Ο πρώτος νόμος της Θερμοδυναμικής για τα κλειστά συστήματα Υποδειγματικό Σενάριο Γνωστικό αντικείμενο: Μηχανολογία (Ε.Ε.) Δημιουργός: ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΠΑΡΙΣΗΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ
Σημείωση Το παρόν έγγραφο αποτελεί προϊόν αυτόματης δημιουργίας και εκτύπωσης του Ψηφιακού Διδακτικού Σεναρίου με Τίτλο: «Ο πρώτος νόμος της Θερμοδυναμικής για τα κλειστά συστήματα». Δημιουργήθηκε στις 26/02/2018 02:21:12 και έχει υποστηρικτικό ρόλο στο έργο του εκπαιδευτικού. Δεν αντικαθιστά το Ψηφιακό Διδακτικό Σενάριο, το οποίο περιέχει όλο το Διαδραστικό Περιεχόμενο και αξιοποιεί τις ψηφιακές δυνατότητες της Πλατφόρμας «Αίσωπος». Το σενάριο αυτό έχει χαρακτηρισθεί ως «Υποδειγματικό» ύστερα από εργασία επιστημονικής επιτροπής εμπειρογνωμόνων (Εκπαιδευτικός Αυξημένων Προσόντων, Σχολικοί Σύμβουλοι, Μέλος ΔΕΠ / Επιστημονικό Προσωπικό του ΙΕΠ). Το Διαδραστικό Ψηφιακό Διδακτικό Σενάριο με το πλήρες ψηφιακό περιεχόμενό του βρίσκεται στον σύνδεσμο: http://aesop.iep.edu.gr/node/9923 Επισημαίνεται ότι τα σενάρια της Πλατφόρμας «Αίσωπος» διακρίνονται σε: Υποδειγματικά Σενάρια: Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια που έχουν προκύψει από επιστημονικές επιτροπές εμπειρογνωμόνων (Εκπαιδευτικοί Αυξημένων Προσόντων, Σχολικοί Σύμβουλοι, Μέλη ΔΕΠ / Επιστημονικό Προσωπικό του ΙΕΠ). Βέλτιστα Σενάρια: Αξιολογημένα Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια εκπαιδευτικών με βαθμολογία άνω των 70 μονάδων. Επαρκή Σενάρια: Αξιολογημένα Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια εκπαιδευτικών με βαθμολογία από 50 έως 70 μονάδες. ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΕΡΓΟΥ ΠΡΑΞΗ: «Ανάπτυξη Mεθοδολογίας και Ψηφιακών Διδακτικών Σεναρίων για τα Γνωστικά Αντικείμενα της Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας Γενικής και Επαγγελματικής Εκπαίδευσης» - MIS: 479325, ΣΑΕ: 2014ΣΕ24580051. Η πράξη συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΚΤ) και το Ελληνικό Δημόσιο στο πλαίσιο του ΕΠ «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του ΕΣΠΑ 2007-2013 και υλοποιείται σε σύμπραξη από το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής και την Ειδική Υπηρεσία Εφαρμογής Εκπαιδευτικών Δράσεων του Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Η Πλατφόρμα Ανάπτυξης, Σχεδίασης, Υποβολής, Αξιολόγησης και Παρουσίασης Ψηφιακών Διδακτικών Σεναρίων «Αίσωπος», αναπτύχθηκε με ίδια μέσα από το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής στο πλαίσιο του Υποέργου 2: «Ψηφιακό Σύστημα Ηλεκτρονική Πλατφόρμα Υποβολής, Αξιολόγησης, Διαχείρισης και Αξιοποίησης Ψηφιακών Σεναρίων καθώς και καθοδήγησης και Υποστήριξης των Εκπαιδευτικών» της Πράξης. Ομάδα Επιστημονικής και Διοικητικής Εποπτείας της Πράξης: Επιστημονικός Υπεύθυνος Πράξης για τις Δράσεις που αφορούν το Ι.Ε.Π: Ιωάννης Σταμουλάκης, Φιλόλογος, Σύμβουλος Α' Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Υπεύθυνος Υποέργου 1: Ιωάννης Σταμουλάκης, Φιλόλογος, Σύμβουλος Α' Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Υπεύθυνος Υποέργου 2: Νικόλαος Γραμμένος, Πληροφορικός, Σύμβουλος Γ' Ι.Ε.Π. Υπεύθυνος Υποέργου 3: Νικόλαος Γραμμένος, Πληροφορικός, Σύμβουλος Γ' Ι.Ε.Π. Επιστημονική Συντονίστρια των ειδικών επιστημόνων του Υποέργου 1: Βασιλική Καραμπέτσου, Φιλόλογος, Εισηγήτρια Ι.Ε.Π. Σελίδα 2/16
Φύλλα Εργασίας Σεναρίου Το παρόν ψηφιακό σενάριο περιέχει φύλλα εργασίας, τα οποία είναι συννημένα στο αρχείο «PDF» και μπορείτε να τα ανοίξετε κάνοντας διπλό κλικ πάνω στο εικονίδιο. 1η Φάση: Δεν υπάρχει 2η Φάση: 3η Φάση: 4η Φάση: Σελίδα 3/16
Γενική Περιγραφή Σεναρίου Γνωστικό αντικείμενο: Μηχανολογία (Ε.Ε.) Θεματική ταξινομία: Μηχανολογία (Ε.Ε.) Εκπαιδευτικό πρόβλημα: Το διδακτικό πρόβλημα αφορά: Την διερεύνηση των μεγεθών / εννοιών του έργου, της θερμότητας και της εσωτερικής ενέργειας, που έχουν μεγάλη σημασία για την τεχνική, αφού συνδέονται άμεσα με την μελέτη των ενεργειακών εφαρμογών. Επίσης αφορά την οπτική και ρεαλιστική απεικόνιση πραγματικών μεταβολών αερίων με την χρήση προσομοίωσης καθώς στις συνήθεις εφαρμογές αυτές λαμβάνουν χώρα σε μέρος που δεν είναι οπτικά προσπελάσιμο και κατά συνέπεια είναι δύσκολο στην σύλληψη και την κατανόηση. Τέλος η εκπαιδευτική παρέμβαση αποσκοπεί στην εξερεύνηση του τρόπου σύνδεσης των μεγεθών αυτών, αλλά και των συμπερασμάτων που προκύπτουν από την μεταβολή τους. Γενική περιγραφή περιεχομένου: Το σενάριο αναφέρεται στην ενότητα " Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμική για τα κλειστά συστήματα " του μαθήματος "Εισαγωγή στη Μηχανολογία" που σύμφωνα με το πρόγραμμα σπουδών διδάσκεται στην Α τάξη της ομάδας προσανατολισμού "Τεχνολογικών εφαρμογών" του Επαγγελματικού Λυκείου (εγκύκλιος 179071/Γ2/22-11-2013). Απαραίτητες γνώσεις ώστε οι μαθητές να μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις της ενότητας είναι η "γνώση" (όπως αυτή προσδιορίζεται από τους διδακτικούς στόχους των αντίστοιχων ενοτήτων) των εννοιών :θερμοδυναμικό σύστημα, θερμοδυναμικά μεγέθη (πίεση, όγκος, θερμοκρασία), ενέργεια, έργο, θερμότητα και μεταβολές αυτών. Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής εκφράζει την αρχή διατήρησης της ενέργειας, για αυτό και έχει ιδιαίτερη σημασία για την πρόοδο στις επόμενες διδακτικές ενότητες. Διδακτικοί Στόχοι: Οι μαθητές να είναι σε θέση να αναγνωρίσουν τις έννοιες των μεγεθών του Α θερμοδυναμικού νόμου, Να διακρίνουν τις μορφές των μεγεθών του Α Θ.Ν Να εξηγούν τη σημασία του Α Θ.Ν σε τεχνικές εφαρμογές Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: θερμοδυναμική Α θερμοδυναμικός νόμος κλειστό σύστημα έργο Θερμότητα εσωτερική ενέργεια μεταβολή εσωτερικής ενέργειας Υλικοτεχνική υποδομή: Σελίδα 4/16
βιντεοπροβολέας. pc ή laptop, έντυπο υλικό, λογισμικό προσομοίωσης, σύνδεση στο internet. Τυπικός χρόνος αλληλεπίδρασης με το εκπαιδευτικό σενάριο σε διδακτικές ώρες για δουλειά εντός του σχολείου: 2 ώρες Πνευματικά δικαιώματα ή άλλοι αντίστοιχοι περιορισμοί: Τα πνευματικά δικαιώματα του λογισμικού της προσομοίωσης περιγράφονται στην ιστοσελίδα: http://phet.colorado.edu/about/software-agreement_v7.htm Εκτιμώμενο Επίπεδο Δυσκολίας: Δύσκολο Τύπος διαδραστικότητας : Ενεργός μάθηση Επίπεδο διαδραστικότητας : Υψηλό Προτεινόμενη ηλικιακή ομάδα του τελικού χρήστη: 15-18 Εκπαιδευτική βαθμίδα που απευθύνεται το σενάριο: Επαγγελματικό Λύκειο Σελίδα 5/16
Σύνοψη φάσεων σεναρίου: 1η Φάση: Παρουσίαση θέματος - Εξήγηση προσομοίωσης Χρονική Διάρκεια: 15 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας, ή αίθουσα με υπολογιστές Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: 1. Δραστηριότητα 1 2. Ονοματολογία αρχικής οθόνης προσομοίωσης 3. προσομοίωση μεταβολής αερίου 2η Φάση: Οργάνωση εργασίας - ανάθεση ρόλων Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: 3η Φάση: Διεξαγωγή δραστηριοτήτων Χρονική Διάρκεια: 45 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας Αριθμός φύλλων εργασίας: 2 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: 1. προσομοίωση μεταβολής αερίου Σελίδα 6/16
4η Φάση: Περίληψη - Ανάλυση - Σύγκριση - Συσχέτιση Χρονική Διάρκεια: 20 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: Σελίδα 7/16
1η Φάση: Παρουσίαση θέματος - Εξήγηση προσομοίωσης Σελίδα 8/16
1η Φάση: Παρουσίαση θέματος - Εξήγηση προσομοίωσης Χρονική Διάρκεια: 15 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας, ή αίθουσα με υπολογιστές Περιγραφή του αντικειμένου της ενότητας από τον καθηγητή. Παρουσίαση του τρόπου εργασίας των μαθητών και της προσομοίωσης, με την οποία θα εργαστούν οι μαθητές. 1. Δραστηριότητα 1: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/9923/2432/#question9930 Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται η αρχική οθόνη της προσομοίωσης με την οποία θα ασχοληθούμε.μελετήστε για λίγο την ονομασία των μερών της, και θα εξηγήσουμε τον τρόπο λειτουργίας. 2. Ονοματολογία αρχικής οθόνης προσομοίωσης: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εικόνα Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/9923/2432/#question9931 Σελίδα 9/16
3. προσομοίωση μεταβολής αερίου: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εξωτερικό περιεχόμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/9923/2432/#question9935 Διεύθυνση ιστοτόπου (URL): http://phet.colorado.edu/en/simulation/gas-properties Σελίδα 10/16
2η Φάση: Οργάνωση εργασίας - ανάθεση ρόλων Σελίδα 11/16
2η Φάση: Οργάνωση εργασίας - ανάθεση ρόλων Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 http://aesop.iep.edu.gr/sites/default/files/filla-ergasias/fyllo_pliroforion_1.docx Στη φάση αυτή οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες των 4 ή 5. Κάθε ομάδα αναθέτει σε κάθε μέλος τον ρόλο που έχει ορίσει ο καθηγητής. Οι απαραίτητοι ρόλοι είναι: 1. 2. 3. 4. ο ο ο ο εκπρόσωπος και συντονιστής της ομάδας. γραμματέας που θα καταγράφει τις απαραίτητες μετρήσεις και θα συμπληρώνει το φύλλο έργου. χειριστής της προσομοίωσης. συντάκτης της έκθεσης των αποτελεσμάτων και της παρουσίασης αυτής στις υπόλοιπες ομάδες. Κάθε ομάδα έχει στη διάθεσή της το φύλλο πληροφοριών 1, στο οποίο περιγράφεται ο τρόπος λειτουργίας της προσομοίωσης, και το οποίο πρέπει να μελετήσετε ώστε να εξοικοιωθείτε με το περιβάλλον της προσομοίωσης. Σελίδα 12/16
3η Φάση: Διεξαγωγή δραστηριοτήτων Σελίδα 13/16
3η Φάση: Διεξαγωγή δραστηριοτήτων Χρονική Διάρκεια: 45 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 http://aesop.iep.edu.gr/sites/default/files/filla-ergasias/fyllo_ergoy_1_0.docx Φύλλο Εργασίας 2 http://aesop.iep.edu.gr/sites/default/files/filla-ergasias/fyllo_pliroforion_2.docx Στην φάση αυτή οι μαθητές εκτελούν το φύλλο έργου, εργαζόμενοι σε ομάδες, και ο καθηγητής παίζει το ρόλο του διευκολυντή. Δεν επεμβαίνει σε αυτό που θέλουν να κάνουν οι ομάδες, ούτε και τους κατευθύνει σε κάποιο συμπέρασμα. Χρησιμοποιεί ερωτήσες του τύπου : "μήπως αλλάζατε αυτό;" ή "τι παρατηρείτε όταν...;", και τους προτρέπει να αυτενεργήσουν. Κάθε ομάδα έχει στη διάθεσή της το φύλλο πληροφοριών 2, που αναφέρεται στον πρώτο Θερμοδυναμικό νόμο. Η φάση ανήκει στον πυρήνα της διαδικασίας, και σκοπός της είναι οι ομάδες να διερευνήσουν την μεταβολή, να καταγράψουν τις μετρήσεις τους και να πειραματιστούν. Η παρατήρηση και η διερεύνηση είναι οι βασικές διαδικασίες της φάσης αυτής. 1. προσομοίωση μεταβολής αερίου: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εξωτερικό περιεχόμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/9923/2434/#question10064 Διεύθυνση ιστοτόπου (URL): http://phet.colorado.edu/en/simulation/gas-properties Σελίδα 14/16
4η Φάση: Περίληψη - Ανάλυση - Σύγκριση Συσχέτιση Σελίδα 15/16
4η Φάση: Περίληψη - Ανάλυση - Σύγκριση Συσχέτιση Χρονική Διάρκεια: 20 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 http://aesop.iep.edu.gr/sites/default/files/filla-ergasias/fyllo_ergoy_2.docx Η κάθε ομάδα συμπληρώνει το φύλλο έργου 2, χρησιμοποιώντας τα στοιχεία της έκθεσης της προηγούμενης φάσης. Κάθε ομάδα καταλήγει σε ένα συμπέρασμα σχετικά με την εφαρμογή του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου στην μεταβολή του αερίου που ασχολήθηκε και μελέτησε. Σκοπός της φάσης αυτής είναι ο σαφής προσδιορισμός των εννοιών του έργου, της θερμότητας και της μεταβολής της εσωτερικής ενέργειας και η συσχέτισή τους βάσει του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου. Σελίδα 16/16 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)