WSZĘDOBYLSKIE ELEKTRONY klasy 4-6

Transkrypt

1 jest projektem edukacyjnym współfinansowanym przez Unię Europejską w ramach 7. Programu Ramowego, dotyczącym rozpowszechnianie w Europie edukacji matematyczno- przyrodniczej opartej na uczeniu się poprzez rozumowanie (IBSME). WSZĘDOBYLSKIE ELEKTRONY klasy 4-6 Dr Dagmara Sokołowska Materiały dydaktyczne dla nauczycieli do warsztatów Wszędobylskie elektrony, przygotowujących do wprowadzenia w klasach 4-6 zagadnień z elektryczności i elektromagnetyzmu metodą IBSME. Nieodłączną częścią materiałów jest prezentacja Wszędobylskie elektrony_fibo.ppt Dodatkowe instrukcje dla nauczyciela wprowadzono w kolorze czerwonym. Podczas trzech godzin zajęć uczniowie: będą uczestniczyć w burzy mózgów, dotyczącej: ich doświadczeń z elektryzowaniem ciał; słów pochodzących z języka potocznego z wiązanych z elektrycznością; źródeł, w tym źródeł światła; obecności i znaczeniaelektryczności w życiu codziennym; przeprowadzą samodzielnie doświadczenia z elektrostatyki dotyczące elektryzowania ciał przez pocieranie dowiedzą się, w jaki sposób powstaje piorun poznają nazwy związane z poziomami i elementami budowy materii: atomy, jądra atomowe, elektrony, protony, neutrony, ładunek elektryczny przeprowadzą samodzielnie doświadczenia dotyczące klasyfikacji materiałów ze względu na ich własności elektryczne sprawdzą, że metale dobrze przewodzą prąd, a niemetale przewodzą prąd słabo lub go nie przewodzą poznają pojęcia: przewodnika, elektrolitu i izolatora, samodzielnie przyporządkują nazwy zbadanym wcześniej materiałom będą budować proste zamknięte obwody elektryczne będą używać graficznego zapisu obwodów elektrycznych będą obserwować doświadczenie ze świecącym ogórkiem oraz kulą plazmową sporządzą listę skutków przepływu prądu poznają pojęcia: napięcia, mocy i natężenia prądu przeprowadzą samodzielne badanie obwodów szeregowych i równoległych połączeń baterii przeprowadzą samodzielne badanie obwodów szeregowych i równoległych połączeń odbiorników (żarówek) klasy starsze lub uczniowie bardziej zainteresowani będą używać schematycznej reprezentacji obwodów elektrycznych klasy starsze lub uczniowie bardziej zainteresowani poznają pojęcia baterii, kondensatora i elektromagnesu oraz ich zastosowań dowiedzą się o niebezpieczeństwie szoku elektrycznego oraz przedyskutują sposoby zapobiegania mu sporządzą listę urządzeń elektrycznych wykorzystywanych w domu i w szkole przedyskutują celowość oszczędzania elektryczności Zdobyte umiejętności: przeprowadzanie prostego eksperymentu przeprowadzanie eksperymentu badawczego wysuwania hipotez i ich sprawdzania, planowania procesu badawczego krytycznej obserwacji, sporządzania notatek w postaci reprezentacji graficznych, klasyfikacji jakościowej w tabelach, przygotowywania list porządkujących ich wiedzę, klasyfikacji ilościowej porządkowania, zapisków odręcznych praca grupowa, pomoc rówieśnicza (peer instruction), wspólne podejmowanie decyzji na podstawie zdobytej wiedzy 1

2 WSZĘDOBYLSKIE ELEKTRONY LEKCJA 1 I. ELEKTRYCZNOŚĆ 1. Pomyśl, jakie słowa lub wyrażenia z języka potocznego wiążą się ze słowem elektryczność. Zapisz je poniżej. Jak sądzisz, jakie słowa naukowe należało by dodać do powyższej listy, podczas nauki o elektryczności? Zapisz je poniżej. II. Z CZEGO SKŁADA SIĘ ŚWIAT 1. Pomyśl i napisz, z czego składa się świat DYSKUSJA z udziałem całej klasy na temat sporządzonych notatek. WSPÓLNE wprowadzenie pojęć: atom, jądro atomowe, ładunek elektryczny, elektron, proton, neutron 2. Uzupełnij tabelkę nazwa elementu duży mały ładunek (jaki?) 2

3 BURZA MÓZGÓW NA TEMAT: Co to znaczy, kiedy mówimy, że nas coś kopie? MINI-QUIZ ( decyzja podejmowana w parach) związany z przeskakiwaniem ładunków. ANIMACJA WPROWADZENIE POJĘCIA prądu elektrycznego i mnemotechniczne związanie tej nazwy z płynącymi elektronami III. PROSTE POŁĄCZENIE ELEKTRYCZNE ZAMKNIĘTY OBWÓD ELEKTRYCZNY 1. Połącz żarówkę z baterią tak, aby zaświeciła. Narysuj to połączenie poniżej. 2. Chcemy sprawdzić, czy łyżeczka przewodzi prąd. Narysuj, w jaki sposób trzeba połączyć żarówkę, baterię i łyżeczkę, żeby móc wykonać to zadanie. 3

4 3. Przeprowadź samodzielnie eksperyment i sprawdź, które przedmioty/materiały przewodzą prąd. Wyniki obserwacji zapisz w tabelce. Przedmiot / materiał Dobrze przewodzi prąd Słabo przewodzi prąd Nie przewodzi prądu Woda z kranu Woda z solą Woda z octem 4

5 WPROWADZENIE pojęcia przewodnik, elektrolit, izolator (mnemotechniczne skojarzenie nazw). DYSKUSJA nad tym, czy przewodniki to zawsze metale oraz gdzie w życiu można spotkać elektrolity. 4. W ostatniej, prawej kolumnie poprzedniej tabeli dopisz odpowiednie nazwy: przewodnik, elektrolit lub izolator. BURZA MÓZGÓW: Czy powietrze może przewodzić prąd elektryczny? 5. Sprawdź, czy powietrze w sali przewodzi prąd elektryczny. Zapisz wynik obserwacji i napisz, czy powietrze w pokoju jest izolatorem, przewodnikiem, czy elektrolitem. 6. Narysuj trzy podstawowe etapy powstawania wyładowania elektrycznego podczas burzy. WYZWANIE: zaproponuj prosty eksperyment, w którym można pokazać, jak powstaje piorun, BEZ użycia jakiegokolwiek urządzenia podłączonego do sieci elektrycznej. (WYZWANIE to jest nieobowiązkowym zadaniem domowym) 5

6 BURZA MÓZGÓW: Czy rośliny przewodzą prąd elektryczny? POKAZ: świecący ogórek. Zastrzeżenie, że tego doświadczenia NIE WOLNO wykonywać w domu. BURZA MÓZGÓW: Czy człowiek przewodzi prąd elektryczny? Dlaczego? Zwrócenie uwagi na to, że prąd elektryczny pochodzący z gniazdka jest niebezpieczny dla człowieka. 7. Napisz, czy prąd elektryczny zawsze jest niebezpieczny dla człowieka? Podaj przykłady, uzasadniające Twoją opinię. (może stanowić ZADANIE DOMOWE) DYSKUSJA nad odpowiedziami uczniów (jeśli to było zadanie domowe dyskusja na początku następnej lekcji). WPROWADZENIE ROZRÓŻNIENIA: 1,5V lub 4,5 (bateria) a 230V (gniazdko elektryczne) 6

7 WSZĘDOBYLSKIE ELEKTRONY LEKCJA 2 BURZA MÓZGÓW: Po co człowiekowi prąd elektryczny? I. Urządzenia elektryczne 1. Pomyśl, jakie urządzenia elektryczne możesz znaleźć domu lub w szkole. Zapisz co najmniej 10 z nich. 2. Napisz swoimi słowami, co to jest źródło. DYSKUSJA: ustalenie, co to jest źródło energii elektrycznej oraz sztuczne źródło światła 3. Wymień przynajmniej cztery znane ci rodzaje sztucznych źródeł światła. 7

8 OBSERWACJA i DYSKUSJA: jakie informacje zapisane są na żarówkach i o czym informują. OBSERWACJA i DYSKUSJA: w jaki sposób podłączyć żarówkę do biegunów baterii, żeby żarówka zaświeciła? 4. Sprawdź, czy zmienia się sposób świecenia żarówki (zaznacz poprawną odpowiedź), gdy: kable łączące żarówkę z baterią podłączymy odwrotnie do biegunów baterii żarówka przestaje świecić żarówka świeci słabiej żarówka świeci tak samo jasno, jak poprzednio żarówka świeci mocniej zmienimy baterię 1,5V na baterię 4,5V żarówka przestaje świecić żarówka świeci słabiej żarówka świeci tak samo jasno, jak poprzednio żarówka świeci mocniej 5. Uzupełnij zdanie: Im wyższe napięcie przyłożone do żarówki, tym... ona świeci. 6. W którym z poniższych przypadków żarówka nie może świecić (zaznacz odpowiedni kwadrat)? Wyjaśnij, dlaczego. 8

9 Napisz, co mogło się stać z żarówką, która nie świeci. II. Różne obwody elektryczne.(praca w grupach dwu-, następnie cztero-osobowych) 7. Zbadaj, w jaki sposób LICZBA BATERII włączonych do zamkniętego obwodu elektrycznego wpływa na JASNOŚĆ ŚWIECENIA żarówki. Dla każdego badanego układu narysuj jego dokładny obraz i opisz, co zaobserwowała/eś. 9

10 8. Zbadaj, w jaki sposób LICZBA ŻARÓWEK włączonych do zamkniętego obwodu wpływa na jasność świecenia każdej z nich. Dla każdego badanego układu narysuj jego dokładny obraz i opisz, co zaobserwowała/eś. NAUCZYCIEL OBSERWUJE pracę uczniów i pomaga w razie trudności znaleźć rozwiązanie, poprzez zadawanie uczniowi dodatkowych pytań i naprowadzanie (uczeń sam rozwiązuje problem). Po zakończeniu badania uczniowie rysują rodzaje połączeń, które zastosowali. DYSKUSJA WPROWADZENIE pojeć: połączenie równoległe i połączenie szeregowe (dla uczniów starszych oraz tych szczególnie zainteresowanych) 10

11 9. Spróbuj przewidzieć i zapisz, czy zmieniłaby się jasność świecenia żarówki, gdybyśmy zamiast jednej, dołączyli do baterii 4,5V 10 żarówek: a) szeregowo b) równolegle 10. Jak sądzisz, w jaki sposób połączone są gniazdka w domowej sieci elektrycznej: szeregowo, czy równolegle. Uzasadnij odpowiedź. III. Połączenie baterii. 11. Jak sądzisz, co się stanie, jeśli połączymy baterie w sposób pokazany poniżej: Czy do tak połączonych baterii można podłączyć żarówkę, żeby świeciła? W jaki sposób? 11

12 12. Jak sądzisz, co się stanie, jeśli połączymy baterie w sposób pokazany poniżej: 13. W jaki sposób prąd elektryczny jest przesyłany do mieszkań? Narysuj wszystkie elementy tej transmisji od elektrowni do gniazdka w mieszkaniu. 12

13 WSZĘDOBYLSKIE ELEKTRONY LEKCJA 3 I. Wymień przynajmniej dwa skutki przepływu prądu elektrycznego (poszukując ich, pomyśl o zastosowaniu urządzeń elektrycznych) DYSKUSJA na temat pomysłów uczniów zapisanych w notatkach II. ELEKTROMAGNESY 1. Do czego służy kompas? Zbadaj, co się stanie z igłą kompasu, jeżeli zbliżymy do niej magnes. Opisz, co się stało Wyjaśnij zachowanie kompasu. Jak sądzisz, czy pole magnetyczne Ziemi jest silne? Odpowiedź uzasadnij. 13

14 2. Zbadaj, co się stanie z igłą kompasu, gdy w jego pobliżu płynie prąd. DOŚWIADCZENIE POKAZOWE, wykonywane przez nauczyciela. Uczniowie mogą go jednak sami wykonać, jeśli klasa dysponuje wystarczającą liczbą kompasów (jeden na parę uczniów) Opisz, co się stało Wyjaśnij zachowanie kompasu. 3. Zbadaj, co się stanie ze śrubą, gdy przez nawinięty na niej drut przepływa prąd. Wykorzystaj spinacze. Twoja obserwacja Jaki wniosek możesz wysnuć na podstawie swojej obserwacji? BURZA MÓZGÓW: Gdzie możemy spotkać elektromagnesy w życiu codziennym? III. OSTOŻNIE Z PRĄDEM! 1. Napisz, czy prąd elektryczny zawsze jest niebezpieczny. SZYBKIE SPRAWDZENIE: Ile osób za, ile przeciw. Agrumentacja za i argumentacja przeciw. 14

15 2. Wyobraź sobie przynajmniej dwie sytuacje, w których niebezpieczeństwo związane jest z prądem elektrycznym. Podaj, co należy w takich wypadkach zrobić, aby uniknąć zagrożenia FORUM: każdy uczeń odczytuje jedno wybrane zagrożenie oraz opis rozwiązania problemu. 1. Wymień przyczyny, dla których ludzie oszczędzają prąd 2. Wymień przyczyny, dla których ludzie nie oszczędzają prądu 1. Która z powyższych postaw jest ci bliższa (którą stosujesz?) 15