ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ. Ενότητα Δ: ΤΟ ΝΕΡΟ ( ) (i-ii) ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΓΙΑ ΤΙΣ ΜΑΘΗΤΡΙΕΣ ΚΑΙ ΤΟΥΣ ΜΑΘΗΤΕΣ

Transcript

1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ (i-ii) Ενότητα Δ: ΤΟ ΝΕΡΟ ( ) ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΓΙΑ ΤΙΣ ΜΑΘΗΤΡΙΕΣ ΚΑΙ ΤΟΥΣ ΜΑΘΗΤΕΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Εισαγωγικό μάθημα 1. Μεταβολές στη φύση (Ύλη και ενέργεια) Εισαγωγικό μάθημα 2. Η φυσική, η χημεία και οι φυσικές επιστήμες Ενότητα Α: Η ΥΛΗ - ΤΟ ΕΔΑΦΟΣ 1. Η ύλη: καταστάσεις της ύλης - Tο έδαφος 2. Περισσότερα για την ύλη: Ουσίες και μίγματα 3. Διαχωρισμός μιγμάτων στα συστατικά τους 4. Μέτρηση μήκους 5. Μέτρηση επιφανείας και όγκου 6. Μάζα των σωμάτων 7. Η πυκνότητα ενός υλικού Ενότητα Β: ΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΗ 8. Εισαγωγή στην κίνηση των σωμάτων 9. Δυνάμεις 10. Η μετατόπιση, η ταχύτητα, η δύναμη είναι διανυσματικά μεγέθη 11. Βάρος - Βαρύτητα - Πεδίο βαρύτητας 12. Σχέση βάρους και μάζας 13. Πίεση που ασκούν τα στερεά Ενότητα Γ: ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ 14. Θερμοκρασία και θερμότητα 15. Περισσότερα για τη θερμότητα: Η θερμική ισορροπία 16. Διαστολή και συστολή στερεών σωμάτων 17. Διαστολή και συστολή των υγρών - Θερμόμετρα (iii-iv) (v) (1-12) 3 8 (13-54) (55-87) (89-109) Το νερό 19. Διαλύματα 20. Κρυστάλλωση - Ανακρυστάλλωση - Κρύσταλλοι 21. Υδροστατική πίεση 22. Ροή υγρών - Συγκοινωνούντα δοχεία Ενότητα Ε: Ο ΑΕΡΑΣ - ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΠΙΕΣΗ 23. Ο ατμοσφαιρικός αέρας 24. Ατμοσφαιρική πίεση 25. Μεταβολές των αερίων Ενότητα ΣΤ: Η ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ 26. Η έννοια της χημικής αντίδρασης 27. Χημικές αντιδράσεις σε υδατικά διαλύματα 28. Χημικές ενώσεις και χημικά στοιχεία 29. Γνωρίζουμε περισσότερο τα χημικά στοιχεία Ενότητα Ζ: Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ 30. Καύση - Καύσιμα 31. Περισσότερα για την ενέργεια 32. Μορφές ενεργείας - Μεταφορά και μετατροπές της ενέργειας Ενότητα Ι: ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ 33. Αρχίζουμε τον Ηλεκτρισμό: Ηλέκτριση και ηλεκτρικά φορτία 34. Μια πρώτη εξήγηση του ηλεκτρισμού - Αγωγοί και μονωτές 35. Το ηλεκτρικό ρεύμα ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΠΗΓΕΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ ΚΑΙ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 234 v

2 Α Αγωγοί (ηλεκτρικοί) 217, , 223 Αέρας (ατμοσφαιρικός) 21, , 150, 195 Αέρια 15, 16, 158 Αεροστάθμη (αλφάδι) 137 Άζωτο 145 Άλατα 114, 220, 223 Αλληλεπίδραση 5-7, 169, 195, θερμική 94, 98 - ύλης με ενέργεια 6, 202 Άλμη 176 Αλφάδι 137 Αλφαδόνερο 138 Αλχημεία 9 Αμέταλλα (στοιχεία) Άμορφο σώμα 129 Αμπέρ 226 Ανακρυστάλλωση 126, 127 Ανάλογα μεγέθη 52, 65, 78, 84, 132 Ανάφλεξη 195 Άνθρακας 182, 194, 196 Αντίδραση πυρηνική 6, 202 Αντιδράσεις χημικές σε υδατικά διαλύματα Αντίδραση χημική 6-8, 22, , 195, 202, 205 Αντιδρώντα (σε χημική αντίδραση) , 173, 175, 176 Αντιστρόφως ανάλογα μεγέθη 84, 160 Άνυσμα 69 Απλές ουσίες 179, 182 Αποσκλήρυνση νερού 114 Απόχυση 25, 174 Αριθμητική τιμή μεγέθους 30, 69 Ατμόσφαιρα 17, 141, 142 Ατμοσφαιρική πίεση 143, Άτομα 169 Αυτοανάφλεξη 196 Αφαλάτωση (θαλασσινού) νερού 118 Αφόρτιστο (ηλεκτρικά) σώμα 218 Β Βάρος 65, 66, 72-76, Βαρύτητα 72, 73, 142, 143 Βάσεις 220, 223 Βατ 226 Βιολογία 10 Βιοφυσική 10 Βιοχημεία 10 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ Βολτ 226 Γ Γάλα (αποβουτυρωμένο) 27 Γαλιλαίος 108 Γεωλογία 10 Γραμμάριο 44 Δ Δεκατόμετρο 30 Δέκτης ενεργείας 203 Διαίρεση μετρήσεως 50 Διάλυμα 20, ακόρεστο αραιό κορεσμένο πυκνό στερεό υδατικό 119, 123, , 220, υπέρκορο 123, 127 Διαλυμένη ουσία 119 Διαλύτης 117, 119, 124, 175 Διάλυση 119, 120 Διαλυτική ικανότητα νερού 117, 119 Διαλυτότητα 121, 122, 123, 124 Διάνυσμα 69 Διανυσματικό μέγεθος 68, 69, 70 Διάστημα 59, 68 Διαστολή γραμμική 101 Διαστολή επιφανειακή 101 Διαστολή νερού 106 Διαστολή στερεών Διαστολή υγρών Διαχωριστική χοάνη 25 Διεθνές Σύστημα (Μονάδων) (SI) 43, 66, 86, 203 Διεύθυνση (διανύσματος) 68, 70, 74 Διήθημα Διήθηση 25, 174 Διμεταλλικό έλασμα 102, 103 Διοξείδιο του άνθρακα 145, 195, 197, 203 Διύλιση νερού 115 Δοκιμαστικό κατσαβίδι 227 Δοχείο Ντιούαρ (Dewar) 147 Δύναμη 63-67, 68, 69, 72, 82-84, 86, 102, 107, 150, 207 Δύναμη βαρύτητας 73 Δύναμη βαρυτική 73, 74 Δυναμόμετρο 66 Ε Εβονίτης 215, 218 Έδαφος 15, 17 Εκατοστόμετρο 30 Ελαστικότητα (του αέρα) 144 Εκτόνωση αερίου Ελατήριο 66, 208 Εμβαδό 36 - γεωμετρικών σχημάτων 36 - κύκλου 37 - παραλληλογράμμου 36 - τριγώνου 36 Εναλλασσόμενο ρεύμα Ενέργεια 3-6, 94, 184, , ακτινοβολούμενη αποθηκευμένη 4-7, βαρυτική δυναμική 4, δυναμική 4, ελαστική δυναμική 5, εσωτερική 4, 205, ηλεκτρική 193, 200, 209, θερμική 94, κινητική 4, 205, 206, μαγνητική μεταφερόμενη 6, 202, πυρηνική φωτεινή χημική 4, 203, 205, 208 Ένωση (χημική) Επαμφοτερίζοντα στοιχεία 188 Επιφάνεια 35 Ευγενή αέρια 146 Εύφλεκτο υλικό 196 Ζ Ζάχαρη 16, 21, 181, 182 Ζυγός (ζυγαριά) 45, 46, 79 Η Ηθμός 174 Ηλεκτρικά ουδέτερο σώμα 218 Ηλεκτρική πηγή 224 Ηλεκτρική τάση 226, 227, 228 Ηλεκτρική φόρτιση 213 Ηλεκτρικό εκκρεμές 214, 219 Ηλεκτρικό κύκλωμα Ηλεκτρικό ρεύμα 5, εναλλασσόμενο συνεχές Ηλεκτρικό φορτίο 208, , 223, 224 Ηλέκτριση 213, από απόσταση (με επαγωγή) 219 Ηλεκτρισμός , αρνητικός

3 - θετικός 218 Ήλεκτρο 213 Ηλεκτρογεννήτρια 193 Ηλεκτρόνια 220 Ηλεκτροπληξία 227 Ηλεκτροσκόπιο 221 Ημιμέταλλα (στοιχεία) 188 Ημισφαίρια του Μαγδεμβούργου 155 Θ Θείο 183 Θειούχος σίδηρος 183 Θερμίδα 204 Θερμική ισορροπία 97, 98 Θερμοκρασία 69, 91-96, 122, 123, 124, 160, δωματίου 96 Θερμοκρασίες πολύ υψηλές και πολύ χαμηλές 93 Θερμόμετρο 93, 107, ιατρικό 92 - υδραργυρικό 93 Θερμοσκόπιο 108 Θερμοστάτης 103 Θερμότητα 6, 91-96, 97-99, 142, 193, 205, 206, 209 I Ιδιότητες μάζας 43, 45 Ίζημα 174 Ιόντα 220, 223 Ιστορία θερμομέτρων 108 Ιστορία: Ημισφαίρια του Μαγδεβούργου 155 Ισχύς (ηλεκτρική) 226 Κ Καθαρός αριθμός 50 Κάρβουνο 6, 182, 196 Κατακόρυφος (τόπου) 74 Καταστάσεις ύλης 15 Καταστάσεις φυσικές 15 - νερού 113 Κατάσταση - αέρια 15 - θερμικής ισορροπίας 98 - κινητική 63, 64 - στερεά 15 Κατεύθυνση (διανύσματος) 70, 84 Καυσαέρια 16, 205, 206 Καύση , 205 Καύσιμα , 200 Κέντρο βάρους 75 Κέντρο μάζας 75 Κεραυνός 229 Κιλοβατώρα 226 Κιλοτόννος Κίνηση ευθύγραμμη 58 - καμπυλόγραμμη 58 Κλίμακα Φαρενάιτ 108 Κλίμακα Κελσίου 108 Κλίμακα Ρεωμύρ 108 Κράματα Κρέμα γάλακτος 27 Κριτήρια καθαρότητας (ουσίας) 117 Κρύσταλλοι υγροί 128 Κρυστάλλωση Κυβικό δεκατόμετρο 39 Κυβικό εκατοστόμετρο 39 Κυβικό μέτρο 39 Κυβικό χιλιοστόμετρο 39 Κύκλωμα ηλεκτρικό Λ Λαβουαζιέ 145, 194 Λίπασμα 18 Λόγος βάρους προς μάζα 78 Λόγος διαστήματος προς χρόνο 61 Λόγος δύο φυσικών μεγεθών 49, 50 Λόγος κάθετης δύναμης προς εμβαδό επιφανείας 85 Λόγος μάζας προς όγκο 51 Λουτροθεραπεία 115 Μ Μάζα 4, 5, 43-47, 51, 52, Μαθηματικά 10, 52, 65, 78, 84, 132, 160 Μανόμετρο 131 Μέγεθος μονόμετρο 69, 80 Μέγεθος διανυσματικό 69, 80 Μείγμα 18, 20, 21-26, ετερογενές 18, 23-26, 136, ομογενές 18, 20, Μελάνη μαύρη 26 Μεταβλητή 10, 12 Μεταβολές στη φύση 3 Μεταβολές αερίων Μεταβολή ατμοσφαιρικής πίεσης με το υψόμετρο 153 Μεταβολή φυσική 5, 6, 7, , Μεταβολή χημική 5, 6, 7, 8, , 195, Μέταλλα (στοιχεία) Μεταλλοειδή (στοιχεία) 186 Μετατόπιση 59, 68, 69 Μετατροπές της ενέργειας 205, 206, Μεταφορά ενεργείας 5, 6, 201, 205, Μέτρηση 29, 30 - δυνάμεως 64 - επιφανείας 35 - μάζας 45 - μήκους 29 - όγκου 35, 37 - μεγέθους 30 - ταχύτητας 61 Μέτρο 30 Μέτρο (διανύσματος) 68 Μήκος τροχιάς 59 Μηχανή εσωτερικής καύσεως 193 Μικρογραμμάριο 44 Μικρόμετρο 30 Μονάδα - δυνάμεως 66 - ενεργείας μετρήσεως 29, 69 - πίεσης 82 - (-ες) πυκνότητας 52 Μοντέλο 202 Μονωτές (ηλεκτρικοί) 217, Μόρια 142, 143, 163 Μορφές ενεργείας Ν Νερό 21, , 174, 175, , 182, 183, απεσταγμένο απιοντισμένο θαλασσινό 20 - μαλακό σκληρό χημικώς καθαρό 115 Νιούτον 66, 79 Νόμος του Hooke 63 Ο Ογκομετρικός κύλινδρος 37 Όγκος 4, 5, 51, 52, 161, γεωμετρικών στερεών 39 - κυλίνδρου 39 - παραλληλεπιπέδου 39 - στερεών σωμάτων 38 - σφαίρας 39 'Οζον 146, 148 Οζοντόσφαιρα 146 Ονόματα στοιχείων 186, 189 Οξέα 220, 223 Οξείδιο υδραργύρου 181 Οξυγόνο 6, 145, , 194, 195, 201, 203, 205 Ουσία (χημική) 8, 9, 20, 21, 22, 117, 167, 168, , 197 Oυσία δυσδιάλυτη 121, 122

4 Ουσία ευδιάλυτη 121, 122 Ουσία εύφλεκτη 197 Ουσία καθαρή 21, 53 Ουσία κρυσταλλική 128 Π Παραμόρφωση 64, 208 Πασκάλ 86 Πεδίο βαρύτητας 72-74, 207 Πείραμα του Torricelli Περιβάλλον φυσικό 17 Πέτρωμα 17 Πηγή ενεργείας 203 Πηγή ηλεκτρική 224, 225 Πηγή θερμότητας 95 Πηγή ψύχους 95 Πίεση - αερίου ατμοσφαιρική 143, ατμοσφαιρική κανονική στα στερεά 82-84, 86 - υδροστατική , 135, 136 Πολλαπλάσια μέτρου 30 Πολλαπλάσια χιλιογράμμου 44 Πόλος αρνητικός 224 Πόλος θετικός 224 Ποσιμοθεραπεία 115 Προϊόντα σε χημική αντίδραση , 173, 175, 176 Προσάναμμα 195 Προσθετική ιδιότητα μάζας 45 Πρότυπο χιλιόγραμμο 44 Πυκνότητα αερίου 150, νερού 117 Πυκνότητες διαφόρων υλικών 53 Πυρκαϊά Πυροσβεστήρας 197 Ρ Ροή υγρών Σ Σαλαμούρα (άλμη) 176 Σημαντικά ψηφία 34, 40, 42 Σήματα επικινδυνότητας χημικών ουσιών 168 Σημείο βρασμού (κανονικό) νερού 117 Σημείο πήξεως (κανονικό) νερού 117 Σημείο εφαρμογής (διανύσματος) 68, 74 Σίδηρος 172, 183, 195 Σιρόπι 176 Σκληρομετρικός βαθμός (Γαλλικός) 114 Σκληρότητα νερού 114 Σκόνη 16 Σταθερά μεγέθη 10, 12 Σταθμά 46 Στερεά 15, 16 Στοιχεία (χημικά) Στοιχείο (χημικό) Στρογγύλευση αριθμών 41 Συγκοινωνούντα δοχεία Σύμβολα στοιχείων 186, 189 Συμπίεση αερίου , 207 Συμπιεστότητα (του αέρα) 144 Συνεχές ρεύμα Σύνθετες ουσίες 179, 182 Σύσταση ατμοσφαιρικού αέρα 145 Συστολή νερού 106 Συστολή στερεών Συστολή υγρών Σφάλμα - από υπολογισμό 40 - μετρήσεως 33 - συστηματικό 33 - τυχαίο 33 Τ Τάση ηλεκτρική 226, 227, 228 Τάση λειτουργίας 226, 228 Ταχύτητα 60-62, μέση 61 - μεταφοράς θερμότητας 99 - στιγμιαία 61 Τετραγωνικό μέτρο 35 Τζουλ 203 Τήγματα αλάτων 220, 223 Τιμή μεγέθους 30 Τιμή μεταβλητής 10 Τιμή μονάδας 50 Τρίγωνο της φωτιάς 195 Τόννος 44 Τροχιά 58 Τρύπα του όζοντος 146, 148 Υ Υγρά 15, 16, 158 Υγρασία 17 Υδατάνθρακες 185 Υδράργυρος 93, 181, 182 Υδρογόνο 146, , 182, 183 Υγροποίηση του αέρα 146 Υδροστατική πίεση , 135, 136 Υδρόσφαιρα 17 Ύδωρ 113 Ύλη, 3, 4, 6, 15, 20 Υπέδαφος 17 Υπεριώδεις ακτίνες 146 Υποδιαιρέσεις μέτρου 30 Φ Φαινόμενο φυσικό 3, 4, 6, 7, , Φαινόμενο χημικό 6, 7, , 195, Φάρμακα 184 Φθορίωση νερού 115 Φιλοσοφία φύσεως 9 Φορά (διανύσματος) 68, 70, 74 Φορέας ενεργείας 203 Φορτίο (ηλεκτρικό) αρνητικό 218, 220, 223, 224 Φορτίο (ηλεκτρικό) θετικό 218, 220, 223 Φυγόκεντρος 27 Φυσικές επιστήμες 8, 10 Φυσική 8, 9 Φυσική σταθερά 21, 22, 53, 117, 121 Φυσικοχημεία 9 Φωτιά 16, 195 Χ Χημεία 8, 9 Χιλιόγραμμο 43, 79 Χιλιοθερμίδα 204 Χιλιόμετρο 30 Χιλιοστόγραμμο 44 Χιλιοστόμετρο 30 Χλωρίωση νερού 115 Χρόνος 69 Χρωματογραφία 26, 27 Χυμευτική 9 Χώμα 17, 18 Ψ Ψύξη 95 C Celcius A. 108 D de Reaumur R.A.F. 108 F Fahrenheit D.G. 108 J Joule 203 L Lavoisier A. 145, 194 N Newton Isaac 66 P Pascal Blaise 86 S Système Internationale 43 T 233

5 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η Εισαγωγή στις Φυσικές Επιστήμες είναι ένα πειραματικό μάθημα ενοποιημένης διδασκαλίας φυσικής και χημείας στην α τάξη γυμνασίου, μέρος του οποίου διδάχθηκε πειραματικά κατά τα σχολικά έτη και σε 11 γυμνάσια* (σε 30 τμήματα, με σύνολο 1300 περίπου μαθητών), στα πλαίσια του προγράμματος των Σχολείων Εφαρμογής Πειραματικών Προγραμμάτων Εκπαίδευσης (ΣΕΠΠΕ) του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου. Στόχοι του προγράμματος 1. Η επανάληψη βασικών εννοιών της φυσικών επιστημών που διδάχθηκαν στο δημοτικό σχολείο, με επεκτάσεις και πιο επιστημονική προσέγγιση. 2. Η προετοιμασία των ξεχωριστών μαθημάτων φυσικής και χημείας που αρχίζουν στη β γυμνασίου. 3. Η εισαγωγή βασικών εννοιών της φυσικής που είναι απαραίτητες στη χημεία. 4. Η εφαρμογή της διδακτικής των φυσικών επιστημών και κατεξοχήν η ενθάρρυνση της εποικοδομητικής-ενεργητικής διδασκαλίας και μάθησης. 5. Η ανάπτυξη πειραματικών δεξιοτήτων στους μαθητές. 6. Η καλλιέργεια ικανοτήτων συνεργατικής μάθησης. 7. Η νοητική ανάπτυξη και η ανάπτυξη κριτικής σκέψης των μαθητών. 8. Η σύνδεση των φυσικών επιστημών με τη ζωή και τις εφαρμογές. Αρχές που ακολουθήθηκαν ήταν οι παρακάτω: Σπειροειδής διδασκαλία - Νοηματική μάθηση και περιορισμός της απομνημόνευσης - Απλότητα φαινομένων και αρχών - Όχι στην ατομική και μοριακή δομή. - Ποιοτική προσέγγιση - Απλές ποσοτικές σχέσεις - Όχι μαθηματικές εξισώσεις με σύμβολα - Όχι γραφικές παραστάσεις. - Σεβασμός στην επιστημονική αυστηρότητα. Η χωρίς πείραμα διδασκαλία της φυσικής και της χημείας, που είναι ο κανόνας στη χώρα μας, είναι εκ των προτέρων καταδικασμένη σε αποτυχία. Κάθε άλλη προσπάθεια του δασκάλου (μελέτη, ερωτήσεις, ασκήσεις) είναι λειψή. Επιπλέον, η συνεργασία των μαθητών και των μαθητριών σε μικρές ομάδες θεωρείται πολύ σημαντική, τόσο για τη μάθηση όσο και για την ανάπτυξη ικανοτήτων επικοινωνίας. Για τέτοιες συνεργασίες προσφέρονται τόσο οι πειραματικές δραστηριότητες, όσο και οι κατοίκον εργασίες και ασκήσεις του βιβλίου. Αλλά και η εκτέλεση των πειραμάτων ως επιδείξεων, όπου αυτό επιβάλλεται λόγω ελλείψεως πολλαπλών οργάνων ή λόγω της φύσεως του πειράματος, προτείνεται να γίνεται όχι από τον καθηγητή ή την καθηγήτρια, αλλά από δυάδες μαθητών που θα καθοδηγούνται από τον καθηγητή. i

6 Τέλος, αποτελεί πεποίθησή μας ότι τα σχολικά μαθήματα γίνονται κυρίως για να μαθαίνουν οι μαθητές και όχι για να εξετάζονται. Η αξιολόγηση των μαθητών (αλλά και των εκπαιδευτικών) είναι απαραίτητη και χρησιμότατη μεν διαδικασία, αλλά δεν πρέπει να συνιστά αυτοσκοπό. Μαθητές και καθηγητές είναι δύο όψεις του αυτού νομίσματος, που συνεργάζονται με κοινό στόχο την επίτευξη της μάθησης. Ευχαριστίες Ευχαριστούμε τους καθηγητές φυσικούς Κική Γεωργούση, Ασημίνα Κοντογεωργίου και Θεόδωρο Λώλα που συνέβαλαν στη μελέτη-προετοιμασία των παρακάτω μαθημάτων: Εισαγωγή στην κίνηση των σωμάτων (ΚΓ), Μάζα των σωμάτων και Δυνάμεις (ΑΚ) και Ο ατμοσφαιρικός αέρας και Ατμοσφαιρική πίεση (ΘΛ). Ευχαριστούμε ακόμη τον καθηγητή μας φυσικό Αντώνιο Μπουρνιά για πολλές εύστοχες και χρήσιμες παρατηρήσεις του στο αρχικό κείμενο του βιβλίου. Από την εφαρμογή του προγράμματος ΣΕΠΠΕ, προέκυψαν περαιτέρω διορθώσεις και βελτιώσεις του βιβλίου. Σ αυτές συνέβαλαν και οι παρακάτω, τους οποίους οφείλουμε επίσης να ευχαριστήσουμε: Δημήτριος Τσαούσης, Δρ. φυσικός, σχολικός σύμβουλος ΠΕ4, Ηλίας Καλογήρου, φυσικός, υπεύθυνος ΕΚΦΕ Πύργου Ηλείας, Μιλτιάδης Σακελλαρίου, φυσικός, υπεύθυνος ΕΚΦΕ Ιωαννίνων. Το υλικό που προέκυψε αξιολογήθηκε απο τη Xριστίνα Σολομωνίδου, αναπληρώτρια καθηγήτρια του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, που όρισε το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο. H κ. Σολωμονίδου διατύπωσε πολλές παρατηρήσεις και υποδείξεις, αρκετές από τις οποίες ελήφθησαν υπόψη στο τελικό κείμενο. Την ευχαριστούμε γι αυτό. Τέλος, εκφράζουμε τις θερμές μας ευχαριστίες στο Παιδαγωγικό Ινστιτούτο για την έγκριση της πρότασής μας, καθώς και στη μονάδα υποστήριξης, και ιδιαίτερα στους φυσικούς Λαμπρινή Παπατσίμπα και Παναγιώτη Δημητριάδη και τη γεωλόγο Γεωργία Φέρμελη που συνεργάστηκαν εποικοδομητικά για την υλοποίηση του προγράμματος. Ιωάννινα, Φεβρουάριος 2003 Γεώργιος Τσαπαρλής και Κώστας Καμπουράκης * Τα Γυμνάσια που συμμετέσχαν και τις δύο χρονιές στο Πρόγραμμα ήταν τα παρακάτω: Ζωσιμαίας Ιωαννίνων, 8ο Ιωαννίνων, Βελισαρίου Ιωαννίνων, Παραμυθιάς Θεσπρωτίας, Βουργαρελίου Άρτας, 3ο Πρεβέζης, 1ο Κερκύρας, Παπαστράτειο Αγρινίου, 2ο Αργοστολίου Κεφαλληνίας. Στα Γυμνάσια Λευκίμμης Κερκύρας και Βαρβάκειο Αθηνών το πρόγραμμα εφαρμόστηκε μόνο την πρώτη χρονιά. ii

7 ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΓΙΑ ΤΙΣ ΜΑΘΗΤΡΙΕΣ ΚΑΙ ΤΟΥΣ ΜΑΘΗΤΕΣ Αγαπητή Μαθήτρια / Αγαπητέ Μαθητή* «Πάντες ôνθρωποι τοü ε δέναι çρέγονται φύσει» (\Aριστοτέλης, Μετa τa Φυσικά, Α 980α-1) Θα έχεις καταλάβει ήδη ότι με τη μεγάλη τεχνολογική πρόοδο που χαρακτηρίζει την εποχή μας, κάθε άνθρωπος είναι χρήσιμο και απαραίτητο να κατέχει βασικές γνώσεις φυσικών επιστημών. Όσο νωρίτερα αρχίζει η απόκτηση τέτοιων γνώσεων, τόσο καλύτερα. Πέρα όμως από τις τεχνολογικές εφαρμογές, η μελέτη του φυσικού κόσμου αξίζει και από μόνη της, γιατί μας προσφέρει γνώση και κατανόηση τού πώς λειτουργεί η φύση. Με το μάθημα αυτό, θα βοηθηθείς να ξεκινήσεις να κατασκευάζεις μια καλύτερη και πληρέστερη γνώση του κόσμου που μας περιβάλλει και των μεταβολών που συμβαίνουν αδιάκοπα σ' αυτόν. Το ταξίδι αυτό, που το άρχισες ήδη στο δημοτικό σχολείο, θα το συνεχίσεις στο γυμνάσιο, αλλά και πολύ πέρα από αυτό. Ακόμη θα διαπιστώσεις τις εφαρμογές και τη σύνδεση των φυσικών επιστημών με τη ζωή, το περιβάλλον και την κοινωνία. Ενας από τους πιο βασικούς στόχους του μαθήματος είναι η οικοδόμηση της γνώσης από σένα και όχι η απλή μετάδοση έτοιμης της γνώσης. Γι' αυτό το βιβλίο που κρατάς στα χέρια σου δεν είναι ένα τελειωμένο ανάγνωσμα, που περιέχει όλα τα αποτελέσματα και όλες τις πληροφορίες. Έτσι, τα αποτελέσματα των πειραμάτων κατά κανόνα ούτε περιγράφονται ούτε δείχνονται σε σχήμα ή σε φωτογραφία. Με τη βοήθεια του καθηγητή ή της καθηγήτριάς σου, αλλά και των συμμαθητών σου, θα συμπληρώσεις και θα ολοκληρώσεις το βιβλίο, καθώς θα προχωρεί η διδασκαλία. Θα εκτελέσεις πολλά πειράματα, θα κληθείς να προσπαθήσεις να δώσεις εξηγήσεις σ' αυτά που θα παρατηρείς στα πειράματα και να δώσεις απαντήσεις σε ερωτήσεις που θα απαιτούν σκέψη. Στο τέλος κάθε μαθήματος υπάρχει το τμήμα Το μάθημα σε ερωτήσεις. Οι ερωτήσεις αυτές επιδιώκουν πρώτα-πρώτα να διατυπώσουν τους στόχους του μαθήματος, το τι δηλαδή θα πρέπει να ξέρεις μετά το μάθημα. Ακόμη, να λειτουργήσουν σαν ένα είδος επισκόπησης-περίληψης του μαθήματος. Τέλος, και πιο σημαντικό, να σου δώσουν ένα κατάλογο ερωτήσεων που θα καλύπτουν το περιεχόμενο του κάθε μαθήματος. Έτσι, η γνώση των απαντήσεων θα δείχνει ότι ξέρεις σε ικανοποιητικό βαθμό το μάθημα. Δεν χρειάζεται επομένως να παπαγαλίζεις το κείμενο των μαθημάτων. Στην αποφυγή απομνημόνευσης του κειμένου βοηθούν και οι πλαγιότιτλοι που χρησιμοποιούνται και που θα σε βοηθούν να ανακατασκευάζεις τα βασικά σημεία του μαθήματος. Είναι προτιμότερο να μην * Είναι αυτονόητο ότι όπου στο βιβλίο χρησιμοποιούνται οι λέξεις μαθητής και καθηγητής εννοούνται μαθητής' ή 'μαθήτρια και καθηγητής ή 'καθηγήτρια. iii

8 κοιτάς καθόλου τους πλαγιότιτλους κατά την πρώτη σου μελέτη του μαθήματος, αλλά να συμβουλεύεσαι πρώτα αυτούς στις επαναλήψεις σου. Έτσι οι πλαγιότιτλοι, μαζί με τους τίτλους/υποτίτλους, τις λέξεις και φράσεις με ζωηρά ή πλάγια γράμματα και το τμήμα Το μάθημα σε ερωτήσεις θα λειτουργούν όλα μαζί σαν μια σκαλωσιά για τη στήριξη της μελέτης σου. Τα ειδικά μικρά ένθετα Να έχεις υπόψη σου επιδιώκουν συχνά να προλάβουν την πρόκληση παρανοήσεων για τα φυσικά φαινόμενα, που είναι συχνές στους ανθρώπους. Αλλοτε πάλι συνδέουν τις φυσικές επιστήμες με τις εφαρμογές και με το περιβάλλον. Με το τελικό τμήμα κάθε μαθήματος Για να γνωρίσεις περισσότερα, να σκεφθείς και να καταλάβεις γιατί, θα καλείσαι να δώσεις απαντήσεις σε πιο απαιτητικές ερωτήσεις. Με τον τρόπο αυτό, επιδιώκεται η ανάπτυξη της κριτικής σκέψης σου. Επιπλέον, μερικές φορές θα καλείσαι να προτείνεις πειραματική μεθοδολογία, καλλιεργώντας έτσι τη δημιουργική σκέψη σου. Είναι αναμενόμενο να συναντήσεις εδώ δυσκολίες, αλλά αυτό δεν πρέπει να σε στενοχωρεί. Ο σκοπός είναι να ασκείς τη σκέψη σου, που σιγά-σιγά θα βελτιώνεται. Προτού τελειώσουμε αυτό το σημείωμα, πρέπει να επαναλάβουμε κι εδώ ότι αποτελεί πεποίθησή μας ότι τα σχολικά μαθήματα γίνονται κυρίως για να μαθαίνουν οι μαθητές και όχι για να εξετάζονται. Η αξιολόγηση των μαθητών (αλλά και των εκπαιδευτικών) είναι απαραίτητη και χρησιμότατη μεν διαδικασία, αλλά δεν πρέπει να συνιστά αυτοσκοπό. Μαθητές και καθηγητές συνεργάζονται με κοινό στόχο την επίτευξη της μάθησης. Περαιτέρω, πολύ σημαντική είναι και η συνεργασία μεταξύ των μαθητών σε μικρές ομάδες. Για τέτοιες συνεργασίες προσφέρονται τόσο οι πειραματικές δραστηριότητες, όσο και οι κατοίκον εργασίες και ασκήσεις του βιβλίου. Τέλος, θα πρέπει ακόμη να τονίσουμε ότι όλη την προσοχή και το ενδιαφέρον σου είναι καλύτερο και ωφελιμότερο να τη συγκεντρώνεις σε ένα μάθημα κάθε φορά. Γι' αυτό δεν χρειάζεται και δεν πρέπει να προετοιμάζεις ποτέ το παρακάτω μάθημα. Με την ελπίδα ότι θα βρεις ευχάριστο, ενδιαφέρον και χρήσιμο το μάθημα αυτό, σου ευχόμαστε επιτυχία. Οι συγγραφείς iv

9 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ Ενέργεια 1.1.α (Προγράμματα - Βιβλία) Έργο Σ.Ε.Π.Π.Ε. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ (ΦΥΣΙΚΗ - ΧΗΜΕΙΑ) Α Γυμνασίου Γεώργιος Τσαπαρλής Αναπληρωτής Καθηγητής της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Τμήμα Χημείας, Τομέας Φυσικοχημείας Κώστας Καμπουράκης Kαθηγητής Φυσικός, Μ.Δ.E. στη Διδακτική Φ.E. Ιωάννινα, 2003

10 Η φωτογραφία του εξωφύλλου Ο ογκομετρικός κύλινδρος περιέχει ξηρό πάγο (στερεό διοξείδιο του άνθρακα). Το άσπρο σύννεφο είναι ατμοί διοξειδίου του άνθρακα, που είναι πυκνότεροι από τον αέρα, γι' αυτό πέφτουν από τον κύλινδρο. (P. Folwell / Science Photo Library) Copyright, Γ. Τσαπαρλής και Κ. Καμπουράκης

11 E1. Mεταβολές στη φύση Torricelli Evangelista 15 11