Φυσική (ΔΕ) (Γυμνάσιο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 2 ώρες

Η έννοια της ταχύτητας στην ευθύγραμμη ομαλή κίνηση

Γενική περιγραφή περιεχομένου: 

Το περιεχόμενο του σεναρίου έχει να κάνει με τα φυσικά μεγέθη ταχύτητα υ, θέση –  μετατόπιση Δx και χρονικό διάστημα Δt ή χρόνος t. Ο νόμος που διέπει αυτά τα μεγέθη είναι:

υ = Δx / Δt (διαβάζεται υ ίσον δέλτα x δια δέλτα t. Το κεφαλαίο Δ του ελληνικού αλφαβήτου χρησιμοποιείται διεθνώς, για να συμβολίσει "διαφορά" ή "μεταβολή" ή "αύξηση" ή "μείωση")(PSSC)

Επίσης το μάθημα περιλαμβάνει εικονική πειραματική διαδικασία. Έτσι μας δίνεται η δυνατότητα να πραγματοποιήσουμε μια διαφορετικού τύπου πειραματική διαδικασία, η οποία θα προκαλέσει το ενδιαφέρον και κατά συνέπεια μπορεί να έχουμε τα επιθυμητά μαθησιακά αποτελέσματα. Θα μπορούσε κανείς να δει την Διδακτική αυτή ως μια περίπτωση στην οποία οι μαθητές μαθαίνουν παίζοντας.

Το πείραμα που θα παρουσιαστεί στους μαθητές περιλαμβάνει όχημα (μπλε και κόκκινο) που κινείται με προγραμματισμό. Δίνεται η δυνατότητα να επιλέγουμε κάθε φορά την απόσταση που θα διανυθεί από το όχημα. Οι μαθητές θα χωριστούν σε ομάδες των 5 ατόμων και θα τους δοθεί φύλλο εργασίας. (Χώρος διεξαγωγής: Εργαστήριο πληροφορικής.)

Η μέθοδος που θα ακολουθήσουμε για τη διδασκαλία της ευθύγραμμης ομαλής κίνησης είναι η επαγωγική, γιατί πάμε από τα γνωστά στα άγνωστα, από τα απλά στα σύνθετα. Η μέθοδος του μαθήματος είναι η ομαδοσυνεργατική και στηριζόμενη σε διάλογο  με ερωτήσεις και προβληματισμούς, η πορεία που θα ακολουθηθεί είναι η εποικοδομητική πορεία(Driver και Oldham 1986) όπου ο δάσκαλος και ο μαθητής μαζί ανακαλύπτουν συνεργατικά και όχι δασκαλοκεντρικά.

Εικονικό πείραμα: Εδώ η πειραματική διαδικασία πραγματοποιείται με συνθήκες κανονικού πειράματος κατά το οποίο ο μαθητής θα κάνει μετρήσεις και θα ανακαλύψει ( J. Bruner ) τον τρόπο που μεταβάλλεται η ταχύτητα.

 

 

 

Εκπαιδευτικό Πρόβλημα: 

Απο τον 14ο αιώνα έχουμε τη διατύπωση ορισμού της ομοιόμορφης ταχύτητας. Ορισμός που χρησιμοποιήθηκε χωρίς καμία αλλαγή απο τον Γαλιλαίο. 

Ομοιόμορφη κίνηση ορίζεται η κίνηση στην οποία έχουμε κάλυψη ίσων αποστάσεων σε οποιαδήποτε ίσα χρονικά διαστήματα.

Κατά τον Γαλιλαίο η διατύπωση των νόμων με μαθηματική μορφή θα οδηγούσε σε ποσοτικές μετρήσεις που θα μπορούσαν να ελέγξουν την εγκυρότητα των νόμων. Οι μαθηματικές προτάσεις που κρύβουν τα χαρακτηριστικά της κίνησης, μας δίνουν τη δυνατότητα να αναπτυχθεί η γλώσσα της φυσικής επιστήμης και να " ανακριθεί" η φύση με πειράματα. Στην οικοδόμηση τέτοιων προτάσεων στη φυσική του γυμνασίου δεν είναι αρκετή μόνο η γραφή ενός μαθηματικού τύπου στον πίνακα αλλά μιας πορείας που καταλήγουμε σε αυτόν.  

Η πρώτη μαθηματική πρόταση που  έχουμε στη φυσική του γυμνασίου είναι αυτή της ταχύτητας στην ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. Θα καθοδηγήσουμε τους μαθητές μέσω συγκεκριμένου παραδείγματος να κατασκευάσουν τον νόμο της ταχύτητας και  να τον παραστήσουν γραφικά[J. Bruner "Ανακαλυπτική μέθοδος" δίνεται έμφαση στις διαδικασίες μάθησης].Στη συνέχεια θα τους κατευθύνουμε να χρησιμοποιήσουν τα διαγράμματα ταχύτητας - χρόνου και θέσης - χρόνου για να απαντήσουν σε συγκεκριμένα ερωτήματα, όπως για παράδειγμα τι εκφράζει η κλίση της ευθείας στο διάγραμμα θέσης - χρόνου ; Ποιά είναι η φυσική σημασία της αρνητικής ταχύτητας ; Πως μπορούμε να διαπιστώσουμε απο ένα διάγραμμα θέσης - χρόνου εαν ένα κινητό κινείται ή παραμένει ακίνητο ; Πως μπορούμε με τη βοήθεια του διαγράμματος μετατόπισης - χρόνου, να βρούμε τη θέση σε μια τυχαία χρονική στιγμή ; Και τέλος, επειδή συνήθως θεωρούμε ότι τη χρονική στιγμή t = 0 το σώμα βρίσκεται αρχικά στη θέση x = 0 θα ήταν λάθος να πούμε ότι αρχικά βρίσκεται στη θέση x = 2 m ; Επίσης επισημαίνω τη χρησιμότητα της πολλαπλής διατύπωσης των νόμων της κίνησης , λεκτικά, με μαθηματικές εξισώσεις  και με διαγράμματα.

 

Φάσεις Ψηφιακού Σεναρίου: 
10 λεπτά
Φάση 1: Φάση του προσανατολισμού ( 10 λεπτά)
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο πληροφορικής
14 λεπτά
Φάση 2: Φάση της ανάδειξης των ιδεών (14 λεπτά )
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο πληροφορικής
40 λεπτά
Φάση 3: Φάση της αναδόμησης των ιδεών(40 λεπτά)
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο πληροφορικής
16 λεπτά
Φάση 4: Φάση της εφαρμογής - ανασκόπησης( 16 λεπτά)
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο πληροφορικής
10 λεπτά
Φάση 5: Αξιολόγηση (10 λεπτά )-Ελεύθερο χρόνο-Βιβλιογραφία
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο πληροφορικής
Διδακτικοί Στόχοι: 
  1. Να ερμηνεύσει ο μαθητής την έννοια της ευθύγραμμης ομαλής κίνησης
  2. Να υπολογίζει πειραματικά την ταχύτητα
  3. Να αναγνωρίζει την ευθύγραμμη ομαλή κίνηση απο τα διαγράμματα
  4. Να καλλιεργήσουν δεξιότητες συνεργασίας, έρευνας, και δημιουργίας
  5. Να αναγνωρίζει ότι η ταχύτητα είναι σταθερή σε αυτή την κίνηση
Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: 
Σταθερή ταχύτητα
ευθύγραμμη ομαλή κίνηση
Μετατόπιση
θέση
Χρόνος
Χρονικό διάστημα
Υλικοτεχνική υποδομή: 
Εργαστήριο Πληροφορικής
Δημιουργός Σεναρίου: ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΒΑΓΕΝΑΣ (Εκπαιδευτικός)