Ημερίδα Τεχνολογίας για την γ γυμνασίου- Πάτρα 12/12/2015 Προτάσεις και παραδείγματα Οργάνωση μαθήματος Σχεδιασμός ωριαίας ενότητας 1 Προτάσεις για αξιοποίηση διαφόρων πηγών για έρευνες 2 Παραδείγματα ερευνών με αξιοποίηση εικονικού εργαστηρίου Κατασκευή διαφόρων δοκιμίων 3
Οργάνωση Α! τριμήνου - 10 ώρες (Εισαγωγή στην ερευνητική διαδικασία) Σεπτέμβριος *Παρουσίαση ετήσιου προγράμματος - Παρουσίαση ερευνών από προηγούμενα έτη *Ορολογία τεχνολογίας Οκτώβριος *Ορισμός, είδη και σημασία της έρευνας. *1 ο σεμινάριο ομάδας *Μεθοδολογία έρευνας *Mεθοδολογία έρευνας. Νοέμβριος *Επίδειξη πειραματικών έρευνών. *Επίδειξη πειραματικών ερευνών. *Χωρισμός ομάδων και ανάθεση ρόλων στα μέλη της. *Εκλογή θέματος έρευνας. Διατύπωση τίτλου.
Χρήσιμο υλικό 1 ου τριμήνου Επιστολή προς γονείς Επιστολή για εκπαιδευτική επίσκεψη Φύλλα εργασίας Φύλλα ανάθεσης εργασίας Οργάνωση σεμιναρίων Δημιουργία παρουσιάσεων Εκπαιδευτικά βίντεο
Παραδείγματα θεμάτων 1 ου σεμιναρίου
Οργάνωση Β! τριμήνου (10 ώρες) Οργάνωση ομάδων- Προετοιμασία και έναρξη ερευνών Δεκέμβριος *Νοητικός χάρτης Αναζήτηση πληροφοριακού υλικού. Προσδιορισμός Σταθερών μεταβλητών *Χρονοδιάγραμμα και σχεδίαση κατασκευής * Επιλογή υλικών συσκευών εργαλείων και λοιπών μέσων. Προϋπολογισμός προμηθειών Ιανουάριος * Σκοπός και κοινωνικές ανάγκες έρευνας *Ξεκίνημα γραφής της γραπτής εργασίας * Σεμινάριο 2 ου τριμήνου Φεβρουάριος *Ολοκλήρωση γραφής του θεωρητικού μέρους της εργασίας * Προετοιμασία και αξιολόγηση ετοιμότητας κάθε ομάδας για την διεξαγωγή του πειράματος * Διεξαγωγή πειραμάτων * Διεξαγωγή πειραμάτων
Χρήσιμα έγγραφα 2 ου τριμήνου Εξώφυλλο γραπτής εργασίας Πίνακας Περιεχομένων Οδηγίες για την μορφή της γραπτής εργασίας Χρονοδιάγραμμα εργασιών Πίνακας υλικών-εργαλείων συσκευών και μηχανών που χρησιμοποιήθηκαν
Οργάνωση Γ! τριμήνου(8 ώρες) Ολοκλήρωση δραστηριοτήτων -Έκθεση Μάρτιος *Διεξαγωγή πειραμάτων * Διεξαγωγή πειραμάτων * Γραφήματα- διάγραμμα ροής έρευνας *Ολοκλήρωση γραπτής εργασίας Απρίλιος *Συμπεράσματα προτάσεις έρευνας *Σεμινάριο παρουσίασης ερευνών *Σεμινάριο παρουσίασης ερευνών * Έκθεση έργων (20/4) Μάιος * Πιθανή παρουσίαση 3 ης ομάδας ή απολογισμός του μαθήματος
Σχεδιασμός Ενοτήτων με επίδειξη πειραματικής έρευνας ( Επιλογή εικονικού εργαστηρίου) Χωρισμός σε μικρές ομάδες Φύλλο εργασίας Δυνατότητα σύνδεσης με εικονικό εργαστήριο Φύλλο ανάθεσης εργασίας (Βοηθητικό έντυπο )
Μεθοδολογία έρευνας Χρονοδιάγραμμα εργασιών ``````` ΕΒΔΟΜΑΔΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 ΕΚΛΟΓΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ 3 4 ΣΥΛΛΟΓΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΥΛΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ-ΣΥΣΚΕΥΩΝ- ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ 5 ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ 6 ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ 7 ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 8 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 9 ΣΥΓΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 10 ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ 11 ΑΥΤΟ-ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ 1o τρίμηνο 2o τρίμηνο 3o τρίμηνο
Ε Β Δ Ο Μ Α Δ Ε Σ ΕΡΓΑΣΙΕΣ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ΕΚΛΟΓΗ ΘΕΜΑΤΟΣ ΣΥΛΛΟΓΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΥΛΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΓΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Διαδικασίες συλλογής δεδομένων Η συλλογή δεδομένων (αποτελεσμάτων μετρήσεων) είναι σημαντικότατο μέρος της διαδικασίας έρευνας, διότι τα συμπεράσματα μας θα βασιστούν στα δεδομένα αυτά. Μέσο συλλογής δεδομένων στις πειραματικές διατάξεις αποτελεί η σωστή σχεδίαση προετοιμασία και εκτέλεση του πειράματος. 3 4 Κατάλογος υλικών, εργαλείων και συσκευών 5 Εκτέλεση πειράματος. Μετρήσεις τιμές μεταβλητών 2 Πορεία εργασίας της ερευνητικής διαδικασίας 1 Σχεδιασμός και κατασκευή δοκιμίων, μοντέλων και λοιπών κατασκευών Προσδιορισμός και έλεγχος των σταθερών μεταβλητών
Πηγές για έρευνες ( Αξιοποίηση παλαιότερων έργων) Παρ.1 ο : Διάταξη ανεμογεννήτριας ή ανεμιστήρα Χρήσιμη παρατήρηση : Κάποιο από τα μέλη της ομάδας φωτογραφίζει κάθε στάδιο της κατασκευής της πειραματικής διάταξης και καταγράφει και βήμα-βήμα την διαδικασία κατασκευής της.
Πηγές για έρευνες ( Διαθεματικότητα σχολικό βιβλίο) Παρ.2 ο :Αλλαγή χρώματος σε ορτανσίες Ξεκινώντας απ' την άνοιξη, δίνουμε στις ορτανσίες μας ειδικό λίπασμα που περιέχει αλουμίνιο. Αυτό μειώνει το ph του εδάφους, δηλαδή το κάνει πιο όξινο και το φυτό «αντιδρά» αλλάζοντας το χρώμα των λουλουδιών του. Στην ελληνική αγορά κυκλοφορούν τουλάχιστον δύο σκευάσματα που κάνουν αυτή τη δουλειά. Για να τα βρείτε ζητήστε, «λίπασμα που κάνει μπλε τα άνθη της ορτανσίας». Ρύθμιση του ph του εδάφους : Σχολικό βιβλίο Χημείας σελ. 29
Πηγές για έρευνες ( Επινόηση/πρωτότυπη κατασκευή) Κατασκευή δοκιμίου από μαθήτρια ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΞΕΝΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΤΑ ΤΡΟΦΙΜΑ Αναπαράσταση μηχανήματος ανίχνευσης ξένων αντικειμένων στα τρόφιμα με την χρήση των ακτίνων - Χ, πριν αυτά διατεθούν προς κατανάλωση. Υλικά κατασκευής (ανακυκλώσιμα ) 1. Ξύλινη βάση 2. Ανοξείδωτο περίβλημα 3. Ράουλα 4. Ιμάντας 5. Μανιβέλα inox 6. Μπαταρία 7. Λαμπάκι (led) 8. Καλώδια 9. Συνδετήρες καλωδίων 10. Βίδες και παξιμάδια 11. Βάσεις για τα ράουλα
«Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗΣ Η ΜΗ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΥ ΣΤΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΟΥ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ, ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΕΝΔΥΝΑΜΩΣΗ ΤΗΣ ΣΤΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΜΙΑΣ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ Στο Α.Π.Θ κατασκευάστηκαν στο εργαστήριο του Πανεπιστημίου, πρισματικά δοκίμια τετραγωνικής διατομής. Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο - 1o βήμα Αξιοποίηση γειτονικού Πανεπιστημίου Τα δοκίμια τοποθετήθηκαν στις ειδικές θέσεις της σεισμικής τράπεζας, μηχάνημα το οποίο προκαλεί ταλαντώσεις οι οποίες κυμαίνονται από 4-8 βαθμοί της κλίμακας ρίχτερ, διαπιστώνοντας έτσι την αντοχή των δοκιμίων.
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο /Βήμα 1 ο : Σχεδιασμός και κατασκευή δοκιμίων, μοντέλων και λοιπών κατασκευών (χωρίς εργαστήριο) Ανιχνευτής ακτινοβολίας ΑΝΩΣΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΣΧΗΜΑ & ΥΛΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ
Πηγές για έρευνες Αξιοποίηση βίντεο διαδικτύου https://youtu.be/nzkbfzuewka Ο δημοσιογράφος,you Tuber και ιδιοκτήτης σκαφών, Ντύλαν Γουίντερ έφτιαξε το δικό του»κάντο μόνος σου»-καλοριφέρ χρησιμοποιώντας κεράκια σε γυαλί,τα τοποθέτησε σε ένα μεταλλικό πιατάκι και τα κάλυψε με δύο κεραμικές γλάστρες. Αυτό το σύστημα εφαρμόζει την επιστημονική αρχή μεταφοράς θερμότητας και σύμφωνα με τον Γουίντερ, μπορεί να ζεστάνει το σπίτι του για 8 ώρες τη μέρα https://www.youtube.com/watch?v=bpjtiehohay Επιβίωση χωρίς ρεύμα: 1-ΦΟΡΗΤΗ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΡΕΥΜΑΤΟΣ- 2 ΗΛΙΑΚΟΣ ΦΟΥΡΝΟΣ- 3 ΗΛΙΑΚΟ ΑΕΡΟΘΕΡΜΟ.
Πηγές για έρευνες Αγορές από εμπόριο
Πηγές για έρευνες Αξιοποίηση παλαιότερων ερευνών - προτάσεις για συμπληρωματικές έρευνες Προτάσεις για νέα συμπληρωματική έρευνα 1.Η επίδραση της θερμοκρασίας του νερού στην απορροφητικότητα της χαρτοπετσέτας. 2.Η επίδραση του χρώματος στην απορροφητικότητα της χαρτοπετσέτας. 3.Η επίδραση της ύλης (ανακυκλώσιμη -μη ανακυκλώσιμη) στην απορροφητικότητα της. Προτάσεις για νέα συμπληρωματική έρευνα 1.Σύγκριση διπλών υαλοπινάκων διαφορετικών εταιριών 2.Σύγκριση μονών και διπλών υαλοπινάκων όταν το υλικό του ομοιώματος αποτελείται από διαφορετικά υλικά 3.Η επίδραση των υαλοπινάκων με διπλό και μονό τζάμι όπου το διπλό τζάμι είναι γεμισμένο με αέριο
Παράδειγμα έρευνας Βήμα 2 ο : Προσδιορισμός ελεγχόμενων Ανεξάρτητη Μεταβλητή : Το διοξείδιο του άνθρακα. Εξαρτημένη Μεταβλητή : Η θερμοκρασία. ( σταθερών) μεταβλητών Τίτλος έρευνας : Η επίδραση του διοξειδίου του άνθρακα CO2 στη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας. Ελεγχόμενες μεταβλητές: Το υλικό του δοχείου μέτρησης Οι διαστάσεις. Η ποσότητα του νερού. Τα θερμόμετρα. Η φωτεινή ηλεκτρική πηγή. Το είδος της φωτεινής ηλεκτρικής πηγής. Η απόσταση της φωτεινής πηγής από τα δοχεία.
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 3 ο : Πορεία εργασίας ( Διάγραμμα ροής) Έναρξη του πειράματος Τοποθετώ τα δύο θερμόμετρα προσέχοντας να μην ακουμπούν στο νερό. Ανάβω τη λάμπα και καταγράφω τη θερμοκρασία σε κάθε σέϊκερ ανά πέντε λεπτά. Με ένα ογκομετρικό σωλήνα μετρώ από 120 ml νερό της βρύσης και το αδειάζω μέσα σε κάθε σέϊκερ, Στη συνέχεια το βιδώνω. Στο άλλο σέϊκερ τοποθετώ ένα πλαστικό δοχείο που είχα ρίξει μέσα ένα κουταλάκι μαγειρική σόδα. Τοποθετώ τη λάμπα πυρακτώσεως ανάμεσα στα δύο σέϊκερ προσέχοντας να ισαπέχει. Το πλαστικό δοχείο επιπλέει στο σέϊκερ. Με μία σύριγγα παίρνω 10ml ξύδι και το ρίχνω μέσα στο πλαστικό δοχείο ξύδι με τη σόδα δημιουργεί διοξείδιο του άνθρακα Τέλος του πειράματος
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Εργαλεία για διάγραμμα ροής drawings.google.com https://docs.google.com/drawings/d/1aprn6l2yxq5n2klg2ppjip4-nmnx_pcmyiqluhiqyeg/edit https://support.google.com/docs/answer/179740?hl=en ( oδηγίες χρήσης )
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 4 ο :Κατάλογος υλικών, εργαλείων και συσκευών Περιλαμβάνει υλικά (μηχανήματα, υλικά κατασκευής, εργαλεία κ.λπ.) που επινοήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν από τον ερευνητή Α/Α Υλικό συσκευή- εργαλείο- μηχανή ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΚΟΣΤΟΣ 1. Πλαστικά δοχεία (σέικερ) 2 2. Πλαστικό δοχείο 1 3. Ηλεκτρονικά θερμόμετρα 2 4. Λάμπα πυρακτώσεως 100w 1 5. Χάρακας 1 6. Χαρτί-στυλό 1 7. Υπολογιστής-εκτυπωτής 1 8. Ξύδι 1 9. Μαγειρική σόδα 1 10. Νερό 120ml ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 5 ο : Εκτέλεση πειράματος. Μετρήσεις τιμές μεταβλητών Αφορά την πορεία διεξαγωγής των μετρήσεων της Έρευνας και τη συγκέντρωση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων που έγιναν στις μεταβλητές μέσα από κείμενα, πίνακες, διαγράμματα, κ.λπ. Min Με διοξείδιο του άνθρακα Χωρίς διοξείδιο του άνθρακα 0 23,6 23,6 5 29 26,3 10 32 27,7 15 33,8 28,7 20 34,8 29,3 25 35,4 30 30 35,9 29,7 35 36,3 29,7 40 36,6 29,8
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 5 ο : Εκτέλεση πειράματος. Επαναλήψεις - φωτογράφηση Τυχόν επανάληψη ή επαναλήψεις του πειράματος βοηθούν στην μείωση των σφαλμάτων των αποτελεσμάτων σας. Όλες οι σημαντικές ενέργειες φωτογραφίζονται για να γίνεται από τους αναγνώστες της έρευνας πιο κατανοητή η διεξαγωγή του πειράματος, αλλά να υπάρχει και βοηθητικό υλικό για μελλοντικούς ερευνητές.
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 3 ο Ανάλυση δεδομένων πίνακα 1 Μεταβολή της θερμοκρασίας στα δύο σέϊκερ ανά πέντε λεπτά 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Με διοξείδιο του άνθρακα 23,6 29 32 33,8 34,8 35,4 35,9 36,3 36,6 36,8 36,9 37 37,1 Χωρίς διοξείδιο του άνθρακα 23,6 26,3 27,7 28,7 29,3 30 29,6 29,7 29,8 29,7 30 30,3 29,9 Παρατηρώ ήδη από τα πρώτα πέντε λεπτά η θερμοκρασία στα δύο σέϊκερ είναι πολύ διαφορετική. Στο σέϊκερ με το διοξείδιο του άνθρακα ανέβηκε 5,4 βαθμούς κελσίου από την αρχική θερμοκρασία. Στο σέϊκερ χωρίς το διοξείδιο του άνθρακα ανέβηκε 2,7 βαθμούς κελσίου από την αρχική θερμοκρασία.το ίδιο συμβαίνει και στα επόμενα λεπτά δηλαδή το σέϊκερ με το διοξείδιο του άνθρακα έχει διπλάσια θερμοκρασία από το σέϊκερ χωρίς το διοξείδιο του άνθρακα
θερμοκρασία Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 3 ο Ανάλυση δεδομένων πίνακα 2 Τελική θερμοκρασία μετά από 60 λεπτά στα δύο σέϊκερ με ή χωρίς διοξείδιο του άνθρακα Mε διοξείδιο του άνθρακα Xωρiς διοξείδιο του άνθρακα Αρχική θερμοκρασία 23,6 23,6 Τελική μετα από 60 λεπτά 37,1 29,9 Παρατηρώ ότι μετά από 60 λεπτά η θερμοκρασία στο σέϊκερ με διοξείδιο του άνθρακα ανέβηκε κατά 13,5 βαθμούς ενώ χωρίς διοξείδιο του άνθρακα ανέβηκε στους 6,3 βαθμούς. Η θερμοκρασία στο σέϊκερ με το διοξείδιο του άνθρακα είναι διπλάσια από το σέϊκερ χωρίς το διοξείδιο του άνθρακα Στο πείραμα ήταν αδύνατη η μέτρηση της ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα λόγω έλλειψης ειδικών oργάνων. Το πείραμα έγινε μόνο μια φορά λόγο έλλειψης χρόνου. Μικρή διαφορά στα θερμόμετρα θεωρείται αμελητέα στην αξιοπιστία της έρευνας.
Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 4 ο Εξαγωγή συμπερασμάτων παραδείγματος Σχέση μεταξύ ανεξάρτητης και εξαρτημένης μεταβλητής Είναι προφανές ότι η παρουσία διοξειδίου του άνθρακα αυξάνει τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας Αποδοχή η απόρριψη της αρχικής υπόθεσης Άρα αποδέχομαι την αρχική μου υπόθεση ότι η παρουσία του διοξειδίου του άνθρακα αυξάνει τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας. Προτάσεις για νέα συμπληρωματική έρευνα. 1. Η επίδραση του μονοξείδιου και διοξειδίου του αζώτου στην θερμοκρασίας της ατμοσφαίρας. 2. Η επίδραση του μεθανίου στην αύξηση της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας.
Παραδείγματα από εικονικά εργαστήρια Ακτινοβολία φωτεινής πηγής και χρώμα υλικών (Βιβλίο Φυσικής β γυμνασίου ενότητα 8.3) http://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=434&itemid=32&catid=41 Ταλάντωση Εκκρεμούς (Bιβλίο Φυσικής γ γυμνασίου - ενότητα 4.2) http://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=113&ite mid=32&catid=24
Παραδείγματα από εικονικά εργαστήρια https://phet.colorado.edu/el/simulations/category/chemistry https://phet.colorado.edu/el/simulation/lega cy/density
Επίδειξη πειραματικών διατάξεων ερευνών- 1 ο πείραμα Διάταξη ανεμογεννήτριας 1)Πείραμα με αριθμό 2 και 3 πτερυγίων 2)Πείραμα με μέγεθος πτερυγίων και μεταβολή της παραγόμενης τάσης.
Επίδειξη πειραματικών διατάξεων ερευνών- Πείραμα 1ο Για παροχή αέρα ή ανεμιστήρας ή πιστολάκι
Επίδειξη πειραματικών διατάξεων ερευνών- Πείραμα 2ο Ανεμογεννήτρια εμπορίου και πείραμα με θέση πτερυγίων
Επίδειξη πειραματικών διατάξεων ερευνών- Πείραμα 3ο Ηλιακό αυτοκίνητο Με χρησιμοποίηση λάμπας πυρακτώσεως (60-75Watt), και σε απόσταση 10 εκατοστά από την επιφάνεια του φωτοβολταϊκού κάνουμε μετρήσεις τάσης ή έντασης για διάφορες θέσεις, ή μετράμε την διανυόμενη απόσταση, εάν το βγάλουμε στον ήλιο και σκεπάσουμε την επιφάνειά του στο μισό, στα 2/3 της επιφάνειάς του κτλ..