Επιστημονικές Πρακτικές στην Τάξη

Start

παρουσίαση στο πλαίσιο επιμόρφωσης εκπ/κων ΠΕ04 που διοργανώνει το ΠΕΚΕΣ Κρήτης σε συνεργασία με τα ΕΚΦΕ της Κρήτης

Επιστημονικές Πρακτικές στην Σχολική Τάξη

Το Πρόγραμμα Σπουδών για την Χημεία στο Λύκειο

(ποσοτική)

(ποιοτική)

7. Χημεία: Πρόταση διερεύνησης

6. Χημεία: Πρόταση διερεύνησης

Το Πρόγραμμα Σπουδών για την Φυσική στο Λύκειο

5. Φυσική: Προτάσεις διερεύνησης

4. Αξιολόγηση

3. Αναστοχασμός

2. Διερευνητική διαδικασία

1. Στρατηγική Προετοιμασίας

Περιεχόμενα

01

Στρατηγική προετοιμασίας

https://clipart.me/free-vector/paper-ball

ΑΠΣ

Απλό και σαφές... π.χ.: "Γιατί το τσαλακωμένο χαρτί πέφτει πιο γρήγορα από την απλωμένη σελίδα;"

Επιστημονικό ερώτημα

• να μην δημιουργούνται παρανοήσεις

• στοχευμένη

• απλή

• υλοποιήσιμη (με υπάρχουσες υποδομές)

• εμφανή αποτελέσματα

https://www.flaticon.com/free-icons/inquiry

• εναλλακτικές απόψεις

Σχεδιασμός διαδικασίας

• βιβλιογραφική αναζήτηση;

• επανάληψη;

• επιπλέον προετοιμασία μαθητών;

https://www.flaticon.com/free-icons/equation

• αναθεώρηση σχεδιασμού;

Θεωρητικό & μαθηματικό υπόβαθρο

πηγή: https://flaticon.com

• Έλεγχος αποτελεσμάτων
• Γενίκευση συμπερασμάτων
• Αναστοχασμός

Αξιοπιστία - Μοντελοποίηση

02

Διερευνητική διαδικασία

https://clipart.me/free-vector/paper-ball

ΑΠΣ

Πρόκληση ενδιαφέροντοςΠροϋπάρχουσες γνώσειςΚαθημερινή εμπειρία Βιβλιογραφία

• Ανάδειξη επιστημονικού ερωτήματος

• Διατύπωση υποθέσεων

• σφάλματα

• λήψη & καταγραφή μετρήσεων (Η/Υ, millimetre, datalogger, ...)

• ομαδικά (ρόλοι ομάδας)

• ατομικά

• τάξη - εργαστήριο

• βαθμός καθοδήγησης

https://flaticon.com

• Υλοποίηση

• Επεξεργασία μετρήσεων συμπεράσματα

• εμπλουτισμός με ψηφιακό υλικό (;)

• διατύπωση θεωρίας

• εφαρμογή - πρόβλεψη

• στοχευμένα ερωτήματα (φύλλα εργασίας.)

• συζήτηση

https://flaticon.com

• Συμπεράσματα

• Γενίκευση

03

Αναστοχασμός

• ακρίβεια μετρήσεων

• συνεργασία

• χειρισμός διατάξεων

• ανασκευή αντιλήψεων

• χρονική διάρκεια

• πολυπλοκότητα

https://flaticon.com

• Προβλήματα υλοποίησης

• Στοχοθεσία

04

Αξιολόγηση

• σχολιασμός συμπερασμάτων

• σφάλματα

• συλλογή δεδομένων

• παρουσίαση δεδομένων

• θεωρητικό υπόβαθρο

Σύντομη περιγραφή του πειράματος

• σκοπιμότητα πειράματος

Τυπολόγιο

https://flaticon.com

Εφαρμογή σε προβλήματα Εργαστηριακή Αναφορά

Ηλεκτρική ενέργεια σε κύκλωμα DC - Χαρακτηριστική πηγής

05

Φυσική: Πρόταση διερεύνησης

Βαθμός καθοδήγησης της διερεύνησης:

• τάξη/εργαστήριο
• υποδομές
• χρόνος,
• σύνθεση τάξης

• Τα αποτελέσματα: σαφή χωρίς παρανοήσεις
• Η διάταξη : απλή και υλοποιήσιμη με υπάρχοντα υλικά

+ εναλλακτικές ιδέες

Τι είναι αυτό που προσφέρει η ηλ. πηγή στο κύκλωμα;

Σχεδιασμός δραστηριοτήτων για έλεγχο πιθανών απαντήσεων / υποθέσεων.

• Δεν αποκλίνει:
• Η πηγή δεν έχει περίσσεια φορτίου

Ένα ηλεκτροσκόπιο ή ηλεκτρικό εκκρεμές κοντά στους πόλους της πηγής:

• Ένα αμπερόμετρο "πριν", ένα "μετά" τους καταναλωτές
• Η ένδειξη των αμπερομέτρων ίδια:
• Το ρεύμα δεν καταναλώνεται ούτε προσφέρεται.

Δραστηριότητες

Σύνδεση σε σειρά:2 αμπερομέτρα, πηγή 3V, μοτέρ, λαμπτήρας διακόπτη

Αναγνωση χαρακτηριστικών στις μπαταρίες: Αναγραφόμενη τάση, ενέργεια ανά μονάδα φορτίου που παρέχεται.

Τάση : Ενέργεια ανά μονάδα φορτίου

• Η τάσεις στα άκρα των καταναλωτών (άθροισμα) δίνουν την συνολική ενέργεια/φορτίο που τους προσφέρει η πηγή:
• Ελεγχος με το βολτόμετρο.

• Εμποδίζοντας το μοτέρ να στραφεί, το λαμπάκι ανάβει πιο έντονα:

• Η τάση στα άκρα του αυξάνεται
• Απορροφάει περισσότερη ενέργεια

Δραστηριότητες

Σύνδεση σε σειρά:Πηγή 3V, μοτέρ, λαμπτήρας, διακόπτης, βολτόμετρο.

τάση

ένταση ρεύματος

• Μέτρηση τάσης στους πόλους της πηγής

• Μέτρηση ρεύματος

Μεταβολή του ρεύματος στο κύκλωμα.

• αμπερόμετρο, βολτόμετρο

• μπαταρία, ποτενσιόμετρο/ροοστάτης, αντιστάτης

Κύκλωμα DC σε σειρά:

Η ενέργεια που προσφέρει η πηγή είναι πάντα η ίδια; (εξαρτάται από το κύκλωμα;)

Διάγραμμα

Η ενέργεια που προσφέρει η πηγή είναι πάντα η ίδια; (εξαρτάται από το κύκλωμα;)

• Τάση στους πόλους της πηγής, σε σχέση με το ρεύμα του κυκλώματος
• Είναι σταθερή; Όχι..

• Τι απεικονίζει το διάγραμμα :

• Διερεύνηση μέσω διαγράμματος:
• Πόση ενέργεια προσφέρεται στο κύκλωμα, στην κατάσταση Α; 0
• Η πηγή λειτουργεί ΚΑΙ ως καταναλωτής
• Η πηγή καταναλώνει ενέργεια...
• Σημείο Β: Ενέργεια, αποθηκευμένη στην πηγή,ΗΕΔ...
• Κλίση: εσωτερική αντίσταση r...

Η ενέργεια που προσφέρει η πηγή είναι πάντα η ίδια; (εξαρτάται από το κύκλωμα;)

• Γενίκευση - συμπέρασματα:

• Πολική τάση για δεδομένη τιμή έντασης

• Πρόβλεψη:

• Πειραματικός έλεγχος, επιβεβαίωση

Η ενέργεια που προσφέρει η πηγή είναι πάντα η ίδια; (εξαρτάται από το κύκλωμα;)

Ποιοτική1.Αγωγιμότητα διαλυμάτων - Πού οφείλεται;2. Περιέχουν όλα τα υγρά νερό;

06

Χημεία: Πρόταση διερεύνησης

Βαθμός καθοδήγησης της διερεύνησης:

• τάξη/εργαστήριο
• υποδομές
• χρόνος,
• σύνθεση τάξης

• Τα αποτελέσματα: σαφή χωρίς παρανοήσεις
• Η διάταξη : απλή και υλοποιήσιμη με υπάρχοντα υλικά

+ εναλλακτικές ιδέες

Είναι αγώγιμα όλα τα υγρά διαλύματα;

Σχεδιασμός δραστηριοτήτων για έλεγχο πιθανών απαντήσεων / υποθέσεων.

• Δεν ανάβει το λαμπάκι:
• Δεν αρκεί να υπάρχει οποιαδήποτε διαλυμένη ουσία

• Διάλυμα ζάχαρης (μοριακό)

• Απιονισμένο νερό
• Το λαμπάκι δεν ανάβει στη δοκιμή.Δεν είναι το "καθαρό" νερό καλός αγωγός του ηλ.ρεύματος.

Δραστηριότητες

Σύνδεση σε σειρά:1 μπαταρία 9v,2 καλώδια σύνδεσης,κροκοδειλάκια, βάση με ένα λαμπάκι, 2 ηλεκτρόδια.Ποτήρι ζέσης,κουταλάκι,απεσταγμένο ή απιονισμένο νερό,ζάχαρη,αλάτι.

Αγωγοί του ηλεκτρισμού :Είναι όλες οι υγρές ουσίες;Οχι....

• Το λαμπάκι ανάβει.
• Όσο μεγαλύτερη ποσότητα αλατιού διαλύω ,τόσο πιο έντονα ανάβει το λαμπάκι:

• Η ένταση του ρεύματος εξαρτάται από την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας

Δραστηριότητες

• Διάλυμα NaCl (ιοντική ένωση)

Προσομοίωση

Σε τι διαφέρουν τα διαλύματα του αλατιού και της ζάχαρης;(Τα διαλύματα που είναι αγωγοί περιέχουν ιόντα.)

Τα διαλύματα των ουσιών, που επιτρέπουν τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος εμφανίζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα, γιατί περιέχουν ιόντα.

Αποτελέσματα πειραμάτων:Ποιά από τα παρακάτω διαλύματα περιέχουν ιόντα;

• Μόρια;

• Ιόντα;Όχι...

Σε ποιά μορφή βρίσκεται η ζάχαρη όταν διαλυθεί στο νερό;

• Ιόντα;

• Μόρια; Όχι...

Σε ποιά μορφή βρίσκεται το NaCl όταν διαλυθεί στο νερό;

Εξαρτάται από το είδος της διαλυμένης ουσίας; (Τα διαλύματα που είναι αγωγοί περιέχουν ιόντα)

Βαθμός καθοδήγησης της διερεύνησης:

• τάξη/εργαστήριο
• υποδομές
• χρόνος,
• σύνθεση τάξης

• Τα αποτελέσματα: σαφή χωρίς παρανοήσεις
• Η διάταξη : απλή και υλοποιήσιμη με υπάρχοντα υλικά

+ εναλλακτικές ιδέες

Όλα τα υγρά περιέχουν νερό;

Σχεδιασμός δραστηριοτήτων για έλεγχο πιθανών απαντήσεων / υποθέσεων.

• Στα οριζόντια κελιά του πίνακα βάλε 2-3 σταγόνες από τα δείγματα που σας δόθηκαν. Πρόσθεσε με ένα κουταλάκι μικρή ποσότητα άνυδρου θειικού χαλκού στο δείγμα κάθε κελιού. Παρατήρησε το χρώμα που θα πάρουν.

• Αν σε υλικό που περιέχει νερό προσθέσω άνυδρο θειικό χαλκό
• Το χρώμα του θα γίνει γαλάζιο.

Δραστηριότητες

Ο άνυδρος θειικός χαλκός μπορεί να προκύψει από τη γαλαζόπετρα (ένυδρος θειικός χαλκός), με θέρμανση. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή την διαφορά χρώματος για να ανιχνεύσουμε το νερό.

Τι γίνεται με τα στερεά τρόφιμα;Πώς θα βρεις αν περιέχει νερό η πατάτα ή το μήλο;Μήπως έχει νερό και ο αέρας της αίθουσας;Πρότεινε τη δοκιμή σου.

• Συμπλήρωσε τον πίνακα μετά τη δοκιμή.

Συμπέρασμα:Τα υγρά τρόφιμα περιέχουν νερό; Τα υγρά που δεν είναι τρόφιμα:Οχι....

• Αν σε υλικό που περιέχει νερό προσθέσω άνυδρο θειικό χαλκό:Το χρώμα του θα γίνει γαλάζιο.

'Ολα τα υγρά περιέχουν νερό;

Δοκιμή

ΠοσοτικήΠαράγοντες ταχύτητας χημ.αντίδρασης - Συγκέντρωση

07

Χημεία: Πρόταση διερεύνησης

α) Μένει ίδια β) Ελαττώνεται γ) Αυξάνεται

Υπόθεση Αν αυξηθεί η ποσότητα των αντιδρώντων, διατηρώντας σταθερή την θερμοκρασία και την επιφάνεια επαφής, η ταχύτητα της αντίδρασης

+ εναλλακτικές ιδέες

Πώς επηρρεάζει η συγκέντρωση των αντιδρώντων την ταχύτητα της χημ.αντίδρασης;

Σχεδιασμός δραστηριοτήτων για έλεγχο πιθανών απαντήσεων / υποθέσεων.

Χρονόμετρο

Αναβράζοντα δισκία

Ηλεκτρονική ζυγαριά ακριβείας ( τουλάχιστον ενός δεκάτου)

Παρατηρήστε την παραγωγή αερίου και μετρήστε το χρόνο στον οποίο συμβαίνει μεταβολή μάζας κατά 0, 1 g.

• Απομακρύνετε από τη ζυγαριά το ποτήρι ζέσης και τοποθετήστε δύο αναβράζοντα δισκία στη ζυγαριά. Η ζυγαριά δείχνει……...g
• Τοποθετήστε το ποτήρι ζέσης με το νερό στη ζυγαριά και με το χρονόμετρο στο χέρι προσθέστε τα αναβράζοντα δισκία ενεργοποιώντας ταυτόχρονα το χρονόμετρο

Δραστηριότητες

• Βάλτε πάνω στη ζυγαριά το ποτήρι ζέσης και προσθέστε ποσότητα νερού με τον υδροβολέα(100 mL)Η ζυγαριά δείχνει …….g. Βυθίστε το θερμόμετρο στο νερό. Η θερμοκρασία είναι...0C

Δραστηριότητες

Με τις τιμές που πήρατε συμπληρώστε τον πίνακα Επαναλάβετε τη δοκιμή χρησιμοποιώντας τρία αναβράζοντα δισκία στον ίδιο όγκο νερού

Πώς επηρρεάζει η συγκέντρωση των αντιδρώντων την ταχύτητα της χημ.αντίδρασης;

Γραφική παράσταση

Προσομοίωση-μοντελοποίηση ενεργών συγκρούσεων

Η ταχύτητα της αντίδρασης είναι μεγαλύτερη για μεγαλύτερη συγκέντρωση αντιδρώντων

Πώς επηρρεάζει η συγκέντρωση των αντιδρώντων την ταχύτητα της χημ.αντίδρασης;

• Γενίκευση - συμπέρασματα:

• Η συγκέντρωση των αντιδρώντων επηρρεάζει την ταχύτητα

• Πρόβλεψη:

• Πειραματικός έλεγχος, επιβεβαίωση