδιάστημα.Πολλέςφορές,ενώοιμαθητέςέχουντηνεντύπωσηότιδεδιαλύεταιάλλη ζάχαρη, παρατηρούν ότι, αν ανακατέψουν και άλλο τοδιάλυμα,τελικάδιαλύεταικαιάλληποσότηταζάχαρηςσεαυτό.

Σημείωση:Τοπλήθοςτωνκουταλιώνζάχαρηςπουαναφέρεταιστηνπαρατήρησηείναιενδεικτικό,αφούαυτόδιαφοροποιείταιανάλογαμετομέγεθοςτουποτηριούκαιτηθερμοκρασίατουνερού.Γιατηνεξοικονόμησηχρόνουείναιιδιαίτερασημαντικόναχρησιμοποιήσουμεόσοτοδυνατόπιομικράποτήρια.

για τα πειράματα επίδειξης•αλάτι•καμινέτο•μπρίκι

•

•

Στο νερό διαλύονται 15 κουταλιές ζάχαρη. Μετά η ζάχαρη που ρίχνω στο ποτήρι μένει στον πυθμένα, όσο κι αν ανακατεύω το διάλυμα.

Σελ. 34

81

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηποσότητατης ζάχαρηςπουδιαλύεταισεσυγκεκριμένηποσότητανερούεξαρτάταιαπότηθερμοκρασίατουνερού.Γιατηνεπιτυχίατουπειράματος είναι σημαντικό οι μαθητές να χρησιμοποιήσουνδύοίδιαποτήριακαιναφροντίσουνναταγεμίσουνκαιταδύομέχριτοίδιοσημείο.Oιμαθητέςγεμίζουνμέχριτημέσηπερίπουτοέναποτήριμενερό από τη βρύση. Τοποθετούν το ποτήρι με το νερό στοθρανίοτουςκαιδίπλατουτοποθετούνάδειοτοδεύτεροποτή-ρι.Ζεσταίνουμεσεέναμεγάλομπρίκινερόμέχριπερίπουτους40°C.Στη συνέχεια γεμίζουμε με αυτό μέχρι τη μέση το δεύτεροποτήρικάθεομάδας.Oιμαθητέςπροσθέτουνκαισταδύοποτή-ριαζάχαρηκαιανακατεύουνκαλά.Oικουταλιέςπρέπειναείναικοφτές,ώστεμεκάθεκουταλιάναπροστίθεταιηίδιαπερίπουποσότηταζάχαρης.Γιαναεξοικονομήσουμεχρόνο,είναισημα-ντικόταποτήριαναείναιόσοτοδυνατόνπιομικράκαιτονερόπουθαθερμάνουμεναμηνείναιπολύζεστό.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηποσότηταμιαςουσίαςπουδιαλύεταισεέναδιαλύτηεξαρτάταιαπότηνποσότητατουδιαλύτη.Καιστοπείραμααυτόεπισημαίνουμεστουςμαθητέςότιπρέπεινα ανακατεύουν καλά και για αρκετό χρονικό διάστημα. Oιμαθητέςπροσθέτουναλάτιστοδιάλυμα,μέχριναγίνεικορε-σμένο,μέχριδηλαδήναπαρατηρήσουνότιαρχίζεινασχηματί-ζεταιίζημα.Γιαναμηχάνουμεάσκοπαχρόνο,φροντίζουμεταποτήριαπουθαχρησιμοποιήσουνοι μαθητέςναείναιόσο τοδυνατόνπιομικρά.Είναιπροφανέςότικαισεαυτότοπείραματοπλήθοςτωνκουταλιώναλατιούπουαναφέρεταιστηνπαρα-τήρησηείναιενδεικτικό.

Oιμαθητέςκαλούνταιναπροτείνουνπείραμαμετοοποίοθαελέγξουνανηποσότηταμιαςουσίαςπουμπορείναδιαλυθείσεέναδιαλύτηείναιίδιαήδιαφορετικήγιαόλεςτιςουσίες.Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςνασχεδιάσουντοπείραμαπουθαεκτελέσουν.Στοπείραμααυτόπρέπειοιάλλοιπαράγοντεςπουεπηρεάζουντηδιαλυτότητα,ηποσότηταδηλαδήτουδιαλύτηκαιηθερμοκρασίατου,ναέχουντιςίδιεςτιμέςκαιγιατιςδύοουσίες.Βοηθάμετουςμαθητέςμεκατάλληλες ερωτήσεις νασυνειδητοποιήσουν ότι είναι σημα-ντικό τα δύο ποτήρια να περιέχουν την ίδια ποσότητα νερούστηνίδιαθερμοκρασία:- Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η ποσότητα της ουσίαςπουδιαλύεταισεέναδιαλύτη;- Πόσονερόθαβάλουμεσεκάθεποτήρι;- Τιθερμοκρασίαπρέπειναέχειτονερόσεκάθεποτήρι;

Εξαγωγή συμπεράσματοςOιμαθητέςγενικεύουντιςπαρατηρήσειςτουςσταπειράματαπουπροηγήθηκανκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα,αναφέρο-νταςότιηδιαλυτότηταείναιπεριορισμένηκαιδιαφορετικήγιακάθεουσίακαιότιεξαρτάταιαπότηνποσότητακαιτηθερμο-κρασίατουδιαλύτη.

Ηδιδακτικήώραολοκληρώνεταιμετοσχολιασμότωνυποθέσε-ωνπουέχουνδιατυπώσειοιμαθητέςστηναρχήτουμαθήματοςκαιπουέχουμεσημειώσειστονπίνακα.Προκαλούμεσυζήτησημέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουν,συμπληρώνουνήδιορθώνουντιςυποθέσειςτους.

•

•

Στο ζεστό νερό διαλύθηκαν 25 κουταλιές ζάχαρη, ενώ στο κρύο διαλύθηκαν 15 κουταλιές ζάχαρη.

Στο ποτήρι που είναι γεμάτο μέχρι τη μέση διαλύονται 6 κουταλιές αλάτι, ενώ στο γεμάτο ποτήρι διαλύονται 12 κουταλιές αλάτι.

Σελ. 35

•

2 ποτήρια κρασιού2 κουτάλιααλάτιζάχαρηνερό

Θα γεμίσω δύο ποτήρια κρασιού μέχρι τη μέση με νερό. Η ποσότητα του νερού πρέπει να είναι η ίδια και στα δύο ποτήρια, το ίδιο και η θερμοκρασία του. Στο ένα ποτήρι θα ρίχνω κοφτές κουταλιές αλάτι, μέχρι να δω ότι το αλάτι δε διαλύεται πια. Το ίδιο θα κάνω και στο άλλο ποτήρι με τη ζάχαρη.

Στο ένα ποτήρι διαλύθηκαν 6 κουταλιές αλάτι και στο άλλο ποτήρι διαλύθηκαν 15 κουταλιές ζάχαρη.

Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα του διαλύτη, τόσο περισσότερη ουσία μπορεί να διαλυθεί σ' αυτόν. Στο ζεστό νερό διαλύεται περισσότερη ζάχαρη απ' ό,τι στο κρύο νερό. Στην ίδια ποσότητα νερού διαλύονται διαφορετικές ποσότητες διαφορετικών ουσιών. •

Σελ. 36

82

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOι μαθητές καλούνται να παρατηρήσουν το ίζημα στο δεξιόποτήρι.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξημπορούμεναζητήσουμεαπό τουςμαθητέςνασχολιάσουν τηφράση«…ταοποίαέχουμεανακατέψειγιαπολλήώρα».Ανδενανακατέψου-μεκαλάταδιαλύματα,μπορείνασχηματιστείίζημα,χωρίςαυτόνασημαίνειότιδεδιαλύεταιάλλοαλάτιστονερό.Ανρίξουμεμιακουταλιάαλάτιήζάχαρησεέναποτήρινερό,θαπαρατηρή-σουμε ότι σχηματίζεται ίζημα. Αν ανακατέψουμε όμως, θαπαρατηρήσουμεότιτοαλάτιήηζάχαρηδιαλύονταιστονερόκαιστοποτήριδενυπάρχειπιαίζημα.

Oιμαθητέςκαλούνταινααναφέρουνότιηποσότητατηςουσίαςπου μπορούμε να διαλύσουμε σε ένα διαλύτη εξαρτάται απότηνποσότητατουδιαλύτη.

Oιμαθητέςκαλούνταινααπαντήσουναναφέρονταςτηνεξάρτη-ση της διαλυτότητας από τη θερμοκρασία του διαλύτη. Αν οιμαθητέςαναφερθούνστηνεξάρτησητηςδιαλυτότηταςαπότηνποσότητα του διαλύτη, εξηγούμεότι ηποσότητα του τσαγιούστοποτήρικαιστοφλιτζάνιείναιπερίπουίδια.

Στον πυθμένα του δεξιού ποτηριού έχει σχηματιστεί ίζημα. Στο διάλυμα αυτό δεν μπορεί να διαλυθεί επιπλέον αλάτι. Το διάλυμα ονομάζεται κορεσμένο.

Στο αριστερό ποτήρι μπορούμε να διαλύσουμε περισσότερο αλάτι, γιατί η ποσότητα του διαλύτη είναι μεγαλύτερη.

Η ποσότητα του τσαγιού είναι περίπου ίδια και στο ποτήρι και στο φλιτζάνι. Στο ζεστό τσάι μπορούμε να διαλύσουμε περισσότερη ζάχαρη απ' ό,τι στο κρύο τσάι.

•

•

•

Σελ. 37

ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

7διδακτικέςώρες

ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1.Ηενέργειαέχειπολλά«πρόσωπα»(2διδακτικέςώρες)2.Ηενέργειααποθηκεύεται(1διδακτικήώρα)3.Ηενέργειααλλάζεισυνεχώςμορφή(1διδακτικήώρα)4.Ηενέργειαυποβαθμίζεται(2διδακτικέςώρες)5. Τροφέςκαιενέργεια(1διδακτικήώρα)

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•ενέργεια•μορφέςενέργειας•χημικήενέργεια•φωτεινήενέργεια•θερμότητα•κινητικήενέργεια•δυναμικήενέργεια•ηλεκτρικήενέργεια

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

•Νααποκτήσουνοιμαθητέςβασικέςγνώσειςγιατηνενέργεια,τιςπηγέςτης,γιατιςδιάφορεςμορφέςτηςκαθώςκαιγιατιςμετατροπέςτης.

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηενέργειαμπορείναέχειδιάφορεςμορφές.•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςπωςηενέργειαμπορείνααποθηκεύεταικαινααναφέρουνδιάφορεςπηγέςενέργειας.•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςότιηενέργειαμπορείναμετατρέπεταιαπόμιαμορφήσεμίαάλλη.•Νααναφέρουνοιμαθητέςπωςπολλέςφορέςπροκαλούμεεμείςοιίδιοιτημετατροπήτηςενέργειαςστημορφή,πουμαςείναικάθεφοράχρήσιμη.

•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςπωςσεόλεςτιςενεργειακέςμετατροπέςέναμέροςτηςενέργειαςμετατρέπεταισεθερμότητα,την

•πυρηνικήενέργεια•πηγέςενέργειας•μετατροπήενέργειας•διατήρησηενέργειας•αποθήκευσηενέργειας•μεταφοράενέργειας•υποβάθμισηενέργειας•ενεργειακόπεριεχόμενοτροφών

84

οποίαδενμπορούμεναχρησιμοποιήσουμε.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότικαιοανθρώπινοςοργανισμόςείναιέναςμετατροπέαςενέργειας.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςότι τοενεργειακόπεριεχόμενοτωντροφώνπουκαταναλώνεικάθεάνθρωποςπρέπειναείναιαντίστοιχοτηςενέργειαςπουαπαιτείταιγιατιςδραστηριότητεςτου.

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝOΠΤΙΚΑ

•Γιακάθεαλλαγήστηφύσηείναιαπαραίτητηηενέργεια.•Στηνενέργειαδίνουμεδιάφορα«ονόματα»ανάλογαμετηνπροέλευσήτηςκαιτοντρόπομετονοποίοτηχρησιμοποιούμε.Ταδιάφορα«πρόσωπα»,μεταοποία«εμφανίζεται»ηενέργεια,ταονομάζουμεμορφέςενέργειας.

•Oιδιάφορεςαλλαγέςπουσυμβαίνουνγύρωμαςσυνοδεύονταιαπόμετατροπέςστημορφήτηςενέργειας.•Ηενέργειαβρίσκεταιαποθηκευμένησεδιάφορεςμορφές.Τιςαποθήκεςενέργειαςτιςονομάζουμεσυχνάκαιπηγέςενέργειας.•Μετιςδιάφορεςδραστηριότητέςμαςηενέργειαμετατρέπεταιδιαρκώςσεμορφές,πουδενμπορούμενααξιοποιήσουμεή,όπωςλέμεδιαφορετικά,ηενέργειαυποβαθμίζεται.

•Οικαθημερινέςανάγκεςτουοργανισμούσεενέργειαπρέπεινακαλύπτονταιαπότιςτροφέςπουκαταναλώνουμε.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ - ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚOΛΙΕΣ

Καμίαέννοιατηςφυσικήςδενέχειμελετηθείτόσοαναλυτικάόσοηέννοια«ενέργεια».Oιεπιστημονικέςεργασίεςγιατονεντοπι-σμόεναλλακτικώναντιλήψεωνσχετικάμετηνενέργειαείναιαμέτρητες,όπωςαμέτρητεςείναικαιοιπροτάσειςγιαδιάφορουςτρόπουςδιδακτικήςπροσέγγισηςτηςενέργειας.Είναιπροφανέςότιοσχετικόςπροβληματισμόςδενείναιδυνατόνναπαρουσιαστείμεπληρότητασταπλαίσιαενόςβιβλίουγιατοδάσκαλο.Παρακάτωπαρουσιάζονταικάποιασημείαπουησυγγραφικήομάδαθεωρείιδιαίτερασημαντικά.Στηβιβλιογραφία,στοτέλοςτουβιβλίουαυτού,προτείνονταιπηγές,στιςοποίεςμπορείκανείςναανατρέξει,ανεπιθυμείναμελετήσειαναλυτικότερατιςσχετικέςερευνητικέςεργασίες.Ηκυρίαρχησήμεραάποψηείναιότιηενέργειαδενπρέπειναδιδάσκεταιωςανεξάρτητοκεφάλαιο,αλλάσεσυνάρτησημεταδιά-φοραφυσικάφαινόμενα, που οι μαθητές μελετούν στα επιμέρους κεφάλαια.Η συγγραφική ομάδα ακολουθώντας το αναλυτικόπρόγραμμαόφειλεναπεριλάβειστοβιβλίοτοανεξάρτητοαυτόκεφάλαιο.Αναφορέςόμωςστηνενέργειαγίνονταισεδιάφορεςενότητεςτουβιβλίου.Προτείνεται,όπουδίνεταισχετικήευκαιρία,ναγίνεταιαναφοράστηνενέργειακαιστηναρχήδιατήρησήςτης.

•Ηενέργειαείναιαφηρημένηέννοια,ηκατανόησησυνεπώςτωνενεργειακώνμετατροπώνπροξενείσημαντικήδυσκολίαστουςπερισσότερουςμαθητές.Στοεπίπεδοτουδημοτικούσχολείουείναιπροτιμότεροναμηνεμβαθύνουμε ιδιαίτερα,είναιόμωςσημαντικό, όταν αναφερόμαστε στην ενέργεια, να μην κάνουμε απλοποιήσεις, που ενδέχεται να εδραιώσουν εσφαλμένεςαντιλήψεις.

•Oιπερισσότεροιμαθητέςθεωρούνότιηενέργεια«παράγεται»απότιςπηγέςκαι«καταναλώνεται»απότιςδιάφορεςμηχανές.Καθημερινέςεκφράσεις,όπως«ηλεκτροπαραγωγόεργοστάσιο»,«κατανάλωσηηλεκτρικήςενέργειας»,«ημπαταρίαάδειασε»,«τελείωσεηενέργεια»,ενισχύουντηνεδραίωσηαυτήςτηςλαθεμένηςαντίληψης.Είναιιδιαίτερασημαντικόνααποφεύγουμετιςεκφράσειςαυτέςκαινααναφερόμαστεμεέμφασηστηναρχήδιατήρησηςτηςενέργειας.Ηαναφοράαυτήδενπρέπειναπεριορίζεται κατά την επεξεργασία του κεφαλαίου αυτού, αλλά να είναι συστηματική και συνεχής καθ' όλη τη διάρκεια τηςχρονιάς. Εξηγούμε στους μαθητές με έμφαση ότι η συνολική ενέργεια διατηρείται και ότι αυτό, που στην καθημερινή ζωήονομάζουμε «κατανάλωση ενέργειας», είναι στην πραγματικότητα «μετατροπή ενέργειας» σε κάποια μορφή που δε γίνεταιεύκολααντιληπτή,γιαπαράδειγμασεθερμότητα.

•Πολλοίμαθητέςθεωρούνότιηενέργειαέχει«υλικήυπόσταση».Ότανσυνεπώςμεταφέρεταιενέργειααπόένασώμασεέναάλλο,θεωρούνότιμεταφέρεταικάτιυλικό.ΗαναφοράστηδιάδοσηενέργειαςαπότονΉλιοστηΓημπορείναβοηθήσειστηνανατροπήαυτήςτηςεσφαλμένηςαντίληψης,αφούοιμαθητέςγνωρίζουνότιανάμεσαστηΓηκαιστονΉλιοοπερισσότεροςχώροςείναικενός.

•Πολλοίμαθητέςθεωρούνότιηενέργειαείναιεγγενήςιδιότητακάποιωνσωμάτων.Ηβενζίνηκαιτοπετρέλαιο,γιαπαράδειγμα,έχουν ενέργεια, ενώ ο σίδηρος δεν έχει. Κατά την αναφορά σε πηγές ενέργειας πρέπει συνεπώς να είμαστε ιδιαίτεραπροσεχτικοί.

•Ο ανθρώπινος οργανισμός είναι ένας μετατροπέας ενέργειας. Την ενέργεια που είναι απαραίτητη για τις λειτουργίες τουοργανισμούμαςκαιγιατιςδραστηριότητεςμαςτηνπαίρνουμεαπότιςτροφές.

85

OΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

Φύλλο Εργασίας 3:•ελατήριο•χαρτί•μπαταρία•λαμπάκισελυχνιολαβή•καλώδια

Φύλλο Εργασίας 4:•ποδήλατομεδυναμό(πείραμαεπίδειξης)

87

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

ΗέννοιατηςενέργειαςείναιμίααπότιςπιοβασικέςστηΦυσι-κή.Τοσύμπαναποτελείταιαπόύληκαιενέργεια,πουαποτε-λούνδιαφορετικέςεκφάνσειςτου ίδιουμεγέθους.Τηνέννοιατης ύλης είναι ευκολότερο να την αντιληφθούμε, διότι η ύληέχειμάζα,καταλαμβάνεικάποιονόγκοκαιμπορούμεσυνεπώςτις περισσότερεςφορές να τη δούμε. Αντίθετα η έννοια τηςενέργειας είναι αφηρημένη. Ανάλογα με την προέλευση τηςενέργειαςκαιτοντρόπομετονοποίοτηχρησιμοποιούμε,δια-κρίνουμεδιάφορεςμορφέςενέργειας:τηθερμότητα,τηνηλε-κτρική ενέργεια, την κινητική και τη δυναμική ενέργεια, τηνπυρηνικήενέργεια,τηχημικήενέργεια,τηφωτεινήενέργεια.

Μία από τις κυριότερες μορφές ενέργειας είναι η κινητική ενέργεια.Ηκινητικήενέργειαενόςσώματοςεξαρτάταιαπότηνταχύτητάτουκαιτημάζατου.Ηενέργειαπουέχειένασώμαλόγωτηςθέσηςτουήλόγωτηςπαραμόρφωσήςτουονομάζεταιδυναμική. Δυναμική για παράδειγμα είναι η ενέργεια σε ένατεντωμένοτόξο.Όταναφήνουμετοτόξοελεύθερο,ηενέργειααυτή μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του βέλους. Έναακόμηχαρακτηριστικόπαράδειγμαδιαρκούςμετατροπήςκινη-τικήςενέργειαςσεδυναμικήκαιαντίστροφααποτελείηκίνησητου «τρένου του τρόμου» στο λούνα παρκ. Στα ψηλότερασημείατηςδιαδρομήςτοτρένοέχειτημέγιστηδυναμικήενέρ-γεια λόγω της θέσης του, ενώ η κινητική του ενέργεια είναιελάχιστη, αφού η ταχύτητά του είναι πολύ μικρή. Καθώς τοτρένοεπιταχύνεικινούμενοστηναπότομηκάθοδο,ηδυναμικήτου ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική και η ταχύτητά τουαυξάνεται.Σταχαμηλότερασημείατηςδιαδρομήςηταχύτηταείναι μεγάλη,συνεπώςκαι η κινητικήενέργειαείναι μέγιστη,ενώηδυναμικήενέργειαείναιελάχιστη.Ανδενυπήρχαντριβέςκατάτηνκίνησητουτρένουστιςράγεςκαικατάσυνέπειαμετα-τροπήμέρουςτηςενέργειαςσεθερμότητα, τοάθροισμα τηςδυναμικήςκαιτηςκινητικήςενέργειαςτουτρένουθαπαρέμενεσταθερόκαθ'όλητηδιάρκειατηςδιαδρομής.Τοάθροισματηςκινητικήςκαιτηςδυναμικήςενέργειαςενόςσώματοςονομάζε-ταιμηχανικήενέργειατουσώματος.

Ηενέργειαηοποίααποθηκεύεταισεχημικέςουσίεςκαιαπε-λευθερώνεταικατάτηδιάρκειαχημικώναντιδράσεωνόπωςγιαπαράδειγμακατάτηνκαύση,ονομάζεταιχημική.Ότανκαίγεται

έναξύλο,ηχημικήενέργειαπουείναιαποθηκευμένησεαυτό,μετατρέπεταισεφωτεινήενέργειακαιθερμότητα.

Ηηλεκτρικήενέργειαείναιμορφήενέργειαςπουαξιοποιούμεμετιςηλεκτρικέςσυσκευέςμετατρέποντάςτηνσεάλλεςμορ-φές.Ηηλεκτρικήενέργειαμεταφέρεταιμέσωτωνηλεκτρικώνκυκλωμάτωναπότιςηλεκτρικέςπηγέςστιςδιάφορεςσυσκευ-ές.

Θερμότηταονομάζουμετηνενέργειαπουρέειαπόένασώμασε ένα άλλο λόγω της διαφορετικής τους θερμοκρασίας. Ηθερμότητα συνήθως «εμφανίζεται» παράλληλα με μια άλλημορφήενέργειας,τηφωτεινήενέργεια.Πολλέςφορέςηδιά-κρισητωνδύοαυτώνμορφώνενέργειαςδενείναιεύκολη.

Πυρηνικήενέργεια,τέλος,ονομάζουμετηνενέργειαπουαπε-λευθερώνεταικατάτησχάσηπυρήνων.Ηχρήσητηςπυρηνικήςενέργειαςεγκυμονείσοβαρούςκινδύνους.Ημορφήαυτή τηςενέργειαςμετατρέπεταισεηλεκτρικήσεπυρηνικάεργοστάσιαήχρησιμοποιείταιγιατηνκίνησημεγάλων,συνήθωςπολεμικών,πλοίωνκαιυποβρυχίων.

Ησυνολικήενέργειαδιατηρείται.Ηενέργειαούτεδημιουργεί-ται ούτε εξαφανίζεται, μετατρέπεται όμως διαρκώς, σε κάθεαλλαγήστηφύση,απόμιαμορφήσεμίαάλλη.Πολλέςφορέςπροκαλούμε εμείς οι ίδιοι τη μετατροπή της ενέργειας στημορφή που μας είναι κάθε φορά χρήσιμη. Κάποιες μορφέςενέργειαςμπορούμενατιςαξιοποιήσουμεεύκολακαιαποτε-λεσματικάμετατρέποντάςτεςσεάλλεςμορφές,ενώκάποιεςάλλεςμορφέςενέργειαςδενμπορούμενατιςαξιοποιήσουμε.Oι μορφές ενέργειας που δεν μπορούμε να αξιοποιήσουμεονομάζονται υποβαθμισμένες μορφές ενέργειας. Σε κάθεενεργειακήμετατροπήέναμέροςτηςενέργειαςμετατρέπεταιλόγωτωντριβώνσεθερμότητα,πουδενμπορείνααξιοποιηθείπεραιτέρω.Σεκάθελοιπόνενεργειακήμετατροπήέναμέροςτηςενέργειαςυποβαθμίζεται.Καθώςδενμπορούμεσε κάθεενεργειακήμετατροπήνααντιληφθούμεεύκολατημετατροπήμέρουςτηςενέργειαςσεθερμότητα,έχουμεπολλέςφορέςτηλανθασμένηαντίληψηότιμέροςτηςενέργειας«χάνεται».

ΕΝΕΡΓΕΙΑ

88

Δενείναιπάντοτεεύκολοναμεταφέρουμετηνενέργειαεκείόπουείναιαπαραίτητη.Μεδιάφορουςτρόπουςηενέργεια

μπορείνααποθηκευτείσεκάποιαμορφή

καιναμεταφερθείστησυνέχεια,όπουείναιαπαραίτητη.

Τις διάφορες «αποθήκες» ενέργειας τις ονομάζουμε πηγές ενέργειας.ΜονάδαμέτρησηςτηςενέργειαςείναιτοkJ.ΣτηνκαθημερινήζωήχρησιμοποιείταισυχνάκαιτοKcal(χιλιοθερμίδα)ωςμονά-δα μέτρησης της ενέργειας που περιέχουν οι τροφές(1kcal=4,2kJ). Στις συσκευασίες των τροφίμων αναγράφεται

τοενεργειακότουςπεριεχόμενοανάμονάδαμάζας(συνήθωςανά100gr).Οι καθημερινέςανάγκες τουοργανισμούσεενέργειαπρέπεινα καλύπτονται από τις τροφές που καταναλώνουμε. Οι ανά-γκες αυτές διαφέρουν, βέβαια, ανάλογα με την ηλικία και τοφύλλοτουατόμου,είναιπάνταόμως,ανάλογεςτωνδραστηρι-οτήτων μας.Όσο πιο δραστήριοι είμαστε, τόσο περισσότερηενέργειαπρέπει ναπεριέχουνοι τροφέςπου θα καταναλώ-σουμε.Έναμεγάλομέροςτηςενέργειαςπουχρειάζεταιοοργανισμόςμαςκαθημερινάείναιαπαραίτητογιατηλειτουργίατωνοργά-νωντουανθρωπίνουσώματος,όπωςοεγκέφαλοςήοιπνεύμο-νεςαλλάκαιγιατηδιατήρησητηςθερμοκρασίαςτουσώματοςσταθερής.Γιατολόγοαυτό,ακόμακαιόταννομίζουμεότιδενκάνουμε κάτι, όπωςγιαπαράδειγμα, όταν κοιμόμαστεή ότανβλέπουμετηλεόραση,οοργανισμόςμαςχρειάζεταιενέργεια.Στον ανθρώπινο οργανισμό η χημική ενέργεια των τροφώνμετατρέπεταιδιαρκώς,σεθερμότητα,σεκινητικήκαισεδυνα-μικήενέργεια.

89

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΤοεισαγωγικόερέθισμαστηνενότητααυτήδενπεριλαμβάνειερώτημα,καθώςείναιαπίθανοοιμαθητέςναείναισεθέσηναδιατυπώσουνυποθέσεις.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντην εικόνα. Αναφέρουμε ότι στην ενέργεια δίνουμε διάφοραονόματαανάλογαμετηνπροέλευσήτηςκαιτοντρόπομετονοποίο τη χρησιμοποιούμε. Εξηγούμε ότι τα διάφορα «πρόσω-πα», με τα οποία η ενέργεια «εμφανίζεται», τα ονομάζουμεμορφέςενέργειας.

ΑντιμετώπισηΑνυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιοπροβάλλουμετησχετικήδια-φάνεια,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςστοβιβλίοτους.Προκαλούμεσυζήτησηζητώνταςαπότουςμαθητέςνασχολιάσουντιςεικόνεςσεσχέσημετηνονο-μασία «χημική ενέργεια».Με κατάλληλες ερωτήσεις δίνουμεεναύσματαγιασυζήτηση:-Ποιασώματαβλέπετεστιςεικόνες;-Πώςαξιοποιούμετηνενέργειαπουείναιαποθηκευμένηστοπετρέλαιο,στατρόφιμακαισταξύλα;-Γιατίονομάζουμεαυτήτημορφήενέργειας«χημική»;

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΧΕΙ ΠOΛΛΑ «ΠΡOΣΩΠΑ»

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

μορφέςενέργειας,χημικήενέργεια,φωτεινήενέργεια,θερμότητα,κινητικήενέργεια,δυναμικήενέργεια,ηλεκτρικήενέργεια,πυρηνικήενέργεια

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηενέργειαμπορείναέχειδιάφορεςμορφές.•Νααναφέρουνοιμαθητέςδιάφορεςμορφέςενέργειας.

OPΓANA KAI YΛIKA:

Δεναπαιτούνται

Χημική ονομάζουμε την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο πετρέλαιο, στα τρόφιμα, στα ξύλα. Η χημική ενέργεια απελευθερώνεται με την καύση, που είναι μια χημική αντίδραση

•

•

Σελ. 40

90

Ηδιάκρισητωνεννοιών«ηλεκτρικόρεύμα»,«ηλεκτρικήενέρ-γεια»και«ηλεκτρικόφορτίο»δυσκολεύειπολλούςμαθητές.Ηαποσαφήνιση των εννοιών αυτών θα γίνει αργότερα, όταν οιμαθητέςμελετήσουντοκεφάλαιο«Ηλεκτρισμός».Πολλοίμαθητέςαναφέρουνότι«τοηλεκτρικόρεύμαέχειηλε-κτρικήενέργεια».Διορθώνουμεαναφέρονταςότιτοηλεκτρικόρεύμαμεταφέρειηλεκτρικήενέργειααπότηνπηγήστιςδιάφο-ρεςσυσκευές.

Η«πυρηνικήενέργεια»ωςονομασίαείναιγνωστήστουςμαθη-τές,οιπερισσότεροιόμωςμαθητέςδενείναισεθέσηναεξη-γήσουνποιαμορφήενέργειαςονομάζουμε«πυρηνική».Γιατηνκατανόηση της πυρηνικής σχάσης απαιτούνται γνώσεις, πουείναιαδύνατοναέχουνμαθητέςαυτήςτηςηλικίας.Αναφέρου-μεότιστοεσωτερικότωνπυρήνωνείναιαποθηκευμένηενέρ-γεια,πουκάτωαπόπολύειδικέςσυνθήκες,σεκάποιαυλικά,μπορεί να απελευθερωθεί, όταν ο πυρήνας διασπάται. Εισά-γουμεκαιεξηγούμετονόρο«σχάση»,χωρίςόμωςναεπεκτα-θούμε σε λεπτομέρειες, που θα οδηγούσαν αναγκαστικά σευπερβολικέςαπλουστεύσεις.Αναφέρουμετέλοςστουςμαθη-τέςότιηχρήσητηςπυρηνικήςενέργειαςεγκυμονείσοβαρούςκινδύνουςκαιεπιβαρύνειτοπεριβάλλονμειδιαίτεραεπικίνδυ-να απόβλητα, τα οποία πρέπει να φυλάσσονται σε ειδικούςχώρουςγιαπάραπολλάχρόνια.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαιτιςυπόλοιπες«ομάδες»εικόνωνκαινασχολιάσουντιςονομασίεςτωνδιαφό-ρωνμορφώνενέργειας.Η διάκριση των εννοιών «θερμοκρασία» και «θερμότητα»δυσκολεύει πολλούς μαθητές. Η αποσαφήνιση των εννοιώναυτώνθαγίνειαργότερα,ότανοιμαθητέςμελετήσουντοκεφά-λαιο«Θερμότητα».Αναφέρουμεστουςμαθητέςότιθερμότηταονομάζουμετηνενέργειαπουρέειαπόένασώμασεέναάλλολόγωτηςδιαφορετικήςτουςθερμοκρασίας.Αναφέρουμεεπί-σης ότι η θερμότητα ρέει πάντοτε από τα θερμότερα σταψυχρότερασώματα.

Ηκατανόησητωνονομασιών«κινητικήενέργεια»και«δυναμικήενέργεια»δυσκολεύειπολλούςμαθητές.Εξηγούμεότικινητικήονομάζουμετηνενέργειαπουέχειένασώμαλόγωτηςκίνησήςτου,ενώδυναμικήτηνενέργειαπουέχειένασώμαλόγωτηςθέσηςτουήλόγωτηςπαραμόρφωσήςτου.

Αναφέρουμεότιτοφωςείναιενέργεια.Ζητάμεαπότουςμαθη-τέςνασχολιάσουντιςεικόνεςκαθώςκαιτηνονομασία«φωτει-νήενέργεια».Καθώςηφωτεινήενέργειασυνήθως«εμφανίζε-ται»παράλληλαμετη«θερμότητα»,πολλοίμαθητέςδυσκολεύ-ονταιναδιακρίνουντιςδύοαυτέςμορφέςενέργειας.

Εξαγωγή συμπεράσματοςOιμαθητέςσυνοψίζουνόσασυζήτησανστην τάξηδιατυπώνο-νταςτοσυμπέρασμα,στοοποίοαναφέρουντιςδιάφορεςονο-μασίεςπουδίνουμεστηνενέργεια.

Ηλεκτρική ονομάζουμε την ενέργεια, που μεταφέρεται από το ηλεκτρικό ρεύμα.

Πυρηνική ονομάζουμε την ενέργεια, που απελευθερώνεται κατά τη σχάση των πυρήνων.

•

•

Σελ. 40

Ανάλογα με την προέλευσή της και τον τρόπο που τη χρησιμοποιούμε ονομάζουμε την ενέργεια χημική, φωτεινή, κινητική, δυναμική, ηλεκτρική, πυρηνική ή θερμότητα.

•

•

•

•Θερμότητα ονομάζεται η ενέργεια που ρέει από ένα σώμα σε ένα άλλο λόγω της διαφορετικής τους θερμοκρασίας

Κινητική ονομάζουμε την ενέργεια που έχουν τα σώματα, όταν κινούνται. Τα αυτοκίνητα, η φτερωτή του ανεμόμυλου, ο τροχός, το ιστιοφόρο, όταν κινούνται, έχουν κινητική ενέργεια

Η ενέργεια που έχουν τα σώματα λόγω του ύψους που βρίσκονται ή λόγω της παραμόρφωσής τους ονομάζεται δυναμική ενέργεια.

Το φως είναι ενέργεια, γι’ αυτό και η ενέργεια ονομάζεται φωτεινή.

Σελ. 41

91

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΕπαναληπτική εργασία, στην οποία οι μαθητές καλούνται νααναφέρουντημορφήενέργειαςστουγραέριοτηςφιάληςτουκαμινέτου,στοσυσπειρωμένοελατήριοτουξυπνητηριούκαισεμίαμπάλαπουκυλάσεεπίπεδοέδαφος.

Επαναληπτικήεργασίαμετημορφήσταυρόλεξου.Oιμαθητέςκαλούνται να απαντήσουν στις ερωτήσεις αναφέροντας τιςονομασίεςτωνδιαφόρωνμορφώνενέργειας.

Χημική ΔυναμικήΚινητική

•

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

ΦΩΤΕΙΝΗ

ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

Μ Ρ Ε Σ

Ε Ν Ε Γ Ε Α

Η Ι Μ Χ

Ι Ν Τ Ι Κ

Δ Ν Μ Κ Η

•

Σελ. 42

92

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν την εικόνα τουπαιδιούκαιπροκαλούμεσυζήτησησχετικάμετηνενέργεια,μετηνοποίαλειτουργείτοφορητόκασετοφωνάκι:-Τιενέργειαχρειάζεταιτοκασετοφωνάκι,γιαναλειτουργήσει;-Σεποιαμορφήείναιαυτήαποθηκευμένη;-Πούείναιαποθηκευμένηηενέργειααυτή;

ΑντιμετώπισηΠροκαλούμεσυζήτησηστην τάξησχετικάμε τηναποθήκευσηενέργειας,τιςδιάφορεςπηγέςενέργειαςκαιτουςτρόπουςμετουςοποίουςχρησιμοποιούμετηνενέργειακάθεπηγής.Εισά-γουμετονόρο«πηγήενέργειας»καιτονόρο«αποθήκηενέρ-γειας»οιοποίοιείναισυνώνυμοι.

Ανείναιαναγκαίο,συμπληρώνουμεμεεπιπλέονστοιχείαπουδεναναφέρουνοιμαθητές.Έπειτααπότησυζήτηση,οιμαθη-τέςσημειώνουνμεσυντομίαταβασικότερασημείαστοδιαθέ-σιμοχώροτουβιβλίουτους.

Κατάτηδιάρκειατηςσυζήτησηςαναφερόμαστεστιςενεργεια-κέςμετατροπέςκαιστηχρησιμότητάτους.Έτσι,ανγιαπαρά-δειγμααναφέρουν οι μαθητές τη χρήση τουπετρελαίου, πουβρίσκεταιαποθηκευμένοσταβαρέλια,τότερωτάμε:- Ποια μορφή έχει η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στοπετρέλαιο;-Σεποιαμορφήμετατρέπεταιηενέργειαπουείναιαποθηκευ-μένη στο πετρέλαιο στα εργοστάσια ή τους κινητήρες τωναυτοκινήτων;

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠOΘΗΚΕΥΕΤΑΙ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

αποθήκευσηενέργειας,αποθήκεςενέργειας

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςότιηενέργειαπουχρησιμοποιούμεστηνκαθημερινήμαςζωήμπορείνααποθηκεύεταιμεδιάφορουςτρόπους.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςπαραδείγματααποθήκευσηςενέργειας.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτις«αποθήκεςενέργειας»τιςονομάζουμεπηγέςενέργειας.

OPΓANA KAI YΛIKA:

Δεναπαιτούνται

•

Στο πετρέλαιο είναι αποθηκευμένη χημική ενέργεια.

•

Σελ. 42

93

Αντίστοιχα ζητάμε από τους μαθητές να σχολιάσουν και τιςυπόλοιπεςεικόνες.Συντονίζουμετησυζήτησημεκατάλληλεςερωτήσεις:- Ποια μορφή έχει η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στουγραέριο,μέσαστηφιάλητουκαμινέτου;-Σεποιαμορφήμετατρέπεταιηενέργεια,ότανθερμαίνει τονερόστομπρίκι;-Ποιαμορφήέχειηενέργειαπουείναιαποθηκευμένηστουςκομμένουςκορμούςδένδρων;-Σεποιεςμορφέςμπορείναμετατραπείαυτήηενέργεια;- Ποια μορφή έχει η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στοελατήριογυμναστικής;- Σε ποια μορφή μετατρέπεται, όταν ο αθλητής παύει να τοκρατάλυγισμένο;- Ποια μορφή έχει η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στοτεντωμένοτόξο;- Σε ποια μορφή μετατρέπεται, όταν το αφήσει ελεύθερο οτοξοβόλος;- Ποια μορφή έχει η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στιςμπαταρίες;-Σεποιεςμορφέςμπορείναμετατραπείαυτήηενέργεια;

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςσυνοψίζουνόσασυζήτησανστηντάξηκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα, που αναφέρεται στις διάφορεςπηγές ή αλλιώςαποθήκεςενέργειας.

Εμπέδωση - Γενίκευση:Επαναληπτική εργασία στην οποία οι μαθητές καλούνται νααναφέρουνσυσκευές,πουλειτουργούνμετηναποθηκευμένηχημικήενέργειαστιςμπαταρίες,ηοποίαμετατρέπεταισεηλε-κτρικήενέργεια.Τέτοιεςσυσκευέςμπορείναείναιταπαιχνίδιατους,οικιακέςηλεκτρικέςσυσκευές,όπωςκασετόφωνα,ραδι-όφωνα,ρολόγια,κινητάτηλέφωνακ.ά.

Οιμαθητέςκαλούνταιναεντοπίσουντηνπηγήενέργειαςπουυπάρχεισεκάθεεικόνακαινααναφέρουντημορφή,πουέχειηαποθηκευμένηενέργεια.Ενδεχομένωςστηνπερίπτωσητουαυτοκινήτουναχρειαστείναεστιάσουμετηνπροσοχήτουςστακαύσιμα,πουχρησιμοποιούνταιγιατηνκίνησήτου.Στηνπερί-πτωσητουκουρδιστούξυπνητηριούίσωςχρειαστείναπαρατη-ρήσουνένααπόκοντάήακόμακαλύτεραναανοίξουν και ναπεριεργαστούνέναπαλιόξυπνητήρι.Στηντελευταίαπερίπτω-ση,ίσωςθαπρέπειναεστιάσουμετηνπροσοχήτωνμαθητώνστοβάροςτηςποσότηταςτουνερού,πουβρίσκεταιεγκλωβι-σμένοπίσωαπότοφράγμαμιαςτεχνητήςλίμνηςκαιενδεχομέ-νωςκαιστούψος,πουαυτόβρίσκεταισεσχέσημεχαμηλότερασημεία σε μια παρακείμενη πεδιάδα. Μπορούμε επίσης νακάνουμεμιααναφοράσευδροηλεκτρικάεργοστάσια καιστοντρόπολειτουργίαςτους.

Στο υγραέριο είναι αποθηκευμένη χημική ενέργεια.

Στους κομμένους κορμούς δένδρων είναι αποθηκευμένη χημική ενέργεια.

Στο τεντωμένο τόξο είναι αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια.

Στις μπαταρίες είναι αποθηκευμένη χημική ενέργεια.

•

Στο ελατήριο είναι αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια.

Σελ. 43

Το πετρέλαιο, το υγραέριο, τα ξύλα, το ελατήριο, το τεντωμένο τόξο και οι μπαταρίες είναι πηγές ενέργειαςδηλαδή αποθήκες ενέργειας.

Παιχνίδια, ραδιόφωνο, κασετόφωνο, ρολόι, κινητό τηλέφωνο κ.ά.

•

•

Τα καύσιμα είναι πηγή χημικής ενέργειας.

Το πετρέλαιο είναι πηγή χημικής ενέργειας.•Οι μπαταρίες είναι

πηγή χημικής ενέργειας.

Σελ. 44

Στο λυγισμένο κοντάρι είναι αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια.

Στο ελατήριο του ξυπνητηριού είναι αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια.

Στο νερό του φράγματος είναι αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια.

94

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςφωτογραφίεςκαιπροκαλούμεσυζήτησησχετικάμετις«αλλαγές»πουεικο-νίζονταισ'αυτές.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσμα-ταγιασυζήτηση:-Μεποιαμορφήενέργειαςλειτουργείτοπιστολάκι;-Ποιαμορφήενέργειαςστεγνώνειταμαλλιά;-Πώςλειτουργείτοκομπιουτεράκι;-Τισυμβαίνειμετηνηλιακήενέργεια,πουφτάνειστοκομπιου-τεράκι;-Πώςζεσταίνειτονερόοηλιακόςθερμοσίφωνας;-Τισυμβαίνειμετηνηλιακήενέργειαπουφτάνειστουςσυλλέ-κτες;Μέσααπότησυζήτησηβοηθάμετουςμαθητέςναπροβληματι-στούνγιατιςαλλαγέςστημορφήτηςενέργειας,καθώςκαιγιατοπώςοιαλλαγέςαυτέςεπηρεάζουντηνκαθημερινήμαςζωή.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντημετατροπήτηςαποθηκευμένης δυναμικής ενέργειας τουσυμπιεσμένου ελα-τηρίουσεκινητικήενέργεια.Παρατηρούντοαποτέλεσμααυτήςτηςμετατροπής,δηλαδήτοτίναγματηςμικρήςμπάλαςχαρτι-ού.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιασυζήτη-ση.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3: Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΛΛΑΖΕΙ ΣΥΝΕΧΩΣ ΜΟΡΦΗ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

μετατροπήενέργειας,μορφήενέργειας

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςπώςηενέργειαμετατρέπεταιαπόμιαμορφήσεμιαάλλη.•Νακαταγράψουνοιμαθητέςπαραδείγματαενεργειακώνμετατροπών.

OPΓANA KAI YΛIKA:

•ελατήριο•χαρτί•μπαταρία•λαμπάκισελυχνιολαβή•καλώδια

Το ελατήριο τεντώνεται και σπρώχνει το χάρτινο μπαλάκι μακριά.

•

•

Σελ. 45

95

Στοπείραμααυτόοιμαθητέςκατασκευάζουνένααπλόηλεκτρι-κό κύκλωμαμε μια μπαταρία και ένα λαμπάκι σε λυχνιολαβή.Παρατηρούνότιτολαμπάκιφωτίζει,όσομετατρέπεταιηαποθη-κευμένη χημική ενέργεια της μπαταρίας σε ηλεκτρική. Όταναποσυνδεθείημπαταρίααπότοκύκλωμα,τολαμπάκιπαύειναφωτίζει και σταματά η μετατροπή της ενέργειας από τη μιαμορφή στην άλλη.Μπορούμε να ρωτήσουμε τους μαθητές τινομίζουνότισυμβαίνει,όταναποσυνδέουμετηνμπαταρίααπότοκύκλωμακαιναπροκαλέσουμεσυζήτησηγιατημετατροπήτηςενέργειαςαπότημιαμορφήστηνάλλη.Σημείωση: Στην περίπτωση που το εργαστήριο του σχολείουδενδιαθέτειλυχνιολαβή,οδηγίεςγιατηνκατασκευήτηςυπάρ-χουν στο Φύλλο Εργασίας 4 (σελ. 105-106), στο κεφάλαιο«Ηλεκτρισμός».

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςκαινασημειώσουντιςενεργειακέςμετατροπές,πουσυνοδεύουντις«αλλαγές»,πουαπεικονίζονταισ'αυτές.Βοηθάμετουςμαθη-τέςμεκατάλληλεςερωτήσεις:-Ποιαμορφήέχειηενέργειαπουχρειάζεταιτοπιστολάκι,γιαναλειτουργήσει;- Ποια μορφή έχει η ενέργεια του αέρα, που βγαίνει από τοπιστολάκι;-Ποιαμορφήέχειηενέργειαπουχρειάζεταιτοκουδούνι,γιαναλειτουργήσει;-Ποιαμορφήενέργειαςέχειτομεταλλικόμέροςτουκουδουνι-ού,ότανπάλλεται;- Ποια μορφή έχει η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στοαέριο,πουπεριέχειηφιάλητουκαμινέτου;

Εξαγωγή συμπεράσματοςΜέσα από συζήτηση οι μαθητές διατυπώνουν συμπέρασμα,σχετικόμετιςενεργειακέςμετατροπές,πουπαρατηρούνταισεσυσκευέςκαθημερινήςχρήσης,στιςοποίεςηενέργειαμετα-τρέπεταιαπόμιαμορφήσεμιαάλλη.

Αναφέρουμεστουςμαθητέςότιηενέργειαμετατρέπεταιδιαρ-κώςαπότημιαμορφήστηνάλλη,αλλάτονίζουμεότιδενμπο-ρούμε να δημιουργήσουμε ενέργεια. Προκαλούμε συζήτησησχετικήμετηδιατήρησητηςενέργειας.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερεθί-σματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείο.Ηαπάντη-σηστηνεργασίααυτήείναιουσιαστικάεπανάληψητουσυμπε-ράσματοςπουδιατύπωσανοιμαθητές.

Oιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουντιςενεργειακέςμετατρο-πέςστακουτάκια.

•

Το λαμπάκι σταματάει να φωτίζει.

•

Σελ. 46

Στις συσκευές που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή η ενέργεια μετατρέπεται από μια μορφή σε μια άλλη.

Στις συσκευές αυτές η ενέργεια μετατρέπεται από τη μια μορφή σε μία άλλη

χημική κινητική χημική θερμότητα

•

•

•

Σελ. 47

96

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν τις εικόνες καιπροκαλούμε συζήτηση στην τάξη. Με κατάλληλες ερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιατησυζήτηση:-Τιμορφήέχειηενέργειαστοφιστίκι;-Γιατίτρώειοσκίουροςτοφιστίκι;-Τιμορφήέχειηενέργειαστοδένδρο,πουέχειπαραμορφωθείαπότονάνεμο;-Τιμορφήέχειηενέργειαστοξύλοτωνδένδρων;-Τιμορφήέχειηενέργειαπουαπελευθερώνεται,ότανκαίγο-νταιταξύλα;Μέσααπότησυζήτησηβοηθάμετουςμαθητέςνακατανοήσουνότιόλεςοιαλλαγέςστηφύση,όλαταφαινόμενασυνοδεύονταιαπόμετατροπέςστημορφήτηςενέργειας.Αναφέρουμεμάλι-σταότιπολλέςφορέςπροκαλούμεεμείςοιίδιοιτημετατροπήτηςενέργειαςστημορφήπουμαςείναικάθεφοράχρήσιμη.

Πειραματική αντιμετώπισηΤοποθετούμε ένα ποδήλατο με δυναμό ανάποδα πάνω στηνέδραήσεέναθρανίο,όπωςφαίνεταιστηνεικόνακαι ζητάμεαπόέναμαθητήναπεριστρέψειπρώτααργάκαιμετάγρήγορατηρόδατουποδηλάτουμετοδυναμό.Κλείνουμετιςκουρτίνεςστηντάξη,γιαναμπορούνοιμαθητέςναπαρατηρήσουνκαλύ-τερατηδιαφοράστηφωτεινότητατουλαμπτήρατουποδηλά-του.Σημείωση:Πολλάποδήλαταδενέχουνδυναμόαλλάκύκλωμαμεμπαταρία.Είναιπροφανέςότι ταποδήλατααυτάδενείναικατάλληλαγιατοσυγκεκριμένοπείραμα.Αντί για ποδήλατο μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια μικρήγεννήτριαεργαστηρίουήέναφακόμεδυναμό.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4: Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΥΠΟΒΑΘΜΙΖΕΤΑΙ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

υποβάθμισηενέργειας

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςότιηενέργειαμπορείναμετατρέπεταιαπόμίαμορφήσεμίαάλλη.•Νακαταγράψουνοιμαθητέςπαραδείγματαενεργειακώνμετατροπών.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιπολλέςφορέςπροκαλούμεεμείςοιίδιοιτημετατροπήτηςενέργειαςστημορφήπουμαςείναικάθεφοράχρήσιμη.

•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςότισεόλεςτιςενεργειακέςμετατροπέςέναμέροςτηςενέργειαςμετατρέπεταισεθερμότητα,τηνοποίαδενμπορούμεναχρησιμοποιήσουμεκαιέτσιηενέργειαυποβαθμίζεται

OPΓANA KAI YΛIKA:

για το πείραμα επίδειξης•ποδήλατομεδυναμό

Όταν γυρίζω αργά τη ρόδα με το δυναμό, παρατηρώ ότι το λαμπάκι φωτίζει λίγο.Όταν γυρίζω γρήγορα τη ρόδα με το δυναμό, παρατηρώ ότι το λαμπάκι φωτίζει πιο έντονα απ' ό,τι προηγουμένως.

•

•

Σελ. 48

97

θερμότητα

ηλιακήθερμότητα

ηλεκτρικήθερμότητα

ηλεκτρικήφωτεινή ενέργειακαι θερμότητα

ηλεκτρικήκινητική

φωτεινήηλεκτρική

πυρηνικήφωτεινή

θερμότητα

Σελ. 50

•

•

Oιμαθητέςστηδραστηριότητααυτήπαρατηρούνότιημετατρο-πήτηςενέργειαςαπότημιαμορφήσεμιαάλληείναιμιασυνε-χήςδιαδικασία.Πρινζητήσουμεαπότουςμαθητέςνασημειώ-σουντιςενεργειακέςμετατροπέςστακουτάκιατους,ζητάμεναεντοπίσουνπούαποθηκεύεταιενέργειακαιπούμεταφέρε-ται.Oιμαθητέςμετηβοήθειατωνσκίτσωντης«ενεργούλας»

αναφέρουνότι«αποθήκη»ενέργειαςστοπρώτοσκίτσοείναιτατρόφιμα,ενώενέργειαμεταφέρε-ταιαπότοσώμαμαςστοποδήλατοκαιμέσωτωνκαλωδίωνστολαμπάκι.

Oιμαθητέςσημειώνουντιςενεργειακέςμετατροπέςστακου-τάκια και παρατηρούν ότι τα βέλη μεταξύ των ενεργειακώνμετατροπών«χωρίζονται»σταδύο.Ζητάμεαπότουςμαθητέςνασημειώσουντηλέξη«θερμότητα»στακάτωκουτάκιατηςενεργειακήςαλυσίδαςκαιεξηγούμεότισεκάθεενεργειακήμετατροπήέναμέροςτηςενέργειαςμετα-τρέπεταισεθερμότητα,μορφήενέργειαςπουδενμπορούμενααξιοποιήσουμε. Γι’ αυτό λέμε ότι ένα μέρος της ενέργειαςυποβαθμίζεται. Καθώς δεν αντιλαμβανόμαστε εύκολα ότι έναμέρος της ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα, έχουμε τηλανθασμένη άποψη ότι ένα μέρος της ενέργειας «χάνεται».Αφού οι μαθητές κατανοήσουν ότι ένα μέρος της ενέργειαςμετατρέπεταισεθερμότητα,αναφέρουμεξανάμεέμφασηότιησυνολική ενέργεια πάντοτε διατηρείται και ότι η άποψη, πουμερικέςφορέςέχουμε,ότισυμβαίνειτοαντίθετοοφείλεταιστογεγονός ότι κάποιες ενεργειακές μετατροπές δεν μπορούμεεύκολανατιςαντιληφθούμε.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναεντοπίσουνκαιστοσκίτσοαυτόπούαποθηκεύεταικαιπούμεταφέρεταιενέργειακαιστησυνέ-χειανασημειώσουντιςενεργειακέςμετατροπέςστακουτάκια.Επισημαίνουμεκαιεδώτημετατροπήενόςμέρουςτηςενέργει-ας σε θερμότητα και αναφερόμαστε για μια ακόμη φορά στηδιατήρησητηςσυνολικήςενέργειας.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Το συμπέρασμα είναι δύσκολο, γι’ αυτό δίνουμε σημαντικήβοήθειαστουςμαθητές.Τουςβοηθάμενακατανοήσουνότισεκάθεενεργειακήμετατροπήέναμέροςτηςενέργειαςμετατρέ-πεταισεθερμότητα,τηνοποίαδενμπορούμεναχρησιμοποιή-σουμεπεραιτέρωκαιγι’αυτόλέμεότιέναμέροςτηςενέργει-αςυποβαθμίζεται.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουνστακουτάκιατιςμετατρο-πέςτηςενέργειαςσεδιάφορεςσυσκευές.

Oιμαθητέςκαλούνταικαιεδώνασημειώσουντιςενεργειακέςμετατροπές αναφέροντας την υποβάθμιση της ενέργειας,δηλαδήτηναναπόφευκτημετατροπήενόςμέρουςτηςσεθερ-μότητα.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξηεξηγούμεότικαιοήλιοςείναιένας«ενεργειακόςμετατροπέας».Ηενέργειαστονήλιομετατρέπεταιαπόπυρηνικήσεφωτεινήκαιθερμότη-τα. Αναφερόμαστε επίσης στο φωτοβολταϊκό μετατροπέα,διάταξηπουεπιτρέπειτηναπευθείαςμετατροπήτηςφωτεινήςενέργειαςσεηλεκτρική,καιζητάμεαπότουςμαθητέςναανα-φέρουνσυσκευές,στιςοποίεςχρησιμοποιούνταιφωτοβολταϊ-κοίμετατροπείς.

θερμότητα

θερμότητα θερμότητα

θερμότητα

Σε κάθε ενεργειακή μετατροπή ένα μέρος της ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα, δηλαδή υποβαθμίζεται.

ηλεκτρικήφωτεινή

κινητικήηλεκτρική

χημικήκινητική

ηλεκτρικήφωτεινή

κινητικήηλεκτρική

δυναμικήκινητική

Σελ. 49

•

•

•

98

Σελ. 51

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν τις εικόνες στοβιβλίοτουςκαιδιατυπώνουμετοεισαγωγικόερώτημαπροκα-λώνταςτηδιατύπωσηυποθέσεων.Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

ΑντιμετώπισηΜετηδραστηριότητααυτήοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηενέρ-γειαπουχρειαζόμαστεκαθημερινάσχετίζεταιμετιςδραστηρι-ότητεςτιςοποίεςκάνουμε.ΕξηγούμεστουςμαθητέςότιτοkJείναιμονάδαμέτρησηςτηςενέργειαςχωρίςόμωςναεμβαθύ-νουμε.Όσο περισσότερη σωματική κόπωση απαιτεί μια δρα-στηριότητα, τόσο περισσότερη ενέργεια χρειαζόμαστε γι'αυτήν. Βοηθάμε τους μαθητές να αντιστοιχίσουν σωστά τιςεικόνεςμετηνενέργειαπουχρειάζονταιγιακαθεμιάδραστη-ριότητα.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιτοσώμαμαςχρειάζεταιενέργειαακόμη και όταν νομίζουμε ότι δεν κάνουμε κάτι, όπως ότανκοιμόμαστεήότανπαρακολουθούμετηλεόραση.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιασυζήτηση:- Χρειαζόμαστεενέργειαμόνοόταναθλούμαστεέντονα;- Χρειαζόμαστεενέργειαότανδενκάνουμετίποτα;- Γιατί χρειάζεται το σώμα μας ενέργεια όταν κοιμόμαστε ήότανβλέπουμετηλεόραση;

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5: ΤΡΟΦΕΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

ενέργεια,ενεργειακόπεριεχόμενοτροφών

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιοάνθρωποςπαίρνειτηνενέργειαπουείναιαπαραίτητηγιατηλειτουργίατουοργανισμούκαιτιςδραστηριότητεςτουαπότιςτροφές.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηενέργειαπουχρειάζεταιέναςάνθρωποςεξαρτάταιαπότησωματικήτουδραστηριότητα.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιδιαφορετικέςτροφέςέχουνδιαφορετικόενεργειακόπεριεχόμενο.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςότιτοενεργειακόπεριεχόμενοτωντροφώνπουκαταναλώνεικάθεάνθρωποςπρέπειναείναιαντίστοιχοτηςενέργειαςπουαπαιτείταιγιατιςδραστηριότητέςμας.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδαΔεναπαιτούνται

•

•

99

Οιμαθητέςκαλούνταιναυπολογίσουντηνενέργειαπουχρειά-ζονταιγιαμιαημέρα,χρησιμοποιώνταςταστοιχείατηςπροη-γούμενηςδραστηριότητας.Εξηγούμε στους μαθητές ότι θα πρέπει να υπολογίσουν τηνενέργεια που χρειάζονται για τις διάφορες δραστηριότητέςτουςανάλογαμε το χρόνοπουαφιερώνουνσεκάθεμίααπόαυτές.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντονπίνακαμετοενεργειακό περιεχόμενο διαφόρων τροφίμων. Επισημαίνουμεστουςμαθητέςότιοπίνακαςμαςδίνει πληροφορίεςγια τηνενέργειαπουπεριέχεταισε100γραμμάριαδιαφόρωντροφίμωνκαιεξηγούμεότιμεγαλύτερεςποσότητεςπεριέχουνπροφανώςπερισσότερη ενέργεια, ενώ μικρότερες ποσότητες τροφίμωνπεριέχουν λιγότερη ενέργεια. Μπορούμε να ζητήσουμε απότουςμαθητέςνααναφέρουνκαιαριθμητικάπαραδείγματαγια50ή200γραμμάριατροφίμων.Οιμαθητέςσυμπληρώνουντηνπαρατήρησή τους αναφέροντας τα τρόφιμα που περιέχουνπερισσότερη καθώς και αυτά που περιέχουν λιγότερη ενέρ-γεια. Μπορούμε να έχουμε ζητήσει από την προηγούμενηημέρα να φέρουν οι μαθητές στο σχολείο αποκόμματα απόσυσκευασίεςτροφίμωνκαιναδιαβάσουνστηντάξηπόσηενέρ-γειαπεριέχεικάθεένααπ'αυτά.ΣτιςσυσκευασίεςτροφίμωναναφέρεταισυχνάτοενεργειακότουςπεριεχόμενοσεkJκαισεkcal.Στηνκαθημερινήμαςζωήαναφέρουμεσυχνάτιςθερ-μίδεςπουμαςδίνουνοιτροφές,κάτιπουγνωρίζουνσίγουρακαι οι μαθητές. Εξηγούμεστουςμαθητές ότι αυτόπουστηνκαθημερινήγλώσσααναφέρουμεωςθερμίδαονομάζεταισωστάχιλιοθερμίδακαιότιπρόκειταιγιαμονάδαμέτρησηςτηςενέρ-γειαςπουχρησιμοποιούσαμεπαλιότερα.Τουςπροτρέπουμεναχρησιμοποιούν τα kJ ως μονάδα για την ενέργεια. Δίνουμεακόμηστουςμαθητέςτηνπληροφορίαότι1kcalαντιστοιχείσε4,2 kJ. Σεπολλέςσυσκευασίες χρησιμοποιούνται παράλληλακαιοιδύομονάδες.

Ζητάμε από τους μαθητές να προτείνουν ένα ημερήσιο πρό-γραμμα διατροφής και να υπολογίσουν την ενέργεια από τιςτροφέςπουαυτόπεριλαμβάνει. Επειδή για τη δραστηριότητααυτήαπαιτούνταιμαθηματικοίυπολογισμοί,έχουμεζητήσειαπότους μαθητές να φέρουν μαζί τους υπολογιστή τσέπης έτσιώστεναμηχάσουμεπολύχρόνογιατουςυπολογισμούς.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιηενέργειαπουπαίρνουμεαπότιςτροφέςπρέπειναείναιαντίστοιχημεαυτήπουείναιαπαραίτη-τηγιατιςδραστηριότητέςμας.Ανηενέργειαπουπαίρνουμεαπότιςτροφέςείναιπερισσότερη,οοργανισμόςμαςαποθη-κεύει την περίσσεια ενέργεια με τη μορφή λίπους, δηλαδήπαχαίνουμε.Είναιλοιπόνσημαντικόοιμαθητέςναπροτείνουνδιατροφικόπρόγραμματουοποίουτοενεργειακόπεριεχόμενονααντιστοιχείστιςδραστηριότητεςπουπρότεινανπιοπάνω.Αντοενεργειακόπεριεχόμενοαποκλίνεισημαντικά,τουςπροτρέ-πουμενααυξήσουνήναμειώσουντιςποσότητεςαντίστοιχα.

Είμαι 6 ώρες στο σχολείο, μελετάω 2 ώρες, βλέπω 1 ώρα τηλεόραση, περπατάω 1 ώρα, παίζω ποδόσφαιρο 2 ώρες και κοιμάμαι 12 ώρες. Συνολικά χρειάζομαι 5720 kJ.

Περισσότερη ενέργεια περιέχουν η σοκολάτα, το βούτυρο και το λάδι.

Λιγότερη ενέργεια περιέχουν η πράσινη σαλάτα, τα πορτοκάλια και τα μήλα.

•

•

Σελ. 52

20 γρ. ψωμί 210 kJ300 γρ. γάλα 870 kJ50 γρ. δημητριακά 793.5 kJ10 γρ. τυρί 167.5 kJ

100 γρ. χοιρινό 1050 kJ100 γρ. μακαρόνια 1487 kJ200 γρ. σαλάτα 160 kJ

200 γρ. γιαούρτι 1042 kJ 100 γρ. μήλα 210 kJ

2041

2697

1252

5990 •

Σελ. 53

100

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησημέσααπότηνοποίαοιμαθητέςγενικεύ-ουν τιςπαρατηρήσεις τους και διατυπώνουν το συμπέρασμα,συσχετίζονταςτηνενέργειαπουχρειαζόμαστεκαθημερινάμετηνενέργειαπουπαίρνουμεαπότιςτροφές.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερεθί-σματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείο.Οιυποθέ-σειςπουτυχόνδιατύπωσανοιμαθητέςείναισημειωμένεςστονπίνακα.Προκαλούμεσυζήτησημέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουντιςυποθέσειςτους.Ότανκινούμαστεέντοναχρει-αζόμαστεπερισσότερηενέργειααπ'ό,τιότανδενκινούμαστε.Γι'αυτόοκολυμβητήςχρειάζεταιπερισσότερηενέργειααπότηγραμματέα.

Στηνεργασίααυτήκαλούνταιοι μαθητέςνασυνδυάσουνόσαέμαθανγιατηνενέργειαπουχρειαζόμαστεγιαδιάφορεςδρα-στηριότητες,μετηνενέργειαπουπεριέχουνοιτροφές,γιαναμπορέσουννασυμβουλέψουνκάποιονπουκάνεικαθιστικήζωήσχετικάμετηδιατροφήτου.

Ηεργασίααυτήδίνειτηνευκαιρίαστουςμαθητέςναεξηγήσουνότι το πάχος ορισμένων ανθρώπων μπορεί να οφείλεται στιςδιατροφικέςτουςσυνήθειες.Ενώδηλαδήκινούνταιλίγο,κατα-ναλώνουντροφέςπουπεριέχουνπολλήενέργειαμεαποτέλε-σμα να παχαίνουν. Στην περίπτωση που υπάρχουν στην τάξημαςπαχύσαρκοιμαθητέςθαπρέπειναείμαστεπολύπροσεκτι-κοίκατάτηδιάρκειατηςσυζήτησηςγι'αυτήτηνεργασία.

Όποιος κινείται λίγο χρειάζεται λιγότερη ενέργεια, γι' αυτό πρέπει να τρώει λίγο και να προτιμά τροφές που περιέχουν λίγη ενέργεια, όπως είναι τα φρούτα, τα λαχανικά, τα όσπρια, τα ψάρια κ.α.

Περισσότερη ενέργεια χρειάζεται ο κολυμβητής, επειδή κινείται περισσότερο από τη γραμματέα.

Να καταναλώνει τροφές που περιέχουν λίγη ενέργεια.

Η ενέργεια που δε χρειάζεται για τις δραστηριότητές του θα αποθηκευτεί στο σώμα του με τη μορφή λίπους, δηλαδή θα παχύνει.

Σελ. 54

•

•

•

•

ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

5διδακτικέςώρες

ΕΝOΤΗΤΕΣ

1.Ισορροπημένηδιατροφή(2διδακτικέςώρες)2.Ταδόντιαμας:ηαρχήτουταξιδιούτηςτροφής(2διδακτικέςώρες)3.Τοταξίδιτηςτροφήςσυνεχίζεται(1διδακτικήώρα)

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•διατροφή•διατροφικήπυραμίδα•πυραμίδαδραστηριοτήτων•τροφή•δόντια•κοπτήρες•κυνόδοντες•προγόμφιοι•γομφίοι

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙOΥ

•Νακατανοήσουνοιμαθητέςτηδομήκαιτηλειτουργίατουπεπτικούσυστήματος.

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηυγιεινήδιατροφήπρέπειναπεριλαμβάνειποικιλίατροφών,καθώςγιατησωστήανάπτυξηείναιαπαραίτηταόλαταστοιχείατωντροφών.

•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςτηδιατροφικήπυραμίδακαιναεξηγήσουντησημασίατης.•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςτηνπυραμίδαδραστηριοτήτωνκαιναεξηγήσουντησημασίατης.•Ναεντοπίσουνκαινααναγνωρίσουνοιμαθητέςτουςδιάφορουςτύπουςδοντιώνστοστόματους.• Να διακρίνουν οι μαθητές σε σκίτσο μιας οδοντοστοιχίας τους κοπτήρες, τους κυνόδοντες, τους προγόμφιους και τουςγομφίουςκαιναεξηγήσουντηχρησιμότητακάθετύπουδοντιών.

•Νασημειώσουνοιμαθητέςσεσκίτσοτομήςενόςδοντιούταδιάφοραμέρητου.•Νααναφέρουνοιμαθητέςταόργανατουπεπτικούσυστήματοςκαιναεξηγήσουντηλειτουργίακαθενόςαπόαυτά.

•μύλη•νεογιλάδόντια•μόνιμαδόντια•ρίζα•αδαμαντίνη•οδοντίνη•οστεΐνη•πολφός•αιμοφόρααγγεία

•νεύρα•στόμα•σιελογόνοιαδένες•οισοφάγος•στομάχι•λεπτόέντερο•δωδεκαδάκτυλο•συκώτι•χολή

•πάγκρεας•παχύέντερο

102

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝOΠΤΙΚΑ

•Μετηντροφήπαίρνουμεόλατααπαραίτητασυστατικάγιατιςδιάφορεςλειτουργίεςτουοργανισμούμας.•Δενείναιόλαταείδητωντροφώντοίδιοωφέλιμαγιατονοργανισμόμας.•Τοσύνολοτωνοργάνωνμεταοποίαγίνεταιηεπεξεργασίατηςτροφής,ώστενααπορροφηθούναπότονοργανισμόμαςταθρεπτικάσυστατικά,αποτελείτοπεπτικόμαςσύστημα.

•Στηστοματικήκοιλότηταυπάρχουνδύοσειρέςδοντιών,μίασειράστηνάνωσιαγόνακαιμίασειράστηνκάτωσιαγόνα.• Ανάλογα με το σχήμα και τη λειτουργία που επιτελούν, τα δόντια χωρίζονται σε κοπτήρες, κυνόδοντες, προγόμφιους καιγομφίους.

•Ταπρώταδόντιαπουαποκτάέναπαιδίονομάζονταινεογιλά.Περίπουστηνηλικίατωνέξιχρόνωντανεογιλάδόντιααρχίζουνναπέφτουν.Στηθέσητουςβγαίνουνταμόνιμαδόντια.

•Μεταδόντιακόβεταικαιπολτοποιείταιητροφή.Τοσάλιο,πουεκκρίνεταιστηστοματικήκοιλότητααπότουςσιελογόνουςαδένεςκατάτημάσηση,διασπάτοάμυλοκαισυμβάλλειστηδημιουργίατουβλωμού(τηςμπουκιάς).

•Στησυνέχειαοβλωμόςμέσωτουφάρυγγακαιτουοισοφάγουφτάνειστοστομάχι,όπουμετηνεπίδρασητουόξινουγαστρικούυγρούκαιτωνκινήσεωντουστομάχουμετατρέπεταισεπαχύρρευστοχυλό.

•Oπαχύρρευστοςαυτόςχυλόςπερνάστολεπτόέντερο,όπουγίνεταιηδιάσπασητωντροφικώνυλικών,ταοποίαπερνούνστοαίμα.Στηδιάσπασητωντροφικώνυλικώνσυμβάλλουνηχολήκαιτοπαγκρεατικόυγρό,πουεκκρίνονταιαπότοσυκώτικαιτοπάγκρεαςαντίστοιχαστοδωδεκαδάκτυλο,τοπρώτοτμήματουλεπτούεντέρου.

•Τα άχρηστα υπολείμματα της τροφικής διάσπασης περνούν στο παχύ έντερο, όπου δημιουργούνται τα κόπρανα, πουαποβάλλονταιαπότονπρωκτό.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ - ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚOΛΙΕΣ

•Πολλοίμαθητέςδυσκολεύονταινακατανοήσουνότιταδόντιααποτελούνόργανατουπεπτικούσυστήματος.•Πολλοίμαθητέςδενείναιευαισθητοποιημένοισχετικάμετηνανάγκητηςπροληπτικήςεπίσκεψηςστονοδοντίατροκαιθεωρούνότιηεπίσκεψησεαυτόνείναιαναγκαίαμόνοεφόσονπονέσουνταδόντια.

•Πολλοίμαθητέςαγνοούντονσωστότρόποβουρτσίσματοςτωνδοντιών,καθώςεπίσηςκαιτηναναγκαιότητατουβουρτσίσματοςμετάαπόκάθεγεύμα.

OΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

Φύλλο Εργασίας 1:•κόλλα•ψαλίδι

Φύλλο Εργασίας 2:•χαρτίκουζίνας•πλυμένομήλο

•ξυλομπογιέςήμαρκαδόροι•αλουμινόφυλλο

Φύλλο Εργασίας 3:•κόλλα•ψαλίδι•ψωμί

•χάρτιναπιατάκια•νερό•βάμμαιωδίου•οδοντογλυφίδες•ποτήρι•καλαμάκι•λάδι•υγρόσαπούνιγιαταπιάτα

103

ΑΝΑΠΤΥΞΗ TOY KΕΦΑΛΑΙOΥ

Ηαναζήτηση μιας ισορροπημένης διατροφής, που είναι απα-ραίτητηγιατηνδιατήρησητηςυγείαςμας,πρέπειναέχειωςάξονα την πρόσληψη όλων των ομάδων τροφίμων, άλλα μεδιαφορετική συχνότητα την κάθε μία. Έτσι, τα δημητριακά,όπωςτοψωμίκαιταζυμαρικάκιάλλεςτροφέςπουπεριέχουνάμυλο,όπωςοιπατάτεςκαιτορύζιπρέπειναπεριλαμβάνονταιμε μεγαλύτερησυχνότηταστο διαιτολόγιό μας.Αμέσωςμετάσυστήνεταιποικιλίακαιαφθονίασελαχανικάκαιφρούτα,ενώσεμικρότερηποσότητα,αλλάσεκαθημερινήβάσηεπιβάλλεταιη κατανάλωση γαλακτοκομικών προϊόντων, όπως το γάλα, τογιαούρτι και το τυρί. Η κατανάλωση κρέατος, με προτίμησημάλιστασταπουλερικάκαισταψάριαπαράστακόκκινακρέατα,προτείνεται μερικές μόνο φορές μέσα στην εβδομάδα, ενώγλυκάήτροφέςπλούσιεςσελίπηκαλόείναινααποφεύγονται.Εξαίρεσηαποτελείτοελαιόλαδοπουστησωστήαναλογίαπρέ-πειναεμπλουτίζειτηδιατροφήμας.Οι παραπάνωαρχές αποτέλεσαν τη βάση της διατροφής τωνλαώνγύρωαπότηΜεσόγειογιαπολλέςεκατοντάδεςχρόνια,άρχισανόμωςναχάνονταιτιςτελευταίεςδεκαετίες,καθώςοσύγχρονοςτρόποςζωήςεπέδρασεαναπόφευκτακαιστιςδια-τροφικέςμαςσυνήθειες.

Πεπτικό σύστημαονομάζεταιτοσύνολοτωνοργάνωνπουεπι-τελούν τη λειτουργία της πέψης, τη διάσπαση δηλαδή τηςτροφήςκαιτονχωρισμότηςσεχρήσιμακαιάχρηστασυστατικά.Κατάτηνπέψηταχρήσιμασυστατικάπερνούνστοαίμα.Μετηνκυκλοφορία του αίματος τα συστατικά αυτά μεταφέρονται σεόλαταόργανατουσώματος.Ταάχρηστασυστατικάαποβάλλο-νταιαπότονπρωκτόμετημορφήκοπράνων.

Τοπεπτικόσύστημααποτελείταιαπότονγαστρεντερικόσωλή-νακαιτουςαδένες.Oγαστρεντερικόςσωλήναςξεκινάαπότηστοματικήκοιλότητακαικαταλήγειστονπρωκτό.Ταόργανατουγαστρεντερικούσωλήναείναικατάσειρά:

•ηστοματικήκοιλότητα,•οφάρυγγας,•οοισοφάγος,•τοστομάχι,•τολεπτόέντεροκαι•τοπαχύέντερο.

ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA

Προσαρτημένοιστονγαστρεντερικόσωλήναείναιοιαδένες:• τα 3 ζεύγη σιελογόνων αδένων:οισιελογόνοιαδένεςεκκρί-νουνσάλιοστηστοματική κοιλότητα, τοοποίοσυμβάλλειστηδιάσπασητουαμύλουτωντροφών.•το συκώτι:στοσυκώτιπαράγεταιηχολή,ηοποίααποθηκεύ-εταιστηχοληδόχοκύστηκαιεκκρίνεταιστοπρώτοτμήματουλεπτού εντέρου, το δωδεκαδάκτυλο. Η χολή συμβάλλει στηδιάσπασητωνλιπών.• το πάγκρεας:στοπάγκρεαςπαράγεταιτοπαγκρεατικόυγρό,τοοποίοεκκρίνεταιεπίσηςστοδωδεκαδάκτυλο.

Ητροφήπολτοποιείταιστοστόμαμετημάσησηκαιμετατρέπε-ταισεβλωμό(μπουκιά).Oβλωμός,χάρηστησυνεχήκίνησητουγαστρεντερικού σωλήνα, προωθείται προς το στομάχι. Στοστομάχιεκκρίνεταιτογαστρικόυγρό,πουπεριέχειυδροχλωρι-κόοξύκαιένζυμα,ταοποίαδιασπούντιςπρωτεΐνες.Τογαστρι-κό υγρό είναι ιδιαίτερα όξινο. Με τις ισχυρές κινήσεις τουστομάχου η τροφήμετατρέπεται σε ομογενοποιημένοπαχύρ-ρευστοχυλό.Αφούητροφήπαραμείνειστοστομάχιγια2με4ώρες,περνάεισταδιακάστολεπτόέντερο,όπουμετησυνεχήκίνησητουεντέρουκαιτηνεπίδρασητωνουσιώνπουεκκρίνο-νταιαπότουςαδένεςυφίσταταιχημικέςαλλαγές,γίνεταιακόμηπιορευστήκαιμετατρέπεταισεαπλούστεραχημικάσυστατικά,

σιελογόνοι αδένες

φάρυγγας

στομάχι

πάγκρεας

λεπτό έντερο

παχύ έντερο

στοματική κοιλότητα

οισοφάγος

συκώτι

χοληδόχος κύστη

• •••

••

••

••

104

πουαπορροφώνταιαπότοτελευταίοτμήματουλεπτούεντέρουκαιπερνούνστηνκυκλοφορίατουαίματος.Ταάχρηστασυστα-τικάπουδεναπορροφώνταιγίνονταιστοπαχύέντεροπαχύρ-ρευστακαιαποβάλλονταιαπότονπρωκτό.

Τα δόντιαείναιόργανατουπεπτικούσυστήματοςκαιβρίσκο-νταιστοάκροτηςστοματικήςκοιλότητας.Στοστόμαμαςυπάρ-χουν δύο σειρές δόντια, μία στην επάνω και μία στην κάτωσιαγόνα.Ανάλογαμετοσχήμακαιτηχρησιμότητάτουςταδόντιαχωρί-ζονταισεκοπτήρες,κυνόδοντες,προγόμφιουςκαιγομφίους.Oικοπτήρεςείναιπλατιάδόντιαμεμυτερόάκρο.Μετουςκοπτή-ρεςκόβουμετιςτροφές.Oικυνόδοντεςείναιμυτεράδόντια,μετα οποία σχίζουμε τις τροφές. Oι προγόμφιοι και οι γομφίοιέχουν μεγάλη επιφάνεια και χρησιμεύουν για τη μάσηση τηςτροφής.

Στονάνθρωποαναπτύσσονταιδύογενεέςδοντιών,τανεογιλάκαιταμόνιμα.Τανεογιλάδόντιαείναισυνολικά20καιαρχίζουνναεμφανίζονταιστον6ομήνατηςζωής.Ηνεογιλήοδοντοστοι-χίαολοκληρώνεταισεηλικία2ως3ετών.Απότον6οχρόνοτηςζωήςτανεογιλάδόντιααντικαθίστανταισταδιακάαπόταμόνιμαδόντια.Στηνηλικίατων12περίπουετώνόλατανεογιλάδόντιαέχουναντικατασταθείαπόμόνιμαδόντια,πουσεαυτήτηνηλι-κίαείναι24.Oιπροτελευταίοι4γομφίοιεμφανίζονταιστο12ο με 13ο έτος της ηλικίας, ενώ η μόνιμη οδοντοστοιχία, πουαριθμείσυνολικά32δόντια,ολοκληρώνεταισεηλικία17ως20

ετώνμετηνεμφάνισητωντελευταίων4γομφίων,πουονομάζο-νταιφρονιμίτες.

Παρότιοιδιάφοροιτύποιδοντιώνέχουνδιαφορετικόσχήμα,ηεσωτερική δομή τους είναι ίδια. Το τμήμα του δοντιού πουπροεξέχει από τα ούλα ονομάζεται μύλη, ενώ το τμήμα τουδοντιούπουείναισφηνωμένομέσασταούλαονομάζεταιρίζα.Τοόριομεταξύμύληςκαιρίζαςονομάζεταιαυχένας.Τοεσωτε-ρικό του δοντιού είναι κοίλο και γεμάτο από τον πολφό, μιαουσίαγεμάτηαγγείακαινεύρα.Oπολφόςπεριβάλλεταιαπότηνοδοντίνη, η οποία με τη σειρά τηςπεριβάλλεται απόοστεΐνηστηνπεριοχήτηςρίζαςκαιαπόαδαμαντίνηστηνπεριοχήτηςμύλης.Ηοστεΐνη,ηοδοντίνηκαι ιδιαίτεραηαδαμαντίνηείναιπολύ σκληρές ουσίες, που περιέχουν μεγάλες ποσότητεςασβεστίου.Παράτηνανθεκτικότητάτουςταδόντιαχρειάζονταικαθημερινήκαιεπιμελήφροντίδα,γιαναδιατηρούνταιγερά.Ανμετάαπόένα γεύμα παραμένουν υπολείμματα τροφής γύρω από ταδόντια,δημιουργούνέναπεριβάλλονιδιαίτεραευνοϊκόγιατηνανάπτυξη μικροοργανισμών (βακτηρίων). Τα βακτήρια παρά-γουνοξέα,πουκαταστρέφουντηναδαμαντίνηκαιτηνοδοντίνη,δημιουργώνταςτρύπεςσταδόντια(τερηδόνα),ήκαταστρέφουνταούλα(ουλίτιδα).Ότανηβλάβηφτάσειστονπολφόερεθίζειτονεύρο,οπότεπονάμε.Τοβούρτσισμαμετάαπόκάθεγεύμακαιηχρήσηοδοντικούνήματοςείναιαπαραίτηταγιατηναπομά-κρυνσητωνυπολειμμάτωντηςτροφήςκαιτηνπροστασίατωνδοντιώνμας.Στηνπροστασίατωνδοντιώνσυμβάλλουνεπίσηςοιπροληπτικέςεπισκέψειςστονοδοντίατροκαιηπλούσιασεασβέστιοδιατροφή.

•

•

•••

γομφίοι

κυνόδοντας

κοπτήρες

ΝΕΟΓΙΛΑ ΔΟΝΤΙΑ

2x(4κοπτήρες+2κυνόδοντας+4γομφίοι)=20

•

•

•

•••

••

γομφίοι

προγόμφιοι

κυνόδοντας

κοπτήρες

ΜΟΝΙΜΑ ΔΟΝΤΙΑ

2x(4κοπτήρες+2κυνόδοντας+4προγόμφιοι+6γομφίοι)=32

105

Πρέπει να τρώμε πολλά φρούτα, λαχανικά και δημητριακά και λιγότερο κρέας, γλυκά και λιπαρές τροφές.

Σελ. 56

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: ΙΣΟΡΡΟΠΗΜΕΝΗ ΔΙΑΤΡΟΦΗ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

διατροφή,διατροφικήπυραμίδα,πυραμίδαδραστηριοτήτων

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηυγιεινήδιατροφήπρέπειναπεριλαμβάνειποικιλίατροφών,καθώςγιατησωστήανάπτυξηείναιαπαραίτηταόλαταστοιχείατωντροφών.

•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςτηδιατροφικήπυραμίδακαιναεξηγήσουντησημασίατης.•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςτηνπυραμίδαδραστηριοτήτωνκαιναεξηγήσουντησημασίατης.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •κόλλα•ψαλίδι

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςκαιστησυνέχεια διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημα. Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξησχετικάμετιςδιατροφικέςσυνήθειεςτωνμαθητών στο διάλειμμα και σημειώνουμε μερικές απαντήσειςστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

ΑντιμετώπισηΣτηδραστηριότητααυτήκατασκευάζουνοιμαθητέςτηδιατρο-φικήπυραμίδα.Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,μπορούμεναπροβάλλουμε τη διαφάνεια με τη διατροφική πυραμίδα χωρίςτιςεικόνες.Έχουμετυπώσειεπίσηςσεδιαφάνειακαιέχουμεκόψειτιςεικόνεςμετιςτροφές.Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπροτείνουντησωστήθέσηγιακάθεεικόνα.Ανδενυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,μπορούμενασχεδιάσου-μετηνπυραμίδαστονπίνακατηςτάξης.Δίνουμεεπίσηςστουςμαθητές τη φωτοτυπία με τις εικόνες των διαφόρων τροφώντης μεθεπόμενης σελίδας και τους βοηθάμε να κολλήσουνκάθεεικόναστησωστήθέσητηςδιατροφικήςπυραμίδας.Εξηγούμε στους μαθητές ότι το μέγεθος κάθε επιπέδου τηςδιατροφικήςπυραμίδαςείναιανάλογοτηςποσότηταςπουπρέ-πει ναπροσλαμβάνουμεαπό τοεπίπεδοαυτό.Αυτόσημαίνειότι πρέπει να καταναλώνουμε περισσότερες τροφές από τακατώτεραεπίπεδατηςπυραμίδαςκαιλιγότερεςαπόταανώτε-ρα.Ιδιαίτεραπεριορισμένηπρέπειναείναιηκατανάλωσητρο-φώναπότηνκορυφήτηςπυραμίδας,καθώςαυτέςπεριέχουνπολλάλίπηκαιπολλήζάχαρη.Σχετικάμετοαμέσωςπροηγού-μενοεπίπεδοτηςπυραμίδας,αναφέρουμεότιπρέπεινατρώμεπερισσότερολευκόκρέας,δηλαδήψάριήκοτόπουλοκαιλιγό-τεροκόκκινοκρέας,δηλαδήμοσχάρι,χοιρινόήαρνί.Οιμαθητέςσυμπληρώνουντηνπαρατήρησήτουςστοναντίστοι-χοχώροτουφύλλουεργασίας.

•

•

106

Πρέπει να αφιερώνουμε περισσότερο χρόνο στις δραστηριότητες που βρίσκονται στη βάση της πυραμίδας και λιγότερο στις δραστηριότητες που βρίσκονται στην κορυφή της.

Πρέπει να καταναλώνουμε περισσότερες τροφές από τη βάση της πυραμίδας και λιγότερες από την κορυφή της. Επίσης πρέπει να κάνουμε περισσότερες δραστηριότητες από τη βάση της πυραμίδας δραστηριοτήτων.

Σελ. 57

γάλα με δημητριακά

φρούτα, ψωμί με τυρί, χυμός πορτοκάλι

ψάρι με πατάτες ή ρύζι, σαλάτα

φρούτα

μαύρο ψωμί με τυρί, γάλα

0730

1000

1400

1700

2000

δημητριακά γάλα

πορτοκαλάδα

νερό

νερό

γάλα

Τα περισσότερα φαγητά βρίσκονται στα κάτω ή στα μεσαία επίπεδα της διατροφικής πυραμίδας. Μόνο τα πατατάκια και η σοκολάτα βρίσκονται στην κορυφή της.

ψωμί, τυρί, σοκολάτακοτόπουλο,πατάτες, μήλο

αυγό, ψωμί, τυρίπατατάκια

Σελ. 58

Στηδραστηριότητααυτήοιμαθητέςκατασκευάζουντηνπυρα-μίδαδραστηριοτήτων.Φωτοτυπούμετηνεπόμενησελίδαμετασκίτσαδραστηριοτήτωνκαιτημοιράζουμεστουςμαθητέςζητώ-νταςτουςνατακολλήσουνστησωστήθέση.Εξηγούμεότιστηβάσητηςπυραμίδαςπρέπειναβάλουντασκίτσατωνδραστη-ριοτήτων που πρέπει να κάνουμε συχνά και στην κορυφή τασκίτσατωνδραστηριοτήτωνπουπρέπεινααποφεύγουμε.Στησυνέχεια δίνουμε εναύσματα για συζήτηση σχετικά με τηνπυραμίδαδραστηριοτήτων:-Γιατίείναιαπαραίτητονατρώμε;-Τιμαςπροσφέρουνοιτροφές;-Γιατίχρειαζόμαστετηνενέργειααπότιςτροφές;- Τι είναι πιο υγιεινό, να κινούμαστε, να αθλούμαστε ή νακάνουμεκαθιστικήζωή;Αναφέρουμεστουςμαθητέςότικαισεαυτήντηνπυραμίδατομέγεθοςτωνεπιπέδωνείναιανάλογομετησυχνότηταεκτέλε-σηςτωνδραστηριοτήτωναυτών.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΑφούσυμπληρώσουνοιμαθητέςτηνπαρατήρησήτους,προκα-λούμεσυζήτηση,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςγενικεύουντιςπαρατηρήσειςτουςαπότιςπροηγούμενεςδραστηριότητεςκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Μετάτιςσυζητήσειςπουπροη-γήθηκαν, οι μαθητές είναι σε θέση να συμπληρώσουν τοσυμπέρασμα,εξηγώνταςτησημασίακαθεμιάςπυραμίδας.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΣτην εργασία αυτή οι μαθητές καλούνται να αναφέρουν τιςτροφέςπουκατανάλωσαντιςδύοπροηγούμενεςημέρεςκαινααναφέρουνταεπίπεδατηςδιατροφικήςπυραμίδαςσταοποίαβρίσκονται.Προτρέπουμετουςμαθητέςνααπαντήσουνσύμφω-ναμετηδιατροφικήπυραμίδα.

Οιμαθητές,μεβάσηόσαέμαθανγιατηδομήτηςδιατροφικήςπυραμίδας, καλούνται να διαμορφώσουν ένα ημερήσιο πρό-γραμμαισορροπημένηςδιατροφής.Τονίζουμεστουςμαθητέςότιπρέπειναπροτιμούντροφέςαπότηβάσητηςδιατροφικήςπυραμίδας.

•

•

•

•

107

Για την πυραμίδα δραστηριοτήτων Για τη διατροφική πυραμίδα

Για την πυραμίδα δραστηριοτήτων Για τη διατροφική πυραμίδα

108

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: ΤΑ ΔOΝΤΙΑ ΜΑΣ - Η ΑΡΧΗ ΤOΥ ΤΑΞΙΔΙOΥ ΤΗΣ ΤΡΟΦΗΣ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

δόντια,κοπτήρες,κυνόδοντες,προγόμφιοι,γομφίοι,νεογιλάδόντια,μόνιμαδόντια,μύλη,ρίζα,αδαμαντίνη,οδοντίνη,οστεΐνη,πολφός,αιμοφόρααγγεία,νεύρα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναεντοπίσουνκαινααναγνωρίσουνοιμαθητέςτουςδιάφορουςτύπουςδοντιώνστοστόματους.•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςσεσκίτσομιαςοδοντοστοιχίαςτουςκοπτήρες,τουςκυνόδοντες,τουςπρογόμφιουςκαιτουςγομφίουςκαιναεξηγήσουντηχρησιμότητακάθετύπουδοντιών.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςομοιότητεςκαιδιαφορέςμεταξύτωννεογιλώνκαιτωνμόνιμωνδοντιών.•Νασημειώσουνοιμαθητέςσεσκίτσοτομήςενόςδοντιούταδιάφοραμέρητουδοντιού.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •πλυμένομήλο •χαρτίκουζίνας •αλουμινόφυλλο •ξυλομπογιέςήμαρκαδόροι

Αν ο γονέας κάποιου μαθητή είναι οδοντίατρος ή γνωρίζουμε εμείς κάποιον οδοντίατρο, μπορούμε να δανειστούμε ένα μοντέ-λο οδοντοστοιχίας. Στα περισσότερα μοντέλα μπορούμε να αφαιρέσουμε δόντια και να τα παρατηρήσουμε ξεχωριστά. Είναι προφανές ότι η χρήση του μοντέλου διευκολύνει σημαντικά την παρατήρηση των δοντιών σε σχέση με τις δισδιάστατες απει-κονίσεις του βιβλίου.

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόνακαιστησυνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημα,προκαλώνταςτηδιατύπωση υποθέσεων, τις οποίες χωρίς να σχολιάσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.

Πειραματική αντιμετώπισηΜε το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν διαφορές στοσχήμαμεταξύτωνδοντιώνστομπροστινόκαιαυτώνστοπίσωμέροςτηςσιαγόνας.Τοκαθρεπτάκιπουθαχρησιμοποιήσουνοιμαθητές θα πρέπει να έχει πλαστικό πλαίσιο ή λείες ακμές,ώστεναμηνυπάρχεικίνδυνοςτραυματισμού.Βοηθάμετουςμαθητέςμεκατάλληλεςερωτήσεις:- Ταμπροστινάδόντιαείναιμικρότερααπόταπίσω;- Ποιαδόντιαείναιπιοκοφτερά,πιομυτερά,ποιαέχουνμεγα-λύτερηεπιφάνεια;Είναι πιθανό να μη μετρήσουν όλοι οι μαθητές ίδιο πλήθοςδοντιών. Aπό τον 6ο μέχρι περίπου το 12ο χρόνο τα νεογιλάδόντιααντικαθίστανταισταδιακάαπόταμόνιμαδόντια,πουσεαυτήντηνηλικίααριθμούν24(12σεκάθεσιαγόνα).Oιπροτε-λευταίοι4γομφίοι(2σεκάθεσιαγόνα)βγαίνουνγύρωστον11ο με13οχρόνο,ενώοιτελευταίοι4γομφίοι,οιφρονιμίτες,εμφα-νίζονταιγύρωστο17ομε21οχρόνο.Oιμαθητέςσεαυτήντηνηλικία πιθανότατα έχουν 12 μόνιμα δόντια σε κάθε σιαγόνα,είναιόμωςπιθανόσεκάποιουςμαθητέςναμηνέχουνακόμηαντικατασταθείόλατανεογιλάδόντιαήσεκάποιουςάλλουςναέχουνεμφανιστείοιπροτελευταίοιγομφίοι.Oιμαθητέςσημει-ώνουν το πλήθος των δοντιών που μέτρησαν. Ενδεχόμενεςδιαφορές στο πλήθος των δοντιών θα σχολιαστούν μετά τηνεκτέλεσητηςεπόμενηςδραστηριότητας.

Μέτρησα 12 δόντια στην επάνω σιαγόνα και 12 στην κάτω σιαγόνα.Ναι, τα δόντια στην πάνω και στην κάτω σιαγόνα είναι ίδια.

Τα μπροστινά δόντια είναι κοφτερά και μυτερά, ενώ τα πίσω δόντια είναι πλατιά και έχουν μεγάλη επιφάνεια.

•

•

Σελ. 59

109

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντηδιαφορετικήχρησιμότητα των δοντιώνστο μπροστινό μέρος τηςσιαγόναςαπ'αυτήτωνδοντιώνστοπίσωμέροςτηςσιαγόνας.Ζητάμεαπότουςμαθητέςναδιαβάσουνπροσεχτικάτιςοδηγίεςεκτέλεσης του πειράματος και επισημαίνουμε ότι πρέπει ναδαγκώσουνκαιναμασήσουναργάτομήλο,ώστεναμπορέσουνναπαρατηρήσουνποιαδόντιαχρησιμοποιούνκάθεφορά.Αφούοιμαθητέςδαγκώσουνμια-δυοφορέςτομήλο,τοτυλίγουνμεαλουμινόφυλλοκαιτοφυλάνεμαζίμετοκολατσιότους.

Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιοπροβάλλουμετησχετικήδια-φάνεια,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςστοβιβλίο τους.Δείχνουμε τονκοπτήραστηνεπάνωαριστερήεικόνακαιαναφέρουμετηνονομασίατου,τηνοποίαοιμαθητέςσημειώνουνστοαντίστοιχοκουτάκι.Δείχνουμετουςκοπτήρεςστοστόμαμας,βοηθώνταςτουςμαθητέςνακατανο-ήσουνποιαδόντιαονομάζουμεκοπτήρες.Στησυνέχειαζητάμεαπότουςμαθητέςναπεριγράψουντοσχήματουςκαιτηχρησι-μότητάτους,σύμφωναμεόσαπαρατήρησανστοπροηγούμενοπείραμα.Επαναλαμβάνουμε τα παραπάνω για τους κυνόδοντες, τουςπρογόμφιουςκαιτουςγομφίους,βοηθώνταςτουςμαθητέςνασυμπληρώσουν τον πίνακα στο βιβλίο τους. Αν χρησιμοποιή-σουμεδιασκόπιο,συμπληρώνουμετακουτάκιαμεέναμαρκα-δόρο,σύμφωναμεόσααναφέρουνοιμαθητές.Ανδενυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,ζητάμεαπόμερικούςμαθητέςναδιαβά-σουν όσα σημείωσαν στο βιβλίο τους, ελέγχοντας έτσι αν οιμαθητέςσυμπλήρωσαντονπίνακασωστά.

Ζητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν τα σκίτσα τωνδοντιών του παιδιού και του ενήλικα. Προκαλούμε συζήτησηστην τάξη σχετικά με τα νεογιλά και τα μόνιμα δόντια. Μεκατάλληλες ερωτήσεις δίνουμε εναύσματα για τη συζήτησηαυτή:- Είχατεπάντοτεταδόντιαπουέχετεσήμερα;- Σεποιαηλικίαάρχισανναπέφτουνταπρώτασαςδόντια;- Βγήκανόλατα«νέα»δόντιασυγχρόνως;-Μετρήσαμεστοπρώτοπείραμαόλοιταίδιαδόντια;- Πόσαδόντιαμετράτεστησιαγόνατουενήλικαστοσκίτσο;- Πόσαδόντιαέχετεεσείς;Μέσααπότησυζήτησηεισάγουμετιςονομασίες«νεογιλά»και«μόνιμαδόντια»καιτιςεξηγούμεστουςμαθητές.Αναφέρουμεεπίσηςότιόσοιμαθητέςέχουν12δόντιασεκάθεσιαγόναθααποκτήσουνμέσασταεπόμενα1με2χρόνιαάλλα2δόντιασεκάθεσιαγόνα,ενώοι«αλλαγές»σταδόντιατουςθαολοκληρω-θούνμετηνεμφάνισητωντελευταίωνγομφίων,πουονομάζο-νταιφρονιμίτες,στο17ομε21οέτοςτηςηλικίαςτους.Ζητάμε τέλοςαπό τουςμαθητέςναχρωματίσουνστασκίτσα,χρησιμοποιώνταςξυλομπογιέςήμαρκαδόρους,τουςκοπτήρεςμεκόκκινοχρώμα,τουςκυνόδοντεςμεπράσινο,τουςπρογόμ-φιους με κίτρινο και τους γομφίους με μπλε. Βοηθάμε τουςμαθητέςναδιακρίνουνσωστάτουςτύπουςτωνδοντιών.Ιδιαί-τερηδυσκολίαπαρουσιάζειηδιάκρισητωνπρογόμφιωνκαιτωνγομφίωνσταδόντιατουενήλικα.Αφούοιμαθητέςχρωματίσουνταδόντια,συγκρίνουντανεογιλάμεταμόνιμαδόντιακαισημειώνουνστοβιβλίοτουςτιςδιαφο-ρέςπουπαρατήρησαν.

Με τα μπροστινά δόντια κόβουμε και σχίζουμε την τροφή, ενώ με τα πίσω δόντια μασάμε την τροφή.

Κοπτήρες

Κυνόδοντες

Προγόμφιοι

Γομφίοι

Πλατιά δόντια με μικρή επιφάνεια

Μυτερά δόντια με μικρή επιφάνεια

Πλατιά δόντια με μεγάλη επιφάνειαΠλατιά δόντια με επιφάνεια μεγαλύτερη από όλα τα άλλα

Με τα δόντια αυτά κόβουμε τις τροφέςΜε τα δόντια αυτά σχίζουμε τις τροφέςΜε τα δόντια αυτά μασάμε τις τροφέςΜε τα δόντια αυτά μασάμε τις τροφές

•

•

Σελ. 60

•

Τα νεογιλά δόντια είναι 10 σε κάθε σιαγόνα ενώ τα μόνιμα 16. Τα νεογιλά δόντια είναι μικρότερα από τα μόνιμα. Ο αριθμός των κοπτήρων και των κυνόδοντων είναι ο ίδιος, στα νεογιλά δόντια όμως δεν υπάρχουν προγόμφιοι αλλά μόνο 4 γομφίοι, ενώ στα μόνιμα υπάρχουν 4 προγόμφιοι και 6 γομφίοι.

Σελ. 61

110

3

4

6

5

1

2

1

2

3

4

6

5

Μύλη

Ρίζα

Αδαμαντίνη

Οδοντίνη

Οστεΐνη

Πολφός

Σελ. 62

Η επίσκεψη στον οδοντίατρο είναι απαραίτητη, ακόμα και αν δεν πονούν τα δόντια μας, για προληπτικούς λόγους.

Φυτοφάγο είναι το ζώο του οποίου τα δόντια βλέπω στην επάνω εικόνα. Τα δόντια του είναι πλατιά με μεγάλη επιφάνεια, για να μπορεί το ζώο αυτό να μασά την τροφή του. Τα δόντια του σαρκοφάγου ζώου είναι πιο μυτερά και κοφτερά. Οι κυνόδοντες είναι μεγάλοι και γαμψοί, για να μπορεί να κόβει και να σχίζει την τροφή.

Με τα δόντια σχίζουμε, κόβουμε, και μασάμε τις τροφές. Ανάλογα με το σχήμα και τη λειτουργία ονομάζουμε τα δόντια, κοπτήρες, κυνόδοντες, προγόμφιους και γομφίους.

Σελ. 63

Σημειώνουμεστονπίνακατηνερώτηση:- Πώςείναιάραγετοεσωτερικότωνδοντιών;Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,προβάλλουμετηναντίστοιχηδιαφάνεια,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηντομήτωνδοντιώνστοβιβλίοτους.Ζητάμεαπότουςμαθη-τέςνααναφέρουνμεβάσητοσχήμαποιοδόντιβλέπουνστηναριστερήκαιποιοστηδεξιάεικόνα.Oιμαθητέςαναγνωρίζουνένανκοπτήρακαιέναγομφίο.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναδείξουνστασκίτσατομέροςτουδοντιούπουφαίνεταικαιαναφέρουμεότιτοτμήμααυτόονομά-ζεταιμύλη.Oιμαθητέςσημειώνουνστοκουτάκιμετοναριθμό1τηνονομασίααυτήκαιστουςκύκλουςπουαντιστοιχούνστημύληκάθεδοντιούτοναριθμό1.Αναφέρουμεστησυνέχειαότιτο τμήμα του δοντιού που δε βλέπουμε και είναι σφηνωμένομέσασταούλαονομάζεταιρίζακαιζητάμεαπότουςμαθητέςνασημειώσουνστοκουτάκιμετοναριθμό2τηνονομασίααυτήκαιστουςκύκλουςπουαντιστοιχούνστηρίζατοναριθμό2.Επανα-λαμβάνονταςτηνπαραπάνωδιαδικασίαδίνουμετιςονομασίεςτων τμημάτων των δοντιών και ζητάμε από τους μαθητές νασυμπληρώσουντιςονομασίεςστοβιβλίοτους.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηκαιζητάμεαπότουςμαθητέςνασυνοψί-σουνταόσασυζητήθηκανσταπλαίσιατηςενότηταςαυτήςκαιναδιατυπώσουνέναγενικόσυμπέρασμα.Μεκατάλληλεςερω-τήσειςκατευθύνουμετησυζήτηση:- Ποιαηλειτουργίατωνδοντιών;- Πώςονομάζουμεταδόντια;- Σετιδιαφέρουνοικοπτήρεςαπότουςκυνόδοντες;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΜετηνεργασίααυτήελέγχουμεανοιμαθητέςέχουνκατανοή-σει τη σχέση του σχήματος των δοντιών με τη χρησιμότητάτους.Oιμαθητέςκαλούνταινασυγκρίνουντιςοδοντοστοιχίεςκαιναδιαπιστώσουνποιααντιστοιχείσεφυτοφάγοκαιποιασεσαρκοφάγοζώο.Πριναναθέσουμετηνεργασίαστουςμαθητές,τουςβοηθάμεμεκατάλληλεςερωτήσειςναθυμηθούνποιαζώαονομάζουμεφυτοφάγακαιποιασαρκοφάγα.

Επαναληπτικήεργασίαμετημορφήσταυρόλεξου.Oιμαθητέςκαλούνταιναθυμηθούντιςονομασίεςπουέμαθανσεαυτότοφύλλοεργασίας.

Oιμαθητέςκαλούνταινααναφέρουντησημασίατωνπροληπτι-κώνεπισκέψεωνστονοδοντίατρο.

•

•

•

•

•

111

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3: ΤO ΤΑΞΙΔΙ ΤΗΣ ΤΡΟΦΗΣ ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

στόμα,σιελογόνοιαδένες,οισοφάγος,στομάχι,λεπτόέντερο,δωδεκαδάκτυλο,συκώτι,χολή,πάγκρεας,παχύέντερο

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςταόργανατουπεπτικούσυστήματοςκαιναεξηγήσουντηλειτουργίακαθενόςαπόαυτά.•Ναεντοπίσουνοιμαθητέςσετομήτουανθρώπινουσώματοςτηθέσητωνοργάνωντουπεπτικούσυστήματος.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηχρησιμότητατουσάλιουγιατηδιάσπασητουαμύλουτωντροφών.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηχρησιμότητατηςχολήςστηλειτουργίατηςπέψης.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •ψαλίδι•κόλλα•ψωμί•χάρτινοπιατάκι•νερό

•βάμμαιωδίου•οδοντογλυφίδες•ποτήρι•λάδι•υγρόσαπούνιπιάτων•καλαμάκι

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναδιαβάσουντοεισαγωγικόκείμενοκαιαπαντάμεσετυχόναπορίεςτους.Μεκατάλληλεςερωτή-σειςδίνουμεεναύσματαγιασυζήτηση:- Τιγίνεταιητροφήπουτρώμε;- Γνωρίζετεκάποιαόργανατουπεπτικούσυστήματος;- Σεποιοσημείοτουσώματόςμαςβρίσκονται;Σημειώνουμετιςαπαντήσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

ΑντιμετώπισηΦωτοτυπούμετηνεπόμενησελίδαμεταόργανατουπεπτικούσυστήματος.Γιαλόγουςοικονομίαςστηνίδιασελίδααπεικονί-ζονταιπέντεφορέςταόργανα.Κόβουμετιςσελίδεςκαιδίνου-μεσεκάθεμαθητήένατμήμα.Στησυνέχειααναφέρουμετηνονομασίακάθεοργάνου.Προκαλούμεσυζήτησημέσααπότηνοποίαεξηγούμε τηλειτουργία τωνοργάνωνσύμφωναμεόσααναφέρονταιστοβιβλίοαναφοράς.Οιμαθητέςκόβουνμεπρο-σοχήστοπερίγραμματωνοργάνων.Προτρέπουμετουςμαθη-τέςνατοποθετήσουνταδιάφοραόργανατουπεπτικούσυστή-ματοςστοσκίτσοτουανθρώπινουσώματος,χωρίςνατακολ-λήσουν. Δίνουμε στους μαθητές την πληροφορία ότι είναιευκολότερο να εντοπίσουν τη σωστή θέση των οργάνων, αντοποθετήσουνπρώτατοστομάχι,στησυνέχειατολεπτόκαιτοπαχύέντεροκαιτέλοςτοσυκώτι.Αφούελέγξουμεότιοιμαθη-τέςέχουντοποθετήσειταόργαναστησωστήθέση,τουςζητά-μενατακολλήσουνστοβιβλίοτους.

•

•

Σελ. 64

112

113

Όσο μασάω, το ψωμί γίνεται πιο γλυκό.

Στο μασημένο ψωμί το χρώμα του ιωδίου δεν αλλάζει. Στο αμάσητο ψωμί το βάμμα ιωδίου γίνεται μπλε.

Σελ. 65

Το σάλιο συμβάλλει στη διάσπαση του αμύλου των τροφών. Η χολή διασπά τα λίπη των τροφών.

Το λάδι δεν ανακατεύεται με το νερό.

Το λάδι διαλύεται και ανακατεύεται με το νερό.

Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξησχετικάμετηλειτουργίατωναδένων.Μεκατάλληλεςερωτήσειςκατευθύνουμετησυζήτησητωνμαθητών:-Μέσα από ποια όργανα του πεπτικού συστήματος περνά ητροφή;- Ποιαείναιταόργανατουπεπτικούσυστήματοςαπόταοποίαδεν«περνά»ητροφή;- Ποιαείναιηλειτουργίατωνοργάνωναυτών;- Πώςονομάζονταιταόργανααυτά;- Ποιαουσίαεκκρίνεταιαπότουςσιελογόνουςαδένες;- Ποιαουσίαεκκρίνεταιαπότοσυκώτι;- Ποιαείναιηχρησιμότητατουσάλιουκαιποιατηςχολής;Είναι απίθανο οι μαθητές να μπορούν να απαντήσουν στηντελευταία ερώτηση. Με την ερώτηση αυτή προκαλούμε τηναπορίατωνμαθητώνκαιαναφέρουμεότιταεπόμεναδύοπει-ράματα θα μας βοηθήσουν να απαντήσουμε στην ερώτησηαυτή.

Εξηγούμε στους μαθητές ότι το ψωμί περιέχει μια ουσία, τοάμυλο και αναφέρουμεότι η αλλαγή χρώματος του βάμματοςιωδίουαποτελείένδειξηγιατηνύπαρξηαμύλου.Μετοπείραμααυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι στο ψωμί που μάσησαν τοβάμμα ιωδίουδεναλλάζει χρώμα, επειδή τοσάλιοδιασπά τοάμυλοτωντροφών.Oιμαθητέςδιαβάζουνπροσεκτικάτιςοδηγίεςκαιεκτελούντοπείραμα. Επισημαίνουμε στους μαθητές ότι πρέπει να μασή-σουντοψωμίπερίπου4με5λεπτά,χωρίςνατοκαταπιούν.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότι τοσαπούνιπιάτωνδιαλύειτολάδι.Oι μαθητές διαβάζουν προσεκτικά τις οδηγίες, εκτελούν τοπείραμακαισημειώνουντηνπαρατήρησήτουςστονπροβλεπό-μενοχώροστοβιβλίοτους.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμε συζήτηση, μέσα από την οποία οι μαθητές γενι-κεύουντιςπαρατηρήσειςτουςαπόταπροηγούμεναπειράματακαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Καθώςτοσυμπέρασμααπότοπρώτοπείραμαείναιδύσκολο,δίνουμετηναπαραίτητηβοή-θειαγιατηδιατύπωσήτου.Εισάγουμετονόρο«διάσπαση»καιτον εξηγούμε στους μαθητές. Με κατάλληλες ερωτήσειςκατευθύνουμετησυζήτησητωνμαθητών:- Τιπεριέχειτοψωμί;- Ποιαουσίαμάς«δείχνει»ανοιτροφέςπεριέχουνάμυλο;- Άλλαξετοχρώματουβάμματοςιωδίουστομασημένοψωμί;- Τιέγινετοάμυλοπουυπήρχεστοψωμί;Αναφορικά με το δεύτερο πείραμα βοηθάμε τους μαθητές,εξηγώνταςότιτηνίδιαεπίδρασηπουέχειτουγρόσαπούνιγιαταπιάταστολάδιέχεικαιηχολήσταλίπητωντροφών.Έπειτακαλούμετουςμαθητέςνασυνδυάσουνταεπιμέρουςσυμπερά-σματα των παραπάνω πειραμάτων και να διατυπώσουν ένατελικόσυμπέρασμα.

•

••

•

Σελ. 66

114

Στο στομάχι η τροφή αναμειγνύεται με τα στομαχικά υγρά και γίνεται παχύρρευστο υγρό.

Σελ. 67

•

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιμαθητέςκαλούνταινααντιστοιχίσουνταόργανατουπεπτι-κούσυστήματοςμετηλειτουργίαπουκαθένααπόαυτάεπιτε-λεί.

Επαναληπτική εργασία στην οποία οι μαθητές καλούνται ναπεριγράψουντηλειτουργίατουστομαχιού.

Επαναληπτικήεργασίαμετημορφήσταυρόλεξου.Oιμαθητέςκαλούνταιναθυμηθούντιςονομασίεςπουέμαθανστηνενότη-τααυτή.

•

•

ΘΕΡΜOΤΗΤΑ

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

10διδακτικέςώρες

ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1. Τοθερμόμετρο(1διδακτικήώρα)2.Θερμοκρασία-θερμότητα:δύοέννοιεςδιαφορετικές(2διδακτικέςώρες)3.Τήξηκαιπήξη(2διδακτικέςώρες)4.Εξάτμισηκαισυμπύκνωση(1διδακτικήώρα)5.Βρασμός(1διδακτικήώρα)6.Θερμαίνονταςκαιψύχονταςταστερεά(1διδακτικήώρα)7. Θερμαίνονταςκαιψύχονταςταυγρά(1διδακτικήώρα)8.Θερμαίνονταςκαιψύχονταςτααέρια(1διδακτικήώρα)

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•θερμοκρασία •φυσικήκατάσταση •υγροποίηση•θερμότητα •στερεό •βρασμός•θερμόμετρο •υγρό •θέρμανση•κλίμακαCelsius •αέριο •ενέργεια •τήξη•ροήθερμότητας •πήξη•ψύξη •εξάτμιση•διαστολή •επιφάνεια•συστολή •συμπύκνωση

ΓENIKOΣ ΣTOXOΣ KEΦAΛAIOY

•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτοφυσικόμέγεθος«θερμότητα»απότοφυσικόμέγεθος«θερμοκρασία»,ναμελετήσουνφαινόμενασχετικάμετηθερμότητα,όπωςησυστολήκαιδιαστολήστερεών,υγρώνκαιαερίωνκαθώςκαιφαινόμενασχετικάμετηναλλαγήφυσικήςκατάστασης.

EIΔIKOTEPOI ΣTOXOI

•Ναπεριγράψουνοιμαθητέςτηνκατασκευή,τηλειτουργίακαιτηχρησιμότητατωνθερμομέτρωνυδραργύρουκαιοινοπνεύματος.

116

•Ναμετρήσουνοιμαθητέςτηθερμοκρασίαδιάφορωνσωμάτων,χρησιμοποιώνταςθερμόμετραυδραργύρουκαιοινοπνεύματος.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηαπορρόφησηθερμότηταςαπόένασώμαέχειωςαποτέλεσματηναύξησητηςθερμοκρασίαςτου.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιοπάγοςλιώνεισεσυγκεκριμένηθερμοκρασία.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότι,όσηώραοπάγοςλιώνει,ηθερμοκρασίαπαραμένεισταθερή.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηναλλαγήφυσικήςκατάστασηςαπόστερεήσευγρήτηνονομάζουμετήξη.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότι,γιαναγίνειένασώμααπόστερεόυγρό,πρέπεινααπορροφήσειενέργεια.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιτονερόστερεοποιείταισεσυγκεκριμένηθερμοκρασία.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότι,όσηώρατονερόστερεοποιείται,ηθερμοκρασίαπαραμένεισταθερή.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηναλλαγήφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεστερεήτηνονομάζουμεπήξη.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηθερμοκρασίαπήξηςενόςσώματοςείναιίσημετηθερμοκρασίατήξηςτου.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότι,γιαναγίνειένασώμααπόυγρόστερεό,πρέπεινα«δώσει»ενέργεια.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιεξάτμισηονομάζουμετηναλλαγήτηςφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεαέριαμιαςποσότηταςυγρούαπότηνελεύθερηεπιφάνειάτου.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότικατάτηνεξάτμισητουγρόαπορροφάενέργεια.• Να αναφέρουν οι μαθητές ότι τη μετατροπή της φυσικής κατάστασης από αέρια σε υγρή την ονομάζουμε συμπύκνωση ήυγροποίηση.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότικατάτηνυγροποίησητοαέριο«δίνει»ενέργεια.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηναλλαγήτηςφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεαέριατηνονομάζουμεβρασμό,όταναυτήγίνεταισεόλοτουγρό.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηθερμοκρασίαβρασμούτουνερούείναισυγκεκριμένη.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότι,όσηώραδιαρκείοβρασμόςτουνερού,ηθερμοκρασίατουπαραμένεισταθερή.•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτοφαινόμενοτηςεξάτμισηςαπότοφαινόμενοτουβρασμού.• Να διαπιστώσουν οι μαθητές πειραματικά ότι τα στερεά, υγρά και αέρια σώματα διαστέλλονται, όταν θερμαίνονται καισυστέλλονται,ότανψύχονται.

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣYNOΠTIKA

• Η εκτίμηση της θερμοκρασίας με τις αισθήσεις μας δεν είναι ακριβής. Για να μετρήσουμε με ακρίβεια τη θερμοκρασία,χρησιμοποιούμεειδικάόργανα,ταθερμόμετρα.

•Ηκατασκευήτωνθερμομέτρωνυδραργύρουκαιοινοπνεύματοςείναιίδια.Ηλειτουργίατουςστηρίζεταιστηδιαστολήήσυστολή,ανάλογαμετηθερμοκρασία,ενόςυγρούπουβρίσκεταισεέναμικρόδοχείο.Τοδοχείοαυτόκαταλήγειστοεπάνωμέροςτουσεέναλεπτόσωληνάκι.Όταντουγρόδιαστέλλεται,ανεβαίνειηστάθμητουστολεπτόσωληνάκι.Δίπλαστολεπτόσωληνάκιείναισημειωμένηηκλίμακα,στηνοποίαδιαβάζουμετηντιμήτηςθερμοκρασίας.

•ΗκλίμακαCelsiusέχειοριστείμεβάσητοσημείοβρασμούτουνερού(100°C)καιτοσημείοτήξηςτουπάγου(0°C).•Όταν δύοσώματα, που έχουν διαφορετική θερμοκρασία, έρθουν σε επαφή, ρέει ενέργεια από το σώμα με την υψηλότερηθερμοκρασία προς το σώμα με τη χαμηλότερη θερμοκρασία. Την ενέργεια που ρέει από ένα σώμα σε ένα άλλο λόγω τηςδιαφορετικής τους θερμοκρασίας την ονομάζουμε θερμότητα. Η θερμότητα ρέει λοιπόν πάντοτε από τα θερμότερα σταψυχρότερασώματα.

•Μίααπότιςβασικέςιδιότητεςτωνσωμάτωνείναιηφυσικήτουςκατάσταση.Ηφυσικήκατάστασημπορείναείναιστερεή,υγρήήαέρια.

•Ότανέναστερεόσώμααπορροφάενέργεια,ηθερμοκρασίατουαυξάνεται.Σεκάποιασυγκεκριμένηθερμοκρασίατοστερεόαρχίζεινααλλάζεισταδιακάφυσικήκατάστασηκαιγίνεταιυγρό.Τοφαινόμενοαυτόονομάζεταιτήξη.Όσηώραδιαρκείητήξηκαιωσότουόληηποσότητατουστερεούγίνειυγρή,ηθερμοκρασίαδεμεταβάλλεταιπαράτηναπορρόφησηενέργειας.

•Όταν ένα υγρό αποβάλλει ενέργεια, η θερμοκρασία του μειώνεται. Σε κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία το υγρό αρχίζεισταδιακάνααλλάζειφυσικήκατάστασηκαιγίνεταιστερεό.Τοφαινόμενοαυτόονομάζεταιπήξη.Όσηώραδιαρκείηπήξηκαιωσότουόληηποσότητατουυγρούστερεοποιηθεί,ηθερμοκρασίαδεμεταβάλλεταιπαράτηναποβολήενέργειας.

•Ηθερμοκρασίαπήξηςτωνκαθαρώνουσιώνείναιίσημετηθερμοκρασίατήξηςτουςκαιχαρακτηριστικήγιακάθεουσία.•Ανεξάρτητααπότηθερμοκρασίατου,έναμέροςτουυγρούαπότηνελεύθερηεπιφάνειάτουαπορροφάενέργειακαιαλλάζειτηφυσικήτουκατάστασηαπόυγρήσεαέρια.Τοφαινόμενοαυτόονομάζεταιεξάτμιση.

•Ότανέναυγρόθερμαίνεται,ηθερμοκρασίατουαυξάνεται.Μετηναύξησητηςθερμοκρασίαςαυξάνεταικαιηεξάτμιση,ηαλλαγήδηλαδήτηςφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεαέριαστηνελεύθερηεπιφάνειατουυγρού.Σεκάποιασυγκεκριμένηθερμοκρασία,ηαλλαγήτηςφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεαέριααρχίζειναγίνεταισεόλοτουγρόκαιόχιμόνοστηνελεύθερηεπιφάνειάτου.Τοφαινόμενοαυτόονομάζεταιβρασμός.Όσηώραδιαρκείοβρασμόςκαιωσότουόληηποσότητατουυγρούγίνειαέρια,η

117

θερμοκρασίαδεμεταβάλλεταιπαράτηναπορρόφησηενέργειας.• Η αλλαγή φυσικής κατάστασης από αέρια σε υγρή ονομάζεται συμπύκνωση ή υγροποίηση. Κατά τη συμπύκνωση το αέριοαποβάλλειενέργεια.

•Ταστερεά,υγράκαιαέριασώματαδιαστέλλονται,ότανθερμαίνονταικαισυστέλλονται,ότανψύχονται.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ - ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚOΛΙΕΣ

•Oιπερισσότεροιμαθητέςσυγχέουνταφυσικάμεγέθη«θερμοκρασία»και«θερμότητα».Ησύγχυσηαυτήεπιτείνεταιαπότηνπολλές φορές λανθασμένη χρήση των όρων στην καθημερινή ζωή. Για την άρση της σύγχυσης και τη σωστή διάκριση τωνμεγεθώνείναισημαντικόαπότηναρχήκιόλαςτουκεφαλαίουναεπιμένουμεστηνορθήχρήσητωνόρων.

•Πολλοίμαθητές,γιαναερμηνεύσουντασχετικάμετηθερμότηταφαινόμενα,«επινοούν»ένανέομέγεθος,την«ψυχρότητα».Αντί δηλαδή να αντιλαμβάνονται το ψύχος ως έλλειψη θερμότητας, του προσδίδουν ανεξάρτητη υπόσταση. Καθημερινέςεκφράσεις,όπως«κλείσετοπαράθυρο,γιαναμηνμπεικρύομέσα»,«κλείσετοψυγείο,γιαναμηφύγειηψύξη»,«σήμερακάνεικρύο,έχειψύχρα»επιτείνουντησύγχυσητωνμαθητών.

•Πολλέςφορέςη«ζέστη»καιτο«κρύο»ήη«θερμότητα»καιη«ψυχρότητα»εκλαμβάνονταιωςδύοδιαφορετικάρέονταυλικά,ταοποίαρέουνμέσακαιέξωαπότααντικείμενα.

•Καθώςοιπερισσότερεςουσίεςστηφύσησυναντώνταισεμίαφυσικήκατάσταση,πολλοίμαθητέςδυσκολεύονταινακατανοήσουνότιόλατασώματαμπορούνναυπάρξουνκαιστιςτρειςφυσικέςκαταστάσειςανάλογαμετιςσυνθήκεςπουεπικρατούν.Πολλοίμαθητές δυσκολεύονται να κατανοήσουν ότι ακόμη και το ατσάλι, για παράδειγμα, μπορεί να βρίσκεται σε αέρια φυσικήκατάσταση,ανηθερμοκρασίαείναιπάραπολύυψηλή.

•Πολλοίμαθητέςδυσκολεύονταιναδιακρίνουνπότετονερόβρίσκεταισεαέριακαιπότεσευγρήφυσικήκατάσταση.Θεωρούν,γιαπαράδειγμα,ότιτο«σύννεφο»,πουσχηματίζεταιπάνωαπότομπρίκιμετονερόπουβράζει,είναινερόσεαέριαφυσικήκατάσταση.Ηάποψηαυτήείναιλανθασμένη.Τονερόσεαέριαφυσικήκατάστασηδεφαίνεται.Ανμπορούμενα«δούμε»τονερό,αυτόσημαίνειότιβρίσκεταισευγρήφυσικήκατάσταση.Το«σύννεφο»,γιαπαράδειγμα,πουσχηματίζεταιπάνωαπότομπρίκιμενερόπουβράζει,αποτελείταιαπόμικροσκοπικάσταγονίδιανερού,πουαιωρούνταιστοναέρα.

OΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

Φύλλο Εργασίας 1:•3πλαστικέςλεκάνες(πείραμαεπίδειξης)•νερό•χάρτινοποτήρι•μπρίκι(πείραμαεπίδειξης)•καμινέτο(πείραμαεπίδειξης)•θερμόμετρο οινοπνεύματος(-10°Cέως110°C)•παγάκια

Φύλλο Εργασίας 2:•καμινέτο(πείραμαεπίδειξης)•νερό•λεκάνη•μπρίκι•2θερμόμετραοινοπνεύματος

Φύλλο Εργασίας 3:•θερμόμετρο οινοπνεύματος(-10°Cέως110°C)•νερό•ποτήρι•μπρίκι•παγάκια•παγοθήκη

•κερί•πλαστελίνη

Φύλλο Εργασίας 4:•σταγονόμετρο•οινόπνευμα•νερό•ποτήρι•παγάκια•χαρτόνι

Φύλλο Εργασίας 5:•διαφανέςπυρίμαχοδοχείο,ειδικό γιαφλόγα(πείραμαεπίδειξης)•θερμόμετρο(πείραμαεπίδειξης)•καμινέτο(πείραμαεπίδειξης)•νερό(πείραμαεπίδειξης)

Φύλλο Εργασίας 6:•κομμάτιξύλο•2μεγάλακαρφιά•κερί•πλαστελίνη•ξύλινομανταλάκι

•κέρμα•ποτήρι•νερό

Φύλλο Εργασίας 7:•νερό•νερομπογιά•μικρόμπουκαλάκι•καλαμάκι•πλαστελίνη•μεγάλοδοχείο•μαρκαδόρος•καμινέτο(πείραμαεπίδειξης)•μπρίκι(πείραμαεπίδειξης)

Φύλλο Εργασίας 8:•μπαλόνια•μικρόγυάλινομπουκάλι•2πλαστικέςλεκάνες•νερό•καμινέτο(πείραμαεπίδειξης)•μπρίκι(πείραμαεπίδειξης)•μπουκάλι(πείραμαεπίδειξης)•κέρμα(πείραμαεπίδειξης)

119

ANAΠTYΞH TOY KEΦAΛAIOY

Πολλέςφορέςεκτιμάμετηθερμοκρασίαμετιςαισθήσειςμας.Ακουμπάμεκάποιονστομέτωπο,γιανακαταλάβουμεανέχειπυρετό.Πλησιάζουμεταχέριαστοφούρνο,γιανακαταλάβουμεανλειτουργεί.Απότοχρώματουμετάλλουμπορούμεκάποιεςφορέςνακαταλάβουμεανείναιπολύζεστό.Ηεκτίμησηόμωςτηςθερμοκρασίαςμετιςαισθήσειςδενείναισεόλεςτιςπερι-πτώσειςδυνατήούτεείναιακριβής.Γιαναμετράμεμεασφά-λεια και ακρίβεια τη θερμοκρασία, χρησιμοποιούμε ειδικάόργανα,ταθερμόμετρα.

Απότηνκαθημερινήμαςεμπειρίαείναιγνωστόότι,ανφέρουμεσεεπαφήδύοσώματαπουαρχικάέχουνδιαφορετικήθερμο-κρασία,θααποκτήσουντελικάμίακοινή,ενδιάμεσηθερμοκρα-σία. Αν, για παράδειγμα, βάλουμε έναπυρωμένο μέταλλο σεέναδοχείομενερό,σταδιακάηθερμοκρασίατουμετάλλουθαμειωθεί, ενώηθερμοκρασία του νερούθααυξηθεί, μέχρι τομέταλλοκαιτονερόνααποκτήσουντηνίδιαθερμοκρασία.Ανστησυνέχειατοδοχείοπαραμείνειγιααρκετόχρονικόδιάστη-μαστοπεριβάλλον,ηθερμοκρασίατουνερούκαιτουμετάλλουθαμειωθείκαιτελικάθασταθεροποιηθεί.Τότετομέταλλο,τονερόκαιοαέραςτουπεριβάλλοντοςθαβρίσκονταισεθερμική ισορροπία,ηθερμοκρασίατουςδηλαδήθαείναιίσηκαιδεθαμεταβάλλεταιμετηνπάροδοτουχρόνου.

Στηναποκατάστασητηςθερμικήςισορροπίαςμετάτηνπάροδοκάποιουχρονικούδιαστήματοςστηρίζεταικαιηλειτουργίατουθερμομέτρου. Ότανφέρνουμετοθερμόμετροσεεπαφήμεένασώμα, του οποίου τη θερμοκρασία θέλουμε να μετρήσουμε,μετάαπόένασύντομοσχετικάχρονικόδιάστηματοσώμακαιτοθερμόμετρο βρίσκονται σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας,έχουνδηλαδήτηνίδιαθερμοκρασία.Τηνκοινήαυτήθερμοκρα-σία «διαβάζουμε» στην κλίμακα του θερμομέτρου. Υπάρχουνδιάφοροι τύποιθερμομέτρων: ταηλεκτρονικάθερμόμετρα, ταπυρόμετρα,ταθερμόμετραμεδιμεταλλικόέλασμα,ταθερμό-μετραυδραργύρουκαιοινοπνεύματος.

Ταθερμόμετραυδραργύρουκαιοινοπνεύματοςαποτελούντονπιο κοινό τύπο θερμομέτρων. Αποτελούνται από ένα μικρόγυάλινο δοχείο, που καταλήγει στο επάνω του μέροςσε έναγυάλινοτριχοειδέςσωληνάκι.Τοδοχείοείναιγεμάτομευδράρ-

γυροήοινόπνευμα.Μετηναύξησητηςθερμοκρασίαςουδράρ-γυρος ή το οινόπνευμα διαστέλλονται, ο όγκος τους δηλαδήαυξάνεται,οπότεηστάθμητουυγρούστοτριχοειδέςσωληνάκι

μεταβάλλεται. Βαθμονομώντας το θερμόμετρο μπορούμε ναμετρήσουμε τη θερμοκρασία, παρατηρώντας τη στάθμη τουυγρούστοτριχοειδέςσωληνάκι.Γιατηβαθμονόμησητουθερ-μομέτρουαπαιτούνταιδύοσταθερέςθερμοκρασίες,πουχρησι-μεύουνωςθερμοκρασίεςαναφοράς.Ηκλίμακα,πουσυνήθωςχρησιμοποιούμε στη χώρα μας, ονομάζεται κλίμακα Celsius προςτιμήντουΣουηδούφυσικούπουτηνεπινόησε.Στηνκλίμα-καCelsiusoιθερμοκρασίεςαναφοράςείναι:•ηθερμοκρασίατήξηςτουπάγου(απόαποσταγμένονερό)σεατμοσφαιρικήπίεσημίαςατμόσφαιρας.•ηθερμοκρασίαβρασμούτουαποσταγμένουνερούσεατμο-σφαιρικήπίεσημίαςατμόσφαιρας.ΣτηνπρώτηθερμοκρασίααναφοράςοCelsiusέδωσετηντιμή 0°Cκαιστηδεύτερηέδωσετηντιμή100°C.ΗκλίμακαCelsiusείναιγραμμική.Αφούδηλαδήσημειώσουμεσεαυτήν την τιμή 0°Cκαιτηντιμή100°C,μοιράζουμετημεταξύτουςαπόστασησε100ίσαδιαστήματα.

Μια άλλη γνωστή κλίμακα, που χρησιμοποιείται κυρίως στηΒόρειο Αμερική και στη Μεγάλη Βρετανία, είναι η κλίμακαFahrenheit. Στηνκλίμακααυτήηθερμοκρασίατήξηςτουπάγουείναι32°Fκαιηθερμοκρασίαβρασμούτουνερούείναι212°F.O Fahrenheit χρησιμοποίησε ως θερμοκρασίες αναφοράς για

ΘΕΡΜOΚΡΑΣΙΑ - ΘΕΡΜOΤΗΤΑ

1.μικρόδοχείομευγρό

2.λεπτόσωληνάκι

3.κλίμακα

θερμόμετρουδραργύρου θερμόμετροοινοπνεύματος

120

χάσειέναήπερισσότεραηλεκτρόνια.Τοσώματότεβρίσκεταισεκατάστασηπλάσματος.Λόγωτωνεξαιρετικάακραίωνσυν-θηκώνπουαπαιτούνται,γιαναβρεθείένασώμαστηνκατάστα-σηπλάσματος,καταλαβαίνουμεγιατίδενυπάρχουνσώματασεαυτήν τη φυσική κατάσταση στις συνθήκες που επικρατούνστηνεπιφάνειατηςγης.Στοσύμπανόμωςηφυσικήαυτήκατά-στασηκυριαρχεί,καθώςηύληστονήλιοκαισταάλλαάστρα,στιςκύριεςδηλαδήπηγέςενέργειαςτουσύμπαντος,βρίσκεταισεαυτήντηφυσικήκατάσταση.

Κατάτηναλλαγήτηςφυσικήςκατάστασηςενόςσώματοςμετα-βάλλεταιηεσωτερικήτουενέργεια.Αυτόμπορείναγίνειμετημεταβολήτηςπίεσηςπουασκείταιστοσώμαήμεροήθερμό-τηταςαπόήπροςτοσώμα.Όπωςέχειαναφερθείπροηγουμέ-νως,ηροήθερμότηταςαπόήπροςένασώμαέχειωςαποτέ-λεσμα τη μεταβολή της θερμοκρασίας του. Αυτό δεν ισχύει,όταντοσώμααλλάζειφυσικήκατάσταση.Όσοδιαρκείημετα-τροπή της φυσικής κατάστασης και παρά τη ροή θερμότηταςαπόήπροςτοσώμα,ηθερμοκρασίαπαραμένεισταθερή.Ηροήθερμότηταςστηνπερίπτωσηαυτήδενέχειωςαποτέλεσματημεταβολή της θερμοκρασίας, αλλά την αλλαγή της φυσικήςκατάστασηςμέρουςτουσώματος.Ανγιαπαράδειγμααρχίσου-μεναθερμαίνουμεέναδοχείομενερό,ηροήθερμότηταςπροςτο νερό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίαςτου.Σεκάποιαχαρακτηριστικήθερμοκρασίατονερόαρχίζειναβράζει.Σταδιακά,μέροςτουνερούμετατρέπεταιαπόυγρόσεαέριο.Όσηώραδιαρκείοβρασμόςκαιπαράτηροήθερμότηταςπροςαυτό,ηθερμοκρασίαπαραμένεισταθερή.

Ηροήθερμότηταςέχειωςαποτέλεσματημεταβολήτηςφυσι-κήςκατάστασηςμέρους τουνερούαπόυγρήσεαέρια.Ότανγίνειόληηποσότητατουνερούαέριακαιεφόσονσυνεχίζεταιηροή θερμότητας προς αυτό, η θερμοκρασία του αέριου πιανερού,ηθερμοκρασίατωνυδρατμών,θααρχίσεινααυξάνεται.Εφόσονέχειολοκληρωθείημετατροπήτηςφυσικήςκατάστα-σης,ηροήθερμότηταςέχειπάλιωςαποτέλεσματηναύξησητηςθερμοκρασίας.Ηροήλοιπόνθερμότηταςαπόήπροςένασώμαμπορείναέχειωςαποτέλεσματημεταβολήτηςθερμο-κρασίας του ή την αλλαγή της φυσικής του κατάστασης. Σεκάθε περίπτωση, η ροή θερμότητας έχει ως αποτέλεσμα τημεταβολήτηςεσωτερικήςενέργειαςτουσώματος.

Όταν ένα στερεό απορροφά ενέργεια, η θερμοκρασία τουαυξάνεται. Σε κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία το στερεόαρχίζεισταδιακάνααλλάζειφυσικήκατάστασηκαιγίνεταιυγρό.Η μετατροπή της φυσικής κατάστασης από στερεή σε υγρήονομάζεται τήξη.Όσηώρα διαρκεί η τήξη και ωσότου όλη ηποσότητατουστερεούγίνειυγρή,ηθερμοκρασίαδεμεταβάλ-λεταιπαράτηναπορρόφησηενέργειας.

Ότανέναυγρόαποβάλλειενέργεια,ηθερμοκρασίατουμειώ-νεται. Σε κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία το υγρό αρχίζεισταδιακά να αλλάζει φυσική κατάσταση και γίνεται στερεό.Η

τηνκλίμακάτουαφενόςτηχαμηλότερηθερμοκρασίαπουμπο-ρούσεναπετύχειμεταψυκτικάμέσαπουδιέθετε,καιέδωσεσε αυτήν την τιμή 0 F, και αφετέρου τη θερμοκρασία υγιούςανθρώπου,λίγοαυξημένη,καιέδωσεσεαυτήντηντιμή100F.

Αντοποθετήσουμεέναδοχείομενερόπάνωστοαναμμένομάτιτηςηλεκτρικήςκουζίνας,θαπαρατηρήσουμεότιηθερμοκρασίατουνερούαυξάνεται,καθώςπερνάειοχρόνος.Ηαύξησητηςθερμοκρασίας του νερούοφείλεταιστηροήενέργειας, μέσωτουδοχείου,απότομάτιτηςηλεκτρικήςκουζίναςστονερό.Ηενέργειαρέειδηλαδήαπότοσώμαμετημεγαλύτερηθερμο-κρασία στο σώμα με τη μικρότερη θερμοκρασία. Κατά τηναποκατάσταση της θερμικής ισορροπίας που περιγράφηκεπαραπάνω,ηεξίσωσητωνθερμοκρασιώνοφείλεταιλοιπόνσεροή ενέργειας από το σώμα με την υψηλότερη θερμοκρασίαπροςτοσώμαμετηχαμηλότερηθερμοκρασία.Όταντοποθε-τούμετοπυρωμένομέταλλοστονερό,ηενέργειαρέειαπότοθερμότερομέταλλοπροςτοψυχρότερονερό.Ότανπάλιαφή-νουμετοποτήριμετονερόστοπεριβάλλον,ηενέργειαρέειαπότοθερμότερονερόπροςτοπιοψυχρόπεριβάλλον.Ηροήενέργειαςπροςένασώμαέχειωςαποτέλεσματηναύξησητηςθερμοκρασίαςτου,ενώηροήενέργειαςαπόένασώμαέχειωςαποτέλεσμα τη μείωση της θερμοκρασίας του. Την ενέργειαπουρέει απόένασώμασεέναάλλο λόγω τηςδιαφορετικήςτουςθερμοκρασίαςτηνονομάζουμε θερμότητα1. Ηθερμότηταρέει πάντοτε από το σώμα με την υψηλότερη θερμοκρασίαπροςτοσώμαμετηχαμηλότερηθερμοκρασία.Ηροήθερμότη-ταςαπόένασώμασεέναάλλοσταματάμόνονόταντασώματαβρεθούν σε θερμική ισορροπία, όταν δηλαδή εξισωθούν οιθερμοκρασίεςτους.

Τασώματαγύρωμαςέχουνδιάφορεςιδιότητες.Μερικέςαπόαυτέςτιςαντιλαμβανόμαστεμετιςαισθήσειςμας,ενώκάποιεςάλλεςκάνονταςπειράματα.Μιαβασικήιδιότητατωνσωμάτων,την οποία αντιλαμβανόμαστε με τις αισθήσεις μας, είναι ηφυσική τους κατάσταση. Η ύλη εμφανίζεται στο σύμπαν σετέσσεριςφυσικέςκαταστάσεις:τηστερεή,τηνυγρή,τηναέρια καιτηνκατάσταση πλάσματος.Ηφυσικήκατάστασηενόςσώμα-τοςεξαρτάταιαπότιςσυνθήκεςπίεσηςκαιθερμοκρασίας,στιςοποίες αυτό βρίσκεται. Εάν οι συνθήκες αυτές μεταβληθούν,είναιδυνατόνέναστερεόσώμαναγίνειυγρόκαιαντίστροφαήέναυγρόναγίνειαέριοκαιαντίστροφα.Διατηρώνταςγιαπαρά-δειγμασταθερήτηνπίεσηκαιπροσφέρονταςδιαρκώςθερμό-τητασεένασώμαπουαρχικάβρίσκεταισεστερεήκατάσταση,τοσώμααυτόμετάαπόκάποιοχρονικόδιάστημαθαγίνειυγρό.Ανηπροσφοράθερμότηταςσυνεχιστείγιααρκετόακόμηχρο-νικόδιάστημα,τοσώμαθαγίνειτελικάαέριο.Όλεςοιουσίεςμπορούν να μετατραπούν από τη μία φυσική κατάσταση στηνάλληκαιαντίστροφα.Ανηπροσφοράενέργειαςσεένασώμασυνεχιστείσεθερμο-κρασίεςπουξεπερνούντους2000°C,τότεταάτομαπουτοαποτελούν«σπάνε»,δημιουργώνταςένα«μίγμα»ηλεκτρονίωνκαι θετικά φορτισμένων ιόντων, ατόμων δηλαδή που έχουν

1.Πολλέςφορέςηθερμότητασυγχέεταιμετηνεσωτερικήενέργειαενόςσώματος.Θερμότηταονομάζεταιηενέργειαπουρέειαπόένασώμασεέναάλλολόγωτηςδιαφορετικήςτουςθερμοκρασίας.Εσωτερικήενέργειαονομάζεταιηενέργειαπουέχειένασώμαλόγωτηςθερμοκρασίαςτου.Σεένασώμα,συνεπώς,ρέειαπόέναάλλοθερμότηταλόγωδιαφοράςθερμοκρασίας.Τοσώμαόμωςέχειεσωτερικήενέργεια(καιόχιθερμότητα),ηοποίααυξάνεταιλόγωτηςροήςπροςαυτόθερμότητας.Απότηστιγμήπουστηνενέργειαδίνονταιδιαφορετικέςονομασίες(βλέπεανάπτυξητηςενότητας«Ενέργεια»)είναισημαντικόναχρησιμοποιείταιγιακάθεπερίπτωσηηδόκιμηονομασία.

121

μετατροπήτηςφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεστερεήονο-μάζεταιπήξη.Όσηώραδιαρκείηπήξηκαιωσότουόληηποσό-τητατουυγρούγίνειστερεή,ηθερμοκρασίαδεμεταβάλλεταιπαράτηναποβολήενέργειας.

Η θερμοκρασία τήξης των καθαρών ουσιών είναι ίση με τηθερμοκρασίαπήξηςτουςκαιχαρακτηριστικήγιακάθεουσία.Ηθερμοκρασίατήξης-πήξης,γιαπαράδειγμα,τουαποσταγμέ-νουνερού,σεσυνθήκεςατμοσφαιρικήςπίεσηςμιαςατμόσφαι-ρας,είναι0°C.

Ανεξάρτητααπότηθερμοκρασίαπουεπικρατεί,έναμέροςτωνυγρώναπορροφάενέργειακαιαλλάζειτηφυσικήτουκατάστα-σηαπόυγρήσεαέρια.Τοφαινόμενοαυτόονομάζεταιεξάτμιση. Η εξάτμιση πραγματοποιείται μόνο από την ελεύθερη επιφά-νειατουυγρού.Ηποσότητατουυγρού,πουεξατμίζεταισεέναδεδομένοχρονικόδιάστημα,ορυθμόςδηλαδήτηςεξάτμισης,εξαρτάταιαπότηθερμοκρασία,απότηνταχύτητατουανέμου,απότομέγεθοςτηςελεύθερηςεπιφάνειαςτουυγρούκαθώςκαιαπότοείδοςτουυγρού.

Ότανέναυγρόαπορροφάενέργεια,ηθερμοκρασίατουαυξά-νεται.Μετηναύξησητηςθερμοκρασίαςαυξάνεταικαιορυθ-μός της εξάτμισης, ο ρυθμός δηλαδή της αλλαγής φυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεαέριαστηνελεύθερηεπιφάνειατουυγρού.Σεκάποιασυγκεκριμένηθερμοκρασίαηαλλαγήφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεαέριααρχίζειναγίνεταισεόλοτονόγκοτουυγρούκαιόχιμόνοστηνελεύθερηεπιφάνειάτου.Τοφαινόμενοαυτόονομάζεταιβρασμός.Όσηώραδιαρκείοβρα-σμός και ωσότου όλη η ποσότητα του υγρού γίνει αέρια, ηθερμοκρασίαδεμεταβάλλεταιπαράτηναπορρόφησηενέργει-ας.Ηθερμοκρασίαβρασμούτωνκαθαρώνουσιώνείναισταθε-ρήκαιχαρακτηριστικήγιακάθεουσία.Ηθερμοκρασίαβρασμού,γιαπαράδειγμα,τουκαθαρούνερού,σεσυνθήκεςατμοσφαιρι-κήςπίεσηςμιαςατμόσφαιρας,είναι100°C.

Η αλλαγή φυσικής κατάστασης από αέρια σε υγρή ή στερεήονομάζεταισυμπύκνωση.Κατάτησυμπύκνωσητοαέριοαπο-βάλλειενέργειακαιμετατρέπεταισευγρόήστερεό,ανάλογα

μετηθερμοκρασία.Στηνκαθημερινήζωήονομάζουμεσυχνάτημετατροπήενόςαερίουσευγρόκαιυγροποίηση.

Καθώς το εύρος μεταβολής της θερμοκρασίας και της ατμο-σφαιρικήςπίεσηςστηφύσηείναισχετικάμικρό,οιπερισσότε-ρες ουσίες στη φύση συναντώνται σε μία φυσική κατάσταση.Μιααπότιςεξαιρέσειςαποτελείτονερό,τουοποίουηθερμο-κρασίατήξης-πήξηςβρίσκεταιμέσαστοεύροςτηςμεταβολήςτηςθερμοκρασίαςστηφύση.Τονερόσυναντάταιστηφύσηκαιστιςτρειςφυσικέςκαταστάσεις.Τονερόστιςθάλασσες,στιςλίμνεςκαισταποτάμιαβρίσκεταισευγρήφυσικήκατάσταση,στηνατμόσφαιρα βρίσκεται σεαέριαφυσική κατάσταση, ενώ,ότανηθερμοκρασίαείναιχαμηλότερηαπότους0°C,τονερόβρίσκεταισεστερεήφυσικήκατάσταση.Πρέπεινασημειωθείεδώότιτονερόσεαέριαφυσικήκατάστασηδενείναιορατό.Ανμπορούμε να δούμε το νερό, αυτό σημαίνει ότι βρίσκεται σευγρήφυσική κατάσταση. Το «σύννεφο», για παράδειγμα, πουσχηματίζεταιπάνωαπόέναδοχείομενερόσευψηλήθερμο-κρασία,αποτελείταιαπόμικροσκοπικάσταγονίδιανερού,πουαιωρούνταιστοναέρα.

Απότηνκαθημερινήμαςεμπειρίαγνωρίζουμεότιοόγκοςενόςσώματοςαυξάνεται,όταναυτόθερμαίνεταικαιμειώνεται,όταναυτό ψύχεται. Την αύξηση του όγκου λόγω της αύξησης τηςθερμοκρασίαςτηνονομάζουμεδιαστολή,ενώαντίθετατημεί-ωσητουόγκουλόγωτηςμείωσηςτηςθερμοκρασίαςτηνονο-μάζουμεσυστολή.Oιμηχανικοί,ότανσχεδιάζουνγέφυρεςκαικτήρια,αφήνουνστιςκατασκευέςαρμούςδιαστολής,έτσιώστεαυτάναμηνκαταστρέφονταικατάτημεταβολήτηςθερμοκρα-σίας.Όλασχεδόντασώματα,στερεά,υγράκαιαέρια,διαστέλ-λονται,ότανθερμαίνονταικαισυστέλλονται,ότανψύχονται.Τααέριαδιαστέλλονταιπερισσότεροαπόταυγράκαιταστερεά.Διαφορετικά στερεά και υγρά διαστέλλονται σε διαφορετικόβαθμόστηνίδιαμεταβολήτηςθερμοκρασίας.Ταιδανικάαέριαδιαστέλλονται και συστέλλονται στον ίδιο βαθμό, στην ίδιαμεταβολή τηςθερμοκρασίας.Γενικάόλα τααέριαδιαστέλλο-νται και συστέλλονται περίπου στον ίδιο βαθμό, στην ίδιαμεταβολήτηςθερμοκρασίας.

123

•

•

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: ΤO ΘΕΡΜOΜΕΤΡO

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

θερμοκρασία,θερμόμετρουδραργύρου,θερμόμετροοινοπνεύματος,κλίμακαCelsius,βαθμόςCelsius

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηεκτίμησητηςθερμοκρασίαςμετιςαισθήσειςμαςείναιυποκειμενική.•Ναπεριγράψουνοιμαθητέςτηνκατασκευήτωνθερμομέτρωνυδραργύρουκαιοινοπνεύματοςκαιναεξηγήσουντηχρησιμότητακαιτοντρόπολειτουργίαςτους.

•Ναχρησιμοποιήσουνοιμαθητέςθερμόμετροοινοπνεύματοςγιατημέτρησητηςθερμοκρασίαςκάποιωνσωμάτων.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηθερμοκρασίατήξηςτουπάγουκαιτηθερμοκρασίαβρασμούτουνερού.•ΝαπεριγράψουνοιμαθητέςτοντρόπομετονοποίοεργάστηκεοCelsiusγιατονκαθορισμότηςκλίμακάςτου.•Ναβαθμονομήσουνοιμαθητέςαβαθμονόμητοθερμόμετρο.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•νερό•θερμόμετροοινοπνεύματος•παγάκια•χάρτινοποτήρι

για τα πειράματα επίδειξης•3λεκάνες •νερό•καμινέτο •μπρίκι•κατσαρολάκι•θερμόμετροοινοπνεύματος

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντιςεικόνες.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιασυζήτησηστηντάξη:-Μεποιοτρόπο,συνήθως,προσπαθείκάποιοςνακαταλάβειανέχετεπυρετό;- Τιθακάνατε,γιαναδιαπιστώσετε,ανοφούρνοςήέναμάτιτηςκουζίναςείναιζεστό;- Τιυποθέτετεγιατηθερμοκρασίατηςβίδαςστηνεικόνα;Στησυνέχειαζητάμεαπόέναμαθητήναδιαβάσειτοεισαγωγικόερώτημακαιπροκαλούμετηδιατύπωσηυποθέσεων,τιςοποίεςχωρίςνασχολιάσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοι μαθητέςδιαπιστώνουνότι ηεκτίμησητηςθερμοκρασίαςμετιςαισθήσειςμαςδενείναιακριβής.Τοπείραμαμπορείναγίνειμετημορφήεπίδειξηςμετηβοήθεια2-3μαθητών,οιοποίοιθααναφέρουνστηντάξητηνπαρατήρη-σήτους.Ηεκτέλεσητουπειράματοςσεομάδεςδεσυνιστάται,γιατί,εκτόςαπότογεγονόςότιαπαιτείταιπολύςχρόνος,είναιπολύπιθανόοιμαθητέςναβραχούν.

Για να εξοικονομήσουμε χρόνο, καλόείναι, πριν ξεκινήσει τομάθημα,ναέχουμεετοιμάσειτιςλεκάνεςμετοζεστό,τοκρύοκαιτοχλιαρόνερόκαινατιςέχουμετοποθετήσειστηνέδρα.

Σελ. 70

124

μικρό δοχείο με υγρόλεπτό σωληνάκικλίμακα

Με το χέρι που είχα στο ζεστό νερό αισθάνθηκα το χλιαρό νερό κρύο, ενώ με το χέρι που είχα στο κρύο νερό αισθάνθηκα το χλιαρό νερό ζεστό.

Η εκτίμηση της θερμοκρασίας με την αίσθηση της αφής δεν είναι ακριβής.

θερμόμετρο υδραργύρου θερμόμετρο οινοπνεύματος

Σελ. 71

Οιμαθητέςσημειώνουντηνπαρατήρησητουςαπότοπείραματης προηγούμενης σελίδας στον προβλεπόμενο χώρο στοβιβλίοτους.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντηνπαρατήρησήτουςστοπείραμαπουπροηγή-θηκε και διατυπώνουν το συμπέρασμα. Προτρέπουμε τουςμαθητές να αναφέρουν παρόμοιες εμπειρίες τους από ταμπάνιαστηθάλασσα.Ρωτάμεδηλαδήπώςαντιλαμβάνονταιτηθερμοκρασίατουνερούτηςθάλασσας,ότανβουτούνσ'αυτήν,αφούέχουνμείνειπολλήώραστονήλιοκαιτοσώματουςέχειζεσταθεί αρκετά και πώς αισθάνονται τη θερμοκρασία τουνερού,ότανβουτούνστηθάλασσα,αφούέχουνμείνειαρκετήώραστησκιά.

Αφούδιατυπώσουνκαισημειώσουνοιμαθητέςστοβιβλίοτουςτοσυμπέρασμα,ρωτάμε:- Πώςμπορούμεναέχουμεακριβήπληροφορίαγιατηθερμο-κρασίαενόςσώματος;

Oιπερισσότεροιμαθητέςγνωρίζουνότιημέτρησητηςθερμο-κρασίαςγίνεταιμεταθερμόμετρα,είναιόμωςπιθανόναμηνέχουνπαρατηρήσειπροσεχτικά την κατασκευή τους.Δίνουμεστουςμαθητέςέναθερμόμετρουδραργύρουήοινοπνεύματος(όχι όμως ιατρικό θερμόμετρο, καθώς η κατασκευή του είναιλίγοδιαφορετική)καιζητάμενατοπαρατηρήσουνπροσεκτικά.Στησυνέχειαζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασυγκρίνουντιςεικόνεςστοβιβλίοτους,στιςοποίεςφαίνεταισεμεγέθυνσητοκάτωάκροενόςθερμομέτρουυδραργύρουκαιενόςθερμομέτρουοινοπνεύματος.Oιμαθητέςπαρατηρούνότιταδύοθερμόμετραέχουνόμοιακατασκευήκαιότιδιαφέρουνμόνοστο χρώμα τουυγρού.Aνοι μαθητέςδεν το γνωρίζουνήδη,αναφέρουμεότιτοκόκκινουγρόείναιχρωματισμένοοινό-πνευμα,ενώτοασημίυδράργυρος,έναμέταλλοπουσεθερμο-κρασίαπεριβάλλοντοςείναιυγρό.

Στησυνέχειαβοηθάμετουςμαθητέςνασημειώσουνστοβιβλίοτους τις ονομασίες των βασικών μερών των θερμομέτρωνυδραργύρουήοινοπνεύματος.Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιοπροβάλλουμε τη σχετική διαφάνεια, αλλιώς ζητάμε από τουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόναστοβιβλίοτους.Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπεριγράψουνκαθένααπότατμήματατωνθερμομέτρωνκαιστησυνέχειααναφέρουμετηνονομασίατους.

Ζητάμετέλοςαπότουςμαθητέςνασημειώσουνκάτωαπότιςεικόνεςποιοθερμόμετροείναιοινοπνεύματοςκαιποιουδραρ-γύρου.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηθερμοκρα-σίατήξηςτουπάγου,ηθερμοκρασίαδηλαδήστηνοποίασυνυ-πάρχουντονερόκαιοπάγος,είναι0°C.

Για τηνεπιτυχία τουπειράματοςείναισημαντικό τονερόσταποτήρια να είναι λίγο (ύψος 2 cm περίπου) και τα παγάκιααρκετά(περίπου6-8παγάκιασεκάθεποτήρι).Εάνυπάρχειηδυνατότητα, χρησιμοποιούμε αντί για παγάκια τριμμένοπάγο.Είναιεπίσηςσημαντικόοιμαθητέςναανακατεύουνκαλά,όσηώραπαίρνουνμετρήσεις,τονερόμεταπαγάκια,ώστετονερόναέχειπαντούτηνίδιαθερμοκρασία.

Προσοχή: Στοπείραμααυτό, όπωςκαισταεπόμεναπειράματα,οιμαθητέςθαχρησιμοποιήσουνθερμόμε-τρα οινοπνεύματος. Η χρήση των θερμομέτρωνυδραργύρουαπότουςμαθητέςδενενδείκνυται,διότι,ανσπάσεικάποιοθερμόμετρο,ελευθερώνονταιατμοίυδραργύρου,πουείναιτοξικοί.

•

•

•

•

125

Η θερμοκρασία του πάγου που λιώνει είναι 0 °C.

Η θερμοκρασία που μετρήσαμε είναι 102 °C.

Ο Celcius τοποθέτησε ένα θερμόμετρο σε ένα δοχείο με καθαρό νερό και παγάκια. Στο σημείο που ήταν η στάθμη του υγρού στο θερμόμετρο σημείωσε τον αριθμό 0. Στη συνέχεια τοποθέτησε το θερμόμετρο σε ένα δοχείο με νερό που έβραζε και σημείωσε τον αριθμό 100. Μετά χώρισε το διάστημα αυτό, από το 0 έως το 100, σε 100 ίσα μέρη και ονόμασε κάθε μέρος ένα βαθμό.

10

Σελ. 72

Δεν μπορούμε να εκτιμάμε πάντα τη θερμοκρασία με τις αισθήσεις μας. Είναι, για παράδειγμα, επικίνδυνο να αγγίζουμε αντικείμενα, που έχουν πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή θερμοκρασία.

Όλα τα θερμόμετρα δείχνουν 37 °C. Η κλίμακα των θερμομέτρων είναι διαφορετική. Σημασία έχει σε ποιον αριθμό βρίσκεται η στάθμη του υγρού και όχι σε ποιο ύψος.

Ο Γιάννης εργάζεται λανθασμένα, διότι δεν έχει τοποθετήσει το θερμόμετρο έτσι, ώστε το μικρό δοχείο με το υγρό να καλύπτεται τελείως από το χώμα.

Σελ. 73

Μπορούμεναπροκαλέσουμεσχετικήσυζήτησηστην τάξηκαιναεξηγήσουμεστουςμαθητέςτασημείαπουπρέπειναπρο-σέχουμε,ότανμετράμεμεέναθερμόμετρο.Τομικρόδοχείομετοοινόπνευμαήτονυδράργυρονακαλύπτεταιτελείωςαπότοσώμαπουθερμομετρούμεκαιναμηνακουμπάτοθερμόμετροστατοιχώματατουδοχείου,ανμετράμετηθερμοκρασίαενόςυγρού.Ναδιαβάζουμετηθερμοκρασία,όταντουγρότουθερ-μομέτρουσταματήσειναανεβαίνειήνακατεβαίνειστολεπτόσωλήνα και να κοιτάζουμε κάθετα την κλίμακα του θερμομέ-τρου.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηθερμοκρα-σία του νερούπουβράζει είναιπερίπου100°C. Τοπείραμααυτό είναι επικίνδυνο, γι' αυτό και είναι χαρακτηρισμένο ωςπείραμα επίδειξης στο βιβλίο του μαθητή. Αναφέρουμε μεέμφασηστουςμαθητέςότιείναιεπικίνδυνοναεπαναλάβουντοπείραμααυτόστοσπίτι.

Τονερότηςβρύσηςπεριέχειάλατα,γι'αυτόσπάνιαηθερμο-κρασίαβρασμούτουείναιακριβώς100°C.Ανυπάρχειηδυνα-τότητα, χρησιμοποιούμε αποσταγμένο νερό (νερό για σίδεροατμού),τουοποίουηθερμοκρασίαβρασμούείναιπλησιέστεραστους100°C.

Μετηδραστηριότητααυτήοιμαθητέςβαθμονομούνένααβαθ-μονόμητο θερμόμετρο. Εξηγούμε ότι για την κατασκευή τηςκλίμακάς του ο Celsius χρησιμοποίησε τη θερμοκρασία στηνοποίαλιώνειοπάγοςκαιτηθερμοκρασίαστηνοποίαβράζειτοκαθαρόνερόσετόποπουβρίσκεταικοντάστηνεπιφάνειατηςθάλασσας.Στησυνέχειαζητάμεαπότουςμαθητέςνασημειώ-σουντιςχαρακτηριστικέςαυτέςθερμοκρασίεςστοσκίτσοκαιμετάνασυμπληρώσουντοσκίτσοσημειώνονταςκαιτιςυπόλοι-πεςθερμοκρασίεςστηνκλίμακαανά10°C.

Εξαγωγή συμπεράσματος:Ανακεφαλαιώνουμεζητώνταςαπόένανήδύομαθητέςναπερι-γράψουν προφορικά τον τρόπο κατασκευής της κλίμακαςCelsius.Zητάμετέλοςαπόμερικούςμαθητέςναδιαβάσουντηναπάντησήτουςκαιεπιβεβαιώνουμετηνορθότητάτης.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΣτηνεργασίααυτήοιμαθητέςκαλούνταιναεπισημάνουνκαινααιτιολογήσουν την αδυναμία εκτίμησης της θερμοκρασίας μετιςαισθήσειςμαςσεόλες τιςπεριπτώσεις.Ηεργασίααυτή,όπωςκαιηεργασία3,μπορείναανατεθείστουςμαθητέςμετάτηνολοκλήρωσητηςπρώτηςδιδακτικήςώραςπουπροβλέπε-ταιγιατηνενότητααυτή.

Oιμαθητέςκαλούνταιναπαρατηρήσουνπροσεκτικάταθερμό-μετρα, να διαβάσουν την ένδειξη της θερμοκρασίας και ναδιαπιστώσουνότικαιστατρίαθερμόμετραηένδειξηείναιίδια,παρότιηστάθμητουυγρούβρίσκεταισεδιαφορετικόύψος.Ηεργασίααυτήβοηθάτουςμαθητέςνακατανοήσουντησημασίατηςκλίμακας.

Ηεργασίααυτήαναφέρεταιστιςοδηγίεςγιατησωστήχρήσητουθερμομέτρου.

•

•

•

•

•

••

126

Σελ. 74

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΠρινοιμαθητέςανοίξουνταβιβλίατους,θέτουμετοερώτημα:- Πώςμπορούμεναζεστάνουμετονερόσεέναδοχείο;Σημειώνουμετηνερώτησηκαθώςκαιτιςαπαντήσειςτωνμαθη-τών στον πίνακα. Στη συνέχεια ζητάμε από τους μαθητές νασχολιάσουν τις εικόνες και σημειώνουμε στον πίνακα όσουςαπότουςτρόπουςθέρμανσης,πουπαρουσιάζονταισεαυτές,δενέχουνήδηαναφερθεί.Εξηγούμεότιγιατηθέρμανσητουνερού είναι απαραίτητη ενέργεια. Στη συνέχεια σημειώνουμετη λέξη «ενέργεια» στον πίνακα και θέτουμε το εισαγωγικόερώτημα:- Για ναθερμανθεί ένασώμα,είναι λοιπόναπαραίτητηενέρ-γεια.Πούπάειόμωςηενέργεια;Προκαλούμε τη διατύπωση υποθέσεων, τις οποίες χωρίς νασχολιάσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.

Πειραματική αντιμετώπισηΤοπείραμααυτόείναιχαρακτηρισμένοστοβιβλίοτουμαθητήωςπείραμαεπίδειξης.Τονίζουμεμεέμφασηστουςμαθητέςότιείναιεπικίνδυνοναεπαναλάβουντοπείραμαστοσπίτι.Με το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι, όταν ένασώμα απορροφά ενέργεια, η θερμοκρασία του αυξάνεται.Τοποθετούμετομπρίκιμετονερόστοαναμμένοκαμινέτοκαιζητάμεαπόέναμαθητήναμετράτηθερμοκρασίακάθελεπτόκαιναανακοινώνειτημέτρησήτουστουςσυμμαθητέςτου.Όσοομαθητήςβρίσκεταικοντάστοκαμινέτο,προσέχουμειδιαίτε-ρα. Oι υπόλοιποι μαθητές σημειώνουν τις μετρήσεις στονπροβλεπόμενοχώροστοβιβλίο τους.Επιμένουμεοι μαθητέςνα σημειώνουν δίπλα σε κάθε τιμή της θερμοκρασίας και τημονάδαμέτρησης(°C).

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: ΘEPMOKPAΣIA - ΘEPMOTHTA: ΔYO ENNOIEΣ ΔIAΦOPETIKEΣ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

θερμοκρασία,θερμότητα,ενέργεια,ροήθερμότητας

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςδιάφορουςτρόπουςμετουςοποίουςμπορούμενααυξήσουμετηθερμοκρασίαενόςσώματος.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότι,ότανένασώμααπορροφάθερμότητα,ηθερμοκρασίατουαυξάνεται.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηθερμότηταρέειαπόταθερμάσταψυχράσώματα.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •νερό•δοχείο•μπρίκι•2θερμόμετραοινοπνεύματος

για τα πειράματα επίδειξης•νερό•καμινέτο•μπρίκι•θερμόμετροοινοπνεύματος

•

•

127

60 °C55 °C52 °C50 °C48 °C

20 °C22 °C23 °C24 °C26 °C

Το νερό δίνει ενέργεια. Η θερμοκρασία του μειώνεται.Το νερό παίρνει ενέργεια. Η θερμοκρασία του αυξάνεται

Σελ. 76

20 °C22 °C24 °C25 °C27 °C

Ένα μέρος της ενέργειας που ελευθερώνεται, όταν καίγεται το αέριο, απορροφάται από το νερό. Έτσι η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται.

Σελ. 75

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηγιατηδιατύπωσητουσυμπε-ράσματος.Εξηγούμεότικατάτηνκαύσητουαερίουαπελευθε-ρώνεταιενέργειακαιρωτάμε:- Πούπηγαίνειηενέργειαπουαπελευθερώνεταιόσοκαίγεταιτοαέριο;- Τιαποτέλεσμαέχειηαπορρόφησηενέργειαςαπότονερό;Bοηθάμε τους μαθητές να κατανοήσουν ότι ένα μέρος τηςενέργειας, που απελευθερώνεται με την καύση του αερίου,απορροφάταιαπότονερόμεαποτέλεσματηναύξησητηςθερ-μοκρασίας του. Oι μαθητές έχουν μελετήσει τις ενεργειακέςμεταβολές, γι' αυτό αναφερόμαστε αναλυτικά στην ενέργεια,γιανακατανοήσουνοιμαθητέςότιηπροσφοράενέργειαςέχειωςαποτέλεσματηναύξησητηςθερμοκρασίας.Δεναναφερό-μαστεακόμηστηνέννοια«θερμότητα».Oιμαθητέςπρέπει,γιανα μπορέσουν να διακρίνουν τις έννοιες «θερμοκρασία» και«θερμότητα», να κατανοήσουν σταδιακά ότι η «θερμότητα»είναιμιαμορφήενέργειας.Αναφερόμαστελοιπόνστηγενικότε-ρηέννοια«ενέργεια»,μέχριοιμαθητέςναεμπεδώσουνότιηπροσφοράενέργειαςσεένασώμασυνεπάγεταιτηναύξησητηςθερμοκρασίαςτου.Aφούαυτόγίνεισαφές,θαορίσουμεπαρα-κάτωπότεη«ενέργεια»ονομάζεται«θερμότητα».

Πειραματική αντιμετώπισηΜε το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι, όταν δύοσώματαέρχονταισεεπαφή,ηενέργειαρέειαπότοθερμότεροστοψυχρότεροσώμα.Σεέναμεγάλομπρίκιζεσταίνουμεμέχριπερίπου τους60°Cαρκετόνερόκαιμοιράζουμε τονερόσεμικρότεραμπρίκια,ταοποίαδίνουμεστουςμαθητές.Πριναπότηνεκτέλεσητουπειράματοςρωτάμε:- Πούπάειηενέργειαπουαπορρόφησετονερόστομπρίκι;Oι μαθητές τοποθετούν το μπρίκι με το θερμό νερό σε έναμεγαλύτερο δοχείο, που περιέχει νερό από τη βρύση, καιμετρούνανάέναλεπτότηθερμοκρασίακαισταδύοδοχεία.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΑφού οι μαθητές σημειώσουν την παρατήρηση, προκαλούμεσυζήτησηγιατηδιατύπωσητουσυμπεράσματος.Μεκατάλληλαερωτήματαδίνουμεεναύσματαγιατησυζήτηση:-Τονερόστομπρίκιείχεαπορροφήσειενέργειααπότοαέριοπουκαιγόταν.Τιέγινεηενέργειατουζεστούνερού;-Σεποιοσώμαμειώθηκεηθερμοκρασία,σεποιοαυξήθηκε;Βοηθάμε τους μαθητές να κατανοήσουν ότι η ενέργεια ρέειδιαρκώς. Ένα μέρος της ενέργειας, την οποία το νερό στομπρίκιαπορρόφησεαπότοαέριοπουκαιγόταν,μεταφέρθηκεστονερόστομεγάλοδοχείο.Βοηθάμετουςμαθητέςνασυνδέ-σουν την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού στο μεγάλοδοχείομετημεταφοράσ'αυτόενέργειαςαπότοζεστόνερόπουήτανστομπρίκι.

ΑντιμετώπισηΑφούοιμαθητέςσημειώσουντοσυμπέρασμα,εξηγούμεότιηενέργεια ρέει πάντοτε από ταπιο θερμάπρος ταπιοψυχράσώματα.Εξηγούμεεπίσηςότιτηνενέργειαπουρέειαπόένασώμαπροςέναάλλολόγωτηςδιαφορετικήςτουςθερμοκρασί-αςτηνονομάζουμεθερμότητα.

Ζητάμε από τους μαθητές να σημειώσουν στα σκίτσα με έναβέλοςτηροήτηςθερμότητας.

•

••

•

128

πιο ψυχρά

Από το μάτι της κουζίνας ρέει θερμότητα στο νερό που βρίσκεται στην κατσαρόλα. Η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται.

θερμότητα θερμότητα θερμοκρασία θερμοκρασία

πιο θερμά

Σελ. 77

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηγιατηδιατύπωσηενόςγενι-κούσυμπεράσματος.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύ-σματαγιατησυζήτησηκαιβεβαιωνόμαστεότιοιμαθητέςέχουνκατανοήσειότιηθερμότηταδενείναιτίποτεάλλοπαράηονο-μασία που δίνουμε στην ενέργεια, όταν αυτή ρέει από ένασώμαπροςέναάλλοπροκαλώνταςμεταβολέςστηθερμοκρα-σίατωνσωμάτων:- Πότεονομάζουμετηνενέργειαθερμότητα;- Τισυμβαίνεισεένασώμαπουδίνειθερμότητα;- Τισυμβαίνεισεένασώμαπουπαίρνειθερμότητα;- Προςταπούθαρέειθερμότητα,ότανέναθερμόσώμαέρθεισεεπαφήμεέναψυχρόσώμα;- Τιθασυμβείμετιςθερμοκρασίεςτωνσωμάτων;Ηδιάκρισητωνεννοιών«θερμοκρασία»και«θερμότητα»είναιδύσκολη για πολλούς μαθητές (βλ. συνήθεις εναλλακτικέςαντιλήψεις).Ηενέργειαείναιέννοιααφηρημένηκαιηροήτηςδεν είναι δυνατό να γίνει αντιληπτή από τους μαθητές.Αυτόπουμπορείναπαρατηρηθείείναιημεταβολήτηςθερμοκρασί-ας,ηοποίαπρέπεινασυνδέεταιμετηναντίστοιχηενεργειακήμεταβολή.

Απότοσημείοαυτόκαιπέρα,σεόλεςτιςενότητεςπουακο-λουθούν, πρέπει να δίνουμε ιδιαίτερη σημασία στην ορθήχρήσητωνόρων«θερμοκρασία»και«θερμότητα».Καλόείναινα αναφέρουμε αρκετές φορές ως συνώνυμους τους όρους«ενέργεια» και «θερμότητα», βοηθώντας τους μαθητές ναθυμούνταιότιη«θερμότητα»δενείναιπαράμιαάλληονομασίατηςενέργειαςπουρέειλόγωτηςδιαφοράςθερμοκρασίας.

ΤοΦύλλοΕργασίαςολοκληρώνεταιμετοσχολιασμότωνυπο-θέσεων,πουοιμαθητέςδιατύπωσανστηναρχήτουμαθήματος.Ανοιμαθητέςδενήτανστηναρχήτηςδιδακτικήςώραςσεθέσηνα διατυπώσουν υποθέσεις, θέτουμε εκ νέου το εισαγωγικόερώτημακαιζητάμεαπότουςμαθητέςνααπαντήσουνμεβάσηόσα έμαθαν στην ενότητα αυτή. Η συζήτηση στην τάξη, μεαφορμή την επαναφορά του εισαγωγικού ερωτήματος, μαςβοηθάναδιαπιστώσουμεκατάπόσοοιμαθητέςέχουνεμπεδώ-σειόσαμελέτησανκατάτηδιάρκειατουμαθήματος.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιμαθητέςκαλούνταιναπεριγράψουνμιακαθημερινήδραστη-ριότητα,χρησιμοποιώνταςσωστάτηνορολογίαπουέμαθανσεαυτότοΦύλλοΕργασίας.Μετηνεργασίααυτήελέγχουμεανέχειγίνεισαφήςηδιάκρισητωνόρων«θερμοκρασία»και«θερ-μότητα».

Oιμαθητέςκαλούνταινασυμπληρώσουντακενάχρησιμοποιώ-ντας τις λέξεις «θερμοκρασία» και «θερμότητα». Και με τηνεργασία αυτή ελέγχουμε αν έχει γίνει σαφής η διάκριση τωνδύοαυτώνόρων.

•

•

•

129

Το νερό στο μεγάλο ποτήρι είναι πιο ζεστό από το νερό στο μικρό ποτήρι, άρα έχει περισσότερη ενέργεια. Η ροή της θερμότητας θα είναι από το μεγάλο ποτήρι προς το μικρό ποτήρι.

Το νερό στο μικρό ποτήρι είναι πιο ζεστό από το νερό στο μεγάλο ποτήρι, άρα έχει περισσότερη ενέργεια. Η ροή της θερμότητας θα είναι από το μικρό ποτήρι προς το μεγάλο ποτήρι.

Σελ. 77

Oιεργασίες3και4είναιδύσκολεςκαιαπαιτούνιδιαίτερηπρο-σοχή.Oιμαθητέςκαλούνταιναεντοπίσουνσεποιοποτήριέχειτονερόκάθεφοράμεγαλύτερηθερμοκρασίακαινααναφέρουντηροήτηςθερμότηταςαπότοπιοθερμόπροςτοπιοψυχρόνερό.Κατάτησυζήτησηστηντάξημπορούμεναετοιμάσουμετρίαποτήρια,πουθαπεριέχουν:πολύ ζεστό νερό τοπρώτο,νερόαπότηβρύσητοδεύτερο,νερόμεπαγάκιατοτρίτο.Στησυνέχειαταδείχνουμεστουςμαθητέςανάδύο,σύμφωναμετιςεικόνεςστιςεργασίες3και4.Μεκατάλληλεςερωτήσειςμπο-ρούμεναβοηθήσουμετουςμαθητέςνακαταλήξουνστησωστήαπάντηση:- Ποιοποτήριπεριέχειθερμότεροκαιποιοψυχρότερονερό;- Ποιαθαείναιηροήτηςθερμότητας,αντοποθετήσωτομικρόποτήριμέσαστομεγάλο;

Ιδιαίτερα η εργασία 4 δυσκολεύει τους μαθητές. Ακόμη καιπολλοί ενήλικες θεωρούν εσφαλμένα ότι η ενέργεια είναιπερισσότερηστοποτήριμεταπαγάκια,παρόλοπουηθερμο-κρασίατουείναιχαμηλότερηαπόαυτήτουποτηριούμετονερότης βρύσης, αφού η θερμοκρασία στο ποτήρι με τα παγάκια«αποκλίνει»απότη«φυσιολογική»θερμοκρασίατουπεριβάλ-λοντος.•

•

130

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν την εικόνα στοβιβλίοτουςκαινααναφέρουντηφυσικήκατάστασηστηνοποίαβρίσκεται η σοκολάτα. Στη συνέχεια, τους ζητάμε να σχολιά-σουντηνεικόνακαινααναφέρουντηδιαδικασίαμετηνοποίαεπικαλύπτουμετοκέικμεκουβερτούρα.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότι,ότανθερμαί-νουμετονερόμεταπαγάκια,οπάγοςλιώνει.Ηθερμοκρασίαόμως,όσηώραλιώνειοπάγος,είναισταθερή.Διαπιστώνουνεπίσηςότι,αφούλιώσειόλοςοπάγος,ηθερμοκρασίασταδιακάαυξάνεται.

Επισημαίνουμεστουςμαθητέςότιπρέπειναχρησιμοποιήσουνμικρήποσότητανερούκαιναανακατεύουνκαλάπριναπόκάθεμέτρηση,ιδιαίτεραδεπριναπότηνπρώτημέτρηση.Επισημαί-νουμεεπίσηςότιγιατημέτρησηαπαιτείταιπροσοχή.Πρέπειναφροντίσουν,ώστετομικρόδοχείοτουθερμομέτρουναβρίσκε-ται μέσα στο νερό, αλλά να μην ακουμπά στα τοιχώματα τουμπρικιού.Αφούοιμαθητέςεκτελέσουντοπείραμα,σημειώνουντηνπαρατήρησήτουςαναφέρονταςτιπαρατήρησανόσουπήρ-χεστομπρίκιπάγοςκαιτι,ότανόλοςοπάγοςέλιωσε.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3: ΤΗΞΗ ΚΑΙ ΠΗΞΗ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

φυσικήκατάσταση,στερεό,υγρό,θερμότητα,τήξη,πήξη,θερμοκρασία

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιοπάγοςλιώνεισεσυγκεκριμένηθερμοκρασία.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότι,όσηώραοπάγοςλιώνει,ηθερμοκρασίαπαραμένεισταθερή.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηναλλαγήφυσικήςκατάστασηςαπόστερεήσευγρήτηνονομάζουμετήξη.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότι,γιαναγίνειένασώμααπόστερεόυγρό,πρέπεινααπορροφήσειενέργεια.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιτονερόστερεοποιείταισεσυγκεκριμένηθερμοκρασία.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότι,όσηώρατονερόστερεοποιείται,ηθερμοκρασίαπαραμένεισταθερή.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηναλλαγήφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεστερεήτηνονομάζουμεπήξη.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηθερμοκρασίαπήξηςενόςσώματοςείναιίσημετηθερμοκρασίατήξηςτου.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •νερό •παγάκια•μπρίκι •παγοθήκη•κερί •πλαστελίνη•ποτήρι •θερμόμετροοινοπνεύματος

•

•

Σελ. 78

131

2 °C 2 °C 2 °C 2 °C 6 °C 8 °C14 °C

Όση ώρα λιώνει ο πάγος, η θερμοκρασία είναι σταθερή, παρότι το νερό με τον πάγο θερμαίνεται από το κερί. Όταν λιώσει όλος ο πάγος, η θερμοκρασία αρχίζει να αυξάνεται.

Όταν ένα στερεό παίρνει θερμότητα, κάποια στιγμή αρχίζει να αλλάζει φυσική κατάσταση. Ένα μέρος του γίνεται υγρό. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται τήξη. Όσο διαρκεί η τήξη η θερμοκρασία είναι σταθερή.

Σελ. 79

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουντηνπαρατήρησήτουςστοπείραμαπουπροηγήθη-κεκαιναδιατυπώσουντοσυμπέρασμα.Τοσυμπέρασμαείναιδύσκολο,γι'αυτόδίνουμεσημαντικήβοήθειαστουςμαθητές.Εισάγουμεκαιεξηγούμετονόρο«τήξη».Μεκατάλληλεςερω-τήσεις βοηθάμε τους μαθητές να κατανοήσουν ότι κατά τηθέρμανσηρέειθερμότητααπότηφλόγατουκεριούστοψυχρόπεριεχόμενοτουμπρικιού:- Πότεονομάζουμετηνενέργεια«θερμότητα»;- Ποιαείναιηροήθερμότητας;- Ποιαήτανηροήθερμότηταςστοπείραμα,όταντοποθετήσα-μετομπρίκιμετονερόκαιταπαγάκιαπάνωαπότοαναμμέ-νοκερί;Oιμαθητέςγνωρίζουνότι,ότανένασώμααπορροφάθερμότη-τα,ηθερμοκρασίατουαυξάνεται.Στοπείραμαπουπροηγήθηκεόμωςπαρατήρησανότιαυτόδενισχύει,όταντοσώμααλλάζειφυσική κατάσταση.Όσηώρα ο πάγος λιώνει, η θερμοκρασίαμένει σταθερή. Όταν όλη η ποσότητα του πάγου λιώσει καιεφόσοντονερόσυνεχίζει νααπορροφάθερμότητα,ηθερμο-κρασίατουαρχίζεινααυξάνεται.

Ηκατανόησητωνενεργειακώνμεταβολώνκατάτηδιάρκειατηςτήξηςενόςυλικούδενείναιεύκολη.Ανκρίνουμεότιοιμαθητέςδενείναισεθέσηνααφομοιώσουνταπαραπάνω,δενεμβαθύ-νουμε και περιοριζόμαστε στην καταγραφή του συμπεράσμα-τος,ότιδηλαδήοπάγος,όταντήκεται,απορροφάενέργειακαιότι,όσηώραδιαρκείητήξη,ηθερμοκρασίαπαραμένεισταθε-ρή.

Τοπείραμααυτόείναιιδιαίτεραδύσκολοναγίνειστοσχολείο.Προτιμότεροείναιναέχουμεδώσειτηνπροηγούμενηημέρασεκάποιουςμαθητέςαπόέναθερμόμετρο,γιαναεκτελέσουνστοσπίτιτουςτοπείραμααυτόκαινααναφέρουντηνπαρατήρησήτουςστην τάξη.Επισημαίνουμεστουςμαθητέςότιπρέπει ναείναι ιδιαίτερα προσεκτικοί κατά τη μεταφορά των θερμομέ-τρων.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότι,όσηώρατονερόστερεοποιείται,ηθερμοκρασίαπαραμένεισταθερή.Επισημαίνουμε στους μαθητές ότι πρέπει να βγάζουν κάθεφοράτηνπαγοθήκηαπότηνκατάψυξη,γιαναμετρούντηθερ-μοκρασία.Εξηγούμεεπίσηςότιπρέπεινακλείνουντηνκατάψυ-ξηόσηώραμετρούνκαιότικατάτημέτρησηπρέπειναφροντί-σουν, ώστε το μικρό δοχείο του θερμομέτρου να βρίσκεταιμέσαστονερό.Ανστοπάνωμέροςτηςπαγοθήκηςέχεισχημα-τιστεί «κρούστα» πάγου, ανοίγουν με ένα πιρούνι ένα μικρόάνοιγμα. Αν πριν περάσουν τα 30 λεπτά έχει στερεοποιηθείόλοτονερόστηνπαγοθήκη,σταματούνναμετρούν.

•

•

132

Όταν ανάβουμε το κερί, αυτό αρχίζει να λιώνει. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται τήξη. Λίγο αργότερα, αφού το σβήσουμε, γίνεται πάλι στερεό. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται πήξη.

3

3

3

3

3

3

Σελ. 81

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηβοηθώνταςτουςμαθητέςναδιατυπώσουν τοσυμπέρασμα.Τοσυμπέρασμαείναιδύσκολο,γι'αυτόδίνουμεσημαντικήβοήθειαστουςμαθητές.Εισάγουμεκαιεξηγούμετονόρο«πήξη».Μεκατάλληλεςερωτήσειςβοη-θάμετουςμαθητέςνακατανοήσουνότιτονερόστηνπαγοθήκηέχειυψηλότερηθερμοκρασίααπότοναέραστηνκατάψυξη,άρααποβάλλειενέργειαστοπεριβάλλον.Παράτηναποβολήενέρ-γειαςηθερμοκρασίαδεναλλάζει,όσοδιαρκείηπήξη.

Προβάλλουμεστηντάξητηδιαφάνειαμετηθερμοκρασίατήξης/ πήξης διαφόρων ουσιών. Επισημαίνουμε ότι στις καθαρέςουσίες η θερμοκρασία τήξης είναι ίση με τη θερμοκρασίαπήξης.Εξηγούμεεπίσηςότιηθερμοκρασίααυτήείναιδιαφορε-τικήκαιχαρακτηριστικήγιακάθεκαθαρήουσία.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΣτην εργασία αυτή οι μαθητές καλούνται να σημειώσουν σταπλαίσια τη φυσική κατάσταση της σοκολάτας και τη φυσικήκατάσταση της λιωμένης σοκολάτας. Καλούνται επίσης νασημειώσουνσταβέλητιςονομασίεςγιατιςαλλαγέςτηςφυσι-κήςκατάστασηςαπόστερεήσευγρήκαιαπόυγρήσεστερεή.

Στην αριστερή στήλη του πίνακα περιγράφονται μετατροπέςτης φυσικής κατάστασης ορισμένων σωμάτων. Oι μαθητέςκαλούνταιναδιακρίνουντιςπεριπτώσεις,στιςοποίεςπεριγρά-φεταιητήξηενόςσώματοςαπόεκείνες,στιςοποίεςπεριγρά-φεταιηπήξηενόςσώματος.

Ηεργασίααναφέρεταισεεφαρμογήτηςτήξηςκαι τηςπήξηςτωνσωμάτωνστηνκαθημερινήζωή.Oιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουντηνονομασία τηςμετατροπήςτηςφυσικήςκατά-στασης του κεριού, όταν το ανάβουμε και την ονομασία τηςμετατροπήςτηςφυσικήςτουκατάστασης,όταντοσβήνουμε.

6 °C2 °C2 °C2 °C2 °C2 °C

Όση ώρα το νερό γίνεται σιγά- σιγά πάγος, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή.

Όταν ένα υγρό δίνει θερμότητα, κάποια στιγμή ένα μέρος του αλλάζει φυσική κατάσταση και γίνεται στερεό. Το φαινόμενο ονομάζεται πήξη. Όσο διαρκεί η πήξη, η θερμοκρασία είναι σταθερή.

στερεή

τήξη

πήξη

υγρή

•

•

•

•

Σελ. 80

133

Η σταγόνα από οινόπνευμα γίνεται όλο και πιο μικρή και τελικά «εξαφανίζεται».

Όταν ένα υγρό παίρνει θερμότητα, ένα μέρος στην επιφάνειά του αλλάζει φυσική κατάσταση και γίνεται αέριο. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται εξάτμιση.

Σελ. 82

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν την εικόνα καιθέτουμετηνερώτηση:- Πότεστεγνώνουνταλουσμέναμαλλιάπιογρήγορα,αναπλάτασκουπίσουμεμετηνπετσέταήανταστεγνώσουμεμετοπιστολάκι;Στησυνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημαπροκαλώνταςτη διατύπωση υποθέσεων, τις οποίες χωρίς να σχολιάσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιτοοινόπνευ-μαεξατμίζεται,ότιδηλαδήαλλάζεισταδιακάφυσικήκατάστασηκαιαπόυγρόγίνεταιαέριο.Όσομικρότεροόγκοέχειησταγό-να,τόσοπιογρήγοραεξατμίζεταιτοοινόπνευμα.Είναιλοιπόνπροτιμότεροναχρησιμοποιήσουνοιμαθητέςσταγονόμετρο,τοοποίομπορούνναπρομηθευτούναπότοφαρμακείο,καθώςοόγκος της σταγόνας του σταγονόμετρου είναι πολύ μικρός(0,05ml).Ανοι μαθητέςδενέχουνπρομηθευτείσταγονόμε-τρο,μπορούνναχρησιμοποιήσουνένακαλαμάκικλείνονταςτοένατουάκρο.Oόγκοςόμωςτηςσταγόναςσεαυτήντηνπερί-πτωσηείναιμεγαλύτερος.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουν την παρατήρησή τους και να διατυπώσουν τοσυμπέρασμα, χρησιμοποιώντας τις βοηθητικές λέξεις πουδίνονταιστοπλαίσιο.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιτοοινόπνευ-μαδεν«εξαφανίστηκε»,αλλάμετατράπηκεσταδιακάσεαέριο,τοοποίοδενμπορούμεναδούμε.Εξηγούμεεπίσηςότιηαλλα-γήφυσικήςκατάστασηςγίνεταιμόνοστηνελεύθερηεπιφάνειατουυγρού.Εισάγουμετονόρο«εξάτμιση»καιαναφέρουμεότι,κατά τηναλλαγήφυσικής κατάστασηςαπόυγρήσεαέρια, τουγρόαπορροφάενέργεια.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4: ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

φυσικήκατάσταση,υγρό,αέριο,εξάτμιση,θερμοκρασία,επιφάνεια,συμπύκνωση,υγροποίηση

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιονομάζουμεεξάτμισητηναλλαγήτηςφυσικήςκατάστασηςμιαςποσότηταςυγρούαπότηνελεύθερηεπιφάνειάτουαπόυγρήσεαέρια.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότικατάτηνεξάτμισητουγρόαπορροφάενέργεια.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηναλλαγήφυσικήςκατάστασηςαπόαέριασευγρήτηνονομάζουμεσυμπύκνωσηήυγροποίηση.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότικατάτηνυγροποίησητοαέριοαποβάλλειενέργεια.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •νερό •οινόπνευμα•ποτήρι •χαρτόνι•παγάκια •σταγονόμετρο(εναλλακτικάκαλαμάκι)

•

•

•

134

Στα εξωτερικά τοιχώματα του ποτηριού παρατηρώ σταγόνες νερού.

Όταν ένα αέριο δίνει θερμότητα, ένα μέρος του αλλάζει φυσική κατάσταση και γίνεται υγρό. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται συμπύκνωση. Στον αέρα υπάρχουν υδρατμοί που συμπυκνώνονται στην κρύα επιφάνεια του ποτηριού.

Τα μαλλιά μας στεγνώνουν, γιατί εξατμίζεται το νερό.

Τα τζάμια θαμπώνουν, γιατί στην κρύα επιφάνεια του τζαμιού συμπυκνώνονται οι υδρατμοί που υπάρχουν στον αέρα.

Σελ. 83

Πειραματική αντιμετώπισηΜε το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι, όταν ένααέριο ψύχεται, δηλαδή αποβάλλει ενέργεια, ένα μέρος τουγίνεταιυγρό.Μεκατάλληλεςερωτήσειςβοηθάμετουςμαθη-τέςναεστιάσουντηνπροσοχήτουςστασυστατικάτουαέρα,προκειμένουναδιαπιστώσουντηνύπαρξηυδρατμών,νερούσεαέριαφυσικήκατάσταση,στοναέρα.Μπορούμεναρωτήσουμε:- Τιυπάρχειγύρωαπότοποτήρι;- Τινομίζετεότιείναιοιμικρέςσταγόνεςστηνεπιφάνειατουποτηριού;Βοηθάμεεπίσηςτουςμαθητέςνακατανοήσουνότιτοποθετού-με το χαρτόνι πάνω από το ποτήρι, για να αποκλείσουμε τοενδεχόμενοτονερόσταεξωτερικάτοιχώματατουποτηριούναπροέρχεταιαπότοεσωτερικότουποτηριού.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντηνπαρατήρησήτουςστοπροηγούμενοπείρα-μα και διατυπώνουν το συμπέρασμα. Εισάγουμε τον όρο«συμπύκνωση»καιτονεξηγούμεστουςμαθητές.Μεκατάλλη-λεςερωτήσειςβοηθάμετουςμαθητέςνακατανοήσουνότικατάτησυμπύκνωσητοαέριοαποβάλλειενέργεια:- Έχει η επιφάνεια του ποτηριού υψηλότερη ή χαμηλότερηθερμοκρασίααπότοναέραγύρωτης;- Προςταπούρέειηθερμότητα;- Ότανοιυδρατμοίέρχονταισεεπαφήμεμιακρύαεπιφάνεια,απορροφούνήαποβάλλουνθερμότητα;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερεθί-σματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείο.Oιυποθέσεις,πουέχουνδιατυπώσειοιμαθητές,είναισημειω-μένεςστονπίνακα.Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουν,συμπληρώνουν,επαναδιατυ-πώνουνκαιδιορθώνουντιςυποθέσεις,πουέχουνδιατυπώσειστηναρχήτουμαθήματος.

Ηεργασίααναφέρεταισεκαθημερινήπαρατήρησητωνμαθη-τών,σχετικήμετησυμπύκνωσητωνυδρατμώντοχειμώναστακρύατζάμιατωνσπιτιώνήτωναυτοκινήτων.Oιμαθητέςκαλού-νταιεδώναεξηγήσουντηνπαρατήρησήτουςαυτή,επαναλαμ-βάνοντας το συμπέρασμά τους στο τελευταίο πείραμα τηςενότητας.

•

•

•

•

135

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντηνεικόναστοβιβλίοτους.Στησυνέχειαθέτουμετοεισαγωγι-κόερώτημαπροκαλώνταςτηδιατύπωσηυποθέσεων.Σημειώ-νουμε τις υποθέσεις των μαθητών στον πίνακα χωρίς να τιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότισεμίαορι-σμένη θερμοκρασία το νερό αρχίζει να βράζει. Διαπιστώνουνεπίσηςότι,όσηώραδιαρκείοβρασμός,ηθερμοκρασίαπαρα-μένεισταθερήπαράτηναπορρόφησηθερμότητας.Τοπείραμααυτόείναιεπικίνδυνο,γι'αυτόκαιείναιχαρακτηρι-σμένοωςπείραμαεπίδειξης.Βάζουμελίγονερόσεέναπυρί-μαχοδοχείοκαισημειώνουμεμεέναμαρκαδόροτηστάθμητουνερού. Ζητάμε από δύο μαθητές να μετρούν με προσοχή τηθερμοκρασίακάθεδύολεπτά,φροντίζονταςτοθερμόμετροναμην ακουμπά τα τοιχώματα του δοχείου. Είναι σημαντικό οιμαθητέςναπαρατηρήσουν,πέρααπότογεγονόςότικατάτηδιάρκειατουβρασμούηθερμοκρασίαπαραμένεισταθερή,ότιοιφυσαλίδεςσχηματίζονταισεόλητημάζατουνερού.Γι'αυτόείναιπροτιμότεροναχρησιμοποιήσουμεγιατηνεκτέλεσητουπειράματος διάφανο πυρίμαχο δοχείο, ειδικό για φλόγα(Pyroflam).Αφούσβήσουμετοκαμινέτο,σημειώνουμεκαιπάλιτηστάθμητουνερούστοδοχείο.Εξηγούμεστουςμαθητέςότισειδανικέςσυνθήκες,ότανδηλα-δήτονερόδενπεριέχεικαθόλουάλατακαιβρισκόμαστεκοντάστην επιφάνεια της θάλασσας, η θερμοκρασία βρασμού είναι100 0C.Ανυπάρχειηδυνατότητα,μπορούμεναχρησιμοποιή-σουμεγιατοπείραμααυτόαποσταγμένονερό.Ανχρησιμοποι-ήσουμενερόβρύσης, ηθερμοκρασίαβρασμούθαείναι γύρωστους105ΟC-110ΟC.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5: ΒΡΑΣΜOΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

υγρό,βρασμός,αέριο,θερμοκρασία

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηναλλαγήτηςφυσικήςκατάστασηςαπόυγρήσεαέρια,όταναυτήγίνεταισεόλοτουγρό,τηνονομάζουμεβρασμό.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηθερμοκρασίαβρασμούτουνερούείναισυγκεκριμένη.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότι,όσηώραδιαρκείοβρασμόςτουνερού,ηθερμοκρασίατουνερούπαραμένεισταθερή.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηθερμοκρασίαβρασμούείναιχαρακτηριστικήγιακάθεκαθαρήουσία.•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτοφαινόμενοτηςεξάτμισηςαπότοφαινόμενοτουβρασμού.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για τo πείραμα επίδειξης •διαφανέςπυρίμαχοδοχείο,ειδικόγιαφλόγα•θερμόμετροοινοπνεύματος•καμινέτο•νερό

•

•

Σελ. 84

136

εξάτμιση, βρασμός

υγρή αέριασυμπύκνωση

3

3

3

3

Σελ. 86

60 °C 98 °C101 °C101 °C101 °C101 °C101 °C

Το νερό περίπου στους 100 °C αρχίζει να βράζει. Παρατηρώ ότι σχηματίζονται φυσαλίδες στο νερό. Όση ώρα διαρκεί ο βρασμός, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Η στάθμη του νερού στο δοχείο κατεβαίνει.

Όταν θερμαίνουμε ένα υγρό, σε κάποια θερμοκρασία αυτό αρχίζει να αλλάζει φυσική κατάσταση και από υγρό γίνεται αέριο. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται βρασμός. Όσο διαρκεί ο βρασμός, η θερμοκρασία μένει σταθερή.

εξάτμιση

βρασμός

Σελ. 85

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Τοσυμπέρασμαείναιδύσκο-λο,γι'αυτόδίνουμεσημαντικήβοήθειαστουςμαθητές.Εισά-γουμεκαιεξηγούμετονόρο«βρασμός».Μεκατάλληλεςερω-τήσεις βοηθάμε τους μαθητές να κατανοήσουν ότι κατά τοβρασμό ρέει θερμότητα προς το νερό που βρίσκεται στοδοχείο:- Πότεονομάζουμετηνενέργεια«θερμότητα»;- Ποιαήτανηροήθερμότητας,όταντοποθετήσαμετοδοχείομετονερόπάνωαπότοαναμμένοκαμινέτο;Oιμαθητέςγνωρίζουνότι,ότανένασώμααπορροφάθερμότη-τα,ηθερμοκρασίατουαυξάνεται.Στοπείραμαπουπροηγήθηκεόμωςπαρατήρησανότιαυτόδενισχύει,όταντουγρόαλλάζειφυσικήκατάσταση.Ηκατανόησητωνενεργειακώνμεταβολώνκατάτηδιάρκειατουβρασμούενόςυγρούδενείναιεύκολη.Ανκρίνουμεότιοιμαθη-τές δεν είναι σε θέση να αφομοιώσουν τα παραπάνω, δενεμβαθύνουμεκαιπεριοριζόμαστεστηνκαταγραφήτουσυμπε-ράσματος,ότιδηλαδή,όσηώραδιαρκείοβρασμός,ηθερμο-κρασίαπαραμένεισταθερή.Προβάλλουμετηδιαφάνειαμετιςθερμοκρασίεςβρασμούδια-φόρωνουσιών.Επισημαίνουμεότιστιςκαθαρέςουσίεςηθερ-μοκρασία βρασμού είναι διαφορετική και χαρακτηριστική γιακάθε ουσία. Οι μαθητές έχουν συνδέσει το φαινόμενο τουβρασμού με υψηλές θερμοκρασίες. Μελετώντας προσεκτικάτονπίνακαδιαπιστώνουνότιηθερμοκρασίαβρασμούκάποιωνουσιών,γιαπαράδειγμαηθερμοκρασίαβρασμούτουοξυγόνου,μπορείναβρίσκεταιακόμηκαικάτωαπότους00C.

Ζητάμε από τους μαθητές να σημειώσουν τα δύο φαινόμεναπουέχουνγνωρίσει,σταοποίαέναμέροςενόςυγρούαλλάζειφυσικήκατάστασηκαιγίνεταιαπόυγρόαέριοκαιπροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαβοηθάμετουςμαθη-τέςνακατανοήσουντηβασικήδιαφοράτηςεξάτμισηςαπότοβρασμό.Θυμίζουμεστουςμαθητέςότιοιφυσαλίδεςστοδοχείομετονερόπουέβραζεσχηματίζοντανσεόλοτουγρό.Βοηθάμεεπίσηςτουςμαθητέςνακατανοήσουνότιταυγράεξατμίζονταισεκάθεθερμοκρασία,ενώοβρασμόςγίνεταισεσυγκεκριμένηθερμοκρασία.

Ηδιδακτικήώραολοκληρώνεταιμετηναναδρομήστιςυποθέ-σειςπουοιμαθητέςέχουνδιατυπώσειστηναρχήτουμαθήμα-τοςκαιπουέχουμεσημειώσειστονπίνακα.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗεργασίαείναιαντίστοιχητηςδεύτερηςεργασίαςτουΦύλλουΕργασίας 3. Στην αριστερή στήλη του πίνακα περιγράφονταιμετατροπέςτηςφυσικήςκατάστασηςορισμένωνσωμάτων.Oιμαθητέςκαλούνταιναδιακρίνουντιςπεριπτώσεις,στιςοποίεςπεριγράφεταιηεξάτμισηενόςσώματοςαπόεκείνες,στιςοποί-εςπεριγράφεταιοβρασμόςενόςσώματος.

Ηεργασίαείναιαντίστοιχη τηςπρώτηςεργασίαςτουΦύλλουΕργασίας3.Oιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουνσταπλαίσιατηφυσικήκατάστασητουνερούκαιτηφυσικήκατάστασητωνυδρατμών.Καλούνταιεπίσηςνασημειώσουνσταβέλητιςονο-μασίεςγιατιςαλλαγέςτηςφυσικήςκατάστασης.Γιατηναλλα-γή της φυσικής κατάστασης από υγρή σε αέρια, οι μαθητέςπρέπεινασημειώσουντόσοτηνεξάτμισηόσοκαιτοβρασμό,γιαναείναιηαπάντησήτουςπλήρης.

•

•

•

•

137

Το κέρμα που θέρμανα δεν περνάει ανάμεσα από τα καρφιά.

Αφού βούτηξα το κέρμα στο νερό, περνάει ανάμεσα από τα καρφιά.

Σελ. 87

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΚαλούμετουςμαθητέςναπαρατηρήσουνπροσεκτικάτιςεικό-νες.Στημεγάληφωτογραφίαοιμαθητέςβλέπουντοέναάκρομιαςμεταλλικήςγέφυρας.Στημικρήφωτογραφίαβλέπουνσεμεγέθυνσητηστήριξητηςγέφυραςκαιπαρατηρούνότιτοάκροτηςγέφυραςκινείταιπάνωσεκυλίνδρους.Διαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημακαιπροκαλούμετηδιατύ-πωσηυποθέσεων, τις οποίες χωρίς νασχολιάσουμεσημειώ-νουμεστονπίνακα.Είναιπολύπιθανόοιπερισσότεροιμαθητέςναμηγνωρίζουντησημαντική αυτή τεχνολογική εφαρμογή, επομένως οι υποθέ-σειςπουδιατυπώνουνείναιπιθανόταταασαφείςκαιεπιφανει-ακές. Δε σχολιάζουμε τις υποθέσεις που διατυπώνουν οιμαθητέςκαισεκαμίαπερίπτωσηδενπροδίδουμετηναπάντησηστοεισαγωγικόερώτημα,καθώςοιμαθητέςθακαταλήξουνσ'αυτήμέσααπότηνπειραματικήδιερεύνησηπουακολουθεί.

Πειραματική αντιμετώπισηΜε το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι τα στερεάδιαστέλλονται,ότανθερμαίνονταικαισυστέλλονται,ότανψύχο-νται.Καλό είναι να βοηθήσουμε τους μαθητές στην ετοιμασία τηςπειραματικής διάταξης ετοιμάζοντας τα ξύλα με τα καρφιά.Αφούεπιλέξουμετοκέρμα,μετοοποίοθαπειραματιστούνοιμαθητές, καρφώνουμε σε ένα μικρό κομμάτι ξύλο 2 μεγάλακαρφιά έτσι, ώστε το κέρμα, όταν έχει τη θερμοκρασία τουπεριβάλλοντοςναχωράίσα-ίσαανάμεσάτους.Καθώςηδια-στολή του κέρματος με τη θέρμανση του κεριού δεν είναιμεγάλη, είναι σημαντικό το κέρμα να περνά οριακά ανάμεσααπότακαρφιά.Oιμαθητέςθερμαίνουντοκέρμα4-5λεπτά,ακολουθώνταςτιςοδηγίεςγιατοπείραμακαιδοκιμάζουννατοαφήσουνναπέσειανάμεσααπότακαρφιά.Στησυνέχειαβου-τούντοκέρμαστοποτήριμετονερόκαιεπαναλαμβάνουντηνπροσπάθεια.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6: ΘΕΡΜΑΙΝOΝΤΑΣ ΚΑΙ ΨΥΧOΝΤΑΣ ΤΑ ΣΤΕΡΕΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

στερεάσώματα,θέρμανση,ψύξη,διαστολή,συστολή

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιταστερεάσώματαδιαστέλλονται,ότανθερμαίνονται.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιταστερεάσώματασυστέλλονται,ότανψύχονται.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •κομμάτιξύλο •2μεγάλακαρφιά•κερί •πλαστελίνη•ξύλινομανταλάκι •κέρμα•ποτήρι •νερό

•

•

138

Τα στερεά σώματα όταν θερμαίνονται, δηλαδή όταν παίρνουν ενέργεια, διαστέλλονται. Όταν ψύχονται, δηλαδή όταν δίνουν ενέργεια, συστέλλονται.

Χάρη στους κυλίνδρους το άκρο της γέφυρας μπορεί να κινείται, ώστε να μην καταστρέφεται η γέφυρα λόγω της διαστολής.

Τα σύρματα της ΔΕΗ είναι περισσότερο τεντωμένα το χειμώνα, γιατί το χειμώνα επικρατούν χαμηλές θερμοκρασίες και τα σύρματα συστέλλονται.

Οι γραμμές στράβωσαν λόγω διαστολής, όταν η θερμοκρασία αυξήθηκε πολύ.

Σελ. 88

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τές διατυπώνουν το συμπέρασμα. Oι μαθητές πολλές φορέςχρησιμοποιούνκαθημερινέςεκφράσεις,όπως«τοκέρμαμεγα-λώνει, όταν ζεσταίνεται, ενώ μικραίνει όταν κρυώνει» για τηδιατύπωσητουσυμπεράσματος.Εισάγουμετουςόρους«θερ-μαίνεται»,«ψύχεται»,«διαστέλλεται»,«συστέλλεται»καιτουςεξηγούμεστουςμαθητές.Μεκατάλληλεςερωτήσειςβοηθάμεεπίσηςτουςμαθητέςναθυμηθούνότιένασώμαθερμαίνεται,όταν«παίρνει»ενέργεια,ενώψύχεταιόταν«δίνει»ενέργεια.Αναφέρουμεστουςμαθητέςότιδιαφορετικάστερεάδιαστέλλο-νταικαισυστέλλονταισεδιαφορετικόβαθμόστηνίδιαμεταβολήθερμοκρασίας.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερεθί-σματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείο.Προκαλού-μεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολι-άζουν,συμπληρώνουνκαιδιορθώνουντιςυποθέσεις,πουδια-τύπωσανστηναρχήτουμαθήματος,μεβάσηόσαέμαθανγιατηδιαστολή και συστολή των στερεών. Μέσα από τη συζήτησηβοηθάμετουςμαθητέςνακατανοήσουνότι,επειδήηγέφυραέχειμεγάλομήκος,ηδιαστολήτουμετάλλουθατηνκατέστρε-φε,αντηνκατασκευάζαμεμεσταθεράστερεωμέναάκρα.

Ηεργασίααναφέρεταισεκαθημερινήπαρατήρηση.Ανοιμαθη-τέςδενέχουνπροσέξειτηδιαφοράστασύρματατηςΔΕΗτοχειμώνακαι τοκαλοκαίρι, τουςκαλούμεναπαρατηρήσουν τασύρματατηςΔΕΗκοντάστοσπίτιτουςκαιναεπαναλάβουντηνπαρατήρησήτουςμετάαπόμερικούςμήνες.

Oιμαθητέςκαλούνταιναπαρατηρήσουνπροσεκτικάτηφωτο-γραφίακαιναεξηγήσουντουςλόγουςτουατυχήματος.Κατάτησυζήτηση τηςεργασίαςστην τάξηαναφέρουμεότι παλιότεραγιατηναποφυγήτέτοιωνατυχημάτωνυπήρχανσετακτάδιαστή-ματαμικράκενάανάμεσαστιςράγες,μεαποτέλεσμαναακού-γεταιέναςχαρακτηριστικόςθόρυβος,ότανταξίδευετοτρένο.Σήμερααυτόδενείναιαναγκαίο,επειδήσετακτάδιαστήματαχρησιμοποιούνται ειδικά υλικά με αντίστροφη συμπεριφορά,υλικάδηλαδήπουσυστέλλονται,όταναυξάνεταιηθερμοκρα-σία.Με τη χρήση τέτοιων υλικών αποφεύγεται η στρέβλωσητωνσιδηροτροχιών,όταναυξάνεταιηθερμοκρασία.

•

•

•

•

139

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΚαλούμε τους μαθητές να παρατηρήσουν στην εικόνα τοsprinkler.Εξηγούμεμεαπλάλόγια,σύμφωναμετοκείμενοστοΦύλλο Εργασίας, τη χρήση του και παράλληλα προτρέπουμετουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνες,πουδείχνουνσεχρονικήακολουθία ταστάδιαενεργοποίησης τουσυστήματοςπυρόσβεσης. Αναφέρουμε ότι και οι τέσσερις φωτογραφίεςέχουντραβηχτείσεέναδευτερόλεπτο.Στη συνέχεια διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημα και προκα-λούμετηδιατύπωσηυποθέσεων,τιςοποίεςχωρίςνασχολιά-σουμεσημειώνουμεστονπίνακα.Oιμαθητέςτηνπροηγούμενηδιδακτικήώραμελέτησαντηδιαστολήκαισυστολήτωνστερε-ών,είναισυνεπώςσεθέσηναδιαπιστώσουντιςαναλογίεςστοεισαγωγικό ερώτημα και να διατυπώσουν υποθέσεις για τησυμπεριφοράτωνυγρώνκατάτηθέρμανσήτους.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιτονερόδια-στέλλεται,ότανθερμαίνεταικαισυστέλλεται,ότανψύχεται.Ανδενυπάρχειηδυνατότηταναβρεθούντααπαραίτηταυλικάσεπολλαπλότητα, μπορούμε να εκτελέσουμε το πείραμα με τημορφήεπίδειξης.Γιατηνεπιτυχίατουπειράματοςείναισημαντικόοιμαθητέςναγεμίσουντελείωςμεχρωματισμένονερότομπουκαλάκικαιέναμέροςαπότοκαλαμάκικαιναπροσέξουνναμημείνειαέραςμέσαστομπουκαλάκι.Πρέπειεπίσηςνακλείσουντελείωςτοάνοιγμαγύρωαπότομπουκαλάκιμεπλαστελίνη.Είναιπροφα-νέςότι,ανμπορούμεναβρούμεφελλόμετρύπαπουθαταιρι-άζειστομπουκαλάκι,θατονχρησιμοποιήσουμεαντί τηςπλα-στελίνης.Αφούοιμαθητέςολοκληρώσουντηνκατασκευήκαιτηντοποθε-τήσουνστομεγάλοδοχείο,γεμίζουμετομεγάλοδοχείοκάθεομάδαςμενερό,πουέχουμεπροηγουμένωςθερμάνειχρησιμο-ποιώνταςτοκαμινέτο.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 7: ΘΕΡΜΑΙΝOΝΤΑΣ ΚΑΙ ΨΥΧOΝΤΑΣ ΤΑ ΥΓΡΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

υγρά,θέρμανση,ψύξη,διαστολή,συστολή

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιταυγράδιαστέλλονται,ότανθερμαίνονται.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιταυγράσυστέλλονται,ότανψύχονται.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •νερό •νερομπογιά•μικρόμπουκαλάκι •καλαμάκι•πλαστελίνη •μπρίκι(πείραμαεπίδειξης)•μαρκαδόρος •καμινέτο(πείραμαεπίδειξης)•μεγάλοδοχείο

•

•

Σελ. 89

140

Σελ. 90

Τα υγρά όταν θερμαίνονται, όταν δηλαδή παίρνουν ενέργεια, διαστέλλονται. Όταν ψύχονται, όταν δηλαδή δίνουν ενέργεια, συστέλλονται.

Το μπουκάλι με το καλαμάκι μοιάζει με ένα θερμόμετρο. Και στα θερμόμετρα υδραργύρου ή οινοπνεύματος η στάθμη του υγρού ανεβαίνει, όταν η θερμοκρασία αυξάνεται και κατεβαίνει, όταν η θερμοκρασία μειώνεται.

Όταν ξεσπά πυρκαγιά, η θερμοκρασία αυξάνεται και το υγρό στην αμπούλα διαστέλλεται, οπότε σπάει το γυαλί που φράσσει την παροχή του νερού και το νερό ρέει ελεύθερα σβήνοντας τη φωτιά.

Δε γεμίζουμε τα βυτία μέχρι επάνω, γιατί τα υγρά που μεταφέρουν τα βυτία διαστέλλονται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Πρέπει λοιπόν να υπάρχει άδειος χώρος στο βυτίο, για να μην προκληθούν ζημιές.

Όταν τοποθέτησα το μπουκάλι στο δοχείο με το ζεστό νερό, η στάθμη του νερού στο καλαμάκι ανέβηκε. Όταν το νερό στο μπουκάλι κρύωσε, η στάθμη του νερού στο καλαμάκι κατέβηκε.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Oι μαθητέςμπορούν ναεργαστούνχωρίςσημαντικήβοήθεια,καθώςτοσυμπέρασμαγιαταυγράείναιανάλογομετοσυμπέ-ρασμαγιαταστερεά.Μεκατάλληλεςερωτήσειςβοηθάμετουςμαθητέςναθυμηθούνότιτασώματαθερμαίνονται,όταν«παίρ-νουν»ενέργειακαιψύχονται,όταν«δίνουν»ενέργεια.Προτρέ-πουμετέλοςτουςμαθητέςναχρησιμοποιήσουνγιατηδιατύ-πωσητουσυμπεράσματοςτιςβοηθητικέςλέξειςπουδίνονταιστοπλαίσιο.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιδιαφορετικάυγράδιαστέλλονταιήσυστέλλονταισεδιαφορετικόβαθμόστηνίδιαμεταβολήθερμο-κρασίας.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗ εργασία αυτή σχετίζεται με το προηγούμενο πείραμα καιμπορείενδεχομένωςνααποτελέσεισυνέχειάτου.Μπορούμεναδώσουμεσεκάθεομάδαέναθερμόμετροοινοπνεύματοςκαιναζητήσουμεαπότουςμαθητέςνατοσυγκρίνουνμετομπου-καλάκιμετοκαλαμάκι.Σημειώνουμεστονπίνακατιςομοιότη-τεςκαιτιςδιαφορέςπουαναφέρουνοιμαθητές.Μετησύγκρι-σηοιμαθητέςκατανοούνότιηαρχήλειτουργίαςτωνθερμομέ-τρωνοινοπνεύματοςστηρίζεταιστηδιαστολήκαισυστολήτωνυγρών ανάλογα με τη θερμοκρασία. Το μπουκαλάκι με τοκαλαμάκιείναιένααυτοσχέδιοαβαθμονόμητοθερμόμετρο.Τομπουκαλάκιαντιστοιχείστομικρόδοχείομετουγρόστοθερ-μόμετροκαιτοκαλαμάκιαντιστοιχείστολεπτόσωληνάκι,στοοποίοανεβαίνειήκατεβαίνειηστάθμητουυγρούανάλογαμετηθερμοκρασία.

Ηεργασίααυτήαποτελεί επανάληψη τουεισαγωγικούερεθί-σματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείοστοτέλοςτηςδιδακτικήςώρας.Προκαλούμεσυζήτησηστην τάξη, μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςεπαναδιατυπώνουν,συμπληρώνουνήδιορθώνουν τις υποθέσεις, που διατύπωσαν στην αρχή τουμαθήματος.

Oιμαθητέςκαλούνταιναπαρατηρήσουντοσκίτσοκαιναεξη-γήσουντολόγογιατονοποίοδενπρέπειναγεμίζουμεταβυτίαμέχριεπάνω.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξημπο-ρούμεναεξηγήσουμεστουςμαθητέςότιτοίδιοισχύεικαιγιατα ντεπόζιτα καυσίμων των επιβατικών αυτοκινήτων.Όταν τοντεπόζιτοτουαυτοκινήτουγεμίσει,ακούγεταιέναςχαρακτηρι-στικόςήχοςαπότοσωλήνατηςαντλίαςτουβενζινάδικουκαιητροφοδοσία καυσίμου σταματά. Πολλοί βενζινοπώλες επιθυ-μούννα«στρογγυλοποιήσουν»τοποσόπουθαπληρώσουμε,γι' αυτό γεμίζουν επιπλέον το ντεπόζιτο του αυτοκινήτου. Ηεπιπλέονβενζίνηγεμίζειτοχώρουπερχείλισηςτουντεπόζιτου,που όμως κανονικά θα έπρεπε να μείνει άδειος για τουςλόγουςπουεξηγήθηκανπαραπάνω.Προτρέπουμελοιπόντουςμαθητές να ενημερώσουν τους γονείς τους,ώστε εκείνοι νααρνούνταιτηνεπικίνδυνη«εξυπηρέτηση»της«στρογγυλοποίη-σης»τουποσού,πουπληρώνουνστοβενζινάδικο.

•

•

•

•

141

Σελ. 91

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΕνώοιμαθητέςέχουνκλειστάταβιβλίατους,παρουσιάζουμετοαπλόαυτό«τέχνασμα»μετο«πνεύματουμπουκαλιού».Γιαν'ακούσουνοιμαθητέςτονήχοαπότοκέρμαπουανασηκώνε-ταιστοστόμιο τουμπουκαλιού,πρέπει ναεπικρατείαπόλυτηησυχίαστηντάξη.Χρησιμοποιούμεέναμικρόγυάλινομπουκάλιαπόαναψυκτικόκαιένακέρμα,τοοποίοκαλύπτειτοστόμιοτουμπουκαλιούχωρίςνααφήνεικενό.Βρέχουμελίγοτημίαεπιφά-νειατουκέρματοςκαιτοτοποθετούμεστοστόμιοτουμπουκα-λιού, με τη βρεγμένη επιφάνεια να ακουμπά στο γυαλί. Στησυνέχεια«αγκαλιάζουμε»μεταχέριαμαςτομπουκάλι,όπωςφαίνεταιστηνεικόνα.Καθώςοαέραςδιαστέλλεται,εξέρχεταιαπό το μπουκάλι ανασηκώνοντας το κέρμα, οπότε ακούγεταιήχος.Ανηθερμοκρασίαείναιχαμηλή,το«τέχνασμα»πετυχαί-νειμετομπουκάλισεθερμοκρασίαδωματίου.Καλύτεραόμωςπετυχαίνει, αν βάλουμε το μπουκάλι για 5 - 10 λεπτά στοψυγείοήακόμηκαλύτεραστηνκατάψυξη.Αφούοιμαθητέςακούσουντονήχο,διαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημακαιπροκαλούμετηδιατύπωσηυποθέσεων,τιςοποίεςχωρίςνατιςσχολιάσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότικαιοαέραςδιαστέλλεται,ότανθερμαίνεταικαισυστέλλεται,ότανψύχεται.Γεμίζουμε τη μία λεκάνη κάθε ομάδας με νερό που έχουμεθερμάνει,χρησιμοποιώνταςτομπρίκικαιτοκαμινέτο,καιτηνάλλημενερόαπότοψυγείο.Oιμαθητέςπερνούναπότοστόμιοενός γυάλινου μπουκαλιού ένα μπαλόνι και τοποθετούν τομπουκάλιπρώταστηλεκάνημετοζεστόνερόκαιέπειταστηλεκάνημετοκρύονερό.Αφούεπιστρέψουνταυλικάτουπει-ράματος στη θέση τους, συμπληρώνουν την παρατήρηση,ζωγραφίζονταςτοσχήματουμπαλονιούγιακάθεπερίπτωση.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 8: ΘΕΡΜΑΙΝOΝΤΑΣ ΚΑΙ ΨΥΧOΝΤΑΣ ΤΑ ΑΕΡΙΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

αέρια,θέρμανση,ψύξη,διαστολή,συστολή

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιοαέραςδιαστέλλεται,ότανθερμαίνεται.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιοαέραςσυστέλλεται,ότανψύχεται.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα για το πείραμα επίδειξης •μικρόμπουκάλι •μπρίκι•μπαλόνι •καμινέτο•νερό•2πλαστικέςλεκάνες

•

•

142

Όταν τα αέρια θερμαίνονται, όταν δηλαδή παίρνουν ενέργεια, διαστέλλονται. Όταν ψύχονται, όταν δηλαδή δίνουν ενέργεια, συστέλλονται.

Όταν κρατώ σφιχτά το μπουκάλι με τα χέρια μου, ο αέρας μέσα σε αυτό θερμαίνεται και διαστέλλεται. Καθώς ο αέρας βγαίνει από το μπουκάλι, ανασηκώνει το κέρμα.

Για να «επισκευάσω» το μπαλάκι θα το βάλω σ' ένα δοχείο με πολύ ζεστό νερό. Έτσι ο αέρας θα διασταλεί και το μπαλάκι θα αποκτήσει πάλι το αρχικό του σχήμα.

Στη θέση του θα βύθιζα το δοχείο αυτό σε ένα μεγαλύτερο δοχείο με πολύ ζεστό νερό. Έτσι ο αέρας στο πάνω μέρος του δοχείου θα διαστελλόταν και θα «έσπρωχνε» το καπάκι προς τα έξω.

Σελ. 92

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντηνπαρατήρησήτουςστοπροηγούμενοπείρα-μακαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Ρωτάμετουςμαθητέςτιυπάρχειμέσαστομπουκάλι.Είναιπολύπιθανόαπότηνκαθη-μερινή τους εμπειρία οι μαθητές να απαντήσουν σωστά, ότιδηλαδή στο μπουκάλι υπάρχει αέρας. Διαφορετικά μπορούμενακλείσουμεέναάδειοπλαστικόμπουκάλινερούμετοκαπάκιτου και να δώσουμε στα παιδιά να συμπιέσουν τα τοιχώματάτου,γιανααισθανθούντηναντίστασητουεγκλωβισμένουαέραμέσαστομπουκάλι.

Δίνουμεστουςμαθητέςτηνπληροφορίαότιαυτόπουπαρατή-ρησανγιατοναέρα,πουδιαστέλλεταικαισυστέλλεται,συμβαί-νει με όλα τα αέρια. Στη συνέχεια οι μαθητές μπορούν ναεργαστούν χωρίς σημαντική βοήθεια, καθώς το συμπέρασμαείναιανάλογομετασυμπεράσματαγιαταστερεάκαιταυγρά.Μεκατάλληλεςερωτήσειςβοηθάμετουςμαθητέςναθυμηθούνότι τα σώματα θερμαίνονται, όταν «παίρνουν» ενέργεια καιψύχονται, όταν «δίνουν» ενέργεια. Προτρέπουμε τέλος τουςμαθητέςναχρησιμοποιήσουνγιατηδιατύπωσητουσυμπερά-σματοςτιςβοηθητικέςλέξεις,πουδίνονταιστοπλαίσιο.

Αφούοιμαθητέςσημειώσουντοσυμπέρασμαστοβιβλίοτους,τους καλούμε να συγκρίνουν τη συμπεριφορά των αερίων μεαυτήτωνστερεώνκαιτωνυγρών,ότανθερμαίνονταικαιότανψύχονται.Αναφέρουμεότι,σεαντίθεσημεταυγράκαιταστε-ρεά,όλα τααέριαδιαστέλλονται καισυστέλλονταισχεδόν τοίδιοστηνίδιαμεταβολήτηςθερμοκρασίας.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερεθί-σματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείο,στοτέλοςτηςδιδακτικήςώρας.Προκαλούμεσυζήτησηστην τάξη, μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουν,συμπληρώνουνκαιδιορ-θώνουντιςυποθέσεις,πουδιατύπωσανστηναρχήτουμαθήμα-τος.Oιμαθητέςεξηγούντο«τέχνασμα»μεβάσηόσαέμαθανγιατηδιαστολήτωναερίωνκαισημειώνουντηναπάντησηστοβιβλίοτους.

Καιοιδύοεργασίεςαναφέρονταισεκαθημερινάπροβλήματα,πουμπορούννααντιμετωπισθούνμεεπιτυχία,ανδιασταλείοαέρας στο μπαλάκι και στο δοχείο αντίστοιχα. Oι μαθητέςκαλούνταιναπροτείνουνλύσεις,μεβάσηόσαμελέτησανστηνενότητααυτήγιατηδιαστολήκαισυστολήτουαέρα.

•

•

•

•

HΛEKTPIΣMOΣ

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

11διδακτικέςώρες

ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1. Στατικόςηλεκτρισμός(2διδακτικέςώρες)2.Τοηλεκτροσκόπιο(1διδακτικήώρα)3.Πότεανάβειτολαμπάκι;(1διδακτικήώρα)4.Ένααπλόκύκλωμα(1διδακτικήώρα)5.Τοηλεκτρικόρεύμα(1διδακτικήώρα)6.Αγωγοίκαιμονωτές(1διδακτικήώρα)7. Oδιακόπτης(1διδακτικήώρα)8.Σύνδεσησεσειράκαιπαράλληλησύνδεση(2διδακτικέςώρες)9.Ηλεκτρικόρεύμα-Μιαεπικίνδυνηυπόθεση(1διδακτικήώρα)

ΤοΦύλλοΕργασίας5κατάτηνάποψητωνσυγγραφέωνδενείναιαπαραίτητοναδιδαχθεί,καθώςοιέννοιεςπουπαρουσιάζονταισεαυτόείναιιδιαίτεραδύσκολεςγιαμαθητέςτουΔημοτικούσχολείου.ΤοΦύλλοΕργασίαςπεριλαμβάνεταιστοβιβλίο,επειδήησυγγραφικήομάδαόφειλενατηρήσειπιστάτοαναλυτικόπρόγραμμα.

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•ηλεκτρισμός•ηλεκτρόνιο•ηλεκτροσκόπιο•έλξη•άπωση•ασφάλεια•ηλεκτρικόφορτίο•θετικό-αρνητικόφορτίο

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

•Νααποκτήσουνοιμαθητέςβασικέςγνώσειςγιαταφαινόμενατασχετικάμετοηλεκτρικόρεύμα,τααπλάηλεκτρικάκυκλώματαμε μπαταρίες, διακόπτες και λαμπτήρες και να ευαισθητοποιηθούν για τους κινδύνους που προκύπτουν από τη χρήση τηςηλεκτρικήςενέργειας.

•πόλος•λυχνιολαβή•λαμπάκι•διακόπτης•μπαταρία•αγωγός•επαφή•μονωτής

•ηλεκτρικόρεύμα•κλειστόηλεκτρικόκύκλωμα•ανοιχτόηλεκτρικόκύκλωμα•σύνδεσηλαμπτήρωνσεσειρά•παράλληλησύνδεσηλαμπτήρων•δίκτυοτηςΔΕΗ•ηλεκτρικέςσυσκευές•σύμβολαστοιχείωνηλεκτρικούκυκλώματος

144

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιταομώνυμαφορτίααπωθούνται,ενώταετερώνυμαέλκονται.•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςέναηλεκτροσκόπιοκαιναδιαπιστώσουνπειραματικάτοντρόπολειτουργίαςτου.•Νασημειώσουνοιμαθητέςσετομήενόςλαμπτήραταδιάφοραμέρητου.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτοσωστότρόποσύνδεσηςενόςλαμπτήραμετουςπόλουςμιαςμπαταρίαςσεένακύκλωμα.

•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςμιαλυχνιολαβήκαινατηχρησιμοποιήσουνσεένααπλόκλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.•Νασυσχετίσουνοιμαθητέςταστοιχείαενόςκυκλώματοςμετααντίστοιχασύμβολα.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιυπάρχουνδύοείδηφορτίων.•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςμεαπλάλόγιατηνέννοια«ελεύθεραηλεκτρόνια»καινααναφέρουνότιηκίνησητωνελεύθερωνηλεκτρονίωνονομάζεταιηλεκτρικόρεύμα.

•Ναεντοπίσουνοιμαθητέςδιαφορέςκαιομοιότητεςανάμεσαστηροήτουνερούσεένακλειστόκύκλωμαμεσωλήνεςκαιστηροήτουηλεκτρικούρεύματοςσεένακλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.

•Να διαπιστώσουν οι μαθητέςπειραματικά την ύπαρξη υλικώνπου άγουν το ηλεκτρικό ρεύμα και υλικώνπου δεν άγουν τοηλεκτρικόρεύμα.

• Να αναγνωρίσουν οι μαθητές το μέρος των καλωδίων που είναι κατασκευασμένο από αγωγούς και αυτό που είναικατασκευασμένοαπόμονωτές.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηχρησιμότητατουδιακόπτησεέναηλεκτρικόκύκλωμα.•Νααναγνωρίσουνοιμαθητέςτασύμβολαγιατονανοιχτόκαιγιατονκλειστόδιακόπτη.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιστησύνδεσησεσειράοδιακόπτηςμπορείνατοποθετηθείσεοποιαδήποτεθέσητουκυκλώματος.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςδιαφορέςκαιομοιότητεςμεταξύτηςσύνδεσηςσεσειράκαιτηςπαράλληληςσύνδεσης.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιοιηλεκτρικέςσυνδέσειςστασπίτιαμαςείναιπαράλληλες.•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτησύνδεσησεσειράαπότηνπαράλληλησύνδεσησεένασκίτσοηλεκτρικούκυκλώματοςμεσύμβολα.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότικατάτηνεκτέλεσητωνπειραμάτωνμπορούνναχρησιμοποιούνμόνομπαταρίεςκαιόχιρεύμααπότιςπρίζες.

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτοανθρώπινοσώμαείναιαγωγόςτουηλεκτρικούρεύματος.•Νααναφέρουνοιμαθητέςκινδύνουςαπότηναπρόσεκτηχρήσητωνηλεκτρικώνσυσκευών.

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝOΠΤΙΚΑ

•Όταντρίβουμεμεταξύτουςκάποιαυλικά,μεταφέρονταιηλεκτρόνιααπότοένασώμαστοάλλο.Τασώματατότεφορτίζονταιηλεκτρικά.Ότανδυοσώματαείναιφορτισμέναόμοια,απωθούνται,ενώότανείναιφορτισμέναδιαφορετικά,έλκονται.

•OιηλεκτρικέςσυσκευέςλειτουργούνμεενέργειαπουπαίρνουναπόμπαταρίεςαπότοδίκτυοτηςΔΕΗ.•Γιαναφωτοβολείέναςλαμπτήρας,πρέπειημίαεπαφήτουνασυνδέεταιμετονέναπόλομιαςμπαταρίαςκαιηάλληεπαφήμετονάλλοπόλοτηςμπαταρίαςέτσι,ώστεναδημιουργείταιένακλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.

• Για να σχεδιάζουμε ευκολότερα τα ηλεκτρικά κυκλώματα, χρησιμοποιούμε σκίτσα με σύμβολα για τα διάφορα στοιχεία τουκυκλώματος.

•Ταάτομααποτελούνταιαπότονπυρήνακαιταηλεκτρόνια,πουκινούνταιγύρωαπότονπυρήνα.Oπυρήναςαποτελείταιαπόπρωτόνια και νετρόνια. Τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο, τα ηλεκτρόνια αρνητικό, ενώ τα νετρόνια δεν είναι φορτισμέναηλεκτρικά.

•Γύρωαπόκάθεπυρήνακινούνταιτόσαηλεκτρόνιαόσαείναικαιταπρωτόνιάτου.Γι'αυτόκαιταάτομαείναιηλεκτρικάουδέτερα.Σεκάποιαυλικάωστόσοταηλεκτρόνιαδενκινούνταιγύρωαπόένασυγκεκριμένοπυρήνα,αλλάμπορούννακινηθούναπότοέναάτομοστοάλλο.Ταηλεκτρόνιααυτάονομάζονταιελεύθεραηλεκτρόνια.

•Ταυλικάδιακρίνονταισεαγωγούςτουηλεκτρικούρεύματοςκαισεμονωτές.Ταυλικάμέσααπόταοποίαείναιδυνατήηροήτουηλεκτρικούρεύματοςονομάζονταιαγωγοίτουηλεκτρικούρεύματος,ενώταυλικάμέσααπόταοποίαδενείναιδυνατήηροήτουηλεκτρικούρεύματος,μονωτές.

•Γιαναμπορούμεναδιακόπτουμεεύκολακαιγιαόσοδιάστημαεπιθυμούμετηροήτουηλεκτρικούρεύματοςσεένακύκλωμα,χρησιμοποιούμετουςδιακόπτες.

•Στο κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα η πηγή θέτει σε κίνηση τα ελεύθερα ηλεκτρόνια των αγωγών. Την κίνηση των ελεύθερωνηλεκτρονίωντηνονομάζουμεηλεκτρικόρεύμα.Συνήθηστοιχείαενόςαπλούηλεκτρικούκυκλώματοςείναιηηλεκτρικήπηγή,τακαλώδια,ηλυχνιολαβήμετολαμπάκικαιοδιακόπτης.

•Στησύνδεσησεσειράτοηλεκτρικόρεύμαπουρέεισταδύολαμπάκιαείναιτοίδιο.Αναποσυνδεθείένααπόταδύολαμπάκια,

145

τοκύκλωμαδιακόπτεται,οπότεσβήνεικαιτοάλλολαμπάκι.•Στηνπαράλληλησύνδεσητορεύμαδιακλαδίζεται.Αναποσυνδεθείτοένααπόταδύολαμπάκια,ηροήτουρεύματοςδιακόπτεταιμόνοστονκλάδοτουκυκλώματοςστονοποίοήτανσυνδεδεμένοτολαμπάκιπουαποσυνδέθηκε.Τοάλλολαμπάκιπαραμένειαναμμένο.

•Τονερό,ότανπεριέχειάλατα,είναιαγωγόςτουηλεκτρικούρεύματος.Τοανθρώπινοσώμααποτελείταισεμεγάλοποσοστόαπόνερόμεάλατα,είναισυνεπώςαγωγόςτουηλεκτρικούρεύματος.Ηροήηλεκτρικούρεύματοςμέσααπότοανθρώπινοσώμαμπορείναπροκαλέσειακόμηκαιτοθάνατο.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ - ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚOΛΙΕΣ

•Γιαναμελετήσουνοιμαθητέςταηλεκτρικάφαινόμενα,πρέπεινακάνουνσυλλογισμούςμεαφηρημένεςέννοιες,όπως«ρεύμα»,«ενέργεια», «φορτίο» κ.ά. Πολλοί μαθητές συναντούν δυσκολίες στη διάκριση εννοιών, όπως ηλεκτρικό ρεύμα, ηλεκτρικήενέργεια,φορτίο.Πολλοίμαθητέςχρησιμοποιούνσυχνάτογενικόόρο«ηλεκτρισμός»αντίγιατονκάθεφοράορθόειδικότερο.

•Δυσκολίεςαντιμετωπίζουνπολλοίμαθητέςκαιστηνκατανόησητηςδιατήρησηςτουφορτίου.Πολλοίμαθητέςθεωρούνότιτοφορτίοχάνεταιστηδιαδρομήμέσααπότακαλώδιακαισυνεπώςτοηλεκτρικόρεύμαεξασθενεί.Τομηχανικόανάλογομετομοντέλο του νερού, που περιγράφεται στο Φύλλο Εργασίας 5 του κεφαλαίου αυτού, μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές νακατανοήσουνότιτοφορτίοδιατηρείται.

•Πολλοίμαθητέςσυναντούνγενικότεραδυσκολίεςσχετικάμετηνκατανόησητηςμεταφοράςενέργειαςαπότοηλεκτρικόρεύμασεένακύκλωμα.Γιαναεξηγήσουνπώςφτάνειτορεύμααπότηνπηγήστον«καταναλωτή»,ταπαιδιάστρέφονταισεεναλλακτικάμοντέλα(Driver1993,σ.49),ταπιοσυνηθισμένααπόταοποίαείναι:

Τομονοπολικό μοντέλο,στοοποίοοιμαθητέςαναγνωρίζουνμόνοένανπόλο στην πηγή. Oι μαθητές θεωρούν ότι για τη σύνδεση πηγής καιλαμπτήρα είναι αρκετό ένα μόνο καλώδιο. Η χρήση πλακέ μπαταριών,στιςοποίεςκαιοιδύοπόλοιείναιεξίσουεμφανείς,βοηθάστηναπόρριψητουμοντέλουαυτού.

Το μοντέλο των συγκρουόμενων ρευμάτων, στο οποίο οι μαθητέςθεωρούν ότι από τους δύο πόλους της μπαταρίας ρέουν προς τον«καταναλωτή»δύο«ποιότητεςρεύματος»,ηένωσητωνοποίωνπροκαλείτηνακτινοβολίατουλαμπτήρα.Ηεπίδειξηκυκλώματοςμεδύολαμπτήρεςσεπαράλληλησύνδεσηβοηθάστηναπόρριψηαυτούτουμοντέλου,αφού,αν το μοντέλο ήταν σωστό, θα έπρεπε ο δεύτερος λαμπτήρας ναακτινοβολείλιγότεροαπότονπρώτο.

Τομοντέλο της εξασθένησης του ρεύματος, σύμφωνα με το οποίο τορεύμαρέειπροςμίακατεύθυνση,καταναλώνεταιστονλαμπτήρα,οπότεεπιστρέφει λιγότερο ρεύμαστηνπηγή.Η επίδειξη κυκλώματος με δύολαμπτήρες σε σύνδεση σε σειρά βοηθά στην απόρριψη αυτού τουμοντέλου, αφού, αν το μοντέλο ήταν σωστό, θα έπρεπε ο δεύτεροςλαμπτήραςναακτινοβολείλιγότερο.

Περισσότερο φωτεινός

Περισσότερο ρεύμα

Λιγότερο ρεύμα

Λιγότερο φωτεινός

146

OΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1:•καλαμάκια•κλωστή•χαρτομάντιλο

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2:•διαφάνεια•άδειο,διάφανο,γυάλινομπουκάλι•ταινία•μάλλινούφασμα•αλουμινόφυλλο•χαρτόνι•ψαλίδι•σύρμα•χαρτομάντιλο•καλαμάκι

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3:•καλώδιο•μπαταρία•λαμπάκι•ψαλίδι

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4:•μπαταρία•συνδετήρες•κομμάτιξύλο•καρφί•μανταλάκι•καλώδιο•λαμπάκιβιδωτό•πινέζα•σφυρί•ψαλίδι

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6:•λαμπάκισελυχνιολαβή•ασημένιοδαχτυλίδι•καλώδιο•μπαταρία•καλαμάκι•σύρμααπόκαλώδιο•λαστιχάκι•ποτήρι•συνδετήρες

•μπλουζάκι•μολύβι•αλουμινόφυλλο•κλαδί•κουταλάκι

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 7:•μπαταρία•λαμπάκισελυχνιολαβή•καλώδιο•συνδετήρες•ξύλο•πινέζες•μεγάλοςσυνδετήρας•ψαλίδι

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 8:•μπαταρία•λαμπάκιασελυχνιολαβές•καλώδιο•συνδετήρες

147

ANAΠTYΞH TΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

Hανακάλυψητουηλεκτρικούρεύματοςάλλαξεριζικάτηνκαθη-μερινήμαςζωή.Χρησιμοποιούμετιςηλεκτρικέςσυσκευές γιανακάνουμεευκολότερητηζωήμαςστοσπίτικαιστοχώροπουεργαζόμαστε.Oιλάμπεςφωτισμού,τοψυγείο,ητηλεόραση,τοραδιόφωνο, ο ηλεκτρονικός υπολογιστής αποτελούν μερικάμόνο παραδείγματα συσκευών καθημερινής χρήσης που λει-τουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα. Oι εφαρμογές του ηλεκτρικούρεύματος δεν περιορίζονται όμως μόνο στις ηλεκτρικέςσυσκευέςπουχρησιμοποιούμεστοσπίτικαιστοχώροεργασί-αςμας.Oιφωτεινοίσηματοδότες,οφωτισμόςτωνδρόμων,ταηλεκτρικά τρένα και τα τρόλεϊ λειτουργούν επίσης χάρη στοηλεκτρικόρεύμα.

Μια από τις απλούστερες συσκευές που λειτουργούν χάρηστοηλεκτρικόρεύμαείναιολαμπτήρας πυρακτώσεως.Ότανσυνδέουμεέναντέτοιολαμπτήραστουςπόλουςμιαςμπατα-ρίας, τότε το λεπτό μεταλλικό νήμα του πυρακτώνεται καιφωτοβολεί.Ηηλεκτρικήενέργειαμετατρέπεταισεθερμότητακαι σε φωτεινή ενέργεια. Κατά τη διάρκεια λειτουργίας τουλαμπτήραηθερμοκρασίατουνήματοςφθάνειπερίπουστους2000 0C.Γιατολόγοαυτόπρέπειτονήμαναείναικατασκευ-ασμένοαπόδύστηκτομέταλλο.Στιςπερισσότερεςπεριπτώ-σειςτουλικόπουχρησιμοποιείταιγιατοσκοπόαυτόείναιτοβολφράμιο, που έχει σημείο τήξεως τους 3400 0C. Για ναπροστατεύεταιτονήμααπόοξείδωση,γιαναμην«καίγεται»,τοποθετείται σε γυάλινο κέλυφος που περιέχει αδρανέςαέριο,όπωςάζωτοήκρυπτό,σεχαμηλήπίεση.Γιαναφωτο-βολείολαμπτήρας,πρέπειηκάθεεπαφήτουνασυνδέεται,με ένα καλώδιο, με έναν πόλο μιας ηλεκτρικής πηγής. Ησύνδεσηαυτήαποτελείένααπλόκλειστό ηλεκτρικό κύκλω-μα.Γιαναμπορούμενασχεδιάσουμεεύκολακαιγρήγοραταηλεκτρικάκυκλώματα,χρησιμοποιούμεσκίτσα με σύμβολαγιαταδιάφοραμέρητουκυκλώματος.Στοσχήμαπουακολουθεί,παρουσιάζεται ένα τέτοιο σκίτσο με σύμβολα για ένα απλόηλεκτρικόκύκλωμα,πουπεριλαμβάνειέναλαμπτήρασυνδε-δεμένοστουςπόλουςμιαςμπαταρίας.

Oλαμπτήραςστοκλειστόηλεκτρικόκύκλωμαφωτοβολείλόγωτηςροήςτουηλεκτρικούρεύματος.Τοηλεκτρικόρεύμαμετα-φέρει ενέργεια από την ηλεκτρική πηγή στο λαμπτήρα. Στο

λαμπτήραηηλεκτρικήενέργειαμετατρέπεταισεθερμότητακαισεφωτεινήενέργεια.

Εάν θελήσουμε να συνδέσουμε ένα δεύτερο λαμπτήρα στοαπλόκύκλωμαπουπαρουσιάστηκεπαραπάνω,μπορούμενατοκάνουμεμεδύοτρόπους:•συνδέονταςτοδεύτερολαμπτήρασε σειράμετονπρώτο,•συνδέονταςτοδεύτερολαμπτήρα παράλληλαμετονπρώτο.Oι δύο αυτές δυνατές συνδεσμολογίες φαίνονται στο σχήμαπουακολουθεί.

Στησύνδεσησεσειράοι δύο λαμπτήρεςδιαρρέονται από τοίδιορεύμα.Μετησύνδεσητουδεύτερουλαμπτήραησυνολική

HΛEKTPIΣMOΣ

ΛαμπτήραςΜπαταρία

Λαμπτήρας

Λαμπτήρας

Λαμπτήρας

Λαμπτήρας

Μπα

ταρί

α

Μπαταρία

148

Ταυλικάσταοποίαείναιδυνατήηροήτωνελεύθερωνηλεκτρο-νίων,ταυλικάδηλαδήπουεπιτρέπουντηροήτουηλεκτρικούρεύματος,ονομάζονταιαγωγοί.Αγωγοίείναιγιαπαράδειγματαμέταλλακαιογραφίτης.Ταυλικά,αντίθετα,σταοποίαδενείναι

δυνατήηροήτωνελεύθερωνηλεκτρονίων,ταυλικάδηλαδήπουδενεπιτρέπουντηροήτουηλεκτρικούρεύματος,ονομά-ζονταιμονωτές.Τοξύλο,τογυαλί,ηπορσελάνη,ταπλαστικά,τοκαουτσούκείναιμονωτές.

Το νερό, όταν είναι καθαρό, είναι μονωτής. Όταν το νερόόμωςπεριέχειάλατα,είναιαγωγός.Ηαγωγιμότητατουνερούδεν οφείλεται σε ελεύθερα ηλεκτρόνια των ατόμων από ταοποίααποτελείταιαλλάστηνύπαρξηιόντων,πουείναιφορτι-σμένακαιμπορούννακινηθούνστουγρό.Τοανθρώπινοσώμααποτελείταισεσημαντικόποσοστόαπόνερόμεάλατα,είναισυνεπώς αγωγός. Πολλές «πληροφορίες» στο σώμα μας,όπως για παράδειγμα η εντολή για την κίνηση ενός μυός,μεταδίδονταιμεασθενήηλεκτρικάσήματα.Ανόμωςηροήτουηλεκτρικούρεύματοςστοανθρώπινοσώμαέχειμεγάληέντα-ση,μπορείναπροκαλέσεισημαντικέςδυσλειτουργίες,ακόμηκαιτηδιακοπήτηςλειτουργίαςτηςκαρδιάς.Ηροήρεύματοςμεγάληςέντασηςστοανθρώπινοσώμαονομάζεταιηλεκτρο-πληξία.

Γιαναμπορούμεναδιακόψουμεεύκολακαιγιαόσοχρονικόδιάστημαεπιθυμούμετηροήτουηλεκτρικούρεύματοςσεένακύκλωμα,χρησιμοποιούμετουςδιακόπτες.Ότανοδιακόπτηςείναι ανοιχτός, το κύκλωμα δε διαρρέεται από ηλεκτρικόρεύμα.Αντίθετα,ότανοδιακόπτηςκλείσει,αποκαθίσταταιηροήτουηλεκτρικούρεύματοςστοκύκλωμα.

Διάφορα υλικά, ακόμη και μονωτές, είναι δυνατό κάτω απόορισμένεςσυνθήκες ναφορτιστούνστατικά, να αποκτήσουνδηλαδήπλεόνασμαθετικούήαρνητικούφορτίου.Τα θετικά φορτία, όπως έχει αναφερθεί παραπάνω, βρίσκο-νταιστονπυρήνατωνατόμωνκαιδενμπορούνναμετακινη-θούναπότοέναάτομοστοάλλο.Μετριβήμπορούνόμωςναμετακινηθούνηλεκτρόνια.Ανένασώμαέχειπερίσσειαηλε-κτρονίων, φορτίζεται αρνητικά, αν όμως έχει έλλειμμα ηλε-κτρονίων,φορτίζεταιθετικά,καθώςστηνπερίπτωσηαυτήτοσυνολικό αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων είναι μικρότεροαπότοθετικόφορτίοτωνπρωτονίων.

Τρίβονταςγιαπαράδειγμαμια γυάλινηήπλαστικήράβδομεένα μάλλινο ύφασμα, μεταφέρονται ηλεκτρόνια από το ύφα-σμαστηράβδο.Τομάλλινούφασμαφορτίζεταιθετικά,ενώηράβδοςαρνητικά.

αντίσταση τουκυκλώματος, ηδυσκολίαδηλαδήκίνησης τωνελεύθερωνηλεκτρονίων,μεγαλώνει,μεαποτέλεσμαναμειώ-νεταιηέντασητουρεύματος.Στησύνδεσησεσειράλοιπόνηφωτεινότητατηςακτινοβολίαςκάθελαμπτήραεξαρτάταιαπότο πλήθος των λαμπτήρων που είναι συνδεδεμένοι στοκύκλωμα. Αν το συρματάκι σε έναν από τους λαμπτήρεςκοπεί, αν με άλλα λόγια ένας λαμπτήρας «καεί», τότε θαδιακοπείηροήτουρεύματοςστοκύκλωμα,οπότεθασταμα-τήσειναφωτοβολείκαιοάλλοςλαμπτήρας.

Στηνπαράλληλησύνδεσηοιεπαφέςκάθελαμπτήρασυνδέο-νταιαπευθείαςμετουςπόλουςτηςπηγής.Στηνπερίπτωσηαυτήδεμεταβάλλεταιηφωτεινότητατουπρώτουλαμπτήρα,ότανσυνδεθείκαιοδεύτερος,καθώςηέντασητουρεύματοςπουδιαρρέεικάθελαμπτήρα,δεμεταβάλλεται.Αντοσυρμα-τάκι σε έναν από τους λαμπτήρες κοπεί, αν με άλλα λόγιαέναςλαμπτήρας«καεί»,οάλλοςσυνεχίζειναφωτοβολεί.Oιπερισσότερεςηλεκτρικέςσυνδέσεις,γιαπαράδειγμαοισυν-δέσειςστακυκλώματαστασπίτιαμας,είναιπαράλληλες.Γι'αυτόκαιμπορούμενασυνδέουμεήνααποσυνδέουμεοποια-δήποτεηλεκτρικήσυσκευήστασπίτιαμαςχωρίςναεπηρεά-ζεταιηλειτουργίατωνάλλωνσυσκευών.

Τα ηλεκτρικά φορτία παρουσιάζονται στη φύση με δύο μορ-φές,ωςθετικάκαιωςαρνητικά.Ηλεκτρικόρεύμαονομάζουμετηνκίνησητωναρνητικώνηλεκτρικώνφορτίων.Όλαταυλικάαποτελούνταιαπόάτομα.Ταάτομααποτελού-νταιαπότονπυρήνακαιταηλεκτρόνια.Oπυρήναςαποτελεί-ται από τα πρωτόνια, που είναι φορτισμένα θετικά, και τανετρόνια, που είναι ουδέτερα. O πυρήνας του ατόμου είναιλοιπόνφορτισμένοςθετικά.Στονπυρήναείναισυγκεντρωμέ-νοτομεγαλύτερομέροςτηςμάζαςτουατόμου.Ταηλεκτρόνιαέχουν πολύ μικρότερη μάζα και είναι φορτισμένα αρνητικά.Λόγω της ηλεκτροστατικής δύναμης που ασκείται στα ηλε-κτρόνιααπότονπυρήνα,αυτάπεριστρέφονταιγύρωτου.Ταάτομαείναιηλεκτρικάουδέτερα,έτσιτοσυνολικόφορτίοτωνηλεκτρονίωνεξουδετερώνειτοθετικόφορτίοτουπυρήνα.

Σταάτομαορισμένωνυλικώνμεμεγάλοπλήθοςηλεκτρονίων,τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται σε μεγαλύτερες αποστάσειςαπότονπυρήνα,δέχονταιμικρήσχετικάέλξηαπόαυτόν.Σταυλικά αυτά τα ηλεκτρόνια των εξωτερικών στοιβάδων είναισχεδόν ελεύθερα και μπορούν να μετακινηθούν από έναάτομοσεέναάλλο.Σχηματίζουνδηλαδήένανέφοςελεύθε-ρων ηλεκτρονίων,πουδεναντιστοιχούνσεένασυγκεκριμένοάτομο.Σεένακλειστόηλεκτρικόκύκλωμαυπότηνεπίδρασητηςδιαφοράςδυναμικού,πουπροκαλείηηλεκτρικήπηγή,ταελεύθερα αυτά ηλεκτρόνια αναγκάζονται να κινηθούν προςμια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Τη ροή αυτή των ελεύθερωνηλεκτρονίωντηνονομάζουμεηλεκτρικό ρεύμα.Τοηλεκτρικόφορτίοδιατηρείται.Ηηλεκτρικήπηγήδεν«παράγει»ηλεκτρό-νια,θέτειαπλάσεκίνησηταελεύθεραηλεκτρόνιατωνκαλω-δίων. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινούνται από τον αρνητικόπόλο της ηλεκτρικής πηγής προς το θετικό. Η φορά αυτήονομάζεται πραγματική φορά κίνησης των ελεύθερων ηλε-κτρονίων.Συνήθωςότανσημειώνουμε τηφορά τουηλεκτρι-κού ρεύματος σε ένα κύκλωμα, σημειώνουμε την αντίθετηφορά, από το θετικό προς τον αρνητικό πόλο της πηγής.Ηφορά αυτή αποτελεί μια σύμβαση και γι' αυτό ονομάζεταισυμβατική φοράτουηλεκτρικούρεύματος.

Πραγματική φορά

Συμβατική φορά

149

Ανπλησιάσουμεμεταξύτουςδύοόμοιαφορτισμένασώματα,παρατηρούμε ότι αυτά απωθούνται, ενώ, αν πλησιάσουμεμεταξύτουςδύοαντίθεταφορτισμένασώματα,παρατηρούμεότιαυτάέλκονται.Στοφαινόμενοαυτόστηρίζεταιηλειτουρ-γίατουηλεκτροσκοπίου,μιαςαπλήςσυσκευήςμετηνοποίαμπορούμε να διαπιστώσουμε αν ένα σώμα είναι φορτισμένοστατικά. Το ηλεκτροσκόπιο αποτελείται από μια μεταλλικήσφαίρα,ηοποίασυνδέεταιμέσωενόςαγωγούμεδύολεπτάφύλλα αλουμινίου, τα οποία είναι κλεισμένα σε γυάλινοδοχείο. Όταν ένα φορτισμένο σώμα έρθει σε επαφή με τησφαίρα,ταφύλλααλουμινίουφορτίζονταιμέσωτουαγωγούμετο ίδιο είδος φορτίου, οπότε απωθούνται μεταξύ τους καιαπομακρύνεταιτοένααπότοάλλο.Όσοπερισσότεροφορτι-σμένο είναι το σώμα, τόσοπερισσότεροαπομακρύνονται ταφύλλααλουμινίου.

151

•

•

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: ΣΤΑΤΙΚOΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜOΣ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

θετικόφορτίο,αρνητικόφορτίο,έλξη,άπωση

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιταομώνυμαφορτίααπωθούνται,ενώταετερώνυμαέλκονται.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτοπλαστικόκαλαμάκι,όταντρίβεταιμεέναχαρτομάντιλο,φορτίζεταιαρνητικά.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτοχαρτομάντιλο,όταντρίβεταισεένακαλαμάκι,φορτίζεταιθετικά.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •καλαμάκια•κλωστή•χαρτομάντιλο

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν τις εικόνες καιρωτάμεανέχουνποτέαισθανθείένατίναγμα,καθώςβγάζουνέναμάλλινοπουλόβερήκαθώςβγαίνουναπότοαυτοκίνητο.Oιμαθητές αναφέρουν σχετικές εμπειρίες τους. Στη συνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημα:-Πούοφείλεταιάραγετοτίναγμααυτό;Oι περισσότεροι μαθητές διατυπώνουν υποθέσεις, αναφέρο-νταςγενικάτον«ηλεκτρισμό»ωςαιτίατουφαινομένου.Κάποι-οιμαθητέςμπορείναέχουνακούσειγιατο«στατικόηλεκτρι-σμό».Είναιαπίθανοοιμαθητέςναείναισεθέσηναδιατυπώ-σουν πλήρεις και τεκμηριωμένες υποθέσεις. Σημειώνουμεστονπίνακατιςυποθέσειςπουοιμαθητέςδιατυπώνουν,χωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότι,ότανπλησι-άζουν δύο καλαμάκια που έχουν τρίψει με ένα χαρτομάντιλο,αυτάαπωθούνται.

Σελ. 94

152

Όταν φέρνω το χαρτομάντιλο κοντά στο καλαμάκι, παρατηρώ ότι το καλαμάκι πλησιάζει το χαρτομάντιλο.

Το καλαμάκι και το χαρτομάντιλο έλκονται, γιατί είναι φορτισμένα διαφορετικά. Τα δύο καλαμάκια απωθούνται, γιατί είναι φορτισμένα όμοια.

Όταν πλησιάζω τα καλαμάκια, παρατηρώ ότι το ένα απομακρύνεται από το άλλο.

Oιοδηγίεςεκτέλεσηςτουπειράματοςείναιαναλυτικές,συνε-πώςδεχρειάζεταιηβοήθειάμαςγιατηνπραγματοποίησητουπειράματος.Επισημαίνουμεμόνοστουςμαθητέςότιπρέπειναφροντίσουνναμηνακουμπήσουνστοσώματουςήσεκάποιομεταλλικόαντικείμενοτακαλαμάκιαπουέτριψαν.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότι,ότανπλησι-άζουνστοχαρτομάντιλοτοκαλαμάκιπουέτριψανμεαυτό,ταδύοσώματαέλκονται.Γιατηνεπιτυχίατουπειράματοςείναισημαντικόοιμαθητέςναπλησιάσουντοχαρτομάντιλοστοκαλαμάκιστοσημείοόπουτοέτριψανμεαυτό,αφούεκείησυγκέντρωσητουφορτίουείναιμεγαλύτερη. Είναι επίσης σημαντικό να φροντίσουν να μηνακουμπήσειτοκαλαμάκιστοχαρτομάντιλο.Ανοιμαθητέςδενπαρατηρήσουντηνέλξη,τουςπροτρέπουμενα επαναλάβουν το πείραμα, τρίβοντας πιο δυνατά και γιαμεγαλύτεροχρονικόδιάστηματοκαλαμάκιμετοχαρτομάντιλο.

Σημείωση:τοπείραμαπετυχαίνεικαλύτεραότανστοχώροδενυπάρχειυγρασία.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουντιςπαρατηρήσειςτουςσταπειράματαπουπροη-γήθηκανκαιναδιατυπώσουντοσυμπέρασμα.Εξηγούμεστουςμαθητέςότι ταάτομααποτελούνται από τονπυρήνα,πουείναιθετικάφορτισμένοςκαι ταηλεκτρόνιαπουπεριστρέφονταιγύρωτουκαιείναιαρνητικάφορτισμένα.Απο-φεύγουμε ωστόσο να σχεδιάσουμε απλοποιημένα σχήματαστονπίνακα.Εξηγούμεότιταφορτίαδεδημιουργούνταιούτεεξαφανίζονται.Ότανόμωςκάποιασώματατρίβονται,μπορείναμεταφερθούνηλεκτρόνιααπότοένασώμαστοάλλο.Τοσώμαπουπαίρνειηλεκτρόνιαφορτίζεταιαρνητικά,ενώεκείνοπουχάνειηλεκτρό-νιαφορτίζεταιθετικά.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιμετηντριβήμεταφέρονταιμόνοηλεκτρόνια.Ρωτάμετουςμαθητές:- Ταδύο καλαμάκιαστοπρώτοπείραμαφορτίστηκανόμοια ήδιαφορετικά;Oιμαθητέςείναιλογικόνααπαντήσουνότιτακαλαμάκιαφορτί-στηκανόμοια,αφούκαισταδύοακολουθήσαμετηνίδιαδιαδι-κασία.Στησυνέχειαρωτάμε:- Τισυμβαίνειλοιπόν,ότανπλησιάζουμεδύοσώματαπουείναιόμοιαφορτισμένα;Αφούοιμαθητέςαπαντήσουνότιταόμοιαφορτισμένασώματααπωθούνται,ρωτάμε:- Τοκαλαμάκικαιτοχαρτομάντιλοφορτίστηκανόμοιαήδιαφο-ρετικά;- Τισυμβαίνειλοιπόν,ότανπλησιάζουμεδύοσώματαπουείναιφορτισμέναδιαφορετικά;

Μετά τηνολοκλήρωση τηςσυζήτησηςοι μαθητέςσυμπληρώ-νουντοσυμπέρασμα,χρησιμοποιώνταςτιςβοηθητικέςλέξειςπουδίνονταιστοπλαίσιο.

•

•

Σελ. 95

Σελ. 96

•

153

θετικόαρνητικό

πρωτονίωνηλεκτρονίων

αρνητικά

θετικά

αρνητικά

θετικά

Το σώμα μου και το πουλόβερ φορτίζονται ηλεκτρικά, γι’ αυτό νιώθω το τίναγμα.

Το σώμα μου φορτίζεται ηλεκτρικά λόγω της τριβής με το κάθισμα, γι’ αυτό νιώθω το τίναγμα, όταν βγαίνω από το αυτοκίνητο.

Ησυμπλήρωσητωνκενώνστιςφράσειςαυτέςμπορείναπρο-ηγηθεί τηςδιατύπωσηςτουσυμπεράσματος.Ταστοιχείαπουζητούνται εδώ έχουν προκύψει μέσα από τη συζήτηση πουπροκαλέσαμεγιατηνεξαγωγήτουσυμπεράσματος.Βοηθάμε τους μαθητές να κατανοήσουν ότι με την τριβή δεδημιουργείται φορτίο, απλά μεταφέρονται ηλεκτρόνια από τοένασώμαστοάλλο.Αναφέρουμετέλοςότικατάτημεταφοράτουφορτίουμπορείναπροκληθείμικρόςσπινθήρας.

Για την ολοκλήρωση του Φύλλου Εργασίας σχολιάζουμε τιςυποθέσειςπουοιμαθητέςέχουνδιατυπώσεικαιπουέχουμεσημειώσει στον πίνακα. Προκαλούμε συζήτηση, βοηθώνταςτους μαθητές να εξηγήσουν το τίναγμα που νιώθουν, ότανβγαίνουναπότοαυτοκίνητοήότανβγάζουνέναμάλλινοπουλό-βερ,αναφέρονταςότιαυτόοφείλεταιστημεταφοράηλεκτρονί-ων,πουσυγκεντρώθηκανλόγωτηςφόρτισηςτωνσωμάτωνμετηντριβή.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιεργασίεςαποτελούνεπανάληψητουεισαγωγικούερεθίσμα-τος, πρέπει συνεπώς να ανατεθούν στους μαθητές μετά τηνολοκλήρωσητουσχολιασμούτωνυποθέσεωντωνμαθητών.

Oι μαθητές είναι δύσκολο να δώσουν πλήρη εξήγηση για τοφαινόμενο.Αρκούμαστεσεαπαντήσειςστιςοποίεςοιμαθητέςαναφέρονται στο γεγονός ότι το φαινόμενο οφείλεται στηνηλεκτρικήφόρτισητωνσωμάτωνλόγωτριβής.

Τοφαινόμενοδενείναιαπλό.Σεκάποιοβαθμόηφόρτισηοφεί-λεται στην τριβή του σώματός μας με τα καθίσματα. Κυρίωςόμωςηφόρτισηείναιαντίστροφη,δηλαδήείναιτοαυτοκίνητοαυτόπουφορτίζεταιηλεκτρικάλόγωτηςτριβήςτωνελαστικώνμε το οδόστρωμα. Το τίναγμα οφείλεται στο γεγονός ότι έναμέροςτουφορτίουπουέχεισυγκεντρωθείστομεταλλικόπερί-βληματουαυτοκινήτουμεταφέρεταιστηΓημέσωτουσώματόςμας.

•

•

•Σελ. 97

154

Παρατηρώ ότι οι διαφάνειες απωθούνται.

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΗεισαγωγήσεαυτότοΦύλλοΕργασίαςγίνεταιμεπροβληματι-σμότωνμαθητώνσχετικάμετοανμπορείναείναιηλεκτρικάφορτισμένο το καλαμάκι ή όχι. Κρατώντας ένα καλαμάκι σταχέρια μας με κατάλληλες ερωτήσεις δίνουμε εναύσματα γιασυζήτηση:- Νομίζετεότι το καλαμάκιπου κρατώείναι ηλεκτρικάφορτι-σμένο;- Πώςμπορούμεναδιαπιστώσουμεανείναιηλεκτρικάφορτι-σμένο;- Τινομίζετεότιθαέπρεπενακάνουμε,γιαναφορτιστείηλε-κτρικάτοκαλαμάκι;

Πειραματική αντιμετώπισηΣτοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιοιδύοδιαφάνει-εςαπωθούνται,διότιείναιφορτισμένεςόμοια.Γιατηνεπιτυχίατουπειράματοςείναισημαντικότοπουλόβερναείναιμάλλινο (τασυνθετικάδεφορτίζονταιστατικάτο ίδιοεύκολα)οιδιαφάνειεςναείναιλείεςκαιναμηνυπάρχειυγρα-σίαστοχώρο.Ταδιαφανήντοσιέ,πουσυνήθωςείναιανάγλυφα,δεφορτίζονταιεύκολα.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΣΚΟΠΙΟ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

ηλεκτροσκόπιο

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιδύοόμοιαφορτισμένασώματααπωθούνται.•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςέναηλεκτροσκόπιοκαιναδιαπιστώσουνπειραματικάτοντρόπολειτουργίαςτου.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •διαφάνεια •άδειοδιάφανο,γυάλινομπουκάλι•ταινία •καλαμάκι•μάλλινούφασμα •αλουμινόφυλλο•χαρτόνι •ψαλίδι•σύρμα •χαρτομάντιλο

•

•

Σελ. 98

155

Σελ. 99

Πειραματική αντιμετώπισηΣτο πείραμα αυτό οι μαθητές κατασκευάζουν ένα απλό ηλε-κτροσκόπιοκαιτοχρησιμοποιούν,γιαναδιαπιστώσουνανένακαλαμάκιείναιστατικάφορτισμένο.Καθώςηκατασκευήείναιχρονοβόρα,μπορούμεναεκτελέσου-μετοπείραμαμετημορφήεπίδειξης.Καισεαυτήνόμωςτηνπερίπτωση κατασκευάζουμε το ηλεκτροσκόπιο παρουσία τωνμαθητώνκαιεξηγούμεκάθεστάδιο τηςκατασκευής,δεφέρ-νουμεδηλαδήτοηλεκτροσκόπιοέτοιμοστηντάξη.

Ότανπλησιάσουμεέναφορτισμένοσώμαστοσύρμαστοπάνωμέροςτουηλεκτροσκοπίου,ταελεύθεραηλεκτρόνιατουσύρ-ματος είτε κινούνται προς τα πάνω (αν το σώμα έχει θετικόφορτίο)είτεκινούνταιπροςτααλουμινόφυλλα(αντοσώμαέχειαρνητικό φορτίο). Σε κάθε περίπτωση τα δύο αλουμινόφυλλαφορτίζονταιόμοια,οπότεαπωθούνται.

Προτρέπουμε επίσης τους μαθητές να πλησιάσουν στο ηλε-κτροσκόπιο και το χαρτομάντιλο στο σημείο όπου το έτριψανστοκαλαμάκι,γιαναδιαπιστώσουνότικαισεαυτήτηνπερίπτω-ση τα αλουμινόφυλλα απωθούνται. Το ηλεκτροσκόπιο μάς«δείχνει»λοιπόνανένασώμαείναιφορτισμένο,δεμαςδίνειόμωςπληροφορίαγιατοείδοςτουφορτίου.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντηνπαρατήρησήτουςστοπρώτοπείραμαμετιςδιαφάνειες.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιατησυζήτησηαυτή:- Τι συνέβη με τις διαφάνειες, όταν τις τρίψαμε στο μάλλινοπουλόβερ;- Φορτίστηκανοιδύοδιαφάνειεςόμοιαήδιαφορετικά;- Τισυμβαίνειότανπλησιάζουμεμεταξύτουςδύοόμοιαφορτι-σμένασώματα;

Ζητάμεεπίσηςαπό τουςμαθητέςνασυγκρίνουν τοηλεκτρο-σκόπιο με τις δύο διαφάνειες του πρώτου πειράματος. Ησυμπεριφοράτωνδιαφανειώνείναιόμοιαμεαυτήντωναλουμι-νόφυλλωντουηλεκτροσκοπίου,ηστήριξηόμωςτωναλουμινό-φυλλωνστοηλεκτροσκόπιοείναιπιο«μόνιμη»,οπότεηδιάταξηείναιπιοεύχρηστη.Μπορούμεναρωτήσουμετουςμαθητές:- Τισυνέβημετααλουμινόφυλλα,ότανπλησιάσαμετοφορτι-σμένοκαλαμάκι;- Φορτίστηκανταδύοαλουμινόφυλλαόμοιαήδιαφορετικά;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOι μαθητές καλούνται να αναφέρουν σε ποια περίπτωση οιδιαφάνειεςείναιφορτισμένεςόμοια καισεποιαδιαφορετικά,μεβάσητιςεικόνεςστιςοποίεςπαρατηρούνότιοιδιαφάνειεςέλκονταιήαπωθούνται.

Αυτήείναιμιαπαρόμοιαεργασίαμετηνπροηγούμενηκαισχε-τίζεταιμετοπρώτοπείραμααυτούτουΦύλλουΕργασίας.Στηνπερίπτωσηαυτήχρησιμοποιούμεμπαλόνιαπουείναιφορτισμέ-ναμείδιουείδουςφορτίοκαιγι'αυτόαπωθούνται.Ανυπάρχειχρόνος,μπορείναγίνειτοπείραμαστηντάξη,τρίβονταςδύομπαλόνιασεμάλλινούφασμαήακόμαμπορούμεναπροτείνου-μεστουςμαθητέςνακάνουντοπείραμαστοσπίτι.

Στην αριστερή εικόνα οι διαφάνειες είναι φορτισμένες διαφορετικά, γι’ αυτό έλκονται.Στη δεξιά εικόνα οι διαφάνειες είναι φορτισμένες όμοια, γι’ αυτό απωθούνται.

Τα μπαλόνια είναι φορτισμένα όμοια, γι' αυτό απωθούνται.

Όταν πλησιάζω το καλαμάκι, τα δύο αλουμινόφυλλα απομακρύνονται το ένα από το άλλο, δηλαδή απωθούνται.

Δύο σώματα απωθούνται όταν έχουν το ίδιο φορτίο. Οι δύο διαφάνειες μοιάζουν με τα αλουμινόφυλλα στο ηλεκτροσκόπιο.

•

•

•

•

Σελ. 100

156

γυαλίλεπτό συρματάκι από βολφράμιοεπαφήεπαφήστήριγμα από πορσελάνη ή από γυαλίσιδεράκια που στηρίζουν το συρματάκι

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΔίνουμε στους μαθητές ένα βιδωτό λαμπάκι κι ένα λαμπάκιμπαγιονέτκαιτουςπροτρέπουμεναταπαρατηρήσουνπροσε-κτικά.Αναυτόδενείναιδυνατό,τουςζητάμεναπαρατηρήσουνπροσεχτικάταλαμπάκιαστηνεικόνα.Στη συνέχεια προτρέπουμε τους μαθητές να διατυπώσουνυποθέσεις για τον τρόπο με τον οποίο ανάβει ένα λαμπάκι,ρωτώνταςτους:-Τιπρέπεινακάνουμε,γιαναανάψειέναλαμπάκι;Σημειώνουμε τιςυποθέσεις τωνμαθητώνστονπίνακα, χωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΑνυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,προβάλλουμετησχετικήδια-φάνεια,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηντομήτουλαμπτήραστοβιβλίοτους.Βοηθάμετουςμαθητέςνασυμπληρώσουντιςονομασίεςγιαταδιάφορα μέρη του λαμπτήρα. Δεν αναφερόμαστε ακόμη σεμονωτέςκαιαγωγούς.ΌταναντιμετωπίσουμετοΦύλλοΕργα-σίας 6 (αγωγοί και μονωτές), μπορούμε να επανέλθουμε γιαλίγο και να συζητήσουμε με τους μαθητές ποια μέρη τουλαμπτήραείναιμονωτέςκαιποιααγωγοί.

Στησυνέχειαδείχνουμεστουςμαθητέςμιαπλακέμπαταρίακαιτους ζητάμε να εντοπίσουν τουςδύοπόλους. Ζητάμε επίσηςαπότουςμαθητέςνασημειώσουνστηνεικόνατουβιβλίουτουςτους δύο πόλους της μπαταρίας. Καθώς πολλοί μαθητέςδυσκολεύονταιναεντοπίσουντοδεύτεροπόλοστιςπιοευρέ-ως χρησιμοποιούμενες κυλινδρικές μπαταρίες (βλέπε συνή-θειςεναλλακτικέςαντιλήψεις),είναιχρήσιμοναφέρουμεστηντάξηκαιάλλεςμπαταρίεςμεδιαφορετικόσχήμακαιμέγεθοςκαι να ζητήσουμε από τους μαθητές να εντοπίσουν και σεαυτέςτουςδύοπόλους.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3: ΠOΤΕ ΑΝΑΒΕΙ ΤO ΛΑΜΠΑΚΙ;

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

λαμπάκιμπαγιονέτ,βιδωτόλαμπάκι,επαφή,πόλος

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νασημειώσουνοιμαθητέςσετομήενόςλαμπτήραπυρακτώσεωςταδιάφοραμέρητου.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτοσωστότρόποσύνδεσηςενόςλαμπτήραμετουςπόλουςμιαςμπαταρίαςσεένακύκλωμα.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •καλώδιο•μπαταρία•λαμπάκι•ψαλίδι

•

•

•

Σελ. 101

157

Το λαμπάκι ανάβει: 4, 5, 7Το λαμπάκι δεν ανάβει: 1, 2, 3, 6, 8

Το λαμπάκι ανάβει μόνο όταν η μία επαφή του συνδέεται με καλώδιο με τον ένα πόλο της μπαταρίας και η άλλη του επαφή με τον άλλο πόλο της μπαταρίας.

Σελ. 102

Λέμε ότι η λάμπα έχει «καεί», όταν έχει κοπεί το λεπτό συρματάκι από βολφράμιο.

•

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότι,γιαναανάψειτολαμπάκι,πρέπεικάθεεπαφήτουνασυνδεθείμεένανπόλοτηςμπαταρίας.Βοηθάμετουςμαθητέςστοκόψιμοτουκαλωδίουκαιστηναφαί-ρεση του πλαστικού από τα άκρα του. Αναφέρουμε ότι στησυνδεσμολογία με το νούμερο 8 δεν πρέπει να αφήσουν γιαμεγάλοχρονικόδιάστηματουςπόλουςτηςμπαταρίαςενωμέ-νους,γιατίημπαταρίακαταστρέφεται.Oι μαθητές μπορούν να προτείνουν και να δοκιμάσουν καιάλλουςτρόπουςσύνδεσης.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντηνπαρατήρησήτουςστοπείραμαπουπροηγή-θηκε και διατυπώνουν το συμπέρασμα, χρησιμοποιώντας τιςβοηθητικές λέξεις που δίνονται στο πλαίσιο.Με κατάλληλεςερωτήσεις δίνουμε εναύσματα για τη συζήτηση και βοηθάμετουςμαθητέςνακατανοήσουνότι, γιαναανάψει τολαμπάκι,πρέπεικάθεεπαφήτουνασυνδέεταιμεένανπόλοτηςμπατα-ρίας:-Μεποιουςτρόπουςσύνδεσηςάναψετολαμπάκι;- Τικοινόέχουναυτοίοιτρόποισύνδεσης;- Πούακουμπούσεηκάθεεπαφήτουλαμπτήραστησυνδεσμο-λογίαμετονούμερο1;- Άναψετολαμπάκι;- Πούακουμπούσεηκάθεεπαφήτουλαμπτήραστησυνδεσμο-λογίαμετονούμερο4;- Άναψετολαμπάκι;- Πούακουμπούσεηκάθεεπαφήτουλαμπτήραστησυνδεσμο-λογίαμετονούμερο5;- Άναψετολαμπάκι;- Αρκείναχρησιμοποιήσουμετονέναμόνοπόλοτηςμπαταρί-ας,γιαναανάψειτολαμπάκι;- Αρκείναχρησιμοποιήσουμετημίαμόνοεπαφήαπότολαμπά-κι,γιαναανάψει;ΤοΦύλλοΕργασίαςολοκληρώνεταιμετηναναδρομήστιςυπο-θέσεις που έχουν διατυπώσει οι μαθητές και που έχουμεσημειώσειστονπίνακα.Προκαλούμεσυζήτηση,μέσααπότηνοποίαοι μαθητέςσχολιάζουν,συμπληρώνουνκαιδιορθώνουντιςυποθέσειςτους.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουντιςεπαφέςσεδιάφοραλαμπάκια. Ιδιαίτερηπροσοχήαπαιτείταισταλαμπάκιαμπαγιο-νέτ,διότισεαυτάτομεταλλικόκέλυφοςτηςβάσηςδενείναιεπαφή.Σταλαμπάκιαμπαγιονέτκαιοιδύοεπαφέςβρίσκονταιστοκάτωμέροςτηςβάσης.

Oιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουντουςπόλουςσεδιάφορεςμπαταρίες.Ιδιαίτερηπροσοχήαπαιτείταιστιςκυλινδρικέςμπα-ταρίες(βλέπεσυνήθειςεναλλακτικέςαντιλήψεις).

Oιμαθητέςκαλούνταινασχεδιάσουνέναναπότουςτρόπουςμε τους οποίους διαπίστωσαν ότι ανάβει το λαμπάκι.Με τηνεργασίααυτή,συνεπώς,ελέγχουμεανοιμαθητέςέχουνκατα-νοήσειότι,γιαναανάβειτολαμπάκι,πρέπεικάθεεπαφήτουνασυνδέεταιμεένανπόλοτηςμπαταρίας.

Oι μαθητές γνωρίζουν τα μέρη της λάμπας πυρακτώσεως,είναισυνεπώςσεθέσηνααπαντήσουνστηνερώτηση,παρα-τηρώντας ότι το συρματάκι της λάμπας στην εικόνα είναικομμένο.

•

•

•

••

Σελ. 103

158

ΜπαταρίαΚαλώδιαΛυχνιολαβήΛαμπάκι

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΑνυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,προβάλλουμετησχετικήδια-φάνεια,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνες στο βιβλίο τους. Με κατάλληλες ερωτήσεις δίνουμεεναύσματαγιασυζήτηση,προτρέπονταςτουςμαθητέςναδια-τυπώσουνυποθέσειςσχετικάμετηχρησιμότητατηςλυχνιολα-βής:- Πώςστερεώναμετακαλώδιαστολαμπάκι,στοπείραματηςπροηγούμενηςενότητας;- Είναιασφαλήςαυτόςοτρόποςσύνδεσης;- Πώςσυνδέονταιτακαλώδιαστιςλάμπεςπουχρησιμοποιούμεκαθημερινάστασπίτιαμας;Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΠροκαλούμεσύντομησυζήτηση,βοηθώνταςτουςμαθητέςναθυμηθούνόσαμελέτησανστηνπροηγούμενηενότητασχετικάμετησύνδεσητουλαμπτήραμετηνμπαταρία.Αφούυπογραμ-μιστείκαιπάλιότιχρειάζονταιδύοκαλώδια,ώστενασυνδέε-ταικάθεεπαφήτουλαμπτήραμεένανπόλοτηςμπαταρίας,τουςζητάμενασχεδιάσουνστηνεικόναταδύοκαλώδιαέτσι,ώστετολαμπάκιστοκύκλωματουσκίτσουναφωτίζει.Τουςπροτρέπουμε επίσης να χρωματίσουν το λαμπάκι με κίτρινοχρώμα.Εισάγουμετηνέννοιατουκλειστούηλεκτρικούκυκλώματοςκαιζητάμεαπότουςμαθητέςναδικαιολογήσουντοεπίθετο«κλει-στό».Στησυνέχειαζητάμεαπότουςμαθητέςνασημειώσουνστοβιβλίοτουςταστοιχείατουκυκλώματοςπουπαρατηρούνστηνεικόνα.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4: ΕΝΑ ΑΠΛO ΚΥΚΛΩΜΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

λυχνιολαβή,μπαταρία,κλειστόηλεκτρικόκύκλωμα,σύμβολαστοιχείωνηλεκτρικούκυκλώματος

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςμιαλυχνιολαβήκαινατηχρησιμοποιήσουνσεένααπλόκλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.•Νασυσχετίσουνοιμαθητέςταστοιχείαενόςκυκλώματοςμετααντίστοιχασύμβολα.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •μπαταρία •συνδετήρες •ψαλίδι •καρφί •μανταλάκι•καλώδιο •λαμπάκιβιδωτό •πινέζα •σφυρί •κομμάτιξύλο

Αν σε κάποιο κατάστημα ηλεκτρολογικών ειδών βρούμε λυχνιολαβές (ντουΐ) για λαμπάκια, είναι προφανές ότι μπορούμε να αποφύγουμε τη σχετικά χρονοβόρα κατασκευή που προτείνεται στην ενότητα αυτή. Στην περίπτωση αυτή θα συζητήσουμε με τους μαθητές γενικά για τη χρησιμότητα της λυχνιολαβής και στη συνέχεια θα περάσουμε στο επόμενο Φύλλο Εργασίας.

Ζητάμε από τους μαθητές να φυλάξουν τη λυχνιολαβή που θα κατασκευάσουν, καθώς θα τη χρησιμοποιήσουν τόσο για τα πειράματα της Ενότητας «Φως» στην Ε΄ Δημοτικού, όσο και για τα πειράματα των Ενοτήτων «Φως» και «Ηλεκτρισμός» στην Στ΄ Δημοτικού.

•

•

Σελ. 104

159

Όταν συνδέω τη λυχνιολαβή στην μπαταρία, το λαμπάκι ανάβει.

Στοπείραμααυτόοι μαθητέςκατασκευάζουνμιαλυχνιολαβή,τηνοποίαεντάσσουνσεένακλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.Πρινοι μαθητές ξεκινήσουν την κατασκευή, καλόείναι νασυζητή-σουμετιςοδηγίεςστηντάξηκαινααπαντήσουμεσεενδεχόμε-νεςσχετικέςερωτήσειςτωνμαθητών.

Oι συνδετήρες χρησιμεύουν για τη σύνδεση της λυχνιολαβήςστηνμπαταρία.Είναιπροφανέςότιδενμπορούμεναχρησιμο-ποιήσουμεσυνδετήρεςμεπλαστικόκάλυμμα.

Αν αυτό είναι απαραίτητο, βοηθάμε τους μαθητές να καρφώ-σουντηνπινέζαστοξύλο.

Καλό είναι να βοηθήσουμε τους μαθητές σε αυτό το σημείο.Είναι σημαντικό να προσέξουμε, ώστε η μεγάλη τρύπα πουσχηματίζειτομανταλάκι,ητρύπαδηλαδήστηνοποίαθαστερε-ώσουμε το λαμπάκι, να βρίσκεται πάνω από την πινέζα. Τολαμπάκιπουχρησιμοποιούμεπρέπει ναέχει μέγεθος τέτοιο,ώστεναχωράστηντρύπαπουσχηματίζειτομανταλάκι.

Ηκάτωεπαφήαπότολαμπάκιπρέπειναακουμπάστημεταλλι-κήεπιφάνειατηςπινέζας.Αντολαμπάκιδενανάβει,πιθανότα-τα η κάτω επαφή δεν ακουμπά στην πινέζα. Στην περίπτωσηαυτήπιέζουμεελαφράτολαμπάκιπροςτακάτω.

Αφού οι μαθητές συνδέσουν τη λυχνιολαβή στην μπαταρία,συμπληρώνουντηνεικόνασχεδιάζονταςτακαλώδια.Στησυνέ-χεια επιστρέφουν τα όργανα και τα υλικά στη θέση τους καισυμπληρώνουντηνπαρατήρησηστονπροβλεπόμενοχώροστοβιβλίοτους.

•

•

•

Σελ. 105

Σελ. 106

•

160

Η χρήση των λυχνιολαβών κάνει τη σύνδεση των λαμπτήρων ευκολότερη και ασφαλέστερη.

Στην πρώτη εικόνα φαίνονται όλες οι λεπτομέρειες του κυκλώματος, ενώ στην τελευταία μόνο τα βασικά του μέρη.

Στην πρώτη εικόνα μπορούμε να δούμε αναλυτικά το κύκλωμα, αλλά χρειάζεται πολύς χρόνος για τη σχεδίασή του. Στην τελευταία εικόνα βλέπουμε μόνο τα βασικά μέρη του κυκλώματος, αλλά έτσι μπορεί το κύκλωμα να σχεδιαστεί πολύ πιο γρήγορα.

Μπορεί να έχει εξασθενήσει η μπαταρία ή μπορεί η σύνδεση των καλωδίων στους πόλους της μπαταρίας ή στις επαφές της λυχνιολαβής να μην είναι καλή. Μπορεί επίσης να έχει καεί το λαμπάκι ή να έχει κοπεί το καλώδιο σε κάποιο σημείο.

Το καλώδιο της λάμπας του γραφείου έχει στο εσωτερικό του 2 καλώδια. Κάθε καλώδιο καταλήγει και σε μια επαφή της λυχνιολαβής.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΖητάμεαπότουςμαθητέςναδιατυπώσουνέναγενικόσυμπέ-ρασμακάνονταςμίααναδρομήστιςυποθέσειςπουδιατύπωσανστην αρχή του μαθήματος. Προκαλούμε συζήτηση στην τάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουνκαισυμπληρώνουντιςυποθέσειςτουςσχετικάμετηχρησιμότητατωνλυχνιολα-βών.Μπορούμεναρωτήσουμε:- Σετιχρησιμεύουνοιλυχνιολαβές;- Ανδεχρησιμοποιούσαμελυχνιολαβές,θαήτανευκολότερηήδυσκολότερηησύνδεσητωνλαμπτήρων;- Είναιασφαλέςναχρησιμοποιούμελυχνιολαβέςγιατησύνδε-σητωνλαπτήρων;Στη συνέχεια, με τη βοήθεια των σκίτσων, εξηγούμε στουςμαθητές τα σύμβολα που αντιστοιχούν στα βασικά στοιχείαενόςκυκλώματος.Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασυγκρίνουντιςτρειςεικόνες.Στησυνέχειαπροκαλούμεσυζήτησησχετικάμεταπλεονεκτήματακαιταμειονεκτήματακαθενόςαπότουςτρόπους σχεδίασης ενός κυκλώματος. Είναι προφανές ότιζωγραφίζονταςήφωτογραφίζονταςένακύκλωμααποτυπώνου-μεπολύπερισσότερεςπληροφορίεςαπ'ό,τιότανχρησιμοποι-ούμεσκίτσα μεσύμβολα.Πολλέςφορέςόμωςη λεπτομερήςαυτήαπεικόνισηδενείναιαπαραίτητη.Είναιεπίσηςπροφανέςότιχρησιμοποιώνταςσκίτσαμεσύμβολαμπορούμενααπεικο-νίσουμεπολύευκολότερακαιπολύγρηγορότεραένακύκλωμα.

Εξηγούμεστουςμαθητέςότι,ότανσχεδιάζουμεσκίτσαμεσύμ-βολα,χρησιμοποιούμετοχάρακακαιδίνουμεγιαλόγουςσυμ-μετρίας ορθογωνική μορφή στα σκίτσα, παρόλο που στηνπραγματικότητα τα καλώδια στα κυκλώματα δε σχηματίζουνγωνίες.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιμαθητέςκαλούνταιναεντοπίσουνπιθανέςαιτίεςτουπρο-βλήματος.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξη,προτρέ-πουμετουςμαθητέςνααναφέρουνόσοτοδυνατόπερισσότερααίτια.

Μετηνεργασίααυτήελέγχουμεανοιμαθητέςέχουνεξοικει-ωθείμετηχρήσησκίτσωνμεσύμβολαγιατηναπεικόνισητωνηλεκτρικώνκυκλωμάτων.Καιστιςδύοφωτογραφίεςεικονίζεταιτο ίδιο κύκλωμα. Στην κάτω εικόνα όμως τα καλώδια είναι«μπερδεμένα».Oι μαθητέςπρέπει νασχεδιάσουν και για τιςδύοφωτογραφίεςτοίδιοσκίτσομεσύμβολα.

Ηεργασίααυτήείναιδύσκολη.Oιμαθητέςπρέπειναπαρατη-ρήσουντομεταλλικόέλασμαστοεσωτερικότουφακούκαιναχρωματίσουν τοηλεκτρικό κύκλωμα.Ενδέχεται κάποιοι μαθη-τές να παρατηρήσουν το διακόπτη και να κάνουν σχετικέςερωτήσεις. Απαντάμε στις ερωτήσεις αυτές χωρίς όμως ναεπεκταθούμε,καθώςηλειτουργίακαιηχρησιμότητατουδιακό-πτη στα ηλεκτρικά κυκλώματα θα μελετηθεί διεξοδικά στοΦύλλοΕργασίας7τηςΕνότηταςαυτής.

Καθώςοιμαθητέςβλέπουντοεξωτερικόμόνοπερίβληματωνκαλωδίωντωνηλεκτρικώνσυσκευών,δυσκολεύονταινακατα-λάβουν πώς δημιουργείται το κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα. Ηεργασίααυτήβοηθάτουςμαθητέςνακατανοήσουνπώςδημι-ουργείται το κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα, καθώς στη μικρήεικόναβλέπουνότιστοεσωτερικότουκαλωδίουυπάρχουνδύοχωριστάκαλώδια.

••

•

•

•

•

Σελ. 108

Σελ. 107

161

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5: ΤO ΗΛΕΚΤΡΙΚO ΡΕΥΜΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

ηλεκτρόνια,ελεύθεραηλεκτρόνια,ηλεκτρικόρεύμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςμεαπλάλόγιατηνέννοια«ελεύθεραηλεκτρόνια»καινααναφέρουνότιηκίνησητωνελεύθερωνηλεκτρονίωνονομάζεταιηλεκτρικόρεύμα.

•Ναεντοπίσουνοιμαθητέςδιαφορέςκαιομοιότητεςανάμεσαστηροήτουνερούσεένακλειστόκύκλωμαμεσωλήνεςκαιστηροήτουηλεκτρικούρεύματοςσεένακλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.

OPΓANA KAI YΛIKA:

Δεναπαιτούνται

Το Φύλλο Εργασίας 5 προτείνεται να μη διδαχθεί, γιατί οι έννοιες που παρουσιάζονται σε αυτό είναι, κατά την άποψη των συγγραφέων, ιδιαίτερα δύσκολες για μαθητές του Δημοτικού σχολείου. Το Φύλλο Εργασίας περιλαμβάνεται στο βιβλίο, καθώς η συγγραφική ομάδα όφειλε να τηρήσει πιστά το αναλυτικό πρόγραμμα.

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΣτην ενότητα αυτή παρουσιάζονται πολύ δύσκολες έννοιες,γεγονόςπουδενεπιτρέπειναακολουθήσουμετηνανακαλυπτι-κή μεθοδολογία των υπόλοιπων ενοτήτων. Είναι ουτοπικό ναπεριμένουμεσεμίαδιδακτικήώραοιμαθητέςνακατανοήσουντηδομήτουμικρόκοσμου.ΒασικόςστόχοςτουΦύλλουΕργασί-αςείναιναακούσουνοιμαθητέςγιαταδιάφορασωματίδιατουμικρόκοσμουκαινακατανοήσουνότιηλεκτρικόρεύμαονομά-ζουμετηροήαρνητικάφορτισμένωνσωματιδίων,πουονομάζο-νταιηλεκτρόνια,υπάρχουνσεκάθευλικόσώμα,μπορούνόμωςνακινηθούνελεύθερασεκάποιαμόνουλικά.

Τοεισαγωγικόκείμενοκαιοιαντίστοιχεςεικόνεςδίνουνερεθί-σματα για συζήτηση σχετικά με την έννοια της ροής. Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςκαινααναφέ-ρουντιείναιαυτόπουρέεισεκάθεπερίπτωση.

ΑντιμετώπισηΒοηθάμετουςμαθητέςνακατανοήσουντηνέννοιατου«ηλε-κτρικούρεύματος», ζητώνταςτουςναεντοπίσουνομοιότητεςκαιδιαφορέςανάμεσασ'ένακλειστόηλεκτρικόκύκλωμακαισεένακλειστόκύκλωμασωλήνωνπουπεριέχουννερό.Πρινξεκι-νήσουμετημελέτητουμοντέλου,αναφέρουμεμεέμφασηότιηχρήσηενόςμοντέλουμάςβοηθάνακαταλάβουμεκάτιπουδενμπορούμεναδούμε,δενπρέπειόμωςναξεχνάμεότι,παρόλοπουτομοντέλοέχειπολλέςαναλογίεςμετηνπραγματικότητα,δενταυτίζεταιμεαυτή.

•

•

Σελ. 109

162

Ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζουμε τη ροή των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ένα κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα.

Τα άτομα αποτελούνται από πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Ηλεκτρικά φορτισμένα είναι τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια. Τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο ενώ τα ηλεκτρόνια αρνητικό.

Σελ. 111

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπεριγράψουνταδύοσκίτσατηςπροηγούμενηςσελίδας.Στησυνέχειαζητάμεαπότουςμαθη-τέςναδιαβάσουνμία-μίατιςπροτάσειςπουαναφέρονταιστοκύκλωματουνερούκαιτουςβοηθάμε,μέσααπόσυζήτησηστηντάξη,ναδιατυπώσουντιςανάλογεςπροτάσειςγιατοηλεκτρικόκύκλωμα.

Εισάγουμε τους όρους άτομο, ηλεκτρόνιο, ροή. Εξηγούμεστουςμαθητέςότιστοκύκλωμαοιπυρήνεςδενμετακινούνταιενώαντίθεταταελεύθεραηλεκτρόνιακινούνται(«ρέουν»)απόέναάτομοσεέναάλλο.

Μέσααπότηδιατύπωσητωνομοιοτήτωνκαιτωνδιαφορώντωνδύοκυκλωμάτων,βοηθάμετουςμαθητέςνακατανοήσουνότιηηλεκτρική πηγή δεν παράγει ηλεκτρόνια, απλά τα θέτει σεκίνηση.Τονίζουμεεπίσηςμεέμφασηότιδεχρειάζεταιναπερι-μένουμενα«φτάσει» τορεύμααπότηνπηγήστολαμπάκι.Ηκίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων που προϋπάρχουν στοκαλώδιοείναιαυτήπουαναγκάζειτολαμπάκιναφωτίσει.

Σεένακύκλωμαρέουνελεύθεραηλεκτρόνιαήαλλιώςηλεκτρι-κόρεύμα.Είναιπολύσημαντικόναχρησιμοποιούνοιμαθητέςεφεξήςτορήμαρέει,όταναναφέρονταιστοηλεκτρικόρεύμα.Πολλοί μαθητές χρησιμοποιούν συχνά το λανθασμένο όρο«ηλεκτρισμός»αντίτουορθού«ηλεκτρικόρεύμα».Επιμένουμεμεέμφασηστηχρήσητουδόκιμουόρου.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμε συζήτηση στην τάξη προκειμένου οι μαθητές νασυγκρίνουντηροήτουνερούμετηροήτωνελεύθερωνηλε-κτρονίωνστοκλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.Μπορούμεναρωτή-σουμε:- Σετιμοιάζειηροήτουνερούμετηροήτωνελεύθερωνηλε-κτρονίων;- Σετιδιαφέρειηροήτουνερούαπότηροήτωνελεύθερωνηλεκτρονίων;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΕπαναληπτικήεργασία,πουαναφέρεταιστονορισμότουηλε-κτρικούρεύματος.

Επαναληπτική εργασία, που αναφέρεται στα σωματίδια πουαποτελούντοάτομοκαιτοείδοςτουφορτίουτους.

Επαναληπτικήεργασίαμετημορφήσταυρόλεξου.

Η μπαταρία αναγκάζει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια να κινηθούν.Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ρέουν στα καλώδια.Η ενέργεια που δίνει η μπαταρία κάνει το λαμπάκι να φωτίζει.Η μπαταρία δεν παράγει ηλεκτρόνια, απλά τα κινεί.Όταν συνδέουμε την μπαταρία στο κύκλωμα, το λαμπάκι ανάβει αμέσως. Δε χρειάζεται να περιμένουμε να φτάσουν ηλεκτρόνια από την μπαταρία, αφού στο καλώδιο υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια..

Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια υπάρχουν από πριν στα καλώδια.Στο ηλεκτρικό κύκλωμα κινούνται μόνο τα ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Το νερό αναγκάζεται σε ροή στους σωλήνες από την αντλία, ενώ τα ελεύθερα ηλεκτρόνια αναγκάζονται σε ροή στα καλώδια από την μπαταρία. Στο κύκλωμα του νερού πρέπει να γεμίσουμε τους σωλήνες με νερό για να λειτουργήσει, ενώ τα ελεύθερα ηλεκτρόνια υπάρχουν από πριν στα καλώδια.

•

•

•

•

•

Σελ. 110

163

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΤοεισαγωγικόερέθισμαστηνενότητααυτήδίνεταιμέσααπόένα κόμικ με ήρωες το Λαμπάκη και το Βολφράμιο. ΑνάλογακόμικπαρουσιάζονταιστηνεισαγωγήαρκετώνΦύλλωνΕργασί-αςτηςΕνότητας«Ηλεκτρισμός»τόσοστηνΕ΄όσοκαιστηνΣτ΄Δημοτικού. Προκαλούμε συζήτηση στην τάξη σχετικά με ταονόματα των ηρώων. Στο Φύλλο Εργασίας 3 δώσαμε στουςμαθητέςτηνπληροφορίαότιτουλικόαπότοοποίοείναικατα-σκευασμένο το συρματάκι στους λαμπτήρες πυρακτώσεωςονομάζεται βολφράμιο. Ζητάμε από τους μαθητές να σχολιά-σουντημορφήτουΒολφράμιουστοκόμικ.Στη συνέχεια ζητάμε από τους μαθητές να διαβάσουν τουςδιαλόγους στο κόμικ και να περιγράψουν το πρόβλημα πουαντιμετωπίζουνοΛαμπάκηςκαιοΒολφράμιος.Διαβάζουμετέλοςτοερώτημαπουείναισημειωμένοκάτωαπότοκόμικκαιπροκαλούμετηδιατύπωσηυποθέσεωνσχετικάμευλικά τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα κλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακα,χωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιάλλαυλικάεπιτρέπουντηροήτουηλεκτρικούρεύματος,ενώάλλαόχι.Oιμαθητές μπορούν, πέρα από τα υλικά που προτείνονται στοβιβλίο,ναπειραματιστούνκαιμεάλλαυλικάπουθαεπιλέξουν.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6: ΑΓΩΓOΙ ΚΑΙ ΜOΝΩΤΕΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

αγωγός,μονωτής,καλώδιο

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηνύπαρξηυλικώνπουάγουντοηλεκτρικόρεύμακαιυλικώνπουδενάγουντοηλεκτρικόρεύμα.

•Νααναγνωρίσουνοιμαθητέςτομέροςτωνκαλωδίωνείναικατασκευασμένοαπόαγωγούςκαιαυτόπουείναικατασκευασμένοαπόμονωτές.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •λαμπάκισελυχνιολαβή •ασημένιοδαχτυλίδι •καλώδιο•μπαταρία •καλαμάκι •σύρμααπόκαλώδιο•καλώδιο •λαστιχάκι •ποτήρι•συνδετήρες •μπλουζάκι •μολύβι•αλουμινόφυλλο •κλαδί •κουταλάκι

•

•

Σελ. 112

164

Το εξωτερικό μέρος των πριζών και των φις κατασκευάζεται από πλαστικό, γιατί το πλαστικό είναι μονωτής. Έτσι δεν κινδυνεύουμε, όταν ακουμπάμε τις πρίζες ή τα φις.

Οι λαβές των εργαλείων που χρησιμοποιεί ο ηλεκτρολόγος είναι κατασκευασμένες από μονωτή, για να μην κινδυνεύει ο ηλεκτρολόγος όταν εργάζεται με αυτά.

Τα σύρματα είναι μεταλλικά, άρα είναι αγωγοί. Τα στηρίγματα των συρμάτων στην κολόνα είναι μονωτές. Η κολόνα είναι τσιμεντένια ή ξύλινη άρα είναι μονωτής. Μέσα από τα καλώδια ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα. Χάρη στους μονωτές δεν κινδυνεύουμε, όταν ακουμπάμε τις κολόνες.

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

Το λαμπάκι ανάβει, γιατί ο γραφίτης στο εσωτερικό του μολυβιού και το ατσάλι, από το οποίο είναι κατασκευασμένο το ψαλίδι, είναι αγωγοί του ηλεκτρικού ρεύματος.

αλουμίνιο, ατσάλι, άργυρος, γραφίτης. χαλκός

γυαλί, πλαστικό, καουτσούκ, ύφασμα, ξύλο

Oιμαθητέςσυμπληρώνουντονπίνακασύμφωναμετηνπαρατή-ρησήτους.Ταξινομούνταυλικάσεδύοκατηγορίες,ανάλογαμετοαντολαμπάκιανάβειήόχι.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Εισάγουμετουςόρους«αγω-γός» και «μονωτής» και τους εξηγούμε στους μαθητές. Στησυνέχεια τους προτρέπουμε να ταξινομήσουν τα υλικά πουμελέτησανστοπροηγούμενοπείραμασεαγωγούςκαι μονω-τές.Επιμένουμεστηναναφοράτωνυλικώνκαιόχιτωναντικει-μένων. Αν έχουμε διδάξει το προηγούμενο φύλλο εργασίας,θέτουμετηνερώτηση:- Τιονομάζουμεηλεκτρικόρεύμα;Oιμαθητές,σύμφωναμεόσαέμαθαν,απαντούναναφερόμενοιστηνκίνησητωνελεύθερωνηλεκτρονίων.Στησυνέχειαρωτά-με:- Σεποιααπόταυλικάπουμελετήσαμεστοτελευταίοπείραμαείναιδυνατήηκίνησητωνηλεκτρονίων;Μέσααπόσυζήτησηστηντάξηβοηθάμετουςμαθητέςνακατα-νοήσουν ότι στους αγωγούς υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια,ταοποίαμπορούννακινηθούν,ενώαντίθεταστουςμονωτέςηκίνησητωνηλεκτρονίωνδενείναιδυνατή.

Ηδιδακτικήώραολοκληρώνεταιμετηναναδρομήστιςυποθέ-σειςπουοιμαθητέςέχουνδιατυπώσειστηναρχήτουμαθήμα-τος.Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουν,αναδιατυπώνουν,συμπληρώνουνήδιορ-θώνουντιςυποθέσειςπουείναισημειωμένεςστονπίνακα.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιμαθητέςκαλούνταιναεντοπίσουντουςαγωγούςστοκύκλω-μα.Ανυπάρχει διαθέσιμος χρόνος, μπορούμε να κατασκευά-σουμετοκύκλωμααυτόκαινατοδείξουμεστουςμαθητές.Mετην εργασία οι μαθητές κατανοούν ότι και άλλα αντικείμενα,πέρααπότακαλώδια,είναιαγωγοί.

Και στις τρεις εργασίεςοι μαθητές καλούνται να εντοπίσουναγωγούς και μονωτές σε διάφορα αντικείμενα, που βλέπουνκαθημερινά γύρω τους. Καλούνται επίσης να εξηγήσουν τηχρησιμότητατηςεπιλογήςαγώγιμωνήμονωτικώνυλικώνγιαταδιαφορετικάμέρητωναντικειμένωναυτών.

Ητελευταίαεργασίαείναιδύσκολη.Ανοιμαθητέςδυσκολεύο-νταινααπαντήσουν,τουςπροτρέπουμεναπαρατηρήσουνμίακολώνατηςΔΕΗκοντάστοσχολείοήκοντάστοσπίτιτους.Ανείναι απαραίτητο, βοηθάμε τους μαθητές, εξηγώντας ότι ταστηρίγματατωνκαλωδίωνείναικατασκευασμένααπόπορσελά-νηήσυνθετικόυλικό,είναισυνεπώςμονωτές.

•

•

•

•

•

•Σελ. 113

Σελ. 114

165

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΤο εισαγωγικό ερέθισμα σε αυτό το Φύλλο Εργασίας δίνεταιμέσααπόένακόμικμεήρωεςτοΛαμπάκηκαιτοΒολφράμιο.Ζητάμε από τους μαθητές να διαβάσουν τους διαλόγους στοκόμικκαιναπεριγράψουντοπρόβλημαπουαντιμετωπίζουνοΛαμπάκηςκαιοΒολφράμιος.Στη συνέχεια διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημα, που είναισημειωμένοκάτωαπότοκόμικ,καιπροκαλούμετηδιατύπωσηυποθέσεων σχετικά με διάφορους τρόπους με τους οποίουςμπορούμεναδιακόψουμετηροήτουηλεκτρικούρεύματοςσεένα κύκλωμα. Σημειώνουμε τις υποθέσεις των μαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνδιάφορουςτρό-πους με τους οποίους μπορούμε να διακόψουμε τη ροή τουρεύματοςσεέναηλεκτρικόκύκλωμακαιελέγχουντιςυποθέ-σειςπουέχουνδιατυπώσει.Αφήνουμε τουςμαθητέςναδιερευνήσουνόλους τουςπιθα-νούςτρόπους:ναβγάλουντολαμπάκιαπότηλυχνιολαβή,νααποσυνδέσουνένακαλώδιοήτηνμπαταρίααπότοκύκλωμακ.λπ.Αφούοιμαθητέςσημειώσουντηνπαρατήρησήτους,προκαλού-μεσυζήτησησχετικάμετουςτρόπουςπουοιμαθητέςεφάρμο-σανγιανασβήσειτολαμπάκι.Μέσααπότησυζήτησηβοηθάμετους μαθητές να κατανοήσουν ότι το λαμπάκι σβήνει, ότανδιακόπτεταιηροήτουηλεκτρικούρεύματοςστοκύκλωμα.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 7: O ΔΙΑΚOΠΤΗΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

διακόπτης,ανοιχτόηλεκτρικόκύκλωμα,κλειστόηλεκτρικόκύκλωμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηχρησιμότητατουδιακόπτησεέναηλεκτρικόκύκλωμα.•Νααναγνωρίσουνοιμαθητέςτασύμβολαγιατονανοιχτόκαιγιατονκλειστόδιακόπτη.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιστησύνδεσησεσειράοδιακόπτηςμπορείνατοποθετηθείσεοποιαδήποτεθέσητουκυκλώματος.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •μπαταρία•ξύλο•καλώδιο•συνδετήρες

•λαμπάκισελυχνιολαβή•πινέζες•μεγάλοςσυνδετήρας•ψαλίδι

Για να σβήσει το λαμπάκι μπορώ να το βγάλω από τη λυχνιολαβή. Μπορώ επίσης να αποσυνδέσω ένα καλώδιο από την μπαταρία ή από τη λυχνιολαβή.

•

•

Σελ. 115

166

Ανοιχτός διακόπτης Κλειστός διακόπτης

Μπαταρία Λαμπάκι σε λυχνιολαβήΚαλώδιαΣυνδετήρεςΔιακόπτης

Το λαμπάκι ανάβει και σβήνει σε οποιαδήποτε θέση και αν τοποθετήσω το διακόπτη.

Με τη χρήση του διακόπτη μπορούμε να ανοίγουμε και να κλείνουμε το κύκλωμα. Ο διακόπτης μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιαδήποτε θέση του κυκλώματος.

Όταν ο διακόπτης είναι κλειστός το λαμπάκι φωτίζει, ενώ όταν είναι ανοιχτός το λαμπάκι δε φωτίζει.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόναμετουςδιακόπτες. Αν υπάρχει η δυνατότητα, καλό είναι να έχουμεπρομηθευτείαπόένακατάστημαηλεκτρολογικώνειδώνδιάφο-ρουςτύπουςδιακοπτώνκαινατουςδείξουμεστουςμαθητές,αφού πρώτα με ένα κατσαβίδι αφαιρέσουμε το πίσω μέροςτους.Στησυνέχειαπροκαλούμεσυζήτησηστηντάξησχετικάμετηχρησιμότητατωνδιακοπτών.

Πειραματική αντιμετώπισηΣτοπείραμααυτόοιμαθητέςκατασκευάζουνέναδιακόπτηκαιτονσυνδέουνσεένακύκλωμα,διαπιστώνονταςπειραματικάτηχρησιμότητάτου.Αφού οι μαθητές εκτελέσουν το πείραμα, σημειώνουν τηνπαρατήρησήτουςκαισχεδιάζουντοδιακόπτη,ότανείναιανοι-χτόςκαιότανείναικλειστός,στααντίστοιχαπλαίσια.

Oι μαθητές συσχετίζουν τα σύμβολα για τον ανοιχτό και τονκλειστόδιακόπτημετιςεικόνεςπουσχεδίασανστηνπροηγού-μενησελίδα.

Το πείραμα αυτό είναι «ανοιχτό». Oι μαθητές καλούνται ναπροτείνουν τη διαδικασία με την οποία θα ελέγξουν αν στοκύκλωμαμεέναμόνολαμπάκιοδιακόπτηςπρέπεινατοποθε-τηθείσεσυγκεκριμένηθέση.Oι μαθητές, εργαζόμενοι σε ομάδες, προτείνουν πείραμα,σημειώνουν τα όργανα και τα υλικάπου θα χρησιμοποιήσουνκαισχεδιάζουντασκίτσαμεσύμβολατωνκυκλωμάτωνπουθακατασκευάσουν.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τές γενικεύουν τις παρατηρήσεις τους στα πειράματα πουπροηγήθηκαν και διατυπώνουν το συμπέρασμα. Με βάση τιςβοηθητικέςλέξειςπουδίνονταιστοπλαίσιο,οιμαθητέςαναφέ-ρονταιτόσοστηχρησιμότητατουδιακόπτη,όσοκαιστιςθέσειςστιςοποίεςαυτόςμπορείνατοποθετηθεί.

Ηδιδακτικήώραολοκληρώνεταιμετηναναδρομήστιςυποθέ-σειςπουοιμαθητέςέχουνδιατυπώσειστηναρχήτουμαθήμα-τοςκαιπουέχουμεσημειώσειστονπίνακα.Μέσααπόσυζήτη-σηστηντάξηβοηθάμετουςμαθητέςνασχολιάσουντιςυποθέ-σεις τους, αναφέροντας τα πλεονεκτήματα της χρήσης τουδιακόπτησεσχέσημετουςυπόλοιπουςτρόπουςδιακοπήςτηςροήςτουρεύματος.

•

•

•

•

Σελ. 116

Σελ. 117

167

Στην αριστερή εικόνα ο διακόπτης είναι ανοιχτός, ενώ στη δεξιά είναι κλειστός.

Τοποθετούνται δύο διακόπτες, για να μην κινδυνεύει να κόψει τα χέρια του ο χειριστής του μηχανήματος.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΕπαναληπτική εργασία στην οποία οι μαθητές καλούνται νασχεδιάσουνσκίτσαμεσύμβολαγιαένακύκλωμαστοοποίοοδιακόπτηςείναιανοιχτόςκαιγιαέναδεύτεροστοοποίοοδια-κόπτηςείναικλειστός.Ηεργασίασυμβάλλεικαιστηνεξοικεί-ωση των μαθητών στο σχεδιασμό σκίτσων κυκλωμάτων μεσύμβολα.

Στις εικόνες οι μαθητές βλέπουν τα σκίτσα της τομής ενόςανοιχτού και ενός κλειστού διακόπτη τοίχου. Καλούνται ναεντοπίσουν τον κλειστό διακόπτη και να σημειώσουν με έναμαρκαδόροτοκλειστόηλεκτρικόκύκλωμα.

Σε πολλά επικίνδυνα μηχανήματα τοποθετούνται δύο διακό-πτες,πουπρέπειναπατηθούνταυτόχρονα.Μετοντρόποαυτόπροστατεύονταιοιχειριστέςτωνμηχανημάτωναυτών.

•

•

•

Σελ. 118

168

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΤοεισαγωγικόερέθισμακαισεαυτότοΦύλλοΕργασίαςδίνεταιμέσααπόένακόμικμεήρωεςτοΛαμπάκηκαιτοΒολφράμιο.

Ζητάμε από τους μαθητές να διαβάσουν τους διαλόγους στοκόμικκαιναπεριγράψουντοπρόβλημαπουαντιμετωπίζουνοΛαμπάκηςκαιοΒολφράμιος.Στη συνέχεια διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημα, που είναισημειωμένοκάτωαπότοκόμικκαιπροκαλούμετηδιατύπωσηυποθέσεων. Σημειώνουμε τις υποθέσεις των μαθητών στονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.Αφού σημειώσουμε τις υποθέσεις των μαθητών στον πίνακα,αναφέρουμε ότι στο πρώτο πείραμα της ενότητας αυτής θακατασκευάσουμετοκύκλωμαπουέφτιαξεοΛαμπάκηςκαιθατομελετήσουμε,προσπαθώνταςνακαταλάβουμετηναιτίατουπροβλήματοςπουαντιμετωπίζειοΒολφράμιος.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 8: ΣΥΝΔΕΣΗ ΣΕ ΣΕΙΡΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

σύνδεσησεσειρά,παράλληλησύνδεση

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςδιαφορέςκαιομοιότητεςμεταξύτηςσύνδεσηςσεσειράκαιτηςπαράλληληςσύνδεσης.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιοιηλεκτρικέςσυνδέσειςστασπίτιαμαςείναιπαράλληλες.•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτησύνδεσησεσειράαπότηνπαράλληλησύνδεσησεένασκίτσοηλεκτρικούκυκλώματοςμεσύμβολα.

OPΓANA KAI YΛIKA:

γιακάθεομάδα•μπαταρία•λαμπάκιασελυχνιολαβές•καλώδιο•συνδετήρες

•

Σελ. 119

169

Πειραματική αντιμετώπισηΣτοπείραμααυτόοιμαθητέςκατασκευάζουνκύκλωμαμεδύολαμπάκιασυνδεδεμένασεσειράκαιπαρατηρούνότιηροήτουρεύματοςδιακόπτεται,αναφαιρεθείένααπόταδύολαμπάκια.

Αφούοιμαθητέςκατασκευάσουντοκύκλωμακαιδιαπιστώσουνότιανάβουνκαιταδύολαμπάκια,αφαιρούνένααπόαυτά.Στησυνέχεια τοποθετούναυτό τολαμπάκιπάλιστηθέσητουκαιαποσυνδέουν το άλλο λαμπάκι. Oι μαθητές μπορούν να απο-συνδέσουντολαμπάκιβγάζοντάςτοαπότηλυχνιολαβή.

Αφού οι μαθητές ολοκληρώσουν το πείραμα, επιστρέφουν ταόργανακαιταυλικάστηθέσητουςκαισημειώνουντηνπαρατή-ρησήτους.Στησυνέχειασχεδιάζουνστοβιβλίοτουςτοσκίτσομεσύμβολατουκυκλώματος.Αναυτόείναιαπαραίτητο,ζητάμεαπόέναμαθητήνασχεδιάσειτοσκίτσοστονπίνακα,ώστεόλοιοιμαθητέςναελέγξουνανέχουνσχεδιάσεισωστάτοσκίτσοτουκυκλώματοςστοβιβλίοτους.Αναφέρουμεστουςμαθητέςότιτησύνδεσηαυτήτηνονομάζου-με«σύνδεσησεσειρά».

Ανυπάρχειδιαθέσιμοςχρόνος,μπορούμενακατασκευάσουμεκυκλώματαμεπερισσότεραλαμπάκιασυνδεδεμένασεσειρά.Oιμαθητέςστακυκλώματααυτάπαρατηρούνότι,όσαλαμπάκιακαιναείναισυνδεδεμένα,αρκείνααφαιρεθείέναγιαναδιακο-πείηροήτουρεύματος,οπότεσβήνουνόλαταλαμπάκια.

Ενδέχεταικάποιοιμαθητέςναπαρατηρήσουνότιηέντασητηςφωτοβολίαςείναιμικρότερηότανσυνδέουμεσεσειράπερισσό-τερα λαμπάκια. Καθώς η παρατήρηση αυτή σχετίζεται με τηνέντασητουηλεκτρικούρεύματος,έννοιαπουείναιπρόωροναεισαχθεί, καλό είναι να αναφέρουμε ότι η παρατήρηση αυτήείναι σωστή και να αποφύγουμε να εμβαθύνουμε στο θέμααυτό.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουντηνπαρατήρησήτουςστοπροηγούμενοπείραμακαιναδιατυπώσουντοσυμπέρασμα.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιατησυζήτησηαυτή:- Πώςονομάσαμετησύνδεσηστοπείραμαπουπροηγήθηκε;- Τισυμβαίνειστησύνδεσησεσειράόταναποσυνδέουμεένααπόταδύολαμπάκια;- Γιατίδενανάβεικανέναλαμπάκι,όταναποσυνδέουμετοένααπόαυτά;- Είναιτοκύκλωμαανοιχτόήκλειστό,όταναποσυνδέουμεένααπόταλαμπάκια;- Ρέειρεύμαστοκύκλωμαόταναποσυνδέουμεένααπόταδύολαμπάκια;

Αναφέρουμε στους μαθητές ότι δεν τοποθετήσαμε διακόπτηστοκύκλωματουπειράματοςγιαλόγουςευκολίας.Αντοποθε-τήσουμεδιακόπτη,θαπαρατηρήσουμεότιμεαυτόνανάβουνήσβήνουνταυτόχρονακαιταδύολαμπάκια.

Όταν αποσυνδέω το ένα λαμπάκι παρατηρώ ότι σβήνει και το άλλο λαμπάκι.

Στη σύνδεση σε σειρά η ροή του ρεύματος διακόπτεται, όταν αποσυνδέουμε το ένα λαμπάκι.

•

•

Σελ. 120

170

Ακόμη και όταν αποσυνδέω το ένα λαμπάκι, το άλλο παραμένει αναμμένο.

Στην παράλληλη σύνδεση το ρεύμα ρέει και στους δύο κλάδους του κυκλώματος. Όταν αποσυνδέω το ένα λαμπάκι, η ροή του ρεύματος διακόπτεται μόνο στον κλάδο αυτό.

Πειραματική αντιμετώπισηΣτοπείραμααυτόοιμαθητέςσυνδέουνδύολαμπάκιαπαράλλη-λακαιπαρατηρούνότιστηνπαράλληλησύνδεση,ακόμηκαιαναποσυνδεθείτοέναλαμπάκι,τοάλλοεξακολουθείναφωτίζει.

Oι μαθητές κατασκευάζουν το κύκλωμα και διαπιστώνουν ότιανάβουν και τα δύο λαμπάκια. Στη συνέχεια σχεδιάζουν τοαντίστοιχοσκίτσομεσύμβολακαισημειώνουνμεέναχρωματι-στό μαρκαδόρο τη ροή του ρεύματος. Αναφέρουμε στουςμαθητές ότι δεν είναι απαραίτητο να σχεδιάσουν τόξα με τηφοράτηςροήςτουρεύματος.Ζητάμεαπόέναμαθητήνασχε-διάσειτοσκίτσοστονπίνακα,ώστεόλοιοιμαθητέςναελέγ-ξουν αν έχουν σημειώσει σωστά στο βιβλίο τους τη ροή τουρεύματος.Δείχνουμεστοσκίτσοότιτορεύμαστηνπαράλληλησύνδεση διακλαδίζεται στους δύο κλάδους του κυκλώματος,χωρίςόμωςνααναφερθούμεστηνέντασητουρεύματοςστουςδύοκλάδους.

Στη συνέχεια οι μαθητές μπορούν να αποσυνδέσουν το έναλαμπάκι.Θαπαρατηρήσουνότιτοάλλολαμπάκιεξακολουθείναφωτίζει.Οιμαθητέςαναφέρουνότιηροήστονένακλάδοδια-κόπηκε,αφούαφαιρέσαμετολαμπάκι,συνεχίζεταιόμωςστονάλλοπαράλληλοκλάδοτουκυκλώματος.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΑναφέρουμε στους μαθητές ότι η σύνδεση στο πείραμα πουπροηγήθηκε ονομάζεται «παράλληλη» και τους ζητάμε ναπαρατηρήσουν το σκίτσο με σύμβολα που σχεδίασαν και νασχολιάσουντηνονομασίααυτή.Προκαλούμε στη συνέχεια συζήτηση στην τάξη, βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουντηνπαρατήρησήτουςστοπείρα-μαπουπροηγήθηκεκαιναδιατυπώσουντοσυμπέρασμα.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗεργασίααυτήαναφέρεταιστησύνδεσησεσειρά.Oιμαθητέςκαλούνταιναδιαπιστώσουνότιταλαμπάκιαείναισυνδεδεμένασεσειρά,οπότε,οποιονδήποτεδιακόπτηκαι ναανοίξουμε,ηροήτουρεύματοςστοκύκλωμαθαδιακοπείκαιόλαταλαμπά-κιαθασβήσουν.

Οι μαθητές παρατηρούν την εικόνα και διαπιστώνουν ότι τοείδοςσύνδεσης,πουχρησιμοποιείταιστηνηλεκτρικήεγκατά-στασηστασπίτιαμας,είναιηπαράλληλησύνδεση.

Αν υπάρχει χρόνος, μπορούμε να συζητήσουμε την εργασίααυτήστηντάξη.

Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,προβάλλουμετησχετικήδια-φάνεια,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόναστοβιβλίοτους.Προκαλούμε συζήτηση σχετικά με το είδος των ηλεκτρικώνσυνδέσεωνστασπίτιαμας.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιατησυζήτησηαυτή:-Μετά το γενικό πίνακα βλέπετε δύο καλώδια που φτάνουνσταπλυντήρια.Είναι ταπλυντήριασυνδεδεμένασεσειράήπαράλληλα;- Ανσεέναπολύπριζοείναισυνδεδεμένεςδιάφορεςσυσκευέςκαιαποσυνδέσετεμίααπόαυτές,λειτουργούνοιυπόλοιπες;- Ποιοείδοςσύνδεσηςχρησιμοποιείταιστηνηλεκτρικήεγκατά-στασηστασπίτιαμας;

•

Τα λαμπάκια είναι συνδεδεμένα σε σειρά. Αν ανοίξω το διακόπτη Δ1, η ροή του ρεύματος θα διακοπεί και τα λαμπάκια θα σβήσουν. Αν ανοίξω το διακόπτη Δ2, όλα τα λαμπάκια θα σβήσουν, αφού είναι συνδεδεμένα σε σειρά.

Στο ηλεκτρικό κύκλωμα του σπιτιού είναι συνδεδεμένη η λάμπα, η τηλεόραση, η κουζίνα, ο απορροφητήρας, και τα πλυντήρια. Η σύνδεση των ηλεκτρικών συσκευών είναι παράλληλη.

•

•

•

Σελ. 121

Σελ. 122

171

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 9: ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ - ΜΙΑ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΗ ΥΠΟΘΕΣΗ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

αγωγός,μονωτής,κίνδυνοιγιατονάνθρωποαπότοηλεκτρικόρεύμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτοανθρώπινοσώμαείναιαγωγός.•Νααναφέρουνοιμαθητέςκινδύνουςαπότηναπρόσεκτηχρήσητωνηλεκτρικώνσυσκευών.

OPΓANA KAI YΛIKA: δεναπαιτούνται

Δεν πρέπει να πιάνουμε τα καλώδια και τα φις με βρεγμένα χέρια.

Δεν πρέπει σε καμιά περίπτωση να χρησιμοποιούμε ηλεκτρικές συσκευές μέσα στο μπάνιο.

Πρέπει να ελέγχουμε τα φις. Αν είναι σπασμένα, δεν πρέπει σε καμιά περίπτωση να τα πιάνουμε.

•

•

Σελ. 123

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντην εικόνα. Αναφέρουμε στους μαθητές ότι το νερό, ότανπεριέχει άλατα, είναι αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος. Τοανθρώπινοσώμααποτελείταισεμεγάλοποσοστόαπόνερόμεάλατα,είναισυνεπώςαγωγόςτουηλεκτρικούρεύματος.Ηροήηλεκτρικούρεύματοςμέσααπότοανθρώπινοσώμαμπορείναπροκαλέσειακόμηκαιτοθάνατο.Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,επαναλαμβάνονταςέτσιγιαμίαακόμηφοράτησύστασηότισταπειράματαπρέπειναχρη-σιμοποιούνται μόνο μπαταρίες ως ηλεκτρικές πηγές. Στησυνέχειαθέτουμετιςερωτήσεις:-Γιατίείναιτοηλεκτρικόρεύματόσοεπικίνδυνο;-Είναιτοσώμαμαςαγωγόςήμονωτής;Προκαλούμε τη διατύπωση υποθέσεων, τις οποίες χωρίς νασχολιάσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.

ΑντιμετώπισηΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν και να περιγρά-ψουντασκίτσασταοποίαπαρουσιάζονταιεπικίνδυνεςενέργει-εςσεσχέσημε τηχρήσητωνηλεκτρικώνσυσκευών.Προκα-λούμεστησυνέχειασυζήτησηγια τοσχολιασμότωνσκίτσων.Μέσααπότησυζήτησηεπιδιώκουμετηνευαισθητοποίησητωνμαθητώνσχετικάμετηνανάγκηπροσεκτικήςχρήσηςτωνοικι-ακώνηλεκτρικώνσυσκευών.

172

Ιδιαίτερη έμφασηδίνουμεστοσχολιασμό του τελευταίουσκί-τσου.ΕπισημαίνουμεστουςμαθητέςότικάθεχρόνοτιςΑπόκρι-ες κάποιοι τραυματίζονται σοβαρά, επειδή ο χαρταετός τουςμπλέκεταιστασύρματατουδικτύουτηςΔΕΗ.Μπορούμε με αφορμή αυτήν την εικόνα να αναφέρουμε τοπείραμα του Franklin, πουπεριγράφεται στο βιβλίο αναφοράςκαιναζητήσουμεαπότουςμαθητέςνασχολιάσουντοσχετικόμετηνεπικινδυνότητατουπειράματοςκείμενο.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιασυζήτηση:-Είναιοστεγνόςσπάγκοςαγωγόςήμονωτής;-Είναιοβρεγμένοςσπάγκοςαγωγόςήμονωτής;-ΓιατίήτανεπικίνδυνοτοπείραμαπουέκανεοFranklin;Επισημαίνουμε στους μαθητές ότι το ρεύμα μπορεί να ρέειμέσααπόέναβρεγμένοσπάγκο.Αναφέρουμεεπίσηςότιλόγωτηςυγρασίαςστηνατμόσφαιρα, ακόμη και ανοσπάγκοςμάςφαίνεται στεγνός, υπάρχει κίνδυνος ηλεκτροπληξίας, αν οχαρταετόςμπλεχτείστασύρματατουδικτύουτηςΔΕΗ.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςσυνοψίζουνόσασυζήτησανσχετικάμετουςκινδύνουςπουδιατρέχουμε από την απρόσεκτη χρήση των ηλεκτρικώνσυσκευών.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOιμαθητέςκαλούνταινααναφέρουνόλουςτουςαγωγούςστοκύκλωμα.Είναιπιθανόοιμαθητέςναδυσκολευτούννααναφέ-ρουνότιτουγρόστοδοχείοείναιαλατόνερο.Γιατολόγοαυτό,αν έχουμε χρόνο, συζητάμε την εργασία αυτή στην τάξη στοτέλοςτηςδιαδακτικήςώρας.

ΣεεργασίατουΦύλλουΕργασίας6οιμαθητέςείχαναναφέρειότι στα εργαλεία που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρολογικέςεργασίεςείναιαπαραίτητηηεπικάλυψητηςλαβήςμεμονωτικόυλικό.Εδώκαλούνται,μεβάσητιςφωτογραφίες,ναδιακρίνουνταεργαλείαπουείναικατάλληλαγιαηλεκτρολογικέςεργασίες.

Oιμαθητέςκαλούνταινααναφέρουντηχρησιμότητατωνειδι-κώνπροστατευτικώνκαλυμμάτων.Επειδήείναιπιθανόπολλοίμαθητές να μη γνωρίζουν την ύπαρξη τέτοιων καλυμμάτων,καλόείναιναέχουμεπρομηθευτείτέτοιακαλύμματααπόένακατάστημαηλεκτρολογικώνειδώνκαιναδείξουμεστουςμαθη-τέςτοντρόποχρήσηςτους.Καλόείναιεπίσηςναπροτρέψουμετους μαθητές, που έχουν μικρότερα αδέρφια, να προτείνουνστουςγονείςτουςτηντοποθέτησητέτοιωνκαλυμμάτωνστουςρευματοδότεςτουσπιτιούτους.

Δεν πρέπει να χρησιμοποιούμε ηλεκτρικές συσκευές με φθαρμένα καλώδια.

Δεν ανοίγουμε ποτέ το σκέπασμα των ηλεκτρικών συσκευών ή των παιχνιδιών που λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα.

Δεν πετάμε ποτέ χαρταετούς κοντά στα καλώδια του δικτύου της ΔΕΗ.

Δεν πιάνουμε καλώδια ή φις με βρεγμένα χέρια, ούτε όταν αυτά είναι σε κακή κατάσταση ή σπασμένα. Δε χρησιμοποιούμε ηλεκτρικές συσκευές στο μπάνιο και δεν τις ανοίγουμε για κανένα λόγο. Δεν πετάμε τους χαρταετούς μας κοντά στα καλώδια της ΔΕΗ, γιατί υπάρχει κίνδυνος ηλεκτροπληξίας.

Το κλειδί, ο γραφίτης του μολυβιού, ο συνδετήρας, το λαμπάκι, το αλατόνερο, το ανθρώπινο σώμα, το συρματάκι της λάμπας είναι αγωγοί.

Μόνο τα εργαλεία των οποίων οι λαβές καλύπτονται από μονωτικό υλικό, όπως το πλαστικό, είναι κατάλληλα για ηλεκτρολογικές εργασίες. Τέτοια εργαλεία είναι αυτά με νούμερο 3, 4 και 5.

Πολλά μικρά παιδιά παίζουν με τις πρίζες, προσπαθώντας να βάλουν διάφορα αντικείμενα μέσα σε αυτές. Τα ειδικά καλύμματα προστατεύουν τα μικρά παιδιά από τον κίνδυνο ηλεκτροπληξίας.

•

•

•

•

•

Σελ. 124

Σελ. 125

173

ΦΩΣ

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

5διδακτικέςώρες

ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1.Διάδοσητουφωτός(1διδακτικήώρα)2.Διαφανή,ημιδιαφανήκαιαδιαφανήσώματα(1διδακτικήώρα)3.Φωςκαισκιές(1διδακτικήώρα)4.Ανάκλασηκαιδιάχυσητουφωτός(1διδακτικήώρα)5.Απορρόφησητουφωτός(1διδακτικήώρα)

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•φωτεινήπηγή•διάδοση•ευθύγραμμα•φωτεινήακτίνα•διαφανέςσώμα•ημιδιαφανέςσώμα•αδιαφανέςσώμα

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

•Ναγνωρίσουνοιμαθητέςότιτοφωςδιαδίδεταιευθύγραμμα,ναμελετήσουντοσχηματισμότηςσκιάςτωναντικειμένων,καιταφαινόμενατηςανάκλασης,τηςδιάχυσηςκαιτηςαπορρόφησηςτουφωτός.

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιτοφωςδιαδίδεταιευθύγραμμα.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιτοφωςδιαδίδεταιπροςόλεςτιςκατευθύνσεις.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιένασώμαχαρακτηρίζεταιδιαφανές,ημιδιαφανέςήαδιαφανέςανάλογαμετοπόσοφωςπερνάμέσααπόαυτό.

•Ναταξινομήσουνοιμαθητέςδιάφορασώματασεδιαφανή,ημιδιαφανήκαιαδιαφανή.•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςότιοσχηματισμόςσκιάςοφείλεταιστηνευθύγραμμηδιάδοσητουφωτός.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιτομέγεθοςτηςσκιάςεξαρτάταιαπότηναπόστασητουσώματοςαπότηφωτεινή

•σκιά•καθρέπτης•ανάκλαση•διάχυση•απορρόφηση•ανοιχτόχρωμεςεπιφάνειες•σκουρόχρωμεςεπιφάνειες

174

πηγή.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάταφαινόμενατηςανάκλασηςκαιτηςδιάχυσηςτουφωτός.•Νααναφέρουνοιμαθητέςεπιφάνειες,στιςοποίεςτοφωςανακλάταικαιεπιφάνειεςστιςοποίεςτοφωςδιαχέεται.•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςότιμπορούμεναβλέπουμετααντικείμεναγύρωμαςχάρηστιςφωτεινέςακτίνεςπουδιαχέονται,ότανπροσπίπτουνσεαυτά.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτοφαινόμενοτηςαπορρόφησηςτουφωτός.• Να αναφέρουν οι μαθητές επιφάνειες στις οποίες το φως κυρίως διαχέεται και επιφάνειες στις οποίες το φως κυρίωςαπορροφάται.

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝOΠΤΙΚΑ

•Oιφωτεινέςπηγέςεκπέμπουνφωςπροςόλεςτιςκατευθύνσεις.Τοφωςδιαδίδεταιευθύγραμμα.•Τασώματαχαρακτηρίζονταιδιαφανή,ημιδιαφανήήαδιαφανή,ανάλογαμετοπόσοφωςπερνάμέσααπόαυτά.•Όταντοφωςσυναντάένααδιαφανέςσώμα,δημιουργείταιπίσωαπότοσώμασκιά.•Τομέγεθοςτηςσκιάςεξαρτάταιαπότηναπόστασητουσώματοςαπότηφωτεινήπηγήκαιαπότοπέτασμαστοοποίοησκιάσχηματίζεται.

• Oι φωτεινές ακτίνες, όταν προσπίπτουν σε λείες και γυαλιστερές επιφάνειες, αλλάζουν κατεύθυνση. Το φαινόμενο αυτόονομάζεταιανάκλαση.

•Σεεπιφάνειεςπουδενείναιλείεςκαιγυαλιστερές,οιφωτεινέςακτίνεςανακλώνταισεπολλέςδιαφορετικέςκατευθύνσεις.Τοφαινόμενοαυτόονομάζεταιδιάχυση.

• Χάρη στη διάχυση μπορούμε να δούμε τα διάφορα αντικείμενα γύρω μας, καθώς φτάνουν στα μάτια μας κάποιες από τιςφωτεινέςακτίνες,πουδιαχέονται,ότανπροσπίπτουνστααντικείμενααυτά.

• Στις ανοιχτόχρωμες επιφάνειες το φως κυρίως διαχέεται, ενώ αντίθετα στις σκουρόχρωμες επιφάνειες το φως κυρίωςαπορροφάται.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ - ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚOΛΙΕΣ

•Πολλοίμαθητέςταυτίζουντοφωςμετηνπηγήτουήμετααποτελέσματάτουκαιδυσκολεύονταινατουπροσδώσουνανεξάρτητηυπόσταση. Oι μαθητές αυτοί δυσκολεύονται να συνειδητοποιήσουν ότι φως υπάρχει και ανάμεσα στη φωτεινή πηγή και τοαντικείμενοπουβλέπουνναφωτίζεταιαπόαυτή.

• Πολλοί μαθητές αντιλαμβάνονται το φως μόνο αν αυτό είναι αρκετά έντονο. Oι ίδιοι μαθητές δυσκολεύονται συνήθως νααντιληφθούντοσκοτάδιωςέλλειψηφωτόςκαιπροσδίδουνστιςέννοιες«φως»και«σκοτάδι»ισότιμηυπόσταση.

•Ημελέτητουτρόπουδιάδοσηςτουφωτόςκαθώςκαιοσχεδιασμόςφωτεινώνακτίνωναπότηφωτεινήπηγήπροςτααντικείμεναδεναντιμετωπίζονταιμειδιαίτεροενδιαφέροναπότουςμαθητές.Ηεξοικείωσηόμωςτωνμαθητώνμετοσχεδιασμόακτίνωναπότηφωτεινήπηγήπροςτααντικείμεναείναιαπαραίτητηγιατηνκατανόησητουσχηματισμούτηςσκιάς.

•Μετηνπαρατήρησητηςσκιάςτωναντικειμένωνκαθώςκαιμεπαιχνίδιαμεσκιέςασχολούνταιταπαιδιάαπόπολύμικρήηλικία.Oι μαθητέςστηνηλικία των10 -12ετώνγνωρίζουνότι τοσχήμα τηςσκιάςεξαρτάταιαπό τοσχήμα τουαντικειμένουπουφωτίζεταικαιμπορούνμεσχετικήάνεσηνα«προβλέψουν»τομέγεθοςτηςσκιάς,πουθαδημιουργηθείαπόένασώμαπουφωτίζεται.Oιμαθητέςόμωςδυσκολεύονταιναεξηγήσουνπώςδημιουργείταιησκιά,καθώςδεσυνδέουντοσχηματισμότηςμετηνευθύγραμμηδιάδοσητουφωτός.Oιεξηγήσειςπουδίνουν,ότανερωτώνταισχετικά,είναισυνήθωςαπλοϊκές:- Ησκιάείναιέναλιγότεροφωτεινόμέροςτουαντικειμένου.- Τααντικείμενακρύβουντοφως,έτσιδημιουργείταιησκιά.(Ηδιατύπωσηαυτήείναιχαρακτηριστικήγιατηνταύτισηφωτόςκαιφωτεινήςπηγής.Τααντικείμενακρύβουντηφωτεινήπηγή,άρακαιτοφως.)

•Πολλοίμαθητέςπιστεύουνότιβλέπουμετααντικείμενα,επειδήφωτεινέςακτίνεςξεκινούναπόαυτάκαιφτάνουνσταμάτιαμας.Άλλοιμαθητέςπάλιπιστεύουνότιοιφωτεινέςακτίνεςξεκινούναπόταμάτιαμας,ανακλώνταιστααντικείμενακαιεπιστρέφουνστα μάτια μας. Γενικά οι μαθητές δυσκολεύονται να κατανοήσουν ότι το φως, που φτάνει στα μάτια μας από τα διάφορααντικείμενα,προέρχεταιαπότηδιάχυσητουφωτός,πουακτινοβολούνοιφωτεινέςπηγές.

OΡΓΑΝΑ KAI ΥΛΙΚΑ

Φύλλο Εργασίας 1•πλαστελίνη•κερί•σπαστόκαλαμάκι

•λυχνιολαβή(πείραμαεπίδειξης)*•μπαταρία(πείραμαεπίδειξης)•λαμπάκι(πείραμαεπίδειξης)•σουρωτήρι(πείραμαεπίδειξης)

•αλουμινόφυλλο(πείραμαεπίδειξης)•σφουγγάρι(πείραμαεπίδειξης)•σκόνηκιμωλίας(πείραμαεπίδειξης)

175

Φύλλο Εργασίας 2•χαρτόνι•αλουμινόφυλλο•ψαλίδι•μαύροχαρτόνι•ταινία•λευκόχαρτόνι•άχρωμηζελατίνα•χαρτοπετσέτα•λευκόχαρτί•φακός•ρυζόχαρτο•χοντρόβιβλίο•χρωματιστήζελατίνα

*Oιμαθητέςθαχρησιμοποιήσουντηλυχνιολαβή,πουκατασκεύασανστηνπροηγούμενηενότητατουΗλεκτρισμού.Ανοιμαθητέςδενκατασκεύασαντηλυχνιολαβήσεπροηγούμενομάθημα,τουςβοηθάμενατηνκατασκευάσουντώρασύμφωναμετιςοδηγίεςστοΦύλλοΕργασίας4τηςενότητας«Ηλεκτρισμός»τουβιβλίουτους.Aνσεκάποιοκατάστημαηλεκτρολογικώνειδώνβρούμελυχνιολαβές(ντουΐ)γιαλαμπάκια,μπορούμενατιςπρομηθευτούμεκαινατιςχρησιμοποιήσουμεαντίτωνιδιοκατασκευασμένωνλυχνιολαβών.

Φύλλο Εργασίας 3•φακός•λευκόχαρτόνι•πλαστελίνη•κιμωλία•κοντόκερί

Φύλλο Εργασίας 4•καθρέπτης•λυχνιολαβή*•λαμπάκι•μπαταρία•χαρτόνιμεσχισμή•τζάμι(πείραμαεπίδειξης)

•νερό(πείραμαεπίδειξης)•πλαστελίνη(πείραμαεπίδειξης)•2ίδιακοντάκεριά(πείραμαεπίδειξης)•2ίδιαγυάλιναποτήρια(πείραμαεπίδειξης)

•ταινία(πείραμαεπίδειξης)•σκουρόχρωμοχαρτόκουτο(πείραμαεπίδειξης)

Φύλλο Εργασίας 5•λευκόκαιμαύροχαρτόνι•κύλινδροςαπόχαρτίκουζίνας•φακός•ταινία

177

ANAΠTYΞH TΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

Ηκύριαπηγήφωτόςγια τηΓηείναιοΉλιος, τοκοντινότεροαστέρι στον πλανήτη μας.Η απόσταση τουΉλιου από τη Γηείναιπερίπου150εκατομμύριαχιλιόμετρα.OΉλιοςείναιαυτό-φωτο σώμα, αποτελεί δηλαδή πρωτογενή πηγή φωτός. ΗενέργειαπουακτινοβολείταιαπότονΉλιοστοδιάστημαμετημορφήθερμότηταςκαιφωτόςαπελευθερώνεταικατάτησύντη-ξηπυρήνωνστοεσωτερικότουΉλιου.

Τα αυτόφωτα σώματα, τα σώματα δηλαδή που ακτινοβολούνπρωτογενώςφως,ταονομάζουμεφωτεινέςπηγές.Oιφωτει-νές πηγές χωρίζονται σε φυσικές, όπως για παράδειγμα οήλιος, τααστέριακαιοικεραυνοί,καισετεχνητές,όπωςγιαπαράδειγμα οι ηλεκτρικοί λαμπτήρες, τα κεριά, οι λάμπεςπετρελαίουκαιοιδιαφημιστικέςφωτεινέςεπιγραφές.

Τοφωςδιαδίδεταιευθύγραμμα.Ανπαρατηρήσουμετοφωςπου«περνά» ανάμεσα από τις γρίλιες τουπαραθυρόφυλλου ή τοπυκνό φύλλωμα των δένδρων, θα καταλήξουμε εύκολα στηδιαπίστωσηαυτή.

Ότανκοιτάμεμέσααπόένατζάμι,διακρίνουμεκαθαράτααντι-κείμεναπουβρίσκονταιπίσωαπόαυτό.Αυτόσυμβαίνει,διότιτοφωςμπορείναδιαδοθείσευλικά,όπωςτογυαλί,ηζελατίνα,τονερόκαιοαέρας.Ταυλικάαυτάταονομάζουμεδιαφανή.Αντί-θετα,υλικάόπωςτοξύλο,τομέταλλο,τοχαρτόνιδενεπιτρέ-πουν τη διάδοση του φωτός. Τα υλικά αυτά τα ονομάζουμεαδιαφανή. Υπάρχεικαιμιατρίτηκατηγορίαυλικών,πουεπιτρέ-πουν τη διάδοση του φωτός μόνο κατά ένα μέρος.Όταν γιαπαράδειγμαέχειομίχλη,δυσκολευόμαστεναδούμεαντικείμε-νασεμεγάληαπόσταση.Υλικάπουεπιτρέπουντηδιάδοσητουφωτόςμόνοκατάέναμέρος,όπωςγιαπαράδειγματορυζόχαρ-το,ονομάζονταιημιδιαφανή.

Τοανένασώμαείναιδιαφανές,ημιδιαφανέςήαδιαφανέςεξαρ-τάται,μεταξύάλλων,καιαπότοπάχοςτου.Τονερόγιαπαρά-δειγμαείναισεμικρόπάχοςδιαφανές,σεμεγάλοπάχοςόμωςγίνεταιαδιαφανές.Γι'αυτόσεμεγάλοβάθοςστουςωκεανούςεπικρατείαπόλυτοσκοτάδι.

Λόγωτηςευθύγραμμηςδιάδοσηςτουφωτός,ότανμεταξύμιαςφωτεινήςπηγήςκαιενόςπετάσματοςπαρεμβάλλεταιένααδι-

αφανέςσώμα,δημιουργείταιστοπέτασμασκιά.Τομέγεθοςτηςσκιάς εξαρτάται από την απόσταση του αντικειμένου από τηφωτεινήπηγήκαιαπότοπέτασμα.

Ότανμιαδέσμηακτίνωνφωτός,πουδιαδίδεταισεέναμέσο,συναντήσειμιαλείακαιστιλπνήεπιφάνεια,όπωςγιαπαράδειγ-μα την επιφάνεια ενός καθρέπτη, αλλάζει πορεία, ανακλάται,όπωςφαίνεταιστοσχήμα1.

Oι ανακλώμενες ακτίνες εξακολουθούν να είναι παράλληλεςμεταξύτους.Ηανάκλασηαυτήονομάζεταικατοπτρική ανάκλα-ση.Ηγωνίαπρόσπτωσηςτωνφωτεινώνακτίνωνείναιίσημετηγωνίαανάκλασης,όπωςφαίνεταιστοσχήμα.

Εάν η επιφάνεια, επάνω στην οποία προσπίπτουν οι ακτίνες,είναι τραχιά και ανώμαλη, τότε οι ακτίνες ανακλώνται προςδιαφορετικέςκατευθύνσειςκαιδιασκορπίζονται,όπωςφαίνεταιστοσχήμα2.Ηανάκλασηαυτή,κατάτηνοποίαοιφωτεινέςακτίνεςδιασκορ-πίζονται ακανόνιστα προς όλες τις κατευθύνσεις, ονομάζεταιδιάχυση. Χάρη στη διάχυση του φωτός στις επιφάνειες των σωμάτωνμπορούμεναβλέπουμεταδιάφορααντικείμεναγύρωμας.Τασώματαπουδενεκπέμπουνπρωτογενώςφως,αλλάανακλούντοφωςπουεκπέμπουνοιφωτεινέςπηγέςονομάζονταιετερό-

ΦΩΣ

Σχήμα 1

178

φωτασώματα.ΗΣελήνη,οιανακλαστήρεςτουποδηλάτου,τασήματατηςτροχαίας,όπωςάλλωστεκαιταπερισσότερααντι-κείμεναγύρωμας,είναιετερόφωτασώματα.

Εκτόςτηςανάκλασηςκαιτηςδιάχυσηςτοφωςμπορείναυπο-στείαπορρόφηση,ότανπροσπίπτεισεμίαεπιφάνεια.Στααδι-αφανήανοιχτόχρωμαυλικάτοφωςκυρίωςανακλάται ή διαχέε-ται, ενώ στα σκουρόχρωμα υλικά κυρίως απορροφάται. Τηναπορρόφηση του φωτός από τις σκουρόχρωμες επιφάνειεςεκμεταλλευόμαστε,ότανχρησιμοποιούμεσκουρόχρωμεςκουρ-τίνες,γιαναπεριορίσουμετοφωτισμόσεορισμένουςχώρουςκαιότανφοράμεγυαλιάηλίου,γιαναπροστατέψουμεταμάτιαμαςαπότηνηλιακήακτινοβολία.Στηναπορρόφησητουφωτόςαπόταπυκνάσύννεφαοφείλεταιτογεγονόςότιτοπεριβάλλονείναιλιγότεροφωτεινό,ότανεπικρατείσυννεφιά.Σχήμα 2

179

•

•

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντις εικόνες. Ζητάμε επίσης από τους μαθητές να αναφέρουνσχετικέςπαρατηρήσειςπουέχουνκάνειστηνκαθημερινήτουςζωή.Στησυνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημακαιπρο-καλούμετηδιατύπωσηυποθέσεων,τιςοποίεςχωρίςνασχολι-άσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.Oιμαθητέςείναιαπίθανοναχρησιμοποιήσουντηνέκφραση«ευθύγραμμηδιάδοση»,ακόμηκαι αν οι υποθέσεις που θα διατυπώσουν είναι σωστές. Πιοσυνήθης είναι η αναφορά των μαθητών στις «φωτεινές ακτί-νες»,πουέχουνπαρατηρήσειστηνκαθημερινήτουςζωή,ότανγιαπαράδειγματοφωςπερνάμέσααπότασύννεφαήμέσααπόσχισμέςήοπέςστιςκουρτίνεςτωνπαραθύρων.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςπαρατηρούντοσχηματισμότωνφωτεινώνακτίνωνκαιδιαπιστώνουνότιτοφωςδιαδίδεταιπροςόλεςτιςκατευθύνσεις.Καθώςηδιάταξητουπειράματοςείναισύνθετη,μπορούμεναεξοικονομήσουμεχρόνοεκτελώνταςτοπείραμαμετημορφήεπίδειξης.Γιατηνεπιτυχίατουπειράμα-τοςπρέπειναφροντίσουμεηαίθουσαναείναιόσοτοδυνατόπιοσκοτεινή.Σκεπάζουμε τελείως το σουρωτήρι με το αλουμινόφυλλο καιανοίγουμεσεδιάφορασημείαλεπτέςτρύπεςχρησιμοποιώνταςμίαβελόνα.Στησυνέχειασκεπάζουμετελείωςτολαμπάκιμετοσουρωτήρι. Με ένα σφουγγάρι σκορπίζουμε σκόνη κιμωλίαςπάνωαπότοσουρωτήρι.Αφού οι μαθητές σημειώσουν την παρατήρησή τους, σχεδιά-ζουνχρησιμοποιώνταςχάρακακαιμολύβιτιςφωτεινέςακτίνεςστηδεξιάεικόνα.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: ΔΙΑΔOΣΗ ΤOΥ ΦΩΤOΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

φωτεινήπηγή,διάδοση,φωτεινήακτίνα,ευθύγραμμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιτοφωςδιαδίδεταιπροςόλεςτιςκατευθύνσεις.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιτοφωςδιαδίδεταιευθύγραμμα.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•πλαστελίνη•κερί•σπαστόκαλαμάκι

για τα πειράματα επίδειξης•λυχνιολαβή* •αλουμινόφυλλο •μπαταρία•σφουγγάρι •σουρωτήρι•σκόνηκιμωλίας •λαμπάκι

*Θαχρησιμοποιηθείηλυχνιολαβή,πουοιμαθητέςκατασκεύασανγιαταπειράματατηςενότητας«Ηλεκτρισμός».

Σελ. 128

180

Παρατηρώ ακτίνες να «βγαίνουν» από τις τρύπες που υπάρχουν στο αλουμινόφυλλο. Οι φωτεινές ακτίνες είναι ευθείες γραμμές.

Όταν το καλαμάκι είναι λυγισμένο, δεν μπορώ να δω τη φλόγα. Όταν το καλαμάκι δεν είναι λυγισμένο, βλέπω τη φλόγα του κεριού.

Το φως διαδίδεται ευθύγραμμα.

Το φως διαδίδεται ευθύγραμμα. Για να σχεδιάσω σωστά τις φωτεινές ακτίνες, πρέπει λοιπόν να χρησιμοποιήσω το χάρακα.

Τα σημεία Α, Β, Δ και Ε φωτίζονται από τη φωτεινή πηγή. Αυτό το διαπίστωσα σχεδιάζοντας ευθείες γραμμές που ξεκινούν από τη φωτεινή πηγή προς τα σημεία αυτά.

Όχι, διότι το φως διαδίδεται ευθύγραμμα, ενώ η επιφάνεια της γης είναι καμπύλη.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιτοφωςδιαδί-δεταιευθύγραμμα.Oιμαθητέςπαρατηρούνότιδενμπορούνναδουντηφλόγατουκεριού,όταντοκαλαμάκιείναιλυγισμένο.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντιςπαρατηρήσειςσταπειράματαπουπροηγή-θηκανκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Oιμαθητέςσυνήθωςπροτείνουν διατυπώσεις όπως«τοφωςδιαδίδεται σε ευθείαγραμμή». Εισάγουμε την πιο δόκιμη διατύπωση «ευθύγραμμηδιάδοση»καιτηνεξηγούμεστουςμαθητές.

Ηδιδακτικήώραολοκληρώνεταιμετοσχολιασμότωνυποθέσε-ων που έχουν διατυπώσει οι μαθητές και έχουμε σημειώσειστον πίνακα. Προκαλούμε σύντομη συζήτηση μέσα από τηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουν,συμπληρώνουνήδιορθώνουντιςυποθέσειςτουςμεβάσητιςπαρατηρήσειςτουςσταπειράματα.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΣτην εργασία αυτή οι μαθητές καλούνται να σχεδιάσουν τηφωτεινή ακτίνα, που ξεκινά από τη φωτεινή πηγή και περνάμέσααπότιςτρύπεςτωνχαρτονιών.Επιμένουμεγιατηχρήσητου χάρακα. Στη συζήτηση της εργασίας στην τάξη βοηθάμετους μαθητές να κατανοήσουν ότι, αφού το φως διαδίδεταιευθύγραμμα, η χρήση του χάρακα είναι απαραίτητη για τησωστήσχεδίασητωνφωτεινώνακτίνων,διότιμόνομετοχάρα-καμπορούμενασχεδιάσουμεευθείεςγραμμές.

Oι μαθητές καλούνται να εντοπίσουν και να αναφέρουν τασημείαταοποίαφωτίζονταιαπότηφλόγατουκεριού.Εφόσονγνωρίζουνότιτοφωςδιαδίδεταιευθύγραμμα,πρέπεινασχεδι-άσουνευθείεςγραμμέςαπότηφωτεινήπηγήπροςταδιάφορασημεία,γιαναδιαπιστώσουνποιεςαπόαυτέςδεσυναντούντοεμπόδιο.

Ημετάδοσηοπτικώνσημάτωνπροςάλλασημείατηςγηςδενείναιδυνατή,επειδήηγηείναισφαιρική.Ημετάδοσηοπτικώνσημάτων είναι δυνατή μόνο σε ευθεία γραμμή, διότι το φωςδιαδίδεταιευθύγραμμα

••

••

•

Σελ. 129

Σελ. 130

181

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςκαινασχολιάσουν το διαφορετικό είδος τζαμιών στο μπροστινό καιστοπίσωμέροςτουασθενοφόρου.Στη συνέχεια διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημα και προκα-λούμετηδιατύπωσηυποθέσεων.Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΣτοπείραμααυτόοιμαθητέςεξετάζουνπόσοφωςπερνάμέσααπόδιάφοραυλικά.Καθώςγιατηνπροετοιμασίατουπειράματοςαπαιτείταιαρκε-τόςχρόνος,καλόείναιναέχουμεετοιμάσει,πρινξεκινήσειτομάθημα,τασκουρόχρωμαχαρτόνιαμετο«παραθυράκι»καιναέχουμεκόψειστοκατάλληλομέγεθοςταυπόλοιπαυλικά.Oιμαθητέςστερεώνουντοφακόπάνωσεμερικάβιβλία,όπωςφαίνεται στην εικόνα, και κοιτούν προς αυτόν μέσα από τοχαρτόνιμεταδιάφοραυλικά.Το χαρτόνι πρέπει να έχει αρκετά μεγάλο μέγεθος, ώστε οιμαθητέςναμηβλέπουντοφακόπαράμόνομέσααπότο«παρα-θυράκι».

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: ΔΙΑΦΑΝΗ, ΗΜΙΔΙΑΦΑΝΗ ΚΑΙ ΑΔΙΑΦΑΝΗ ΣΩΜΑΤΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

φως,διαφανέςσώμα,ημιδιαφανέςσώμα,αδιαφανέςσώμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιένασώμαχαρακτηρίζεταιδιαφανές,ημιδιαφανέςήαδιαφανέςανάλογαμετοπόσοφωςπερνάμέσααπόαυτό.

•Ναταξινομήσουνοιμαθητέςδιάφορασώματασεδιαφανή,ημιδιαφανήκαιαδιαφανή.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•χαρτόνι•ψαλίδι•μαύροχαρτόνι•ταινία•ρυζόχαρτο•χοντρόβιβλίο

•αλουμινόφυλλο•λευκόχαρτόνι•άχρωμηζελατίνα•χαρτοπετσέτα•λευκόχαρτί•φακός•χρωματιστήζελατίνα

•

•

Σελ. 131

182

Τα σώματα χαρακτηρίζονται διαφανή, ημιδιαφανή ή αδιαφανή ανάλογα με το πόσο φως περνά μέσα από αυτά.

Στις ντουσιέρες χρησιμοποιούμε ημιδιαφανή τζάμια, για να μην μπορούμε να δούμε στο εσωτερικό τους.

Στο πίσω μέρος των ασθενοφόρων τα τζάμια είναι ημιδιαφανή, για να μη βλέπουμε στο εσωτερικό τους. Στο μπροστινό μέρος όμως τα τζάμια είναι διαφανή, για να βλέπει ο οδηγός.

3 3 3

3 3 3 3 3

Oι μαθητές συμπληρώνουν την παρατήρησή τους, σημειώνο-νταςγιακάθευλικόένα3στηναντίστοιχηστήλητουπίνακα.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντιςπαρατηρήσειςτουςστοπείραμαπουπροη-γήθηκεκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Με κατάλληλες ερωτήσεις προτρέπουμε τους μαθητές νασυζητήσουντιςπαρατηρήσειςαπότοπαραπάνωπείραμα:-Μέσααπόποιαυλικάπερνάπολύφως;-Μέσααπόποιαυλικάπερνάλίγοφως;-Τιείδουςυλικάείναιαυτά;-Μέσααπόποιαυλικάδενπερνάκαθόλουφως;

Εισάγουμε τις έννοιες«διαφανές», «ημιδιαφανές» και «αδια-φανέςσώμα»καιβοηθάμετουςμαθητέςνασυνδέσουναυτούςτους χαρακτηρισμούς των υλικών με τις παρατηρήσεις πουέκανανσταπειράματα.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερεθί-σματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστηντάξηστοτέλοςτηςδιδακτικήςώρας.Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότην οποία οι μαθητές σχολιάζουν τις υποθέσεις που έχουνδιατυπώσεικαιπουέχουμεσημειώσειστονπίνακα,σχετικάμετηχρησιμότητατωνημιδιαφανώντζαμιώνστοπίσωμέροςτωνασθενοφόρων.

Oι μαθητές καλούνται να αναφέρουν ότι στην ντουσιέρα τηςφωτογραφίαςτατζάμιαείναιημιδιαφανή.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξη,εφόσονυπάρχειδιαθέσιμοςχρόνος,μπο-ρούμεναζητήσουμεαπότουςμαθητέςνααναφέρουνκαιάλλεςχρήσεις των ημιδιαφανών τζαμιών, που γνωρίζουν από τηνκαθημερινήτουςζωή.

•

•

•

•

Σελ. 132

183

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΤο εισαγωγικό ερέθισμα δεν περιλαμβάνει ερώτηση για τηδιατύπωση υποθέσεων, καθώς είναι απίθανο οι μαθητές σεαυτήντηνηλικίαναείναισεθέσηναδιατυπώσουνυποθέσειςσχετικά με τη δημιουργία σκιάς (βλέπε συνήθεις γνωστικέςδυσκολίες). Το εισαγωγικό ερέθισμα δίνεται μέσα από έναχιουμοριστικόσκίτσο.Καλούμετουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόναστοβιβλίοτουςκαιναεντοπίσουντολάθος.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντηνεξάρτησητουμεγέθουςτηςσκιάςαπότηναπόστασητουαντικειμένουαπότηφωτεινήπηγή.Γιατηνεπιτυχίατουπειράματοςείναισημαντικόναφροντίσουμεηαίθουσαδιδασκαλίαςναείναιόσοτοδυνατόπιοσκοτεινή.Oι μαθητές στέκονται μπροστά από έναν τοίχο και στρέφουνπροςαυτόντοφακότοποθετώνταςτοάλλοχέριτουςανάμεσαστοφακόκαιτοντοίχο.Επαναλαμβάνουντοπείραμαμετοφακόκοντάστοχέριτουςκαιμακριάαπόαυτό.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3: ΦΩΣ ΚΑΙ ΣΚΙΕΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

φως,σκιά

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςότιοσχηματισμόςσκιάςοφείλεταιστηνευθύγραμμηδιάδοσητουφωτός.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιτομέγεθοςτηςσκιάςεξαρτάταιαπότηναπόστασητουσώματοςαπότηφωτεινήπηγή.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •φακός •λευκόχαρτόνι•πλαστελίνη •κιμωλία•κοντόκερί

Στον τοίχο που βρίσκεται πίσω από το χέρι μου σχηματίζεται σκιά. Όσο πλησιάζω το φακό προς το χέρι μου, τόσο μεγαλύτερη είναι η σκιά που σχηματίζεται στον τοίχο.

•

•

Σελ. 133

184

Όσο πιο κοντά βρίσκεται ένα αντικείμενο στη φωτεινή πηγή τόσο μεγαλύτερη είναι η σκιά του.

Οι σκιές του δένδρου και του παιδιού είναι σχεδιασμένες προς τα δεξιά, ενώ στην πραγματικότητα σχηματίζονται προς τα αριστερά.

Πρέπει να βάλω τη λάμπα αριστερά του τετραδίου μου, για να μην πέφτει η σκιά του χεριού μου στο σημείο όπου γράφω.

Για να φαίνονται μεγαλύτερες οι φιγούρες, πρέπει να πλησιάσω τα χέρια μου στη φωτεινή πηγή.

Όταν πλησιάζω την κιμωλία στο κερί, η σκιά της μεγαλώνει, ενώ, όταν πλησιάζω την κιμωλία στο χαρτόνι, η σκιά της μικραίνει.

Καιμετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντηνεξάρτησητου μεγέθους της σκιάς από την απόσταση του αντικειμένουαπότηφωτεινήπηγή.Στοπείραμααυτόοιμαθητέςδεμετακι-νούντηφωτεινήπηγή(όπωςστοπροηγούμενοπείραμα)αλλάτο αντικείμενο, αυξάνοντας ή μειώνοντας την απόστασή τουαπότηφωτεινήπηγή.Χρησιμοποιούμεκοντόκερί(ύψουςπερί-που4εκατοστών)ήκερίσεμεταλλικόδοχείο(rechaud).Αφούολοκληρωθείτοπείραμα,οιμαθητέςσημειώνουντηνπαρατή-ρησήτουςκαισχεδιάζουνστασκίτσατουβιβλίουτουςτησκιάτης κιμωλίας. Υποδεικνύουμε στους μαθητές να σχεδιάσουνδύοφωτεινέςακτίνες,πουθαξεκινούναπότοίδιοσημείοτηςφλόγας,από τιςοποίεςημίαπρέπει ναπερνάαπό τοπάνωάκροτηςκιμωλίας,ενώηάλληαπότοκάτωάκροτης.Oιφωτει-νέςακτίνεςκαταλήγουνσεδύοσημείαστηντομήτουχαρτονι-ού.Ημεταξύτωνδύοαυτώνσημείωνπεριοχήαντιστοιχείστησκιάκαιπρέπειναχρωματιστείμαύρη.Επιμένουμεστηχρήσηχάρακαγιατησχεδίασητωνφωτεινώνακτίνων.Αφούοιμαθητέςσχεδιάσουνμεμολύβιτιςακτίνεςκαιτιςσκιέςστο βιβλίο τους, προβάλλουμε (εφόσον υπάρχει διαθέσιμοδιασκόπιο)τησχετικήδιαφάνειακαιζητάμεαπόέναμαθητήνασχεδιάσει σε αυτήν ξανά τις ακτίνες και τις σκιές, ώστε ναελέγξουν όλοι οι μαθητές αν έχουν εργαστεί σωστά και ναδιορθώσουνενδεχόμεναλάθητους.Εφόσονδενυπάρχειδια-θέσιμο διασκόπιο, μπορούμε να σχεδιάσουμε τα σκίτσα στονπίνακα και να ζητήσουμε από ένα μαθητή να σχεδιάσει τιςφωτεινέςακτίνεςκαιτιςσκιέςστονπίνακα.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντιςπαρατηρήσειςσταπειράματαπουπροηγή-θηκανκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Βοηθάμετουςμαθητέςστη διατύπωση του συμπεράσματος προτρέποντας τους νααναφερθούνκαιστομέγεθοςτηςσκιάς.Μεκατάλληλεςερω-τήσειςκατευθύνουμετησυζήτησητωνμαθητών:-Τιπαρατηρήσατε,όταντοαντικείμενοήτανκοντάστηφωτεινήπηγή;- Τι παρατηρήσατε, όταν το αντικείμενο ήταν μακριά από τηφωτεινήπηγή;-Απότιεξαρτάταιλοιπόντομέγεθοςτηςσκιάς;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΣτην εργασία αυτή οι μαθητές καλούνται να εντοπίσουν τολάθοςστην εικόνα και να αναφέρουν ότι η σκιά σχηματίζεταιαντίθεταστημεριάαπότηνοποίαφωτίζονταιτασώματα.

Oιμαθητέςκαλούνταινααναφέρουνπούπρέπεινατοποθετούντηλάμπα τουγραφείου τουςκαι ναεξηγήσουν τηναπάντησήτους αναφέροντας ότι η σκιά, που σχηματίζεται από το χέριτους,δενπρέπειναβρίσκεταιστοσημείοόπουγράφουν.Προ-φανώς,ανκάποιοιμαθητέςείναιαριστερόχειρες,θααπαντή-σουνότιηλάμπατουγραφείουπρέπεινατοποθετείταιδεξιάτουτετραδίου.

Διασκεδαστικήδραστηριότητα,στηνοποίαοιμαθητέςπροσπα-θούν να σχηματίσουν με τη σκιά των χεριών τους διάφορεςφιγούρες,ενώταυτόχρονακαλούνταινασυσχετίσουντομέγε-θος της φιγούρας με την απόσταση των χεριών τους από τηφωτεινήπηγή.

•

•

•

•

•

Σελ. 134

Σελ. 135

185

Το κερί μέσα στο νερό φαίνεται να είναι αναμμένο.

Το κερί μέσα στο νερό είναι σβηστό.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4: ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΥΣΗ ΤOΥ ΦΩΤOΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

καθρέπτης,ανάκλαση,διάχυση,φωτεινήακτίνα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάταφαινόμενατηςανάκλασηςκαιτηςδιάχυσηςτουφωτός.•Νααναφέρουνοιμαθητέςεπιφάνειες,στιςοποίεςτοφωςανακλάταικαιεπιφάνειεςστιςοποίεςτοφωςδιαχέεται.•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςότιμπορούμεναβλέπουμετααντικείμεναγύρωμαςχάρηστιςφωτεινέςακτίνες,πουδιαχέονται,ότανπροσπίπτουνσεαυτά.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •καθρέπτης•λυχνιολαβή*•λαμπάκι•μπαταρία•χαρτόνιμεσχισμή

*Θαχρησιμοποιηθείηλυχνιολαβήπουοιμαθητέςκατασκεύασανγιαταπειράματατηςενότητας«Ηλεκτρισμός».

•

•

για τα πειράματα επίδειξης•τζάμι •νερό•πλαστελίνη •2ίδιακοντάκεριά•2ίδιαγυάλιναποτήρια •σκουρόχρωμοχαρτόκουτο•ταινία

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΤο εισαγωγικό ερέθισμα στην ενότητα αυτή διαφοροποιείται,αφούπεριλαμβάνειμίαδραστηριότητα,στηνοποίαοιμαθητέςκαλούνταιναχρησιμοποιήσουνένανκαθρέπτηκαιναπαρακο-λουθήσουνέναπείραμαεπίδειξης.Μετηδραστηριότητακαιτοπείραμα επιδιώκουμε να προκαλέσουμε την έκπληξη και τηναπορίατωνμαθητώνσχετικάμετοφαινόμενοτηςανάκλασης.

Πειραματική ΑντιμετώπισηΤοπείραμαεπίδειξηςκαλόείναι ναέχειπροετοιμαστεί,πρινξεκινήσειτομάθημα.Χρησιμοποιούμεδύοκεριάμείδιομέγε-θοςτοποθετημένασείσηαπόστασηαπότοτζάμι,όπωςφαίνε-ται στην εικόνα. Τα κεριά πρέπει να είναι κοντά,ώστε, όταντοποθετούμε το ένα από αυτά στο ποτήρι, να σκεπάζεται τοκερίτελείωςαπότονερό.Πρέπειεπίσηςμεέναγυαλόχαρτοναλειάνουμετιςάκρεςτουτζαμιού,γιαναμηνυπάρχεικίνδυ-νος τραυματισμών. Για τη στήριξη του τζαμιού μπορούμε ναχρησιμοποιήσουμε πλαστελίνη, όπως φαίνεται στην εικόνα.Προτρέπουμε τους μαθητές να πλησιάσουν την έδρα, όπουέχουμεστήσει τηδιάταξη,καινατηνπαρατηρήσουναπόδύοθέσεις: πίσω από το αναμμένο κερί και πλάγια ως προς τοαναμμένο κερί. Όταν οι μαθητές παρατηρούν από το πλάι,βλέπουνότι τοκερίμέσαστονερόείναισβηστό.Ότανόμωςστέκονταιπίσωαπότοαναμμένοκερί,τοείδωλοτηςφλόγαςστο τζάμι δημιουργεί την εντύπωση ότι και το κερί στο νερόείναι αναμμένο.Η «οπτική απάτη» είναι πιο εμφανής, όταν ηδιάταξηβρίσκεταισεσκοτεινόμέρος.

Σελ. 136

186

Πίσω από τη σχισμή βλέπω μια φωτεινή ακτίνα επάνω στο θρανίο.

Πειραματική αντιμετώπισηΓιανασχηματιστείηφωτεινήακτίνα,πρέπεινατοποθετήσουμετηφωτεινήπηγήσεύψοςπερίπουπέντεεκατοστώναπό τηνεπιφάνεια του θρανίου. Το πέτασμα πρέπει να τοποθετηθείμπροστάαπότηφωτεινήπηγήσεαπόσταση5-10εκατοστών.Προτρέπουμετουςμαθητέςναμετακινήσουντοπέτασμαπλη-σιάζοντάςτοήαπομακρύνοντάςτοαπότηφωτεινήπηγή,μέχριναδουνκαθαράτηφωτεινήακτίνα.

Τοπέτασμαμπορούμενατοκατασκευάσουμεχρησιμοποιώνταςσκουρόχρωμοχαρτόνικαικοπίδι.Καλόείναινακατασκευάσου-μετοπέτασμαλίγομεγαλύτεροαπ'ό,τιφαίνεταιστοβιβλίοτουμαθητή, το πλάτος της σχισμής όμως δεν πρέπει να είναιμεγαλύτεροαπόαυτόπουφαίνεταιστηνεικόνα.

Προσοχή:Καθώςείναιεπικίνδυνονααφήσουμετουςμαθητέςναχρησιμοποιήσουνκοπίδι,πρέπειναέχουμεετοιμάσειπριναπότομάθηματοπέτασμαγιακάθεομάδα.

Πριν οι μαθητές εκτελέσουν το πείραμα, τους βοηθάμε ναθυμηθούνότιτοφωςδιαδίδεταιευθύγραμμα,όπωςείχανμάθεισεπροηγούμενηενότητα.

Με το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν την ανάκλασητου φωτός σε επίπεδο κάτοπτρο (καθρέπτη).Όπωςφαίνεταιστοπαρακάτωσχήμα,ότανμίαφωτεινήακτίναπροσπίπτεισεεπίπεδοκάτοπτρο,ηγωνίαπρόσπτωσης (α),ηγωνίαδηλαδήπουσχηματίζει ηπροσπίπτουσαακτίνα με το κάτοπτρο, είναιίσημετηγωνίαανάκλασης(β),τηγωνίαδηλαδήπουσχηματίζειηανακλώμενηακτίναμετοκάτοπτρο.

Ηπαραπάνωπληροφορίαδενείναιαπαραίτητοναδοθείστουςμαθητές.Σεαυτήντηνηλικίαείναιαρκετόναπαρατηρήσουνοιμαθητέςτηναλλαγήκατεύθυνσηςτηςφωτεινήςακτίνας,όταναυτήπροσπίπτειστοεπίπεδοκάτοπτρο.Ανάλογαμετοεπίπε-δοτωνμαθητώνμπορούμεναδώσουμεκαιαυτήντηνπληροφο-ρία,αποφεύγονταςόμωςτοφορμαλισμό(α=β).Κατάτησχεδί-αση τηςανακλώμενηςακτίναςστοσκίτσοπροτρέπουμε τουςμαθητέςνατησχεδιάσουνόσοτοδυνατόνσωστότερα,σύμφω-ναμετηνπαρατήρησήτους.

•

•

^ ^

Σελ. 137

187

Η φωτεινή ακτίνα αλλάζει κατεύθυνση μετά τον καθρέπτη.

Όταν μια φωτεινή ακτίνα συναντά μια λεία και γυαλιστερή επιφάνεια, αλλάζει κατεύθυνση. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ανάκλαση του φωτός.

Όταν η φωτεινή ακτίνα συναντά το αλουμινόφυλλο, ανακλάται σε πολλές κατευθύνσεις. Όταν συναντά το χαρτόνι διασκορπίζεται.

Όταν μια φωτεινή ακτίνα συναντά μια τραχιά επιφάνεια, ανακλάται σε πολλές κατευθύνσεις. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται διάχυση του φωτός.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τές γενικεύουν τις παρατηρήσεις τους στα πειράματα πουπροηγήθηκαν και διατυπώνουν το συμπέρασμα. Αναφέρουμεστουςμαθητέςότιοσχηματισμόςειδώλωνπουπαρατηρούμεστουςκαθρέπτεςοφείλεταιστηνανάκλασητουφωτός.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντοφαινόμενοτηςδιάχυσηςτουφωτός.Oιμαθητέςεπαναλαμβάνουντοπροηγού-μενο πείραμα, τοποθετώντας στη θέση του καθρέπτη ένατσαλακωμένοαλουμινόφυλλοκαιέναλευκόχαρτόνι.Aφούοιμαθητέςσημειώσουντηνπαρατήρησήτους,προκαλού-με συζήτηση και εξηγούμε με απλά λόγια το φαινόμενο τηςδιάχυσηςτουφωτός.Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,δείχνουμεστουςμαθητέςτοπαρακάτωσχήμα,στοοποίοφαίνεταιότιηδιάχυσητουφωτόςείναιηπολλαπλήανάκλασήτουσετυχαίεςκατευθύνσεις.Σεπερίπτωσηπουδενυπάρχειδιασκόπιο,σχεδιάζουμεένααπλόσχήμαστονπίνακα.

Οιπερισσότερεςεπιφάνειεςδενείναιλείεςκαιγυαλιστερές.Ακόμη και επιφάνειες που με πρώτη ματιά φαίνονται λείες,έχουν ανωμαλίες, που δεν είναι ορατές με το μάτι. Όταν οιφωτεινές ακτίνες προσπίπτουν σε αυτές, ανακλώνται προςδιάφορεςκατευθύνσεις.Τοφαινόμενοαυτόονομάζεταιδιάχυ-ση.Ηδιάχυσηλοιπόνδενείναιπαράμιαπολλαπλήανάκλασητουφωτόςσετυχαίεςκατευθύνσεις,όπωςφαίνεταιστοπαρα-πάνω σχήμα. Όσο πιο τραχιά είναι μια επιφάνεια, τόσο πιοέντονοείναιτοφαινόμενοτηςδιάχυσης.Έτσιότανηφωτεινήακτίναπροσπίπτειστοαλουμινόφυλλο,μπορούμεναδιακρίνου-μετιςδιαφορετικέςανακλώμενεςακτίνες,ενώστοχαρτί,όπουηεπιφάνειαείναιπιοτραχιά,δενμπορούμεπλέοννατιςδια-κρίνουμε.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςεστιάζουντηνπροσοχήτουςστηντραχύτητατωνεπιφανει-ώνκαιστησχέσηπουαυτήέχειμετοφαινόμενοτηςδιάχυσηςτουφωτός.Διατυπώνουμεκατάλληλεςερωτήσειςόπως:- Το τσαλακωμένο αλουμινόφυλλο έχει λεία ή τραχιά επιφά-νεια;- Τολευκόχαρτόνιέχειλείαήτραχιάεπιφάνεια;- Τι νομίζετε ότι συμβαίνει, όταν το φως «συναντά» τέτοιεςεπιφάνειες;Οιμαθητέςδιατυπώνουντιςαπόψειςτουςκαικαταγράφουντοσυμπέρασμα για το φαινόμενο της διάχυσης. Αναφέρουμεστουςμαθητέςότι,καθώςτοφωςδιαχέεταισταδιάφορααντι-κείμεναπου βρίσκονται γύρωμας, κάποιεςφωτεινέςακτίνεςφτάνουνσταμάτιαμαςκιέτσιβλέπουμετααντικείμενα.

•

•

•

Σελ. 138

188

Οι φωτεινές ακτίνες ανακλώνται στο τζάμι. Έτσι δυσκολεύομαι να δω το εσωτερικό της βιτρίνας, γιατί φαίνονται στο τζάμι και τα κτήρια που βρίσκονται απέναντι από τη βιτρίνα

Το κορίτσι βλέπει το μολύβι και το ψαλίδι.

Τα γράμματα είναι γραμμένα ανάποδα για να βλέπουν τη λέξη σωστά στον καθρέπτη τους οι οδηγοί των αυτοκινήτων που βρίσκονται μπροστά από τα ασθενοφόρα.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗ εργασία αυτή αναφέρεται στο πρώτο πείραμα του ΦύλλουΕργασίας4.Στηβιτρίνατουκαταστήματοςεκτόςαπόταβιβλίαβλέπουμεκαιτοκτήριοπουβρίσκεταιστηναπέναντιμεριάτουδρόμου.

Ηεργασίαείναιδύσκολη.Γιανααπαντηθείσωστά,πρέπειοιμαθητές να έχουν κατανοήσει ότι η γωνία πρόσπτωσης είναιίση με τη γωνία ανάκλασης. Αν δεν έχουμε δώσει αυτήν τηνπληροφορία, καλό είναι να αποφύγουμε να αναθέσουμε τηνεργασία αυτή. Eπισημαίνουμε στους μαθητές ότι πρέπει ναεργαστούν χρησιμοποιώντας χάρακα για τη σχεδίαση τηςπορείαςτωνφωτεινώνακτίνων.Κατάτησυζήτησητηςεργασί-αςστηντάξηρωτάμε:- Απόπούπροέρχονταιοιφωτεινέςακτίνεςπουξεκινούναπότααντικείμενα;βοηθώνταςτουςναθυμηθούνότιοιφωτεινέςακτίνεςπροέρ-χονταιαπότιςφωτεινέςπηγέςκαιότιφτάνουνσταμάτιαμας,αφού διαχυθούν στις επιφάνειες των αντικειμένων. Η επισή-μανσηαυτή,πουπροκύπτειμέσααπόσυζήτησηστηντάξη,είναιιδιαίτερασημαντική(βλ.συνήθειςεναλλακτικέςαντιλήψεις).

Ευχάριστηδραστηριότητασχετικήμετοφαινόμενοτηςανάκλα-σης.Γιανααπαντήσουνοιμαθητέςστοερώτημααυτό,πρέπειναχρησιμοποιήσουνέναμικρόκαθρεπτάκι,όμοιομεαυτόπουχρησιμοποίησανστηδραστηριότητατουεισαγωγικούερεθίσμα-τος.

Ηεργασίααναφέρεταισεεφαρμογήτουφαινομένουτηςανά-κλασηςστηνκαθημερινήζωή.

•

•

••

Σελ. 139

189

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν προσεχτικά τηνεικόνακαιναπαρατηρήσουντοχρώματωνρούχωνπουφορούνοιδύοάνθρωποι.Στησυνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώ-τημακαιπροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,προτρέπονταςτουςμαθητέςναδιατυπώσουνυποθέσεις,τιςοποίεςχωρίςνασχο-λιάσουμεκαταγράφουμεστονπίνακα.Oιμαθητέςσεαυτήντηνηλικίαδενέχουνπιθανότατασυσχετί-σειτοχρώματωνρούχωνπουφορούντοβράδυμετηνασφά-λειάτους.Ηεικόναστοβιβλίοτουμαθητήδίνειτοκατάλληλοερέθισμαγιατοσυσχετισμόαυτό.Αφήνουμετουςμαθητέςναδιατυπώσουν υποθέσεις στηριζόμενοι στην εικόνα, χωρίς ναπαρεμβαίνουμεκαθοδηγητικάστησυζήτησήτους.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιοιανοιχτό-χρωμεςεπιφάνειεςκυρίωςδιαχέουντοφως,ενώαντίθεταοισκουρόχρωμεςκυρίωςτοαπορροφούν.Τοπείραμακαλόείναιναγίνεισεομάδεςτωνδύομαθητών.Oέναςμαθητήςκρατάτοχαρτόνικαιπαρατηρείτοβιβλίο,ενώοάλλος στρέφει τη δέσμη φωτός στο χαρτόνι από απόστασημισού ώς ενός μέτρου. Στη συνέχεια οι μαθητές αλλάζουνρόλους.Επισημαίνουμεστουςμαθητέςότιπρέπει ναφροντί-ζουνηδέσμητουφωτόςναμηφωτίζειαπευθείαςτοβιβλίο.Γιατηνεκτέλεσητουπειράματοςδενείναιανάγκηναετοιμά-σουμεγιακάθεομάδαφακόμεχαρτονένιοκύλινδρο.Ηπαρα-τήρησηαπαιτείλίγοχρόνο,4ως5φακοίείναιαρκετοί,γιαναεκτελέσουντοπείραμαόλοιοιμαθητές.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5: ΑΠOΡΡOΦΗΣΗ ΤOΥ ΦΩΤOΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

απορρόφηση,ανοιχτόχρωμεςεπιφάνειες,σκουρόχρωμεςεπιφάνειες

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτοφαινόμενοτηςαπορρόφησηςτουφωτός.•Νααναφέρουνοιμαθητέςεπιφάνειεςστιςοποίεςτοφωςκυρίωςδιαχέεταικαιεπιφάνειεςστιςοποίεςτοφωςκυρίωςαπορροφάται.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •λευκόκαιμαύροχαρτόνι•κύλινδροςαπόχαρτίκουζίνας•φακός•ταινία

•

Σελ. 140

•

190

Τα γυαλιά ηλίου έχουν σκούρο χρώμα, για να απορροφούν μέρος του φωτός προστατεύοντας τα μάτια μας.

Τα σύννεφα απορροφούν ένα μέρος μόνο του φωτός, γι' αυτό δεν έχουμε σκοτάδι. Όταν όμως δεν υπάρχουν σύννεφα, το φως που φτάνει στη γη είναι περισσότερο και όλα γύρω μας είναι πιο φωτεινά.

ανακλάται

διαχέεται

απορροφάται

Στις ανοιχτόχρωμες επιφάνειες το φως διαχέεται, ενώ στις σκουρόχρωμες απορροφάται.

Μπορώ να διαβάσω καλύτερα, όταν το χαρτόνι έχει λευκό χρώμα.

Εξαγωγή συμπεράσματος Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τές γενικεύουν τις παρατηρήσεις τους στα πειράματα πουπροηγήθηκανκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Μεκατάλληλεςερωτήσειςπροτρέπουμετουςμαθητέςναθυμηθούνότιτοφωςστιςανοιχτόχρωμεςεπιφάνειες,πουδενείναιλείεςκαιγυαλι-στερές, διαχεέται, όπως έμαθαν στοΦύλλο Εργασίας 5. Στησυνέχειαζητάμεαπότουςμαθητέςνααναφέρουντισυμβαίνει,ότανηφωτεινήδέσμηπροσπίπτεισεσκουρόχρωμεςεπιφάνει-ες.Oιμαθητέςσυνήθωςχρησιμοποιούνεκφράσειςόπως«τοφως χάνεται», «τοφωςδεφαίνεται» κ.ά. Εισάγουμε τον όρο«απορρόφηση»καιτονεξηγούμεστουςμαθητές.

Ηδιδακτικήώραολοκληρώνεταιμετοσχολιασμότωνυποθέσε-ων,πουέχουνδιατυπώσειοιμαθητές.Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,δίνονταςτακατάλληλαεναύσματαστουςμαθητές,για να συμπληρώσουν ή να αναδιατυπώσουν τις απαντήσειςτους στο εισαγωγικό ερώτημα με βάση όσα μελέτησαν στηνενότητααυτή.Ρωτάμετέλοςτουςμαθητέςτιρούχαθαφορού-σαν οι ίδιοι, αν έπρεπε να περπατήσουν το βράδυ σε έναδρόμο,πουδεφωτίζεταιεπαρκώς.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOι εργασίες της ενότητας αυτής αναφέρονται σε εφαρμογέςτουφαινομένουτηςαπορρόφησηςτουφωτόςστηνκαθημερινήζωή.

Oπίνακαςανακεφαλαιώνειμεσυντομίαόσαοιμαθητέςμελέ-τησανστιςενότητεςπουπροηγήθηκαν.Ζητάμεαπότουςμαθη-τές να συμπληρώσουν τον πίνακα και προκαλούμε συζήτηση,επιβεβαιώνοντας την ορθή συμπλήρωσή του από όλους τουςμαθητές.

•

•

•

Σελ. 141

•

ΗΧΟΣ

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

8διδακτικέςώρες

ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1.Πώςπαράγεταιοήχος(1διδακτικήώρα)2.Διάδοσητουήχου(2διδακτικέςώρες)3.Ανάκλασητουήχου(1διδακτικήώρα)4. Απορρόφησητουήχου(2διδακτικέςώρες)5.Άνθρωποςκαιήχος-Τοαφτίμας(1διδακτικήώρα)6.Ηχορρύπανση-Ηχοπροστασία(1διδακτικήώρα)

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•ταλάντωση•ηχητικήπηγή•διάδοσητουήχου•ηχητικόκύμα•ανάκλαση•ηχώ

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

•Να κατανοήσουν οι μαθητές τον τρόπο παραγωγής και διάδοσης του ήχου, να μελετήσουν απλά ηχητικά φαινόμενα, ναγνωρίσουντοαφτίωςόργανοακοήςτουανθρώπουκαιναευαισθητοποιηθούνσχετικάμετιςπηγέςηχορρύπανσηςκαιτουςτρόπουςπροστασίαςαπόαυτές.

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςότιοήχοςδημιουργείταιαπότηνταλάντωσημιαςηχητικήςπηγής.•Ναμπορούνοιμαθητέςναεντοπίσουντηνηχητικήπηγήπουδημιουργείένανήχο.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηδιάδοσητουήχουγίνεταιμεηχητικάκύματα.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάταφαινόμενατηςανάκλασηςκαιτηςαπορρόφησηςτωνηχητικώνκυμάτων.•Ναγνωρίσουνοιμαθητέςτηχρησιμότητατωνπτερυγίωντωναφτιών.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηχρησιμότηταύπαρξηςδύοαφτιών.

•απορρόφηση•αφτί•πτερύγιο•θόρυβος•ηχορρύπανση•ηχομόνωση•ηχοπροστασία

192

•Νααναφέρουνοιμαθητέςτιςεπιπτώσειςτηςηχορρύπανσηςστηζωήμας,καθώςκαιτουςτρόπουςαντιμετώπισήςτης.•Να αναφέρουν οι μαθητές ότι η ηχομόνωση επιτυγχάνεται με δύο τρόπους, με την ανάκλαση και την απορρόφηση των ηχητικώνκυμάτων.

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝOΠΤΙΚΑ

•Oήχοςπαράγεται,ότανμιαηχητικήπηγήεκτελείπαλμικέςκινήσεις(ταλαντώσεις).•Oήχοςδιαδίδεταισταστερεά,υγράκαιαέριασώματα.•Oήχοςδιαδίδεταιμεηχητικάκύματα,ταοποίαμεταφέρουνενέργεια.•Ηταχύτηταδιάδοσηςτουήχουείναιμεγαλύτερησταυγράσυγκριτικάμετααέρια,ενώσταστερεάείναιακόμημεγαλύτερηαπ'ό,τισταυγρά.

•Ότανταηχητικάκύματασυναντούνλείεςκαισκληρέςεπιφάνειες,ανακλώνται,δηλαδήαλλάζουνκατεύθυνση.•Τοφαινόμενοτηςεπανάληψηςτουήχουεξαιτίαςτηςανάκλασηςονομάζεταιηχώ.•Ταηχητικάκύματααπορροφώνταιαπόταμαλακάκαιπορώδηυλικά.•Τοόργανοτηςακοήςείναιτοαφτί.Τοπτερύγιοτουαφτιούσυλλέγειτοηχητικόκύμα.•Oιενοχλητικοίήχοιονομάζονταιθόρυβοικαιμπορείναέχουναρνητικήεπίδρασηστονανθρώπινοοργανισμό.Τοπρόβληματηςέντονης ενόχλησης από τους θορύβους ονομάζεται ηχορρύπανση. Η ηχορρύπανση αντιμετωπίζεται με διάφορα μέτραηχοπροστασίας.

•Τα φαινόμενα της ανάκλασης και απορρόφησης του ήχου αξιοποιούνται στην εφαρμογή μέτρων προστασίας από τηνηχορρύπανση.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ- ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚOΛΙΕΣ

•Πολλοίμαθητέςθεωρούνότιηπαραγωγήτουήχουαποτελείφυσικήιδιότητακάποιωνσωμάτων.Oιμαθητέςδυσκολεύονταινακατανοήσουνότιοιήχοιπαράγονταιαπόταλαντώσειςτωνηχητικώνπηγών,γιατίαυτέςδενείναιορατές.

•Πολλοίμαθητέςθεωρούνότιοήχοςαποτελείέναρευστόπουδιαδίδεταιστοναέρα,γι'αυτόδύσκολαπροσεγγίζουντηνέννοιατουμηορατούηχητικούκύματος.

•Ανκαιοιμαθητέςγνωρίζουνότιτοόργανοακοήςείναιτοαφτί,πολλέςφορέςσυγχέουντοαφτίμετοπτερύγιο.Καθώςαγνοούντησύνθετηδομήτουοργάνουτηςακοής,ταυτίζουντομέροςπουβλέπουν,τοπτερύγιο,μετοόργανοτηςακοής.

•Σεσχέσημετηναπορρόφησητουήχου,ορισμένοιμαθητέςθεωρούνότιοήχοςήπαγιδεύεταιμέσαστουλικόήεξέρχεταιαπόαυτόπιοαργάαπ'ό,τιεισήλθε.

OΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

Φύλλο Εργασίας 1:•βελόναπλεξίματος•ψαλίδι•καλαμάκι•φορητόραδιόφωνο(πείραμαεπίδειξης)•πλαστικήσακούλα(πείραμαεπίδειξης)•κομμάτιφελιζόλ(πείραμαεπίδειξης)

Φύλλο Εργασίας 2:•ξυπνητήρι•λεκάνη•2κουτάλια•2ταμπουρίναήμεταλλικάστρογγυλάκουτιά απόμπισκότα(πείραμαεπίδειξης)

•μπαλάκιπινγκπονγκ(πείραμαεπίδειξης)

•κλωστή(πείραμαεπίδειξης)•βελόνα(πείραμαεπίδειξης)

Φύλλο Εργασίας 3:•ξυπνητήρι•χάρτινοκουτί(ναχωράτοξυπνητήρι)•γυαλί

Φύλλο Εργασίας 4:•ξυπνητήρι•μεγάλοσφουγγάρι•ξύλο

•φελιζόλ•πανί•γυαλί•χαρτόνι•μέταλλο•φορητόραδιόφωνο•χοντρόπουλόβερ

Φύλλο Εργασίας 5:•εύκαμπτοςπλαστικόςσωλήναςμήκους1m

Φύλλο Εργασίας 6:•φορητόραδιόφωνο

193

ANAΠTYΞH TΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

Ήχος δημιουργείται, όταν μια ηχητική πηγή, όπως για παρά-δειγμα η μεμβράνη ενός ταμπουρίνου ή το διάφραγμα ενόςμεγαφώνου,ταλαντώνεται.Ταλάντωσηονομάζουμετηνπεριο-δική κίνηση ενός σώματος γύρω από μια θέση ισορροπίας.Παράδειγματαλάντωσηςαποτελείηκίνησημιαςβελόναςτουπλεξίματος, που εξέχει από ένα τραπέζι, όταν λυγίζουμε τοάκροπουεξέχειαπότοτραπέζικαιτοαφήνουμεστησυνέχειαελεύθερο.Ηθέσηισορροπίαςστηνπερίπτωσηαυτήείναιεκεί-νηκατάτηνοποίαηβελόναείναιοριζόντια.Ότανλυγίζουμετοάκροτηςβελόνας,πουεξέχειαπότοτραπέζι,καιτοαφήνουμεστησυνέχειαελεύθερο,ηβελόνααρχίζεινακινείταιπεριοδικά.Ότανηβελόναεπιστρέψειγιαπρώτηφοράστηθέσηαπ'όπουξεκίνησε την κίνησή της, λέμε ότι έχει πραγματοποιήσει μιαπλήρηταλάντωση.Oχρόνοςπουχρειάζεταιηβελόνα,γιαναπραγματοποιήσειμίαπλήρηταλάντωση,ονομάζεταιπερίοδος. Oαριθμόςτωνταλαντώσεων,πουπραγματοποιείηβελόνασεέναδευτερόλεπτο,ονομάζεταισυχνότητα.Ανγιαπαράδειγμαηβελόναπραγματοποιείδέκαταλαντώσειςσεέναδευτερόλε-πτο, τότε λέμε ότι η συχνότητα της ταλάντωσης είναι δέκακύκλοι τοδευτερόλεπτοήαπλούστερα10Hz (Hertz).Oνομά-ζουμεπλάτοςτηςταλάντωσηςτηςβελόναςτημέγιστηαπομά-κρυνσήτηςαπότηθέσηισορροπίας.Oήχοςδιαδίδεταιμεδιαμήκηκύματα.Ηδιαδικασίαπαραγωγής

καιδιάδοσηςτουήχουγίνεταισαφήςστοπαρακάτωπαράδειγμα:

Σεστενόσωλήναπολύμεγάλουμήκους,στονοποίοπεριέχεταικάποιοαέριο,κλείνουμετοέναάκρομεέναέμβολο.Όταντοέμβολοτεθείσεταλάντωση,τοαέριοπουβρίσκεταισεεπαφήμε το εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα θα συμπιέζεται και θαεκτονώνεταιπεριοδικάακολουθώνταςτηνκίνησητουεμβόλου.Κάθεφοράπουτοέμβολοπιέζειτοαέριοτουσωλήνα,δημιουρ-γείται δεξιά από το έμβολο έναστρώμασυμπιεσμένου αέρα,έναπύκνωμα,καθώςοχώροςπουείχεαρχικάστηδιάθεσήτουτοαέριοπεριορίζεται.

Ότανπάλιτοέμβολοοπισθοδρομείστοσωλήνα,τοαέριοπουβρίσκεταισεεπαφήμαζίτουεκτονώνεται,καθώςέχειτηδυνα-τότητανακαταλάβειμεγαλύτεροχώροαπόπριν,μεαποτέλε-σμα δεξιά από το έμβολο να δημιουργείται ένα αραίωμα. Ταπυκνώματακαιαραιώματαδιαδίδονταικατάμήκοςτουσωλήνα,καθώς τα συμπιεσμένα μόρια του αερίου συμπιέζουν με τησειράτουςταμόριαπουβρίσκονταιδεξιάτους.Ηδιάδοσητωνπυκνωμάτωνκαιαραιωμάτωνγίνεταιχωρίςταμόριατουαερίουνα κινούνται κατά μήκος του σωλήνα. Τα μόρια του αερίουεκτελούνταλάντωσηγύρωαπόμιαθέσηισορροπίας,πουείναιδιαφορετικήγιακάθεμόριο.

ΗΧΟΣ

194

- Υπέρηχοι:διαμήκηκύματαμεσυχνότηταμεγαλύτερηαπότα20.000 Hz. Oι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται σε μηχανήματαδιαγνωστικήςιατρικής(υπερηχογράφοι)καιστιςβυθομετρή-σεις.

Τα ηχητικά κύματα διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις,εφόσονθεωρήσουμεότιηηχητικήπηγήείναισημειακή.Τότεταπυκνώματακαιτααραιώματαδιαδίδονταιπροςόλεςτιςκατευ-θύνσεις,δημιουργώνταςσφαιρικάηχητικάκύματα.

Όταντοηχητικόκύμακατάτηδιάδοσήτουσυναντάλείεςεπι-φάνειες,ανακλάταιπροςμίασυγκεκριμένηκατεύθυνση.Όταναντίθετα η επιφάνεια είναι πορώδης, τότε το μεγαλύτερομέροςτηςενέργειαςτουηχητικούκύματοςαπορροφάταιαπότοσώμα,στοοποίοτοκύμαπροσπίπτει,καθώςτοηχητικόκύμαανακλάται διαδοχικά στις επιφάνειες, που οριοθετούνται απότουςπόρουςτουσώματος.

Αποτέλεσματηςανάκλασηςτουήχουείναικαιηηχώ,ηεπανά-ληψη δηλαδή της φωνής μας και των ήχων γενικότερα, πουπαρατηρείται,ότανβρισκόμαστεσεαρκετήαπόστασηαπόμιαλείαεπιφάνεια,όπωςγιαπαράδειγμαέναβράχοήέναντοίχο.Γιαναπαρατηρήσουμετηνηχώ,πρέπειηαπόστασήμαςαπότηλείαεπιφάνειαναείναιμεγαλύτερηαπό17μέτρα.

Για ναμπορούμεναδιακρίνουμεδύοήχους,πρέπειαυτοί νααπέχουνχρονικάμεταξύτουςπερισσότεροαπό0,1τουδευτε-ρολέπτου. O ήχος διαδίδεται στον αέρα με ταχύτητα 340μέτρωντοδευτερόλεπτο.Ότανλοιπόνηαπόσταση,στηνοποίαβρισκόμαστεαπότηλείαεπιφάνεια,είναιμεγαλύτερηαπό17μέτρα, η απόσταση που πρέπει να διανύσει ο ήχος από τοσημείο,στοοποίοβρισκόμαστε,μέχριναανακλαστείστηλείαεπιφάνειακαιναφτάσειπάλιστοσημείο,στοοποίοβρισκόμα-στε,είναιμεγαλύτερηαπό34μέτρα.Τοχρονικόδιάστημαπουαπαιτείται για να διαδοθεί ο ήχος στην απόσταση αυτή είναισυνεπώςμεγαλύτεροαπό0,1τουδευτερολέπτου,οπότεμπο-ρούμεναδιακρίνουμετονήχοπουπροκαλούμεαπότονανα-κλώμενοήχο.Όταναντίθεταηαπόσταση,στηνοποίαβρισκόμα-στεαπότηλείαεπιφάνεια,είναιμικρότερηαπό17μέτρα,δενμπορούμεναδιακρίνουμετουςδύοήχους,οπότεδενπαρατη-ρούμετοφαινόμενοτηςηχούς.

Τοόργανοακοήςτουανθρώπουείναιτοαφτί.Τοαφτίαποτε-λείταιαπό τρίαμέρη: τοεξωτερικόαφτί, τομέσοαφτί και τοεσωτερικόαφτί.

Τοεξωτερικό αφτίαποτελείταιαπότοπτερύγιοκαιτονακου-στικόπόρο.Τοπτερύγιοείναιτομόνομέροςτουαφτιούπουβλέπουμε.Με το πτερύγιο «συλλέγονται» τα ηχητικά κύματακαιοδηγούνταιμέσωτουακουστικούπόρουστομέσοαφτί.

Τομέσο αφτί αποτελείταιαπόμίακοιλότηταγεμάτηαέρα,πουχωρίζεταιαπότοεξωτερικόαφτίμετοτύμπανο,πουφράσσειτονακουστικόπόρο,καιαπότοεσωτερικόαφτίμεμιαμεμβρά-νη.Τοτύμπανοτουαφτιούτίθεταισεταλάντωσηαπότοηχητι-κόκύμαμετρόποόμοιομεαυτόνπουπεριγράφηκεπαραπάνωστο πείραμα με τα δύο ταμπουρίνα. Τρία μικρά οστάρια, ησφύρα,οάκμοναςκαιοαναβολέας,πουαποτελούνένασύστη-μαμοχλών,μεταδίδουντηνταλάντωσητουτυμπάνουστημεμ-βράνη,πουχωρίζειτομέσοαπότοεσωτερικόαφτί.Ηκοιλότη-τα του μέσου αφτιού επικοινωνεί με τη στοματική κοιλότηταέτσι,ώστεηπίεσημπροστάκαιπίσωαπότοτύμπανοναείναιίσημετηνατμοσφαιρική.

Ηαλληλουχίαπυκνωμάτωνκαιαραιωμάτων,ηδιάδοσηδηλαδήτης«διαταραχής»κατάμήκοςτουσωλήνα,ονομάζεταιδιαμή-κες κύμα.

Ταηχητικάκύματαμεταφέρουνενέργεια.Ηκινητικήενέργειατου εμβόλου στο παραπάνω παράδειγμα μεταφέρεται στοστρώμααέραδεξιάαπότοέμβολο,καθώςταμόριατουαέρατίθενταισεκίνηση.Καθώςτοέναστρώμααέρααναγκάζεισεταλάντωσητοδιπλανότου,ηενέργειαμεταφέρεταικατάμήκοςτηςδιεύθυνσηςδιάδοσηςτουκύματος.Ηδιαπίστωσητηςμετα-φοράςενέργειαςαπόταηχητικάκύματαμπορείναγίνειεύκο-λα,ανκρατήσουμεδύοταμπουρίναπαράλληλακαιθέσουμεσεταλάντωσητημεμβράνητουενόςταμπουρίνουχτυπώνταςμετηνμπαγκέτα.Ηενέργειαμεταφέρεταιαπότοηχητικόκύμαστημεμβράνη του άλλου ταμπουρίνου, που αρχίζει και αυτή ναταλαντώνεται. Την ταλάντωση της μεμβράνης του δεύτερου

ταμπουρίνουμπορούμενατηδιαπιστώσουμεπλησιάζονταςσεαυτήνέναελαφρύμπαλάκι,πουκρέμεταιαπόένανήμα.Γιαναμπορείναδιαδοθείέναηχητικόκύμα,είναιαπαραίτητηηδημιουργία πυκνωμάτων και αραιωμάτων στο μέσο διάδοσης.Επομένως,οήχοςμπορείναδιαδοθείσταστερεά,σταυγράκαιστααέρια,όχιόμωςστοκενό.Ηταχύτηταδιάδοσηςτουήχου,ηταχύτηταδηλαδήμετηνοποίαδιαδίδονταιταπυκνώματακαιτα αραιώματα, είναι μεγαλύτερη στα στερεά, μικρότερη σταυγράκαιακόμημικρότερηστααέρια.

Γιαναμπορείέναςήχοςναγίνειαισθητόςαπότοανθρώπινοαφτί, πρέπει η ηχητική πηγή να ταλαντώνεται περισσότερεςαπό16καιλιγότερεςαπό20.000φορέςσεέναδευτερόλεπτο,πρέπειδηλαδήησυχνότηταταλάντωσηςτηςηχητικήςπηγήςναείναιμεγαλύτερηαπότα16Hzκαιμικρότερηαπότα20.000Hz.Τοεύροςτωνσυχνοτήτωνπουακούμεδενείναιακριβώςίδιογιαόλουςτουςανθρώπουςκαιπεριορίζεταιελαφράόσομεγα-λώνουμε. Τα διαμήκη κύματα χωρίζονται σε τρεις κατηγορίεςανάλογαμετησυχνότητάτους:- Ήχοι:διαμήκηκύματαμεσυχνότηταμεγαλύτερηαπότα16Hzκαι μικρότερη από τα 20.000 Hz. Τα ηχητικά αυτά κύματαδιεγείρουντοαίσθηματηςακοήςτουανθρώπου.

- Υπόηχοι:διαμήκηκύματαμεσυχνότηταμικρότερηαπότα16Hz,όπωςγιαπαράδειγματασεισμικάκύματα.

195

Τοεσωτερικό αφτίείναιγεμάτομευγρόπουονομάζεταιλέμ-φος. Το εσωτερικό αφτί είναι το πιο πολύπλοκο μέρος τουαφτιού.Αποτελείταιαπότηναίθουσα,τονκοχλίακαιμιασειράαπό τρεις ημικυκλικούς σωλήνες.Μέσω της λέμφου και τουακουστικού νεύρου το ερέθισμα του ήχου μεταδίδεται στονεγκέφαλο. Η αίθουσα και οι τρεις ημικυκλικοί σωλήνες στοεσωτερικό αφτί δεν έχουν σχέση με την αίσθηση της ακοής.Είναιταόργαναμεταοποίαέχουμεαντιλαμβανόμαστετηθέσητου σώματός μας, εξασφαλίζουν συνεπώς την ισορροπία τουσώματός μας. Oι τρεις σωλήνες περιέχουν υγρό, το οποίοκινείταιανάλογαμετηνκλίσητουκεφαλιούμας.Τουγρόδιε-γείρει τα ευαίσθητα τριχίδια, που βρίσκονται στα εσωτερικάτοιχώματα των σωλήνων έτσι, ώστε να φτάνει τελικά στονεγκέφαλοτοαντίστοιχοπροςτηθέσητουσώματόςμαςερέθι-σμα.Πολλοίαπό τουςήχουςπουακούμεείναι ενοχλητικοί.Ακόμη

καιευχάριστοιήχοικάτωαπόορισμένεςσυνθήκες,όπως,γιαπαράδειγμα, όταν έχουν παρατεταμένη διάρκεια και μεγάληηχηρότητα,μπορείναείναιενοχλητικοί.Oιέντονοιήχοιέχουναρνητικήεπίδρασηστιςδιάφορεςλειτουργίεςτουοργανισμού:Ηπίεσηανεβαίνει,ηαναπνοήγίνεταιπιογρήγορη,δενμπορού-μενασυγκεντρωθούμεκαινακοιμηθούμε.Ότανηηχηρότηταείναιμεγάλη,τοτύμπανοτουαφτιούταλαντώνεταιμεμεγάλοπλάτος.Συνεχήςταλάντωσητουτυμπάνουμεμεγάλοπλάτοςπροκαλείπόνο.Τοτύμπανοχάνεισταδιακάτηνευαισθησίατου.Ησυνεχήςπαραμονήσεπεριβάλλονμεήχουςμεγάληςηχηρό-τηταςμπορείτελικάναπροκαλέσειβαρηκοΐα.Τοπρόβληματωνενοχλητικώνήχωνπαρουσιάζεται ιδιαίτεραέντονοστις μεγά-λες πόλεις. Το πρόβλημα της ενόχλησης από τους διαρκείς,έντονουςήχουςονομάζεταιηχορρύπανση.

Την ανάκλαση και την απορρόφηση των ηχητικών κυμάτωνεκμεταλλευόμαστεγια τηνπροστασία από τουςενοχλητικούςήχους, τους θορύβους. Όταν για παράδειγμα κλείνουμε τοπαράθυροστοδωμάτιοπουβρισκόμαστε,γιαναπεριορίσουμετοθόρυβοπουπροέρχεταιαπότοδρόμο,εκμεταλλευόμαστετην ανάκλαση των ηχητικών κυμάτων στη λεία επιφάνεια τουτζαμιού, ενώ, όταν τοποθετούμε μαλακά και πορώδη υλικάανάμεσαστουςτοίχουςτωνσπιτιώνμας,γιαναπεριορίσουμετουςενοχλητικούςήχους,εκμεταλλευόμαστετηναπορρόφησητουήχουαπόταυλικάαυτά.Ηπροστασίααπότουςθορύβουςμπορεί να επιτευχθεί με επέμβαση στην ηχητική πηγή, γιαπαράδειγμα, με την τοποθέτηση σιγαστήρων στις εξατμίσεις,μεεπέμβασηστηνπορείαδιάδοσηςτουήχου,γιαπαράδειγμαμετηντοποθέτησηδιπλώντζαμιώνκαιηχομονώσεωνστασπί-τιαμας,αλλάκαιμεεπέμβασηστοδέκτη,γιαπαράδειγμαμεχρήσηωτοασπίδων.

197

Η βελόνα κινείται πάνω - κάτω, κάνει παλμικές κινήσεις. Όσο η βελόνα πάλλεται ακούγεται ήχος. Όταν η βελόνα σταματήσει να πάλλεται σταματά και ο ήχος.

•

•

Εισαγωγικό ερέθισμαΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντιςεικόνες.Μεκατάλληλεςερωτήσεις,όπως:-Ποιοείναιτοκοινόχαρακτηριστικόσεόλεςτιςεικόνες;-Σετιδιαφέρουν;βοηθάμετουςμαθητέςναδιαπιστώσουνότισεόλεςτιςεικό-νεςπαρατηρούμεηχητικέςπηγές,φυσικές(ομιλία)ήτεχνητές(τρυπάνι,ηχείο,ξυλόφωνο).Μπορούμεναζητήσουμεαπότουςμαθητέςνααναφέρουνκαιάλλεςηχητικέςπηγέςπουγνωρίζουνκαινατιςσημειώσουμεστονπίνακα.Στησυνέχειαζητάμεαπόέναμαθητήναδιαβάσειτηνερώτησηκαιπροκαλούμε τηδιατύπωσηυποθέσεων, τις οποίες, χωρίςνασχολιάσουμε,σημειώνουμεστονπίνακα.

Πειραματική αντιμετώπισηΤοπείραμαγίνεταικαλύτεραμε τηχρήσηλεπτήςμεταλλικήςβελόνας.Εναλλακτικάμπορούμεναχρησιμοποιήσουμεπλαστι-κόχάρακαμήκουςπερίπου30εκατοστών.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιπρέπειναπιέζουνδυνατάτοχέριστοθρανίο,ώστεναείναισταθερήηστήριξητηςβελόνας.Μετο άλλο χέρι πιέζουν, όσο το δυνατό περισσότερο, το ελεύθερο άκρο της βελόνας προσέχοντας όμως να μην τηνπαραμορφώσουνμόνιμα.

Oποιαδήποτε διατύπωση αναφέρεται στην περιοδικότητα τηςκίνησηςείναιαποδεκτή:«ηβελόνακινείταιπάνω-κάτω»,«ηβελόναπάλλεται»,«ηβελόνατρέμει».Προτρέπουμετουςμαθητέςναπαρατηρήσουντοφαινόμενοσεόλητουτηδιάρκεια,νασυσχετίσουντηνπαραγωγήτουήχουμετηνπαλμικήκίνησηκαιναπαρατηρήσουνότιηπαραγωγήτουήχουσταματά,ότανηπαλμικήκίνησησταματήσει.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: ΠΩΣ ΠΑΡΑΓΕΤΑΙ O ΗΧOΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

ήχος,ηχητικήπηγή,ταλάντωση

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιοήχοςπαράγεταιαπότηνταλάντωσητηςηχητικήςπηγής.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιοήχοςδιαρκείόσοκαιηταλάντωσητηςηχητικήςπηγής,ότιδηλαδήηπαραγωγήτουήχουσταματά,ότανηηχητικήπηγήσταματήσειναπάλλεται.

•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςμεαπλάλόγιαπώςπαράγεταιοήχοςκαινασυνδέσουντηνέννοια«ταλάντωση»μετιςκαθημερινέςέννοιες«επαναλαμβανόμενηκίνηση»,«παλμικήκίνηση».

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•βελόναπλεξίματος(εναλλακτικά:πλαστικόςχάρακας)•ψαλίδι•καλαμάκι

για τα πειράματα επίδειξης•φορητόραδιόφωνο•πλαστικήσακούλα•κομμάτιφελιζόλ

•

Σελ. 144

198

Τα μπαλάκια χοροπηδούν πάνω στο κομμάτι της πλαστικής σακούλας, καθώς αυτό πάλλεται. Ακούγεται ήχος.

Νιώθω ένα τρέμουλο στα χείλη μου. Το άκρο από το καλαμάκι πάλλεται και ακούγεται ήχος.

Τα σώματα που παράγουν ήχο ονομάζονται ηχητικές πηγές.Οι ήχοι δημιουργούνται από την παλμική κίνηση, την ταλάντωση των ηχητικών πηγών.

Ο ήχος του πιάνου. Ηχητική πηγή είναι οι χορδές του πιάνου. Ο ήχος, που ακούμε, όταν κάποιος μας μιλά στο τηλέφωνο. Ηχητική πηγή είναι το ακουστικό του τηλεφώνου.

Ηχητικές πηγές είναι η κιθάρα, η τηλεόραση, το τρυπάνι, το πιστολάκι, το πουλί, και το τύμπανο.

Στοπείραμαπουπροηγήθηκεοιμαθητές«είδαν»τηνταλάντω-ση της ηχητικής πηγής. Στο πείραμα αυτό η ταλάντωση τηςηχητικής πηγής δε γίνεται άμεσα αντιληπτή. Oι μαθητές δενμπορούννα«δουν»τηνταλάντωση,μπορούνόμωςνατηδιαπι-στώσουναπότογεγονόςότιταχείλητους«τρέμουν»,πάλλο-νται,καθώςακούγεταιοήχος.Oιμαθητέςκαλούνταινασυνδέ-σουντηνπαραγωγήτουήχουμετηνταλάντωσητηςηχητικήςπηγής,νακατανοήσουνότι,κάθεφοράπουακούγεταιήχος,ηηχητικήπηγήταλαντώνεται,ακόμηκαιανδενμπορούνεύκολανααντιληφθούντηνταλάντωσηαυτή.

Καιστοπείραμααυτόεπιδιώκουμενααναδείξουμετηνταλά-ντωσητηςηχητικήςπηγής,ηοποίαδεγίνεταιάμεσααντιληπτήκαιναβοηθήσουμεέτσιτουςμαθητέςναδεχτούνευκολότερατη γενίκευση που θα ακολουθήσει, ότι δηλαδή κάθε ηχητικήπηγή ταλαντώνεται, ακόμη και αν δεν μπορούμε να «δούμε»πάντατηνταλάντωσηαυτή.

Παρουσιάζουμετοραδιόφωνοστηντάξη,ενώακούγεταιήχος,και ρωτάμε τουςμαθητέςανβλέπουν κάποιαπαλμική κίνησηστο ηχείο του ραδιοφώνου. Καθώς η ταλάντωση δεν είναι«ορατή»,ηαπάντησήτουςθαείναιπιθανότατααρνητική.Στησυνέχειαζητάμεναδιαβάσουνπροσεχτικάτηνπεριγραφήτουπειράματοςκαιναεκτελέσουντοπείραμα.Ανδενμπορούμεναβρούμε φελιζόλ, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ρύζι ή κόκ-κουςπιπεριού.Oιμαθητέςχρησιμοποιώνταςταμπαλάκιααπόφελιζόλ,διαπιστώνουντηνταλάντωσητηςηχητικήςπηγήςαπότααποτελέσματάτης.

Oιμαθητέςσημειώνουντηνπαρατήρησήτουςχρησιμοποιώνταςκαθημερινέςεκφράσειςόπως:«κινείταιπάνω-κάτω»,«πάλλε-ται»κ.ά.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΜέσααπόσυζήτησηστηντάξηεισάγουμετηνέννοια«ταλάντω-ση»,συνδέοντάς τηνμε τις καθημερινέςεκφράσεις«κινείταιπάνω-κάτω»,«πάλλεται»κ.ά.,πουοιμαθητέςχρησιμοποίη-σαν στην καταγραφή των παρατηρήσεών τους. Για να εξηγή-σουμεκαλύτερατηνέννοια«ταλάντωση»,μπορούμεναπαρου-σιάσουμεστηντάξηέναεκκρεμές,πουκατασκευάζουμεεύκο-λαδένονταςσεένακομμάτισπάγκοκάποιοαντικείμενο.

Μέσα από τη συζήτηση στην τάξη οι μαθητές γενικεύουν τιςπαρατηρήσειςτουςσταπροηγούμεναπειράματακαιδιατυπώ-νουντοσυμπέρασμα.

Ηενότηταολοκληρώνεταιμεαναδρομήστιςαρχικέςυποθέσειςτωνμαθητών,πουέχουμεσημειώσειστονπίνακα.Σεσυζήτησηστηντάξησχολιάζουμετιςυποθέσειςαυτέςσυμπληρώνοντας,όπουείναιαπαραίτητο.Ζητάμεαπότουςμαθητέςναξανασχο-λιάσουν τις εικόνες του εισαγωγικού ερεθίσματος, εντοπίζο-ντας την ηχητική πηγή που ταλαντώνεται, τη μεμβράνη τουηχείου, το κέλυφος του τρυπανιού, τιςφωνητικές χορδές, ταξύλατουξυλόφωνου.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΜετηνεργασίααυτήελέγχουμεανοιμαθητέςέχουνκατανοή-σει την έννοια της ηχητικής πηγής. Κάθε σώμα που παράγειήχοονομάζεταιηχητικήπηγή.

Επιδιώκεταιοεντοπισμόςτηςηχητικήςπηγήςμεχαρακτηριστι-κόήχομέσασεέναχώρο.

•

•

•

•

•

•

Σελ. 145

Σελ. 146

199

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: ΔΙΑΔOΣΗ ΤOΥ ΗΧOΥ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

διάδοσητουήχου,ηχητικόκύμα

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιοήχοςδιαδίδεταισταστερεά,σταυγράκαιστααέρια.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςότιοήχοςδιαδίδεταισταστερεάκαλύτερααπ'ό,τιστααέρια.•Ναεξηγήσουνοιμαθητέςτηδιάδοσητουήχουαναφερόμενοιστοηχητικόκύμαπουμεταφέρειενέργεια.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•ξυπνητήρι•μεγάληλεκάνη•νερό•δύοκουτάλια

για τα πειράματα επίδειξης•μπαλάκιπινγκ-πονγκ•κλωστή•βελόνα•δύοταμπουρίναήδύομεταλλικάστρογγυλάκουτιάαπόμπισκότα

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντις εικόνες διαδοχικά. Με κατάλληλες ερωτήσεις βοηθάμετουςμαθητές ναπαρατηρήσουν τηδιαφορετική έκφρασησταπρόσωπατωνδύοΙνδιάνων:-ΒλέπουνοιΙνδιάνοιτοτρένο;-ΜπορείτενασυγκρίνετετηνέκφρασησταπρόσωπατωνΙνδι-άνων;Πολλοίμαθητέςγνωρίζουνήδηαπόανάλογεςταινίεςότιακου-μπώνταςτοαφτίστιςγραμμέςοέναςΙνδιάνοςακούειτονήχοτουτρένουνωρίτερααπότονάλλο.Γι'αυτόκαιοΙνδιάνος,πουακουμπάειτοαφτίτουστιςγραμμέςτουτρένου,είναιτρομαγ-μένος. Ζητάμε από τους μαθητές να διατυπώσουν σχετικέςυποθέσειςκαιτιςσημειώνουμεστονπίνακαχωρίςνατιςσχο-λιάσουμε.

Στησυνέχειαζητάμεαπότουςμαθητέςνασχολιάσουντηδεξιάεικόνα.Μεκατάλληλεςερωτήσειςπροκαλούμετηδιατύπωσηυποθέσεων,τιςοποίεςσημειώνουμεστονπίνακα:-Είναιτοκεφάλιτουπαιδιούμέσαστονερόήέξωαπόαυτό;-Ακούειτοπαιδίτονήχοπουπροκαλείηκουτάλα;

Πριν ξεκινήσει ηπειραματικήαντιμετώπιση, διατυπώνουμε τογενικότερο ερώτημα «διαδίδεται παντού ο ήχος;», το οποίοσημειώνουμεστονπίνακα.

Σελ. 147

•

200

Ακούω τον ήχο που κάνουν τα κουτάλια.

Όταν κάνω βουτιές στη θάλασσα, μπορώ να ακούω ήχους μέσα στο νερό: πέτρες που χτυπούν, μηχανές από βάρκες.

Ο ήχος διαδίδεται στα στερεά, στα υγρά και στα αέρια.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιοήχοςδιαδί-δεταισταστερεάκαιμάλιστακαλύτερααπ'ό,τιστααέρια.Τοπείραμαμπορείναγίνειμεοποιοδήποτερολόι,αρκείοχτύποςτου μηχανισμού του να είναι σχετικά δυνατός. Καθώς σταπερισσότεραρολόγιαχεριούαυτόδεσυμβαίνει,προτείνεταιηχρήσηξυπνητηριών.Ηεπιτυχίατουπειράματοςαπαιτείαπόλυ-τη ησυχία στην τάξη. Για να επιτευχθεί αυτό, πρέπει, πριναρχίσειηεκτέλεσητουπειράματος,ναεξηγήσουμετοπείραμακαινααπαντήσουμεσ'όλεςτιςαπορίεςτωνμαθητών.

Αν το πείραμα γίνει σε ομάδες, πρέπει να φροντίσουμε ταθρανία, στα οποία θα εργαστούν οι διαφορετικές ομάδες, ναβρίσκονταισεαρκετήαπόστασημεταξύτους,έτσιώστεναμηνακούν οι μαθητές της μίας ομάδας το χτύπο του μηχανισμούαπότορολόικάποιαςάλληςομάδας.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντηδιάδοσητουήχου στο νερό. Τα κουτάλια πρέπει να είναι βυθισμένα στονερόκαιναμηνακουμπούνστατοιχώματατηςλεκάνης,καθώςσεαυτήντηνπερίπτωσηοήχοςδιαδίδεταιμέσααπότατοιχώ-ματατηςλεκάνης(στερεό).Oιμαθητές,πουεκτελούντοπεί-ραμα,πρέπειναείναιπροσεκτικοί,γιαναμηβραχούν.Αφούοιμαθητέςσημειώσουντηνπαρατήρησήτους,ρωτάμε:-Μέσααπόποιαυλικάδιαδίδεταιοήχοςμέχριναφτάσειστοαφτίμας;-Είναιταυλικάπουαναφέρατεστερεά,υγράήαέρια;Μπορούμε να συζητήσουμε με τους μαθητές την υπόδειξη«προσέχοντας να μην ακουμπούν τα κουτάλια τη λεκάνη»,βοηθώνταςτουςνακαταλάβουνότιμετοπείραμααυτόθέλου-με να ελέγξουμε τη διάδοση του ήχου στα υγρά και όχι σταστερεά, καθώς τη διάδοση του ήχου στα στερεά την έχουμεήδηδιαπιστώσειστοπροηγούμενοπείραμα.

Ηερώτησηέχειωςστόχοναβοηθήσειτουςμαθητέςνασυνδέ-σουν την παρατήρησή τους στο πείραμα που προηγήθηκε μεπαρατηρήσεις, που έχουν κάνει στην καθημερινή τους ζωή,σχετικάμετηδιάδοσητουήχουσταυγρά.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηκαιβοηθάμετουςμαθητέςναδιατυπώσουν,μεβάσητιςπαρατηρήσειςτουςσταπροηγούμε-ναπειράματα,έναγενικότεροσυμπέρασμα,πουνααναφέρεταιστηδιάδοσητουήχουστοσύνολοστερεών,υγρώνκαιαερίων.

Μόλις που ακούω το χτύπο του ρολογιού.

Ο χτύπος του ρολογιού ακούγεται καλύτερα.

•

•

•

•

Σελ. 147

Σελ. 148

201

Πειραματική αντιμετώπισηΧρησιμοποιώνταςμίαβελόναπερνάμετηνκλωστήαπότομπα-λάκι και δένουμεστοένα τηςάκροένα κόμπο.Δυομαθητέςεκτελούντοπείραμα,προσέχονταςοιεπιφάνειεςτωνταμπου-ρίνων να είναι παράλληλες. Το μπαλάκι πρέπει να ακουμπάστην επιφάνεια του ταμπουρίνου, αλλά να είναι ακίνητο πριναπό την εκτέλεση του πειράματος. Αντί για ταμπουρίνα μπο-ρούμε να χρησιμοποιήσουμε δύο άδεια μεταλλικά στρογγυλάκουτιά από μπισκότα. O ένας μαθητής χτυπά δυνατά με τηνπαλάμητουτημεμβράνητουταμπουρίνου(ήτημεταλλικήεπι-φάνεια τουκουτιούαπόμπισκότα).Τομπαλάκι,πουακουμπάστημεμβράνητουάλλουταμπουρίνου,ταλαντώνεται.

Oιμαθητέςπαρατηρούνπροσεκτικάκαισημειώνουντηνπαρα-τήρησήτους.Στησυνέχειαδιατυπώνουμετοερώτημα:-Ημεμβράνητουταμπουρίνου,πουχτυπάοσυμμαθητήςσας,είναιλογικόναταλαντώνεται.Γιατίόμωςταλαντώνεταικαιημεμβράνη του δεύτερου ταμπουρίνου αναγκάζοντας και τομπαλάκιναταλαντωθεί;Τιπροκαλείτηνταλάντωση;

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηκαιμετηβοήθειαδιαφάνειαςήτουσχήματοςαπότοβιβλίοαναφοράςεξηγούμετοντρόποδημιουργίαςτουηχητικούκύματος.Ηκατανόησητηςέννοιαςτουηχητικούκύματοςείναιδύσκολη.Θαήτανκαλόναπροσπαθήσουμεναεξηγήσουμετηδημιουργίαπυκνωμάτωνκαιαραιωμάτωνκινώνταςτηνπαλάμημαςαπότο-μαπάνω-κάτω.Πρέπειωστόσοναεξηγήσουμεότιστηνπερί-πτωσηαυτήηταλάντωσηδενείναιαρκετάγρήγορη,ώστεναακούγεταιήχος.

Εξηγούμετοσχήμακαλώνταςτουςμαθητέςναπαρατηρήσουνπώςαπεικονίζονταιταπυκνώματακαιτααραιώματατουαέρα.Είναι σημαντικό να καταλάβουνοι μαθητέςότι η διάδοση τουηχητικού κύματος γίνεται σφαιρικά στο χώρο. Είναι επίσηςσημαντικήηαναφοράστηνενεργειακήδιάστασητουφαινομέ-νου,ηοποίαείναιχρήσιμησταπλαίσιατηςσταδιακήςεξοικεί-ωσηςτωνμαθητώνμετηδύσκοληαυτήέννοια.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηH πρώτη εργασία αποτελεί επανάληψη και επεξεργασία τουεισαγωγικούερωτήματος.Oήχοςδιαδίδεταιπιογρήγοραστοατσάλι(ράγεςτρένου)απ'ό,τιστοναέρα,γι'αυτόκαιοΙνδιά-νος, που ακουμπά το αφτί του στις ράγες, αντιλαμβάνεταιπρώτοςότιπλησιάζειτοτρένο.

O ήχος διαδίδεται καλύτερα στα στερεά απ' ό,τι στον αέρα.Χρησιμοποιώντας την κουτάλα τοπαιδί μπορεί ναακούσει τοχτύποτουρολογιούπιοδυνατά.

Το μπαλάκι, που ακουμπά στη μεμβράνη του αριστερού ταμπουρίνου, αναπηδά, ταλαντώνεται.

Ο ήχος διαδίδεται στον αέρα με πυκνώματα και αραιώματα, που φτάνουν στην επιφάνεια της μεμβράνης του ταμπουρίνου και την κάνουν να πάλλεται.

Ο ήχος διαδίδεται στο ατσάλι πολύ πιο γρήγορα απ' ό,τι στον αέρα. Ο Ινδιάνος, που ακουμπά το αφτί του στις γραμμές, ξέρει ότι έρχεται το τρένο, γι΄ αυτό είναι τρομαγμένος.

Ο ήχος διαδίδεται στο ξύλο της κουτάλας πιο γρήγορα από ό,τι στον αέρα. Το παιδί στην εικόνα ακούει το χτύπο του ρολογιού πιο δυνατά. •

•

•

•

•

Σελ. 148

Σελ. 149

202

Όχι, δεν ακούω τους χτύπους από το ξυπνητήρι ή μόλις που ακούω τους χτύπους από το ξυπνητήρι.Όταν χρησιμοποιώ το τζαμάκι, ακούω τους χτύπους από το ξυπνητήρι ή ακούω τους χτύπους πολύ πιο καθαρά και δυνατά από πριν.

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόνακαιναεστιάσουντηνπροσοχήτουςσταηχητικάκύματα.Μεκατάλλη-λεςερωτήσεις,όπως-Τιυπάρχειανάμεσαστηνυχτερίδακαιτονκάκτο;-Ποιαείναιηπορείατουηχητικούκύματος;προκαλούμε τη διατύπωση υποθέσεων, τις οποίες χωρίς νασχολιάσουμεσημειώνουμεστονπίνακα.

Eίναιπιθανόοιμαθητέςναμηνείναισεθέσηναδιατυπώσουνυποθέσεις.Στηνπερίπτωσηαυτήπροχωράμεστηνπειραματικήαντιμετώπιση,φροντίζονταςναμηνπροδώσουμετηναπάντηση(εξήγηση)γιατοντρόποπροσανατολισμούτηςνυχτερίδας.

Πειραματική αντιμετώπισηΓιατηνεπιτυχίατουπειράματοςείναισημαντικόναεπικρατείησυχία.Ταθρανίατωνομάδωνπρέπειναβρίσκονταιστημεγα-λύτερηδυνατήαπόσταση,ώστεναμηνακούνοιμαθητέςμιαςομάδας το χτύπο από το μηχανισμό του ρολογιού κάποιαςάλληςομάδας.

Προσοχή:Τογυαλίδενπρέπειναέχειπροεξοχές,γιατίυπάρ-χεικίνδυνοςοιμαθητέςνακοπούν.Τρίβονταςπροσεχτικάμεέναγυαλόχαρτομπορούμεεύκολαναλειάνουμετιςακμέςστογυαλί,ώστεοιμαθητέςναμπορούνναεκτελέσουντοπείραμαμεασφάλεια.

Oι μαθητές, αφού εκτελέσουν το πείραμα, σημειώνουν τηνπαρατήρησή τους και σχεδιάζουν με γραμμούλες την πορείατωνηχητικώνκυμάτων.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3: ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΤOΥ ΗΧOΥ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

ανάκλασητουήχου,ηχώ

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιοήχος,ότανσυναντήσεισκληρέςκαιλείεςεπιφάνειες,αλλάζεικατεύθυνση,δηλαδήανακλάται.

•Ναμπορούνοιμαθητέςναεξηγήσουντοφαινόμενοτηςηχούςαναφερόμενοιστηνανάκλασητουήχου.•Ναείναιοιμαθητέςσεθέσηνααναφέρουντιςπροϋποθέσειςγιατηδημιουργίαηχούς.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•ξυπνητήρι •χάρτινοκουτί(αρκετάμεγάλο,ώστεναχωράτοξυπνητήριμέσασεαυτό)•γυαλί(μετροχισμένεςακμές,γιαναμηνυπάρχεικίνδυνοςτραυματισμού)

•

•

•

Σελ. 150

203

Ηηχώ, η επανάληψη τουήχου, οφείλεται στηνανάκλαση τουήχουσεσκληρήκαιλείαεπιφάνεια.Oεγκέφαλόςμαςμπορείναδιακρίνειήχουςμόνο,αναυτοίαπέχουνχρονικάμεταξύτουςπερισσότεροαπό1/10τουδευτερολέπτου.Σεαυτότοχρονικόδιάστημαοήχοςδιανύειστοναέραδιάστημα34μέτρων.Προ-ϋπόθεση,λοιπόν,γιαναμπορούμενααντιληφθούμετηνηχώ,γιαναμπορούμεναδιακρίνουμετονήχοπουπροκαλούμεαπότονανακλώμενοήχο,είναιναβρίσκεταιησκληρήκαιλείαεπι-φάνεια, στην οποία ανακλάται το ηχητικό κύμα, σε απόστασημεγαλύτερηαπό17μέτρα.Σεαυτήντηνπερίπτωσηησυνολικήδιαδρομήτουηχητικούκύματοςείναιμεγαλύτερηαπό34μέτρα(17+17μέτρα),οπότεμπορούμεναδιακρίνουμετουςήχουςκαινααντιληφθούμετηνηχώ.Καθαρήκαιδυνατήηχώακούμε,ότανβρισκόμαστεσεκλειστόφαράγγι,γιατίσεαυτήτηνπερί-πτωση το ανακλώμενο ηχητικό κύμα διαδίδεται σε «κλειστό»χώρο,οπότεηηχηρότητάτουείναιαρκετάμεγάλη.

Εξηγούμεστουςμαθητέςότιπροϋποθέσεις,γιαναακούσουμετηνηχώ,είναιναβρισκόμαστεσεκάποιοκλειστόφαράγγικαιναυπάρχεισεκάποιααπόστασηαπέναντίμαςσκληρήκαιλείαεπιφάνεια,στηνοποίαναανακλάταιτοηχητικόκύμα.Δενείναισεκαμιάπερίπτωσηαπαραίτητοναεξηγήσουμεστουςμαθητέςτιςαριθμητικέςπροϋποθέσειςπουαναφέρονταιεδώ.Ρωτάμετουςμαθητέςανέχουνακούσειηχώκαιτουςζητάμεναπερι-γράψουντοπεριβάλλονστοοποίοτηνάκουσαν,προσπαθώνταςναπροκαλέσουμετηδιατύπωσηαπότουςμαθητέςτωνπροϋ-ποθέσεωνγιατηδημιουργίατης.Ανκανέναςμαθητήςδενέχειακούσειηχώ,δίνουμεταστοιχείαπουείναιαπαραίτητα,αναφε-ρόμενοιίσωςκαισεδικέςμαςεμπειρίες.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηβοηθώνταςτουςμαθητέςναδιατυπώσουντοσυμπέρασμα.Εισάγουμεκαιεξηγούμετονόρο«ανάκλαση».Oιμαθητέςχρησιμοποιούνσυχνάτολανθασμένοόρο«αντανάκλαση»,αντίτουορθούόρου«ανάκλαση».Επιμέ-νουμεστηχρήσητουδόκιμουόρου«ανάκλαση».

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερεθί-σματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείο.Σχολιάζου-μεμέσααπόσυζήτησηστηντάξητιςυποθέσειςτωνμαθητώνσυμπληρώνονταςκαιδιορθώνοντας,όπουείναιαπαραίτητο.Ηνυχτερίδα, η οποία δεν έχει ανεπτυγμένη την αίσθηση τηςόρασης,προσανατολίζεταιεκμεταλλευόμενητοφαινόμενοτηςανάκλασης.Τοηχητικόκύμαπουπαράγει,ανακλάται,ανσυνα-ντήσεικάποιοεμπόδιο,καιεπιστρέφειστηνυχτερίδα,ηοποίαμετοντρόποαυτόαντιλαμβάνεταιτοεμπόδιο.

Ηεργασίααυτήαναφέρεταισεεφαρμογήτουφαινομένουτηςανάκλασης στην καθημερινή ζωή. Ενδέχεται κάποιοι μαθητέςναέχουνπαρατηρήσειότι,όταντοαυτοκίνητοστοοποίοβρί-σκονται, περνά δίπλα από έναν τοίχο, ο ήχος που ακούγεταιείναι διαφορετικός από το συνηθισμένο. Αν οι μαθητές δενέχουνπαρατηρήσειτοφαινόμενο,τοεπισημαίνουμε,ζητώνταςτουςναπαρατηρήσουνπροσεκτικάτονήχο,πουθαακουστείτηνεπόμενηφορά,πουθακινούνταιμεαυτοκίνητοδίπλααπόέναντοίχο.

Εμπεδωτικήεργασίαμετημορφήσταυρόλεξου.

Άκουσε να επαναλαμβάνονται τα λόγια του. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ηχώ. Ηχώ ακούμε, όταν το ηχητικό κύμα ανακλάται σε κάποια σκληρή και λεία επιφάνεια, όπως είναι, για παράδειγμα, τα βράχια σε ένα φαράγγι.

Στις λείες και σκληρές επιφάνειες το ηχητικό κύμα αλλάζει κατεύθυνση. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ανάκλαση του ήχου.

Η νυχτερίδα προσανατολίζεται εκμεταλλευόμενη το φαινόμενο της ανάκλασης του ήχου. Εκπέμπει ηχητικό κύμα, που ανακλάται, όταν μπροστά της υπάρχει κάποιο «εμπόδιο».

Ναι, γιατί, αν υπάρχει δίπλα στο δρόμο τοίχος, ο ήχος της μηχανής του αυτοκινήτου ανακλάται και επιστρέφει στο αφτί μας, ενώ, αν δεν υπάρχει τίποτα, συνεχίζει την πορεία του χωρίς να ανακλαστεί.

Ν Υ Χ Τ Ε Ρ Ι Δ Α

ΣΟΝ

Ρ

Κ

ΜΑΑ Ν Κ Λ Α Σ Η

Χ Ω

Ρ

ΤΗΝΠΥΞ

•

•

•

•

•

Σελ. 151

Σελ. 152

204

•

•

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασυγκρίνουντις δύο εικόνες. Είναι πολύ πιθανό οι μαθητές να γνωρίζουνήδη τησπουδαιότητα τηςχλωρίδαςγια τηναντιμετώπιση τηςατμοσφαιρικής ρύπανσης. Με κατάλληλες ερωτήσεις προκα-λούμετηνεπέκτασητηςσύγκρισηςκαισεάλλαπεδία,χωρίςωστόσονα«προδώσουμε»τηναπάντηση.Διαβάζουμετομικρόκείμενοκαιζητάμεαπότουςμαθητέςναδιατυπώσουνυποθέ-σεις, τις οποίες χωρίς να σχολιάσουμε σημειώνουμε στονπίνακα. Επειδή το εισαγωγικό ερώτημα είναι δύσκολο, είναιπιθανόοιμαθητέςναμηνείναισεθέσηναδιατυπώσουνυπο-θέσεις.Σεαυτήντηνπερίπτωσηπροχωράμεστηνπειραματικήαντιμετώπιση. Η απάντηση στο ερώτημα θα δοθεί από τουςμαθητέςμετάτηνπειραματικήαντιμετώπιση.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντηναπορρόφησητου ήχου από τα μαλακά και πορώδη υλικά. Φροντίζουμε τααντικείμενα που χρησιμοποιούμε να έχουν αρκετό πάχος, ώστεναεξασθενείαρκετάοήχος(π.χ.ζητάμεαπότουςμαθη-τέςναδιπλώσουντοπανίαρκετέςφορές).Ανυπάρχειδιαθέ-σιμος χρόνος, μπορούν οι μαθητές να προτείνουν και άλλαυλικάκαιναπειραματιστούνκαιμεαυτά.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4: ΑΠOΡΡOΦΗΣΗ ΤOΥ ΗΧOΥ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO: απορρόφησητουήχου,μαλακάκαιπορώδηυλικά

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηναπορρόφησητουήχουαπόταμαλακάκαιπορώδηυλικά.•Νααναφέρουνοιμαθητέςυλικάπουαπορροφούντονήχο.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•φορητόραδιόφωνο•μεγάλοσφουγγάρι•φελιζόλ•πανί•χοντρόπουλόβερ

•ξύλο•ξυπνητήρι•χαρτόνι•γυαλί(μετροχισμένεςακμές,γιαναμηνυπάρχεικίνδυνοςτραυματισμών)•μέταλλο(μετροχισμένεςακμές,γιαναμηνυπάρχεικίνδυνοςτραυματισμών)

Σελ. 153

205

Oιμαθητές,αφούεκτελέσουντοπείραμακαιεπιστρέψουνταυλικάστηθέσητους,συμπληρώνουντονπίνακα.Ανστοπείρα-μαχρησιμοποιήθηκανκαιάλλαυλικά,συμπληρώνουντονπίνα-κακαιγι'αυτά.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουντηνπαρατήρησήτουςστοπροηγούμενοπείραμακαιναδιατυπώσουντοσυμπέρασμα.Μεκατάλληλεςερωτήσειςκατευθύνουμετησυζήτηση:-Μπορείτενασυγκρίνετεταυλικά,μέσωτωνοποίωνοήχοςακούγεται καλά, με εκείνα, μέσω των οποίων ο ήχος δενακούγεταιτόσοκαλά;- Ποιο είναι το κοινό χαρακτηριστικό των υλικών, μέσω τωνοποίωνοήχοςακούγεταικαλά;- Ποιο είναι το κοινό χαρακτηριστικό των υλικών, μέσω τωνοποίωνοήχοςδενακούγεταιτόσοκαλά;

Συχνάοιμαθητέςαναφέρουνότιταμαλακάκαιπορώδηυλικά«εμποδίζουν»,«ρουφούν»ή«μειώνουν»τονήχο.Διορθώνουμεπροτείνονταςτοδόκιμοόρο«απορροφούν»τονήχο.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗεργασίααυτήαποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερωτή-ματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστηντάξηστοτέλοςτηςδιδακτικήςώρας.Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξησχετικάμετιςυποθέσειςτωνμαθητών,πουέχουμεσημειώσειστονπίνα-κα.Κατευθύνουμετησυζήτησησυμπληρώνονταςκαιδιορθώνο-ντας,όπουείναιαπαραίτητο.Ανοιμαθητέςδενήτανστηναρχήτης διδακτικής ώρας σε θέση να διατυπώσουν υποθέσεις,επεξεργαζόμαστετηνεργασία,επισημαίνονταςότιηπειραμα-τική διερεύνηση ήταν αυτή που μας έδωσε τα απαραίτηταστοιχεία, για να απαντήσουμε τεκμηριωμένα στο εισαγωγικόερώτημα.

Εμπεδωτικήεργασίαμετημορφήσταυρόλεξου.

33 3 3333

Τα μαλακά και πορώδη υλικά απορροφούν τον ήχο. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται απορρόφηση του ήχου.

Τα φύλλα των φυτών είναι πολλές φορές μαλακά και πορώδη. Γι’ αυτό απορροφούν τον ήχο.

ΦΕΛΙΖΟΛ

ΧΑΡΤΟΝΙ

Π Α Σ Ν Ο

Α Π Ρ Ρ ΦΗΣ Η

•

•

•

•

Σελ. 154

206

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5: ΑΝΘΡΩΠOΣ ΚΑΙ ΗΧOΣ - ΤO ΑΦΤΙ ΜΑΣ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

αφτί,πτερύγιο

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηλειτουργίακαιτηχρησιμότητατωνπτερυγίωντωναφτιών.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηχρησιμότηταύπαρξηςδύοαφτιών.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για το πείραμα επίδειξης•εύκαμπτοςπλαστικόςσωλήναςμεμήκοςπερίπου1μέτρο

Όταν ο δάσκαλος είναι μπροστά μου και έχω τα χέρια μου πίσω από τα αφτιά μου, ακούω τον ήχο πολύ καθαρά. Με τα χέρια μπροστά από τα αφτιά μου δεν ακούω τον ήχο καλά. Όταν έχω τα χέρια μου όπως στην τρίτη εικόνα, ακούω το δάσκαλο πάλι καλά.

••

•

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνOιμαθητέςείναιδύσκολοναδιατυπώσουνυποθέσειςσχετικάμετηλειτουργίατηςακοής,γι'αυτόκαιδεδιατυπώνεταιστηνενότητα αυτή εισαγωγικό ερώτημα. Η εισαγωγή στο μάθημαμπορείναγίνειμέσααπόσυζήτησησχετικήμεταπροβλήματαβαρηκοΐας ορισμένων συνανθρώπων μας. Προσπαθούμε ναευαισθητοποιήσουμετουςμαθητέςκαινατουςβοηθήσουμενααποβάλουνενδεχόμενααρνητικάστερεότυπα.Ζητάμεαπότουςμαθητές να σχολιάσουν τις εικόνες. Μέσα από τη συζήτησητουςβοηθάμενακατανοήσουνπώςοιτεχνολογικέςκατασκευ-έςμάςβοηθούννααντιμετωπίσουμεαποτελεσματικάταπρο-βλήματαακοής.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντηχρησιμότητατων πτερυγίων. Μιλάμε δυνατά, αρχικά μπροστά από τουςμαθητέςκαιστησυνέχειααπότοπίσωμέροςτηςτάξης,όπωςφαίνεταιστιςεικόνες.

Οιμαθητέςκαταγράφουντιςπαρατηρήσειςτους.Σελ. 155

207

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηγιατηχρησιμότητατωνπτε-ρυγίων συνδέοντάς την με το φαινόμενο της ανάκλασης καιεστιάζονταςσεχαρακτηριστικάόπωςτοσχήμα,τομέγεθοςκαιηθέσητους.Συζητάμεακόμαγιατορόλοπουπαίζουνταχέριακάθεφορά,ανάλογαμετηθέσηπουέχουνπάνωσταπτερύγια.Μπορούμεναρωτήσουμε:-Σεποιαπερίπτωσηακούγεταικαλύτεραηφωνήτουδασκάλουκαιγιατί;ΜέσααπότησυζήτησηβοηθάμετουςμαθητέςνασυνδέσουντηλειτουργίατουτζαμιούστοπείραματουΦύλλουΕργασίας3μετηλειτουργίατηςπαλάμηςστοπείραμαπουπροηγήθηκε.

Εισαγωγικό ερέθισμαΜε τοπείραμα, πουακολουθεί, οι μαθητές διαπιστώνουν ότιέχονταςδύοαφτιάμπορούμενααντιλαμβανόμαστετηνκατεύ-θυνση από την οποία έρχεται ο ήχος. Θέτουμε το ερώτημα«Γιατί έχουμε δύο αφτιά;» και ζητάμε από τους μαθητές ναδιατυπώσουν υποθέσεις, τις οποίες και σημειώνουμε στονπίνακα.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετάαπόκάθεχτύπημαζητάμεαπότομαθητή,πουέχειτοπο-θετήσειταάκρατουσωλήναστααφτιάτου,ναδείξει,σηκώνο-ντας τον αγκώνα του, από ποια μεριά νομίζει ότι χτύπησε οσυμμαθητήςτουτοσωλήνα.

Προσοχή:Ταχτυπήματαδενπρέπειναείναιδυνατά,γιατίσεαυτήντηνπερίπτωσηοσωλήναςθακινηθείκαιθαπροδοθείηθέσητουχτυπήματοςστομαθητήπουκρατάτοσωλήνα.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηγιατοπώςμπορούμενακατα-λαβαίνουμετηνκατεύθυνσητουήχου.Μπορούμεναρωτήσουμε:-Πότεημαθήτριαμετοσωλήναδιστάζεινααπαντήσειγιατηθέσητουχτυπήματος;

Ανοιμαθητέςαπαντήσουνσωστά,ότιδηλαδήομαθητήςπουκρατάτοσωλήναδυσκολεύεταινααπαντήσει,όταντοχτύπημαείναιστομέσοτουσωλήνα,μπορούμεναδώσουμετηνεξήγησηαναφερόμενοιστοπείραμαπουπροηγήθηκε:Όταντοχτύπημαείναιστομέσοτουσωλήνα,οχρόνοςπουχρειάζεταιτοηχητικόκύμα,γιαναφτάσειστοαριστερόαφτί,είναιπερίπουίσοςμετοχρόνοπουχρειάζεταιτοηχητικόκύμα,γιαναφθάσειστοδεξίαφτί.Γι'αυτόκαιδενμπορούμενααντιληφθούμετηνκατεύθυν-σητουήχου.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααναφέρεταιστηχρησιμότητατωνπτερυγίωντων αφτιών. Η εξαιρετική ικανότητα ακοής ορισμένων ζώωνοφείλεταισεέναβαθμόστηνικανότητάτουςναστρέφουνταπτερύγιαστηνπηγήτουήχου.

Μετοειδικόόργανο(ωτοσκόπιο)ογιατρόςμπορείναδειμέχριτο τύμπανο. Με την εργασία αυτή ελέγχεται αν οι μαθητέςέχουνκατανοήσειτηνεσωτερικήδομήτουαφτιού.

Τα πτερύγια των αφτιών μου, όπως και τα χέρια μου, ανακλούν τους ήχους, με αποτέλεσμα να ακούω καλύτερα.

Με τα μάτια κλειστά μπορώ να καταλάβω, από τον ήχο που ακούω, σε ποια μεριά χτυπά ο συμμαθητής μου το σωλήνα.

Με τα αφτιά μας μπορούμε να καταλάβουμε από πού ακούγεται ένας ήχος, δηλαδή πού βρίσκεται η ηχητική πηγή.

Τα ζώα στρέφουν τα πτερύγια των αφτιών τους προς την ηχητική πηγή, για να ακούνε καλύτερα. Το ηχητικό κύμα ανακλάται στα πτερύγια των αφτιών και κατευθύνεται προς τον ακουστικό πόρο.

Ο γιατρός εξετάζει σε ποια κατάσταση βρίσκονται ο ακουστικός πόρος και το τύμπανο.

•

•

•

•

•

Σελ. 156

Σελ. 157

208

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6: ΗΧOΡΡΥΠΑΝΣΗ - ΗΧOΠΡOΣΤΑΣΙΑ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

θόρυβος,ηχορρύπανση,ηχοπροστασία,ηχομόνωση,απορρόφηση,ανάκλαση

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναπεριγράψουνοιμαθητέςμεαπλάλόγιατηνέννοιατης«ηχορρύπανσης».•Νααναφέρουνοιμαθητέςεπιπτώσειςτηςηχορρύπανσηςστηζωήμας.•Ναεντοπίσουνοιμαθητέςπηγέςηχορρύπανσηςστονκαθημερινότουςπερίγυροκαιναεκθέσουνμε απλάλόγιατησημασίατηςπροστασίαςαπότουςενοχλητικούςήχους.

•Ναπροτείνουνοιμαθητέςμέτραπροστασίαςαπότουςθορύβους.•Ναμπορούνοιμαθητέςναεντοπίσουνεφαρμογέςτηςηχομόνωσηςστηνκαθημερινήτουςζωή.•Ναείναιοιμαθητέςσεθέσηναεξηγήσουνμεποιούςτρόπους,μπορούμεναεπιτύχουμετηνηχομόνωση.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•φορητόραδιόφωνο

Όταν από το ραδιόφωνο ακούγεται πολύ δυνατά η μουσική, δεν μπορώ να συγκεντρωθώ και να εργαστώ.

••

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν την εικόνα. Μεκατάλληλεςερωτήσεις,όπως:-Τικάνειτοπαιδίστηνεικόνα;-Γιατίτοκάνειαυτό;-Τιάλλοθαμπορούσενακάνει;

Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξηκαιενθαρρύνουμετουςμαθη-τέςναδιατυπώσουνυποθέσεις.Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Hηχομόνωσημπορείναεπιτευχθείμεδύοδιαφορετικούςτρό-πους, την τοποθέτηση του μαξιλαριού πάνω από το κεφάλι(απορρόφησητουήχου)ήτοκλείσιμοτουπαραθύρου(ανάκλα-σητουήχου).Ακόμηκαιανοιμαθητέςδιατυπώσουνυποθέσειςμόνο για τον έναν τρόπο, δεν προδίδουμε το δεύτερο. Θαεπανέλθουμε στο εισαγωγικό ερώτημα, όπως πάντοτε, μετάτηνολοκλήρωσητηςπειραματικήςαντιμετώπισης.Μέσα από συζήτηση στην τάξη εισάγουμε την έννοια «θόρυ-βος». Βοηθάμε τους μαθητές να καταλάβουν ότι η έννοια«θόρυβος»είναιυποκειμενική,καθώςδεχαρακτηρίζουμεόλοιτουςίδιουςήχουςωςενοχλητικούς.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνμίααπότιςαρνη-τικέςεπιδράσειςτουθορύβουστηζωήμας,παρατηρώνταςότιηαπόδοσήμαςεξαρτάται, μεταξύάλλων, και από τοθόρυβοστοχώροεργασίας.

Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξηγιατουςδυνατούςθορύβουςκαι την επίδρασή τους στη συγκέντρωση σε μια απαιτητικήπνευματικήεργασία,αλλάκαιγενικότεραστηνκαθημερινότητατουανθρώπου.

Σελ. 158

209

Για να μην ενοχλούνται οι κάτοικοι από τους δυνατούς ήχους, κατασκευάζονται ειδικοί τοίχοι. Στους τοίχους αυτούς ανακλώνται τα ηχητικά κύματα.

Με το σιγαστήρα περιορίζεται η ενόχληση, που προκαλείται από τον ήχο της μοτοσικλέτας ή του αυτοκινήτου.

Τα υλικά αυτά στο καπό του αυτοκινήτου περιορίζουν την ενόχληση, που προκαλείται από τον ήχο της μηχανής του αυτοκινήτου.

Τα διπλά τζάμια είναι πιο χοντρά, οπότε το ηχητικό κύμα απορροφάται. Επίσης το ηχητικό κύμα ανακλάται πολλές φορές, οπότε εξασθενεί.

Τα μονωτικά υλικά απορροφούν τον ήχο.

Εισάγουμε τον όρο «ηχορρύπανση» προκαλώντας σχετικήσυζήτηση. Επισημαίνουμε ότι η ηχορρύπανση είναι σύνθετηλέξηκαιζητάμεαπότουςμαθητέςνατηναναλύσουν.Προτρέ-πουμετουςμαθητέςνασυγκρίνουντηνηχορρύπανσημεάλλεςμορφές ρύπανσης που γνωρίζουν. Αν η περιοχή, στην οποίαβρίσκεταιτοσχολείομας,αντιμετωπίζειπρόβλημαηχορρύπαν-σης,μπορείησυζήτησηναπεριστραφείγύρωαπόαυτό.Ηέννοια«ηχοπροστασία»είναιγενικότερητης«ηχομόνωσης».Ηηχοπροστασίαπεριλαμβάνεικαιταμέτρα,μεταοποίαπρο-σπαθούμενααποφύγουμετηδημιουργίαθορύβων(καθορισμόςωρώνκοινήςησυχίας,απαγόρευσηχρήσηςτηςκόρναςκ.λπ.).Μίααπότιςμεθόδουςηχοπροστασίας,ότανδενμπορούμενααποφύγουμετηδημιουργίαθορύβων,είναιηηχομόνωση.

Στις εικόνες παρουσιάζονται διάφορες καθημερινές εφαρμο-γέςτηςηχομόνωσης.Oιμαθητέςπαρατηρούντιςεικόνεςκαισυζητούνσχετικάμετοντρόποπουκάθεκατασκευήμάςπρο-στατεύειαπότουςενοχλητικούςήχους.

Στηνπραγματικότηταηκατασκευήτωντοίχωνείναισύνθετη.Ηεπιφάνειάτουςείναισκληρήκαιλεία,γι'αυτότομεγαλύτερομέροςτουηχητικούκύματοςανακλάται.Oισύγχρονοιηχομονω-τικοίτοίχοιωστόσοέχουνεπιφάνειαμεμικρέςοπές,πίσωαπότιςοποίεςυπάρχειμαλακόκαιπορώδεςυλικό,μεαποτέλεσμαέναμέροςτηςενέργειαςτουηχητικούκύματοςνααπορροφά-ταιαπόαυτό.Δενκρίνεταισκόπιμοηπληροφορίααυτήναδοθείστουςμαθητές.Στηχώραμαςηχρήσητωνειδικώναυτώντοί-χωνδενείναιδιαδεδομένη,οπότεδενείναιπιθανόοιμαθητέςναέχουνπαρατηρήσεικάποιοτέτοιοτοίχο.Σεπερίπτωσηπουκάποιοςμαθητήςέχειπαρατηρήσειπροσε-κτικάέναντέτοιοτοίχο,μπορούμεναεξηγήσουμεαναλυτικότε-ρατοντρόπο«λειτουργίας»του.

Άλλαπαραδείγματαηχομόνωσηςαποτελούνοισιγαστήρεςστιςεξατμίσειςτωνμοτοσικλετώνκαι τωναυτοκινήτων, ταηχομο-νωτικάυλικάστακαπότηςμηχανήςτωναυτοκινήτων.Τα διπλά τζάμια στα παράθυρα και στις πόρτες των σπιτιώνεγκλωβίζουν ανάμεσά τους αέρα, ο οποίος είναι πολύ καλόηχομονωτικόυλικό. Ακόμα,ανάμεσασεδύοσειρές τούβλωνστουςτοίχουςτωνκτηρίωντοποθετούνταιηχομονωτικάυλικά,όπωςυαλοβάμβακαςκαιφελιζόλ.

Τοσκίτσο«κρύβει»δεκάδεςπηγέςηχορρύπανσης.Ηδραστη-ριότητααυτήέχειτημορφήπαιχνιδιού.Ζητάμεαπότουςμαθη-τέςναεντοπίσουνόσοπερισσότερεςπηγέςθορύβουμπορούνκαιναπροτείνουνγιαμερικέςαπόαυτέςτρόπουςαντιμετώπι-σης.

Πηγές ηχορύπανσης:Ο ταχυδρόμος, ο εργάτης, ο σκύλος, η μπουλντόζα, το απορριμματοφόρο, το σαξόφωνο, το κασετόφωνο, το κομπρεσέρ, το φορτηγό, το αυτοκίνητο, η μοτοσικλέτα, το τρυπάνι, το ελικόπτερο, τα αεροπλάνα. Η κυρία μπορεί να κλείσει το παράθυρο.

•

•

•

•

Σελ. 159

Σελ. 160

210

Οι ωτοασπίδες είναι κατασκευασμένες από μαλακό και πορώδες υλικό για να απορροφούν τον ήχο.

Ο εργάτης φορά ακουστικά για να προστατεύεται από την ηχορρύπανση.

Η ηχομόνωση επιτυγχάνεται με την ανάκλαση και με την απορρόφηση του ήχου. Στις λείες και σκληρές επιφάνειες τα ηχητικά κύματα ανακλώνται. Τα μαλακά και πορώδη υλικά απορροφούν τον ήχο.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουν τις παρατηρήσεις τους και να διατυπώσουν τοσυμπέρασμα, το οποίο πρέπει να αναφέρεται και στους δύοτρόπους ηχομόνωσης, στον πιο γνωστό, που βασίζεται στηναπορρόφηση του ηχητικού κύματος, και στο λιγότερο οικείο,την ηχομόνωση, που επιτυγχάνεται χάρη στην ανάκλαση τουηχητικούκύματος.Oιμαθητέςπρέπειεπίσηςνααναφέρουνότιτιςπερισσότερεςφορέςοιδύοτρόποιλειτουργούνπαράλληλα.Αφούοιμαθητέςσημειώσουντοσυμπέρασμαστοβιβλίοτους,ζητάμε να παρατηρήσουν ξανά την εικόνα του εισαγωγικούερεθίσματοςκαιπροκαλούμεσυζήτησησχολιάζονταςτιςυπο-θέσεις,πουέχουμεσημειώσειστονπίνακα.Σεαυτότοσημείοοιμαθητέςπρέπειναείναισεθέσηνααναφερθούνκαιστουςδύοτρόπουςαντιμετώπισηςτουθορύβου(κλείσιμοπαράθυρου-μαξιλάριεπάνωαπότοκεφάλι).

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗ εργασία αναφέρεται στη δυνατότητα ατομικής προστασίαςαπό τηνηχορρύπανσημε τη χρήσηηχοαπορροφητικώνωτοα-σπίδων.Μπορούμεναεπισημάνουμεστουςμαθητέςότιηλέξηωτοασπίδαείναισύνθετηκαινατουςζητήσουμενατηναναλύ-σουνκαινατηνεξηγήσουν.

Η εργασία αναφέρεται στη δυνατότητα ατομικής προστασίαςαπότηνηχορρύπανσημετηχρήσηωτοασπίδωνπουανακλούντονήχο.Μπορούμεναζητήσουμεαπότουςμαθητέςνασυγκρί-νουντιςωτοασπίδεςαυτέςμεεκείνεςπουπαρατήρησανστηνεικόνατηςπρώτηςεργασίας.

••

•

Σελ. 160

ΔYNAMH - ΠIEΣH

ΔΙΑΡΚΕΙΑ

18διδακτικέςώρες

ΕΝOΤΗΤΕΣ

1.Ταχύτητα(2διδακτικέςώρες) 2.Οιδυνάμεις(2διδακτικέςώρες) 3.Δυνάμειςμεεπαφή-Δυνάμειςαπόαπόσταση(2διδακτικέςώρες) 4.Πώςμετράμετηδύναμη(2διδακτικέςώρες) 5.Ητριβή-μιασημαντικήδύναμη(1διδακτικήώρα) 6.Παράγοντεςαπότουςοποίουςεξαρτάταιητριβή(2διδακτικέςώρες) 7.Τριβή-επιθυμητήήανεπιθύμητη(2διδακτικέςώρες) 8.Ηπίεση(2διδακτικέςώρες) 9.Ηυδροστατικήπίεση(1διδακτικήώρα)10.Ηατμοσφαιρικήπίεση(2διδακτικέςώρες)

ΤαΦύλλαΕργασίας9και10κατάτηνάποψητωνσυγγραφέωνδενείναιαπαραίτητοναδιδαχθούν,καθώςοιέννοιεςπουπαρου-σιάζονταισεαυτάείναιιδιαίτεραδύσκολεςγιαμαθητέςτουΔημοτικούσχολείου.Περιλαμβάνονταιστοβιβλίο,επειδήησυγγρα-φικήομάδαόφειλενατηρήσειπιστάτοαναλυτικόπρόγραμμα.

ΛΕΞΙΛOΓΙO

•ταχύτητα•χρόνος•απόσταση•κίνηση•κινητό•δύναμη•αλλαγήκινητικήςκατάστασης•αύξησητηςταχύτητας•μείωσητηςταχύτητας•αλλαγήκατεύθυνσης•μόνιμηπαραμόρφωση•προσωρινήπαραμόρφωση•δύναμημεεπαφή•δύναμηαπόαπόσταση•βάρος

•μάζα•ηλεκτρικέςδυνάμεις•μαγνητικέςδυνάμεις•ελατήριο•κλίμακα•δυναμόμετρο•τριβή•αντίσταση•φθορά•εμβαδόν•είδοςεπιφάνειας•επιθυμητήτριβή•ανεπιθύμητητριβή•τραχιάεπιφάνεια•λιπαντικά

•πίεση•υδροστατικήπίεση•βάθος•αέρας•ατμοσφαιρικήπίεση•υψόμετρο

212

ΓΕΝΙΚOΣ ΣΤOΧOΣ ΚΕΦΑΛΑΙOΥ

•Ναγνωρίσουνοιμαθητέςτασημαντικότεραφυσικάφαινόμεναπουσχετίζονταιμετιςδυνάμεις,καθώςκαιτιςεφαρμογέςτουςστηνκαθημερινήζωή.

ΕΙΔΙΚOΤΕΡOΙ ΣΤOΧOΙ

•Νααναφέρουνοιμαθητέςπαραδείγματακίνησηςσωμάτωνμεμεγάληήμικρήταχύτητα.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηταχύτηταενόςσώματοςεξαρτάταιαπότοχρονικόδιάστημαπουχρειάζεταιένασώμα,γιαναδιανύσειμιασυγκεκριμένηαπόσταση.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτααποτελέσματατωνδυνάμεωνπουασκούνταιστασώματα.•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτααποτελέσματατωνδυνάμεωνσεδύογενικέςκατηγορίες:στηναλλαγήτηςκινητικήςκατάστασηςτωνσωμάτωνκαιστηνπαραμόρφωσητωνσωμάτων.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηνύπαρξηδυνάμεωνπουασκούνταιαπόαπόστασηκαιδυνάμεωνπουασκούνταιμεεπαφή.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάπώςμετράμετιςδυνάμεις.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηνεμφάνισητηςτριβής,ότανπροσπαθούμεναθέσουμεσεκίνησηένασώμα.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτααποτελέσματατηςτριβής.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτουςπαράγοντεςαπότουςοποίουςεξαρτάταιητριβή.•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςπεριπτώσειςστιςοποίεςητριβήείναιεπιθυμητήκαιπεριπτώσειςστιςοποίεςείναιανεπιθύμητη.•Ναπροτείνουνοιμαθητέςτρόπουςμετουςοποίουςμπορούμενααυξήσουμεήναμειώσουμετηντριβή.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηπίεσηεξαρτάταιαπότηδύναμηπουασκείταισεένασώμα,καθώςκαιαπότομέγεθοςτηςεπιφάνειαςεπαφής.

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιταυγράλόγωτουβάρουςτουςδημιουργούνπίεση.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηνπίεσηπουδημιουργείταισταυγράλόγωτουβάρουςτουςτηνονομάζουμευδροστατική.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηυδροστατικήπίεσηαυξάνεται,όσομεγαλώνειτοβάθος.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιοαέραςλόγωτουβάρουςτουπροκαλείπίεση.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηνπίεσηπουδημιουργείταιστοναέραλόγωτουβάρουςτουτηνονομάζουμεατμοσφαιρική.

ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝOΠΤΙΚΑ

•Ηταχύτηταείναιτομέγεθοςπουπληροφορείγιατηναπόστασηπουδιανύειένακινητόστημονάδατουχρόνου.Όσομικρότεροςείναιοχρόνοςπουαπαιτείται,γιαναδιανύσειένακινούμενοσώμαμιααπόσταση,τόσομεγαλύτερηείναιηταχύτητάτου.

•Τιςδυνάμειςδεμπορούμενατιςδούμε.Καταλαβαίνουμεότιασκούνταιαπότααποτελέσματάτους,πουείναιπαρατηρήσιμα.Μίαδύναμημπορεί:-νααλλάξειτηνκινητικήκατάστασηενόςσώματος:νααυξήσειτηνταχύτητάτουναμειώσειτηνταχύτητάτουνααλλάξειτηνκατεύθυνσητηςκίνησήςτου-ναπαραμορφώσειένασώμα:μόνιμαπροσωρινά

•ΗΓηασκείσεόλατασώματαπουέχουνμάζαμιαδύναμημεκατεύθυνσηπροςτοκέντροτης.Τηδύναμηαυτήντηνονομάζουμεβάρος.ΗδύναμητηςβαρύτηταςμειώνεταιόσοένασώμααπομακρύνεταιαπότοκέντροτηςΓης.Τοβάροςτουίδιουσώματοςείναισυνεπώςμεγαλύτερο,όταναυτόβρίσκεταικοντάστηνεπιφάνειατηςθάλασσαςκαιμικρότερο,όταναυτόβρίσκεταισεέναψηλόβουνό.

•Oιδυνάμειςασκούνταιμεδύοτρόπους,μεεπαφήκαιαπόαπόσταση.•Τοβάρος,οιηλεκτρικέςδυνάμειςκαιοιμαγνητικέςδυνάμειςμπορείναασκούνταιμεεπαφήαλλάκαιαπόαπόσταση.•Γιαναμετράμετιςδυνάμεις,παρατηρούμετομέγεθοςτηςπροσωρινήςπαραμόρφωσηςπουαυτέςπροκαλούνσεέναελαστικόσώμα,συνήθωςσεέναελατήριο.

•Ταόργαναπουσυνήθωςχρησιμοποιούμεγιατημέτρησητωνδυνάμεωνονομάζονταιδυναμόμετρα.Τοδυναμόμετροαποτελείταιαπό τοελατήριο,πουεπιμηκύνεται, ότανασκείταισ'αυτόδύναμη,από τηνκλίμακα,με τηνοποίαμετράμε τομέγεθος τηςπαραμόρφωσηςκαιαπότοάγκιστρο,μετοοποίοσυνδέεταιτοελατήριομεάλλασώματα.

•Ότανπροσπαθήσουμεναθέσουμεσεκίνησηένασώμαπουεφάπτεταιμεέναάλλο,προκαλείταιδύναμηπουανθίσταταιστηνκίνηση.Τηδύναμηαυτήντηνονομάζουμετριβή.Ητριβήπροκαλείήχοκαιθερμότητακαιφθείρειτασώματα.

213

•Ητριβήπουασκείταισεένασώμα,όταναυτόολισθαίνειπάνωσεμίαεπιφάνεια,εξαρτάταιαπότοβάροςτουσώματοςκαιαπότοείδοςτωνεπιφανειώνπουτρίβονται.Ητριβήδενεξαρτάταιαπότοεμβαδόντηςεπιφάνειαςτουσώματος.

•Ητριβήάλλοτεείναιεπιθυμητήκαιάλλοτεανεπιθύμητη.Ότανθέλουμενααυξήσουμετηντριβή,κατασκευάζουμετιςεπιφάνειεςτωνσωμάτωναπότραχύυλικό.Γιαναμειώσουμετηντριβή,όταναυτήείναιανεπιθύμητη,χρησιμοποιούμελιπαντικά.

•Ότανένασώμαολισθαίνειπάνωσεμίαεπιφάνεια,ονομάζουμετηντριβήπουασκείταισεαυτότριβήολίσθησης.•Πίεσηονομάζουμετοπηλίκοτηςδύναμηςπουασκείταισεμιαεπιφάνειαδιατουεμβαδούτηςεπιφάνειαςαυτής.Ηπίεσηπουδημιουργείταισυνεπώςλόγωτουβάρουςενόςσώματοςεξαρτάταιαπότοβάροςτουσώματοςκαιτοεμβαδόντηςεπιφάνειάςτου.

•Στονερόδημιουργείταιλόγωτουβάρουςτουπίεσηπουονομάζεταιυδροστατική.Ηυδροστατικήπίεσηείναιίδιασεόλεςτιςκατευθύνσειςκαιαυξάνειόσοαυξάνειτοβάθος.

•Καιοαέραςέχειβάρος.Ηπίεσηπουδημιουργείταιστοναέραλόγωτουβάρουςτουονομάζεταιατμοσφαιρική.Ηατμοσφαιρικήπίεσηδενείναι ίδιασεόλους τους τόπους.Όσοπιοψηλάβρισκόμαστε, τόσομικρότεροείναι το βάρος τωνυπερκείμενωνστρωμάτωναέρα,τόσομικρότερηείναισυνεπώςκαιηατμοσφαιρικήπίεση.

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ - ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΔΥΣΚOΛΙΕΣ

•Εκφράσεις,όπωςκάτι«πηγαίνειπιογρήγορα»ή«πηγαίνειπιοαργά»χρησιμοποιούνταιμεασαφήτρόπο,άλλοτευπονοώνταςτομέτροτηςταχύτηταςενόςαντικειμένουκαιάλλοτετηναύξησηημείωσητηςταχύτηταςσεσχέσημετοχρόνο.

• Η έννοια της «δύναμης» είναι αφηρημένη. Πολλοί μαθητές, όπως άλλωστε και πολλοί ενήλικες, δυσκολεύονται να τηνκατανοήσουν και έχουν έντονα εδραιωμένες «αριστοτελικές» αντιλήψεις. Θεωρούν ότι, για να κινηθεί ένα σώμα, είναιαπαραίτητοναασκηθείδύναμηκαιότι,ότανδενασκείταιδύναμη,μετάαπόλίγοτοσώμαηρεμεί,αντίτουορθούότι,γιανααλλάξειηκινητικήκατάστασηενόςσώματος,πρέπειναασκηθείδύναμη.Καθώςοιμαθητέςδεναντιλαμβάνονταιεύκολατηντριβήκαιτηνέννοιατης«συνισταμένης»δύναμης,θεωρούνότιπολλέςκαθημερινέςπαρατηρήσειςενισχύουντηνάποψηαυτή.Oιμαθητέςπαρατηρούνγιαπαράδειγμαότι,γιανακινηθείισοταχώςένααυτοκίνητο,πρέπειναασκείταιδύναμη,αγνοώνταςτηναντίστασητουαέρακαιτιςτριβές,πουέχουνσαναποτέλεσμαησυνισταμένηδύναμηναείναιίσημετομηδέν.

•Πολλοίμαθητέςτείνουνναβλέπουντααντικείμεναείτεσεκατάστασηηρεμίαςείτεσεκατάστασηκίνησης.Ελάχισταεστιάζουνσεκαταστάσεις,όπωςείναιησταθερήταχύτητα,ηαλλαγήτηςταχύτητας,ήακόμαημείωσητηςταχύτηταςκαιτοσταμάτηματηςκίνησης.

•Oι περισσότεροι μαθητές θεωρούν ότι η τριβή είναι πάντοτε ανεπιθύμητη και δυσκολεύονται να κατανοήσουν ότι σε πάραπολλέςπεριπτώσειςητριβήείναιεπιθυμητή.

•Πολλοίμαθητέςδυσκολεύονταινακατανοήσουνότιοαέραςέχειβάρος,δυσκολεύονταισυνεπώςνακατανοήσουνκαιτηνέννοιατης«ατμοσφαιρικήςπίεσης».Καθώςδεβλέπουντοναέρα,πολλοίμαθητέςδυσκολεύονταινακατανοήσουνακόμηκαιτηνυλικήτου υπόσταση. Αποδέχονται τον αέρα ως κάτι υπαρκτό, αφού τον εισπνέουμε και αφού παρατηρούν τα αποτελέσματα τηςκίνησήςτουότανφυσά,έχουνόμωςσημαντικήδυσκολίανακατανοήσουνότιοαέρας,όπωςόλαταυλικάσώματα,καταλαμβάνειόγκοκαιέχειβάρος.

•Πολλοίμαθητέςθεωρούνότιτααέριαασκούνδυνάμειςμόνοότανβρίσκονταισεκίνηση,θεωρούνσυνεπώςότιοαέραςασκείδυνάμειςστασώματαμόνοότανφυσά.Ηλανθασμένηαυτήαντίληψηέχειωςσυνέπειαοιμαθητέςναθεωρούνότιοαέραςασκείδύναμηπροςμιασυγκεκριμένημόνοκατεύθυνση,τηνκατεύθυνσηπροςτηνοποίακινείται.

OΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

Φύλλο Εργασίας 1:•μπάλα•χρονόμετρο•μετροταινία

Φύλλο Εργασίας 2:•συνδετήρας•σχολικήτσάντα•λαστιχάκι•κουτίαναψυκτικού•γόμα•σφουγγάρι•ξύλινησανίδα

•χαρτί•αυτοκινητάκι•κασετίνα

Φύλλο Εργασίας 3:•κουτίαναψυκτικού•αυτοκινητάκι•λαστιχάκι•πλαστελίνη•ψαλίδι•μαγνήτης

•συνδετήρες

•καλαμάκια•κλωστή•χαρτομάντιλο

Φύλλο Εργασίας 4:•χάρτινοποτήρι•ψαλίδι•μεγάλοςσυνδετήρας•λαστιχάκι•χάρακας•ταινία•πετραδάκια

214

Φύλλο Εργασίας 5:•χαρτί•γυαλόχαρτο•γόμα•κιμωλία

Φύλλο Εργασίας 6:•κουτίαπόσαπούνι•πετραδάκια•χάρακας•λαστιχάκι•ταινία•ψαλίδι•χαρτί•γυαλόχαρτο

Φύλλο Εργασίας 7:•τριβόμετρο(τοοποίοκατασκευάστηκεστοπροηγούμενοφύλλοεργασίας)•γυαλόχαρτο•υγρόσαπούνι•λάδι•διαφάνεια

Φύλλο Εργασίας 8:•μικρόταψί•αλεύρι

•κουτάλι•κουτίαπόσαπούνι•πετραδάκια•βαρύβιβλίο

Φύλλο Εργασίας 9:•μεταλλικόκουτίαπόγάλα•μπαλόνι•λαστιχάκι•ψαλίδι•νερό•πλαστικόμπουκάλι(πείραμαεπίδειξης)•λεκάνη(πείραμαεπίδειξης)•ανοιχτήρικονσέρβας

Φύλλο Εργασίας 10:•χάρακας•σπάγκος•εφημερίδα•βεντούζα•γυαλόχαρτο•πλαστελίνη•βιβλία•μεταλλικόδοχείομεβιδωτόκαπάκι(πείραμαεπίδειξης)

•καμινέτο(πείραμαεπίδειξης)•νερό(πείραμαεπίδειξης)

215

ANAΠTYΞH TOY KEΦAΛAIOY

OκλάδοςτηςΦυσικήςστονοποίομελετάμετιςκινήσεις τωνσωμάτωνκαιτιςδυνάμειςπουπροκαλούναλλαγέςστηνκίνησήτουςονομάζεταιΜηχανική.ΑκριβέστεραστηΜηχανικήμελετά-μετηνκίνησησωμάτωνπουείναιμεγάλασεσύγκρισημε τιςδιαστάσεις των ατόμων και τα οποία κινούνται με ταχύτητεςπολύμικρέςσεσύγκρισημετηνταχύτητατουφωτός.ΗΜηχα-νικήείναιοπρώτοςτομέαςτηςΦυσικήςμετονοποίοασχολή-θηκεοάνθρωποςήδηαπότηναρχαιότητα.

Ηταχύτηταείναιτοφυσικόμέγεθοςπουμαςπληροφορείγιατηναπόστασηπουδιανύειένακινητόστημονάδατουχρόνου.Ηταχύτηταενόςσώματοςεκφράζειδηλαδήτολόγοτηςαπό-στασηςπουδιανύειτοσώμαδιατουχρόνουπουχρειάζεται,γιαναδιανυθείαυτήηαπόσταση.Έτσι,ανένααυτοκίνητοκινείταιμε ταχύτητα 80 χιλιόμετρων την ώρα, αυτό σημαίνει ότι θακαλύψει μια απόσταση 80 χιλιομέτρων σε χρόνο μιας ώρας.Μονάδαμέτρησηςτηςταχύτηταςείναιτοχιλιόμετροανάώρα(km/h)ήτομέτροανάδευτερόλεπτο(m/s).

Τιςδυνάμεις δεν μπορούμε να τις «δούμε».Καταλαβαίνουμεότι στα σώματα ασκούνται δυνάμεις από τα αποτελέσματάτους.Τααποτελέσματατωνδυνάμεωνταγνωρίζουμεαπότηνκαθημερινήμαςεμπειρία.Ένακαρότσιαρχίζεινακινείται,όταντοσπρώχνουμε,ότανδηλαδήτουασκούμεμίαδύναμη.Ημπάλατίθεταισεκίνησηκαι«φεύγει»μεμεγάληταχύτητα,επειδήοποδοσφαιριστής την κλωτσά, επειδή δηλαδή της ασκεί μίαδύναμη.Μπορούμεναλυγίσουμεέναλεπτόμεταλλικόέλασμαήένασυνδετήραασκώνταςδύναμη.Oαέραςασκείδύναμησταδέντρα,μεαποτέλεσμαναλυγίζουν.Γενικά,ότανσεένασώμαασκείταιμιαδύναμη,τοαποτέλεσμαμπορείναείναι:

•ηαλλαγήτηςκινητικήςκατάστασηςτουσώματος:-ηαύξησητηςταχύτητάςτου-ημείωσητηςταχύτητάςτου-ηαλλαγήτηςδιεύθυνσηςτηςκίνησήςτου

•ηπαραμόρφωσητουσώματος:-προσωρινά-μόνιμα

Ότανσεένασώμαασκούνταιπερισσότερεςαπόμίαδυνάμεις,είναι δυνατό να μην παρατηρούμε αλλαγή στην κινητική του

ΔYNAMH - ΠIEΣH

κατάστασηήπαραμόρφωσήτου.Αν,γιαπαράδειγμα,δύοπαι-διά σπρώχνουν ένα καρότσι προς αντίθετες κατευθύνσεις(δηλαδήστηνίδιαδιεύθυνσηαλλάμεαντίθετηφορά)μεδυνά-μειςίσεςκατάμέτρο,τοκαρότσιθαπαραμείνειακίνητο.Στηνπερίπτωση αυτή λέμε ότι ησυνισταμένη, η συνολική δηλαδήδύναμηπουασκείταιστοκαρότσι,είναιίσημετομηδέν.Τογεγονόςότικάποιεςδυνάμεις,όπωςγιαπαράδειγμαητριβήκαιηαντίστασητουαέρα,δεγίνονταιεύκολααντιληπτέςμαςπαρασύρεισελανθασμένοσυμπεράσματασχετικάμετααποτε-λέσματατωνδυνάμεων.Έτσιπολλέςφορέςέχουμετηνεντύ-πωσηότιαποτέλεσμαμιαςδύναμηςμπορείναείναιηισοταχήςκίνησηενόςσώματος.Γιαπαράδειγμα,έχουμετηνεντύπωσηότιγιατηνισοταχήκίνησηενόςαυτοκινήτουπρέπειναασκείταιδύναμη στην κατεύθυνση της ταχύτητας. Η εντύπωση αυτήείναιλανθασμένη.Τοαποτέλεσματηςάσκησηςμιαςδύναμηςείναι η μεταβολή της κινητικής κατάστασης ενός σώματος, ηαλλαγήδηλαδήτουμέτρουήτηςδιεύθυνσηςτηςταχύτητας.Ανσεένασώμαδενασκούνταιδυνάμειςήανησυνισταμένηδύνα-μη ισούται με το μηδέν, τότε το σώμα ηρεμεί ή συνεχίζει νακινείται με σταθερή ταχύτητα. Στο παράδειγμα δηλαδή τουαυτοκινήτου, και μόνο από το γεγονός ότι αυτό κινείται μεσταθερήταχύτητα,μπορούμενασυμπεράνουμεότιησυνιστα-μένηδύναμηισούταιμετομηδέν.Τοάθροισματηςαντίστασηςτου αέρα και της τριβής, των δυνάμεων δηλαδή με αντίθετηκατεύθυνσηαπότηνταχύτητατουαυτοκινήτου,είναιίσοκατάμέτροκαιαντίθετηςφοράςαπότηδύναμηπουασκείταιστηνκατεύθυνσητηςκίνησης.Ησυνισταμένηδύναμηπουασκείταιστοαυτοκίνητοείναιμηδενική.

Ηλανθασμένηάποψηπουπεριγράφηκεπαραπάνω,γνωστήωςαριστοτελική αντίληψη για την κίνηση τωνσωμάτων, ήταν γιαπερισσότεροαπό2000χρόνιαηκυρίαρχηάποψη.ΗθεωρίατουΑριστοτέλησχετικάμετηνκίνησηβασιζότανσεδύοθεμελιώ-δειςαρχές,στοότιηκίνησηδενείναιποτέαυθόρμητηκαιστοότιυπάρχουνδύοείδηκίνησης,ηφυσικήκαιηβίαιη.ΗφυσικήκίνησηήτανκατάτονΑριστοτέληηευθύγραμμηκαικατακόρυφηκίνησητωνσωμάτωνπροςτοφυσικότουςτόπο,τοντόποδηλα-δήστονοποίο,ότανβρεθείένασώμα,μένειακίνητογιαπάντα.Αντίθετα, εξαναγκασμένη ή βίαιη ήταν κατά τον Αριστοτέληκάθεκίνησηπουπαρέκκλινεαπότηφυσικήκίνησηενόςσώμα-τοςκαιγινότανυπότηνεπίδρασηεξωτερικήςδύναμης.Σήμερα

216

γνωρίζουμε ότι η θεώρηση του Αριστοτέλη δεν είναι σωστή.Πρώτος ο Newton διατύπωσε τους νόμους που περιγράφουνσωστάτηνκίνησητωνσωμάτων.ΣύμφωναμετονNewton,ότανησυνολικήδύναμη1,ησυνισταμένη,πουασκείταισεένασώμαείναιίσημετομηδέν,τοσώμαείναιακίνητοήκινείταιμεστα-θερήταχύτητα.Ότανδεσυμβαίνειαυτό,ότανδηλαδήησυνολι-κήδύναμηπουασκείταισεένασώμαείναιδιαφορετικήαπότομηδέν,τότεμεταβάλλεταιτομέτροήηδιεύθυνσητηςταχύτη-ταςτουσώματος.

Στα παραδείγματα που αναφέρθηκαν παραπάνω οι δυνάμειςασκούνταιστασώματαμεεπαφή.Υπάρχουνόμωςπεριπτώσειςστιςοποίεςασκείταιδύναμησεένασώμαχωρίςαυτόναβρί-σκεται σε επαφή με κάποιο άλλο, η δύναμη ασκείται δηλαδήαπό απόσταση. Πλησιάζοντας ένα μαγνήτη σε μία μεταλλικήράβδοπουκρέμεταιαπόένασχοινί,παρατηρούμεότιομαγνή-της έλκει τη ράβδο χωρίς να εφάπτεται σε αυτή, καθώς ημαγνητική δύναμη ασκείται στη ράβδο από απόσταση. Δύοόμοια ηλεκτρικά φορτισμένα πλαστικά καλαμάκια απωθούνταιχωρίς να εφάπτονται. Στα καλαμάκια ασκούνται ηλεκτρικέςδυνάμειςαπόαπόσταση.Εάνκόψουμετοσχοινίπουσυγκρατείένααντικείμενο,τοαντικείμενοθαπέσειστοέδαφος,καθώςέλκεταιαπότηΓη.ΗδύναμημετηνοποίαηΓηέλκεικάθεσώμαπροςτοκέντροτηςονομάζεταιβάροςτουσώματος.

Το βάρος ενός σώματος εξαρτάται από τη μάζα του και τηνεπιτάχυνσητηςβαρύτηταςστοντόποστονοποίοαυτόβρίσκε-ται.Ενώημάζακάθεσώματοςείναισταθερή,ηεπιτάχυνσητηςβαρύτηταςαλλάζειανάλογαμετηναπόστασητουσώματοςαπότοκέντροτηςΓης.ΌσοαπομακρυνόμαστεαπότοκέντροτηςΓης,τόσοτοβάρος,ηελκτικήδύναμηπουασκείταιαπότηγηστα σώματα, μικραίνει. Το βάρος του ίδιου δηλαδή σώματοςείναι μεγαλύτερο, όταν αυτό βρίσκεται κοντά στην επιφάνειατηςθάλασσαςκαιμικρότερο,όταναυτόβρίσκεταισεέναψηλόβουνό. Στους Ολυμπιακούς αγώνες που πραγματοποιήθηκανστηνπόλητουΜεξικούπριναπόαρκετάχρόνιαέγινανρεκόρσταάλματαπουχρειάστηκανδεκαετίες,γιανακαταρριφθούν.OλόγοςήτανότιηπόλητουΜεξικούβρίσκεταισεπολύμεγά-λο υψόμετρο, οπότε το βάρος των αθλητών ήταν μικρότερο,συνεπώς τα άλματα που έκαναν οι αθλητές στους αγώνεςαυτούςήτανμεγαλύτερα.

Oιδυνάμειςμετριούνταιμεβάσητααποτελέσματαπουπροκα-λούν.Γιατοσκοπόαυτόχρησιμοποιούνταιταδυναμόμετρα.Τοδυναμόμετροαποτελείταιαπόέναελατήριο,τοοποίοεπιμηκύ-νεταιεξαιτίαςτηςδύναμηςπουασκείταισεαυτό,καιμιακλίμα-κα.Μετράμετηδύναμημεβάσητομέγεθοςτηςπροσωρινήςπαραμόρφωσηςτηνοποίααυτήπροκαλείστοελατήριο.Ηεπι-μήκυνσητουελατηρίουείναιανάλογητηςδύναμηςπουασκεί-ταισεαυτό.

Ανπροσπαθήσουμεναθέσουμεσεκίνησηένασώμαπουβρί-σκεταισεεπαφήμεέναάλλο,θαπαρατηρήσουμεότιπροκαλεί-ταιδύναμηπουανθίσταταιστηνκίνηση.Τηδύναμηαυτήντηνονομάζουμε τριβή. Αν, για παράδειγμα, προσπαθήσουμε νακινήσουμεπροςταδεξιάένασώμαασκώνταςστηνκατεύθυνσηαυτή δύναμη, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, θα διαπι-στώσουμεότιητριβήανθίσταταιστηνκίνησήτου,έχειδηλαδή

κατεύθυνσηπροςτααριστερά.Ηδύναμηστοπαράδειγμαπουπεριγράφεται στο σχήμα ασκείται μέσω ενός δυναμόμετρου,ώστεναμπορούμεναμετράμεδιαρκώςτηνασκούμενηδύναμη.Παρατηρούμεπωςαρχικάτοσώμαδενκινείται.Ηδύναμηπουεμποδίζειτοσώμανακινηθείέχεικατεύθυνσηπροςτααριστε-ράκαιονομάζεταιστατική τριβή. Ηστατικήτριβήείναιίσηκατάμέτρο με την ασκούμενη δύναμη και έχει αντίθετη απ' αυτήφορά.Αναυξάνουμεδιαρκώςτηδύναμηπουασκούμεστοσώμα,θα

παρατηρήσουμεπωςκάποιαχρονικήστιγμήαυτόθααρχίσειναολισθαίνει στο οριζόντιο τραπέζι. Η στατική τριβή παίρνει τημέγιστητιμήτηςλίγοπριναρχίσειηολίσθησητουσώματος.Ηδύναμη που ανθίσταται στην κίνηση του σώματος όσο αυτόκινείταιπάνωστοτραπέζιονομάζεταιτριβή ολίσθησης.Ητριβήολίσθησης έχει σταθερό μέτρο, ανεξάρτητο του μέτρου τηςδύναμηςπουασκούμεστοσώμα.Τομέτροτηςτριβήςολίσθη-σης είναι λίγο μικρότερο από το μέγιστο μέτρο της στατικήςτριβής.Αυξάνονταςδηλαδήτηδύναμηπουασκούμεστοσώμα,θαπαρατηρήσουμεότι,όταναυτόαρχίζεινακινείται,ηδύναμηπουασκούμεείναιλίγομικρότερηαπόαυτήνπουασκούσαμε,ενώακόμητοσώμαήτανακίνητο.Αυτόοφείλεταιστογεγονόςότιμεταξύτωνανωμαλιώντωνεπιφανειώνπουβρίσκονταισεεπαφήασκούνταιμικρότερεςδυνάμεις,όταντοσώμακινείται.Ητριβήολίσθησηςείναιανεξάρτητηαπότομέγεθοςτουεμβα-δούτωνεπιφανειώνπουβρίσκονταισεεπαφή.Αντίθετα,εξαρ-τάταιαπότοβάροςτουσώματοςπουκινείταικαιαπότοείδοςτων επιφανειών που βρίσκονται σε επαφή. Αν οι επιφάνειεςείναιλείες,τότεητριβήείναιμικρή,ενώανοιεπιφάνειεςείναιτραχιές, η τριβή είναι μεγαλύτερη. Η τριβή ανθίσταται στηνκίνηση των σωμάτων, προκαλεί ήχο και φθείρει τα σώματα.Πολλέςφορέςητριβήείναιεπιθυμητή,άλλεςφορέςόμωςείναιανεπιθύμητη.Ότανητριβήείναιεπιθυμητή,επιλέγουμεγιατηνκατασκευή των σωμάτων που βρίσκονται σε επαφή υλικά μετραχιάεπιφάνεια.Ότανητριβήείναιανεπιθύμητη,τηνπεριορί-ζουμεεπιλέγονταςγια την κατασκευή τωνσωμάτωνπουβρί-σκονταισεεπαφήυλικάμελείαεπιφάνειακαιχρησιμοποιώνταςλιπαντικάυλικά,όπωςγιαπαράδειγμαστημηχανήτουαυτοκι-νήτου.

Ανπροσπαθήσουμεναπερπατήσουμεστοχιόνιχωρίςχιονοπέ-διλα, θα αντιμετωπίσουμε μεγάλη δυσκολία, καθώς τα πόδιαμαςβυθίζονταιστοχιόνι.Αντίθετα,ανφοράμεχιονοπέδιλα,ταπόδιαμαςδεβυθίζονταιστοχιόνι.Στηνπρώτηπερίπτωσητοβάρος του σώματός μας κατανέμεται στην επιφάνεια τωνπαπουτσιώνμας,ενώστηδεύτερηπερίπτωσηστηνπολύμεγα-λύτερη επιφάνεια των χιονοπέδιλων. Αν παρατηρήσουμε ένακαρφί,θαδιαπιστώσουμεπωςτοσημείοστοοποίοχτυπάμεμετο σφυρί έχει πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια από τη μύτη του

1Ηδύναμηείναιδιανυσματικόμέγεθοςκαικατάσυνέπεια,όταναναφερόμαστεστησυνολικήδύναμηπουασκείταισεένασώμα,θαπρέπειναλαμβάνου-μευπόψηκαιτηνκατεύθυνσηκάθεδύναμηςπουασκείταισεαυτό.

Τριβή Δύναμη

217

καρφιούπουεισχωρείστοντοίχο.Μετοντρόποαυτόπεριορί-ζουμετομέτροτηςδύναμηςπουπρέπειναασκήσουμε,γιανακαρφώσουμετοκαρφίστον τοίχο.Αυτόπουσυγκρίνουμεσταπαραπάνωπαραδείγματαείναιηεπιφάνειαεπαφής.Όσομεγα-λύτερη είναι η επιφάνεια επαφής (χιονοπέδιλα, κεφάλι τουκαρφιού),τόσομικρότερηείναιηπίεσηπουδημιουργείταιαπότην ίδια δύναμη. Όσο μικρότερη είναι η επιφάνεια επαφής(πόδιαχωρίςχιονοπέδιλα,μύτητουκαρφιού),τόσομεγαλύτερηείναιηπίεσηπουδημιουργείταιαπότηνίδιαδύναμη.Ασκώνταςδηλαδήτηνίδιαδύναμη,μπορούμεναεπιτύχουμεδιαφορετικάαποτελέσματα ανάλογα με το μέγεθος της επιφάνειας στηνοποίατηνασκούμε.Πίεσηονομάζουμεμεάλλαλόγια τοπηλίκοτηςδύναμηςπουασκείται σε μια επιφάνεια δια του εμβαδού της επιφάνειαςαυτής.

Πιέσειςδεναναπτύσσονταιμόνομεταξύστερεώναλλάκαιαπότα υγρά και τα αέρια. Τηνπίεσηπουδημιουργείται στο νερόλόγωτουβάρουςτουτηνονομάζουμε υδροστατική. Ηυδροστα-τικήπίεσηείναιίδιασεόλεςτιςκατευθύνσειςκαιαυξάνεταιμετοβάθος.Γι'αυτόκαιηβάσηενόςφράγματοςπρέπειναείναιπολύισχυρότερηαπότοεπάνωμέροςτου.Μπορούμεναδιαπιστώσουμετηναύξησητηςπίεσηςλόγωτου

βάθουςμεένααπλόπείραμα.Ανγεμίσουμεέναδοχείομενερόκαιανοίξουμεμικρέςτρύπεςσεδιαφορετικάύψη,θαπαρατη-ρήσουμεότιόσοχαμηλότεραβρίσκεταιητρύπα,τόσομακρύτε-ραπετάγεταιτονερό.

Τα ανώτερα στρώματα του νερού πιέζουν, λόγω του βάρουςτους,τακατώτεραστρώματα.Όσομεγαλώνειτοβάθος,τόσοαυξάνει και το βάρος των υπερκείμενων στρωμάτων νερού,οπότεκαιηπίεσηείναιμεγαλύτερη.

Oαέρας,όπωςόλατασώματα,έχειμάζακαιβάρος.Ημάζατουαέρα που περιέχεται σε ένα κυβικό μέτρο είναι 1,3 kg. Τηνπίεσηπουδημιουργείταιστοναέραλόγωτουβάρουςτουτηνονομάζουμε ατμοσφαιρική. Η δύναμη που ασκείται λόγω τουβάρουςτουαέραστασώματαπουβρίσκονταιστηνεπιφάνεια

της Γης, συνεπώς και η πίεση που δημιουργείται από αυτή,είναιτεράστιαλόγωτηςμεγάληςποσότηταςτωνυπερκείμενωνστρωμάτωναέρα,λόγωδηλαδήτουμεγάλουπάχουςτηςατμό-σφαιρας.Ένααπό ταπιοεντυπωσιακάπειράματασχετικάμετην ατμοσφαιρική πίεση και τη μεγάλη δύναμη που ο αέραςασκείστασώματαλόγωτουβάρουςτουπραγματοποιήθηκετο1654 από τον Otto von Guericke. O von Guericke έφερε σεεπαφή δύο χάλκινα ημισφαίρια, φροντίζοντας να εφάπτονταιέτσι,ώστεναμηνμπορείνα«περάσει»αέραςανάμεσάτους.Ταημισφαίριαακουμπούσανμεταξύτουςχωρίςόμωςκάτινατασυγκρατεί σε αυτήν τη θέση. Στη συνέχεια ο von Guerickeαφαίρεσεμεμιααντλίακενούτοναέρααπότοεσωτερικότηςσφαίραςπου τα δυο ημισφαίρια σχημάτιζαν.Δύο ομάδες τωνοκτώ αλόγων η καθεμία δεν κατάφεραν να απομακρύνουν τοένα ημισφαίριο από το άλλο, καθώς αυτά συγκρατούνταν σεαυτήτηθέσηλόγωτηςατμοσφαιρικήςπίεσης.

Παράτοτεράστιομέγεθόςτηςδεναντιλαμβανόμαστετηδύνα-μηπουοαέραςασκείπάνωμαςλόγωτουβάρουςτου,καθώς

η ατμοσφαιρικήπίεση είναι ίσηστο εξωτερικό μέρος και στοεσωτερικό μέρος του σώματός μας. Όταν δύο παιδιά σπρώ-χνουνμίαπόρτακαιαπότιςδύοπλευρές,ασκώνταςτηνίδιασεμέτροδύναμη,τότεηπόρταπαραμένειακίνητη.Αν όμως ένα από τα δύο παιδιά κουραστεί και φύγει από τηθέσητου,ηπόρταθακινηθείπροςτομέροςτουπαιδιούπουέφυγε.ΣτοπείραματουvonGuerickeηεξήγησηείναιανάλογη.Πριναφαιρεθείοαέρας,ηατμοσφαιρικήπίεσηστοεσωτερικόκαι στο εξωτερικό μέρος της σφαίρας ήταν ίση. Όταν όμωςαφαιρέθηκεοαέραςαπότησφαίρα,ασκούντανδύναμηαπότοναέραμόνοστοεξωτερικότηςμέρος.

Ανάλογηπαρατήρησηκάνουμε,ότανπίνουμεέναχυμόμεκαλα-μάκι.Αντοκαλαμάκιείναι«σφηνωμένο»στοδοχείοτουχυμούέτσι, ώστε να μην μπορεί να «περάσει» αέρας στο δοχείο,παρατηρούμε ότι, όταν πίνουμε τον χυμό, τα τοιχώματα τουκουτιούπαραμορφώνονται.Καθώςηποσότητατουχυμούπερι-ορίζεται και ο ατμοσφαιρικός αέρας δεν μπορεί να μπει στοδοχείο, ώστε να αναπληρώσει τον κενό χώρο, δημιουργείταιστοδοχείο μερικό κενό.Ηπίεσηστοεσωτερικό τουδοχείουείναι μικρότερη απ' ό,τι έξω από αυτό, με αποτέλεσμα τοδοχείοναπαραμορφώνεται.

Ηατμοσφαιρικήπίεσημειώνεται όσο τουψόμετροαυξάνεται.Όταν βρισκόμαστε κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, τοπάχος των υπερκείμενων στρωμάτων αέρα είναι μεγαλύτεροαπ'ό,τιότανβρισκόμαστεσεέναψηλόβουνό,κατάσυνέπειακαιηδύναμηπουασκείταισεμιαεπιφάνεια,άρακαιηπίεση,είναιμεγαλύτερη,ότανβρισκόμαστεκοντάστηνεπιφάνειατηςθάλασσας απ' ό,τι όταν βρισκόμαστε σε ένα ψηλό βουνό. Γι'αυτόκαιηατμοσφαιρικήπίεσημειώνεται,καθώςαπομακρυνό-μαστεαπότηνεπιφάνειατηςΓης.Γιαπαράδειγμα,σεύψος5χιλιομέτρωναπότηνεπιφάνειατηςΓηςηατμοσφαιρικήπίεσηέχειμειωθείπερίπουστομισό.

219

3,1 5 αργά2,4 5 γρήγορα1,2 5 πολύ γρήγορα

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντηνεικόνα.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιασυζήτηση:- Πώςταπαιδιάσταδεξιάκαιστααριστεράτουδρόμουπρο-σπαθούννααποφύγουντοαυτοκίνητο;- Νομίζετεότιτοαυτοκίνητοέχειξεπεράσειτοόριοταχύτηταςπουδείχνειτοσήματηςτροχαίας;- Υπάρχει κάποιο σήμα που θα έπρεπε να είχε προσέξει οοδηγός;- Θα έπρεπε να κινείται με μεγάλη ή με μικρή ταχύτητα καιγιατί;Διαβάζουμετοεισαγωγικόρώτημαπροκαλώνταςτηδιατύπωσηυποθέσεων. Σημειώνουμε τις υποθέσεις των μαθητών στονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντησχέσηανάμε-σαστο χρόνοπου χρειάζεται ένα κινητό, για να διανύσει μιασυγκεκριμένηαπόστασηκαιστηνταχύτητάτου.Τοπείραμαμετηνμπάλαπρέπειναγίνεισεμιαεπίπεδηκαιοριζόντιαεπιφά-νειαστηναυλή τουσχολείου ή μέσαστην τάξη, εάν υπάρχειχώρος.Οιμαθητέςμπορούνναεργαστούνσεζευγάρια,όπουοέναςθααφήνειτημπάλανακυλήσεικαιοάλλοςθαμετράτοχρόνο που χρειάστηκε μέχρι να φτάσει σε ένα συγκεκριμένοσημείο,όπωςγιαπαράδειγμαστοναπέναντιτοίχο.Οιμαθητέςξεκινούντοπείραμαμετημπάλανακινείταιαργά,έπειταπιογρήγορακαιακόμαπιογρήγορα.Μετρούντοχρόνοπουχρειά-στηκε η μπάλα για να διανύσει την απόσταση κάθε φορά καικαταγράφουν τις μετρήσεις τους στον αντίστοιχο πίνακα πουυπάρχειστοβιβλίοτους.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1: Η ΤΑΧΥΤΗΤΑ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

ταχύτητα,χρόνος,απόσταση,κίνηση,κινητό

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςπαραδείγματακίνησηςσωμάτωνμεμεγάληήμικρήταχύτητα.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτησχέσητουχρόνουπουχρειάζεταιένακινητό,γιαναδιανύσει μιααπόστασημετηνταχύτητάτου.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•μπάλα•χρονόμετρο•μετροταινία

•

•

Σελ. 162

220

Η ταχύτητα της μπάλας εξαρτάται από το χρόνο που χρειάζεται για να διανύσει την απόσταση.

Αφού το όχημα κινείται με σταθερή ταχύτητα και καλύπτει 120 χιλιόμετρα σε χρόνο μίας ώρας, τα 240 χιλιόμετρα, που είναι η απόσταση για να φτάσει στη Λαμία, θα τα καλύψει σε διπλάσιο χρόνο, δηλαδή σε 2 ώρες.

4 2 1 3

μεγαλύτερη

μικρότερη

μικρότερη

μεγαλύτερη

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηβοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουν τις παρατηρήσεις τους και να διατυπώσουν τοσυμπέρασμα. Η ταχύτητα ενός κινητού προσδιορίζεται σεσχέσημετηναπόστασηπουδιανύειπροςτοναντίστοιχοχρόνο.Έτσι, αν διανύει μια συγκεκριμένη απόσταση σε μικρότεροχρόνο, τότε η ταχύτητά του είναι αυξημένη. Βοηθάμε τουςμαθητές στη διατύπωση του συμπεράσματος με κατάλληλεςερωτήσεις:- Πότεημπάλακινήθηκεπιοαργά,δηλαδήμεμικρότερηταχύ-τητα;- Πόσοχρόνοχρειάστηκε;- Πότεημπάλακινήθηκεπιογρήγορα,δηλαδήμεμεγαλύτερηταχύτητα;- Πόσοχρόνοχρειάστηκε;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΣτην εργασία αυτή οι μαθητές καλούνται να συμπληρώσουνπροτάσειςγιατησχέσητηςταχύτηταςμετηναπόστασηκαιτοχρόνο.

Ηεργασίααναφέρεταιστονυπολογισμότουχρόνουπουχρειά-ζεται κάποιος για να φτάσει σε ένα προορισμό, δηλαδή νακαλύψειμιασυγκεκριμένηαπόσταση,ότανκινείταιμεσταθερήταχύτητα.Έτσι,ανηαπόστασηείναι240χιλιόμετρακαιημέσηταχύτηταείναι120χιλιόμετρατηνώρα,οοδηγόςθαχρειαστεί2ώρες,γιανακαλύψειαυτήντηναπόσταση.

Στηνεργασίααυτήοιμαθητέςκαλούνταιναπαρατηρήσουντιςεικόνεςκαιναβάλουνστησειράτακινούμενασώματααρχίζο-νταςαπόκείνοπουέχειτημικρότερηταχύτητακαικαταλήγο-νταςσεκείνοπουέχειτημεγαλύτερη.Ταπαραδείγματαμετακινούμενασώματαείναιχαρακτηριστικά,μεμεγάλεςδιαφορέςταχύτητας, συνεπώς οι μαθητές δε θα δυσκολευτούν στηνκατάταξη.

•

•

•

•

Σελ. 163

221

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν και να περιγρά-ψουντιςεικόνες.Στησυνέχειατουςζητάμενααναφέρουντοαποτέλεσμα της δύναμης που ασκείται σε κάθε περίπτωση.Διαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημαπροκαλώνταςτηδιατύπω-σηυποθέσεων.Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.Oιμαθητέςείναι,πιθανότατασεθέσηνααναφέρουνδιάφορααποτελέσματα των δυνάμεων. Ωστόσο δεν είναι σε θέση να«ομαδοποιήσουν» τααποτελέσματα τωνδυνάμεωνσεσυγκε-κριμένες κατηγορίες. Σημειώνουμε στον πίνακα τα αποτελέ-σματατωνδυνάμεωνμετησειράπουτααναφέρουνοιμαθη-τές, χρησιμοποιώντας τις διατυπώσειςπουαυτοί αναφέρουν,χωρίςσεαυτότοσημείοναεπισημάνουμεότιπολλέςδιατυπώ-σεις αναφέρονται σε όμοιο αποτέλεσμα. Για την αλλαγή τηςκινητικής κατάστασης, για παράδειγμα, οι μαθητές μεταξύάλλωνμπορείνααναφέρουν:- Oγερανόςσηκώνειαντικείμενα.- Τοαυτοκίνητοαρχίζεινακινείται.-Μετηδύναμηπουασκώμετουςμυςμουσηκώνωένααντι-κείμενο.- Ημηχανήτραβάένασώμα.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνταπιθανάαποτε-λέσματαμιαςδύναμης.Ζητάμεαπό τουςμαθητέςναεκτελέ-σουντιςδραστηριότητεςπουπαρατηρούνστιςεικόνεςκαινασημειώσουντηνπαρατήρησήτους.Επιμένουμεστηχρήσητηςέκφρασης«ασκώδύναμη».

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2: ΟΙ ΔΥΝΑΜΕΙΣ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

δύναμη,αλλαγήκινητικήςκατάστασης,αύξησητηςταχύτητας,μείωσητηςταχύτητας,αλλαγήκατεύθυνσης,μόνιμηπαραμόρφωση,προσωρινήπαραμόρφωση

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτααποτελέσματατωνδυνάμεωνπουασκούνταιστασώματα.•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτααποτελέσματατωνδυνάμεωνσεδύογενικέςκατηγορίες:στηναλλαγήτηςκινητικήςκατάστασηςτωνσωμάτωνκαιστηνπαραμόρφωσητωνσωμάτων.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα•συνδετήρας•σχολικήτσάντα•λαστιχάκι•κουτίαναψυκτικού•γόμα

•σφουγγάρι•χαρτί•ξύλινησανίδα•αυτοκινητάκι•κασετίνα

Όταν ασκώ δύναμη στο συνδετήρα, παρατηρώ ότι αυτός στραβώνει.

•

•

Σελ. 164

222

Καθώςδενείναιδυνατόόλοιοιμαθητέςναεκτελέσουναυτήντηδραστηριότηταμέσαστηντάξη,καλούμεέναμαθητήνατηνεκτελέσειμπροστάαπότονπίνακα.

Κάθε μαθητής ασκεί δύναμη σε ένα λαστιχάκι τραβώντας ταάκρα του και αμέσως μετά σημειώνει την παρατήρησή του.Ζητάμεαπό τουςμαθητές νασημειώσουν και τι παρατηρούν,αφούπάψουνναασκούνδύναμη.

Oιμαθητέςασκούνδύναμησταάδειακουτάκιααλουμινίουκαισημειώνουντηνπαρατήρησήτους.Ανστοσχολείομαςυπάρχεικάδοςανακύκλωσηςαλουμινίου,θυμίζουμεστουςμαθητέςότιπρέπειναπετάξουνεκείτακουτάκιαμετάτομάθημα.

Oι μαθητές λυγίζουν τη γόμα ασκώντας δύναμη. Ζητάμε απότουςμαθητέςνασημειώσουνκαιτιπαρατηρούν,αφούπάψουνναασκούνδύναμη.

Oι μαθητές ασκούν δύναμη στο σφουγγάρι και στη συνέχειασημειώνουν τηνπαρατήρησή τους. Ζητάμεαπό τουςμαθητέςνα σημειώσουν και τι παρατηρούν, αφού πάψουν να ασκούνδύναμη.

Oιμαθητέςασκούνδύναμησεέναφύλλοχαρτίκαιπαρατηρούνότιαυτόσκίζεται.

Ηπαρατήρησηαυτήπροφανώςδενμπορείναγίνειστηντάξη.Για να αποφύγουμε τη μετακίνηση των μαθητών στην αυλή,μπορούμενατουςζητήσουμενασυμπληρώσουντηνπαρατήρη-σημεβάσητηνεικόνα.

Ηδραστηριότητααυτήπροτείνεταιναγίνειμετημορφήεπίδει-ξης. Τοποθετούμε στην έδρα μερικά βιβλία και μία ξύλινησανίδα,κατασκευάζονταςέτσιένακεκλιμένοεπίπεδο.Αφήνου-μεένααυτοκινητάκι να κυλήσειαπό τοψηλότεροσημείο τουκεκλιμένουεπιπέδουκαιζητάμεαπόέναμαθητήνατοποθετή-σειτοχέριτουστοχαμηλότεροσημείοτουκεκλιμένουεπιπέ-δου, όπως βλέπουμε στην εικόνα. Ζητάμε στη συνέχεια απότουςμαθητέςνασυμπληρώσουντηνπαρατήρησήτους.

Oιμαθητέςασκούνδύναμησεένααυτοκινητάκι,θέτοντάς τοέτσισεκίνηση.

Oιμαθητέςανασηκώνουντηνκασετίναασκώνταςδύναμη.

Αφήνουμε τουςμαθητές νασυμπληρώσουν τιςπαρατηρήσειςτουςστοπείραμααυτόχρησιμοποιώνταςκαθημερινέςεκφρά-σεις.Επιμένουμεμόνοστηχρήσητηςέκφρασης«ασκώδύνα-μη».

Όταν ασκώ δύναμη στο χαρτί, αυτό σκίζεται.

Ασκώντας δύναμη στην κολώνα γυρίζω γύρω από αυτή.

Ασκώντας δύναμη στο αυτοκινητάκι, το αναγκάζω να σταματήσει να κινείται.

Ασκώντας δύναμη στο αυτοκινητάκι, το αναγκάζω να αρχίσει να κινείται.

Ασκώντας δύναμη σηκώνω την κασετίνα.

Η δύναμη που ασκώ στην τσάντα έχει ως αποτέλεσμα αυτή να περιστρέφεται.

Όταν ασκώ δύναμη στο λαστιχάκι, αυτό τεντώνεται.Όταν πάψω να ασκώ δύναμη, το λαστιχάκι παίρνει πάλι το αρχικό του σχήμα.

Όταν ασκώ δύναμη στο κουτάκι, αυτό τσαλακώνεται.

Όταν ασκώ δύναμη στη γόμα, αυτή λυγίζει.Όταν πάψω να ασκώ δύναμη, η γόμα παίρνει πάλι το αρχικό της σχήμα.

Το σφουγγάρι αλλάζει σχήμα, όταν ασκώ δύναμη. Όταν πάψω να ασκώ δύναμη, το σφουγγάρι παίρνει πάλι το αρχικό του σχήμα.

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Σελ. 166

Σελ. 165

223

Βοηθάμε τους μαθητές να κατατάξουν τα αποτελέσματα τωνδυνάμεων που παρατήρησαν στο προηγούμενο πείραμα σεκατηγορίες.Ρωτάμετουςμαθητές:- Σεποιεςπεριπτώσειςήταντααποτελέσματατωνδυνάμεωνπαρόμοια;Προκαλούμεσυζήτησηβοηθώνταςτουςμαθητέςναχωρίσουντααποτελέσματατωνδυνάμεωνσεπέντεκατηγορίες.Σημειώνουμε στον πίνακα σε στήλες τις περιπτώσεις στιςοποίεςτααποτελέσματαήτανπαρόμοια:Κατηγορία Ι-Τοαυτοκινητάκιαρχίζεινακινείται-ΣηκώνωτηνκασετίναΚατηγορία ΙΙ-ΤοαυτοκινητάκισταματάΚατηγορία ΙΙΙ-Ητσάνταπεριστρέφεται-ΓυρίζωγύρωαπότηνκολώναΚατηγορία IV-Oσυνδετήραςλυγίζει-Τοκουτάκιτσαλακώνεται-ΤοχαρτίσκίζεταιΚατηγορία V-Τολαστιχάκιτεντώνεται-Ηγόμαλυγίζει-ΤοσφουγγάριαλλάζεισχήμαΓια την περιγραφή των αποτελεσμάτων σε κάθε κατηγορίαχρησιμοποιούμετιςεκφράσειςπουσημείωσανστοβιβλίοτουςοιμαθητές.Αφούολοκληρωθείηκατηγοριοποίησητωναποτε-λεσμάτωντωνδυνάμεων,δίνουμετηνπεριγραφήκάθε«κατη-γορίας» αποτελεσμάτων και ζητάμε από τους μαθητές νασυμπληρώσουν, αντιγράφονταςαπό τονπίνακα της τάξης, τοσχήμαστοβιβλίοτους.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμε συζήτηση, βοηθώντας τους μαθητές να συμπλη-ρώσουν το συμπέρασμα χρησιμοποιώντας τις βοηθητικέςλέξειςπουδίνονταιστοπλαίσιο.Εξηγούμεστουςμαθητέςότιπρέπεινασημειώσουνόλαταδυνατάαποτελέσματαπουμπο-ρεί να επιφέρει η άσκηση μιας δύναμης. Αναφέρουμε στουςμαθητέςότιηκατάταξηστοσχήματηςπροηγούμενηςσελίδαςθατουςβοηθήσειστηδιατύπωσητουσυμπεράσματος.ΤοΦύλλοΕργασίαςολοκληρώνεταιμετονσχολιασμότωνυπο-θέσεων που έχουν διατυπώσει οι μαθητές στην αρχή τουμαθήματοςκαιέχουμεσημειώσειστονπίνακα.Προκαλούμεσυζήτησημέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολιά-ζουν, συμπληρώνουν, επαναδιατυπώνουν ή διορθώνουν τιςυποθέσειςτους.Διαβάζουμετααποτελέσματατωνδυνάμεωνταοποίαοιμαθητέςέχουναναφέρεικαιτουςζητάμεναεντο-πίσουν την «κατηγορία» αποτελεσμάτων στην οποία αυτά«κατατάσσονται».

Εμπέδωση - ΓενίκευσηOι μαθητές καλούνται να παρατηρήσουν τις εικόνες και νασημειώσουνγιακαθεμιάτοαποτέλεσμαπουπροκαλείηδύνα-μη.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξηεπιμένουμεστηχρήσητωνεκφράσεωνπουχρησιμοποιήσαμεστηντάξηγιατηνπεριγραφήκάθε«κατηγορίας»αποτελεσμάτωνπουμπορείναεπιφέρειηάσκησημιαςδύναμης.Οιμαθητέςκαλούνταιναγράψουντρίαπαραδείγματαεφαρμο-γήςδύναμηςκαινασημειώσουντοαποτέλεσματηςδύναμηςσεκάθεπερίπτωση.

Παραμόρφωση

Μόνιμη παραμόρφωση

Ο συνδετήρας λυγίζει.Το κουτάκι τσαλακώνεται.Το χαρτί σκίζεται.

Προσωρινή παραμόρφωση

Το λαστιχάκι τεντώνεται.Η γόμα λυγίζει.Το σφουγγάρι αλλάζει σχήμα.

Αλλαγή κινητικής κατάστασης

Αύξηση της ταχύτητας

Το αυτοκινητάκι αρχίζει να κινείται.Σηκώνω την κασετίνα.

Μείωση της ταχύτητας.Το αυτοκινητάκι σταματά.

Αλλαγή κατεύθυνσης της κίνησης

Η τσάντα περιστρέφεται.Γυρίζω γύρω από την κολώνα.

Μια δύναμη μπορεί να προκαλέσει την αύξηση ή τη μείωση της ταχύτητας ενός σώματος, την αλλαγή της κατεύθυνσης της κίνησής του ή τη μόνιμη ή προσωρινή παραμόρφωση του.

Αλλαγή της ταχύτητας: 1, 4, 6Προσωρινή παραμόρφωση: 2, 3, 5

Το τράβηγμα της πόρτας - αλλαγή κατεύθυνσης κίνησης.Το ζύμωμα του ψωμιού - μόνιμη παραμόρφωση.Μια κλωτσιά στην μπάλα - αλλαγή κατεύθυνσης κίνησης.

•

•

•

•

Σελ. 168

Σελ. 167

224

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόνα.Τουςπροτρέπουμε να παρατηρήσουν προσεκτικά το σημείο στοοποίοηκυρίακρατάτησακούλακαιστησυνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημαπροκαλώνταςτηδιατύπωσηυποθέσε-ων.Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπιση Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντοαποτέλεσμαμιαςδύναμηςπουασκείται μεεπαφή.Ηδύναμηπουασκεί ομαθητής με το χέρι του στο κουτάκι έχει ως αποτέλεσμα τημόνιμηπαραμόρφωσήτου,όπωςπαρατήρησανοιμαθητέςκαιστοπροηγούμενοΦύλλοΕργασίας.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3: ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕ ΕΠΑΦΗ - ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΑΠO ΑΠOΣΤΑΣΗ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

βάρος,ηλεκτρικέςδυνάμεις,μαγνητικέςδυνάμεις

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτιςδυνάμειςπουασκούνταιμεεπαφήαπόαυτέςπουασκούνταιαπόαπόσταση.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηνύπαρξηδυνάμεωνπουασκούνταιαπόαπόστασηκαιδυνάμεωνπουασκούνταιμεεπαφή.

•ΝααναφέρουνοιμαθητέςότιηΓηασκείσεόλατασώματαδύναμηπροςτοκέντροτης,καθώςκαιότιτηδύναμηαυτήντηνονομάζουμεβάρος.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •κουτίαναψυκτικού•αυτοκινητάκι•λαστιχάκι•πλαστελίνη•μαγνήτης

•συνδετήρες•καλαμάκια•κλωστή•χαρτομάντιλο•ψαλίδι

Όταν ασκώ δύναμη με το χέρι μου, το κουτάκι παραμορφώνεται.

•

•

Σελ. 169

225

Καιμετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντοαποτέλε-σμαμιαςδύναμηςπουασκείταιμεεπαφή.Ηδύναμηπουασκεί-ται στο αυτοκινητάκι έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση τηςταχύτητάςτου,τηναλλαγήτηςκινητικήςτουκατάστασης.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουντααποτελέσματατηςδύναμηςτηςβαρύτητας.Τοβάροςτηςμπάλαςαπόπλαστε-λίνη έχειωςαποτέλεσμα την επιμήκυνση του λάστιχου.Ότανκόβουμετολάστιχο,αυτόπαίρνειπάλιτιςαρχικέςτουδιαστά-σεις.Τοβάροςπουασκείταιστηνμπάλααπόπλαστελίνηέχειωςαποτέλεσματηναλλαγήτηςκινητικήςτηςκατάστασης,πιοσυγκεκριμένατηναύξησητηςταχύτητάςτης.

Ζητάμεαπό τουςμαθητές νασημειώσουν τοαποτέλεσμα τουβάρους,πρινκόψουντολαστιχάκικαιαφούέκοψαντολαστιχάκιστοπροηγούμενοπείραμα.Oιμαθητέςμελέτησαναναλυτικάτααποτελέσματατωνδυνάμεωνστηνπροηγούμενηενότητα,πρέ-πει συνεπώς να χρησιμοποιήσουν και εδώ τις εκφράσεις πουχρησιμοποίησαν για την περιγραφή των αποτελεσμάτων τωνδυνάμεωνστηνπροηγούμενηενότητα.Πρινκοπείτολαστιχάκι,ημπάλααπόπλαστελίνηασκούσελόγωτου βάρους της δύναμη στο λαστιχάκι. Το αποτέλεσμα αυτήςτηςδύναμηςήτανηπαραμόρφωσητουλάστιχου.Αφούκόπηκετολαστιχάκι, τοβάροςείχεωςαποτέλεσματηναλλαγήτηςκινητικήςκατάστασηςτηςμπάλαςαπόπλαστελίνη,πιοσυγκεκριμέναείχεωςαποτέλεσματηναύξησητηςταχύτη-τάςτης.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιοιμαγνητικέςδυνάμειςμπορείναασκούνταιμεεπαφήαλλάκαιαπόαπόστα-ση.Δενεισάγουμεακόμητιςεκφράσεις«μεεπαφή»και«απόαπόσταση».Oιμαθητέςεκτελούντοπείραμακαιδιαπιστώνουνότικαιστιςδύοπεριπτώσειςομαγνήτηςέλκειτουςσυνδετή-ρες. Στη συνέχεια συμπληρώνουν την παρατήρησή τους στονπροβλεπόμενοχώροστοβιβλίοτους.

Όταν σπρώχνω το αυτοκινητάκι, η ταχύτητά του αυξάνεται, δηλαδή αλλάζει η κινητική του κατάσταση.

Το λαστιχάκι τεντώνεται. Όταν κόβω το λαστιχάκι, το μήκος του μικραίνει πάλι. Η μπάλα από πλαστελίνη πέφτει προς τα κάτω.

•

•

Η μπάλα της πλαστελίνης λόγω του βάρους της ασκούσε δύναμη στο λαστιχάκι, το οποίο για το λόγο αυτό ήταν παραμορφωμένο.

Το βάρος είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της ταχύτητας της μπάλας από πλαστελίνη.

Ο μαγνήτης έλκει τους συνδετήρες.

Ο μαγνήτης έλκει τους συνδετήρες.

•

•

Σελ. 170

Σελ. 171

226

Τα καλαμάκια απομακρύνονται το ένα από το άλλο.

Τα καλαμάκια απομακρύνονται το ένα από το άλλο.

Το βάρος, οι ηλεκτρικές δυνάμεις και οι μαγνητικές δυνάμεις μπορεί να ασκούνται με επαφή αλλά και από απόσταση.

Στις εικόνες 1, 3, 4 και 6 ασκείται δύναμη με επαφή.Στις εικόνες 2, 4 και 5 ασκείται δύναμη από απόσταση.

Το ράφι παραμορφώνεται λόγω της δύναμης που ασκούν σε αυτό τα βιβλία.

Η ταχύτητα της γόμας αυξάνεται λόγω της δύναμης που ασκεί σε αυτήν η Γη, δηλαδή λόγω του βάρους της.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότι καιοιηλε-κτρικέςδυνάμειςμπορούνναασκούνταιμεεπαφήαλλάκαιαπόαπόσταση.Αναφέρουμε το όρο«ηλεκτρικέςδυνάμεις» χωρίςνατονσχολιάσουμε.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουντιςπαρατηρήσειςτουςσταπειράματαπουπροη-γήθηκανκαιναδιατυπώσουντοσυμπέρασμαχρησιμοποιώνταςτιςβοηθητικέςλέξειςπουδίνονταιστοπλαίσιο.

Εισάγουμετιςεκφράσεις«μεεπαφή»και«απόαπόσταση»καιτις εξηγούμε στους μαθητές. Ζητάμε από τους μαθητές ναθυμηθούντιςπαρατηρήσειςτουςσταπειράματαπουπροηγή-θηκανκαινααναφέρουνσεποιαπερίπτωσηηδύναμηασκήθη-κεμεεπαφήκαισεποιααπόαπόσταση.

Για να βοηθήσουμε τους μαθητές να κατανοήσουν ότι και τοβάροςμπορεί ναασκείται μεεπαφήαλλάκαιαπόαπόσταση,αφήνουμε ένα αντικείμενο πάνω στην έδρα και ένα άλλο τοαφήνουμεναπέσειαπότοχέριμας.Ζητάμεαπότουςμαθητέςνααναφέρουνσεποιαπερίπτωσητοβάροςασκείταιμεεπαφήκαισεποιααπόαπόσταση.

Ηδιδακτικήώραολοκληρώνεταιμετοσχολιασμότωνυποθέσε-ωνπουοιμαθητέςέχουνδιατυπώσειστηναρχήτουμαθήματοςκαιέχουμεσημειώσειστονπίνακα.Προκαλούμεσυζήτησημέσααπό την οποία οι μαθητές σχολιάζουν, επαναδιατυπώνουν,συμπληρώνουνήδιορθώνουντιςυποθέσειςτους.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΣτην πρώτη εργασία οι μαθητές καλούνται να παρατηρήσουντιςεικόνεςκαινακατατάξουντιςδυνάμειςπουασκούνταισεκάθεπερίπτωσησεδυνάμειςμεεπαφήκαιδυνάμειςαπόαπό-σταση.

Oιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουντοαποτέλεσματηςδύνα-μηςσεκάθεπερίπτωση.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξη απαιτείται προσοχή, ιδιαίτερα κατά το σχολιασμό τηςεπάνωεικόνας.Πολλοίμαθητέςαναφέρουνότιτοβάροςτωνβιβλίων παραμορφώνει το ράφι. Η απάντηση αυτή δεν είναιορθή.ΤοβάροςείναιηδύναμηπουηΓηασκείσταβιβλία.Εξαι-τίαςαυτήςτηςδύναμηςταβιβλίαασκούνμεεπαφήδύναμηστοράφι.Είναισημαντικόνααναφέρουμετηλεπτήαλλάσημαντικήαυτή διαφορά στους μαθητές, αν και η κατανόησή της είναιιδιαίτεραδύσκολη.

•

•

•

•

Σελ. 172

Σελ. 173

227

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόνακαινασχολιάσουντοαποτέλεσματηςδύναμηςπουασκούντακορί-τσια.Διαβάζουμε στη συνέχεια το εισαγωγικό ερώτημα, προκαλώ-ντας τη διατύπωση υποθέσεων. Σημειώνουμε τις υποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.Μπορούμε επίσης να προμηθευτούμε από ένα κατάστημααθλητικών ειδών ένα σετ ελατηρίων και να ζητήσουμε απόμερικούςμαθητέςναεκτελέσουντηδραστηριότηταπουαπει-κονίζεται στη φωτογραφία. Σε αυτήν την περίπτωση, αφούσημειώσουμεστονπίνακατοσημείομέχριτοοποίοτέντωσετοελατήριο κάθε μαθητής, διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημαπροκαλώνταςτηδιατύπωσηυποθέσεων.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιμετράμετιςδυνάμειςμεβάσητοαποτέλεσμαπουπροκαλούν,πιοσυγκε-κριμέναμεβάσητομέγεθοςτηςπαραμόρφωσηςπουπροκα-λούνσεέναελαστικόσώμα.Oιμαθητέςθαεργαστούνχρησιμοποιώνταςέναλαστιχάκι.Ανυπάρχουνδιαθέσιμαελατήρια,είναισαφέςότιθαταπροτιμή-σουμεαντίγιατολαστιχάκι.

Oιμαθητέςκατασκευάζουνένα«κουβαδάκι»χρησιμοποιώνταςένασυνδετήρακαιέναχάρτινοποτήρι.Αναυτόείναιαπαραίτη-το,βοηθάμετουςμαθητέςστηνκατασκευή.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4: ΠΩΣ ΜΕΤΡΑΜΕ ΤΗ ΔΥΝΑΜΗ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

ελατήριο,κλίμακα,δυναμόμετρο

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάπώςμετράμετιςδυνάμεις.•Νασημειώσουνοιμαθητέςσεσκίτσοτομήςενόςδυναμόμετρουταβασικάτουμέρη.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •χάρτινοποτήρι•ψαλίδι•μεγάλοςσυνδετήρας•λαστιχάκι•χάρακας•ταινία•πετραδάκια

•

•

Σελ. 174

228

Η Δάφνη τέντωσε περισσότερο το ελατήριο απ' ό,τι η Μαριλίνα. Η δύναμη που άσκησε η Δάφνη ήταν λοιπόν μεγαλύτερη από τη δύναμη που άσκησε η Μαριλίνα.

Μεγαλύτερο βάρος από όλα τα σώματα της φωτογραφίας έχει η κασετίνα, γι αυτό και το ελατήριο από το οποίο κρέμεται η κασετίνα έχει τεντωθεί περισσότερο.

Για να μετρήσουμε τις δυνάμεις, μετράμε το μέγεθος της προσωρινής παραμόρφωσης που προκαλούν σε ένα ελατήριο.

Όσο μεγαλύτερο είναι το βάρος των σωμάτων μέσα στο κουβαδάκι, τόσο πιο πολύ τεντώνεται το λαστιχάκι.

Μπορούμε να μετρήσουμε μια δύναμη από το αποτέλεσμα που προκαλεί. Όσο πιο μεγάλη είναι η παραμόρφωση, το τέντωμα του λάστιχου, τόσο πιο μεγάλη είναι η δύναμη.

ελατήριοπερίβλημακλίμακαάγκιστρο

Oιμαθητέςστερεώνουντο«κουβαδάκι»σεέναμεγάλοχάρακαχρησιμοποιώνταςέναλαστιχάκικαιταινία.Στησυνέχειαγεμί-ζουνσταδιακάτο«κουβαδάκι»μεπετραδάκιακαιπαρατηρούνότιόσομεγαλύτεροείναιτοβάροςτου,τόσομεγαλύτερηείναιηεπιμήκυνσητουλάστιχου.Oιμαθητέςμπορούνναυπολογίσουντηνεπιμήκυνσητουλάστι-χουπαρατηρώνταςτοχάρακα.Αν χρησιμοποιούμε ελατήριο αντί για λαστιχάκι, οι μαθητέςμπορούνναπαρατηρήσουνότιηεπιμήκυνσηείναιανάλογητουβάρους, ότι δηλαδή με διπλάσιο βάρος η επιμήκυνση είναιδιπλάσια.Ότανχρησιμοποιούμελαστιχάκι,ηαναλογίααυτήδενισχύει.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξημέσααπότηνοποίαοιμαθη-τές διατυπώνουν το συμπέρασμα. Βοηθάμε τους μαθητές νακατανοήσουν ότι η μέτρηση της δύναμης γίνεται με βάση τααποτελέσματαπουαυτήπροκαλεί.

Στησυνέχειαεξηγούμεότιημέτρησηγίνεταιμεειδικάόργανα,ηαρχήλειτουργίαςτωνοποίωνείναιόμοιαμεαυτήτουλάστι-χουμετοκουβαδάκιστοπείραμαπουπροηγήθηκε.Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,προβάλλουμετησχετικήδιαφάνεια,αλλι-ώς ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουν την τομήτουδυναμόμετρουστο βιβλίο τους. Ζητάμε από τους μαθητές νασχολιάσουν την ονομασία «δυναμόμετρο». Εξηγούμε ότι στοδυναμόμετρο αντί για λαστιχάκι χρησιμοποιείται ελατήριο καιεπισημαίνουμετηναναλογίατουχάρακαστοπείραμαπουπρο-ηγήθηκε με την κλίμακα του δυναμόμετρου. Βοηθάμε τέλοςτουςμαθητέςνασημειώσουνστοβιβλίοτουςτιςονομασίεςγιαταδιάφοραμέρητουδυναμόμετρουκαιτουςζητάμενασχολιά-σουντηχρησιμότητατουάγκιστρου.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερωτή-ματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείο.Προκαλούμεσυζήτησηστην τάξη, μέσααπό τηνοποίαοι μαθητέςσχολιά-ζουν,συμπληρώνουνήδιορθώνουν τιςυποθέσειςπουδιατύ-πωσανστηναρχή τουμαθήματος.Μετά τηνολοκλήρωση τηςσυζήτησηςαυτήςοιμαθητέςσημειώνουνστοβιβλίο τουςτηναπάντησηστηνερώτησηαυτή.

Oιμαθητέςκαλούνταιναεντοπίσουντοσώμαμετομεγαλύτεροβάρος, παρατηρώντας την επιμήκυνση των ελατηρίων. Είναισημαντικό να επισημάνουμε με έμφαση ότι όλα τα ελατήριαείναιίδια,καθώςσεδιαφορετικήπερίπτωσηθαήταναδύνατηηεξαγωγήορθούσυμπεράσματος.

Oιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουντοαποτέλεσμαμεβάσητοοποίομετράμετιςδυνάμεις.Επιμένουμεγια τηχρήσητηςέκφρασης«προσωρινήπαραμόρφωση»,πουοιμαθητέςέμαθανστοΦύλλοΕργασίας2κατάτημελέτητωνδιαφορετικώναπο-τελεσμάτωνπουμπορείναπροκαλέσειμιαδύναμη.

•

•

•

•

Σελ. 175

Σελ. 176

229

Είναι δύσκολο να σπρώξω τη γόμα στο θρανίο, πιο δύσκολο στο χαρτί και ακόμα πιο δύσκολο στο γυαλόχαρτο.

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντιςεικόνες.Μεκατάλληλεςερωτήσειςδίνουμεεναύσματαγιασυζήτηση:-Τιπαρατηρείτεστηνεπάνωαριστεράεικόνα;-Πώςπαράγεταιοήχοςτουβιολιού;-Τιπαρατηρείτεστηδεξιάεικόνα;-Πούνομίζετεότιοφείλονταιταμαύραίχνηστοδρόμο;-Τιπαρατηρείτεστηνκάτωαριστεράεικόνα;-Γιατίείναιηάκρητουτρυπανιούπυρακτωμένη;Αφούοιμαθητέςσχολιάσουντιςεικόνες,διαβάζουμετοεισα-γωγικό ερώτημα προκαλώντας τη διατύπωση υποθέσεων.Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΜε το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι η τριβήδυσκολεύειτηνκίνησηενόςσώματος.Διαπιστώνουνεπίσηςότιητριβήεξαρτάταιαπότοείδοςτωνεπιφανειώνπουτρίβονται.Oιοδηγίεςεκτέλεσηςτουπειράματοςείναιαπλέςκαισαφείς,δεναναμένεταισυνεπώςοιμαθητέςνααντιμετωπίσουνδυσκο-λίεςκατάτηνεκτέλεσητουπειράματος.Oιμαθητές,αφούολοκληρώσουντοπείραμακαιεπιστρέψουνταυλικάστηθέσητους,συμπληρώνουντηνπαρατήρησηστονπροβλεπόμενοχώροτουβιβλίουτους.Δενεισάγουμεακόμητονόρο«τριβή».Αυτόθαγίνεικατάτηδιατύπωση του συμπεράσματος μετά την ολοκλήρωση τωνπειραμάτωντουφύλλουεργασίας.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5: Η ΤΡΙΒΗ - ΜΙΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

δύναμη,τριβή,αντίσταση,κίνηση,θερμότητα,ήχος,φθορά

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτηνεμφάνισητηςτριβής,ότανπροσπαθούμεναθέσουμεσεκίνησηένασώμα.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτααποτελέσματατηςτριβής.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •χαρτί•γυαλόχαρτο•γόμα•κιμωλία

•

•

Σελ. 177

230

Η γόμα και η κιμωλία φθείρονται. Η φθορά είναι μεγαλύτερη, όταν τρίβω τα αντικείμενα στο χαρτί απ' ό,τι όταν τα τρίβω στο θρανίο. Ακόμη πιο μεγάλη είναι η φθορά, όταν τρίβω τα αντικείμενα στο γυαλόχαρτο.

Όταν τρίβω τις παλάμες μου μεταξύ τους, ακούω ένα χαρακτηριστικό ήχο. Οι παλάμες μου θερμαίνονται.Όταν τρίβω το δάχτυλό μου στο θρανίο, ακούω ένα χαρακτηριστικό ήχο. Το δάχτυλό μου θερμαίνεται.

Η τριβή είναι μια δύναμη που δυσκολεύει την κίνηση των σωμάτων. Η τριβή έχει ως αποτέλεσμα τη φθορά και τη θέρμανση των σωμάτων και την παραγωγή ήχου.

Το ελαστικό του αυτοκινήτου φθείρεται λόγω της τριβής.Λόγω της τριβής οι χορδές ταλαντώνονται και παράγουν ήχο.Το τρυπάνι θερμαίνεται λόγω της τριβής.

Η τσουλήθρα έχει φθαρεί λόγω της τριβής με τα ρούχα των παιδιών που τη χρησιμοποιούν.

Οι σόλες φθείρονται περισσότερο στο μπροστινό και στο πίσω τμήμα, στα σημεία δηλαδή στα οποία το πέλμα έρχεται σε επαφή με το δρόμο, και λιγότερο στις καμάρες των πελμάτων.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιητριβήέχειωςαποτέλεσματηφθοράτωνσωμάτων.Διαπιστώνουνεπίσηςότι η τριβή και, συνεπώς, η φθορά που αυτή προκαλεί στασώματα εξαρτώνται από το είδος των επιφανειώνπου τρίβο-νται.

Με το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι κατά τηντριβήδύοσωμάτωνπολλέςφορέςπαράγεταιήχοςκαιθερμό-τητα.Προτρέπουμετουςμαθητέςναπιέσουντοδάχτυλότουςστοθρανίοκαινασυνεχίσουννατοκινούνπάνωσεαυτόμέχριναακούσουντονήχο.Ενδέχεταιοιμαθητέςναπαρατηρήσουνκαι τηθέρμανσηπουπροκαλείταιεξαιτίαςτηςτριβής.Καιηπαρατήρησηαυτήείναισωστή.Προτρέπουμε τους μαθητές να επαναλάβουν την κίνηση τουδάχτυλουστοθρανίο,μέχριναπαρατηρήσουνκαιταδύοφαινό-μενα:τηνπαραγωγήήχουκαιτηθέρμανση.

Εξαγωγή συμπεράσματος Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,μέσααπότηνοποίαοιμαθη-τέςγενικεύουντηνπαρατήρησήτουςσταπειράματαπουπρο-ηγήθηκανκαιδιατυπώνουντοσυμπέρασμα.Εισάγουμετονόρο«τριβή» και εξηγούμεστους μαθητές ότι η «τριβή» δεν είναιπαράηονομασία τηςδύναμηςπουπροκαλείται,ότανκινείταισεμίαεπιφάνειαένασώμαπουεφάπτεταισεαυτή.Ζητάμεαπότους μαθητές να διατυπώσουν το συμπέρασμα αναφέρονταςόλα τααποτελέσματα της τριβής, ταοποίαπαρατήρησανσταπειράματαπουπροηγήθηκαν.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗεργασίααυτήαποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερωτή-ματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθεί στοσχολείοστο τέλοςτηςδιδακτικήςώρας.Εφόσονοιμαθητέςστηναρχήτουμαθή-ματοςέχουνδιατυπώσειυποθέσεις,αυτέςείναισημειωμένεςστονπίνακα.Προκαλούμεσυζήτησηστην τάξη, μέσααπό τηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουν,συμπληρώνουν,επαναδιατυπώ-νουνήδιορθώνουντιςυποθέσειςπουέχουνδιατυπώσεισχετι-κάμετααποτελέσματατηςτριβής.Μετάτηνολοκλήρωσητηςσυζήτησης αυτής οι μαθητές σημειώνουν με συντομία στοβιβλίοτουςτηναπάντησηστηνερώτησηαυτή.

Η εργασία αναφέρεται στην καθημερινή ζωή των μαθητών.Ητσουλήθραέχειφθαρείλόγωτηςτριβήςμεταρούχατωνπαι-διών που τη χρησιμοποιούν. Η φθορά είναι πιο έντονη στοκεντρικότμήματηςτσουλήθρας.

Καιαυτήηεργασίααναφέρεταιστηνκαθημερινήζωή.Λόγωτηςτριβήςοισόλεςτωνπαπουτσιώνφθείρονται.Ηφθοράείναιπιοέντονηστασημείασταοποίατοπέλμαέρχεταισεεπαφήμετοδρόμο.

•

•

•

•

•

•

Σελ. 178

Σελ. 179

231

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΕίναι απίθανο οι μαθητές να είναι σε θέση να διατυπώσουνυποθέσειςγιατουςπαράγοντεςαπότουςοποίουςεξαρτάταιητριβή. Oι μαθητές ωστόσο διαπίστωσαν στο προηγούμενοφύλλοεργασίαςότιτααποτελέσματατηςτριβήςείναιπιοέντο-να,ότανοιεπιφάνειεςπουτρίβονταιείναιτραχιές.Τοεισαγω-γικόερέθισμαστοφύλλοεργασίαςαυτόστηρίζεταιστηδιαπί-στωσηαυτήτωνμαθητών.Δίνουμεσεκάθεομάδαέναφύλλοχαρτίκαιέναγυαλόχαρτοκαιτουςζητάμεναταπαρατηρήσουνμεέναμεγεθυντικόφακό.Στησυνέχειαθέτουμετιςερωτήσεις:- Σεποιοαπό τα υλικάπουπαρατηρήσατεήταν τααποτελέ-σματατηςτριβήςπιοέντονα;- Ποιαεπιφάνειαείναιπιο τραχιά,ηεπιφάνεια τουχαρτιούήτουγυαλόχαρτου;

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιητριβήεξαρ-τάταιαπότοείδοςτωνεπιφανειώνπουτρίβονται.Γιατοπείραμααυτόοιμαθητέςκατασκευάζουνμεαπλάμέσαένατριβόμετρο.ΣτοΦύλλοΕργασίας4οιμαθητέςέμαθανότιμετράμετιςδυνάμειςμεβάσητομέγεθοςτηςπαραμόρφωσηςπουαυτέςπροκαλούνσεέναελαστικόμέσο,είναισυνεπώςσεθέσηνακατανοήσουνότιμετολαστιχάκικαιτοχάρακαμπο-ρούνναμετρήσουντηδύναμηπουασκούνστοκουτάκι.Προτούοιμαθητέςστερεώσουντοχάρακακαιτολαστιχάκιστοκουτί,τογεμίζουνμεπετραδάκια.Επισημαίνουμεστουςμαθη-τέςότιπρέπειναστερεώσουνκαλάμεταινίατολαστιχάκι.Αναυτόείναιαπαραίτητο,βοηθάμετουςμαθητέςστηνκατασκευή.Είναι προφανές ότι, αν στο σχολείο μας υπάρχουν διαθέσιμαδυναμόμετρα, θα τα προτιμήσουμε από τη διάταξη πουπερι-γράφεταιστοπείραμα.Σημείωση:Φροντίζουμεοχάρακαςναμηνείναιπολύμεγάλος,διότισεδιαφορετικήπερίπτωσητοτριβόμετρο«γέρνει»προςτοχάρακα.Γιαναστηριχθείκαλάτολαστιχάκι,γυρίζουμετηνάκρητουπάνωαπότηνταινίακαιτοστερεώνουμεμεέναάλλοκομμάτιταινίας.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6: ΠΑΡΑΓOΝΤΕΣ ΑΠO ΤOΥΣ OΠOΙOΥΣ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ H TPIBH

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

τριβή,εμβαδόν,είδοςεπιφάνειας,βάρος

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νακατασκευάσουνοιμαθητέςτριβόμετρο.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάτουςπαράγοντεςαπότουςοποίουςεξαρτάταιητριβή.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •κουτίαπόσαπούνι•πετραδάκια•χάρακας•λαστιχάκι

•ταινία•ψαλίδι•χαρτί•γυαλόχαρτο

•

•

Σελ. 180

232

Το λαστιχάκι τεντώνεται περισσότερο, όταν τραβώ το κουτί πάνω στο γυαλόχαρτο, ενώ τεντώνεται λιγότερο, όταν τραβώ το κουτί πάνω στην επιφάνεια του θρανίου.

Το λαστιχάκι τεντώνεται περισσότερο, όταν τραβώ το κουτί πάνω στο οποίο τοποθέτησα το ποτήρι με τα πετραδάκια.

Το λαστιχάκι τεντώνεται περίπου το ίδιο και στις δύο περιπτώσεις.

Η τριβή εξαρτάται από το είδος των επιφανειών που τρίβονται και από το βάρος του σώματος που γλιστρά πάνω σε μια επιφάνεια. Η τριβή δεν εξαρτάται από το μέγεθος της επιφάνειας.

Oιμαθητέςτοποθετούντοτριβόμετροστοθρανίοτουςκαιτοτραβούν από το λαστιχάκι, υπολογίζοντας με το χάρακα τομέγεθοςτηςπαραμόρφωσηςτουλάστιχου.Είναισημαντικόνατραβούντοτριβόμετρομεόσοτοδυνατόσταθερήταχύτητακαινα φροντίζουν ώστε το λαστιχάκι να είναι παράλληλο με τοχάρακα.Κατάτηνεκκίνησητουκουτιούτολαστιχάκιτεντώνεταιπερισσότεροαπ'ό,τιστησυνέχεια,καθώςηστατικήτριβήείναιμεγαλύτερηαπότηντριβήολίσθησης.Ζητάμεαπότουςμαθη-τές να μετρήσουν το μέγεθος της παραμόρφωσης, αφού τοκουτάκιαρχίσειναολισθαίνειπάνωστοθρανίοτους.Oιμαθητέςστησυνέχειαδοκιμάζουννατραβήξουντοτριβόμε-τροπάνωσεέναφύλλοχαρτίκαισεέναγυαλόχαρτοπουέχουνστερεώσειμεταινίαστοθρανίοτους.

Αφούολοκληρώσουν τοπείραμα,συμπληρώνουν τηνπαρατή-ρηση συγκρίνοντας την επιμήκυνση του λάστιχου στις τρειςπεριπτώσεις.Δενείναιαπαραίτητοοιμαθητέςνασημειώσουνπόσηήτανσεκάθεπερίπτωσηηπαραμόρφωσητουλάστιχου,αρκεί να διαπιστώσουν ότι η επιμήκυνση είναι μεγαλύτερη,όταντοτριβόμετροολισθαίνειπάνωστογυαλόχαρτοκαιμικρό-τερη,όταντοτριβόμετροολισθαίνειπάνωστοθρανίο.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιητριβήεξαρ-τάταιαπό τοβάρος τουσώματοςπουολισθαίνει.Oιμαθητέςεπαναλαμβάνουν το προηγούμενο πείραμα τοποθετώνταςπάνω στο τριβόμετρο ένα ποτήρι γεμάτο πετραδάκια καισυγκρίνουντηνεπιμήκυνσητουλάστιχου.

•

•

•

•

Σελ. 181

Σελ. 182

Στοπείραμααυτόοιμαθητέςτραβούντοτριβόμετρο,μίαφοράμετημικρήτουεπιφάνειαναεφάπτεταιστοθρανίοκαιάλλημίαμετημεγάλητουεπιφάνειαναεφάπτεταιστοθρανίο,καιδιαπι-στώνουνότιηεπιμήκυνσητουλάστιχουείναιίδιακαιστιςδύοπεριπτώσεις.

Εξαγωγή συμπεράσματος Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουν τις παρατηρήσεις τους στα τρία πειράματα πουπροηγήθηκανκαιναδιατυπώσουντοσυμπέρασμα.Μεκατάλλη-λεςερωτήσειςκατευθύνουμετησυζήτησητωνμαθητών:- Πώςονομάζουμετηδύναμηπουαντιστέκεταιστηνκίνηση;- Πότετεντώθηκετολαστιχάκιπερισσότερο,ότανηεπιφάνειαπάνωστηνοποίαγλιστρούσετοκουτίήτανλείαήότανήταντραχιά;- Πότεείναιητριβήμεγαλύτερη,όταντοκουτίγλιστράπάνωσελείαεπιφάνειαήότανγλιστράπάνωσετραχιά;- Πότε τεντώθηκε τολαστιχάκιπερισσότερο,όταν τραβήξαμετοκουτίμόνοτουήμετοποτήριμεπετραδάκιαεπάνωτου;- Τισυνέβηστολαστιχάκι,όταντραβήξαμετοκουτίμετημεγά-ληήμετημικρήτουεπιφάνειαναακουμπάστοτραπέζι;- Απότιεξαρτάταικαιαπότιδενεξαρτάταιλοιπόνητριβή;

233

Ο κίνδυνος να γλιστρήσουμε είναι μικρότερος, όταν φοράμε παπούτσια με σόλα από τραχύ πλαστικό, διότι η τριβή σε αυτήν την περίπτωση είναι μεγαλύτερη.

Το αγόρι κάνει λάθος, γιατί η τριβή δεν εξαρτάται από το μέγεθος της επιφάνειας που ακουμπά στο έδαφος.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΑνακεφαλαιωτικήεργασίαστηνοποίαοιμαθητέςκαλούνταιναχαράξουνγραμμές,σημειώνονταςτουςπαράγοντεςαπότουςοποίουςεξαρτάταιητριβή,καθώςκαιτονπαράγονταπουδενεπηρεάζειτηντριβή.

Ηεργασίααναφέρεταιστηνκαθημερινήζωή.Oιμαθητέςστηνενότητααυτήμελέτησαν τουςπαράγοντεςαπό τουςοποίουςεξαρτάταιητριβήκαιδιαπίστωσανότιητριβήείναιμεγαλύτερη,ότανηεπιφάνειαείναιτραχιά.Όταν λοιπόνοι σόλες τωνπαπουτσιώνμαςείναι κατασκευα-σμένεςαπότραχύυλικό,ητριβήείναιμεγαλύτερηαπ'ό,τιότανείναικατασκευασμένεςαπόλείουλικό,οκίνδυνοςσυνεπώςναγλιστρήσουμεείναιμικρότερος,ότανοισόλεςτωνπαπουτσιώνμαςείναικατασκευασμένεςαπότραχύπλαστικό.

Oι μαθητές καλούνται να σχολιάσουν την ιδέα του αγοριούαναφέρονταςότιαυτήείναι λανθασμένη,αφού,όπωςέμαθανστηνενότητααυτή,ητριβήδενεξαρτάταιαπότομέγεθοςτηςεπιφάνειαςπουεφάπτεταιστοέδαφος.

•

•

•

Σελ. 183

234

1, 3, 4, 5, 7 2, 6, 8

Ανεπιθύμητη είναι η τριβή στις μηχανές, όταν κάνουμε τσουλήθρα, στις παγοδρομίες ...

Επιθυμητή είναι η τριβή, όταν φρενάρει το αυτοκίνητο, όταν στερεώνουμε κάτι σε μια επιφάνεια που δεν είναι επίπεδη ...

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντιςεικόνες.Χωρίζουμετονπίνακατηςτάξηςσεδύοστήλεςκαισημειώνουμε ως επικεφαλίδα στη μία στήλη «η τριβή είναιεπιθυμητή» και στην άλλη «η τριβή είναι ανεπιθύμητη». Στησυνέχεια ζητάμε από τους μαθητές να αναφέρουν σε ποιεςπεριπτώσειςητριβήείναιεπιθυμητήκαισεποιεςανεπιθύμητη.Προκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςνακατατάξουνσωστάόλεςτιςπεριπτώσεις:1.Ητριβήείναιεπιθυμητή,γιατίχάρησεαυτήν«τρίβεται»τοτυρί.2.Ητριβήείναιανεπιθύμητη,γιατίπροκαλείφθοράστονκάβο.3.Ητριβήείναιεπιθυμητή,γιατίπροκαλείφθοράστοσίδερο.4.Ητριβήείναιεπιθυμητή,γιατίχωρίςαυτήντοποτήριθαγλιστρούσεαπότοχέρι.5.Ητριβήείναιεπιθυμητή,γιατίχωρίςαυτήνηκάλτσαθα«έπεφτε».6.Ητριβήείναιανεπιθύμητη,γιατίαντιστέκεταιστηνκίνησητουσκιέρ.7.Ητριβήείναιεπιθυμητή,γιατίχωρίςαυτήδεθαμπορούσαμεναφρενάρουμε.8.Ητριβήείναιανεπιθύμητη,γιατίπροκαλείφθορέςστημηχανήτουαυτοκινήτου.Αφούολοκληρωθείησυζήτησηστηντάξη,οιμαθητέςαντιγρά-φουνστοβιβλίοτουςτηνκατάταξηπουέχουμεσημειώσειστονπίνακα.

Oιμαθητέςσημειώνουνεπίσηςκαιάλλαπαραδείγματααπότηνκαθημερινήτουςζωή,όπουητριβήείναιεπιθυμητήήανεπιθύ-μητη.Είναιπροφανέςότιταπαραδείγματαπουείναισημειωμέ-ναστοσυμπληρωμένοβιβλίοτουμαθητήείναιενδεικτικά.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 7: ΤΡΙΒΗ - ΕΠΙΘΥΜΗΤΗ Ή ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΗ;

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

τριβή,επιθυμητήτριβή,ανεπιθύμητητριβή,τραχιάεπιφάνεια,λιπαντικά

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςπεριπτώσειςστιςοποίεςητριβήείναιεπιθυμητήκαιπεριπτώσειςστιςοποίεςείναιανεπιθύμητη.•Ναπροτείνουνοιμαθητέςτρόπουςμετουςοποίουςμπορούμενααυξήσουμεήναμειώσουμετηντριβή.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •τριβόμετρο(τοοποίοκατασκευάστηκεστοπροηγούμενοΦύλλοΕργασίας)•γυαλόχαρτο•υγρόσαπούνι•λάδι•διαφάνεια

•

•

Σελ. 184

235

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιμπορούμενααυξήσουμετηντριβήμεταξύδύοσωμάτωνεπιλέγονταςγιατηνκατασκευήτουςυλικάμετραχιάεπιφάνεια.Oιμαθητέςκολλάνεστηνεπιφάνειαενόςτριβόμετρουγυαλό-χαρτο. Στη συνέχεια τραβούν το τριβόμετρο αυτό πάνω στοθρανίοτουςκαισυγκρίνουντηντριβήπουασκείταισεαυτόμετηντριβήπουασκείταισεέναίδιοτριβόμετρομεπιολείαεπι-φάνεια.Oιμαθητέςστοπροηγούμενοφύλλοεργασίαςμελέτησαντουςπαράγοντεςαπότουςοποίουςεξαρτάταιητριβήπουασκείταισεένασώμα,διαπιστώνονταςότιέναςαπότουςπαράγοντεςαυτούςείναιτοείδοςτωνεπιφανειώνπουτρίβονται.Ηπαρατή-ρηση σε αυτό το πείραμα δε διαφέρει ουσιαστικά από τηναντίστοιχητουπροηγούμενουφύλλουεργασίας.Ημόνηδιαφο-ρά είναι ότι εδώ οι μαθητές συγκρίνουν δύο τριβόμετρα μεδιαφορετικόείδοςεπιφάνειας,ενώστηνπροηγούμενηενότηταχρησιμοποίησαντοίδιοτριβόμετρο,τοοποίοόμωςγλιστρούσεσεδιαφορετικέςεπιφάνειες.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςκαινασημειώσουνδίπλασεκαθεμιάτοντρόπομετονοποίοφροντί-ζουμε,ώστεναείναιητριβήόσοτοδυνατόνπιομεγάλη.Ζητάμε επίσης από τους μαθητές να αναφέρουν και άλλεςπεριπτώσειςστιςοποίεςφροντίζουμεναείναιητριβήόσοτοδυνατόνπιομεγάλη.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιμπορούμεναμειώσουμετηντριβήπουασκείταιμεταξύδύοσωμάτωνχρησι-μοποιώνταςλιπαντικά.Πρινοιμαθητέςδιαβάσουντιςοδηγίεςεκτέλεσηςτουπειράμα-τος,θέτουμετιςερωτήσεις:- Θέλουμεπάντοτεητριβήναείναιμεγάλη;-Μπορείτε να αναφέρετε περιπτώσεις στις οποίες προσπα-θούμεναπεριορίσουμετηντριβή;- Τι μπορούμε να κάνουμε, για να μειώσουμε την τριβή πουασκείταιμεταξύδύοσωμάτων;

Oιμαθητέςτρίβουντοδάχτυλότουςδυνατάσεμίαδιαφάνειαπουτοποθετούνπάνωστοθρανίοτους.Στησυνέχειαεπανα-λαμβάνουν,αφούαλείψουν τοδάχτυλό τουςμεσαπούνι.Τρί-βουνεπίσηςτοδάχτυλότουςστηδιαφάνεια,αφούτοαλείψουνμελάδι.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςνασυγκρίνουντηντριβήστιςτρειςπεριπτώσεις.

Ζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντιςεικόνεςκαινασημειώσουνδίπλασεκαθεμιάτοντρόπομετονοποίοφροντί-ζουμε,ώστεναείναιητριβήόσοτοδυνατόνπιομικρή.

Γενικά,γιαναπεριορίσουμετηντριβήπουασκείταιμεταξύδύοσωμάτων, χρησιμοποιούμε λιπαντικά. O αθλητής στην τελευ-ταίαεικόναβάζεισταχέριατουπούδρα,γιαναείναιηεπιφά-νειάτουςπιολεία.Ηχρήσηλιπαντικούσεαυτήντηνπερίπτωσηδενενδείκνυται,γιατίητριβήμετηχρήσηλιπαντικούθαμειω-νότανπερισσότεροαπότο ...επιθυμητόκαιοαθλητήςδεθαμπορούσενακρατήσειτηνμπάραμεταβάρη.

Το λαστιχάκι τεντώνεται περισσότερο στο κουτί με το γυαλόχαρτο.

Η τριβή αυξήθηκε, γιατί η επιφάνεια του ελαστικού γίνεται πιο τραχιά.Η τριβή είναι μεγάλη, γιατί η σόλα των παπουτσιών είναι κατασκευασμένη από τραχύ υλικό.Η τριβή αυξήθηκε, γιατί η πλαστική επιφάνεια είναι πιο τραχιά από την επιφάνεια της μπανιέρας.

Η τριβή είναι μικρότερη, όταν αλείφω το δάχτυλό μου με σαπούνι και ακόμη μικρότερη, όταν το αλείφω με λάδι.

Η τριβή μειώθηκε, γιατί βάλαμε λάδι στον κινητήρα του αυτοκινήτου.Η τριβή μειώθηκε γιατί βάλαμε λάδι στους μεντεσέδες της πόρτας.Η τριβή μειώνεται γιατί ο αθλητής βάζει πούδρα στα χέρια του.

•

•

•

•

Σελ. 185

Σελ. 186

236

Εξαγωγή συμπεράσματος Προκαλούμε συζήτηση για τη διατύπωση του συμπεράσματοςπουπροκύπτειαπόταπειράματαπουπροηγήθηκαν.Βοηθάμετουςμαθητέςνακατανοήσουνότι,ότανεπιδιώκουμεητριβήναείναιμεγάλη,επιλέγουμευλικάμετραχιάεπιφάνεια,ενώ,ότανεπιδιώκουμεητριβήναείναιμικρή,χρησιμοποιούμελιπαντικά.Μπορούμεναρωτήσουμε:- Τισυμβαίνει,ότανοιεπιφάνειεςπουτρίβονταιείναιτραχιές;- Τισυμβαίνει,ότανκαλύπτουμετιςεπιφάνειεςπουτρίβονταιμετραχιάυλικά;- Τισυμβαίνει,ότανβάλουμελιπαντικόανάμεσασεδύοεπιφά-νειεςπουτρίβονται;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗεργασίαείναισύνθετη.Oιμαθητέςκαλούνταινασημειώσουνμέρη του αυτοκινήτου στα οποία η τριβή είναι επιθυμητή καιμέρησταοποίαητριβήείναιανεπιθύμητη.

Η εργασία αναφέρεται στην καθημερινή ζωή.Όταν βρέχει, ητριβήτωνελαστικώνμετοδρόμοπεριορίζεται,οπότεπρέπειναοδηγούμεπιοπροσεχτικά.Κατάτησυζήτησητηςεργασίαςστηντάξημπορούμενααναφέ-ρουμεότι ιδιαίτερηπροσοχήαπαιτείται τιςπρώτεςβροχερέςμέρες τουφθινοπώρου.Ένααπό τασυστατικά τηςασφάλτουείναιτολάδι.Μετιςπρώτεςβροχέςέναμέροςτουσυστατικούαυτού«βγαίνει»στηνεπιφάνεια,μεαποτέλεσμαοδρόμοςναείναι ιδιαίτεραολισθηρός.Ητριβήμεταξύτωνελαστικώντουαυτοκινήτου και του δρόμου περιορίζεται σε αυτήν την περί-πτωσησημαντικά.

Η εργασία αναφέρεται στην καθημερινή ζωή.Oι μαθητέςστοφύλλοεργασίαςαυτόέμαθανότι,ότανεπιδιώκουμεητριβήναείναιμεγάλη,φροντίζουμεναεπιλέγουμευλικάμετραχιάεπι-φάνεια.Στηφωτογραφίαπαρατηρούνδύοπροϊόντασταοποίαηεπιφάνειαέχεικατασκευαστείαπότραχύυλικό,ώστεητριβήμετοχέριμας,όταντακρατάμε,ναείναιόσοτοδυνατόνπιομεγάλη.

Όταν θέλουμε η τριβή να είναι μεγάλη, επιλέγουμε υλικά με τραχιά επιφάνεια ή επενδύουμε τα σώματα με υλικά με τραχιά επιφάνεια. Όταν θέλουμε να μειώσουμε την τριβή, χρησιμοποιούμε λιπαντικά.

Η τριβή είναι επιθυμητή στα φρένα, για να σταματά το αυτοκίνητο και στα ελαστικά του, για να «μένει» στο δρόμο. Η τριβή είναι ανεπιθύμητη στον κινητήρα του αυτοκινήτου.

Όταν βρέχει, πρέπει να οδηγούμε προσεκτικά, γιατί το νερό ανάμεσα στα λάστιχα και το δρόμο μειώνει την τριβή.

Έχουν και τα δύο τραχιά επιφάνεια, για να αυξάνεται η τριβή και να μπορούμε έτσι να τα κρατάμε εύκολα.

•

•

•

•

Σελ. 187

237

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντην εικόνα.Αναφέρουμεότι οι δύοάντρεςέχουνπερίπου τοίδιοβάροςκαιστησυνέχειαπροκαλούμετηδιατύπωσηυποθέ-σεων,θέτονταςτηνερώτηση:- Γιατίοέναςβουλιάζειστοχιόνιπερισσότεροαπότονάλλο;Σημειώνουμετιςυποθέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΜετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηπίεσηεξαρ-τάταιαπότοβάροςτουσώματος.Γεμίζουνέναταψίμεαλεύρικαιτοποθετούνένακουτίαπόσαπούνι,τοοποίοέχουνγεμίσειμεπετραδάκια,πάνωστοαλεύρι.Στησυνέχειασεέναδιαφο-ρετικόσημείοτουταψιούτοποθετούντοκουτίαπότοσαπούνικαιπάνωτουακουμπούνέναόσοτοδυνατόνπιοβαρύβιβλίο.Oι μαθητές συγκρίνουν τα «αποτυπώματα» του κουτιού στοαλεύρικαισημειώνουντηνπαρατήρησήτους.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 8: Η ΠΙΕΣΗ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

δύναμη,πίεση,επιφάνεια,εμδαδόν

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Ναδιακρίνουνοιμαθητέςτιςέννοιες«δύναμη»και«πίεση».•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιηπίεσηεξαρτάταιαπότηδύναμηπουασκείταισεένασώμα,καθώςκαιαπότομέγεθοςτηςεπιφάνειαςεπαφής.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •μικρόταψί•αλεύρι•κουτάλι

•κουτίαπόσαπούνι•πετραδάκια•βαρύβιβλίο

•

•

Σελ. 188

238

Όταν τοποθετώ το βαρύ βιβλίο πάνω στο κουτί, το αποτύπωμα είναι πιο βαθύ.

Όταν ακουμπά στο αλεύρι η μικρή επιφάνεια του κουτιού, το αποτύπωμα είναι πιο βαθύ.

Η πίεση εξαρτάται από το βάρος του σώματος και από το μέγεθος της επιφάνειάς του.

Ο χιονοδρόμος που δε φορά πέδιλα βουλιάζει περισσότερο από τον άλλο, γιατί η επιφάνεια των παπουτσιών του με την οποία ακουμπά στο χιόνι είναι πιο μικρή, άρα η πίεση είναι πιο μεγάλη.

Το όχημα παρά το μεγάλο του βάρος δε βουλιάζει στο χιόνι, γιατί η επιφάνειά του είναι μεγάλη. Ο άνθρωπος βουλιάζει στο χιόνι, γιατί η επιφάνεια είναι μικρή, οπότε η πίεση είναι μεγάλη.

Τα καρφιά στο κρεβάτι είναι τοποθετημένα το ένα κοντά στο άλλο, με αποτέλεσμα η πίεση να είναι μικρή.

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηπίεσηεξαρ-τάταιαπότηνεπιφάνειατουσώματοςπουακουμπάστοαλεύρι.Oι μαθητές τοποθετούν το κουτί από το σαπούνι στο αλεύριπρώταμετημεγάλητουεπιφάνειαναακουμπάστοαλεύρικαιστησυνέχειαμετημικρήτουεπιφάνειαναακουμπάστοαλεύρι.Για να είναι το αποτύπωμαπιο εμφανές, ακουμπούν και στιςδύοπεριπτώσειςέναβαρύβιβλίοπάνωστοκουτί.Oι μαθητές συγκρίνουν τα δύο αποτυπώματα και σημειώνουντηνπαρατήρησήτουςστονπροβλεπόμενοχώροστοβιβλίο.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξηβοηθώνταςτουςμαθητέςναγενικεύσουντιςπαρατηρήσειςτουςσταπειράματαπουπροη-γήθηκανκαιναδιατυπώσουντοσυμπέρασμαχρησιμοποιώνταςτιςβοηθητικέςλέξειςπουδίνονταιστοπλαίσιο.Εισάγουμετηνέννοια «πίεση» και βοηθάμε τους μαθητές να τη διακρίνουναπότηνέννοια«δύναμη».Μεκατάλληλεςερωτήσειςκατευθύ-νουμετησυζήτηση:-Ήταντοβάροςτωνσωμάτωνστοπρώτοπείραμαίδιοήδια-φορετικό;-Ήταντοαποτύπωματουκουτιούστοπρώτοπείραμαίδιοκαιστιςδύοπεριπτώσεις;- Στο δεύτεροπείραμα χρησιμοποιήσαμε το ίδιο κουτί και τοίδιο βιβλίο.Ήταν λοιπόν η δύναμη, το βάρος των σωμάτωνίδιαήδιαφορετικήκαιστιςδύοπεριπτώσεις;-Ήταντοαποτύπωματωνκουτιώνίδιοήδιαφορετικόστιςδύοπεριπτώσεις;Εξηγούμεστουςμαθητέςότιηπίεσηεξαρτάταιαπότοβάροςτουσώματοςαλλάκαιαπότηνεπιφάνειαεπαφής,βοηθώνταςτουςναδιακρίνουντιςδύοαυτέςέννοιες.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερω-τήματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθείστοσχολείο.Αναφέ-ρουμε ότι οι δύο άντρες έχουν περίπου το ίδιο βάρος καιζητάμε από τους μαθητές να προσέξουν ότι ο ένας φοράπέδιλα του σκι. Προκαλούμε συζήτηση στην τάξη μέσα απότηνοποίαοι μαθητέςσχολιάζουν,συμπληρώνουνήδιορθώ-νουντιςυποθέσειςπουδιατύπωσανστηναρχήτουμαθήμα-τος.Μετάτηνολοκλήρωσητηςσυζήτησηςοιμαθητέςσημει-ώνουν στο βιβλίο τους με συντομία τα συμπεράσματά τουςαπαντώνταςστηνερώτηση.

Ηεργασίααυτήείναιπαρόμοιαμετηνπροηγούμενη,αλλάπιοσύνθετη.Στηνεργασίααυτήοιμαθητέςκαλούνταινασυγκρί-νουντοπόσοβουλιάζειστοχιόνιοάνθρωποςκαιτοόχημα.Εδώτόσοηεπιφάνειαεπαφήςόσοκαιτοβάροςτωνσωμάτωνείναιδιαφορετικά.Τοόχημα,παράτομεγάλοτουβάρος,βουλιάζειλιγότερο από τον άνθρωπο, διότι η επιφάνεια επαφής είναιπολύμεγαλύτερη,άρατελικάηπίεσημικρότερη.

Oιμαθητέςκαλούνταιναεξηγήσουνπώςέναςφακίρηςμπορείνα ξαπλώνει στα καρφιά, χωρίς να τραυματίζεται. Η εργασίαείναιδύσκολη.Βοηθάμετουςμαθητέςεξηγώνταςότιτακαρφιάείναιτοποθετημένααρκετάπυκνά.Όσοπιοπυκνάείναιστερε-ωμένατακαρφιά,τόσοπιομεγάληείναιηεπιφάνειαπουακου-μπάτοσώματου«φακίρη»,άρατόσοπιομικρήείναιηπίεση.Ανυπάρχειδιαθέσιμοςχρόνος,φέρνουμεστηντάξηένακουτίοδοντογλυφίδες και πιέζουμε το χέρι μαςπάνωστις οδοντο-γλυφίδες. Στη συνέχεια πιέζουμε το χέρι μας σε μία μόνοοδοντογλυφίδα. Προτρέπουμε τους μαθητές να επαναλάβουντοπείραμααυτόστοσπίτιτους.

•

•

•

•

•

Σελ. 189

Σελ. 190

239

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουνκαινασχολιάσουντην εικόνα. Στη συνέχεια διαβάζουμε το εισαγωγικό ερώτημαπροκαλώνταςτηδιατύπωσηυποθέσεων.Σημειώνουμετιςυπο-θέσειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπιση Με το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι στο νερόλόγωτουβάρουςτουδημιουργείταιπίεση.Κατάτηνεκτέλεσητουπειράματοςαπαιτείται ιδιαίτερηπροσοχή, για ναμηβρα-χούνοιμαθητές.Δυο-τρειςμέρεςπριναπότομάθημαζητάμεαπότουςμαθη-τέςναφέρουνστοσχολείοάδειαμεταλλικάκουτιάαπόγάλα.Καθώς υπάρχει κίνδυνος να τραυματιστούν οι μαθητές, αναφαιρέσουντιςβάσειςτωνκουτιώνμόνοιτους,καλόείναιπριναπότομάθημαναέχουμεαφαιρέσειμεέναανοιχτήρικαι τιςδύοκυλινδρικέςβάσειςτωνκουτιών.Oιμαθητέςκόβουνμεέναψαλίδιτολαιμόενόςμπαλονιούκαιστερεώνουντομπαλόνιστομεταλλικόκουτίμεέναλαστιχάκι,όπωςβλέπουνστηνεικόνα.Προτούοιμαθητέςβάλουννερόστοδοχείο,ελέγχουμεσχολα-στικάανταμπαλόνιαείναισταθεράστερεωμένασταμεταλλικάκουτιά,έτσιώστεναμηνυπάρχεικίνδυνοςναφύγουνταμπα-λόνιααπότηθέσητουςότανοιμαθητέςγεμίσουνμενερόταδοχεία.Αναυτόείναιαπαραίτητο,τοποθετούμεταλαστιχάκια«διπλά»ήχρησιμοποιούμεσπάγκοαντίγιαλαστιχάκι.Oιμαθητέςγεμίζουντοδοχείοσταδιακάμενερόκαισημειώ-νουνστησυνέχειαστοβιβλίοτουςτηνπαρατήρησήτους.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 9: Η ΥΔΡOΣΤΑΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ

ΔIAPKEIA:

1διδακτικήώρα

ΛEΞIΛOΓIO:

υδροστατικήπίεση,βάθος

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιταυγράλόγωτουβάρουςτουςπροκαλούνπίεση,τηνοποίαονομάζουμευδροστατικήπίεση.•Ναδιαπιστώσουνοιμαθητέςπειραματικάότιηυδροστατικήπίεσηαυξάνεταιόσομεγαλώνειτοβάθος.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •μεταλλικόκουτίαπόγάλα•ανοιχτήρικονσέρβας•μπαλόνι

•ψαλίδι•λαστιχάκι•νερό

Το Φύλλο Εργασίας 9 προτείνεται να μη διδαχθεί, γιατί οι έννοιες που παρουσιάζονται σε αυτό είναι κατά την άποψη των συγ-γραφέων ιδιαίτερα δύσκολες για μαθητές του Δημοτικού σχολείου. Το φύλλο εργασίας περιλαμβάνεται στο βιβλίο, καθώς η συγγραφική ομάδα όφειλε να τηρήσει πιστά το αναλυτικό πρόγραμμα.

•

•

για το πείραμα επίδειξης•πλαστικόμπουκάλι•λεκάνη

Σελ. 191

240

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηυδροστατικήπίεσηαυξάνεταιμετοβάθος.Σε ένα μεγάλο διαφανές μπουκάλι αναψυκτικού ανοίγουμετρεις τρύπες. Μπορούμε να ανοίξουμε εύκολα τις τρύπες,θερμαίνονταςένακαρφίσεένακερί.Καλόείναιναχρησιμοποι-ήσουμεδιαφορετικόκαρφίγιακάθετρύπα.Μπορούμενααφή-σουμετακαρφιάστιςτρύπεςόσηώραγεμίζουμετομπουκάλιμενερόκαιναζητήσουμεαπόέναμαθητήνατααφαιρέσει,ενώεμείςμεμιακανάταθασυμπληρώνουμενερόστομπουκάλι.Η σύγκριση των 3 πιδάκων του νερού πρέπει να γίνει στοκατώτεροσημείοτηςτροχιάςτους.Γιατολόγοαυτόπρέπεινατοποθετήσουμετομπουκάλισχετικάψηλά,όπωςφαίνεταιστηφωτογραφία.Είναιεπίσηςσημαντικόνασυμπληρώνουμενερόόσηώραοιμαθητέςπαρατηρούντουςπίδακες.Αφούοιμαθητέςδιαπιστώσουνότιοπίδακαςνερούαπότηχαμηλότε-ρη τρύπα φτάνει πιο μακριά, σταματάμε να προσθέτουμενερό,οπότεοιμαθητέςπαρατηρούνότιοιπίδακεςνερούδεφτάνουνπια τόσομακριάόσοέφταναν, ότανσυμπληρώναμενερό.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΜε κατάλληλες ερωτήσεις προτρέπουμε τους μαθητές ναθυμηθούνότιηπίεσηεξαρτάταιαπότοβάροςκαιτηνεπιφά-νεια.Στησυνέχειαθέτουμετηνερώτηση:-Έχειτονερόβάρος;Βοηθάμε τους μαθητές να κατανοήσουν ότι, εφόσον το νερόέχειβάρος,δημιουργείταισ'αυτόπίεση.Αναφέρουμεότιτηνπίεση που δημιουργείται στο νερό λόγω του βάρους του τηνονομάζουμε «υδροστατική». Εξηγούμε επίσης ότι, όσο τοβάθοςαυξάνει,ηποσότητατουυπερκείμενουνερούμεγαλώ-νει,συνεπώςμεγαλώνεικαιτοβάροςτουυπερκείμενουνερού,γι'αυτόκαιηυδροστατικήπίεσηαυξάνεταιόσοτοβάθοςμεγα-λώνει. Βοηθάμε τους μαθητές με κατάλληλες ερωτήσεις νασυνδυάσουν την πληροφορία αυτή με τις παρατηρήσεις τουςσταπειράματαπουπροηγήθηκαν:- Πότε τεντωνόταν η μεμβράνη περισσότερο, όταν το δοχείοήτανγεμάτομέχριτημέσηήότανήτανγεμάτομέχριεπάνω;- Ποιοςπίδακαςέφτανεπιομακριάστοτελευταίοπείραμα;

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερωτή-ματος,πρέπεισυνεπώςνασυζητηθεί στοσχολείοστο τέλοςτηςδιδακτικήςώρας.Προκαλούμεσυζήτησηστην τάξη, μέσααπότηνοποίαοιμαθητέςσχολιάζουν,συμπληρώνουνήδιορ-θώνουντιςυποθέσειςπουδιατύπωσανστηναρχήτουμαθήμα-τος.Μετάτηνολοκλήρωσητηςσυζήτησηςοιμαθητέςσημειώνουνμεσυντομίαστο βιβλίο τους τασυμπεράσματά τουςαπαντώ-νταςστηνερώτηση.

Oιμαθητέςκαλούνταιναεξηγήσουντηνκατασκευήτουφράγ-ματοςπουπαρατηρούνστοσκίτσο,αναφέρονταςτηνεξάρτησητηςυδροστατικήςπίεσηςαπότοβάθος.

Στην εργασίααυτήοι μαθητές καλούνται νασυσχετίσουν τηνανθεκτική κατασκευή του βαθυσκάφους με την αύξηση τηςυδροστατικήςπίεσηςανάλογαμετοβάθος.

Το μπαλόνι «φουσκώνει».

Το μπαλόνι «φουσκώνει» περισσότερο.

Το νερό στην κάτω τρύπα φτάνει πιο μακριά.Όταν σταματάμε να συμπληρώνουμε νερό, το δοχείο σιγά-σιγά αδειάζει και το νερό δε φτάνει πια τόσο μακριά.

Στο νερό δημιουργείται πίεση λόγω του βάρους του. Την πίεση αυτή την ονομάζουμε υδροστατική. Η υδροστατική πίεση αυξάνεται, όσο μεγαλώνει το βάθος.

Το αφτί μου πονά λόγω της υδροστατικής πίεσης. Ο πόνος είναι πιο έντονος όταν βουτάω βαθιά, γιατί η πίεση του νερού αυξάνεται όσο μεγαλώνει το βάθος.

Η βάση του φράγματος είναι πιο παχιά απ' ό,τι το πάνω μέρος του, γιατί η υδροστατική πίεση είναι μεγαλύτερη στο βυθό απ' ότι στην επιφάνεια της λίμνης.

Τα βαθυσκάφη είναι φτιαγμένα από ανθεκτικά υλικά για να αντέχουν την πίεση σε μεγάλα βάθη.

•

•

•

•

•

Σελ. 192

Σελ. 193

241

Εισαγωγικό ερέθισμα - Διατύπωση υποθέσεωνΖητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν προσεκτικά τηνεικόνα.Στησυνέχειαδιαβάζουμετοεισαγωγικόερώτημαπρο-καλώνταςτηδιατύπωσηυποθέσεων.Σημειώνουμετιςυποθέ-σειςτωνμαθητώνστονπίνακαχωρίςνατιςσχολιάσουμε.

Πειραματική αντιμετώπισηΜε το πείραμα αυτό οι μαθητές διαπιστώνουν ότι στον αέραλόγωτουβάρουςτουδημιουργείταιπίεση.Ησυνολικήποσότη-τατουαέραπουμαςκαλύπτειείναιπολύμεγάλη(ηατμόσφαιραεκτείνεταισεύψος1000kmαπότηνεπιφάνειατηςΓηςαλλάπάνωαπότα100kmείναιεξαιρετικάαραιή),οπότεηδύναμηπου ο αέραςασκεί στασώματα είναι πολύ μεγάλη.Καθώςηπίεσηείναιίδιασεόλεςτιςδιευθύνσεις,συνήθωςδεναντιλαμ-βανόμαστετηντεράστιαδύναμηπουασκείοαέρας.Γιαπαρά-δειγμα, οι μαθητές παρατηρούν ότι, όταν η εφημερίδα έχειτρύπες, μπορούν να την ανασηκώσουν εύκολα. O αέρας«περνά» ανάμεσα στην εφημερίδα και το τραπέζι, οπότε οιδυνάμειςπουοαέραςασκείστοπάνωκαιστοκάτωμέροςτηςεφημερίδας είναι ίσες κατά μέτρο αλλά αντίθετης φοράς, ησυνισταμένητουςδηλαδήείναιίσημετομηδέν.

Αντίθετα,ότανηεφημερίδαδενέχειτρύπεςκαιτηνπιέσουμεπάνωστοτραπέζι,οαέραςδενμπορείνα«περάσει»κάτωαπότηνεφημερίδα.Στηνπερίπτωσηαυτήοαέραςασκείδύναμηστοπάνωμέροςτηςεφημερίδας,όχιόμωςστοκάτωμέροςτης.Oιμαθητές παρατηρούν ότι σ' αυτήν την περίπτωση είναι πολύδύσκολοναανασηκώσουντηνεφημερίδα.

ΦΥΛΛO ΕΡΓΑΣΙΑΣ 10: Η ΑΤΜOΣΦΑΙΡΙΚΗ ΠΙΕΣΗ

ΔIAPKEIA:

2διδακτικέςώρες

ΛEΞIΛOΓIO:

αέρας,βάρος,πίεση,ατμοσφαιρικήπίεση,υψόμετρο

ΔIΔAKTIKOI ΣTOXOI:

•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιοαέραςλόγωτουβάρουςτουπροκαλείπίεση.•Νααναφέρουνοιμαθητέςότιτηνπίεσηπουπροκαλείοαέραςλόγωτουβάρουςτουτηνονομάζουμεατμοσφαιρική.

OPΓANA KAI YΛIKA:

για κάθε ομάδα •χάρακας•σπάγκος•εφημερίδα

•βεντούζα•γυαλόχαρτο•πλαστελίνη•βιβλία

Το Φύλλο Εργασίας 10 προτείνεται να μη διδαχθεί, γιατί οι έννοιες που παρουσιάζονται σε αυτό είναι κατά την άποψη των συγγραφέων ιδιαίτερα δύσκολες για μαθητές του Δημοτικού σχολείου. Το φύλλο εργασίας περιλαμβάνεται στο βιβλίο, καθώς η συγγραφική ομάδα όφειλε να τηρήσει πιστά το αναλυτικό πρόγραμμα.

για το πείραμα επίδειξης•μεταλλικόδοχείομεβιδωτόκαπάκι•καμινέτο•νερό

Η εφημερίδα σηκώνεται πολύ δύσκολα.

Η εφημερίδα σηκώνεται πολύ εύκολα.

•

•

Σελ. 194

242

Στη λεία επιφάνεια η βεντούζα κολλάει, ενώ στην τραχιά δεν κολλάει.Αν σηκώσω λίγο τη βεντούζα από το πλάι, μπορώ να την ξεκολλήσω εύκολα.

Αν αφήσω τον αέρα να μπει κάτω από την εφημερίδα ή κάτω από τη βεντούζα, μπορώ εύκολα να ανασηκώσω την εφημερίδα ή τη βεντούζα.

Παρατηρώ ότι, όσο πιο ψηλά βρίσκεται η μπάλα από πλαστελίνη, τόσο λιγότερο πιέζεται.

Καιμετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιστοναέραλόγωτουβάρουςτουδημιουργείταιπίεση.Ηπαρατήρησηπουκάνουνοιμαθητέςείναιαντίστοιχημεαυτήνπουέκανανστοπροηγούμενο πείραμα. Όταν πιέζουν τη βεντούζα στη λείαεπιφάνεια,απομακρύνουντοναέραπουβρίσκεταιανάμεσαστηβεντούζακαιτηνεπιφάνεια.Oυπερκείμενοςαέραςασκείδύνα-μηστηβεντούζα,οπότεείναιπολύδύσκολονατηνανασηκώ-σουν.Αντηνανασηκώσουναπότοπλάι,«περνά»αέραςκάτωαπότηβεντούζα,οπότεασκούνταιδυνάμειςαπότοναέρατόσοστοπάνωόσοκαιστοκάτωμέροςτηςβεντούζας.Σεαυτήντηνπερίπτωσηείναιεύκολονατηνανασηκώσουν.Στηντραχιάεπιφάνειατουγυαλόχαρτουηβεντούζαδεν«κολ-λάει», γιατί «περνά» αέρας ανάμεσα στη βεντούζα και στογυαλόχαρτο.

Είναιδύσκολονακατανοήσουνοιμαθητέςταπαραπάνω.Προ-καλούμε συζήτηση στην τάξη, εξηγώντας στους μαθητές μεόσο τοδυνατόναπλούστερεςεκφράσειςότι στοναέραδημι-ουργείται λόγω του βάρους του πίεση και ζητάμε από τουςμαθητέςνασυγκρίνουντηνεφημερίδαμετηβεντούζα.Βοηθά-μεμέσααπότησυζήτησητουςμαθητέςνακατανοήσουνότιηεφημερίδα στο πρώτο πείραμα «λειτουργεί» σα μια μεγάλη«βεντούζα».

Μετοπείραμααυτόοιμαθητέςδιαπιστώνουνότιηπίεσηεξαρ-τάταιαπότοβάροςτωνυπερκείμενωνσωμάτων.Στηνπερίπτω-σητηςατμόσφαιρας,λοιπόν,ηπίεσηεξαρτάταιαπότοβάροςτωνυπερκείμενωνστρωμάτωναέρα.

Oι μαθητές τοποθετούν τις μπάλες απόπλαστελίνη ανάμεσασταβιβλία.Μετάαπόμερικάλεπτάτιςαφαιρούνμεπροσοχήκαιπαρατηρούνότιοιμπάλεςπουήταντοποθετημένεςχαμηλάέχουνπαραμορφωθείπερισσότερο.Oιμαθητέςεπιστρέφουνταβιβλίακαι τηνπλαστελίνηστηθέσητουςκαισημειώνουνστοβιβλίοτηνπαρατήρησήτους.Ζητάμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν την εικόνα καιπροακαλούμεσυζήτησηστηντάξησχετικάμετηνατμοσφαιρικήπίεση.Βοηθάμε τους μαθητές να κατανοήσουν ότι η ατμοσφαιρικήπίεσηοφείλεταιστοβάροςτουαέραπουβρίσκεταιαπόπάνωμας.Ηατμοσφαιρικήπίεσηείναιμεγαλύτερηκοντάστηθάλασ-σακαιμικρότερησεμεγάλουψόμετροαφούεκείουπερκείμε-νοςαέραςείναιλιγότερος.Μεκατάλληλεςερωτήσειςσυντονίζουμετησυζήτηση:-Πουοφείλεταιηατμοσφαιρικήπίεση;-Πουείναιτο«πάχος»τουαέραμεγαλύτερο,κοντάστηθάλασ-σα,ήκοντάστοψηλόβουνό.-Πουείναιηατμοσφαιρικήπίεσημεγαλύτερη;-Οιμαθητέςαφούολοκληρωθείησυζήτησησημειώνουνστηνεικόναταμέρησταοποίαηατμοσφαιρικήπίεσηείναιμεγαλύ-τερηκαιεκείνασταοποίαείναιμικρότερη.

•

•

•

•

Σελ. 195

Σελ. 196

243

Ο αέρας έχει βάρος. Λόγω του βάρους του ο αέρας προκαλεί πίεση που ονομάζεται ατμοσφαιρική. Η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται όσο το ύψος από την επιφάνεια της θάλασσας αυξάνεται.

Το κουτί τσαλακώνεται λόγω της ατμοσφαιρικής πίεσης, αφού στο εσωτερικό του δεν υπάρχει αέρας.

Αν ανοίξουμε μια δεύτερη τρύπα στο κουτί, δε θα τσαλακωθεί, αφού η πίεση θα είναι ίδια και στο εσωτερικό του.

Δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει τη βεντούζα, γιατί δεν υπάρχει αέρας ο οποίος να ασκεί δύναμη.

Εξαγωγή συμπεράσματοςΠροκαλούμεσυζήτησηστηντάξη,βοηθώνταςτουςμαθητέςναδιατυπώσουντοσυμπέρασμαχρησιμοποιώνταςτιςβοηθητικέςλέξειςπουδίνονταιστοπλαίσιο.Ανυπάρχειδιαθέσιμοδιασκόπιο,προβάλλουμετησχετικήδια-φάνεια,αλλιώςζητάμεαπότουςμαθητέςναπαρατηρήσουντηνεικόνα στο βιβλίο τους. Με κατάλληλες ερωτήσεις βοηθάμετους μαθητές να κατανοήσουν ότι, όσο ψηλότερα βρίσκεταιέναςτόπος,τόσομικρότερηείναιηατμοσφαιρικήπίεση:- Ποια μπάλα από πλαστελίνη παραμορφώθηκε περισσότεροκαιποιαλιγότεροστοτελευταίοπείραμα;- Γιατί παραμορφώθηκεπερισσότερο η μπάλαπου βρισκότανχαμηλά;- Πότεείναιμεγαλύτεροτο«πάχος»τουστρώματοςαέραπουβρίσκεταιπάνωαπόμας,ότανβρισκόμαστεσεμεγάλουψό-μετροήότανβρισκόμαστεσεμικρόυψόμετρο;- Πότε είναι μεγαλύτερο το βάρος του αέρα που βρίσκεταιπάνωαπόμας,ότανβρισκόμαστεσεμεγάλουψόμετροήότανβρισκόμαστεσεμικρόυψόμετρο;- Πού είναι η ατμοσφαιρική πίεση μεγαλύτερη, κοντά στηνεπιφάνειατηςθάλασσαςήσεέναψηλόβουνό;

Ακόμαθυμίζουμεότιηπίεσηεξαρτάταιαπότηδύναμηκαιτομέγεθοςτηςεπιφάνειας.

Εμπέδωση - ΓενίκευσηΗπρώτηεργασίααποτελείεπανάληψητουεισαγωγικούερωτή-ματος, πρέπει συνεπώς να συζητηθεί στο σχολείο μετά τηνολοκλήρωσητουφύλλουεργασίας.Εφόσονοιμαθητέςέχουνδιατυπώσειυποθέσειςστηναρχήτουμαθήματος,αυτέςείναισημειωμένεςστονπίνακα.Προκαλούμεσυζήτησηστην τάξη, μέσααπό τηνοποίαοι μαθητέςσχολιά-ζουν, συμπληρώνουν, επαναδιατυπώνουν ή διορθώνουν τιςυποθέσειςτουςμεβάσηταόσαέμαθαν.

Oι μαθητές καλούνται, με βάση όσα μελέτησαν σε αυτό τοφύλλοεργασίας,ναεξηγήσουνότι,ανανοίξουμεμιαδεύτερητρύπαστοκουτίτηςπορτοκαλάδας,αυτόδεθαπαραμορφωθεί,αφούηπίεσηστοεσωτερικότουκουτιούθαείναιστηνπερί-πτωσηαυτήίσημετηνπίεσηγύρωαπότοκουτί.

Η βεντούζα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη Σελήνη, διότιεκεί δεν υπάρχει ατμόσφαιρα, συνεπώς δεν ασκείται δύναμηστηβεντούζα.

•

•

•

•

Σελ. 197

παράρτημα:βιβλιογραφία

246

247

Eλληνόγλωσση βιβλιογραφία για το δάσκαλο

ΑλεξόπουλοςΒασίληςκ.ά.,1994,ΕρευνώτοΦυσικόκόσμο.Στ΄τάξη.Βιβλίογιατοδάσκαλο.'Εκδοσηε',OΕΔΒ,ΑθήναΑποστολόπουλος Δημήτρης, Παΐζη - Αποστολοπούλου Μάχη, 1984, Αρχές πολιτικής επιστήμης και στοιχεία δημοκρατικούπολιτεύματος.'Εκδοσηβ',OΕΔΒ,ΑθήναΑραμπατζήςΘεόδωρος,1998,ΘάμνοικαιδέντραστηνΕλλάδα.Τόμος Ι.OικολογικήΚίνησηΔράμας-ΤεχνολογικόΕκπαιδευτικόΊδρυμαΚαβάλας,ΔράμαAronsArnold,1992,OδηγόςδιδασκαλίαςτηςΦυσικής.ΜετάφρασηΒαλαδάκηςΑ.,εκδ.Τροχαλία,ΑθήναΒαμβακάςΚ.κ.ά.,1990,ΕκπαιδευτικήΕλληνικήΕγκυκλοπαίδεια.ΤόμοςΙΙ.Θετικέςεπιστήμες-Ζωολογία.εκδ.ΕκδοτικήςΑθηνών,ΑθήναΒρεττάκοςΝικηφόρος,1970,Θησαυρόςγνωμικών&αποφθεγμάτων.εκδ.'Ατλας,ΑθήναΓιαννίτσαροςΑ. κ.ά.,1990α,ΕκπαιδευτικήΕλληνικήΕγκυκλοπαίδεια.Τόμος10.Θετικέςεπιστήμες -Φυτολογία.εκδ.ΕκδοτικήςΑθηνών,ΑθήναΓιαννίτσαροςΑ.κ.ά.,1990β,ΕκπαιδευτικήΕλληνικήΕγκυκλοπαίδεια.Τόμος12.Θετικέςεπιστήμες-ΓενικήΒιολογία.εκδ.ΕκδοτικήςΑθηνών,ΑθήναDriverRosalind,GuesneEdith,TiberghienAndree,1993,Oι ιδέεςτωνπαιδιώνστιςφυσικέςεπιστήμες.ΜετάφρασηΚρητικόςΘ.,Σπηλιωτοπούλου-ΠαπαντωνίουΒ.,ΣταυρόπουλοςΑ.εκδ.ΈνωσηΕλλήνωνΦυσικών,εκδ.Τροχαλία,ΑθήναHewittPaul,1992α,Oιέννοιεςτηςφυσικής.ΤόμοςΙ.ΜετάφρασηΣηφάκηΕλ.ΠανεπιστημιακέςΕκδόσειςΚρήτης,ΗράκλειοHewittPaul,1992β,Oιέννοιεςτηςφυσικής.ΤόμοςΙΙ.ΜετάφρασηΣηφάκηΕλ.ΠανεπιστημιακέςΕκδόσειςΚρήτης,ΗράκλειοΘεοδοσίουΣτράτος,ΔανέζηςΜάνος,1994,Μετρώνταςτονάχρονοχρόνο-OχρόνοςστηνΑστρονομία.εκδ.Δίαυλος,ΑθήναΚαϊναδάςΗ.,ΜάργαρηςΝ.,ΘεοδωρακάκηςΜ.,1997,ΤααγριολούλουδατηςΑθήνας.ΠολιτισμικόςOργανισμόςΔήμουΑθηναίων,ΑθήναKαλκάνηςΓ.Θ.,2000,EκπαιδευτικήΦυσική:AπότοMικρόKοσμοστοMακρόKοσμο.ΠανεπιστήμιοAθηνών,AθήναKαλκάνηςΓ.Θ.,2000,Eνέργεια:Eπιστήμη,Tεχνολογία,Περιβάλλον.ΠανεπιστήμιοAθηνών,AθήναKαλκάνης Γ. Θ., 2000, Eφαρμογές των Tεχνολογιών Πληροφόρησης στην Eκπαίδευση στις Φυσικές Eπιστήμες. ΠανεπιστήμιοAθηνών,Aθήνα.ΚαλκάνηςΓ.,ΚωστόπουλοςΔ.,1995,Φυσική.ΑπότοΜικρόκοσμοστοΜακρόκοσμο.Ια.Μηχανική.ΠανεπιστήμιοΑθηνών,ΠΤΔΕ,ΑθήναΚόκκοταςΠαναγιώτης,1989,ΔιδακτικήτωνΦυσικώνεπιστημών.εκδ.Γρηγόρη,ΑθήναΚοντογιάννηΆλκηστις,1992,Κουκλο-θέατροσκιών.εκδ.Άλκηστις,ΑθήναΚουμαράς,Παναγιώτης,2002,ΟδηγόςγιατηνπειραματικήδιδασκαλίατηςΦυσικής,ΕκδόσειςΧριστοδουλίδη,Θεσσαλονίκη.ΠαρασκευόπουλοςΙωάννης,1985α,Εξελικτικήψυχολογία,τόμος3-σχολικήηλικία.ΑθήναΠαρασκευόπουλοςΙωάννης,1985β,Εξελικτικήψυχολογία,τόμος4-εφηβικήηλικία.ΑθήναΠατάπηςΣταμάτης,1993,ΜεθοδολογίαδιδασκαλίαςτηςΦυσικής.Εκδ.Συμμετρία,ΑθήναΠετρήςΓ.,1986,OΚαραγκιόζης,εκδ.Γνώση,Αθήνα

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

248

ΣάββαςΣταύρος,1996,Τοερευνητικάεξελισσόμενομοντέλοστηδιδασκαλίατηςφυσικήςμειδιοκατασκευέςκαιπειράματαμεαπλάμέσα.Πρότασηεφαρμογήςγιατοδημοτικόσχολείο.Διδακτορικήδιατριβή,ΠανεπιστήμιοΑθηνώνΣφήκαςΓιώργος,1997,ΤαενδημικάφυτάτηςΕλλάδας.εκδ.Μπάστας-Πλέσσας,ΑθήναΤριλιανόςΘανάσης,1991,Ηπαρώθησηήπώςκαλλιεργείταιστομαθητήηέφεσηγιαμάθηση.ΠΤΔΕ,ΑθήναΤριλιανόςΘανάσης,1993,Ηαντίληψητωνδασκάλωνγιατηνενθάρρυνσητουμαθητήκατάτηδιδακτικήδιαδικασία.εκδ.Συμμετρία,ΑθήναΦΕΚ, τεύχος Β΄, αριθμός φύλλου 303/13-03-03, Διαθεματικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγραμμάτων Σπουδών, Αναλυτικά ΠρογράμματαΣπουδώνΔημοτικού.ΧαλκιάΚρυσταλλία,1998,ΗΕικόνασταμαθήματατωνΦυσικώνΕπιστημών.Ερωτήματακαιεπισημάνσειςστηνεπιλογήκαιχρήσητους.1οΠανελλήνιοΣυνέδριοΔιδακτικήςτωνΦυσικώνΕπιστημώνκαιΕφαρμογήςτωνΝέωνΤεχνολογιώνστηνΕκπαίδευση,Θεσ-σαλονίκη.

Ξενόγλωσση βιβλιογραφία για το δάσκαλο

Abrams Eleanor,Wandersee James, 1995, How to infuse actual scientific research practices into science classroom instruction.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.17,No.6,pp.683-694AhoLeena,Huopio Johanna,HuttunenSatu,1993,Learningsciencebypracticalwork in Finnishprimaryschoolsusingmaterialsfamiliarfromtheenviroment:apilotstudy.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.15,No.5,pp.497-507AllenMaureenetal.,1991,Electricalconnections.AimsEducationFoundation,Fresno,CaliforniaAppletonKen,1995,Studentteacher'sconfidencetoteachscience:ismorescienceknowledgenecessarytoimproveselfconfidence.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.17,No.3,pp.357-369BackhausUdoetal.,1994,EinfuhrungindiePhysik.DiesterwegVerlag,Frankfurta.M.BaderFranz(Hrsg.)etal.,1993,Physik:Eingangsstufe.SchroedelSchulbuchverlag,HannoverBaimbaAndrew,KatternsRobert,KirkwoodValda,1993,Innovationinasciencecurriculum:ASierraLeonecasestudy.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.15,No.2,pp.213/219BauerErnstetal.,1976,Biologie1/A.CornelsenVerlag,BerlinBauerErnstetal.,1998Biologie(7-9).CornelsenVerlag,BerlinBeckerGeorg,1991α,HandlungsorientierteDidaktik.TeilI:PlanungvonUnterricht.5teAuflage.Beltz,WeinheimBeckerGeorg,1991β,HandlungsorientierteDidaktik.TeilΙΙ:DurchführungvonUnterricht.5teAuflage,Beltz,WeinheimBeckerGeorg,1991γ,HandlungsorientierteDidaktik.TeilIII:AuswertungundBeurteilungvonUnterricht.3teAuflage,Beltz,WeinheimBentleyDi,WattsMike,1992,Communicatinginschoolscience:Groups,TasksandProblemsolving5-16.FalmerPress,LondonBergauManfredetal.,1994,Umwelt:Biologie(5/6).ErnstKlettVerlag,StuttgartBergeOtto-Ernst,1982,SpielzeugimPhysikunterricht.Quelle&Meyer,HeidelbergBergeOtto-Ernst,1993,OffeneLernformenimPhysikunterrichtderSekundarstufeI.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.4,No.17,pp.4-11BergeOtto-Ernst,1994,FreihandversuchezurReibung.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.5,No.25,pp.196-199BergmannFriedichetal.,1994,EinführungindiePhysik.DiesterwegVerlag,Frankfurta.M.BlandCaroletal.,1996,Poppingwithpower.AimsEducationFoundation,Fresno,CaliforniaBleichrothWolfgang(Hrsg.)etal.,1980,Physik-Chemieab7.WestermannSchulbuchverlag,BraunschweigBleichrothWolfgangetal.,1991α,FachdidaktikPhysik.AulisVerlagDeubner,KölnBleichrothWolfgang,1969,DieDidaktikdesPhysik-/ChemieunterrichtsalsWissenschaft.Didaktica,Vol.3,pp.91-111Bleichroth Wolfgang, 1989, Die Vertretungsstunde - Eine oft vertane Chance für den Physikunterricht. Naturwissenschaften imUnterrichtPhysik-Chemie,Vol.37,No.42,pp.47-50BleichrothWolfgang, 1991β,Mehr Freihandversuche imPhysikunterricht. Naturwissenschaften imUnterricht Physik, Vol.2,No.10,pp.168-171BohardtPaul,1975,Attitudestowardprocess-basedscienceinstructionheldbystudentsandteachersingradesfourthrougheight.DiessertationalAbstractsInternationalA,Vol.35,No.12,p.7631BondiHerman,1977,PhysikundunsereKultur.PhysikalischeBlätter,Vol.33,No.11,pp.485-491BornGernot(Hrsg.)etal.,1983,QuerschnittPhysik+Technik.WestermannSchulbuchverlag,BraunschweigBornGernot(Hrsg.)etal.,1994,QuerschnittPhysik(7/8).WestermannSchulbuchverlag,BraunschweigBramerRainer,1986,DerheimlicheWiderstandgegendieWissenschaft.DieDeutscheSchule,Vol.78,No.2,pp.223-233

249

BrandtHeinzetal.,1989,Physik/ChemiefurNiedersachsen(5/6).WestermannSchulbuchverlag,BraunschweigBreddermanTed,1982,ActivityScience-TheEvidenceShowsitMatters.ScienceandChildren,Vol.20,pp.39-41BreddermanTed,1984,Theinfluenceofactivitybasedelementaryscienceprogramsonclassroompractices:aquantitativesynthesis.JournalofResearchinScienceTeaching,Vol.21,No.3,pp.289-303BredthauerWilhelmetal.,1993,ImpulsePhysik1.ErnstKlettSchulbuchverlag,StuttgartCallahanSterling,1996,SuccessfulTeachinginSecondarySchools.ScottForesmannPubl.,ChicagoCashTerry,1993,101Physicstricks.Funexperimentswitheverydaymaterials.SterlingPubl.,NewYorkCassidyJohn,1991,Explorabook.KlutzPress,PaloAltoCACollmannTimm(Hrsg.)etal.,1994,BIO1.WestermannSchulbuchverlag,BraunschweigCoombesAllen,1992,Trees.DorlingKindersley,LondonDahnckeHelmut,1994,LegitimationdesPhysikunterrichtsausdemBildungsbegriff.PhysikinderSchule,Vol.32,No.12,pp.402-408DenglerRoman,1995,EinstellungzurPhysik.UntersuchungenundFolgerungenfürdenUnterricht.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.6,No.28,pp.105-109DES,1995,DepartmentofEducationandScience,Science5-16.TheNationalCurriculum.ΗMSO,LondonDiSessa,A.A.,1982,UnlearningAristotelianphysics:Astudyofknowledgebasedlearning,CognitiveScienceVol.6,pp.37-75DrizaManfred,CholewaGeorg1994,LebenundUmwelt.VerlegergemeinschaftNeuesSchulbuch,WienDuffyThomas,JonassenDavid,1992,ConstructivismandthetheoryofInstruction.LawrenceErlbaumPbl.,HillsdaleDuitReindersetal.,1993β,Physik:UmdieWeltzubegreifen(5/6,7/8,9/10).DiesterwegVerlag,Frankfurta.M.DuitReinders,1986α,Energievostellungen.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik/Chemie,Vol.34,No.13,pp.105-107DuitReinders,1986β,Wärmevorstellungen.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik/Chemie,Vol.34,No.13,pp.128-131Duit Reinders, 1993α, Schülervorstellungen - Von Lerndefiziten zu neuen Unterrichtsansätzen. Naturwissenschaften im UnterrichtPhysik,Vol.4,No.16,pp.4-10DuitReinders,HäußlerPeter,KircherErnst,1981,UnterrichtPhysik,MaterialienzurUnterrichtsvorbereitung.AulisVerlagDeubner,KölnDuit,R.&TreagustD.F. (2003)Conceptualchange:apowerful framework for improvingscience teaching, InternationalJournalofScienceEducation,Vol.25(6),pp.671-688Duit, R., 1999, Conceptual change approaches in science education. InW. Schnotz, S. Vosniadou, &M. Carretero (Eds.), Newperspectivesonconceptualchange(pp.263-282)NL:Pergamon,AmsterdamEbisonM., 1992, Toys andPhysics Education. VortragePhysikertagung1992,DeutschePhysikalischeGesellschaft, FachverbandDidaktikderPhysik,Berlin,pp.270-289EhrlichRobert,1990,Turningtheworldinsideout.PrincetonUnivercityPress,PrincetonEisnerWerneretal.,1986,ElementeChemieI.ErnstKlettShculbuchverlag,StuttgartEpsteinLewis,1989,EpsteinsPhysikstunde.2teAuflage,Birkhäuser,BaselFeherElsa,1990,Interactivemuseumexhibitsastoolsforlearning.InternationalJournalofSchienceEducation,Vol.12,No.1,pp.35-49Fensham,PeterJ.,2001,Sciencecontentasproblematic-issuesforresearch.InBehrendt,H.,Dahncke,H.,Duit,R.,Graeber,W.,Komorek,M.&Kross,A.,ResearchinScienceEducation-Past,Present,andFuture,KluwerAcademicPublishers,Dordrecht,TheNetherlands,pp.27-41FeuerleinRaineretal.,1998,PhysikN-Sekundarstufe1.BayerischerSchulbuchverlag,MünchenFlandersN.A.,1967,Intent,ActionandFeedback:APreparationforTeaching.In:Amidon,E.J./Hough,J.B.(Eds.):InteractionAnalysis.Theory,ResearchandApplication.Addison-WesleyReading/MassFortsetzunginNaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.4,No.18,pp.117-121FraknoiAndrew,1995,TheUniverseatyour fingertips:Anastronomyactivityand resourcenotebook.Astronomicalsocietyof thePacific,SanFranciscoFrenchA.,1983,InVinoVeritas:astudyofWingeglassacoustics.AmericanJournalofPhysics,Vol.51,No.8,pp.688-694GagneRobert,BriggsLeslie,WagerWalter,1992,Principlesofinstructionaldesign.4thedition,HBJPubl.,OrlandoGangoliS.,GurumuthyC.,1995,Astudyoftheeffectivenessofaguidedopen-endedapproachtophysicsexperiments.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.17,No.2,pp.233-241GeigerWerneretal.,1998,ChemiefürRealschulen.CornelsenVerlag,BerlinGinottHaim,1972,TeacherandChild.Macmillan,NewYorkGomoletz Joachim, 1992,PhysikPlus - ein landesweites Förderprojektmit «FreihandExperimenten». InWambachH.,WagnerH.(Hrsg.):FörderungvonJugendlichenindenNaturwissenschaften,KarlHeinrich,BadHonnef,pp.117-123GoodladJohn,1979,Whatschoolsarefor.PDKEducationalFoundationPubl.,Ohio

250

GraeffKlausetal.,1993,ImpulsePhysik:Klasse6.ErnstKlettShculbuchverlag,StuttgartGressmannMichael,MatheaWolfgang,1996,DieFundgrubefürdenPhysik-Unterricht,CornelsenScriptor,BerlinGuidoniPaolo,1985,Onnaturalthinking.EuropeanJournalofScienceEducation.Vol.7,No.2,pp.133-140Gunstone, Richard, 2001, The education of teachers of physics: Contents plus pedagogy plus reflective practice. In Pinto, R. &Surinach,S.(eds),PhysicsTeacherEducationBeyond2000,Elsevier,Paris,pp.27-33HaaseKonrad,LehmannDietmar,1985,NanosPhysikAbenteuer.AulisVerlagDeubner,KölnHagemeisterV.,1992,SparenvonHeizenergie.InMieK.,FreyK.(Hrsg.):PhysikinProjekten,3teAuflage.AulisVerlagDeubner,Köln,pp.81-89HarlanJeanDurgin,1976,Scienceexperiencesfortheearlychildhoodyears.MerrillPubl.,ColumbusOhioHärleHelmut, 1978, SozialpsychologischeGrundlagen schülerorientierter pädagogischer Interaktionen. In Einsiedler, Härle (Hrsg.):SchülerorientierterUnterricht,3teAuflage,Auer,Donauworth,pp.75-171HarlenWynne,1985,Teachingandlearningprimaryscience.Harper&Row,LondonHarlenWynne,2000,(3rdEd.),TheteachingofscienceinPrimarySchools,DavidFultonPublishers,London.Harlen,Wynne.&Holroyd,C.,1997,Primaryteachers'understandingofconceptsofscience: Impactonconfidenceandteaching,InternationalJournalofScienceEducation,Vol.19,No.1,pp.93-105HarriesHorst,1990,FörderungderMotivationimnaturwissenschaftlichen-technischenUnterrichtdurchmethodischeMaßnahmen.InLenskeW.,WollenweberH. (Hrsg.): Frauen imBeruf - Förderung naturwissenschaftlicher-technischerBildung fürMädchen in derRealschule,AulisVerlagDeubner,Köln,pp.162-187HausfeldRainer(Hrsg.)etal.,1997,Naturbewusst(5,6,7).WestermannSchulbuchverlag,BraunschweigHäußlerP.etal.,1980,PhysikalischeBildung.EinecurriculareDelphi-Studie,Teill.IPN,KielHäußlerP.,HoffmannLore,1995,Physikunterricht-andenInteressenvonMädchenundJungenorientiert.Unterrichtswissenschaft,Vol.23,No.2,pp.107-126HäußlerP.,1987,EineErhebungzueinererwünschtenphysikalischenBildung.PhysicaDidactica,Vol.14,No.3,pp.13-24HayesDorothy,SymingtonDavid,MartinMarjory,1994,Drawingduringscienceactivityintheprimaryschool.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.16,No.3,pp.265-277HeepmannBerndetal.,1988,PhysikfürRealschulen7-10.AusgabeNordrhein-Westfalen,CornelsenVerlag,BerlinHeepmannBerndetal.,1993,PhysikfürRealschulen(5/6).CornelsenVerlag,BerlinHeisenbergWerner,1959,PhysikundPhilosopie.S.HirzelVerlag,StuttgartHenningKlaus,1992,PhysikalsErklärungsmöglichkeitvonPhänomenen-aucheinWegphysikalischBegabtezufördern.InWambachH.,WagnerH.(Hrsg.):FörderungenvonJugendlichenindenNaturwissenschaften,KarlHeinrich,BadHonnef,pp.136-146HerbersRudolf,1990,KonzeptioneinesSpiralmodelszurBehandlungderchemischenSchadstoffeimChemieunterrichtverschiedenerJahrgangsstufenbasierendaufdenErgebnisseneinerempirischenUntersuchung.DissertationUntersuchung.DissertationUniversitatMünster,MünsterHewittPaul,1983,Millikanlecture1982:Themissingessential-aconceptualunderstandingofPhysics.AmericanJournalofPhysics,Vol.51,No.4,pp.305-311Hewson,P.&Hewson,M.,1992,Thestatusofstudentsconceptions.InDuit,R.,Goldberg,F.&Niedderer(Eds.)ResearchinPhysicsLearning:Theoreticalissuesandempiricalstudies,Germany:InstituteofScienceEducation,Kiel,pp59-73.HeyderWolfgang,1991,FreihandversucheausMechanik,Wärmelehre,ElektrizitätslehreundOptik.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.2,No.10,pp.192-198HodsonDerek,1992,Insearchofameaningfulrelationship:anexplorationofsomeissuesrelatingtointegrationinscienceandscienceeducation.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.14,No.5,pp.541-562HoffmannLore,1991,BerücksichtigungderInteressenschwerpunktevonMädchenimPhysikunterrichtalsfachdidaktischesProblem.DidaktikderBerufs-undArbeitswelt,Vol.10,No.4,pp.32-41HoffmannLore,1992,MädchenundFrauenindernaturwissenschaftlichenBildung.InRiquartsetal.(Hrsg.):NaturwissenschaftlicheBildunginderBundesrepublikDeutschland,BandIV,IPN,Kiel,pp.139-180HolbrookJ.,1992,TheappropriatenessoftheBritishstyleeducationalsysteminpromotingScienceEducation.InternationalJournalofEducationalResearch,Vol.17,No.3/4,pp.319-336HuberG., 1998, LernpsychologischeGrundlagen des schülerorientiertenUnterrichts.In Einsiedler, Härle (Hrsg.): SchülerorientierterUnterricht.3teAuflage,AuerDonauworth,pp.45-74IZE,1993,GlühbertundWolframentdeckenGeheimnissederElektrizität.Heft1.5teAuflage,InformationszentralederElektrizitätswirtschafte.V.,IZE,Frankfurta.M.JacobsonWillard,BergmanAbbyBarry,1980,Scienceforchildren.PrenticeHall,NewJersey

251

JerkeG.,1992,DerPhysikunterrichtdarfnichtzumLateinunterrichtdes20.Jahrhundertswerden.PhysikalischeBlätter,Vol.48,No.3,pp.181-182JohnstonI.,1989,MeasuredTones-TheInterplayofphysicsandmusic.InstituteofPhysicsPubl.,BristolJungWalter,1986,AlltagsvorstellungenunddasLernenvonPhysikundChemie.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik/Chemie,Vol.34,No.13,pp.100-104Jung Walter, Wiesner Hartmut, Engelhardt Peter, 1981, Vorstellungen von Schülern über Begriffe der Newtonischen Mechanik.Franzbecker,BadSalzdetfurthJungWalter,Wiesner Helmut, 1980,Wie wenden Schüler Physik an zur Erklärung alltäglicher Erscheinungen? Untersuchung amBeispielderklassischenMechanik.PhysicaDidactica,Vol.7,pp147-163KelleyKevin,1988,Thehomeplanet.Addison-WesleyPublishingCompany,NewYorkKempaR.,AyobAminah,1995,Learningfromgroupworkinscience.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.17,No.6,pp.743-754KentM.,1980,Thephysicsofswimming.PhysicsEducation,Vol.15,pp.275-279KLNW, 1993, Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen. Richtlinien und Lehrpläne Physik-Gymnasium Sek.I. Ritterbach,FrechenKranzerWalter,1990,SointeressantistPhysik.2teAuflage,AulisVerlagDeubner,KölnKremerBruno,1998,DieBäumeMitteleuropas.Kosmos,SuttgartKrüger-PabstMichael,1994,ReibunganFahrradreifen.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.5,No25,pp.189-192KubliFritz,1980,KognitionsstufenalsdidaktischerGesichtspunktimPhysikunterricht.PhysikundDidaktik,Vol.7,No.17,pp.17-24KuhnWilfriedetal.,1996,Physik1.WestermannSchulbuchverlag,BraunschweigLeach,J.&Scott,P.,2002,Designingandevaluationscienceteachingsequences:Anapproachdrawingupontheconceptoflearningdemandandasocialconstructivistperspectiveonlearning,StudiesinScienceEducation,Vol.38,pp.115-142LechnerHansJoachim,1992α,SchülerinteressenimPhysikunterrichtinderSekundarstufeI.PhysikinderSchule,Vol.30,No.3,pp.94-97LechnerHansJoachim,1992β, JungenundMädchen imPhysikunterricht.VorträgePhysikertagung1992,DeutschePhysikalischeGesellschaft,FachverbandDidaktikderPhysik,Berlin,pp.223-227LefrancoisGuy,1994,PsychologiedesLernens.Springer,BerlinLeupoldJohannetal.,1994,UmweltPhysik-NordrheinWestfalen(5/6,7/8,9/10).ErnstKlettSchulbuchverlag,StuttgartLiebersKlausetal.,1995,Physik:LehrbuchfürdieKlassen7und8.VolkundWissenVerlag,BerlinLudwigMartin,1994,IstEntwicklungvonKreativitätmitdemSchulbuchmöglich?PhysikinderSchule,Vol.32,No.2,pp.42-45MackayAlan,1991,Adictionaryofscientificquotations.InstituteofPhysicsPubl.,BristolMeheut,M.&Psillos,D.,2004,Teaching-learningsequences:aimsandtoolsforscienceeducationresearch,InternationalJournalofScienceEducation,Vol.26,No.5,pp.515-535MeierW.,SchlichtingJ.,1992,DieTrägheitunddieSkidrehung.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik.,Vol.3,No.12,pp34-36MikelskisHelmut,1982,DidaktikenderPhysik:SynopseundKritik.Franzbecker,BadSalzdetfurthMillerReinhold,1992,SichinderSchulewohlfühlen.5teAuflage,Beltz,WeinheimMohapatraJ.,ParidaB.,1995,Thelocationofaltenativeconceptionsbyaconceptgraphtechnique.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.17,No.5,pp.663-681MonkMartin&Osborne,Jonathan,2000(Eds.),Goodpracticeinscienceteaching:Whatresearchhastosay,OpenUniversityPress,Buckingham-PhiladelphiaMonk Martin, 1995, On the identification of principles in science that might inform research into students' beliefs about naturalphenomena.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.17,No.5,pp.565-573MothesHans,1972,MethodikundDidaktikderPhysikundChemie.8teAuflage,AulisVerlagDeubner,KölnMuckenfußHeinz,1986,LernfreudeundPhyisikunterricht-RahmenbedingungenfürlustvollesPhysiklernen.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik/Chemie,Vol.34,No.18,pp.331-340MuckenfußHeinz,1993α,DerSinngehaltvonAlltagsvorstellungen-KonsequenzenfüreinneuesGesamtkonzeptzurElektrizitätslehre.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.4,No.16,pp.11-15MuckenfußHeinz,1993β,SchülerExperimentsatz:ElektrischeEnergiequellen.Cornelsen,BerlinMuckenfußHeinz,1994,Die«loseRolle»:Ein«Mißkonzept»derFachdidaktik?EinUnterrichtsvorschlagzurEinsetzungeines«echten»Flaschenzuges.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.5,No.23,pp.111-114Muckenfuß Heinz, 1996, Orientierungswissen und Verfügungswissen. Zur Ablehnung des Physikunterrichts durch die Mädchen.NaturwissenschaftenimUnterricht Physik,Vol.7,No.31,pp.20-25

252

MurphyPatetal.,1996,Thescienceexplorer.OwlBooks,HenryHoltandCompany,NewYorkNachtigallD.,DieckhoferJ.,PetersG.,1993,QualitativeExperimentemiteinfachenMitteln.UniversitatDortmund,InstitutfürDidaktikderPhysik,DortmundNachtigallDieter,1982,VorstellungenvonFünftkläβlernüberdenfreienFall.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik/Chemie,Vol.30,No.3,pp.91-97NachtigallDieter,1985,CommunicatingPhysics -Theaffectivedomain. ΙnternationalConferenceonPhysicsEducation,Duisburg,Invitedpaper.Proceedings,pp.22-59NachtigallDieter,1986α,DieRollevonPräkonzeptenbeimLehrenundLernenvonPhysik.PhysicaDidactica,Vol.13,Sonderheft1986,pp.97-101NachtigallDieter,1986β,VorstellungenimBereichderMechanik.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik/Chemie,Vol.34,No.13,pp.114-118NachtigallDieter,1987,SkitzenzurPhysikdidaktik.Lang,FrankfurtNachtigallDieter,1990α,AspektederPhysikdidaktik.SeminarserieHumboltUniversität,UniversitätDortmund,InstitutfürDidaktikderPhysik,Dortmund.NachtigallDieter,1990β,Whatiswrongwithphysicsteacher'seducation.EuropeanJournalofPhysics,Vol.11,pp.1-14NachtigallDieter,1991,Pra-undMißkonzepteunddasLehren,LernenundVerstehenvonPhysik.Seminarmaterial1991,UniversitätDortmund,DortmundNachtigallDieter,1992,WaslernendieSchülerimPhysikunterricht?PhysikalischeBlätter,Vol.48,No.3,pp.169-173NASA,1989,Informationsummaries:Countdown!NASALaunchvehiclesandfacilities,NASA,WashingtonNASA, 1991, InformationSummaries:Our solar systemat a glance. Jet Propulsion Laboratory,California Institute of Technology,Pasadena,CaliforniaNASA,1994,Ourmissiontoplanetearth:Aguidetoteachingearthsystemscience.NASA,WashingtonNewtonD.,1988,MakingScienceeducationrelevant.KoganPage,LondonNewtonD.,NewtonL.,1992,Youngchildren'sperceptionsofscienceandthescientist. InternationalJournalofScienceEducation,Vol.14,No.3,pp.331-348Newton,L.D.&Newton,D.P.,1998,Primarychildren'sconceptionsofscienceandthescientist:Istheimpactofanationalcurriculumbreakingdownthestereotype?,InternationalJournalofScienceEducation,Vol.20,No.8,pp.1137-1149NielsenHenry,ThomsenPoul,1988,PhysicsinuppersecondaryschoοlsinDenmark.EuropeanJournalofScienceEducation,Vol.10,No.2,pp.189-202Nolte-FischerGeorg,1987,BildungzumLaien.ZurSoziologiedesschulischenFachunterrichts.DeutscherStudienVerlag,MarburgOrmerodMilton, 1987, EinModell, dasdieBeziehungen zwischen kognitiven und affektivenLernzielen imnaturwissenschaftlichenUnterrichtverdeutlichensoll.InLehrkeM.,HoffmannL.(Hrsg.):SchülerinteresenamnaturwissenschaftlichenUnterricht,AulisVerlagDeubner,Köln,pp.85-95PhilippElmar,1995,VomEinzelkämpferzumTeam.KonzepteundMethodenfürgemeinsameArbeit.ZeitschriftPädagogik2/95,pp.36-38PiagetJean,1973,Tounderstandistoinvent.Grossman,NewYorkPlogerWilfried,1983,ForschenderUnterricht.GrundlegungundUnterrichtsentwürfe.MichaelProgelVerlag,AnsbachPosner, G.J., Strike, K.A., Hewson, P.W.&Gertzog,W.A., 1982, Accommodation of a scientific conception: Toward a theory ofconceptualchange,ScienceEducation,Vol.66,No.2,pp.211-227.PowersDonaldThomas,1990,Theeffectsofhands-onscienceinstructiononstudent'scognitivestructuresasmeasuredbyconceptmaps.DissertationoftheKansasStateUniversity,UMI,OrderNo.9029285PradelG.,1970,Naturlehre-Unterricht:Physik/Chemie.BandI.ZwiebrückenQualter Anne, 1993, I would like to knowmore about that: a study of the interests shown by girls and boys in scientific topics.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.15,No.3,pp.307-317RamsegerJorg,1992,OffenerUnterrichtinderErprobung.3teAuflage,Juventa,MünchenRavanis,K.,Koliopoulos,D.&Hadzigeorgiou,Y.,2004,Whatfactorsdoesfrictiondependon?Asocio-cognitiveteachinginterventionwithyoungchildren,InternationalJournalofScienceEducation,Vol.26,No.8,pp.997-1007ReinhardtKlaus,1991,«ÖffnungvonSchule»:AktionismusohneTheorie?ZeitschriftPädagogik,4/91,pp.18-23RhoneckvonChristoph,1986,VorstellungenvomelektrischenStromkreisundzudenBegriffenStrom,SpannungundWiderstand.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik/Chemie,Vol.34,No.13,pp.108-112RhoneckvonChristoph,1992,SchwierigkeitenbeimVerstehenvonPhysik.PhysikalischeBlätter,Vol.48,No.3,pp.177-180RiedlArmin,1978,PädagogischeAbsichtenundantrhopologischeGrundannahmendesschülerorientiertenUnterrichts.InEinsiedler,

253

Härle(Hrsg.):SchülerorientierterUnterricht,3teAuflage,Auer,Donauworth,pp.17-44RiquartsKurt,1978,NaturwissenschaftlicherUnterrichtindenKlassen5und6.AulisVerlagDeubner,KölnRodewaldBernd,1992,PhysikaufSchrittundTritt.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.3,No.12,pp.22-27RolandJohn,1993,HumanBiology-Activitieskit.Thecenterforappliedresearchineducation,WestNyack,NewYorkRoth,W.,Tobin,K. ,1996,StagingAristotleandnaturalobservationagainstGalileoand (stacked)scientificexperimentorphysicslecturesasrhetoricalevents,JournalofResearchinScienceTeachingVol.33,No.2,pp.135-157Roth,W.-M.,1995,AuthenticSchoolScience:Knowingandlearninginopeninquirysciencelaboratories,KluwerAcademicPublishers,DordrectSaganCarl,1978,Murmursofearth.RandomHouse,NewYorkSandfordTrevor,1988,Investigationsinaction.PhysicsEducation,Vol.23,pp.341-344SarquisMickey,1997,Exploringmatterwithtoys.McGraw-Hill,NewYorkSaxlerJosef,1992,ProblemorientiertesundentdeckendesLerneninderPhysik.WestarpWissenschaften,EssenScharfKarl-Heinz(Hrsg.)etal.,1997,Naturplus:Physik-Chemie-BiologiefürbayerischeHauptschulen,5.6.und7.Jahrgangsstufe,SchroedelVerlag,HannoverSchlichtingJoachim,1992α,DiePhysikalischeDimensiondesSports.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.3,No12,pp.4-6Schlichting Joachim, 1992β, Spielzeug im Physikunterricht. Vorträge Physikertagung 1992, Deutsche Physikalische Gesellschaft,FachverbandDidaktikderPhysik,Berlin,pp.290-297SchmidkunzHeinz,1983,DieGestalltungchemischerDemostrationsexperimentenachwahrnehmungspsychologischenErkenntnissen.NaturwissenschaftenimUnterricht-Physik/Chemie,Vol.31,No.10,pp.1-8SchmidkunzHeinz,LindemannHelmut,1992,Dasforschend-entwickelndeUnterrichtsverfahren.ProblemlösenimnaturwissenschaftlichenUnterricht.WestarpWissenschaften,EssenSchrammHerbert,1989,WerkenimPhysikunterricht.NaturwisseschaftenimUnterrichtPhysik/Chemie,Vol.37,No.49,pp.332-335SchwedesHannelore,1982,SchülerorientierteUnterrichtskonzepteimPhysikunterricht.Ιn,FischlerH.(Hrsg.):LehrenundLernenimPhysikunterricht,AulisVerlagDeubner,Köln,pp.220-243SelzerWalter,1991,FreihandversuchezurWärmeübertragungdurchStrömungundLeitung.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.2,No.10,pp.188-191SimonyiKaroly,1995,KulturgeschichtederPhysik.2teAuflage,ÜbersetzungChristophKlara,HariDeutsch,Frankfurta.M.SlavinRobert,1986,EducationalPsychology.TheoryintoPractice.PrenticeHall,EngelwoodCliffsSolomonJoan,DuveenJon,ScottLinda,1994,Pupils'imagesofscientificepistemology.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.16,No.3,pp.361-373StoneDavid,NielsenElwin,1982,EducationalPsychology.TheDevelopmentofTeachingSkills.Harper&RowPubl.,NewYorkStraubErich(Hrsg.)etal.,1993,BiologieHeute1G.SchroedelSchulbuchverlag,HannoverStrike, K.A.&Posner,G.J., 1992,A revisionist theory of conceptual change. InDuschl,R.&Hamiltonn,R. (Eds.) Philosophy ofScience,CognitivePsychologyandEducationalTheoryandPractice,Albany,N.Y.,StateUniversityofNewYorkPress,pp.147-176Sutton,C.R.(1992)Words,scienceandlearning,OpenUniversityPress,Buckingham-PhiladelphiaTaylorBeverley,1998,Exploringenergywithtoys.McGraw-Hill,NewYorkTaylorCharles,1992,ExploringMusic-ThescienceandtechnologyofTonesandTunes.InstituteofPhysicsPubl.,BristolTaylorJeffreyetal.,1994,Exploringthemoon.NASA,WashingtonTodtEberhard,1993,SchülerempfehlungenfüreineninteressantenPhysikunterricht.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.4,No.17,pp.197-198TougerJeroldetal.,1995,Hownovicephysicsstudentsdealwithexplanations.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.17,No.2,pp.255-269TreitzNorbert,1991,SpielemitPhysik-EinBuchzumBasteln,ProbierenundVerstehen.3teAuflage,HarriDeutsch,Frankfurta.M.TreitzNorbert,1992,SpielzeugimPhysikunterricht.VorträgePhysikertagung1992,DeutschePhysikalischeGesellschaft,FachverbandDidaktikderPhysik,Berlin,pp.298-303TuckeyCatherine,1992,Childreninformallearningataninteractivesciencecentre.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.14,No.3,pp.273-278UckeChristian,1979,DieBedeutungvonExperimentenimPhysikunterricht.PhysikundDidaktik,Vol.1,pp.81-84VancleaveJanice,1990,Biologyforeverykid.JohnWiley&SonsInc.,NewYorkVancleaveJanice,1991,Astronomyforeverykid.JohnWiley&SonsInc.,NewYorkVancleaveJanice,1993α,A+ProjectsinChemistry.JohnWiley&SonsInc.,NewYorkVancleaveJanice,1993β,Molecules.JohnWiley&SonsInc.,NewYork

254

VierlingCh.,1992,ZauberderPhysik.InMieK.,FreyK.,(Hrsg.):PhysikinProjekten,3teAuflage,AulisVerlagDeubner,Köln,pp.225-233VogtGregory,1991,Rockets:Ateachingguideforanelementaryschoolunitonrocketry.NASA,WashingtonVogtGregory,1994,Suitedforspacewalking:Teacher'sguidewithactivitiesforphysicalandlifescience.NASA,WashingtonVosniadou,S.,1994,Capturingandmodellingtheprocessofconceptualchange.LearningandInstruction,Vol.4,pp.45-69.Vosniadou, S., Ioannides, C., Dimitrakopoulou, A., and Papademetriou, E., 2001, Designing learning environments to promoteconceptualchangeinscience.LearningandInstruction,Vol.11,pp.381-419.WagenscheinMartin,1965,UrsprünglichesVerstehenundexaktesDenken.ErnstKlett,StuttgartWagenscheinMartin,1976,DiePädagogischeDimensionderPhysik.4teAuflage,Westermann,BraunschweigWagenscheinMartin,1988,Naturphänomenesehenundverstehen-GenetischeLehrgänge.2teAuflage,Klett,StuttgartWallrabensteinWulf,1992,OffeneSchule-OffenerUnterricht.Rowohlt,HamburgWalzAdolf(Hrsg.)etal.,1993,BlickpunktPhysik1.SchroedelSchulbuchverlag,HannoverWalzAdolf(Hrsg.)etal.,1997,BlickpunkPhysik.SchroedelVerlag,HannoverWardAlan,1983,ASourceBookforPrimaryScienceEducation.HodderandStoughton.LondonWatsonJ.,1994,Studentsengagementinpracticalproblemsolving:acasestudy.InternationalJournalofScienceEducation,Vol.16,No.1,pp.27-43Watts, D.M. & Taber, K.S., 1996, An explanatory gestalt essence: students' conceptions of the 'natural' in physical phenomena,InternationalJournalofScienceEducation,Vol.18,No.8,pp.939-954WeberRobert,1992,Sciencewithasmile.InstituteofPhysicsPubl.,BristolWeisskopfVictor,1976,IsPhysicshuman?PhysicsEducation,Vol.11,pp.75-79WeisskopfVictor,1990,ProblemederPopularisierungdermodernenPhysik.PhysikalischeBlatter,Vol.46,No.3,pp.73-76Wellington,J.&Osborne,J.,2001,Languageandliteracyinscienceeducation,OpenUniversityPress,Buckingham-PhiladelphiaWeltner Klaus, 1979,Das Interesse von Jungen undMädchen anPhysik und Technik.Naturwissenschaften imUnterricht Physik/Chemie,Vol.27,No.8,pp.321-325WilkeHans-Joachimetal.,1991,Physik:LehrbuchfürdenAnfangsunterricht.VolkundWissenVerlag,BerlinWilkeHans-Joachim,1993α,ZurBedeutungdesExperimentsfürdenPhysikunterricht.Naturwissenschaften imUnterrichtPhysik,Vol.4,No.18,pp.84-87WilkeHans-Joachim,1993β,PhysikalischeHausexperimentealswesentlichesMittelzurAktivierungderSchüler.NaturwissenschaftenimUnterrichtPhysik,Vol.4,No.18,pp.103-106WillerJörg,1977,RepetitoriumFachdidaktikPhysik.Klinkhadt,BadHeilbrunnWolzeM.,1992,BauundBenutzungeinerbegehbarenCameraobscura.InMieK.,FreyK.,(Hrsg.):PhysikinProjekten,3teAuflage,AulisVerlagDeubner,Köln,pp.269-281WoodwardKate,1991,Sciencewithlightandmirrors.UsbornePubl.,LondonWoolfolkAnita,1987,EducationalPsychology.3rdEdition,PrenticeHall,EngelwoodCliffsWoolnoughBrian,1986,GebrauchundMißbrauchdesExperimentierensbeimLehrenundLernenvonMechanik.PhysicaDidacta,Vol.13,No.2/3,pp.51-58WoolnoughBrian,1994,Whystudentschoosephysics,orrejectit.PhysicsEducation,Vol.29,pp.368-374

Bιβλιογραφία για το μαθητή

ArdleyNeil,1994,Λεξικότωνεπιστημών.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναBeklakeSue,1988,Διάστημα:Αστέρες,πλανήτεςκαιδιαστημόπλοια.ΜετάφρασηΡοδάκηΠ.εκδ.Γ.Αξιωτέλλης,ΑθήναBurnieDavid,1988,Τοδέντρο.ΜετάφρασηΚέζος.εκδ.Δεληθανάσης,ΑθήναBurnieDavid,1989,Ταφυτά.ΜετάφρασηΔημητρόπουλοςΑ.εκδ.Δεληθανάσης,ΑθήναBurnieDavid,1991,Ανακαλύπτωτηφύση.ΑπόδοσησταΕλληνικάOικονομίδουΕ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναBurnieDavid,1992,Φως.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Δεληθανάσης-Ερευνητές,ΑθήναBurnieDavid,1994,Λεξικότηςφύσης.ΑπόδοσησταEλληνικάΚαρακάσηςΓ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναBylesMonica,1992,Πειράματαμεταφυτά.ΑπόδοσησταΕλληνικάΧατζηκόμνουΓ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναChallonerJack,1993,Ενέργεια.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Δεληθανάσης-Ερευνητές,ΑθήναΓεδεώνΔημήτρης(μεταφρ.),1994,Εικονογραφημένολεξικόγιαταφυτά.εκδ.Άλφα,ΑθήναCondonJudith,1990α,Ανακυκλωμένοχαρτί.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Ερευνητές,Αθήνα

255

CondonJudith,1990β,Ανακυκλωμένογυαλί.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναDeVriesLeonard,1971,Τοβιβλίοτωνπειραμάτων.ΜετάφρασηΜυράτΜ.εκδ.Λαμπάκη,ΑθήναDeVriesLeonard,1973,Τοδεύτεροβιβλίοτωνπειραμάτων.ΜετάφρασηΜυράτΜ.εκδ.Λαμπάκη,ΑθήναDeVriesLeonard,1978,Τοτρίτοβιβλίοτωνπειραμάτων.ΜετάφρασηΛαμπάκηΣ.εκδ.Λαμπάκη,ΑθήναDilnerLuisa,1993,Τοανθρώπινοσώμα.ΜετάφρασηΘωμόπουλοςΓ.εκδ.Μίνωας,ΑθήναEdison,1996,TheThomasAlvaEdisonFoundation.ΤοβιβλίοτουΘωμάΈντισονμεταεύκολακαιαπίστευταπειράματα.ΜετάφρασηΑγγελοπούλουΠηνελόπη.εκδ.Γ.Α.Πνευματικός,ΑθήναFarndonJohn,1994,Λεξικότηςγης.ΑπόδοσησταΕλληνικάΚουταβάςΓ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναFeltwellJohn,1988,Ταζώακαιταμέρηόπουζουν.ΜετάφρασηΠαναρέτουΑ.εκδ.Αξιωτέλλης,ΑθήναGaneriAnita,1992,Ματιέςστονκόσμο:Δένδρα.ΜετάφρασηΚαραπατσόπουλοςΚ.εκδ.Αξιωτέλλης,ΑθήναGrahamIan,1992α,Τοηλιακόσύστημα.ΑπόδοσησταEλληνικάΘεοδωρακάτοςΔ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναGrahamIan,1992β,Εξερευνώτοδιάστημα.ΑπόδοσησταEλληνικάΘεοδωρακάτοςΔ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναGreenawayTheresa,1992,Δέντρα.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναΘεοδοσίουΣτράτος,ΔανέζηςΜάνος,1991,Ταάστρακαιοιμύθοιτους.εκδ.Δίαυλος,ΑθήναHollandBarbara,LucasHazel,1990,Φροντίστετονπλανήτημας.ΕπιμέλειακειμένουΘωμόπουλοςΓιάννης.εκδ.Μίνωας,ΑθήναKaiserRene,1989,Τοβιβλίοτουδάσους.ΑπόδοσησταΕλληνικάΘεοδωρακάτοςΔ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναΚαλκάνηςΓεώργιος,1997,Ηενέργειακαιοιπηγέςτης:Τι,πώς,γιατί.ΤόμοςΙ.ΚέντροΑνανεώσιμωνΠηγώνΕνέργειας(ΚΑΠΕ),ΑθήναKuscerSamo,1991,Ενέργεια.ΑπόδοσησταΕλληνικάΑνδρέαςΙ.Κασσέτας.εκδ.Σαββάλας,ΑθήναLaffertyPeter,1992,Ανακαλύπτωτηνεπιστήμη-Δύναμηκαικίνηση.ΜετάφρασηΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναMurphyBryan,1991α,Πειράματαμετοφως.ΑπόδοσησταΕλληνικάΓεωργακάκηςΒ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναMurphyBryan,1991β,Πειράματαμετοναέρα.ΑπόδοσησταΕλληνικάΧαλκιά-ΘεοδωρίδηΛ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναMurphyBryan,1991γ,Πειράματαμετηνκίνηση.ΑπόδοσησταΕλληνικάΧαλκιά-ΘεοδωρίδηΛ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναMurphyBryan,1991δ,Πειράματαμετονερό.ΑπόδοσησταΕλληνικάΧαλκιά-ΘεοδωρίδηΛ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναNewmarkAnn,1993,Χημεία.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Δεληθανάσης-Ερευνητές,ΑθήναΝικολακόπουλοςΔιονύσης(μεταφρ.),1994,Πανοραμικόλεξικό:Σύμπαν.εκδ.Άλφα,ΑθήναPalmerJoy,1990,Ανακυκλωμένομέταλλο.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναParkerSteve,1987,Τοσώμακαιπώςλειτουργεί.εκδ.Γ.Αξιωτέλλης,ΑθήναParkerSteve,1989,Ηλεκτρισμός.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Δεληθανάσης-Ερευνητές,ΑθήναRispoliDonna,1994,ΠαγκόσμιοςΆτλαντας.ΑπόδοσησταΕλληνικάΠαπακωνσταντίνουΠ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναΣεϊτανίδηςΒασίλης(μετάφρ.),1993,Πανοραμικόλεξικό:Ανθρώπινοσώμα.εκδ.Άλφα,ΑθήναΣιμόπουλοςΔιονύσης,1996,Ηγέννησητωνάστρων.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναTaylorBarbara,1992α,Ματιέςστονκόσμο:Ήχος.ΜετάφρασηΚαραπατσόπουλοςΚ.εκδ.Αξιωτέλλης,ΑθήναTaylorBarbara,1992β,Ματιέςστονκόσμο:Φως.ΜετάφρασηΚαραπατσόπουλοςΚ.εκδ.Αξιωτέλλης,ΑθήναTaylorBarbara,1995,Ματιέςστονκόσμο:Νερό.ΜετάφρασηΑξιωτέλληςΣ.εκδ.Αξιωτέλλης,ΑθήναWhalleyMargaret,1992,Πειράματαμετονμαγνητισμόκαιτονηλεκτρισμό.ΑπόδοσησταΕλληνικάΓεωργακάκηςΒ.εκδ.Ερευνητές,ΑθήναWilkesAngela,1990α,Τοπρώτοβιβλίοτηςφύσης.ΜετάφρασηΚουντούρηΤ.εκδ.Μαργαρίτα,ΑθήναWilkesAngela,1990β,Τοπρώτοβιβλίοπειραμάτων.ΜετάφρασηΚουντούρηΤ.εκδ.Μαργαρίτα,Αθήνα

Βάσει του ν. 3966/2011 τα διδακτικά βιβλία του Δημοτικού, του

Γυμνασίου, του Λυκείου, των ΕΠΑ.Λ. και των ΕΠΑ.Σ. τυπώνονται

από το ΙΤΥΕ - ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ και διανέμονται δωρεάν στα Δημόσια

Σχολεία. Τα βιβλία μπορεί να διατίθενται προς πώληση,

όταν φέρουν στη δεξιά κάτω γωνία του εμπροσθόφυλλου

ένδειξη «ΔΙΑΤΙθΕΤΑΙ μΕ ΤΙμή ΠώΛήΣήΣ». Κάθε αντίτυπο

που διατίθεται προς πώληση και δεν φέρει την παραπάνω

ένδειξη θεωρείται κλεψίτυπο και ο παραβάτης διώκεται

σύμφωνα με τις διατάξεις του άρθρου 7 του Νόμου 1129

της 15/21 μαρτίου 1946 (ΦΕΚ 1946, 108, Α)́.

Απαγορεύεται η αναπαραγωγή οποιουδήποτε τμήματος αυτού του βιβλίου, που καλύπτεται από δικαιώματα (copyright), ή η χρήση του σε οποιαδήποτε μορφή, χωρίς τη γραπτή άδεια του Υπουργείου Παιδείας, Διά Βίου Μάθησης και Θρησκευμάτων/ΙΤΥΕ - ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ.

Βιβλίο Δασκάλου

Φυσικ

ά

Ε΄

Δημ

οτικ

ού

Ε

ρευνώ

κα

ι Α

να

κα

λύπτω

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ

Βιβ

λίο

Δα

σκά

λου

Φυσικά Ε΄ Δημοτικού

Ερευνώ και Ανακαλύπτω

ISBN 978-960-06-2601-8

Κωδικός Βιβλίου: 0-10-0134

(01) 000000 0 10 0134 1ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΚΔΟΣΕΩΝ «ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ»