1. Λίγα λόγια για το STEM (Διαδικασία διεπιστημονικής μάθησης Ανακάλυψη Διερεύνηση και Λύση του προβλήματος)

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ 1 ο 1. Λίγα λόγια για το STEM (Διαδικασία διεπιστημονικής μάθησης Ανακάλυψη Διερεύνηση και Λύση του προβλήματος) 2. Λίγα λόγια για το πρόγραμμα Early Simple Machines ESM (Λιλιπούτειοι Μηχανικοί) και το σεμινάριο : «Βασικές Έννοιες Φυσικής». (Βασικές αρχές των επιστημών πάνω στις οποίες στηρίζονται πολλά φαινόμενα που παρατηρούμε καθημερινά γύρω μας) ΥΛΙΚΟ: Κάρτες για κατασκευές, υλικό για διερεύνηση και στοιχεία για την επίλυση προβλημάτων. 3. ΘΕΩΡΙΑ: Α. ΔΥΝΑΜΗ ΚΙΝΗΣΗ- ΚΕΚΛ. ΕΠΙΠΕΔΟ 4. ΕΠΙΔΕΙΞΗ: Κεκλιμένο επίπεδο και αυτοκινητάκι (Gigo) Θέματα: Δύναμη, τριβή, νόμοι Νεύτωνα, αδράνεια, τροχοί και άξονες, τριβή, ταχύτητα, κεκλιμένο επίπεδο, μέτρηση απόστασης, γωνία κλίσης, ενέργεια (δυναμική κινητική), μέτρηση απόστασης, κλίμακα, Μετατροπή δυναμικής ενέργειας (λόγω ύψους) σε κινητική ενέργεια, Κεκλιμένο επίπεδο: Ανέβασμα Επιβραδυνόμενη κίνηση ενώ Κατέβασμα Επιταχυνόμενη. Διερεύνηση: Γιατί αρχικά δεν κινείται το αυτοκίνητο και μόλις εφαρμόσω μια δύναμη, κινείται? Πως μπορώ να αυξήσω/μειώσω την επιτάχυνση και την τριβή στο αυτοκινητάκι. Επίδραση διαφορετικών δυνάμεων, λάστιχα (?) Πως επιδρά στην κίνηση η αύξηση/μείωση της κλίσης του κεκλ. επιπέδου. Τι θα συνέβαινε αν το αυτοκίνητο ήταν «φορτωμένο»? Παραδείγματα χρήσης κεκλ. επιπέδου στην καθημερινή ζωή. Γιατί χρησιμοποιούνται? Μετατροπή της δυναμικής ενέργειας που «περικλείει» το αυτοκινητάκι λόγω θέσης (ύψους)- σε κινητική ενέργεια, όταν φτάνει στο δάπεδο, αποκτώντας τη μέγιστη ταχύτητα. 5. Κατασκευή 1 η : Εκτοξευτήρας αυτοκινήτων (13) : (μπορεί να εφαρμοστεί ΚΑΙ σε κεκλιμένο επίπεδο, για ανέβασμα χωρίς κόπο). Υλικό Δραστηριότητας Διερεύνηση: Σχέση δύναμης και επιτάχυνσης (πόσο μακριά φθάνει το αυτοκινητάκι, τι ρόλο παίζουν οι ρόδες? Τι σχέση έχει η δύναμη με την απόσταση που θα τρέξει (ταχύτητα, επιτάχυνση) τι σχέση έχει η απόσταση με το είδος του εδάφους που θα χρησιμοποιηθεί (λείο ή λιγότερο λείο (ΤΡΙΒΗ) Σεμινάριο: Βασικές Έννοιες Μηχανικής - Χ. Καλαμπόκη (Δραστηριότητες) Σελίδα 1

2 Α νόμος Newton, B νόμος Newton Διαφορετικοί άξονες (μικρότερος και μεγαλύτερος, διαφορετικός χρόνος επίδρασης, διαφορετική ταχύτητα: μικρότερη και μεγαλύτερη αντίστοιχα), άρα και διαφορετικό μήκος που θα διανύσουν τα κινητά. 6. Κατασκευή 2 η : Μετρητής απόστασης (14): Υλικό Δραστηριότητας. Διερεύνηση: Συσχετισμός απόστασης που μετράει ο τροχός (γρανάζι) με την απόσταση που διανύει το αυτοκίνητο. Οι τροχοί με την περιστροφική τους κίνηση, αντιστοιχίζουν σε μια περιστροφή ένα μήκος διαδρομής: έτσι συσχετίζεται η κίνηση με την περιστροφή του τροχού που μετράει την απόσταση. Κεκλιμένο επίπεδο: Κατά την κάθοδο, ένα μέρος του βάρους του αυτοκινήτου το βοηθάει να κινηθεί προς τα κάτω, αφού ξεπεράσει την τριβή (όσο μεγαλύτερη η κλίση, τόσο μεγαλύτερο το μέρος του βάρους που βοηθάει την κάθοδο και μικρότερη η τριβή) Τι είναι η μέτρηση? Σύγκριση με την «Μονάδα Μέτρησης». Μονάδες μέτρησης (διάφορες, τυπικές και αυτοσχέδιες μονάδες) Δημιουργία της κλίμακας μέτρησης. Σεμινάριο: Βασικές Έννοιες Μηχανικής - Χ. Καλαμπόκη (Δραστηριότητες) Σελίδα 2

3 ΜΑΘΗΜΑ 2 ο 1. ΘΕΩΡΙΑ: Β. ΑΠΛΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ - ΓΡΑΝΑΖΙΑ 2. ΕΠΙΔΕΙΞΗ: Ανεμιστήρας μπαταρίας (Gigo) Θέματα: Γρανάζια, άξονες, μετάδοση κίνησης, περιστροφή, μετατροπή ενέργειας, Αιολική ενέργεια, Ηλεκτρική Ενέργεια Διερεύνηση: τι θα αλλάξει αν αλλάξουμε τα γρανάζια που συνδέονται μεταξύ τους? Τι αλλαγές μπορούμε να κάνουμε στη φτερωτή? Τι αποτελέσματα θα έχει? 3. Κατασκευή 1 η : Ανεμόμυλος (3) Διερεύνηση: Πότε κινούνται πιο γρήγορα τα φτερά, όταν είναι μεγάλα ή μικρά, σε τι απόσταση από τον ανεμιστήρα κινούνται πιο γρήγορα, πότε σταματάνε, πως μεταδίδεται η κίνηση. Ανεμόμυλοι κα ανεμογεννήτριες, Αιολική Ενέργεια, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, Πράσινη Ενέργεια 4. Κατασκευή 2η: Σβούρα (5) Διερεύνηση: Διαφορά στην κίνηση με τη βοήθεια του «φορτιστή»(διατήρηση της περιστροφικής κίνησης (ροπής) για περισσότερο χρόνο), ανάλογα με την σύνδεση είτε με το μπλε γρανάζι (μεγαλώνει η ταχύτητα, μικραίνει η ροπή) είτε με το κόκκινο (μικραίνει η ταχύτητα, μεγαλώνει η ροπή). 5. Problem Solving: Ανεμιστήρας χειροκίνητος (7) (επιτραπέζιος). Διερεύνηση: Πόσο δυνατός είναι ο αέρας που βγάζει; Διαπιστώνω με ένα χαρτάκι ή μία κλωστή και μετράω με ένα χάρακα. Μέχρι ποια απόσταση «φυσάει»; Μέτρηση του ορίου (με μια κλωστή) Πως μπορώ να αυξήσω την ταχύτητα του ανέμου που βγάζει ο ανεμιστήρας από την ταχύτητα της περιστροφής; Τι γρανάζια χρησιμοποιώ; Γυρίζω αργά τη μανιβέλα και μετράω πόσες φορές γυρίζει ο ανεμιστήρας. Από τι εξαρτάται; Όσες περισσότερες φορές γυρίζει, τόσο καλύτερος (πιο αποδοτικός). Σχεδιάζω νέα φτερά (μεγαλύτερες λεπίδες) για να γίνει πιο αποδοτικός ο ανεμιστήρας. Τα χρωματίζω για να φτιάξω τον πιο πολύχρωμο ανεμιστήρα. Σεμινάριο: Βασικές Έννοιες Μηχανικής - Χ. Καλαμπόκη (Δραστηριότητες) Σελίδα 3

4 ΜΑΘΗΜΑ 3 ο 1. ΘΕΩΡΙΑ: Β. ΑΠΛΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ (μοχλοί) και C. ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ κ.β. ΕΙΔΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΒΑΣΗ ΣΤΗΡΙΞΗΣ 2. ΕΠΙΔΕΙΞΗ: Ζυγαριά (Gigo) Θέματα: Μοχλός 1 ου είδους, δύναμη-υπομόχλιο-φορτίο, ροπή δυνάμεων, συνθήκη ισορροπίας. Διερεύνηση: Δύο ίσα βάρη σε ίσες αποστάσεις από το υπομόχλιο, δύο άνισα βάρη??? Πως πρέπει να τοποθετηθούν για ισορροπία? (Ή τα δύο ίσα βάρη στα δύο άκρα ή το μικρό στην άκρη και το μεγαλύτερο στην 4 η τρύπα από την άκρη). 3. Κατασκευή 1 η : Τραμπάλα (8). Διερεύνηση: Ισορροπία, κ.β., μοχλός 1 ου είδους, μετατόπιση βάρους (φορτίου), που πρέπει να τοποθετήσουμε τα δύο βάρη αν είναι μεταξύ τους ίσα, που πρέπει να τα τοποθετήσουμε αν είναι το ένα μεγαλύτερο. Πως μπορούμε να σηκώσουμε το διπλάσιο βάρος από τη μία πλευρά, που θα ασκήσουμε τη δύναμη: πιο κοντά ή πιο μακριά στο υπομόχλιο? 4. Κατασκευή 2 η : Πύργος (2) Διερεύνηση: Είδη ισορροπίας, χαμηλά το κ.β., μεγάλη βάση, το κ.β. μέσα στην βάση. Πως θα κατασκευάσουμε τον πύργο του Άιφελ, πως τον κεκλιμένο της Πίζα? 5. Problem Solving: Γέφυρα (15) Διερεύνηση: Κατασκευή με συγκεκριμένη ελάχιστη αντοχή, βάση, μήκος (τουλάχιστον το μήκος του ποταμού), ύψος για να περνάνε οι βάρκες από κάτω κ.λπ. Σεμινάριο: Βασικές Έννοιες Μηχανικής - Χ. Καλαμπόκη (Δραστηριότητες) Σελίδα 4

5 ΜΑΘΗΜΑ 4 ο 1. ΘΕΩΡΙΑ: Ε. ΕΝΕΡΓΕΙΑ - ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & Β. ΓΡΑΝΑΖΙΑ 2. ΕΠΙΔΕΙΞΗ: Γεννήτρια χειροκίνητη (Gigo). Θέματα: Γρανάζια, άξονες, μετάδοση κίνησης, περιστροφή, μετατροπή ενέργειας, Ηλεκτρική Ενέργεια, ηλεκτρικό ρεύμα. 3. Κατασκευή 1 η : Παίκτης του Hockey (16). Διερεύνηση: Μετάδοση κίνησης, Μετατροπή ενέργειας (από δυναμική σε κινητική), μοχλός (το «χέρι»), τριβή: τι ρόλο παίζει στην απόσταση που θα φτάσει η «μπάλα», Τριβή και στο χέρι του παίκτη αλλά και στο δάπεδο, πιο εύκολα θα μετακινηθούν 1 ή 2 τουβλάκια (2x2)? 4. Problem Solving 1 ο : Κούνια (11) Να αντέχει το βάρος ενός ή δύο παιδιών, να είναι σταθερή, Ευσταθής ισορροπία, πότε γίνεται ασταθής και τι αποτέλεσμα έχει αυτή. Διερεύνηση: Πότε θα αιωρείται σε μεγαλύτερη απόσταση? Από τι θα εξαρτηθεί? Να είναι σταθερή 5. Problem Solving 2 ο : Σκύλος (17) Διερεύνηση: Διαφορές που έχει στην κίνηση των ματιών η σύνδεση των τροχαλιών με τους ιμάντες : Μικρό - μεγάλο το ένα και μικρό - μικρό το άλλο (διαφορετική ταχύτητα), Μεγάλο μεγάλο μικρό μικρό το άλλο (δια ταχύτητα) αν ο ένας ιμάντας «στρίψει» τότε έχουμε περιστροφή του ενός ματιού κατά την αντίθετη φορά από το άλλο. Σεμινάριο: Βασικές Έννοιες Μηχανικής - Χ. Καλαμπόκη (Δραστηριότητες) Σελίδα 5