STEM-education. MathTech «Κατασκευάζω και Ανακαλύπτω» ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ: ΑΡΗΣ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΗΣ - ΑΠΟΣΤΟΛΗΣ ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΑΟΥ

Transcript

1 «Η Φιλοσοφία είναι γραμμένη στο μεγάλο βιβλίο του σύμπαντος, το οποίο είναι πάντα ανοικτό μπροστά στα βλέμματα μας. Όμως το βιβλίο δεν μπορεί να γίνει κατανοητό, εκτός αν μάθουμε πρώτα να κατανοούμε τη γλώσσα και να διαβάζουμε το αλφάβητο στο οποίο έχει γραφεί. Είναι γραμμένο στη γλώσσα των μαθηματικών και οι γλωσσικοί χαρακτήρες του είναι τρίγωνα, κύκλοι και άλλα γεωμετρικά σχήματα, χωρίς τα οποία είναι ανθρωπίνως αδύνατον να κατανοηθεί έστω και μια λέξη. Χωρίς αυτά κανείς περιπλανιέται σ ένα σκοτεινό λαβύρινθο». ΓΑΛΙΛΑΙΟΣ STEM-education MathTech «Κατασκευάζω και Ανακαλύπτω» ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ: ΑΡΗΣ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΗΣ - ΑΠΟΣΤΟΛΗΣ ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΑΟΥ

2 STEM-education MathTech «Κατασκευάζω και Ανακαλύπτω» ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ: ΑΡΗΣ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΗΣ - ΑΠΟΣΤΟΛΗΣ ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΑΟΥ Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα MathTech «Κατασκευάζω και Ανακαλύπτω» αποτελεί μια καινοτόμο δράση, που κατά κύριο λόγο είναι δομημένη στην αντίληψη της έρευνας. Ο στόχος αυτού του προγράμματος είναι: να αντιληφθούν τα παιδιά πώς λειτουργεί ο πραγματικός κόσμος. Τα παιδιά χρησιμοποιώντας ένα ειδικά σχεδιασμένο απλό σύστημα δόμησης, κατασκευάζουν μηχανικά συστήματα, αρχιτεκτονικές κατασκευές, ηλεκτρικά κυκλώματα και εξερευνούν τον τρόπο λειτουργίας τους. Ανακαλύπτουν νόμους που διέπουν τη Μηχανική, την Ακουστική και τον Ηλεκτρισμό ξεκινώντας πάντα μέσα από μια διαισθητική αντίληψη για τα φυσικά φαινόμενα. Η κίνηση, η δύναμη, η ισορροπία, ο ήχος, τα κύματα, τα ηλεκτρικά κυκλώματα, οι μοχλοί είναι κάποια από τα κύρια θέματα τα οποία μελετούν. Στη συνέχεια συζητούν το θέμα «ενέργεια» καθώς επίσης και για τις διαφορετικές μορφές ενέργειας. Παράλληλα χρησιμοποιούν τα Μαθηματικά ως «εργαλείο» για τη διατύπωση των νόμων αυτών -κατανοώντας έτσι την αναγκαιότητα ύπαρξής του κόσμου των μαθηματικών εννοιών- αλλά και του τρόπου με τον οποίο συγκροτείται ο θεωρητικός κόσμος της φυσικής. Τέλος φιλοτεχνούν τις κατασκευές τους, εισάγοντας κατ αυτό τον τρόπο, το προσωπικό-υποκειμενικό τους στοιχείο: για το πώς δηλαδή, η αισθητική τους αντίληψη, θα ήθελε να είναι διακοσμημένη η μηχανική κατασκευή τους. 1

3 Τα παιδιά μέσα από τα διαδοχικά βήματα που απαιτούνται για την ολοκλήρωση της κατασκευής τους, βιώνουν τη χαρά της δημιουργίας, αλλά και την αναγκαιότητα του κάθε επόμενου βήματος, το οποίο θα πρέπει να στηρίξουν λογικά. Κάθε περίοδος είναι ένα ταξίδι μέσα από την Επιστήμη, την Τεχνολογία, τη Μηχανική, τα Μαθηματικά και την Τέχνη. Ο τρόπος με τον οποίο εργάζονται τα παιδιά είναι ατομικός και ομαδικός. Μετά την ολοκλήρωση κάθε κατασκευής, η οποία διαρκεί περίπου ένα μήνα, κάθε παιδί παίρνει τις κατασκευές αυτές σπίτι του, έχοντας έτσι τη δυνατότητα για περισσότερη παρατήρηση και εμβάθυνση στη λειτουργία τους. Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα MathTech «Κατασκευάζω και Ανακαλύπτω» είναι δομημένο κατά τέτοιο τρόπο (διαφορετικά επίπεδα ανάπτυξης εννοιών), ώστε να απευθύνεται σε όλες τις ηλικίες της εκπαίδευσης, από το Νηπιαγωγείο μέχρι και το Λύκειο. Επίπεδα ανάπτυξης των δραστηριοτήτων MathTech 1: Για παιδιά ηλικίας από 5 έως 8 ετών MathTech 2: Για παιδιά ηλικίας από 9 ετών και άνω 2

4 Κύκλοι δραστηριοτήτων MathTech 1 Απευθύνεται σε παιδιά ηλικίας από 5 έως 8 ετών ΚΥΚΛΟΣ 1 ος : Κατασκευάζω γέφυρες Από την πρωτόγονη ακόμα εποχή, η ανάγκη των ανθρώπων να συζεύξουν δύο ή περισσότερα σημεία υπεράνω κάποιου φυσικού ή τεχνικού εμποδίου που μεσολαβεί μεταξύ τους, τους οδήγησε να κατασκευάζουν γέφυρες με διαφορετικούς τρόπους, μέσα και υλικά. Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας κατάλληλα υλικά όπως: χαρτόνια, πλαστικούς άξονες, πλαστικούς συνδέσμους νήμα και άλλα, να κατασκευάσουν γέφυρες ή συστήματα γεφυρών, ανακαλύπτοντας τα ίδια μέσα από μια απλή κατασκευή, τις πρωτόλεια τεχνικές απαιτήσεις που απαιτούνται γι αυτήν και παράλληλα να γνωρίσουν τον ρόλο των Μαθηματικών και της Φυσικής, που είναι απαραίτητα για αυτή την τεχνική κατασκευή. παιδιά προσεγγίζουν γεωμετρικές έννοιες όπως: επίπεδα γεωμετρικά σχήματα, γωνία δυο επιπέδων και Στερεά Σχήματα. Αναγνωρίζουν στερεά γεωμετρικά σχήματα και ανακαλύπτουν τα δομικά τους γεωμετρικά στοιχεία. Τέλος μέσω της δυναμικής των κατασκευών προσεγγίζουν τις δυο θεμελιώδεις μετρικές έννοιες: της απόστασης δυο σημείων που βρίσκονται σε διαφορετικά επίπεδα και της γωνίας δυο επιπέδων. 3

5 ΦΥΣΙΚΗ: Από την πλευρά της φυσικής τα παιδιά ανακαλύπτουν μια απλή μηχανή που είναι το κεκλιμένο επίπεδο. Μέσα από την εφαρμογή του στον κόσμο των καθημερινών μας αναγκών, προσεγγίζουν την αρχή λειτουργίας του, που αποτελεί και τη βάση της Μηχανικής στη φυσική. ΚΥΚΛΟΣ 2 oς : Ο μαγικός κόσμος του Carousel Το φαντασμαγορικό περιβάλλον των carousel, είναι το αντικείμενο της συγκεκριμένης μηχανικής κατασκευής. Περιστρεφόμενος δίσκος με αντίστοιχο περιστρεφόμενο σκέπαστρο, αναπαριστούν την περίοπτη αυτή κατασκευή, που άρχισε να μηχανοποιείται στα τέλη του 17 ου αιώνα, αναπαριστώντας ένα παλιό ιπποτικό έθιμο της περιόδου των Σταυροφοριών. Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας κατάλληλα υλικά, να κατασκευάσουν το δικό τους carousel, χρησιμοποιώντας γρανάζια τοποθετημένα σε κατάλληλη διάταξη προκειμένου να αλλάξουν τόσο τον προσανατολισμό όσο και το επίπεδο της κίνησης. παιδιά μελετούν ακριβέστερα τον κύκλο, τις επίκεντρες γωνίες του, τα τόξα που αντιστοιχούν σ αυτές και προσεγγίζουν με αυστηρότερο τρόπο την έννοια του κανονικού πολυγώνου αναζητώντας παράλληλα τρόπο κατασκευής του. Στη συνέχεια μελετούν τα γρανάζια και από τη σχέση μετάδοσης της κίνησης μέσω γραναζιών προσεγγίζουν την έννοια του λόγου. 4

6 ΦΥΣΙΚΗ: Από την πλευρά της φυσικής τα παιδιά συζητούν για την έννοια μετάδοσης της κίνησης μέσω γραναζιών και του τρόπου με τον οποίο πραγματοποιείται αυτή. Ανακαλύπτουν πάνω στην συγκεκριμένη κατασκευή όχι μόνο τη μετατροπή της κίνησης, αλλά προσπαθούν να περιγράψουν τόσο τη μορφή των συγκεκριμένων οδοντωτών τροχών όσο και το αποτέλεσμα της σχέσης που αναπτύσσεται μεταξύ αυτών. ΚΥΚΛΟΣ 3 ος : Κατασκευάζω τα δικά μου αυτοκίνητα Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας υλικά όπως, ρόδες, άξονες, πανιά λάστιχα και μπαλόνια, να κατασκευάσουν ένα αυτοκίνητο. Κατόπιν μέσα από την κατασκευή αυτή να μελετήσουν έννοιες όπως: η κίνηση, η ταχύτητα, η δύναμη, η ενέργεια, ο γεωμετρικός προσανατολισμός, η μέτρηση μεγεθών, τα γεωμετρικά σχήματα. Τέλος να αντιληφθούν πως μέσα από μια τόσο ενδιαφέρουσα κατασκευή, αναδεικνύεται η ανάγκη της σύνδεσης, των φυσικών φαινομένων με τις μαθηματικές σχέσεις. παιδιά συνεχίζουν την ακριβέστερη μελέτη του κύκλου. Ακόμη χρησιμοποιούν το μήκος των τροχών της κατασκευής προκειμένου να μετράνε αποστάσεις. Ακολούθως διατυπώνουν το ερώτημα του προσδιορισμού της θέσης του αυτοκινήτου-κατασκευής, καθώς επίσης και το πόσο γρήγορα ή αργά κινείται αυτό, εισάγοντας κατ αυτόν τον τρόπο την ανάγκη συζήτησης, πάνω σε μια καινούργια έννοια εκείνη της ταχύτητας. 5

7 ΦΥΣΙΚΗ: Από την πλευρά της φυσικής τα παιδιά συζητούν ακριβέστερα για την έννοια της κίνησης. Ακόμα μέσα από τις συγκεκριμένες κατασκευές δίνεται η δυνατότητα να αναπτυχθεί διάλογος πάνα στην έννοια της ενέργειας και την μετατροπή της από κάποιες μορφές σε άλλες. Επίσης να ανακαλύψουν το ρόλο της μηχανικής ενέργειας και τη σχέση της με την κίνηση. ΚΥΚΛΟΣ 4 oς : Ο χορός του Ακροβάτη Ιδιαίτερη εντύπωση προκαλούν οι φιγούρες ενός ακροβάτη του Luna park. Τόσο στα παιδιά όσο και στους μεγάλους, οι περίπλοκες κινήσεις του στο χώρο, προκαλούν έκδηλο ενδιαφέρον για το πώς τις πραγματοποιεί. Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας κατάλληλα υλικά, να κατασκευάσουν ένα μηχανικό σύστημα, όπου ο ακροβάτης θα πραγματοποιεί μια σειρά από επιδέξιες φιγούρες. Πως όμως πραγματοποιούνται αυτές; Μέσα από την παρατήρηση και μελέτη τόσο των κινήσεων του ακροβάτη όσο και του όλου μηχανικού συστήματος, τα παιδιά θα ανακαλύψουν ότι τα νοητικά «εργαλεία» που θα τους δώσουν τις απαντήσεις, βρίσκονται κρυμμένα στον κόσμο των Μαθηματικών και της Φυσικής. παιδιά μελετούν την κατασκευή των πολυέδρων κανονικών και μη κανονικών. Συζητούν για τα κανονικά πολύεδρα, ανακαλύπτουν ότι αυτά είναι μόνο πέντε και γνωρίζουν το ρόλο τους στην ιστορία και τη φιλοσοφία των Μαθηματικών. Ακόμα μελετούν τον 6

8 κύκλο ως προς τα γεωμετρικά του στοιχεία, κατασκευής και μέτρησης. ΦΥΣΙΚΗ: Από την πλευρά της φυσικής τα παιδιά συζητούν για την έννοια της κίνησης και του τρόπου μετάδοσης της κίνησης. Ανακαλύπτουν πάνω στην συγκεκριμένη κατασκευή τα κινούμενα μέρη της, τα περιγράφουν και επιχειρούν να συνδέσουν με τα μαθηματικά. ΚΥΚΛΟΣ 5 ος : Το ταξίδι της βάρκας Τα κύματα της θάλασσας κάνουν μια βάρκα να τραμπαλίζεται στα νερά της, δίνοντας την εικόνα ότι τη μια φορά βυθίζεται και την άλλη αναδύεται. Με πιο τρόπο θα μπορούσε κάτι τέτοιο να παρασταθεί μέσα από μια μηχανική κατασκευή; Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας κατάλληλα υλικά, να κατασκευάσουν ένα τέτοιο μηχανικό σύστημα, μέσα από το οποίο να πραγματοποιούνται αυτές οι κινήσεις της βάρκας, μελετώντας παράλληλα τον τρόπο και τις αρχές λειτουργίας του. παιδιά συνεχίζουν τη μελέτη τους πάνω στα κανονικά και μη κανονικά πολύεδρα. Ακόμα παρατηρούν το φαινόμενο της περιοδικότητας της κίνησης της βάρκας και επιχειρούν να το περιγράψουν με χρήση του κατάλληλου γεωμετρικού σχήματος. Τέλος μέσα από την μελέτη του σφονδύλου κίνησης προβληματίζονται από τη μορφή που θυμίζει κοχύλι και κάνουν υποθέσεις για την κατασκευή του. 7

9 ΦΥΣΙΚΗ: Από την πλευρά της φυσικής τα παιδιά συζητούν για την έννοια της παλινδρομικής κίνησης και του τρόπου με τον οποίο πραγματοποιείται αυτή. μετάδοσης της κίνησης. Ανακαλύπτουν πάνω στην συγκεκριμένη κατασκευή την μετατροπή της κυκλικής κίνησης σε ευθύγραμμη και παρατηρώντας τα κινούμενα μέρη της, επιχειρούν να τα περιγράψουν με τη χρήση των μαθηματικών. ΚΥΚΛΟΣ 6 ος : Κτίζω τη δική μου πόλη-γερανοί Το κτίσιμο μιας πόλης απαιτεί την ύπαρξη κατάλληλων μηχανών που θα βοηθήσουν στην ανύψωση και τη μεταφορά οικοδομικών υλικών. Όλες αυτές οι μηχανές απλές ή σύνθετες, έχουν να κάνουν με δυνάμεις που τις κάνουν πιο αποτελεσματικές για τον άνθρωπο. Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας κατάλληλα υλικά, να κατασκευάσουν ανυψωτικές μηχανές και να μελετήσουν μέσα από τη δική τους κατασκευή τον τρόπο λειτουργίας της και τη σχέση που έχει αυτή μα τα Μαθηματικά και τη Φυσική. παιδιά μελετούν τις θεμελιώδεις έννοιες της παραλληλίας και της καθετότητας μεταξύ ευθειών, μεταξύ επιπέδων και μεταξύ ευθειών και επιπέδων. Ακόμα προσεγγίζουν την έννοια της συμμετρίας τόσο στο επίπεδο όσο και στο χώρο, ανακαλύπτοντας παράλληλα διαφορετικά είδη συμμετριών. ΦΥΣΙΚΗ: Από την πλευρά της φυσικής τα παιδιά ανακαλύπτουν μια απλή μηχανή που είναι η τροχαλία. Μέσα από την εφαρμογή της στην συγκεκριμένη 8

10 κατασκευή αντιλαμβάνονται το ρόλο της στον κόσμο των καθημερινών μας αναγκών, προσεγγίζουν την αρχή λειτουργίας της, συζητούν το πώς αντιλαμβάνονται την έννοια της δύναμης, αλλά και το ρόλο της τροχαλίας στην αλλαγή της διεύθυνσης της δύναμης. ΚΥΚΛΟΣ 7-8 oς : Παράξενα ζώα (A & Β μέρος) Η μυθοπλασία είναι χαρακτηριστικό της ανθρώπινης φύσης και ιδιαίτερα της φαντασίας των μικρών παιδιών. Παράξενα ζώα με ανιμιστικό χαρακτήρα γίνονται πρωταγωνιστές παιδικών μυθιστορημάτων και κινηματογραφικών έργων. Τα παιδιά μέσα στον προσωπικό φανταστικό τους κόσμο, πλάθουν ήρωες με μορφή ζώων που έχουν μεγάλα στόματα, υπερφυσικές δυνάμεις, φιλικά ή εχθρικά συναισθήματα, είναι πολύ έξυπνα ή στερούνται λογικής και άλλα. Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας κατάλληλα υλικά, να κατασκευάσουν μηχανικά συστήματα, τα οποία παριστάνουν ζώα με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, μελετώντας παράλληλα τον τρόπο λειτουργίας του συγκεκριμένου συστήματος. παιδιά συνεχίζουν τη μελέτη τους πάνω στα κανονικά και μη κανονικά πολύεδρα. Επίσης επιχειρούν να ανακαλύψουν τρόπους υπολογισμού μηκών, επιφανειών και όγκων. Μέσα από την προσπάθειά τους αυτή, ανακαλύπτουν την αναγκαιότητα του αριθμού, αλλά και των αριθμητικών πράξεων. ΦΥΣΙΚΗ: Από την πλευρά της φυσικής τα παιδιά συζητούν για την έννοια της παλινδρομικής κίνησης 9

11 και του τρόπου με τον οποίο πραγματοποιείται αυτή. μετάδοσης της κίνησης. Ανακαλύπτουν πάνω στην συγκεκριμένη κατασκευή τη μετατροπή της κυκλικής κίνησης σε ευθύγραμμη και παρατηρώντας τα κινούμενα μέρη της, επιχειρούν να τα περιγράψουν με τη χρήση των μαθηματικών. 10

12 Κύκλοι δραστηριοτήτων MathTech 2 Απευθύνεται σε παιδιά ηλικίας από 9 ετών και άνω ΚΥΚΛΟΣ 1-2 ος : Αυτοκίνητα και Μηχανές Ελικοφόρα αυτοκίνητα Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας υλικά όπως, ρόδες, άξονες, ηλεκτρικούς κινητήρες, γρανάζια, ατέρμονες κοχλίες, έλικες, απλά συστήματα διεύθυνσης και άλλα, να κατασκευάσουν ένα αυτοκίνητο. Κατόπιν μέσα από την κατασκευή αυτή να μελετήσουν έννοιες όπως: η κίνηση, η ταχύτητα, η δύναμη, η ενέργεια, ο γεωμετρικός προσανατολισμός, η μέτρηση μεγεθών, τα γεωμετρικά σχήματα. Τέλος να αντιληφθούν πως μέσα από μια τόσο ενδιαφέρουσα κατασκευή, αναδεικνύεται η ανάγκη της σύνδεσης, των φυσικών φαινομένων με τις μαθηματικές σχέσεις. παιδιά μελετούν όλα τα γεωμετρικά στοιχεία που συνθέτουν την κατασκευή, κυρίως όμως μετρήσεις αξόνων στήριξης των τροχών, μετρήσεις επιφανειών και όγκου του αμαξώματος, προσανατολισμός του αυτοκινήτου, υπολογισμοί διαστάσεων των οδοντωτών τροχών και των πτερυγίων ελίκων που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση της κίνησης των συγκεκριμένων κατασκευών, σχέσεις μεταξύ γραναζιών διαφορετικών μεγεθών, μαθηματικοποίηση της έννοιας της δύναμης και της ταχύτητας, καθώς επίσης και τον 11

13 ρόλο της δύναμης, ως δράσης στην αλλαγή της κινητικής του κατάστασης. ΦΥΣΙΚΗ: Μέσα από την συγκεκριμένη κατασκευή μελετώνται έννοιες όπως: της ταχύτητας, της ενέργειας, των διαφορετικών μορφών ενέργειας καθώς επίσης τρόποι που αυτές μετατρέπονται από μια μορφή σε άλλη. ΚΥΚΛΟΣ 3 ος : Αεροπνευματικές κατασκευές και μηχανικοί βραχίονες Στην συγκεκριμένη δραστηριότητα, τα παιδιά κατασκευάζουν ένα μηχανικό βραχίονα, προσομοιώνοντας τη μηχανική λειτουργία του ανθρώπινου χεριού. Μέσα από την κατασκευή ανακαλύπτουν το κύριο σώμα και τον καρπό που έχει στο τέλος του το εργαλείο. Το εργαλείο αυτό μπορεί να είναι ένας πιαστήρας (αρπάγη) ή μια σκαφίδα ενός φορτωτικού μηχανήματος. Ο τρόπος με τον οποίο κινούνται τα μέρη του βραχίονα, όπως επίσης και το εργαλείο που έχει στην άκρη του, γίνεται με τη χρήση της πίεσης του αέρα που διοχετεύεται μέσω λαστιχένιων σωλήνων και εμβόλων, τα οποία είναι απλές ιατρικές σύριγγες διαφορετικών μεγεθών. Μέσα από τις κατασκευές αυτές τα παιδιά κατανοούν τη φυσική λειτουργία του ανθρώπινου χεριού, μελετώντας την όλη λειτουργία τόσο από την πλευρά της φυσικής όσο και από την πλευρά των μαθηματικών. παιδιά μελετούν τη γεωμετρική δομή του μηχανικού βραχίονα, ανακαλύπτουν την αναγκαιότητα του συστήματος ορθογωνίων αξόνων, παριστάνουν το βρα- 12

14 χίονα πάνω σ ένα τέτοιο σύστημα και προσεγγίζουν την έννοια της κλίσης. Ακόμα αναζητούν σχέσεις μεταξύ των όγκων του αέρα που βρίσκεται μέσα σε κυλινδρικούς σωλήνες (σύριγγες) διαφορετικών διαμέτρων, που λειτουργούν ως έμβολα που αλλάζουν τις θέσεις των στελεχών του βραχίονα. ΦΥΣΙΚΗ: Μέσα από την συγκεκριμένη κατασκευή μελετώνται έννοιες όπως: της δύναμης και της ροπής δυνάμεων, της πίεσης, της λειτουργίας των εμβόλων και το ρόλο τους στην κατασκευή του μηχανικού βραχίονα. ΚΥΚΛΟΣ 4-5 ος : Ταξιδεύω μέσα στα ηλεκτρικά κυκλώματα (Α & Β μέρος) Το βασικότερο στοιχείο κάθε ηλεκτρικού κυκλώματος είναι η ηλεκτρική συσκευή, που είναι συνδεδεμένη με αυτό. Από τη στιγμή που ανακαλύφθηκε το ηλεκτρικό ρεύμα, κατασκευάστηκε πλήθος ηλεκτρικών συσκευών και μηχανημάτων, που κάνουν τη ζωή μας ευκολότερη και ανετότερη. Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά χρησιμοποιώντας υλικά όπως, ηλεκτρικούς αγωγούς, ηλεκτρικές πηγές και διακόπτες, να κατασκευάσουν τις δικές τους ηλεκτρικές συσκευές και μέσα από αυτές να προβληματιστούν και να αναζητήσουν πως λειτουργεί μια ηλεκτρική συσκευή, τι είναι ηλεκτρικό κύκλωμα, τι είναι τέλος ηλεκτρισμός, ποιες είναι οι αρχές του, ποιος είναι ο ρόλος των μαθηματικών στη μελέτη του φαινομένου του ηλεκτρισμού. ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ: Μέσω της δραστηριότητας αυτής, τα παιδιά μελετούν κατ αρχάς τη γεωμετρική δομή κάθε μιας από τις κατασκευές που προτείνονται. Στη 13

15 συνέχεια προσεγγίζεται το μαθηματικό «περιβάλλον» εντός του οποίου θα συζητηθούν έννοιες όπως για παράδειγμα, εκείνη του ηλεκτρικού πεδίου. Το μαθηματικό αυτό περιβάλλον θα οικοδομηθεί με τρόπο πρωτίστως γεωμετρικό, ώστε να διαθέτει την απαιτούμενη αισθητική εποπτεία. ΦΥΣΙΚΗ: Μέσα από τις συγκεκριμένες κατασκευές προσεγγίζονται έννοιες όπως: ηλεκτρισμός, ηλεκτρική ενέργεια, ηλεκτρικό κύκλωμα, ήχος και φως. ΚΥΚΛΟΣ 6 ος : Αγωνιστικά αυτοκίνητα Ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο φαντάζει ως κάτι ιδιαίτερα εντυπωσιακό στην αντίληψη ενός παιδιού. Πια είναι όμως η διαφορά ενός τέτοιου αυτοκινήτου από ένα οποιοδήποτε συμβατικό αυτοκίνητο; Γιατί η κατασκευή του, προκαλεί αυτό το ξεχωριστό ενδιαφέρον; Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά μέσα από τα προσφερόμενα υλικά να κατασκευάσουν ένα τέτοιο αγωνιστικό αυτοκίνητο, να μελετήσουν τη γεωμετρία της κατασκευής του και μέσα από τα ιδιαίτερα αυτά γεωμετρικά χαρακτηρίστηκα να ανακαλύψουν φυσικές έννοιες όπως της δύναμης της ενέργειας, της ταχύτητας και της επιτάχυνσης. παιδιά μελετούν όλα τα γεωμετρικά στοιχεία που συνθέτουν την κατασκευή, κυρίως όμως μετρήσεις αξόνων στήριξης των τροχών, μέτρησης επιφανειών και όγκου του αμαξώματος, προσανατολισμός του 14

16 αυτοκινήτου, υπολογισμός διαστάσεων των οδοντωτών τροχών και των πτερυγίων ελίκων που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση της κίνησης των συγκεκριμένων κατασκευών, σχέσεις μεταξύ γραναζιών διαφορετικών μεγεθών, μαθηματικοποίηση της έννοιας της δύναμης, της ταχύτητας και της επιτάχυνσης, καθώς επίσης και τον ρόλο της δύναμης ως δράσης στην αλλαγή της κινητικής του κατάστασης. ΦΥΣΙΚΗ: Μέσα από την συγκεκριμένη κατασκευή μελετώνται έννοιες όπως: της ταχύτητας, της επιτάχυνσης, της ενέργειας, των διαφορετικών μορφών ενέργειας καθώς επίσης τρόποι που αυτές μετατρέπονται από μια μορφή σε άλλη. ΚΥΚΛΟΣ 7 ος : Κτίζω τη δική μου πόλη Ο στόχος της συγκεκριμένης δραστηριότητας είναι: τα παιδιά να κατασκευάσουν, παιδικές χαρές, σπίτια, πύργους, εξέδρες θεάτρων και σταδίων εξερευνώντας τόσο την αρχιτεκτονική μορφή τους, όσο και τον τρόπο δόμησής τους. Παράλληλα μέσα από την ανάγκη της στέρεας κατασκευής, να αντιληφθούν ότι ο τρόπος που οικοδομούνται αυτά δεν είναι τυχαίος, αλλά υπακούει σε νόμους που διέπονται από τη φυσική και τα μαθηματικά. παιδιά μελετούν τις θεμελιώδεις έννοιες της παραλληλίας και της καθετότητας μεταξύ ευθειών, μεταξύ επιπέδων και μεταξύ ευθειών και επιπέδων. Ακόμα από την ανάγκη της πλάγιας στήριξης που απαιτεί η συγκεκριμένη κατασκευή, οδηγούνται στην γεωμετρική κατασκευή και μέτρηση γωνιών. Μέσα από την 15

17 κατασκευή αυτή, προσεγγίζουν την έννοια της συμμετρίας τόσο στο επίπεδο όσο και στο χώρο, ανακαλύπτοντας παράλληλα διαφορετικά είδη συμμετριών, επιχειρώντας παράλληλα την διατύπωση των μαθηματικών ορισμών τους. ΦΥΣΙΚΗ: Μέσα από την ανάγκη που προκύπτει ώστε η συγκεκριμένη κατασκευή να είναι στερεή, αναπτύσσεται προβληματισμός σχετικός με την έννοια της δύναμης και της ισορροπίας δυνάμεων. ΚΥΚΛΟΣ 8 ος : Παράξενες μηχανικές κατασκευές Η ενότητα αυτή αξιοποιεί κατά κύριο λόγο τις εμπειρίες και τις γνώσεις που έχουν αποκτήσει τα παιδιά από συγκεκριμένες προηγούμενες ενότητες. Ο στόχος επομένως της δραστηριότητας αυτής είναι: τα παιδιά αξιοποιώντας αυτές τις γνώσεις να κατασκευάσουν σχετικά συνθετότερες ηλεκτρομηχανικές κατασκευές. ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ: Μέσω της δραστηριότητας αυτής αξιοποιούνται όλες οι μαθηματικές γνώσεις, τόσο από την Γεωμετρία όσο και την από την Αριθμητική που αποκτήθηκαν από τις προηγούμενες ενότητες. ΦΥΣΙΚΗ: Οι συγκεκριμένες κατασκευές μέσα από την πολυπλοκότητά τους διαθέτουν ένα περιβάλλον μέσω του οποίου συνδυάζονται, όπως και στα μαθηματικά, όλες οι έννοιες της φυσικής που μελετήθηκαν στις προηγούμενες ενότητες. 16

18 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΠΑΚΕΤΟ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ Κάθε πακέτο εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων περιέχει: Υλικά κατασκευής. Εγχειρίδιο κατασκευής. Εγχειρίδιο επιστημονικού και διδακτικού περιεχομένου. Προτεινόμενη ιστοσελίδα για επιπλέον υλικό: 1. Επιστημονικό. 2. Διδακτικό. 17

19 3. Νέων Εφαρμογών. 18