8ος Εργαστηριακός Διαγωνισμός Φυσικών Επιστημών. Τρίτη 21 Μαΐου 2019 ΝΕΑΣ ΙΩΝΙΑΣ

Transcript

1 8ος Εργαστηριακός Διαγωνισμός Φυσικών Επιστημών Τρίτη 21 Μαΐου 2019 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 ΣΧΟΛΕΙΑ 1 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 2 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 5 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου 7 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου 4 ο Γυμνάσιο Ηρακλείου 3 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας ΜΑΘΗΤΕΣ Φίλιππος Πολλάλης, Μάνος Μιχαλόπουλος, Αλέξανδρος Κονόμι Αναγνώστη Κωνσταντίνα Πλάγγεσης Κωνσταντίνος- Στυλιανός Χρυσονίδης Γεώργιος Κακούρου Νικολέτα Ρούσσου Αλίκη Τασούλη Βασιλική Αρβανίτη Ελευθερία Κοκκινιά Σοφία Παναγιωτάκη -Μακρίδου Άννα Μουρτσινούδης Γεώργιος Οικονομίδου Φρειδερίκη Μπαρλιάς Δημήτριος Θεολογίτη Μαρία Κάτσιου Κρυσταλλία Καλύβας Σωκράτης

5 4 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 6 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας Εκπαιδευτήρια Δούκα Γερμανική Σχολή Αθηνών Εκπαιδευτήρια Μάνεση 1 ο Γυμνάσιο Μεταμόρφωσης Μεικτή ομάδα Γεωργόπουλος Αριστοτέλης Σκίπη Μαργαρίτα - Ασπασία Τζαμαλής Δημήτριος Σκορδίλη Μαρία Kαπίρη Ραφαηλία -Παρασκευή Καπαρού Θεοδώρα- Ελένη Παπαδογιάννης Αντώνης, Καραβάς Αντρέας-Άγγελος Μανεσιώτης Χρήστος Αγγελική Καραγιάννη Φωτεινή Αμπατζή Γιώργος Μυλωνάς Δημήτριος Μπάκας Παναγιώτης Παπαγεωργίου Θεοχάρης Τριάντης Αλβανού Μαρία Μπέτσου Στυλιανή Μπερεκέτης Κωνσταντίνος Παναγιωτίδης Νίνο (4 ο Γυμν.Ηρακλείου) Θανασέλος Άγγελος (7 ο Γυμν. Αμαρουσίου) Σερέτη Παναγιώτα (3 ο Γυμν. Ν. Ιωνίας) Έστιγκερ Άντριον (Εκπαιδευτήρια Μάνεση)

6 Τρίτη 21 Μαΐου μαθητές, 17 συνοδοί καθηγητές και 4 επιστημονική-οργανωτική ομάδα 28/5/2019 8ος Εργαστηριακός διαγωνισμός Φυσικών Επιστημών ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας

7 Το θέμα μας Η ενέργεια και οι Φυσικές Επιστήμες Μετατροπές της ενέργειας από μια μορφή σε άλλη, με σκοπό αφ ενός την ύπαρξη της ίδιας της ζωής και αφ ετέρου τη βελτίωση της ζωής του ανθρώπου, θα «πρωταγωνιστήσουν» στις δραστηριότητες που θα ακολουθήσουν.

8 Ο σχεδιασμός των δραστηριοτήτων Αντικείμενο μελέτης Πειραματικά αποτελέσματα απαντώ Ερευνητικό ερώτημα Πειραματική διαδικασία σχεδιάζω Τους μετρήσιμους παράγοντες

9 Η Ενέργεια και η Φυσική φωτοβολταϊκά στοιχεία Η βελτίωση της ζωής του ανθρώπου Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία Φ/Β (ηλιακά κύτταρα) μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια, που είναι ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, σε ηλεκτρική ενέργεια. Λειτουργικά συμπεριφέρονται ως ηλεκτρικές πηγές και χρησιμοποιούνται ευρέως σε μικρή, αλλά και σε μεγάλη κλίμακα αντικαθιστώντας τον παραδοσιακό τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με μεγάλο περιβαλλοντικό όφελος.

10 Συμπληρωματικές γνώσεις: Όταν ένα Φ/Β στοιχείο φωτίζεται, οι φορείς των ηλεκτρικών φορτίων του ημιαγωγού απορροφούν φωτεινή ενέργεια και μετακινούνται στη ζώνη αγωγιμότητας δημιουργώντας έτσι τις προϋποθέσεις για συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα μικρής έντασης. Για το λόγο αυτό το στοιχείο παίζει τον ρόλο ηλεκτρικής πηγής με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που εξαρτώνται από παράγοντες όπως π.χ. το υλικό κατασκευής, τη θερμοκρασία του, τη φύση και την ποσότητα του προσπίπτοντος φωτός κ.α. Στο ηλεκτρικό κύκλωμα ένα Φ/Β πάνελ συμπεριφέρεται όπως μια πηγή συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος.

11 Ένα Φ/Β στοιχείο με καλώδια σύνδεσης Ένα σύστημα στήριξης με λαμπτήρα φωτισμού (1 βάση,1 σύνδεσμο, 1 ράβδος 60cm και μία λαβίδα). Δύο ψηφιακά πολύμετρα όργανα Καλώδια σύνδεσης λαμπάκι led σε ειδική βάση Ένα πλάγιο επίπεδο μεταβλητής κλίσης

12 Το ερευνητικό ερώτημα Α Ένα Φ/Β στοιχείο λειτουργεί σαν ηλεκτρική πηγή; αν ναι, με ποιες προϋποθέσεις; Η ηλεκτρική πηγή είναι μια συσκευή που μετατρέπει μια μορφή ενέργειας σε ηλεκτρική την οποία δίνει στα ηλεκτρόνια του κυκλώματος τα οποία με την σειρά τους μεταφέρουν σε όλα τα στοιχεία του κυκλώματος (συσκευές) όπου και την αποδίδουν. Χαρακτηριστικό στοιχείο για μια ηλεκτρική πηγή είναι η τάση που εμφανίζει στα άκρα της όταν αυτή δεν διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα.

13 1. Με οδηγό τη συμπλήρωση του πίνακα 1, να περιγράψετε την πειραματική διαδικασία που θα ακολουθήσετε για να απαντήσετε τεκμηριωμένα το ερευνητικό σας ερώτημα. 7 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου Μεικτή ομάδα

14 2. Να κάνετε τα πειράματά σας και να καταγράψετε τα πειραματικά σας δεδομένα στον πίνακα 1 που ακολουθεί: 4 ο Γυμνάσιο Νέου Ηρακλείου γιατί εμφανίζει ηλεκτρική τάση εξόδου

15 Το ερευνητικό ερώτημα Β Ποια είναι η κατάλληλη θέση τοποθέτησης ενός Φ/Β για να αποδώσει τη μέγιστη ισχύ σε έναν ηλεκτρικό καταναλωτή; Το ηλεκτρικό κύκλωμα 2,51V O,24mA +

16 Η πειραματική διάταξη Οι μετρήσεις

17 1 ο Γυμνάσιο Μεταμόρφωσης Οι μετρήσεις Να στρογγυλοποιήσετε τις μετρήσεις σας και τους υπολογισμούς στο δεύτερο δεκαδικό ψηφίο

18 3. Σε ποιο συμπέρασμα καταλήξατε από την πειραματική σας διαδικασία;

19 Στο εργαστήριο Φυσικής Επιτήρησαν και αξιολόγησαν τις πρακτικές δεξιότητες οι συνάδελφοι: Γ. Σάββας, Δ. Χαβιάρας, Σ. Πυτιλάκη,και Ν. Μοιράγιας. 5 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου

20 Τα αποτελέσματα της Φυσικής Γερμανική Σχολή Αθηνών 86 2 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 81 5 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου Εκπαιδευτήρια ΔΟΥΚΑ 74 Εκπαιδευτήρια ΜΑΝΕΣΗ 73 6 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 69

21 Η Ενέργεια και η Χημεία Στιγμιαία ψυχρά επιθέματα Η βελτίωση της ζωής του ανθρώπου Τα στιγμιαία ψυχρά επιθέματα, όπως αυτό της διπλανής εικόνας, χρησιμοποιούνται ως πρώτες βοήθειες για θλάσεις, διαστρέμματα και εξαρθρώσεις. Τα τοποθετούμε για 10 έως 15 λεπτά (όχι συνεχόμενα) στο πάσχον μέρος. Το ψύχος προκαλεί σύσπαση των αγγείων και περιορίζει ισχυρά το σχηματισμό του ανεπιθύμητου οιδήματος. Το στιγμιαίο ψυχρό επίθεμα περιέχει ένα εσωτερικό σακίδιο με κατάλληλο αλάτι, το οποίο όταν σπάσει, επιτρέπει στο αλάτι να διαλυθεί στο εξωτερικό σακίδιο που περιέχει νερό. Επειδή η διάλυσή του είναι ισχυρά ενδόθερμο φαινόμενο, η θερμοκρασία του επιθέματος πέφτει κοντά ή κάτω από τους 0 o C.

22 Συμπληρωματικές γνώσεις: Πολλά χημικά φαινόμενα καθώς γίνονται απελευθερώνουν (εκλύουν) ενέργεια, συνήθως με μορφή θερμότητας, όπως η διάλυση κάποιων ουσιών στο νερό, η καύση του ξύλου, η καύση του κεριού και η έκρηξη της νιτρογλυκερίνης. Καθώς εξελίσσεται ένα χημικό φαινόμενο τα δομικά στοιχεία των ουσιών που συμμετέχουν αναδιατάσσονται για να φτιάξουν καινούργιες ουσίες απελευθερώνοντας αποθηκευμένη χημική ενέργεια. Η ενέργεια που απελευθερώνεται επιταχύνει τα κινούμενα άτομα και μόρια και αυτό εκφράζεται ως άνοδος της Θερμοκρασίας. Από την άλλη πλευρά, πολλά άλλα χημικά φαινόμενα για να γίνουν πρέπει να απορροφήσουν ενέργεια από το περιβάλλον, όπως η διάλυση κάποιων ουσιών στο νερό ή η δημιουργία του ασβέστη από ασβεστόλιθο. Τα φαινόμενα που καθώς γίνονται απελευθερώνουν ποσά θερμότητας τα λέμε εξώθερμα. Στα φαινόμενα αυτά, η θερμοκρασία των σωμάτων και του εγγύς περιβάλλοντός τους αυξάνεται. Τα φαινόμενα που για να γίνουν πρέπει να τους προσφέρεται συνεχώς θερμότητα τα λέμε ενδόθερμα. Στα φαινόμενα αυτά, η θερμοκρασία των σωμάτων και του εγγύς περιβάλλοντός τους μειώνεται.

23 όργανα ηλεκτρονικός ζυγός ογκομετρικός κύλινδρος 100ml Θερμόμετρο Βάση στήριξης με ράβδο, λαβίδα και σταυρούς Ύαλο ωρολογίου Ποτήρια ζέσεως 50ml, 500ml υλικά Απιοντισμένο νερό Στερεό χλωριούχο ασβέστιο Στερεό χλωριούχο αμμώνιο Στερεό βρωμιούχο κάλιο Στερεό χλωριούχο νάτριο Ράβδο ανάδευσης

24 Το ερευνητικό ερώτημα Α Ποιο από τα διαθέσιμα άλατα είναι το πιο κατάλληλο για την παρασκευή στιγμιαίου ψυχρού επιθέματος; 1. Με οδηγό τη συμπλήρωση του πίνακα 1, να περιγράψετε την πειραματική διαδικασία που θα ακολουθήσετε για να απαντήσετε τεκμηριωμένα το ερευνητικό σας ερώτημα.

25 Εκπαιδευτήρια ΔΟΥΚΑ Η μέτρηση της μάζας 1 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς

26 Προσοχή! Η στήριξη των οργάνων επιβάλλεται για να μην έχουμε απώλειες ενέργειας προς άλλα σώματα, όπως ο πάγκος ή τα χέρια μας. Όταν αναδεύετε το θερμόμετρο να είναι έξω από το ποτήρι. Να ξεπλένετε το ποτήρι κάθε φορά με τον υδροβολέα στο ποτήρι των 500ml Η μέτρηση της θερμοκρασίας

27 Η μέτρηση του όγκου Τα πειραματικά αποτελέσματα

28 Το ερευνητικό ερώτημα Β Ποια πρέπει να είναι η περιεκτικότητα %w/v του άλατος, που κρίνατε καταλληλότερου, σε 20ml διαλύματος του ψυχρού επιθέματος ώστε να έχουμε μείωση της θερμοκρασίας περίπου 7 ο C; Τα πειραματικά αποτελέσματα

29 Οικονομία υλικών! Ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας 6 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας

30 Στο εργαστήριο Χημείας 2 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς Επιτήρησαν και αξιολόγησαν τις πρακτικές δεξιότητες οι συνάδελφοι: Γ. Νιάρχου, Α. Μαθιού, Α. Οικονόμου και Ε. Σκουράκη. 4 ο Γυμνάσιο Νέου Ηρακλείου

31 Τα αποτελέσματα της Χημείας Εκπαιδευτήρια Δούκα 91 4 ο Γυμνάσιο Ηρακλείου 86 2 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 7 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου 83 Γερμανική Σχολή Αθηνών 82 1 ο Γυμνάσιο Μεταμόρφωσης 79

32 Η Ενέργεια και η Βιολογία Φωτοσύνθεση Η ύπαρξη της ίδιας της ζωής! Η ζωή στον πλανήτη μας, εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, στηρίζεται στην ενέργεια που παράγεται από τον Ήλιο. Συγκεκριμένα, ένα πολύ μικρό μέρος της ηλιακής ενέργειας «παγιδεύεται» από τους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς. Η φωτεινή ενέργεια, που απορροφάται, μετατρέπεται σε χημική, και στη συνέχεια αποθηκεύεται σε οργανικά μόρια, τα οποία παράγουν οι οργανισμοί αυτοί μέσω της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης. Η φωτοσύνθεση αποτελεί «διαχρονική» πηγή ενέργειας και οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί αποτέλεσαν πάντα πηγή ζωής για τον πλανήτη μας, αφού μέχρι σήμερα τα υλικά που χρησιμοποιεί ο άνθρωπος για να εξασφαλίσει ενέργεια, προέρχονται κυρίως από τις φωτοσυνθετικές διαδικασίες.

33 Συμπληρωματικές γνώσεις: Φωτοσυνθετικοί οργανισμοί είναι όσοι διαθέτουν κατάλληλες χρωστικές, με πιο σημαντικές τις χλωροφύλλες. Η φωτοσύνθεση επιτελείται στα πράσινα μέρη των φυτών, κυρίως στα φύλλα και στους βλαστούς, τα κύτταρα των οποίων περιέχουν πολυάριθμους χλωροπλάστες. Οι χλωροπλάστες είναι είδος πλαστιδίων που χαρακτηρίζονται από υψηλές συγκεντρώσεις χλωροφύλλης. Στην επιδερμίδα των φύλλων υπάρχουν ανοίγματα, που λέγονται στόματα. Διαμέσου των στομάτων εισέρχεται στο εσωτερικό του φύλλου το CO 2 και εξέρχεται το Ο 2. Το κάθε άνοιγμα περιβάλλεται από ένα ζευγάρι κυττάρων, τα καταφρακτικά κύτταρα όπου διακρίνονται οι χλωροπλάστες.

34 όργανα οπτικό μικροσκόπιο κασετίνα μικροσκοπίας αντικειμενοφόροι - καλυπτρίδες Ένα σύστημα στήριξης με λαμπτήρα φωτισμού (1 βάση,1 σύνδεσμο, 1 ράβδος 60cm και μία λαβίδα) ογκομετρική σύριγγα 10ml χρονόμετρο υλικά φύλλα σπανακιού πάνω σε απορροφητικό χαρτί 100ml διαλύματος μαγειρικής σόδας 50ml διαλύματος χωρίς μαγειρική σόδα 3 πλαστικά ποτηράκια 3 καλαμάκια πλαστικό τρυβλίο

35 Το ερευνητικό ερώτημα Α Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η φωτοσύνθεση; Πειραματική διαδικασία Γερμανική Σχολή Αθηνών

36 3 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 4 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας Πρέπει να είναι όλοι βυθισμένοι

37 6 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας Γ Α

38

39 Το ερευνητικό ερώτημα B Πού γίνεται η ανταλλαγή αερίων; Δημιουργία παρασκευάσματος Να σκίσετε το φύλλο, ώστε να ξεκολλήσει η κάτω επιδερμίδα και να κόψετε με προσοχή ένα κομμάτι της

40 Μικροσκόπηση 1 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς

41 Στο εργαστήριο Βιολογίας 3 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 7 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου Επιτήρησαν και αξιολόγησαν τις πρακτικές δεξιότητες οι συνάδελφοι: Γ. Τσολάκης, Ε. Μώρου και Μ. Μωραΐτη. 1 ο Γυμνάσιο Μεταμόρφωσης 4 ο Γυμνάσιο Νέου Ηρακλείου

42 Τα αποτελέσματα της Βιολογίας 6 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 88 5 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου 86 3 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 83 4 ο Γυμνάσιο Ηρακλείου 4 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας 80 1 ο Γυμνάσιο Κηφισιάς 75

43 Οι συντελεστές Τα θέματα επιμελήθηκαν Η Μαρίνα Στέλλα, υπεύθυνη ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας, ο Γρηγόρης Σάββας, φυσικός, 6 ο Γυμνάσιο Αμαρουσίου και η Γεωργία Νιάρχου, χημικός, 3 ο ΓΕΛ Νέας Ιωνίας με την επιστημονική, παιδαγωγική υποστήριξη του Γεωργίου Ρούσσου ΣΕΕ στο 2 ο ΠΕΚΕΣ Αττικής 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 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.

44 Συγχαρητήρια! σε όλους μαθητές καθηγητές 3 ο Γυμνάσιο Νέας Ιωνίας

45

46

47

48 28/5/2019 8ος Εργαστηριακός διαγωνισμός Φυσικών Επιστημών ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας

49

50