2η Ενότητα Δ.Σ. της Δ.Π.Ε. Μεσσηνίας: Ολοκλήρωση Διήμερου Σεμιναριακού Κύκλου Φυσικών Επιστημών

 

Με εξαιρετική επιτυχία ολοκληρώθηκε σήμερα, Τρίτη 06 Φεβρουαρίου 2024, o προγραμματισμένος κύκλος διήμερου επιμορφωτικού σεμιναρίου βιωματικού – διαδραστικού χαρακτήρα με γενικό τίτλο «Η συμβολή του πειράματος, ως μέσου ανάπτυξης τεχνικών δεξιοτήτων, στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών στο Δημοτικό Σχολείο». Οι επιμορφωτικές δράσεις υλοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Φ.Ε. του 14^ου Δ.Σ. Καλαμάτας, συμμετείχαν σε αυτές 57 εκπ/κοί των Ε΄ & ΣΤ΄ Τάξεων των Δ.Σ. της 2^ης Ενότητας της Δ.Π.Ε. Μεσσηνίας ενώ την ευθύνη της διοργάνωσης είχε ο αρμόδιος Σύμβουλος Εκπ/σης κ. Μιχαήλ Πολυχρονόπουλος.

 

Κύριοι Εισηγητές του διήμερου επιμορφωτικού σεμιναρίου ήταν οι κ.κ. Ευάγγελος Δρούλιας (Med., MSc., εκπ/κός ΠΕ70 του Δ.Σ. Μελιγαλά) και Βασίλειος Μιχαλόπουλος (Med.Μ.S., εκπ/κός ΠΕ04  των  Ιδιωτικών Εκπαιδευτηρίων Μπουγά).

Στους/στις επιμορφούμενους/ες εκπ/κούς δόθηκαν τα κάτωθι 

Φύλλα Διάδρασης στα οποία αποτυπώνεται και η σεμιναριακή δομή και το περιεχόμενο τoυ επιμορφωτικού διημέρου: 

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

1) Βρασμός:

à Τοποθετούμε κατάλληλα τα όργανα και υλικά (λαβίδες, κωνική φιάλη, σύστημα θέρμανσης, θερμόμετρο).

à Σε κωνική φιάλη βάζουμε 100 ml νερού και ξεκινάμε τη θέρμανση – παρατήρηση και καταγραφή της θερμοκρασίας.

- Παράλληλο πείραμα: σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα βάζουμε μικρή ποσότητα νερού των 10  ml και τον τοποθετούμε πλάγια πάνω από φλόγα κεριού, κρατώντας τον με ξύλινη λαβίδα. Μετά από 1,5 με 2 λεπτά περίπου, με την έναρξη του βρασμού τι αισθανόμαστε με το χέρι μας;

à Παρατήρηση φυσαλίδων και θερμοκρασίας βρασμού του νερού:

- Γιατί η θερμοκρασία βρασμού παραμένει σταθερή παρόλο που συνεχίζεται η θέρμανση του νερού;

- Η ποσότητα του νερού επηρεάζει τη θερμοκρασία βρασμού του;

Προσθέτουμε επιπλέον στην κωνική φιάλη 20–30 ml νερού και παρατηρούμε τη θερμοκρασία βρασμού του προς εξαγωγή σχετικού συμπεράσματος.

- Γιατί η θερμοκρασία βρασμού δεν είναι ακριβώς 100 ^oC;

(Ρίχνουμε ποσότητα άλατος στο νερό που βράζει και παρατηρούμε τι συμβαίνει με τον βρασμό – σύνδεση με την περιεκτικότητα αλάτων στο νερό και με την περίπτωση βρασμού νερού για μαγείρεμα).

- Ποια είναι η χαρακτηριστική ένδειξη έναρξης του φαινομένου του βρασμού; (σύνδεση με την εμπειρία του παραπάνω πειράματος με τον δοκιμαστικό σωλήνα).

à Πειράματα ψυχρού βρασμού:

i) σε μικρό ποτήρι ζέσεως ρίχνουμε 10–15 ml περίπου νερό που βράζει από την κωνική φιάλη (με τη βοήθεια της λαβίδας που έχει στερεωθεί). Τραβάμε την ποσότητα του νερού από το ποτήρι με μια σύριγγα και στη συνέχεια σπρώχνουμε με το έμβολό της το νερό προς τα πάνω αφήνοντας λίγο αέρα. Έπειτα, κλείνουμε με το δάκτυλο του αντίχειρα το στόμιο της σύριγγας και κατεβάζουμε προς τα κάτω το έμβολο. Τι παρατηρούμε όσον αφορά το νερό;

ii) Κλείνουμε το στόμιο της κωνικής φιάλης με το βρασμένο νερό με τάπα. Με τη βοήθεια της λαβίδας στήριξης αναποδογυρίζουμε τη φιάλη και ρίχνουμε συνεχώς από πάνω της κρύο νερό. Τι παρατηρούμε όσον αφορά το νερό της φιάλης;

Εάν στη συνέχεια μετρήσουμε τη θερμοκρασία του νερού τι θα παρατηρήσουμε σχετικά με την τιμή της;

- Συμπέρασμα για τις συνθήκες βρασμού ενός υγρού – η περίπτωση της χύτρας.

à Διαφορές των φαινομένων της εξάτμισης και του βρασμού (με βάση τις παραπάνω παρατηρήσεις).

à Αναφορά στη θερμοκρασία βρασμού ως χαρακτηριστική και μοναδική για κάθε χημική ουσία και σε άλλες χαρακτηριστικές τιμές, όπως η θερμοκρασία τήξης/πήξης. Ποια είναι η σημασία των χαρακτηριστικών τιμών μιας χημικής ουσίας;

2) Διαστολή και συστολή υλικών σωμάτων:

(Θερμαίνουμε ποσότητα νερού 200 ml περίπου σε κωνική φιάλη*).

à Στερεά σώματα:

α) Διάταξη με τη μεταλλική σφαίρα και τον δακτύλιο: θερμαίνουμε τη σφαίρα με τη φλόγα κεριού. Μετά από λίγα λεπτά, τι παρατηρούμε σχετικά με το αν η σφαίρα μπορεί να περάσει μέσα από τον δακτύλιο; Στη συνέχεια, αφήνουμε τη σφαίρα να κρυώσει. Τι παρατηρούμε αντίστοιχα;

β) Διάταξη με τη μεταλλική ράβδο: με τη βοήθεια κεριών θερμαίνουμε τη ράβδο. Μετά από λίγα λεπτά, παρατηρούμε τον δείκτη με το βέλος της διάταξης. Τι συμβαίνει; Τι παρατηρούμε όταν κρυώσει η ράβδος;

γ). Περίπτωση με το καπάκι γυάλινου βάζου που όταν ψυχθεί ξεβιδώνει δύσκολα και μετά από θέρμανση – διαστολή/συστολή διαφορετικών στερεών υλικών. 

à Αέρια σώματα:

Ετοιμάζουμε ένα ποτήρι ζέσεως των 500 ml με ζεστό νερό* και ένα ίδιο με κρύο νερό που έχουμε προσθέσει μερικά παγάκια. Στο στόμιο μιας κωνικής φιάλης περνάμε ένα μπαλόνι (στο οποίο έχουμε φυσήξει λίγο αέρα πιο πριν). Βάζουμε τη φιάλη με το μπαλόνι στο ζεστό νερό και στη συνέχεια στο κρύο. Τι παρατηρούμε αντίστοιχα; Τι συμβαίνει;

à Υγρά σώματα:

- Κρατάμε με τα χέρια μας το μπουκάλι με το κόκκινο χρωματισμένο υγρό. Τι παρατηρούμε και γιατί;

- Κρατάμε με τα χέρια μας το μπουκάλι με το μπλε χρωματισμένο υγρό. Τι παρατηρούμε; Τοποθετούμε το μπουκάλι μέσα σε ποτήρι ζέσεως των 500 ml με ζεστό νερό. Τι παρατηρούμε και γιατί;

Αφήνουμε και στις δύο περιπτώσεις τα μπουκάλια να κρυώσουν. Τι παρατηρούμε;

Συγκρίνουμε τις παρατηρήσεις στα δύο μπουκάλια για να συγκρίνουμε τη διαστολή και συστολή υγρών και αερίων.

- Εναλλακτικό πείραμα διαστολής – συστολής αερίων με την αναποδογυρισμένη πωματισμένη σφαιρική φιάλη στον δακτύλιο και τον μακρόστενο σωλήνα που βυθίζεται κατά ένα μέρος στο νερό. Εάν θερμάνουμε με τα χέρια μας τη φιάλη τι θα παρατηρήσουμε στο άκρο του σωλήνα μέσα στο νερό;

- Περίπτωση θερμόμετρου: Σύγκριση βαθμού και ρυθμού διαστολής μεταξύ στερεών και υγρών.

- Πρόταση πειράματος με το ερώτημα: Αν θερμάνουμε με την ίδια θερμοκρασία τρεις φιάλες που περιέχουν ίσο όγκο νερού, λαδιού και οινοπνεύματος αντίστοιχα τι θα παρατηρήσουμε όσον αφορά τη διαστολή του καθενός υγρού;

- Διαφορά φαινομένων μετατροπής φυσικής κατάστασης και φαινομένων διαστολής – συστολής.

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ

«Από το κεχριμπάρι στη βιομηχανική επανάσταση και από τον Ηλεκτρισμό στον Μαγνητισμό…»

 

Υλικά Ανά Ομάδα

1 Μπαταρία 4,5V , καλώδια (κροκοδειλάκια), 1 διακόπτης, 2 λυχνιολαβές, 2 λαμπτήρες πυρακτώσεως και 1 led, ελάσματα μετάλλων, γλωσσοπίεστρο, πλαστικό καλαμάκι, σύρμα ψιλό,πυξίδα, σετ ραβδόμορφων μαγνητών, ηλεκτρομαγνήτης, πηνίο με LED,ηλεκτρογεννήτρια, ηλεκτρικό κουδούνι

 

Απλά ηλεκτρικά κυκλώματα

1.       Κατασκευάστε ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα χρησιμοποιώντας την μπαταρία, καλώδια, μία λυχνιολαβή και έναν λαμπτήρα

2.       Πως θα εξηγούσατε τη φύση του ηλεκτρικού ρεύματος και τη χρησιμότητα κάθε μέρους του κυκλώματος στους μαθητές σας; Ποιες ενναλακτικές ιδέες έχετε αντιμετωπίσει;  (συζήτηση με την ομάδα και τον επιμορφωτή)

3.       Προσθέστε έναν διακόπτη στο κύκλωμα.

4.       Challenge: Ανάψτε έναν σκέτο λαμπτήρα πυρακτώσεως με τα λιγότερα δυνατά καλώδια.

 

Λαμπτήρες LED και αγωγιμότητα

5.       Αντικαταστήστε στο κύκλωμά σας τον λαμπτήρα πυρακτώσεως με έναν λαμπτήρα LED.

6.       Πειραματιστείτε με την πολικότητα (+/-) και εξάγετε συμπεράσματα. Γιατί δεν αντιμετωπίζουμε πρόβλημα με την πολικότητα των LEDσπίτι μας;

7.       Οφέλη και μειονεκτήματα LED έναντι λαμπτήρων πυρακτώσεως

8.       Επαναφέρετε και πάλι στο κύκλωμά σας τον λαμπτήρα πυρακτώσεως αφαιρώντας τον LED.Τροποποιήστε με κατάλληλο τρόπο το κύκλωμα ώστε να ελέγχετε κάθε φορά την ηλεκτρική αγωγιμότητα των μετάλλων, του ξύλινου γλωσσοπιεστρου, του καλαμακιου και όποιου άλλου υλικού/αντικειμένου θέλετε.

 

Παράλληλη και σε σειρά σύνδεση

9.       Κατασκευάστε ένα κύκλωμα συνδέοντας τους δύο λαμπτήρες πυρακτώσεως (με τις λυχνιολαβές τους) σε σειρά.

10.    Ξεβιδώστε έναν λαμπτήρα. Τι παρατηρείτε; Τι περιορισμούς μας δημιουργεί η σύνδεση σε σειρά δύο λαμπτήρων;

11.    Τώρα κατασκευάστε ένα κύκλωμα συνδέοντας τους δύο λαμπτήρες πυρακτώσεως (με τις λυχνιολαβές τους) παράλληλα.

12.    Ξεβιδώστε έναν λαμπτήρα. Τι παρατηρείτε; Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του παράλληλου κυκλώματος; Είναι όλα ρόδινα; Ποιος πληρώνει τη νύφη;

13.    Πως μπορεί να προκληθεί ένα βραχυκύκλωμα; Τι προκαλεί; Πως προστατεύουμε τις συσκευές μας;  Συνδέστε τους πόλους της μπαταρίας μέσω ενός κομματιού λεπτού σύρματος και παρατηρήστε τι θα συμβεί.

 

Ηλεκτρισμός -> Μαγνητισμός

14.    Ταξιδέψτε στο 1820, στο εργαστήριο του Δανού Oersted και παρατηρήστε τις μαγνητικές ιδιότητες που παρουσιάζει το ηλεκτρικό ρεύμα. Πάρτε την πυξίδα και αφήστε τη μαγνητική της βελόνα να σταθεροποιηθεί. Περάστε ένα από τα καλώδια του κυκλώματος πάνω από την πυξίδα και κλείστε το κύκλωμα. Τι παρατηρείτε;

(αν δεν παρατηρείτε τίποτα, τότε δοκιμάστε α.να περάσετε το καλώδιο ακριβώς πάνω τους δείκτες βόρειου και νότιου πόλου, β.να βραχυκυκλώσετε το κύκλωμα και γ. να τυλίξετε το καλώδιο γύρω από την πυξίδα)

15.    Αντικαταστήστε το καλώδιο που χρησιμοποιήσατε με το καλώδιο που είναι τυλιγμένο γύρω από το σιδερένιο καρφί και επαναλάβετε το πείραμα. Τι παρατηρείτε; (Η συσκευή που έχετε μπροστά σας είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης).

 

Μαγνητισμός -> Ηλεκτρισμός

16.    Ισχύει το αντίστροφο; Μπορεί ο μαγνητισμός να προκαλέσει ηλεκτρισμό; Πάρτε ένα πηνίο με LEDκαι κολλήστε από κάτω του έναν ισχυρό μαγνήτη. Τραβήξτε απότομα τον μαγνήτη. Τι παρατηρείτε;

Τι εφαρμογές έχει ο Ηλεκτρομαγνητισμός στη ζωή μας; Παίξτε με τις 3 εφαρμογές του ηλεκτρομαγνητισμού

Ηλεκτροκινητήρας  /  Ηλεκτρογεννήτρια  /  Ηλεκτρικό κουδούνι

Ήταν ένα επιμορφωτικό διήμερο συστηματικής ενσωμάτωσης της πειραματικής διαδικασίας στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών στην Πρωτοβάθμια Εκπ/ση (Δημοτικό Σχολείο) εντός ενός διερευνητικού – διαδραστικού – βιωματικού πεδίου ζητημάτων που παρείχε τη δυνατότητα της αναπαράστασης και της ανάλυσης των φυσικών φαινομένων, ανακαλύπτοντας τάσεις και κλίσεις, επιδιώκοντας την ανάπτυξη του μαθητικού ενδιαφέροντος αξιοποιώντας την πρότερη γνώση στο πλαίσιο της καλλιέργειας του ερευνητικού πνεύματος εντός ενός ελκυστικού, εξελισσόμενου εκπαιδευτικού περιβάλλοντος.

 

Θερμά συγχαρητήρια στους εξαίρετους, εξειδικευμένους επιστήμονες στις Φυσικές Επιστήμες, Εισηγητές του Διήμερου Επιμορφωτικού Σεμιναρίου κ.κ. Ευάγγελο Δρούλια (ΠΕ70, Med., MSc.) και Βασίλειο Μιχαλόπουλο (ΠΕ04, Med. Μ.S) για την αρτιότητα, την αμεσότητα των εισηγήσεών τους, για τον ευέλικτο επικοινωνιακό τους χαρακτήρα αλλά και για την επίπονη και επίμονη, πολύχρονη προετοιμασία των πειραματικών δράσεων που εφάρμοσαν με αμείωτο ζήλο και επιστημονικό ενδιαφέρον!

Πολλά συγχαρητήρια και θερμές ευχαριστίες στη Διευθύντρια του 14^ου Δ.Σ. Καλαμάτας κ. Ιωάννα Μαρία Τσορώνη όχι μόνο για την παραχώρηση και την αξιοποίηση του Εργαστηρίου Φυσικών Επιστημών της Σχολικής της Μονάδας στις προαναφερόμενες δράσεις αλλά και για την εξαιρετική της συνεργασία στο σχεδιασμό, την οργάνωση και την τελική υλοποίηση καθώς και για το αμέριστο ενδιαφέρον της στην προώθηση ανάλογων επιμορφωτικών δράσεων που αναβαθμίζουν, εκσυγχρονίζουν και αναδεικνύουν - αναγάγουν  το εκπαιδευτικό επάγγελμα σε ύψιστο κοινωνικό, μορφωτικό και επιστημονικό λειτούργημα!

 

Θερμές ευχαριστίες, επίσης, στις Διευθύντριες των Δημοτικών Σχολείων Μελιγαλά και των Ιδιωτικών Εκπαιδευτηρίων Μπουγά κ.κ. Λελούδα (Λίλιαν) Καραβά και Ιωάννα Μπουγά για την αποδοχή της πρότασης συμμετοχής των εκπ/κών των Σχολείων τους στο επιμορφωτικό διήμερο καθώς και για τις διευκολύνσεις που τους παρείχαν.

 

Τέλος, ένα μεγάλο «ευχαριστώ» και θερμά συγχαρητήρια στους 57 συμμετέχοντες/ουσες εκπ/κούς των Ε΄ & ΣΤ΄ Τάξεων της 2ης Ενότητας της Δ.Π.Ε. Μεσσηνίας για την καθολική, ενεργό συμμετοχή τους στις πειραματικές δράσεις και των δύο ημερών εντός ενός συνεργατικού, αλληλεπιδραστικού, ερευνητικού πλαισίου με θετική διάθεση, υψηλή επιστημοσύνη και αστείρευτη ενέργεια!

ΥΓ: Για να αντλήσετε ενδιαφέρουσες προσομοιώσεις στον τομέα των Φυσικών Επιστημών, πατήστε εδώ .