1 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ: ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΜΑΘΗΤΗ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1 Δες στην εικόνα μια ηλεκτρική πηγή (μπαταρία) που συνήθως χρησιμοποιούμε για να κατασκευάσουμε ηλεκτρικά κυκλώματα στην τάξη. Σημείωσε τα μέρη που την αποτελούν. Δες στην εικόνα μια φωτεινή πηγή (λαμπάκι) που χρησιμοποιούμε στα ηλεκτρικά κυκλώματα στην τάξη. Σημείωσε τα μέρη που αποτελείται και τη λειτουργία που επιτελεί το καθένα σε ένα κύκλωμα. Περιέγραψε τα καλώδια. Το εξωτερικό μέρος τους και το εσωτερικό τους. Γράψε το λόγο που είναι καλυμμένα με μονωτικό υλικό.
2 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2 1.Πότε θα ανάψει το λαμπάκι; Βάλε σε κύκλο την σωστή κάθε φορά περίπτωση. 2. Δείξε με τα δικά σου υλικά το σωστό τρόπο. 3. Περιέγραψε πώς πρέπει να συνδέσουμε τα μέρη ενός κυκλώματος για να ανάβει το λαμπάκι. Χρησιμοποίησε τις λέξεις: Θετικός πόλος, αρνητικός πόλος, καλώδιο, λαμπάκι, καλώδιο με τη σωστή σειρά. 4. Πειραματίσου και εσύ με τα δικά σου υλικά.
3 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 1. Παρατηρήστε το ηλεκτρικό κύκλωμα της εικόνας. Μπορείτε να καταγράψετε τα μέρη που το αποτελούν; Ποιος ο ρόλος του κάθε μέρους; Απάντησε με τα ρήματα: μεταφέρει, τροφοδοτεί, καταναλώνει α/α ΟΝΟΜΑΣΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ 2. Μεταβείτε στην ιστοσελίδα http://www.article19.com/shockwave/oz.htm. Χρησιμοποιήστε τα υλικά που σας δίνονται και τοποθετήστε τα στο πλέγμα κατάλληλα ώστε να φτιάξετε και εσείς ηλεκτρικά κυκλώματα.
ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4 1. Παρατήρησε την εικόνα και απάντησε: (Χρησιμοποίησε τον όρο «διαρρέεται» ) Πότε ανάβει το λαμπάκι;.. Πότε το κύκλωμα είναι «ανοιχτό»;. Πότε το κύκλωμα είναι «κλειστό»;. 4 2. Δεν θα ήταν λογικό κάθε φορά να βγάζουμε τα καλώδια από τη θέση τους για να ανοίξουμε το κύκλωμα. Για το λόγο αυτό έχουμε τους Δείτε πώς είναι φτιαγμένος ένας διακόπτης (http://faraday.physics.utoronto.ca/pvb/harrison/flash/lightswitch/lightswitch.html ) Μεταβείτε ξανά στην ιστοσελίδα http://www.article19.com/shockwave/oz.htm και τοποθετήστε ένα διακόπτη στο κύκλωμά σας. 3. Περιγράψτε τη λειτουργία του διακόπτη χρησιμοποιώντας τις λέξεις «ανοιχτό κύκλωμα» και «κλειστό κύκλωμα» : 4. Στις παρακάτω εικόνες δείξτε τους διακόπτες και πείτε αν είναι ανοιχτό ή κλειστό το κύκλωμα:
5 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5 Τι παριστάνει η εικόνα εδώ; Πως συμβολίζεται η μπαταρία; Πως συμβολίζεται το λαμπάκι; Πως συμβολίζονται τα καλώδια; Πως συμβολίζεται ο διακόπτης (ανοιχτός και κλειστός); Σχεδίασε και εσύ ένα κύκλωμα ανοιχτό και ένα κλειστό: Τώρα κατασκεύασε και εσύ ένα ηλεκτρικό κύκλωμα όπως το σχεδίασες παραπάνω! Φέρε το δικό σου κύκλωμα αύριο στην τάξη για να το δούμε.
6 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ 1.ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ 1.1 ΤΙΤΛΟΣ: ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ 1.2 Εμπλεκόμενες γνωστικές περιοχές: Φυσική, Πληροφορική 1.3 Τάξεις στις οποίες απευθύνεται: Στ τάξη 1.4 Συμβατότητα με το ΑΠΣ ΔΕΠΣ: Είναι πλήρως συμβατό. Αναφέρεται στις ενότητες 4 και 7 του σχετικού κεφαλαίου του βιβλίου μαθητή. 1.5 Οργάνωση της Διδασκαλίας και απαιτούμενη υλικοτεχνική υποδομή:το μάθημα θα γίνει στο εργαστήριο και οι μαθητές θα έχουν μαζί τους υλικά για να κατασκευάσουν ηλεκτρικά κυκλώματα (πλακέ μπαταρία, καλώδια, λαμπάκι, κλπ) Το εργαστήριο θα είναι πλήρως εξοπλισμένο με σύνδεση στο διαδίκτυο και επεξεργαστή κειμένου. 1.6 Διδακτικοί Στόχοι: Ως προς το γνωστικό αντικείμενο: Να διαπιστώσουν οι μαθητές πειραματικά το σωστό τρόπο σύνδεσης ενός λαμπτήρα ì ε τους πόλους μιας μπαταρίας σε ένα κύκλωμα. (Αντιμετώπιση του μονοπολικού μοντέλου μέσα από δραστηριότητες.) Να συσχετίσουν οι μαθητές τα στοιχεία ενός κυκλώματος με τα αντίστοιχα σύμβολα. Να διαπιστώσουν οι μαθητές πειραματικά τη χρησιμότητα του διακόπτη σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Ως προς τη χρήση των ΤΠΕ: Εξοικείωση με το φυλλομετρητή, με τον κειμενογράφο και με την εφαρμογή κατασκευής κυκλώματος του σχετικού ιστότοπου. Ως προς τη μαθησιακή διαδικασία: Να εργαστούν οι μαθητές σε ομάδες και να αποκομίσουν τα οφέλη τις ομαδοσυνεργατικής μάθησης. 1.7 Εκτιμώμενη Διάρκεια: 2-3 ώρες 1.8 Οργάνωση-Φάσεις διεξαγωγής του σεναρίου: Την πρώτη ώρα γίνεται η διερεύνηση για τυχόν εσφαλμένες αντιλήψεις μαθητών σχετικά με το ηλεκτρικό ρεύμα. Μια συνηθισμένη αντίληψη που πρέπει να έχει υπόψην ο εκπ/κός είναι και το λεγόμενο μονοπολικό μοντέλο που εδώ μπορούμε να αντιμετωπίσουμε με κατάλληλες δραστηριότητες: Πολλοί μαθητές συναντούν γενικότερα δυσκολίες σχετικά με την κατανόηση της μεταφοράς ενέργειας από το ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα κύκλωμα. Για να εξηγήσουν πώς φτάνει το ρεύμα από την πηγή στον «καταναλωτή», τα παιδιά στρέφονται σε εναλλακτικά μοντέλα, ένα από τα πιο συνηθισμένα είναι και το μονοπολικό μοντέλο, στο οποίο οι μαθητές αναγνωρίζουν μόνο έναν πόλο στην πηγή. Oι μαθητές θεωρούν ότι για τη σύνδεση πηγής και λαμπτήρα είναι αρκετό ένα μόνο καλώδιο. Η χρήση πλακέ μπαταριών, στις οποίες και οι δύο πόλοι είναι εξίσου εμφανείς, βοηθά στην απόρριψη του μοντέλου αυτού. Επίσης μέσα από την χρήση της σχετικής
7 προσομοίωσης πετυχαίνουμε το στόχο μας καθώς ο μαθητής πειραματίζεται και ανακαλύπτει την ανάγκη ύπαρξης των καλωδίων και τον σωστό τρόπο σύνδεσης. Δίνονται τα αντίστοιχα φύλλα εργασίας (1,2,3) Τη δεύτερη ώρα δίνονται τα φύλλα εργασίας 4,5 και γίνεται η κύρια επεξεργασία με κατασκευή κυκλωμάτων με ηλεκτρονικό τρόπο και με τη χρήση των υλικών. 2.ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ 1 η ώρα: Θεωρούμε ότι τα παιδιά γνωρίζουν από το προηγούμενο μάθημα: Τους αγωγούς και τους μονωτές. Τα λαμπάκια, τις μπαταρίες, τα καλώδια, τα μέρη τους και τον τρόπο λειτουργίας τους. Παρόλα αυτά στην αρχή της ενότητας δίνουμε το φύλλο εργασίας 1 να το συμπληρώσουν για να ερευνήσουμε τυχόν κενά και παρανοήσεις των παιδιών και αναλόγως εξηγούμε. (Έρευνα για λανθασμένες αντιλήψεις μαθητών- τις λαμβάνουμε πάντα υπόψη στην αρχή τις διδασκαλίας) Ο εκπ/κος μοιράζει το φύλλο εργασίας 2. Δεν αναμένεται να υπάρξουν δυσκολίες στην συμπλήρωσή του και ζητάμε από τα παιδιά να εφαρμόσουν το σωστό τρόπο σύνδεσης με τα δικά τους υλικά στην πράξη. Προσέχουμε όλα τα παιδιά να συμπληρώσουν την άσκηση 3 με τρόπο που να δείχνει τη σειρά που τοποθετούμε τα μέρη του κυκλώματος (την μπαταρία, τα καλώδια και το λαμπάκι). Τέλος ζητάμε από τα παιδιά να πειραματιστούν και τα ίδια χρησιμοποιώντας τα δικά τους υλικά. Τα παιδιά συμπεραίνουν ότι μόνο όταν ακουμπάμε με το σωστό τρόπο τα καλώδια πάνω στο λαμπάκι και στην μπαταρία αυτό ανάβει. Δίνουμε στα παιδιά το φύλλο εργασίας 3 και τους ζητούμε να παρατηρήσουν το ηλεκτρικό κύκλωμα της εικόνας. Συζητάμε για την ονομασία «κύκλωμα» και περιγράφουμε τα υλικά και το ρόλο τους. Αναφέρουμε την πορεία το ηλεκτρικού ρεύματος από το θετικό πόλο δείχνοντας το βελάκι. Κατόπι ζητάμε από τους μαθητές να μεταβούν στην σχετική ιστοσελίδα και αφού τους εξηγήσουμε το ρόλο του πλαισίου τους ζητάμε να φτιάξουν απλά ηλεκτρικά κυκλώματα (με καλώδια, μπαταρία και λαμπάκι). Μπορούμε να τα αφήσουμε να πειραματιστούν και μόνα τους αλλάζοντας τη διάταξη των υλικών ή τοποθετώντας περισσότερα. Ρωτάμε εδώ για την ανάγκη ύπαρξης όλων των υλικών που αναφέραμε παραπάνω και ιδιαίτερα (για την αντιμετώπιση του μονοπολικού μοντέλου) του
8 καλωδίου που καταλήγει στον αρνητικό πόλο. Πειραματίζονται φτιάχνοντας κυκλώματα χωρίς μπαταρία ή χωρίς καλώδια ή με ένα καλώδιο κλπ και παρατηρούν. 2 η ώρα: Μοιράζουμε το φύλλο εργασίας 4 και συζητάμε για το ανοιχτό και κλειστό κύκλωμα. Προσπαθούμε να εξηγήσουμε τι συμβαίνει χρησιμοποιώντας και τους κατάλληλους όρους (κύκλωμα, αγωγοί, διαρρέεται, κλπ) Γεννιέται η απορία μέσα από τη συζήτηση για το τι θα κάνουμε όταν θέλουμε συχνά να ανοιγοκλείνουμε το κύκλωμα. Μιλάμε για τους διακόπτες και τη χρήση τους στο κύκλωμα. Επισκέπτονται ξανά την ιστοσελίδα και τοποθετούν διακόπτη στο κύκλωμά τους και πειραματίζονται. Κατόπιν εξηγούν τη χρήση του διακόπτη κάνοντας την άσκηση 4. Μοιράζουμε το φύλλο εργασίας 5 και συζητάμε για τη σχεδίαση σε χαρτί του ηλεκτρικού κυκλώματος και τα σύμβολα που χρησιμοποιούμε. Τα παιδιά συμπληρώνουν τις ασκήσεις και χρησιμοποιούν σύμβολα για να δείξουν το δικό τους κύκλωμα. Εφαρμόζουν στην πράξη (αν υπάρχει χρόνος στην τάξη αλλιώς στο σπίτι) το σχέδιο που ζωγράφισαν φτιάχνοντας το κύκλωμά τους με τα υλικά τους. Για διακόπτη χρησιμοποιούν το γνωστό τρόπο με τον συνδετήρα και τις πινέζες τοποθετημένα σε μια ξύλινη βάση για να είναι σταθερό. Η παραπάνω δραστηριότητα μας δείχνει με τον καλύτερο τρόπο κατά πόσο κατανόησαν τα παιδιά το μάθημα και μπορούν να επεκτείνουν και να εφαρμόσουν τις νέες γνώσεις. Έτσι η δραστηριότητα είναι και η αξιολόγηση της ενότητας.