Τεχνολογία (Γυμνάσιο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 3 ώρες

Θεωρητική και κατασκευαστική μελέτη μιας υποδειγματικής εργασίας.

45 λεπτά

Γνωριμία με την Αρχή Διατήρησης της ενέργειας

Φύλλα Εργασίας

Η 3η φάση χωρίζεται σε τέσσερις Δραστηριότητες.


1η Δραστηριότητα - Διάρκειας 10 λεπτών

Παράδοση από τους μαθητές του Φύλλου εργασίας 1 με θέμα ¨Αναζήτηση πληροφοριών μέσω διαδικτύου για την ιστορική εξέλιξη των οπτικών μηχανών"¨(της 2ης φάσης) στο διδάσκοντα για αξιολόγηση και βαθμολόγηση.

Εισαγωγική αναφορά και σύνδεση με το προηγούμενο μάθημα: Στο προηγούμενο μάθημα τέθηκε σε λειτουργία η κατασκευή με το τριαντάφυλλο και το βάζο, μιλήσαμε για το μεταίσθημα ή μετείκασμα και για τον τρόπο που βλέπει το μάτι και μάθαμε για εφευρέσεις που έγιναν παλιότερα, που εξελίχθηκαν μέσα στον χρόνο και τώρα εμείς τις χρησιμοποιούμε και τις θεωρούμε δεδομένες στην καθημερινότητά μας.

Παρουσιάζεται στους μαθητές η Διαδραστική Παρουσίαση: Μεταίσθημα - Μετείκασμα  και συγχρόνως γίνεται προφορική περιγραφή των διαφανειών.

Διαφάνεια 1

Το μεταίσθημα ή μετείκασμα είναι μια φυσική οφθαλμαπάτη, κατά την οποία ο εγκέφαλος μας διατηρεί την εντύπωση μιας εικόνας για ένα χρονικό διάστημα και ότι αν στο ίδιο διάστημα δούμε μια άλλη εικόνα ο εγκέφαλος μας δεν μπορεί να ξεχωρίσει τις δύο εικόνες.

Διαφάνεια 2

Η οπτική εντύπωση στην περίπτωσή μας, η εικόνα του τριαντάφυλλου, δημιουργείται πάνω στον αμφιβληστροειδή και δεν εξαφανίζεται αμέσως μόλις λείψει η εικόνα που είδαμε, αλλά διατηρείται αναλλοίωτη. Αν εκείνη τη στιγμή δούμε μια άλλη εικόνα, ο εγκέφαλός μας δεν μπορεί να την ξεχωρίσει από την προηγούμενη και τις ενώνει σε μία εικόνα.

Διαφάνεια 3

Το μάτι μας εξωτερικά αποτελείται από τις βλεφαρίδες, τα βλέφαρα και τα φρύδια, για να το προστατεύουν.

Διαφάνεια 4

Κοιτώντας το εσωτερικό του ματιού βλέπουμε, το χρωματιστό μέρος του που είναι η ίριδα. Στη μέση της ίριδας υπάρχει μια μικρή οπή, η κόρη του ματιού. Η κόρη του ματιού στο αδύνατο φως διαστέλλεται (μεγαλώνει), ώστε να μπαίνει περισσότερο φως στο μάτι (γι΄ αυτό και ανοίγουμε τα μάτια), ενώ στο έντονο φως συστέλλεται (μικραίνει), για να μπαίνει στο μάτι λιγότερο φως (γι΄ αυτό κλείνουμε τα μάτια). Πίσω από την κόρη του ματιού βρίσκεται ο φακός.

Διαφάνεια 5

Εσωτερικά όμως υπάρχει ένας στρογγυλός βολβός, σαν μπίλια, που το τοίχωμα του αποτελείται από τρεις χιτώνες. Ο εξωτερικός είναι ο σκληρός χιτώνας (το ασπράδι του ματιού), ο δεύτερος είναι ο χοριοειδής χιτώνας και ο τρίτος, ο εσωτερικός του βολβού, είναι ο αμφιβληστροειδής χιτώνας.

Διαφάνεια 6

Πώς βλέπουμε;

Οι φωτεινές ακτίνες από ένα αντικείμενο καταλήγουν στο μάτι, αφού περάσουν από τον κερατοειδή χιτώνα και την κόρη του ματιού, και συγκεντρώνονται πίσω στον αμφιβληστροειδή χιτώνα. Αυτό το σημείο είναι γεμάτο νευρικά κύτταρα, τα οποία στέλνουν μηνύματα μέσω των οπτικών νευρών στον εγκέφαλο μας, όπου θα υποστούν την κατάλληλη επεξεργασία.

Η οπτική εντύπωση  στον αμφιβληστροειδή δεν εξαφανίζεται αλλά διατηρείται για ένα πολύ μικρό χρονικό διάστημα (περίπου από 1/12 μέχρι 1/20 του δευτερολέπτου), έτσι αν εκείνη τη στιγμή δούμε μια άλλη εικόνα, ο εγκέφαλός δεν μπορεί να την ξεχωρίσει από την προηγούμενη.

Ο κινηματογράφος και η τηλεόραση, τα κινούμενα σχέδια και οι διάφορες κινούμενες εικόνες (animation) στηρίζονται σε αυτήν ακριβώς την ιδιότητα: Μια σειρά από εικόνες προβάλλονται με γρήγορο τρόπο, ώστε να δημιουργείται στον θεατή η ψευδαίσθηση της κίνησης.


3η Δραστηριότητα - Διάρκειας 5 λεπτών

Παρουσιάζεται το Διαδραστικό  βίντεο "Εσωτερικό κατασκευής" με την κατασκευή σε λειτουργία  προβάλλοντας  το εσωτερικό της.

Παράλληλα δίνονται από το διδάσκοντα επεξηγήσεις.

Στον ξύλινο άξονα:

α) είναι κολλημένη η μία άκρη του λάστιχου ενώ η άλλη του μεριά είναι στερεωμένη σε μια πλευρά του κουτιού

β) είναι κολλημένη η μια πλευρά του κορδονιού που είναι τυλιγμένο αρκετές φορές γύρω από τον ξύλινο άξονα  και η άλλη του άκρη περνά από μια πλευρά του κουτιού και κρέμεται.

Τραβώντας το κορδόνι:

α) ο ξύλινος άξονας περιστρέφεται και β) το λάστιχο τυλίγεται γύρω από τον άξονα.

Μόλις αφήσουμε το κορδόνι:

α) το λάστιχο ξετυλίγεται  

β) το κορδόνι ξανά τυλίγεται γύρω από το ξύλινο  άξονα και

γ) ο άξονας περιστρέφεται με αντίστροφη φορά.


4η Δραστηριότητα - Διάρκειας 10 λεπτών

Αναγράφεται  στον πίνακα από τον διδάσκοντα ο όρος Δυναμική Ενέργεια και ακολουθεί η εξήγηση: 

Τραβώντας το κορδόνι γυρνάει ο ξύλινος άξονας, το λάστιχο παραμορφώνεται (επιμηκύνεται) και αποθηκεύεται σ' αυτό Δυναμική Ενέργεια. Αφήνοντας το κορδόνι η αποθηκευμένη Δυναμική Ενέργεια  μετατρέπεται σε Κινητική Ενέργεια, ο άξονας περιστρέφεται, καθώς το λάστιχο επανέρχεται στο αρχικό του μήκους. Δηλαδή η Δυναμική Ενέργεια, που είναι αποθηκευμένη στο λάστιχο, μετατρέπεται σε Κινητική Ενέργεια περιστρέφοντας τον άξονα. Η ενέργεια δεν χάνεται απλά αλλάζει μορφή.

Ο  διδάσκοντας αναγράφει στο πίνακα Κινητική Ενέργεια.

Συνεχίζεται η εισήγηση με αναφορά στην Περιστροφική Κίνηση του άξονα της κατασκευής.

Αναγράφεται στο πίνακα Περιστροφική Κίνηση.

Ο διδάσκοντας καταδεικνύει τις έννοιες που έχουν αναγραφεί στον πίνακα, αναφέρει τις μετατροπές της ενέργειας. (Σε αυτό το σημείο ο εκπαιδευτικός θα μπορούσε να κάνει μια αναφορά στις απώλειες ενέργειας ότι δηλαδή ένα μέρος της ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα λόγω τριβών.)

Στη συνέχεια γίνονται προφορικές ερωτήσεις προς τους μαθητές.

Ερώτηση 1: Τελικά από πού ξεκίνησε όλη αυτή η ενέργεια;

Απάντηση από τους μαθητές: Από τον άνθρωπο, από εμάς.

Αν δεν δοθεί η αναμενόμενη απάντηση στην Ερώτηση 1 από τους μαθητές, τίθεται διαφορετικά η ερώτηση: Ποιος είναι τελικά αυτός που εξαναγκάζει την συσκευή να λειτουργήσει ή ποιος είναι αυτός που την βάζει σε λειτουργία; Εμείς οι άνθρωποι δίνουμε την αρχική ενέργεια

Ερώτηση 2:  Και πως ονομάζεται αυτή η «ανθρώπινη» ενέργεια;

Απάντηση από τους μαθητές: Χημική Ενέργεια. Οι μαθητές γνωρίζουν για τη Χημική Ενέργεια από το μάθημα των Φυσικών Επιστημών που διδάχτηκαν στο Δημοτικό.

Αναγράφεται στον πίνακα ο όρος Χημική Ενέργεια πριν από τον όρο Δυναμική Ενέργεια.

Στον πίνακα θα υπάρχει: Χημική Ενέργεια     Δυναμική Ενέργεια      Κινητική Ενέργεια     

Ο διδάσκοντας δείχνοντας στον πίνακα τις ονομασίες των εννοιών, ανακεφαλαιώνει: με την συσκευή μας έχουμε μετατροπή Χημικής Ενέργειας σε Δυναμική Ενέργεια, μετατροπή Δυναμικής Ενέργειας σε Κινητική Ενέργεια.

Ερώτηση 3: Αυτή η Χημική Ενέργεια από που προέρχεται;

Απάντηση: Από τις καύσεις των τροφών που καταναλώνει ο άνθρωπος ή πιο απλά από τις τροφές που τρώει.

Η ενέργειά μας προήλθε από την τροφή μας και στη συνέχεια άλλαξε μορφή δεν χάθηκε, η ενέργεια ούτε δημιουργείται από το μηδέν ούτε καταστρέφεται, αλλάζει όμως μορφή. Αυτό αποτελεί την αρχή διατήρησης της ενέργειας.

Αναγράφεται στον πίνακα ο όρος.

Παρουσιάζεται το Διαδραστικό  βίντεο "Εσωτερικό κατασκευής και ενέργεια" με την κατασκευή σε λειτουργία προβάλλοντας το εσωτερικό της και παράλληλα περιγράφονται οι έννοιες που αναγράφηκαν στον πίνακα με τη βοήθεια ερωτήσεων.


5η Δραστηριότητα - Διάρκειας 20 λεπτών

Σε κάθε ομάδα δίνεται ένα μοντέλο της υποδειγματικής κατασκευής και το Φύλλο εργασίας 1 με θέμα "Καταγραφή υλικών, εργαλείων και βημάτων δημιουργίας κατασκευής".

Στη διάρκεια της δραστηριότητας τα μέλη της ομάδας περιεργάζονται το υπόδειγμα, συζητούν και καταγράφουν, πάνω στο Φύλλο εργασίας 1, τα απαιτούμενα υλικά - εργαλεία  και τα βήματα που θα πρέπει να ακολουθηθούν για την δημιουργία της κατασκευής.

Διευκρινίζεται ότι στο επόμενο μάθημα θα πρέπει να φέρουν μαζί τους τα υλικά που κατέγραψαν στο Φύλλο εργασίας 1, για να δημιουργήσουν την δική τους κατασκευή.

Σημαντικό είναι να δοθεί ελευθερία επιλογής στους μαθητές προδιαθέτοντας τους όμως να επιλέξουν ανακυκλώσιμα υλικά για την δημιουργία της κατασκευή τους. Η εφευρετικότητα και η πρωτοτυπία είναι απαραίτητα προσόντα για την ολοκλήρωση της κατασκευής.

Μεταίσθημα - Μετείκασμα

Εσωτερικό κατασκευής

Εσωτερικό κατασκευής και ενέργεια

Δημιουργός Σεναρίου: ΕΙΡΗΝΗ ΣΥΜΕΩΝΙΔΗ (Εκπαιδευτικός)

Δείτε Σχετικά Υποδειγματικά Σενάρια