Realizacja eksperymentu wg instrukcji. Jak możesz oszczędzać energię w kuchni?

Transkrypt

1 Autor: Zygmunt Król Biuro Projektu INTERBLOK: ul. Stradomska 10, Kraków, Tel: Fax: Realizacja eksperymentu wg instrukcji. Jak możesz oszczędzać energię w kuchni? 1. Realizowane treści podstawy programowej Przedmiot Matematyka Fizyka Chemia Biologia Realizowana treść podstawy programowej 6.7) wyznacza wskazaną wielkość z podanych wzorów, w tym geometrycznych i fizycznych; 2. 2) posługuje się pojęciem pracy i mocy; 2. 6) zmiany energii wewnętrznej spowodowane analizuje jakościowo wykonaniem pracy i przepływem ciepła; 2. 8) wyjaśnia przepływ ciepła w zjawisku przewodnictwa cieplnego oraz rolę izolacji cieplnej; 2. 10) posługuje się pojęciem ciepła właściwego, ciepła topnienia i ciepła parowania; 4. 13) wymienia formy energii, na jakie zamieniana jest energia elektryczna. 5. 7) proponuje sposoby racjonalnego gospodarowania wodą. X 3) proponuje działania ograniczające zużycie wody i energii elektrycznej oraz wytwarzanie odpadów w gospodarstwach domowych. 2. Kształcone kompetencje - kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne - umiejętność uczenia się - inicjatywność i przedsiębiorczość 3. Cele szczegółowe jednostki - uczeń zna drogi strat energii przez ciało energii - potrafi obliczyć wartość wydzielonej energii z przewodnika na podstawie znajomości mocy prądu elektrycznego i czasu pracy odbiornika 4. Umiejętności jakie uczeń nabędzie - dokonuje samodzielnie prostych pomiarów temperatury i czasu, zapisuje wyniki pomiarów w tabeli - formułuje właściwe wnioski z obserwacji - potrafi zdobytą wiedzę wykorzystać w życiu codziennym - umiejętność pracy w grupie - potrafi bezpiecznie posługiwać się domowym sprzętem elektrycznym oraz naczyniami z gorącą cieczą

2 5. Wykaz pomocy dydaktycznych Lp Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu sztuk 1 Kuchenka elektryczna jednopalnikowa 1 2 Garnek metalowy z przykrywką (pojemność 1 l) 2 3 Dzbanek termos 1 4 Grzałka elektryczna o znanej mocy 2 5 Czajnik elektryczny 1 6 Termometr laboratoryjny 3 7 Stoper 3 Inne materiały przygotowane przez nauczyciela Przedłużacze, rozdzielacze do prądu elektrycznego, zlewki na wodę 6. Proponowany przebieg zajęć z rozliczeniem czasowym L.p Opis kolejnych działań Uwagi do realizacji dla nauczyciela (rysunki, schematy, fotografie, linki do WWW itp.) Czas trwania w minutach 1 Zapoznanie uczniów z tematem zajęć 5 2 Wyjaśnienie instrukcji pracy uczniów Uczniowie pracują w trzech 5 grupach 3 Wyjaśnienie pojęcia moc znamionowa, 10 korzystanie ze wzoru P = W t, 4 Wykonanie pomiarów 5 Obliczenie wartości zużytej energii oraz 5 kosztów grzania wody 6 Wypełnienie tabeli wyników 5 7 Analiza wyników, zapisanie wniosków Informacja nauczyciela na 15 temat czynników wpływających na zużycie energii 8 Zaprojektowanie naczynia kuchennego 5 9 Wypełnienie ankiety, karty samooceny ucznia. Ocena pracy uczniów. 10 Objaśnienie pracy domowej Obliczenie kosztów eksperymentu oraz zaproponowanie ich sposobu obniżenia. Posprzątanie miejsc pracy, zakończenie zajęć Uczniowie zabierają karty pracy do domu i na podstawie informacji zdobytych np. w Internecie obliczają koszty swoich badań Całkowity czas trwania jednostki

3 7. Obudowa do lekcji Klasę można podzielić na grupy 2 4 osobowe, każda z grup wykonuje pomiary opisane w karcie pracy. W zależności od liczby uczniów w klasie, kiedy zwiększa się liczba grup, można te same ćwiczenia powtórzyć w kilku grupach. Nauczyciel może też zmodyfikować karty pracy, tak aby na każdej był tylko jeden pomiar. Wymaga to jednak zwielokrotnienia ilości pomocy dydaktycznych. Problem ten łatwo wyeliminować na przykład poprzez wymianę przyrządów pomiędzy zespołami, co jednak spowoduje wydłużenie czasu potrzebnego na wykonanie doświadczeń. Nauczyciel przygotowuje w niezbędnej ilości przedłużacze, rozdzielacze prądu elektrycznego, termometry. Uczniowie w zadaniu domowym mają obliczyć koszt wykonywanych badań między innymi poprzez określenie kosztów zakupów pomocy i urządzeń. Oczywiście wszelkie przyrządy mogą być z odzysku, na przykład przyniesione z domu przez uczniów. Grzejniki elektryczne powinny mieć znaną moc znamionową. Jeżeli jednak nie mają tabliczek znamionowych można ją określić na podstawie pomiarów miernikami elektrycznymi. Powinien to wykonać nauczyciel, ponieważ uczniowie w pierwszej klasie gimnazjum nie znają jeszcze zależności występującymi pomiędzy wielkościami charakteryzującymi przepływ prądu elektrycznego. Użyte do gotowania wody garnki powinny być takie same. Przed przystąpieniem uczniów do pracy należy dokładnie poinstruować uczniów jak mają wykonywać ćwiczenia, a w trakcie trwania zajęć dozorować wykonywane przez uczniów czynności aby nie doszło do przypadku poparzenia gorącą wodą. Nauczyciel w trakcie zajęć wprowadza i wyjaśnia pojęcia: - energia wewnętrzna, ciepło parowania, przewodniki ciepła i izolatory, moc; - podaje przykłady zamiany energii w oparciu o zasadę zachowania energii Pojęcie nie muszą być wyjaśniane zbyt gruntownie ponieważ czas zajęć jest ograniczony a uczniowie uzyskają pełną wiedzę na ten temat na późniejszym etapie nauki. Każda grupa niezależnie od swoich badań umieszcza w tabeli wyniki uzyskane w pozostałych zespołach, co ułatwi ich porównywanie i analizę. 8. Karta pracy ucznia Karta pracy ucznia nr 1 - odczytaj z tablicy znamionowej kuchenki jej moc - zagotuj na kuchence l wody w garnku odkrytym, a następnie w garnku przykrytym przykrywką - zmierz czas potrzebny do zagotowania wody w każdym przypadku rozpoczynając pomiar gdy woda uzyska temperaturę 40 o C ZACHOWAJ SZCEGÓLNĄ OSTROŻNOŚĆ W CZASIE WYKONYWANIA ĆWICZEŃ, ABY UNIKNĄĆ POPARZEŃ GORĄCĄ WODĄ ORAZ GRZAŁKĄ W - korzystając ze wzoru na moc P =, oblicz zużytą do zagotowania wody energię t - oblicz koszt ogrzewania wody w każdym przypadku - wpisz do tabeli wyniki pomiarów i obliczeń swoich oraz z pozostałych grup - na podstawie wyników określ co wpływa na zużycie energii w kuchni

4 - zaprojektuj optymalne pod względem oszczędności energii naczynie kuchenne oraz określ jak gotować oszczędnie Grupa wody [l] Moc grzałki [W] Czas ogrze wania [h] Zużyta energia [kwh] [zł/kwh] ogrzewa nia wody [zł[ I garnku odkrytym garnku pod przykrywką II Woda gotowana grzałką w garnku Woda gotowana grzałką w termosie Woda gotowana w czajniku III Woda gotowana w czajniku 1,0 WNIOSKI: Jak tanio gotować? Moje naczynie kuchenne:

5 Karta pracy ucznia nr 1 orys pomocy naukowych Lp Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu sztuk 1 Kuchenka elektryczna jednopalnikowa 1 2 Garnek metalowy z przykrywką (pojemność 1 l) 2 3 Dzbanek termos 1 4 Grzałka elektryczna o znanej mocy 2 5 Czajnik elektryczny 1 6 Termometr laboratoryjny 3 7 Stoper 3 Suma kosztów łączna Oszacowanie kosztów pracy L.p. Zadanie Czas wykonania (h) 1 Przeprowadzenie pomiaru zużycia energii 2 Opracowanie wyników pomiaru Liczba osób Łącznie zin pracy ziny pracy (zł) Suma: Zaproponuj w jaki sposób można zmniejszyć koszty eksperymentu:

6 Karta pracy ucznia nr 2 - odczytaj moc znamionową grzałki elektrycznej - zagotuj za pomocą grzałki l wody w garnku pod przykrywką, a następnie w dzbanku przykrytym przykrywką - zmierz czas potrzebny do zagotowania wody w każdym przypadku rozpoczynając pomiar gdy woda uzyska temperaturę 40 o C ZACHOWAJ SZCEGÓLNĄ OSTROŻNOŚĆ W CZASIE WYKONYWANIA ĆWICZEŃ, ABY UNIKNĄĆ POPARZEŃ GORĄCĄ WODĄ ORAZ GRZAŁKĄ - korzystając ze wzoru na moc P = W t, oblicz zużytą do zagotowania wody energię - oblicz koszt ogrzewania wody w każdym przypadku - wpisz do tabeli wyniki pomiarów i obliczeń swoich oraz z pozostałych grup - na podstawie otrzymanych wyników określ co wpływa na zużycie energii w kuchni - zaprojektuj optymalne pod względem oszczędności energii naczynie kuchenne Grupa wody [l] Moc grzałki [W] Czas ogrze wania [h] Zużyta energia [kwh] [zł/kwh] ogrzewa nia wody [zł[ I garnku odkrytym garnku pod przykrywką II Woda gotowana grzałką w garnku Woda gotowana grzałką w termosie Woda gotowana w czajniku III Woda gotowana w czajniku 1,0 WNIOSKI: Jak tanio gotować? Moje naczynie kuchenne:

7 Karta pracy ucznia nr 2 orys pomocy naukowych Lp Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu sztuk 1 Kuchenka elektryczna jednopalnikowa 1 2 Garnek metalowy z przykrywką (pojemność 1 l) 2 3 Dzbanek termos 1 4 Grzałka elektryczna o znanej mocy 2 5 Czajnik elektryczny 1 6 Termometr laboratoryjny 3 7 Stoper 3 Suma kosztów łączna Oszacowanie kosztów pracy L.p. Zadanie Czas wykonania (h) 1 Przeprowadzenie pomiaru zużycia energii 2 Opracowanie wyników pomiaru Liczba osób Łącznie zin pracy ziny pracy (zł) Suma: Zaproponuj w jaki sposób można zmniejszyć koszty eksperymentu:

8 Karta pracy ucznia nr 3 - odczytaj moc znamionową czajnika - zagotuj l a następnie 1.0 l wody w zamkniętym czajniku - zmierz czas potrzebny do zagotowania wody w każdym przypadku rozpoczynając pomiar gdy woda uzyska temperaturę 40 o C ZACHOWAJ SZCEGÓLNĄ OSTROŻNOŚĆ W CZASIE WYKONYWANIA ĆWICZEŃ, ABY UNIKNĄĆ POPARZEŃ GORĄCĄ WODĄ ORAZ GRZAŁKĄ - korzystając ze wzoru na moc P = W t, oblicz zużytą do zagotowania wody energię - oblicz koszt ogrzewania wody w każdym przypadku - wpisz do tabeli wyniki pomiarów i obliczeń swoich oraz z pozostałych grup - na podstawie wyników określ co wpływa na zużycie energii w kuchni - zaprojektuj optymalne pod względem oszczędności energii naczynie kuchenne Grupa wody [l] Moc grzałki [W] Czas ogrze wania [h] Zużyta energia [kwh] [zł/kwh] ogrzewa nia wody [zł[ I garnku odkrytym garnku pod przykrywką II Woda gotowana grzałką w garnku Woda gotowana grzałką w termosie Woda gotowana w czajniku III Woda gotowana w czajniku 1,0 WNIOSKI: Jak tanio gotować? Moje naczynie kuchenne:

9 Karta pracy ucznia nr 3 orys pomocy naukowych Lp Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu sztuk 1 Kuchenka elektryczna jednopalnikowa 1 2 Garnek metalowy z przykrywką (pojemność 1 l) 2 3 Dzbanek termos 1 4 Grzałka elektryczna o znanej mocy 2 5 Czajnik elektryczny 1 6 Termometr laboratoryjny 3 7 Stoper 3 Suma kosztów łączna Oszacowanie kosztów pracy L.p. Zadanie Czas wykonania (h) 1 Przeprowadzenie pomiaru zużycia energii 2 Opracowanie wyników pomiaru Liczba osób Łącznie zin pracy ziny pracy (zł) Suma: Zaproponuj w jaki sposób można zmniejszyć koszty eksperymentu:

10 9. Ankieta ewaluacyjna zajęć dla nauczyciela Lp. Pytanie do ucznia Tak Raczej tak 1 Czy dzisiejsze zajęcia były dla ciebie interesujące? 2 Czy dowiedziałeś się czegoś nowego? 3 Czy potrafiłbyś wysnuć wnioski z doświadczenia samodzielnie, bez kolegów z grupy? 4 Czy wykonałeś wszystkie doświadczenia? 5 Co było wg ciebie najciekawszą częścią zajęć? Trudno powiedzieć Nie Zdecydowanie nie 10. Karta samooceny ucznia L.P. Tak Nie Częściowo 1 Czy byłeś zaangażowany w pracę grupy? 2 Czy samodzielnie wykonywałeś obliczenia? 3 Czy samodzielnie wykonałeś zadanie domowe? 4 Czy sformułowałeś poprawne wnioski?

11 11. Kryteria oceniania pracy uczniów Kryteria oceniania pracy uczniów - zaangażowanie w pracę grupy 2p w pełni angażuje się we wszystkie działania 1p angażuje się w większość zadań 0p utrudnia działania grupy, nie pracuje - wykonanie wszystkich części modułu 2p wykonanie 90% zadań 1p wypełnienie co najmniej 60% zadań 0p poniżej 60% - prawidłowy zapis w karcie pracy i wykonane zadanie domowe 2p estetycznie i prawidłowo wypełniona 1p zawiera niewielkie luki 0p nie wypełniona - wykonane zadanie domowe 2p właściwie wykonane 1p zawiera niewielkie błędy 0p brak zadania Proponowane oceny: Celujący 8 pkt. Bardzo dobry 7 pkt. Dobry - 6 pkt. Dostateczny pkt. Dopuszczający - 3 pkt. 12. Literatura uzupełniająca, zalecana podręczniki i artykuły: Uczniowie korzystają z podręcznika do fizyki w gimnazjum, takiego z którym realizowana jest nauka fizyki w danej szkole. Wyszukując informacje na temat cen zakupu potrzebnego sprzętu mogą korzystać ze stron lub dowolnych innych.