Σενάριο µαθήµατος µε τίτλο: «Μελέτη του 2 ου νόµου του Newton στο περιβάλλον του Interactive Physics»

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Σενάριο µαθήµατος µε τίτλο: «Μελέτη του 2 ου νόµου του Newton στο περιβάλλον του Interactive Physics»"

ÏΚάϊν Νικολάκος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Σενάριο µαθήµατος µε τίτλο: «Μελέτη του 2 ου νόµου του Newton στο περιβάλλον του Interactive Physics» ΣΧΟΛΕΙΟ Π.Π.Λ.Π.Π. ΤΑΞΗ: Α ΜΑΘΗΜΑ: Β Νόµος του Νεύτωνα ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Σφαέλος Ιωάννης Συνοπτική Παρουσίαση Σεναρίου 1. Τίτλος διδακτικού σεναρίου Πειραµατική µελέτη του 2 ου νόµου Newton σε περιβάλλον προσοµοίωσης. 2. Εµπλεκόµενες γνωστικές περιοχές Φυσική: Μηχανική (2 ος Νόµος Newton ιερεύνηση του νόµου F = mα) 3. Τάξεις στις οποίες µπορεί να απευθύνεται Φυσική Α τάξης Λυκείου. 4. Συµβατότητα µε το αναλυτικό πρόγραµµα Προβλέπεται στο Αναλυτικό Πρόγραµµα Σπουδών Φυσικής Α Λυκείου η διδασκαλία της ενότητας: «2 ος Νόµος Newton ιερεύνηση του νόµου F = mα»

2 Το προτεινόµενο διδακτικό σενάριο έχει ως πυρήνα τρία «Φύλλα Εργασίας» τα οποία ακολουθούν το πρότυπο: «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συµπεράσµατα». Αυτή η οργάνωση της µαθησιακής διαδικασίας είναι κατάλληλη και για άλλες γνωστικές περιοχές µε τη χρήση του λογισµικού Interactive Physics. 5. Οργάνωση της διδασκαλίας & απαιτούµενη υλικοτεχνική υποδοµή Εφόσον οι µαθητές εργαστούν σε οµάδες 2-3 ατόµων απαιτείται κατάλληλος αριθµός Η/Υ και το µάθηµα µπορεί να γίνει στην αίθουσα Πληροφορικής. Εναλλακτικά, το µάθηµα µπορεί να γίνει στην αίθουσα διδασκαλίας µε έναν υπολογιστή και έναν βιντεοπροβολέα. Λογισµικό: Interactive Physics (2 αρχεία i) Law Newton1.ip, ii) Law Newton2.ip). Επιλέγεται το Interactive Physics, επειδή είναι λογισµικό διερευνητικού χαρακτήρα, µε βασικά χαρακτηριστικά γνωρίσµατα τη δυνατότητα πολλαπλών αναπαραστάσεων φυσικών φαινοµένων και τον άµεσο χειρισµό των αντικειµένων που εµπλέκονται στην προσοµοίωση ενός φαινοµένου. Οι µαθητές µέσα από το πρόγραµµα, µπορούν να χειριστούν και να µεταβάλλουν παραµέτρους του πειράµατος όπως τη µάζα, τη δύναµη ή τη ταχύτητα των σωµάτων.

3 6. ιδακτικοί στόχοι Γενικοί στόχοι Η λεκτική περιγραφή µιας κίνησης από τη γραφική παράσταση θέσης χρόνου. Η εξοικείωση µε την διαδικασία «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συµπεράσµατα». Η αξιοποίηση αναπαραστάσεων (προσοµοίωση, γραφικών παραστάσεων). Γνωστικοί στόχοι Να διατυπώσουν µε σύµβολα και µε λόγια το θεµελιώδη νόµο της Μηχανικής. Η ερµηνεία των κινήσεων Ευθύγραµµη Οµαλή και Ευθύγραµµη Οµαλά Επιταχυνόµενη. Να αναγνωρίζουν το ρόλο της µάζας ως παραµέτρου που προσδιορίζει την επιτάχυνση ενός σώµατος. Να διερευνήσουν τη σχέση F=m α Να εφαρµόζουν το θεµελιώδη νόµο της Μηχανικής, για να υπολογίζουν τη δύναµη, τη µάζα ή την επιτάχυνση ανάλογα µε τα δεδοµένα της άσκησης. 7. Εκτιµώµενη διάρκεια υο διδακτικές ώρες για την εφαρµογή των τριών «Φύλλων Εργασίας» στην τάξη. 8. Προαπαιτούµενες γνώσεις Η µελέτη των ευθύγραµµων κινήσεων (ευθύγραµµη οµαλή ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη).

4 Ο υπολογισµός συνισταµένης δύναµης όταν οι δυνάµεις είναι συγγραµµικές. Η µελέτη του 1 ου νόµου του Newton. 9. Ιδέες των µαθητών Πιστεύουν ότι η άσκηση δύναµης είναι απαραίτητη προκειµένου η κίνηση να γίνεται µε σταθερή ταχύτητα. Το γινόµενο της µάζας ενός σώµατος επί την επιτάχυνση του, είναι κάποια δύναµη η οποία ασκείται στο σώµα. Κατά την εφαρµογή της σχέσης F=mα, η F επιλέγεται ως µία από τις δυνάµεις που ασκούνται στο σώµα και όχι η συνισταµένη δύναµη. Οι µαθητές µπερδεύουν τη δύναµη µε την ενέργεια. Οι µαθητές πιστεύουν ότι η δύναµη προκαλεί τη ταχύτητα και όχι την επιτάχυνση του σώµατος. Οι µαθητές πιστεύουν ότι σταθερή δύναµη δηµιουργεί σταθερή ταχύτητα και όχι σταθερή επιτάχυνση. ιδακτικές Προσεγγίσεις της ενότητας: «ιερεύνηση του 2 ου νόµου Newton» Βασική στρατηγική σε όλες τις δραστηριότητες είναι αυτή που προτείνει στους µαθητές πρώτα να προβλέψουν, στη συνέχεια να επιβεβαιώσουν την

5 ορθότητα των απαντήσεων τους και τέλος να διατυπώσουν συγκεκριµένα συµπεράσµατα. Με την προτεινόµενη οργάνωση της διδασκαλίας επιθυµούµε να αναδείξουµε τόσο την παιδαγωγική αξία των προσοµοιώσεων όσο και των «πολλαπλών αναπαραστάσεων» (γραφικών παραστάσεων, διανυσµατικών, αλγεβρικών). 1. ιδακτικές προσεγγίσεις που προτείνουν τα Σχολικά Βιβλία Τα σχολικά βιβλία που χρησιµοποιήθηκαν τα τελευταία χρόνια για τη διδασκαλία της Φυσικής στην Α Λυκείου αξιοποιούν την µαθηµατική διερεύνηση του 2ου νόµου του Newton (χωρίς να αξιοποιούν και τις αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις) µε τις δυνατότητες που προσφέρει το περιβάλλον «χαρτί µολύβι». 2. Το Προτεινόµενο Σενάριο Η προτεινόµενη οργάνωση της διδασκαλίας: Έχει ως πυρήνα τρία φύλλα εργασίας στα οποία διαδοχικά παρουσιάζονται γεγονότα και εξηγήσεις καθώς και εφαρµογές του τύπου «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συµπεράσµατα». Αξιοποιεί τις δυνατότητες που προσφέρουν οι Τεχνολογίες της πληροφορίας και της επικοινωνίας στην εκπαίδευση (ΤΠΕ-Ε) και ιδιαιτέρα τα µικρά προγράµµατα που αναπαριστούν τις κινήσεις των σωµάτων µε την επίδραση δυνάµεων και των γραφικών

6 παραστάσεων θέσης - χρόνου του εκπαιδευτικού λογισµικού Interactive Physics. Προτείνει δραστηριότητες πειραµατισµού µε προσοµοιώσεις κινήσεων σε ποικίλες περιπτώσεις (µαζών, δυνάµεων και ταχυτήτων). Α. Τα «Φύλλα Εργασίας» δηµιουργήθηκαν χωρίς να ακολουθούµε την προσέγγιση που προτείνεται από την οµάδα δηµιουργίας των δραστηριοτήτων που συνοδεύουν το εξελληνισµένο λογισµικό. Στόχος µας ήταν η καλύτερη παιδαγωγική αξιοποίηση ενός λογισµικού το οποίο προσφέρει δυνατότητες προσοµοιώσεων και παρεµβάσεων στη διαµόρφωση µιας γραφικής παράστασης. Β. Οι δραστηριότητες των µαθητών και η οργάνωση της διδασκαλίας: Οι µαθητές εργάζονται σε οµάδες 2-3 στην αίθουσα πληροφορικής. Εναλλακτικά, το µάθηµα µπορεί να γίνει στην αίθουσα διδασκαλίας µε έναν υπολογιστή και βιντεοπροβολέα. Κάθε φύλλο εργασίας έχει δύο έως τρεις σελίδες. Κάθε φύλλο εργασίας δίνεται στους µαθητές ξεχωριστά. Όταν ολοκληρωθούν οι δραστηριότητες του φύλλου τότε δίνεται το επόµενο. Στο τέλος ακολουθεί φύλλο αξιολόγησης.

7 Γ. ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Στο 1 ο φύλλο εργασίας, διερευνούµε τη σχέση δύναµης και επιτάχυνσης. Εκτελώντας τη προσοµοίωση «2 Law Newton1», οι µαθητές διαπιστώνουν ότι η δύναµη προκαλεί επιτάχυνση. Στη συνέχεια, κρατώντας σταθερή τη µάζα του σώµατος, µεταβάλλουν τη δύναµη και µετρούν την επιτάχυνση του σώµατος βγάζοντας το συµπέρασµα ότι η δύναµη είναι ανάλογη µε την επιτάχυνση. Στο 2 ο φύλλο εργασίας, διερευνούµε τη σχέση µεταξύ επιτάχυνσης και µάζας. Οι µαθητές εκτελούν τη προσοµοίωση «2 Law Newton1», διατηρώντας σταθερή τη δύναµη που ασκείται στο σώµα και αλλάζοντας τη µάζα του σώµατος υπολογίζουν την επιτάχυνση βγάζοντας το συµπέρασµα ότι η επιτάχυνση είναι αντιστρόφως ανάλογη µε τη µάζα. Οι µαθητές εξάγουν τον 2 ο νόµο του Newton. Στο 3 ο φύλλο εργασίας, αρχικά οι µαθητές καλούνται να προβλέψουν τη κίνηση του σώµατος όταν αυτό δε-

8 χεται περισσότερες από µία δυνάµεις. Στη προσοµοίωση «2 Law Newton2», το σώµα δέχεται δύο δυνάµεις και οι µαθητές ρυθµίζοντας τα µέτρα των δύο δυνάµεων υπολογίζουν την επιτάχυνση του σώµατος βγάζοντας το συµπέρασµα ότι η επιτάχυνση προκαλείται από την συνισταµένη δύναµη και όχι από κάποια από τις δυνάµεις που ασκούνται στο σώµα. Στη συνέχεια, οι µαθητές µηδενίζουν τη δύναµη που ασκείται στο σώµα και καταλήγουν στο συµπέρασµα ότι το σώµα ή παραµένει ακίνητο ή κινείται µε σταθερή ταχύτητα, καταλήγοντας στον 1 ο νόµο Newton. Τέλος, στους µαθητές δίνεται φύλλο αξιολόγησης για να κριθεί η επίτευξη των στόχων και η οργάνωση της διδασκαλίας.

9 . Πολλαπλές αναπαραστάσεις Οι µαθητές θα µπορούσαν να επαναλάβουν τη διαδικασία σε πραγµατικό εργαστήριο στο εργαστήριο Φυσικής του σχολείου, έτσι ώστε να εξασκήσουν και τις χειρονακτικές δεξιότητές τους. 3. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Φυσική Α τάξης Ενιαίου Λυκείου (2006), έκδοση ΟΕ Β, Αθήνα. 2. Φυσική Α τάξης Ενιαίου Λυκείου, Βιβλίο καθηγητή, εκδόσεις ΟΕ Β, Αθήνα. 3. απόντες, Ν., Κασσέτας, Α., Μουρίκης, Σ., Σκιαθίτης (1984). Φυσική Α τάξης. Ενιαίου Πολυκλαδικού Λυκείου (ΕΠΛ), έκδοση ΟΕ Β, Αθήνα. 4. απόντες, Ν. & Κασσέτας Α. (1996): Οδηγίες για τη διδασκαλία της Φυσικής Α Λυκείου, ΥΠΕΠΘ, Π.Ι.

Σχετικά έγγραφα

Πειραματική διερεύνηση των φαινομένων που αφορούν αμείωτες ταλαντώσεις

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΣΤΟ INTERACTIVE PHYSICS2005 1 ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΕΝΑΡΙΟΥ 1.1 ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ Πειραματική διερεύνηση των φαινομένων που αφορούν αμείωτες ταλαντώσεις 1.2 ΕΜΠΛΕΚΟΜΕΝΕΣ