7ος Εργαστηριακός Διαγωνισμός Φυσικών Επιστημών. Τρίτη 8 Μαΐου 2018 ΕΚΦΕ ΝΕΑΣ ΙΩΝΙΑΣ

Transcript

1 7ος Εργαστηριακός Διαγωνισμός Φυσικών Επιστημών Τρίτη 8 Μαΐου 2018 ΕΚΦΕ ΝΕΑΣ ΙΩΝΙΑΣ

2 Σκοπός του διαγωνισμού είναι : Η προώθηση της πειραματικής διδασκαλίας των Φυσικών Επιστημών στο γυμνάσιο. Η ενίσχυση των δεξιοτήτων των μαθητών στη διαδικασία σχεδιασμού και υλοποίησης πειραματικής διαδικασίας, λήψης, επεξεργασίας και παρουσίασης δεδομένων. Η ανάπτυξη θετικής στάσης για τις φυσικές επιστήμες Η απόκτηση εμπειρίας σε εργαστηριακούς διαγωνισμούς Φυσικών Επιστημών μπορεί να χρησιμεύσει σε μελλοντική συμμετοχή τους στην Ευρωπαϊκή Ολυμπιάδα Επιστημών EUSO.

3 Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του ελέγχει δεξιότητες πειραματικής μεθοδολογίας και όχι γνώσεις θεωρίας ελέγχει δεξιότητες συνεργασίας και επικοινωνίας (ομαδοσυνεργατικός) είναι διαθεματικός (Φυσική-Χημεία-Βιολογία)

4 Οι μαθητικές ομάδες Πρίφτη Παρασκευή Πανωρίου Στυλιανή Τασσιόπουλος Δημήτρης Οικονομοπούλου Ειρήνη Μιχελάκης Αγγελος Κλουβάτος Ιάκωβος Θεοδώρα Λάζου Μαρία-Θεοδοσία Μπέλιου Ευφροσύνη Σκεπαρνιά Κολτσίδας Ανδρέας Πέππας Νικόλαος Πιτσινέλης Γεώργιος Βἀππα Ελένη του Νικολάου Δρόσου Ισμήνη του Κων/νου Ζωταλης Ιωάννης του Παναγίωτη Κρόκου Αναστασία Πουλάκης Ευάγγελος Ντάφλου Νεφέλη Ανδρέου Φιλοθέη Κρανιώτη Ολυμπία Χαβιάρας Κυριάκος

5 Καρύδη Δήμητρα Κουσκούνης Μιχαήλ Τσίρμπα Χριστίνα Δημητράκη Σταματία Σιαμετάι Μπιλμπίλ Λέοναρντ Κέλβιν Χριστοπούλου - Τζαννέτου Βικτωρία Παπαγεωργίου Ευφροσύνη Σαντοριναίου Ίρις Βαγενάς Αλέξης, Λαζαρίδης Απόστολος Τσακίρης Θανάσης Κρεούζη Ναταλία Τσενοντεμάι Ξανθίππη Τσεπέλε Αναστάσι Αγάθη Νασιούλα Αγγελική Αγγελοπούλου Σωτήρης Γιοβάννης Δημητριάδη Νεφέλη Τσακαλώτος Στέφανος Σιδηρά Δέσποινα Ιωάννου Μακρυνικόλας Γεώργιος-Ερμής Πολυχρονόπουλος Νικόλας Μαρκουλάτου Μαργαρίτα Δημητριάδη Αλεξάνδρα Χατζημηνά Σοφία Θωμοπούλου Δανάη Τριανταφύλλου Δημήτρης

6 Τρίτη 8 Μαΐου 2018

7 Το θέμα μας Σταγόνες και Φυσικές Επιστήμες Οι σταγόνες θα «πρωταγωνιστήσουν» στις δραστηριότητες που θα ακολουθήσουν. Θα παρακολουθήσετε τις περιπέτειες τους μέσα σε ένα εργαστήριο φυσικών επιστημών.

8 Το σχήμα μιας σταγόνας Το κλασικό σχήμα που συνδέεται με μια σταγόνα (Α) προέρχεται από την παρατήρηση ενός σταγονιδίου όσο είναι προσκολλημένο σε μια επιφάνεια και λίγο πριν ξεκινήσει η πτώση του. Στην πραγματικότητα είναι σχετικά σφαιρικό (Β) Μεγαλύτερες σταγόνες τείνουν να είναι πιο επίπεδες στο κάτω μέρος (C) λόγω της αντίστασης του αέρα ή του υγρού μέσα στο οποίο κινούνται.

9 Όργανα και υλικά

10 Η σταγόνα και η Φυσική Σας έχει μιλήσει για όργανα μέτρησης, μονάδες, φυσικά μεγέθη, φαινόμενα. Ας θυμηθούμε: Περιγράφοντας την ευθύγραμμη κίνηση των σωμάτων χρησιμοποιούμε τα φυσικά μεγέθη θέση x, μετατόπιση Δx=x 2 - x 1, χρονική στιγμή t, χρονικό διάστημα Δt=t 2 -t 1 και μέση ταχύτητα υ μ = Δx/ Δt. Όταν η ταχύτητα διατηρείται σταθερή η κίνηση χαρακτηρίζεται ευθύγραμμη ομαλή, αλλιώς χαρακτηρίζεται ως μεταβαλλόμενη. Η φυσική θα σας βοηθήσει Σώματα τα οποία επιτρέπουν τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος ονομάζονται αγωγοί ενώ αυτά που δεν το επιτρέπουν μονωτές. Η αγωγιμότητα των σωμάτων οφείλεται στην παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων στα μέταλλα ή ιόντων στα διαλύματα. Κατά τη διαβίβαση ηλεκτρικού ρεύματος από υδατικά διαλύματα, συνήθως διασπάται το νερό με αποτέλεσμα την παραγωγή διαφόρων προϊόντων, μεταξύ των οποίων είναι και τα ιόντα H + και OH -. Την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος τη μετρούμε με αμπερόμετρο ή πολύμετρο, αφού τα ρυθμίσουμε κατάλληλα.

11 Μια σταγόνα εντυπωσιάζεται από τον όγκο της! Άραγε πόσος μπορεί να είναι ο όγκος μιας σταγόνας;

12 Κλίμακα 0,02ml/χαραγή

13 Μια σταγόνα νερού πέφτει μέσα σε ένα δοχείο με ηλιέλαιο! Πόσο γρήγορα μπορεί να κινείται; Εκπαιδευτήρια ΔΟΥΚΑ

14 Υπολογίστε τη μέση ταχύτητα της σταγόνας από χαραγή σε χαραγή Γερμανική Σχολή Αθηνών 3 ο Γυμνάσιο Ν. Ιωνίας

15 Ποιες αλλαγές παρατηρήσατε στο σχήμα της σταγόνας καθώς έπεφτε;

16 Μια σταγόνα συναντά ένα ηλεκτρικό κύκλωμα! Μπορεί να είναι αγωγός;

17 4 ο Γυμνάσιο Ν. Ιωνίας Γερμανική Σχολή Αθηνών 5 ο Γυμνάσιο Ν. Ιωνίας 4 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου

18 Επιτήρησαν και αξιολόγησαν τις πρακτικές δεξιότητες οι συνάδελφοι: Δ. Χαβιάρας, Σ. Πυτιλάκη,Ε. Κοκκινοπούλου και Φ. Ευθυμιάδης.

19 Επιτήρησαν και αξιολόγησαν τις πρακτικές δεξιότητες οι συνάδελφοι: Ν. Μοιράγιας, Κ. Δουκάκη και Γ. Σπυρόπουλος.

20 Τα αποτελέσματα της Φυσικής 3 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 86 Εκπαιδευτήρια ΔΟΥΚΑ 84 Γερμανική Σχολή Αθηνών 79 7 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου 2 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 76 4 ο Γυμνάσιο Ν. Ηρακλείου 75

21 Η σταγόνα και η Χημεία Η Χημεία θα σας βοηθήσει Σας έχει μιλήσει για το νερό σαν χημική ένωση, τα οξέα, τις βάσεις, την κλίμακα ph,τους δείκτες και την εξουδετέρωση. Ας τα θυμηθούμε: Κατά τη διαβίβαση ηλεκτρικού ρεύματος από υδατικά διαλύματα, συνήθως διασπάται το νερό με αποτέλεσμα την παραγωγή διαφόρων προϊόντων, μεταξύ των οποίων είναι και τα ιόντα H + και OH -. Οξέα ονομάζονται οι ενώσεις οι οποίες, όταν διαλύονται στο νερό, δίνουν κατιόντα υδρογόνου (Η + ) στα οποία οφείλονται οι κοινές τους ιδιότητες (HCl H + + Cl - ). Βάσεις ονομάζονται οι ενώσεις οι οποίες, όταν διαλύονται στο νερό, δίνουν ανιόντα υδροξειδίου (ΟΗ - ) στα οποία οφείλονται οι κοινές τους ιδιότητες (NαΟΗ Να + + ΟΗ - ). Όταν αναμειγνύουμε ένα διάλυμα οξέος με ένα διάλυμα βάσης, τα ιόντα Η + και τα ιόντα ΟΗ - συνδέονται μεταξύ τους σχηματίζοντας μόρια νερού. Η αντίδραση αυτή ονομάζεται εξουδετέρωση. Οι δείκτες είναι χημικές ουσίες οι οποίες με την παρουσία οξέων ή βάσεων αλλάζουν χρώμα. Δείκτες περιέχονται στο κόκκινο λάχανο και μπορεί να δώσουν την παρακάτω χρωματική κλίμακα.

22 Μια σταγόνα αλλάζει χρώματα! Τι άραγε να συμβαίνει στο εσωτερικό της;

23

24 Μια σταγόνα αποχρωματίζει ένα έγχρωμο διάλυμα! Πόσο γρήγορα όμως; Καθημερινά τόσο γύρω μας όσο και στο σώμα μας, συμβαίνουν χιλιάδες χημικές αντιδράσεις. Κάποιες γίνονται αργά, όπως το σκούριασμα του σιδήρου που θέλει πολλούς μήνες, κάποιες αρκετά γρήγορα, όπως η καύση του χαρτιού που γίνεται σε δευτερόλεπτα και κάποιες πολύ γρήγορα, όπως η έκρηξη της νιτρογλυκερίνης που γίνεται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η γνώση της ταχύτητας με την οποία εξελίσσονται οι χημικές αντιδράσεις, αλλά και η γνώση των παραγόντων που μας βοηθούν να τις επιταχύνουμε ή να τις επιβραδύνουμε, είναι ιδιαίτερα χρήσιμη. Η Χημεία θα σας βοηθήσει

25 1,2,3,5,7 σταγόνες χλωρίνης αποχρωματίζουν διαλύματα κίτρινης χρωστικής θα παρατηρήσετε την επίδραση της ποσότητας ενός από τα αντιδραστήρια (στην περίπτωση μας της χλωρίνης) στην ταχύτητα αποχρωματισμού διαλύματος κίτρινης χρωστικής ζαχαροπλαστικής. Να αναδεύσετε με ήπια περιστροφική κίνηση.

26 Η χρονομέτρηση του αποχρωματισμού Ποσότητα νερού σε ml (διαλύτης) Ποσότητα χρωστικής σε σταγόνες 50 1 Η επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων Πίνακας 2 Ποσότητα χλωρίνης σε σταγόνες Χρόνος που απαιτείται για αποχρωματισμό ( s.)

27 Μεταβλητές: Οι παράγοντες που επηρεάζουν την έκβαση ενός φαινομένου Ανεξάρτητες μεταβλητές Μια μεταβάλλεται Διατηρούνται σταθερές με δική μας επιλογή Εξαρτημένη μεταβλητή Αυτή που προσδιορίζουμε τον τρόπο που αλλάζει

28 4 ο Γυμνάσιο Ν. Ηρακλείου 1 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 5 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου Εκπαιδευτήρια ΜΑΝΕΣΗ

29 Επιτήρησαν και αξιολόγησαν τις πρακτικές δεξιότητες οι συνάδελφοι: Γεώργιος Σαμαράς, Σώτη Προκοπίου, Μαρία Καρπούζα και Θοδωρής Ηλιάδης. Επίσης Κώστας Τσερπέλης, Εύη Σκουράκη και Άννα Μαθιού.

30 Τα αποτελέσματα της Χημείας 4 ο Γυμνάσιο Ν. Ηρακλείου 94 4 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου 92 1 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 2 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 90 7 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου 89 7 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 87

31 Η σταγόνα και η Βιολογία Σας έχει μιλήσει για κύτταρα, μικροοργανισμούς,. Ας τα θυμηθούμε: Η Βιολογία θα σας βοηθήσει Το κύτταρο είναι η θεμελιώδης δομική και λειτουργική μονάδα όλων των οργανισμών. Οι απλούστεροι οργανισμοί της Γης είναι οι μονοκύτταροι και, συνήθως, δεν είναι ορατοί με γυμνό μάτι. Τα βακτήρια είναι μονοκύτταροι προκαρυωτικοί οργανισμοί και παρουσιάζουν μια ποικιλία μορφών όπως οι κόκκοι (απλοί, διπλόκοκκοι, στρεπτόκοκκοι και σταφυλόκοκκοι), οι βάκιλλοι και τα σπειρίλια. Τα πρωτόζωα είναι μονοκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί. Βασικό χαρακτηριστικό είναι η κινητικότητά τους, η οποία συνδέεται με δομές όπως ψευδοπόδια (π.χ. αμοιβάδα), βλεφαρίδες (π.χ. παραμήκιο), ή μαστίγιο (π.χ. ευγλήνη).

32 Ο μικρόκοσμος μιας σταγόνας! Πως μπορούμε να τον εξερευνήσουμε; Βέβαια με μικροσκόπηση.

33 Σταγόνα νερού από νερολακούβα του κήπου Βλεφαριδοφόρα πρωτόζωα βακτήρια

34

35 Μια σταγόνα νερού πέφτει στην επιφάνεια ενός φύλλου! Πόσο «φιλικά» με το νερό είναι τα φύλλα των φυτών; Η Βιολογία θα σας βοηθήσει Η διαβροχή είναι η ικανότητα ενός υγρού να διατηρεί επαφή με μια επιφάνεια στερεού, και οφείλεται στις διαμοριακές αλληλεπιδράσεις που αναπτύσσονται μεταξύ των δυο υλικών όταν συνενώνονται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, όταν μια σταγόνα νερού πέσει στην επιδερμίδα ενός φύλλου είτε να διασκορπίζεται στην επιφάνειά του είτε να παίρνει σχήμα σχεδόν σφαιρικό ώστε να αποφύγει την επαφή, οπότε στη συνέχεια κυλάει και πέφτει δίχως να αφήνει ίχνη υγρασίας. Η τραχύτητα κάθε επιφάνειας, επομένως και ενός φύλλου, επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ικανότητα διαβροχής (διαβρεξιμότητα) της επιφάνειας του φύλλου. Ένα αντίστροφο μέτρο της διαβρεξιμότητας αποτελεί η γωνία επαφής θ. Καθώς αυξάνεται η τάση για την εξάπλωση μιας σταγόνας πάνω σε μια επίπεδη επιφάνεια στερεού, η γωνία επαφής μειώνεται. Μια διαβρέξιμη επιφάνεια μπορεί να ονομάζεται υδρόφιλη, ενώ μια μη διαβρέξιμη επιφάνεια υδρόφοβη. Στην επιδερμίδα των φύλλων διαφορετικών φυτών υφίστανται δομικές και χημικές τροποποιήσεις σχετικά με την επιφανειακή διαβροχή, που καθιστούν την επιφάνεια από πολύ υδροφιλική έως και πολύ υδροφοβική.

36 Σας δίνονται φρεσκοκομμένα φύλλα από τέσσερα (4) διαφορετικά φυτά είδη φυτών: πλάτανος, τριανταφυλλιά, κισσός και δάφνη.

37 Να χαρακτηρίσετε την επιφάνεια του κάθε φύλλου ως προς τη διαβρεξιμότητά της

38 Άνω επιδερμίδα του φύλλου της Δάφνης Κάτω επιδερμίδα του φύλλου της Τριανταφυλλιάς

39 7 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας αναπληρωματικοί 7 ο ΓυμνάσιοΑμαρουσίου 2 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 5 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας

40 Τα αποτελέσματα της Βιολογίας 1 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 88 4 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 85 7 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου 84 3 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 82 2 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 78

41 Πηγές Εργαστηριακός οδηγός Βιολογίας Α και Γ Γυμνασίου, Ε. Μαυρικάκη- Μ. Γκούβρα- Α. Καμπούρη, ΟΕΔΒ, Αθήνα, 2010 Εργαστηριακός οδηγός Χημείας Β και Γ Γυμνασίου, Π. Θεοδωρόπουλος- Π. Παπαθεοφάνους- Φ. Σιδέρη, ΟΕΔΒ, Αθήνα, 2007 Εργαστηριακός οδηγός Φυσικής Β και Γ Γυμνασίου, Ν. Αντωνίου- Π. Δημητριάδης- Κ. Καμπούρης- Κ. Παπαμιχάλης- Λ. Παπατσίμπα, ΟΕΔΒ, Αθήνα, 2015 Kalogirou E, Nicas E (2010) Microscale chemistry: experiments for schools. Science in School 16: (27/03/2018) Πειράματα Χημείας σε μικροκλίμακα, 2007, Α. Μαργαρίτης, Πειραματικό ΓΕΛ Ηρακλείου Πειράματα Χημείας σε μικροκλίμακα, 2018, Μ. Στέλλα, ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας chalandr.att.sch.gr/supportivematerial/chemistry/gymnasium_b/stella- ChemistryExperimentsInMicroscale.pdf Αποστολόπουλος, Κ. (2018). Η Χημεία με πειράματα: Πρόταση εισαγωγής της διδασκαλίας της Χημείας στην Α Γυμνασίου ChemistryBook_A-Gymnasium.html) Wikipedia, (πρόσβαση 29/4/2018) Διαβροχή, 2016, Λαναρά Χριστίνα, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών, Πανεπιστήμιο Κρήτης 9 ος Εργαστηριακός Διαγωνισμός Φυσικών Επιστημών, Θέμα Βιολογίας, Κωνσταντινοπούλου Βασιλική, Υπεύθυνη ΕΚΦΕ Χαλανδρίου.

42 Οι συντελεστές Τα θέματα επιμελήθηκαν Η Μαρίνα Στέλλα, υπεύθυνη ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας, ο Δρ. Κ. Αποστολόπουλος, Σχολικός Σύμβουλος Φυσικών Επιστημών, Β Αθήνας, η Βασιλική Κωνσταντινοπούλου, Βιολόγος, υπεύθυνη του ΕΚΦΕ Χαλανδρίου, ο Γ. Τσολάκης, Βιολόγος στο 3 ο ΓΕΛ Νέας Ιωνίας και ο Θοδωρής Ηλιάδης, Χημικός στο 1 ο ΓΕΛ Ηρακλείου και συνεργάτης του ΕΚΦΕ. Στην οργάνωση του διαγωνισμού και στην αξιολόγηση των γραπτών συμμετείχε η Ελένη Κοκκινοπούλου, φυσικός, ΥΣΕΦΕ του 3 ου ΓΕΛ Νέας Ιωνίας..

43 Ευχαριστούμε θερμά Το διευθυντή και το σύλλογο των διδασκόντων του 3 ου ΓΕΛ Νέας Ιωνίας για τη διάθεση του Σχολικού Εργαστηρίου κατά τη διεξαγωγή του διαγωνισμού Τον αντιδήμαρχο παιδείας και τον πρόεδρο της σχολικής επιτροπής δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης του Δήμου Νέας Ιωνίας για την αγορά των απαραίτητων υλικών. Τον πρόεδρο της Ένωσης Γονέων του Δήμου Νέας Ιωνίας για την έγχρωμη εκτύπωση της αφίσας της σημερινής μας εκδήλωσης. Την υπεύθυνη του ΕΚΦΕ Χαλανδρίου για την παρουσία της και τη βοήθεια της στη διατύπωση των θεμάτων και στην αξιολόγηση των εργαστηριακών δεξιοτήτων της Βιολογίας. Το συνάδελφο Γιάννη Γάτσιο που παρουσίασε εντυπωσιακά πειράματα και συνέβαλε στην επιτυχία της σημερινής εκδήλωσης. Τους γονείς των μαθητών που ενθάρρυναν τα παιδιά τους ώστε να συμμετέχουν Τους συναδέλφους που έδωσαν την ευκαιρία στους μαθητές τους να προσεγγίσουν με διαφορετικό τρόπο τις Φυσικές Επιστήμες. Και όλους όσους μας τίμησαν με την παρουσία τους.

44 Συγχαρητήρια! σε όλους μαθητές καθηγητές και συνεργάτες

45

46 3 ο

47

48 3 ο