ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΙΣΤΟΡΙΑΣ ΤΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

1) Σχέδια μαθημάτων με τη χρήση της Ιστορίας των Επιστημών.

Α) Μάζα

ΤΙΤΛΟΣ: « Η έννοια της μάζας»

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

ΤΑΞΗ: Β΄ Γυμνασίου

ΜΑΘΗΜΑ: Φυσική

ΕΝΟΤΗΤΑ: Δυνάμεις

ΔΙΑΘΕΜΑΤΙΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ: Ιστορία.

ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ Τ.Π.Ε. στη διδασκαλία με τη χρήση: διαδικτύου, βιντεοπροβολέα.

ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 2 διδακτικές ώρες.

ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ

Αξιοποίηση πηγών της Ιστορίας.

Κριτική σκέψη πάνω στη Φυσική.

Πειραματισμός στο εργαστήριο.

Χρήση Τ.Π.Ε. στο Γυμνάσιο.

ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΙΔΕΕΣ ΜΑΘΗΤΩΝ

Η εμπειρία έχει δείξει ότι οι μαθητές της Β΄ Γυμνασίου συχνά συγχέουν την

έννοια της μάζας με το βάρος και άλλες φορές με τον όγκο όπως άλλωστε και πολλοί

μεγαλύτεροι άνθρωποι. Για αυτούς οι λέξεις «χοντρός – λιγνός», «βαρύς – ελαφρύς»

και «μικροσκοπικός – τεράστιος» σημαίνουν λίγο πολύ το ίδιο. Επιπλέον οι πολλαπλοί

ορισμοί που αναγράφονται στο σχολικά εγχειρίδια ( «ποσότητα ύλης», «μέτρο της

αδράνειας», «πηγή βαρυτικής έλξης») εντείνουν το πρόβλημα. Έτσι αντί της κλασσικής

διδασκαλίας των αντίστοιχων παραγράφων του σχολικού βιβλίου προτείνεται το εν

λόγω σχέδιο μαθήματος, ως μια πρώτη προσπάθεια να ξεκαθαρίσουν μέσα τους οι

μαθητές την έννοια χωρίς να υπεισέλθουν στους νόμους του Newton.

ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ

Α. Ως προς το γνωστικό αντικείμενο:

Επιδιώκεται οι μαθητές :

Να κατανοήσουν την έννοια της μάζας και τις μονάδες μέτρησής της.

Να συνδέσουν την έννοια της μάζας με την αδράνεια.

Να βρουν και να κατανοήσουν τις διαφορές της από το βάρος.

Να κατανοήσουν τη σχέση που συνδέει τη μάζα με το βάρος.

Να πάψουν να συγχέουν τις παραπάνω έννοιες με τον όγκο.

Β. Ως προς τη μαθησιακή διαδικασία:


Να μπορούν μέσω της διερεύνησης ιστορικών αναφορών να εξάγουν τα δικά

τους συμπεράσματα για την πορεία της έννοιας μάζα στο χρόνο.

Να συμμετέχουν σε βιωματικές δράσεις και πειράματα για την κατανόηση των

διαφορών των παραπάνω εννοιών.

Να αναπτύσσουν πνεύμα συνεργασίας και ομαδικότητας στη τάξη.

Να εξοικειωθούν με το σχήμα «ΠΡΟΒΛΕΨΗ-ΠΕΙΡΑΜΑ-ΕΞΗΓΗΣΗ».

Γ. Ως προς την αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στη διδασκαλία:


Να εξοικειωθούν με τα ηλεκτρονικά μέσα διδασκαλίας.

Να αναπτύξουν κριτική στάση στο διαδικτυακό περιβάλλον.

ΜΕΘΟΔΟΣ

Ομαδοσυνεργατική, διερευνητική, μαθητοκεντρική με χρήση της Ιστορίας των

Επιστημών.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗΣ ΠΟΡΕΙΑΣ

Η υλοποίηση του σεναρίου γίνεται στο Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών. Οι

μαθητές χωρίζονται σε ομάδες το πολύ τεσσάρων ατόμων και ασχολούνται με τα φύλλα

εργασίας τα οποία μοιράζονται με τη σειρά εκείνη την ώρα. Στα φύλλα εργασίας

αναφέρονται οι πηγές (κείμενα, βιβλία ή ιστοχώροι) στις οποίες μπορούν να αποταθούν,

όπως επίσης και οδηγίες για τα πειράματα ή τις δραστηριότητες που θα εκτελέσουν. Με

τη βοήθεια βιντεοπροβολέα προβάλουμε κάποιο μικρό βίντεο σχετικό με το έργο του

Νεύτωνα. Επίσης δίνουμε στους μαθητές αποσπάσματα από ιστορικές πηγές ή αναφορές

σε αυτές για να τα επεξεργαστούν. Αφού συμπληρωθούν τα φύλλα εργασίας γίνεται

παρουσίαση και συζήτηση στην τάξη.

Τα υλικά που έχουν οι μαθητές στη διάθεσή τους είναι:

α) Μια ηλεκτρονική ζυγαριά.

β) Μια κλασσική ζυγαριά ισορροπίας με σταθμά.

γ) Ένα δυναμόμετρο ελατηρίου.

δ) Κενά μπαλάκια του πινγκ-πονγκ που αναγράφουν επάνω τους το γράμμα Α.

ε) Μπαλάκια του πινγκ-πονγκ γεμάτα με κάποιο υλικό που εισαγάγαμε σε υγρή

μορφή με σύριγγα και μετά στερεοποιήθηκε (αναγράφουν επάνω τους το γράμμα Β).

στ) Αδιαφανή κενά μπουκάλια κρεμασμένα από το ταβάνι (γράφουν Α στην ετικέτα).

ζ) Αδιαφανή μπουκάλια γεμάτα νερό κρεμασμένα. (γράφουν Β στην ετικέτα).

η) Ένα μεγάλο δοχείο νερού.

Φύλλο Εργασίας 1

Το κείμενο του Isaac Newton

στα ΛΑΤΙΝΙΚΑ

Η μετάφραση στα ΑΓΓΛΙΚΑ από τον Andrew Motte 1729

Απόδοση σε γλώσσα ΕΛΛΗΝΙΚΗ

(Ανδρέας Κασσέτας ) DEFINITIO I.

Quantitas Materiæ est mensura ejusdem orta

ex illius Densitate & Magnitudine

conjunctim.

AER, densitate duplicata, in spatio etiam duplicato fit qua druplus; in triplicato sextuplus. . . . . . . . . .

Hanc autem Quantitatem sub nomine Corporis vel Massæ in se quentibus passim intelligo. Innotescit ea per corporis cujusque Pondus.

DEFINITION I.The quantity of matter is the measure of the same, arising from its density

and bulk conjunctly.

THUS air of double density, in a double space, is quadruple in quantity; in a triple space, sextuple in quantity. . . . . . . . . . . . .. It is this quantity that I mean hearafter everywhere under the name of Corporis or Massæ

Ορισμός 1Η ποσότητα της ύλης είναι το

μέτρο αυτής της ύλης, και απορρέει από το γινόμενο της

πυκνότητας και του όγκου

Έτσι αέρας διπλάσιας πυκνότητας, σε διπλάσιο

χώρο είναι τετραπλάσιος σε ποσότητα. Σε τριπλάσιο χώρο

εξαπλάσιος σε ποσότητα.. . . .

Σε αυτή την ποσότητα της ύλης από δω και πέρα θα αναφέρομαι με το όνομα

corpus ή ΜΑΖΑ

Α. Αφού διαβάσετε το κείμενο από το θεμελιώδες έργο του Νεύτωνα «Philosophiae

Naturalis Principia Mathematica », συζητήστε μεταξύ σας τις έννοιες «πυκνό – αραιό» σε

σχέση με την ποσότητα ύλης μέσα από παραδείγματα. Τι εννοεί ο Νεύτωνας όταν

αναφέρεται στον αέρα;

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Β. Πάρτε δύο μπαλάκια του πινγκ-πονγκ. Ένα τύπου Α και ένα τύπου Β.

http://www.babylon.com/definition/Philosophiae_Naturalis_Principia_Mathematica/English


i) Ποιο θεωρείτε ότι εμπεριέχει περισσότερη ποσότητα ύλης; ………………………

ii) Τοποθετήστε τα στη ηλεκτρονική ζυγαριά του εργαστηρίου και καταγράψτε τη

μάζα του καθενός.

Mα=……………… Μβ=………………

iii) Συμφωνείτε με την έκφραση: «Όσο πιο ογκώδες είναι ένα αντικείμενο τόσο

μεγαλύτερη είναι η μάζα του» ; …………………………………………… (ΝΑΙ/ΟΧΙ).

Γ. Ας δούμε ένα γνωστό γρίφο: « Ποιο ζυγίζει περισσότερο, ένα κιλό βαμβάκι ή ένα

κιλό σίδερο;» Μη βιαστείτε να απαντήσετε. Σκεφτείτε όσα είδατε πριν και γράψτε την

απάντησή σας εξηγώντας.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………


Το κείμενο του Isaac Newton στα ΛΑΤΙΝΙΚΑ

Η μετάφραση στα ΑΓΓΛΙΚΑ από τον

Andrew Motte 1729


( Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας )

Definitio. III.Materiæ vis insita est potentia resistendi, qua corpus unumquodque, quantum in se est, perseverat in statu suo vel quiescendi vel movendi uniformiter in directum.

Hæc semper proportionalis est suo corpori, neQ.E.D.ffert quic quam ab Inertia massæ, nisi in modo concipiendi.

Per inertiam materiæ, fit ut corpus omne de statu suo vel quiescendi vel moven di difficulter deturbetur.

Unde etiam vis insita nomine significan tissimo Vis Inertiæ dici possit. Exercet vero corpus hanc vim solum modo in mutatione status sui per vim aliam in se impressam facta;

Definition III.The vis insita, or innate force of matter, is a power of resisting, by which every body endeavours to persevere in its present state, whether it be of rest, or of moving uniformly forward in a right line.

This force is always proportional to the body whose force it is and differs nothing from the inactivity of the mass, but in our manner of conceiving it.

A body, from the inert nature of matter, is not without difficulty put out of its state of rest or motion.

Upon which account, this vis insita may, by a most significant name, be called inertia (vis inertiae) or force of inactivity.

But a body only exerts this vis insita when another force, impressed upon it endeavors to change its condition.

Ορισμός 3Η vis insita ή αλλιώς έμφυτη δύναμη της ύλης είναι μια «δυνατότητα» αντίστασης λόγω της οποίας κάθε σώμα «επιδιώκει» να διατηρείται στην παρούσα κατάστασή του είτε αυτή είναι ακινησία είτε μια ευθύγραμμη ομοιόμορφη κίνηση.

Η «δυνατότητα» αυτή είναι πάντοτε ΑΝΑΛΟΓΗ προς τη ΜΑΖΑ του σώματος του οποίου είναι «δυνατότητα» και δεν διαφέρει σε τίποτα από την Inertia της μάζας παρά στον τρόπο που την αντιλαμβανόμαστε.

Λόγω της αδρανούς φύσης της ύλης του ένα σώμα εκδηλώνει δυσκολία στο να αλλάξει την κατάσταση της ακινησίας του ή της κίνησής του. Πάνω σ’ αυτή τη λογική η ενδογενής αυτή «δυνατότητα» αντίστασης θα μπορούσε να έχει ένα πιο αξιοσημείωτο όνομα, να λέγεται ΑΔΡΑΝΕΙΑ.

Αλλά το σώμα εκδηλώνει την ενδογενή αυτή «δυνατότητα» αντίστασης μόνο εφόσον μια δύναμη ασκούμενη πάνω του «επιδιώκει» να του αλλάξει την ( κινητική ) κατάσταση.

Α. Αφού διαβάσετε το κείμενο από το θεμελιώδες έργο του Νεύτωνα «Philosophiae

Naturalis Principia Mathematica », συζητήστε μεταξύ σας για αυτή την «έμφυτη δύναμη»



των σωμάτων. Εσείς στην καθημερινή σας ζωή αντιδράτε όταν κάποιος επιχειρεί να

αλλάξει την κινητική σας κατάσταση; Γράψτε τις σκέψεις σας.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Β. Πάρτε δύο μπαλάκια του πινγκ-πονγκ, ένα τύπου Α και ένα τύπου Β. Αφήστε τα

πάνω στο τραπέζι και φυσήξτε τα με ένα καλαμάκι. Ποιο από τα δύο «δυσκολεύεται» να

ξεκινήσει; Το Α ή το Β; ...................................................................................................

Πιστεύετε ότι αυτή η «δυσκολία» έχει να κάνει με τη μάζα του σώματος; ………………

Γ. Επειδή κάποιος μπορεί να ισχυριστεί ότι φταίει η επαφή με το τραπέζι

επαναλάβετε το πείραμα με τα δύο μπουκάλια τύπου Α και τύπου Β που κρέμονται δίπλα

σας από το ταβάνι.

i) Ποιο από τα δύο μπουκάλια (το άδειο ή το γεμάτο) περιμένετε να σας

δυσκολέψει περισσότερο και γιατί; ………………………………………………………..

Επιχειρήστε να τα σπρώξετε ελαφρά. Ποιο σας δυσκολεύει τελικά; ……………..

ii) Αν ήταν μια τετράδα γεμάτα μπουκάλια κρεμασμένα πιστεύετε ότι θα σας

δυσκόλευαν περισσότερο; Εξηγείστε γιατί.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………


A. Διαβάστε τα αποσπάσματα 1 και 2. Είναι φανερό ότι η μέτρηση κάθε μεγέθους είναι

ουσιαστικά σύγκριση με ένα άλλο που έχουμε συμφωνήσει να παίρνουμε ως μονάδα και

τις υποδιαιρέσεις του. Για τη μέτρηση της μάζας χρησιμοποιούμε το ζυγό ισορροπίας.

i) Πάρτε στα χέρια σας ένα μπουκάλι τύπου Α (άδειο) και ένα τύπου Β(γεμάτο). Όταν

τα κρατάτε πως καταλαβαίνετε ποιο είναι το γεμάτο; ..........................................................

………………………………………………………………………………………………

ii) Συμφωνείτε με την άποψη ότι όσο περισσότερη μάζα έχει ένα σώμα τόσο πιο βαρύ

είναι; ………………………………………………………………………………………..

Β. Χρησιμοποιώντας τον ζυγό ισορροπίας του εργαστηρίου ζυγίστε ένα αντικείμενο (π.χ

μια πέτρα). Βάλτε τα κατάλληλα σταθμά ώστε να ισορροπήσει ο ζυγός. Πόση είναι η

μάζα του αντικειμένου; ……………………………………………………………………

Επαναλάβετε την ίδια διαδικασία τοποθετώντας τον ένα δίσκο της ζυγαριάς (αυτόν με

την πέτρα) μέσα στο δοχείο του νερού. Χαλάει η ισορροπία;…………..……. (ΝΑΙ/ΟΧΙ).

Αφαιρέστε σταθμά ώστε να ισορροπήσει ξανά ο ζυγός. Συμφωνείτε ότι η πέτρα τώρα

είναι ελαφρύτερη; ……………………………………………………………..(ΝΑΙ/ΟΧΙ).

Γ. i) Εφόσον η μάζα της πέτρας είναι αδύνατο να άλλαξε, συμφωνείτε με την άποψη ότι

ίδιες μάζες έχουν διαφορετικό βάρος σε διαφορετικά περιβάλλοντα; …………………….

ii) Το καλοκαίρι στη θάλασσα προσπαθείτε να σηκώσετε μέσα στο νερό έναν

μεγαλύτερό σας ο οποίος το πρωί όταν ζυγίστηκε στη ζυγαριά του σπιτιού του ήταν

85kg. Θα χρειαστείτε να καταβάλετε προσπάθεια:

α) Μεγαλύτερη β) Ίδια γ) Μικρότερη

από ότι αν θα τον σηκώνατε στη στεριά;

iii) Ο ίδιος άνθρωπος επιπλέει στο νερό οριζόντια. Αν επιχειρήσετε να τον σπρώξετε

θα καταβάλετε προσπάθεια:

α) Μεγαλύτερη β) Ίδια γ) Μικρότερη

από ότι αν ήταν σε μια κούνια στη στεριά; (Θυμηθείτε τα λόγια του Νεύτωνα για την

αδράνεια)

Απόσπασμα 1

Το Διεθνές Σύστημα (SI) μονάδων

Η επιθυμία πολλών Ευρωπαίων επιστημών

για την δημιουργία ενός νέου ενιαίου και πιο

ομοιόμορφου μετρητικού συστήματος βρήκε

διέξοδο κατά την διάρκεια της Γαλλικής

Επανάστασης. Ο ίδιος ο βασιλιάς Λουδοβίκος ο

δέκατος έκτος (XVI) πρότεινε την δημιουργία ενός

δεκαδικού μετρητικού συστήματος. Γνωρίζοντας ότι

το νέο αυτό μετρητικό σύστημα θα έπρεπε να

βασίζεται σε γήινη μέτρηση, ο Gabriel Mouton

πρότεινε το 1670 ένα δεκαδικό μετρητικό σύστημα,

το οποίο θα βασιζόταν στο μήκος ενός λεπτού του τόξου του μεσημβρινού ενώ τo 1671 o

Jean Picard, γάλλος αστρονόμος, πρότεινε μια μονάδα μήκους βασιζόμενη στο

εκκρεμές,. Παρόλα αυτά θα έπρεπε να περάσει ένας αιώνας μέχρι την δημιουργία του

μετρικού συστήματος.

Το 1790 στα μέσα της Γαλλικής Επανάστασης, η εθνική συνέλευση της Γαλλίας

ανέθεσε στην Γαλλική Ακαδημία επιστημών δημιουργήσει αμετάβλητα πρότυπα για όλα

τα μέτρα κα όλα τα βάρη. Η ακαδημία δημιούργησε ένα σύστημα μονάδων που ήταν

ταυτόχρονα απλό και επιστημονικό, στηριζόμενη στην πρόταση του Mouton. Ύστερα

από διεργασίες σχεδόν μια δεκαετίας, το μετρικό σύστημα ήταν πλέον γεγονός τον

Ιούνιο του 1799. Έτσι τελικά ως μονάδα μήκους και βάση του μετρικού συστήματος

ορίστηκε μέτρο το οποίο ισούται με το ένα δεκάκις εκατομμυριοστό του τεταρτημορίου

του μήκους του μεσημβρινού που διέρχεται από το Παρίσι.

Τα πολλαπλάσια και υποπολλαπλάσια των νέων μονάδων προέκυπταν

πολλαπλασιάζοντας και διαιρώντας αντίστοιχα τις βασικές μονάδες με το 10, κάτι που

έκανε το νέο σύστημα μονάδων πολύ πιο εύχρηστο. Οι νέες μονάδες επιφανείας και

όγκου προέκυπταν από το μέτρο και ήταν το τετραγωνικό και κυβικό μέτρο αντίστοιχα.

Επίσης ως βασική μονάδα βάρους καθορίστηκε το γραμμάριο, το οποίο είναι

ίσο με τη μάζα ενός κυβικού εκατοστόμετρου καθαρού νερού στη θερμοκρασία

μέγιστης πυκνότητας του (4ο C).

Ολλανδική έκδοση 1975 γραμματοσήμου του για

100 τα χρόνια από την 17 συμφωνία κρατών να

' υπογράψουν την Σύμβαση' Μέτρων στοΠαρίσι

Το λίτρο προέκυπτε από τον όγκο κύβου με μήκος κάθε πλευράς ίσο με 10

εκατοστόμετρα.

Πολλαπλάσια του τετραγωνικού μέτρου είναι το αρ το οποίο ορίστηκε ως το

εμβαδόν επιφάνειας ενός τετραγώνου με πλευρά 10 μέτρα (100 τετραγωνικά μέτρα), το

στρέμμα (10 αρ), και το εκτάριο (100 αρ).

Αν και το μετρικό σύστημα δεν έγινε αρχικά αποδεκτό με ενθουσιασμό, η

υιοθέτηση του από άλλα έθνη άρχισε να αυξάνει σταθερά ύστερα από την από την

υποχρεωτική χρήση του στην Γαλλία το 1840.

Δεν είναι τυχαίο ότι η ανάπτυξη του μετρικού συστήματος συνέπεσε με την

τεχνολογική ανάπτυξη στην Ευρώπη και την Αμερική.

Προς τα τέλη του 1860 έγινε φανερή η ανάγκη για ύπαρξη ακόμα πιο ακριβή και

σαφώς καθορισμένων μονάδων, λόγω των απαιτήσεων που δημιουργούσαν οι νέες

επιστημονικές ανακαλύψεις. Αυτό έγινε δυνατό με τη Συνθήκη του Μέτρου (Meter

Convention) το 1875, μια διεθνή συνθήκη στην οποία συμμετείχαν 17 χώρες μεταξύ των

οποίων και οι ΗΠΑ, ενώ μέχρι το 1900 35 συνολικά έθνη είχαν δεχτεί επίσημα το

μετρικό σύστημα.

Η συνθήκη αυτή καθόρισε με ακρίβεια τις μονάδες όπως επίσης και τους

μηχανισμούς για την σύσταση και υιοθέτηση των περαιτέρω καθορισμών στο μετρικό

σύστημα, ενώ επίσης κατασκευάσθηκαν τα μετρικά πρότυπα και διανεμήθηκαν σε κάθε

έθνος που επικύρωσε την συνθήκη.

Το διεθνές γραφείο μέτρων και σταθμών των Σεβρών στην Γαλλία έχει ως σκοπό

την διαρκή γραμματεία για την Συνθήκη του Μέτρου καθώς και την ανταλλαγή

πληροφοριών γύρω από την χρήση και την βελτίωση του μετρικού συστήματος. Το

γραφείο επέκτεινε τις εργασίες διεθνούς προτυποποίησης στα ηλεκτρικά πρότυπα (1921),

στα πρότυπα φωτισμού (1933) και στα πρότυπα μέτρησης των ιονιζούσων ακτινοβολιών

(1960).

Την ίδια χρονιά (1960) αποφασίστηκε μια γενικευμένη απλοποίηση του μετρικού

συστήματος καθώς και μετονομασία του σε Διεθνές Σύστημα Μονάδων (Systeme

International d'Units - S.I.).

Περαιτέρω βελτιώσεις στο SI έγιναν το 1964, 1967-1968, 1971, 1975, 1979,

1983, καθώς και το 1991.

Το Διεθνές Σύστημα Μονάδων έχει καθιερωθεί πλέον παγκοσμίως ακολουθώντας

ταυτόχρονα τις συνεχώς δημιουργούμενες επιστημονικές ανάγκες για τον καθορισμό

νέων και ακριβέστερων κάθε φορά μετρητικών μονάδων.

Στην Ελλάδα η πλήρης καθιέρωση του Μετρικού συστήματος έγινε την 1η

Απριλίου το 1959 οπότε αντικαταστάθηκε η μέχρι πρότινος μονάδα βάρους η οκά,

από το χιλιόγραμμο (κιλό). Η οκά υποδιαιρούνταν σε 400 δράμια, ενώ μία οκά

ισοδυναμούσε με 1282 γραμμάρια.

Πηγή: http://www.teicrete.gr/users/kutrulis/Monades/SI_system.htm


Αρχαία ζυγαριά

Οι μονάδες μέτρησης βάρους συμβολίζονταν

με ιδιαίτερα σημεία στα μυκηναϊκά κείμενα. Η

μεγαλύτερη μονάδα δηλωνόταν με το σύμβολο μιας

ζυγαριάς. Διαπιστώνεται εδώ μια αντιστoιχία με το

τάλαντο της Κλασικής περιόδου, το οποίο σήμαινε

επίσης ζυγαριά. Η βασική αυτή μονάδα διαιρούνταν

σε τριάντα μικρότερες. Η άμεσα κατώτερη υποδιαίρεση διαιρούνταν σε τέταρτα και κάθε

τέταρτο σε δωδέκατα. Υπήρχε επίσης μια μικρότερη μονάδα που χρησιμοποιούνταν για

το ζύγισμα του κρόκου και μια ακόμη μικρότερη για το

ζύγισμα του χρυσού.

Εκτός από τα σύμβολα της Γραμμικής Β, η

μέτρηση του βάρους μαρτυρείται και από μια μικρή

ομάδα αρχαιολογικών αντικειμένων, τα τάλαντα και τα

σταθμά. Τα τάλαντα είναι επίπεδες πλάκες ορείχαλκου

με ατρακτοειδές σχήμα, οι οποίες ζυγίζουν περίπου 29 κιλά. Το βάρος των ταλάντων, το

οποίο ήταν σταθερό για να εξυπηρετεί την εμπορία του μετάλλου αυτού, θεωρείται ότι

ανταποκρινόταν στη βασική μονάδα βάρους. Τα μυκηναϊκά σταθμά είναι στρογγυλές

μολύβδινες πλάκες διάφορων μεγεθών. Μερικές φορές έφεραν στην επιφάνειά τους

http://www.ime.gr/chronos/02/mainland/gr/mg/achievements/measuring/wei_meas.html#%23

http://www.ime.gr/chronos/02/mainland/gr/mg/achievements/measuring/wei_meas.html%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5#%23%00

http://www.ime.gr/chronos/02/mainland/gr/mg/achievements/measuring/wei_meas.html%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5#%23%00

αποτυπωμένους κύκλους και τελείες που παρίσταναν το βάρος, το οποίο

αντιπροσώπευαν. Το σημερινό βάρος των σταθμών δεν ανταποκρίνεται όμως πάντα στο

αρχικό τους βάρος, επειδή τα ευρήματα αυτά μπορεί να έχουν αλλοιωθεί από τη φυσική

φθορά.

Στις διάφορες περιοχές του αιγαιακού χώρου το βάρος των σταθμών παρουσιάζει

μικρές διαφορές. Συγκρίνοντας το βάρος των μινωικών και των μυκηναϊκών σταθμών οι

ειδικοί ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι Μυκηναίοι επέλεξαν μια από τις

ισχύουσες παραλλαγές του μινωικού συστήματος κρατώντας σταθερή τη βασική μονάδα

και κάνοντας μια μικρή μεταρρύθμιση στις υποδιαιρέσεις της.

Ένα πρώιμο μυκηναϊκό εύρημα που σχετίζεται με τη μέτρηση του βάρους είναι η

λεπτότεχνη χρυσή ζυγαριά, η οποία είχε εναποτεθεί ως κτέρισμα σε τάφο των Μυκηνών.

Στους δύο λεπτούς της δίσκους μπορούσαν να ζυγιστούν υλικά μερικών μόλις

γραμμαρίων. Παρά τον τελετουργικό και ίσως συμβολικό του χαρακτήρα, το εύρημα

αυτό δείχνει τη σημασία που είχε για τους Μυκηναίους η ακρίβεια στο ζύγισμα των

πολύτιμων υλών.

Πηγή:

http://www.ime.gr/chronos/02/mainland/gr/mg/achievements/measuring/index1.html

Β) Δύναμη

ΤΙΤΛΟΣ: « Η έννοια της δύναμης»


ΤΑΞΗ: Β΄ Γυμνασίου

http://www.ime.gr/chronos/02/mainland/gr/mg/achievements/measuring/index1.html


ΕΝΟΤΗΤΑ: Δυνάμεις










Η προσέγγιση των μαθητών στα προβλήματα είναι όπως δείχνει η εμπειρία και η

έρευνα φαινομενολογική και όχι εννοιολογική. Γίνεται με την βοήθεια των εμπειριών ή

χαρακτηριστικών τα οποία αντιλαμβάνονται με τις αισθήσεις. Οι αντιλήψεις των

μαθητών για τη δύναμη προέρχονται από την καθημερινή εμπειρία της κίνησης, των

συγκρούσεων και των προσπαθειών που καταβάλλονται για τη μετακίνηση των

σωμάτων. Οι ιδέες τους επηρεάζονται ακόμα από τις σημασίες που αποδίδονται στη λέξη

δύναμη στη καθημερινή ζωή. Οι μαθητές από μικροί θεωρούν ότι η δύναμη σχετίζεται με

την έννοια της μυϊκής δύναμης. Αφού διδαχθούν τα περί δύναμης στο δημοτικό

πιστεύουν ότι η δύναμη συνδέεται με την κίνηση του σώματος και είναι η αιτία που

παραμορφώνει ένα σώμα. Παρόλα αυτά δεν αντιλαμβάνονται τον διανυσματικό

χαρακτήρα της. Από έρευνες που έγιναν προκύπτει ότι τα παιδιά δεν συνδέουν την

δύναμη με την ιδιότητα της, να σταματά κινούμενα αντικείμενα. Συνδέουν το αίτιο της

δύναμης μόνο με την έναρξη της κίνησης και όχι με το τέλος της. Οι μαθητές εμφανίζουν

μεγάλη προσκόλληση στις εναλλακτικές ιδέες τους και δύσκολα επηρεάζονται από τον

τρόπο διδασκαλίας όπως γίνεται σήμερα. Γνωρίσματα της διδασκόμενης έννοιας της

δύναμης δεν υιοθετούνται από τους μαθητές, όταν έρχονται σε αντίθεση με την εμπειρία

τους. Αυτοί επιστρέφουν στις προηγούμενες εδραιωμένες αντιλήψεις τους οι οποίες

μοιάζουν πάρα πολύ με τις αντιλήψεις της Αριστοτελικής Φυσικής.




Να κατανοήσουν την έννοια της δύναμης και τις μονάδες μέτρησής της.

Να συνδέσουν την έννοια της δύναμης με την αδράνεια.

Να διακρίνουν τα είδη των δυνάμεων.




τους συμπεράσματα για την πορεία της έννοιας δύναμη στο χρόνο.

Να συμμετέχουν σε βιωματικές δράσεις για την κατανόηση των διαφορών των

ειδών των δυνάμεων.





Να εξοικειωθούν με λογισμικά που αφορούν τη μηχανκή.


ΜΕΘΟΔΟΣ


Επιστημών.







τη βοήθεια βιντεοπροβολέα προβάλουμε κάποιο μικρό βίντεο σχετικό με το έργο του

Γαλιλαίου και του Νεύτωνα. Επίσης δίνουμε στους μαθητές αποσπάσματα από ιστορικές

πηγές ή αναφορές σε αυτές για να τα επεξεργαστούν. Αφού συμπληρωθούν τα φύλλα

εργασίας γίνεται παρουσίαση και συζήτηση στην τάξη.


1Κείμενο

Το κείμενο του Isaac Newton

στα ΛΑΤΙΝΙΚΑ

Η μετάφραση στα ΑΓΓΛΙΚΑ από τον Andrew Motte 1729


( Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας )

Definitio IVVis impressa est actio in corpus exercita, ad mutandum ejus statum vel quiescendi vel movendi uniformiter in directum. Consistit hæc vis in actione sola, neque post actionem permanet in corpore. Perserverat enim corpus in statu omni novo per solam vim inertiæ. Est autem vis impresa diversarum originum, ut ex ictu, ex pressione, ex vi centripeta.

Definition IVAn impressed force is an action exerted upon a body, in order to change its state, either of rest, or of moving uniformly forward in a right line.This force consists in the action only; and remains no longer in the body when the action is over. For a body maintains every new state it acquires, by its vis inertiæ only. Impressed forces are of different origins as from percussion, from pressure, from centripetal force

Ορισμός 4Μία ασκούμενη δύναμη είναι μία δράση που ασκείται σε ένα σώμα για να αλλάξει την κατάστασή του είτε της ακινησίας είτε της ομοιόμορφης ευθύγραμμης κίνησης. Η δύναμη συνίσταται μόνο στη δράση και δεν συνεχίζει να υφίσταται εφόσον παύσει η δράση. Το σώμα διατηρεί κάθε νέα κατάσταση που αποκτά λόγω της αδράνειάς του. Υπάρχουν ασκούμενες δυνάμεις με διαφορετική προέλευση, όπως από σύγκρουση, από συμπίεση, από κεντρική δράση

Κείμενο 2

«…Η αριστοτελική φυσική θεωρώντας τη Γη ακίνητη στο κέντρο του Σύμπαντος διέκρινε δύο ξεχωριστούς κόσμους, τον κόσμο των επίγειων σωμάτων και το κόσμο των ουράνιων σωμάτων. Για τα επίγεια σώματα υποστήριζε ότι υπάρχουν δύο είδη κινήσεων, οι φυσικές και οι βίαιες. Η φυσική κίνηση κάθε επίγειου σώματος καθοριζόταν, όπως έχουμε πει, από την αναλογία των τεσσάρων πρωταρχικών στοιχείων που το αποτελούσαν και από τη θέση του. Σε μια ποσότητα νερού που έβραζε, στο στοιχείο Ύδωρ προσετίθετο

το στοιχείο Πυρ, το οποίο έχοντας τη φυσική του θέση ψηλότερα, έσπρωχνε τον ατμό να ανέβει. Αυτή ήταν μία φυσική κίνηση, όπως και η κίνηση ενός σιδερένιου αντικειμένου, που αφηνόταν στον αέρα και έσπευδε να φτάσει στο έδαφος, όπου ήταν η φυσική του θέση.

Καθε κίνηση που παραβίαζε τη φυσική τάση των σωμάτων να κινούνται προς τη φυσική θέση τους εθεωρείτο βίαιη και είχε ανάγκη από μια κινητήρια δύναμη. Η άποψη αυτή έβαζε, όμως, πολλά ερωτηματικά. Πως μπορούσε, για παράδειγμα, να κινείται ένα βέλος από τη στιγμή που έχανε την επαφή του με τη χορδή του τόξου; Οι αριστοτελικοί εξηγούσαν τη βίαιη αυτή κίνηση με τη διαταραχή του αέρα, που προκαλούσε η κίνηση. Ο αέρας που συμπιεζόταν στο μπροστινό μέρος του βέλους έπρεπε να σπεύσει στο πίσω μέρος για να αποφευχθεί το κενό που ήταν ανεπίτρεπτο να δημιουργηθεί, μια και ένα βασικό αριστοτελικό δόγμα ισχυριζόταν ότι η φύση απεχθάνεται το κενό….»(Δαπόντες, Ν., Κασσέτας, Α. Μουρίκης, Σ. & Σκιαθίτης Μ. (1996). Φυσική Α΄ τάξη Ενιαίου

Πολυκλαδικού Λυκείου, έκδοση ΟΕΔΒ, Αθήνα.)

Α. Γράψτε σε λίγες γραμμές την άποψη που έχετε για την δύναμη αφού πρώτα

συζητήσετε μεταξύ σας.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Β. Μελετήστε τα δύο παραπάνω κείμενα και προσπαθήστε να διακρίνετε τη βασική

διαφορά ανάμεσα στις θεωρίες του Αριστοτέλη και του Νεύτωνα. Γράψτε τα

συμπεράσματά σας.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………


Α. Συζητήστε τα παρακάτω καθημερινά φαινόμενα:

α) Το στυλό μου πέφτει στο πάτωμα.

β) Κλωτσάω την μπάλα και αυτή αποκτά ταχύτητα.

γ) Ένα μπαλάκι του πινγκ-πονγκ έρχεται προς το μέρος μου και το αποκρούω

στέλνοντάς το αλλού.

δ) Με ένα μαγνήτη τραβάω ένα συνδετήρα από μακριά.

i) Υπάρχει κάτι κοινό όσον αφορά τις μεταβολές που υφίστανται τα παραπάνω

σώματα. …………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

ii) Ποιο είναι το αίτιο των μεταβολών αυτών; Γράψτε για κάθε περίπτωση τι ακριβώς

γίνεται………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Β. Συζητήστε τα παρακάτω καθημερινά φαινόμενα:

α) Τσαλακώνω ένα άδειο κουτάκι από αναψυκτικό.

β) Τεντώνω το λάστιχο μιας σφεντόνας.

γ) Ένα αυτοκίνητο προσπαθώντας να παρκάρει κτυπάει σε ένα κολωνάκι και

σπάει το πίσω φανάρι.

δ) Φτιάχνω σχήματα με πλαστελίνη.

i) Τι μεταβολή παθαίνουν αυτά τα σώματα; …………………………………………

………………………………………………………………………………………………

ii) Ποιο είναι το αίτιο των μεταβολών αυτών; …………………………………………

……………………………………………………………………………………………...

………………………………………………………………………………………………

Γ) Φορτίο

ΤΙΤΛΟΣ: « Η έννοια του φορτίου »


ΤΑΞΗ: Γ΄ Γυμνασίου


ΕΝΟΤΗΤΑ: Ηλεκτρισμός










Για να μελετήσουν οι μαθητές τα ηλεκτρικά φαινόμενα, πρέπει να κάνουν

συλλογισμούς με αφηρημένες έννοιες, όπως «ρεύμα», «ενέργεια». «φορτίο» κ.ά. Πολλοί

μαθητές συναντούν δυσκολίες στη διάκριση εννοιών όπως ηλεκτρικό ρεύμα, ηλεκτρική

ενέργεια, φορτίο. Πολλοί μαθητές χρησιμοποιούν συχνά τον γενικό όρο «ηλεκτρισμός»

αντί για τον κάθε φορά ορθό συγκεκριμένο μέγεθος. Δυσκολίες αντιμετωπίζουν πολλοί

μαθητές και στην κατανόηση της διατήρησης του φορτίου. Πολλοί μαθητές θεωρούν ότι

το φορτίο χάνεται στη διαδρομή μέσα από τα καλώδια και συνεπώς το ηλεκτρικό ρεύμα

εξασθενεί.




Να αναγνωρίζουν μέσα από δραστηριότητες κάποια φαινόμενα ηλεκτρισμού που

συναντούμε στην καθημερινή ζωή.

Να κατανοούν και να περιγράφουν το μηχανισμό του φαινομένου της ηλέκτρισης με

τριβή και επαφή.

Να κατανοούν και να περιγράφουν το μηχανισμό του φαινομένου της ηλέκτρισης με

επαγωγή.

Σύνδεση της έννοιας «αγωγός» και «μονωτής» με την ιδιότητα της αγωγής του

ηλεκτρικού φορτίου.




τους συμπεράσματα για την πορεία της έννοιας φορτίο στο χρόνο.

Να συμμετέχουν σε βιωματικές δράσεις για την κατανόηση των τύπων φόρτισης

των σωμάτων.





Να εξοικειωθούν με λογισμικά που αφορούν ηλεκτρικά φαινόμενα.


ΜΕΘΟΔΟΣ


Επιστημών.







τη βοήθεια βιντεοπροβολέα προβάλουμε κάποιο μικρό βίντεο σχετικό με τον

Ηλεκτρισμό και την ιστορία του. Επίσης δίνουμε στους μαθητές αποσπάσματα από

ιστορικές πηγές ή αναφορές σε αυτές για να τα επεξεργαστούν. Αφού συμπληρωθούν τα

φύλλα εργασίας γίνεται παρουσίαση και συζήτηση στην τάξη.


« Η ιστορία του Ηλεκτρισμού »

Ο Θαλής και το κεχριμπάριΟι αρχαίοι Έλληνες είχαν παρατηρήσει ότι με την τριβή το ήλεκτρο-δηλαδή το κεχριμπάρι-ελκύει μικρά, ελαφρά αντικείμενα. Το 600 π.Χ. περίπου ο φιλόσοφος Θαλής υποστήριξε πως το ήλεκτρο έχει ψυχή, αφού μπορεί και κινεί τα υπόλοιπα αντικείμενα.Η λέξη «ηλεκτρισμός»Το 1600 ο Άγγλος φυσικός William Gilbert παρατήρησε πως και άλλα υλικά «φορτίζονται» με την τριβή και ονόμασε τα υλικά αυτά “electrica”, από την ελληνική λέξη «ήλεκτρο». Η λέξη «ηλεκτρισμός» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Άγγλο φυσικό και συγγραφέα Sir Thomas Browne το 1646.Ο ηλεκτρισμός «ταξιδεύει»Το γεγονός ότι ο ηλεκτρισμός μπορεί να «κινηθεί» μέσω ενός υλικού ανακαλύφθηκε το 17ο αιώνα από το Γερμανό Otto Von Guericke, ο οποίος παρατήρησε τη μετάδοσή του σε ένα λινό νήμα. Ο ίδιος επίσης περιέγραψε την πρώτη μηχανή παραγωγής ηλεκτρισμού το 1672.Αγωγοί και μονωτέςΣτις αρχές του 1700, ο Άγγλος Stephen Gray παρατήρησε πως άλλα υλικά επιτρέπουν τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος (καλοί αγωγοί) και άλλα όχι (μονωτές). Την ίδια περίοδο, ο Γάλλος Charles Dufay βρήκε πως, όταν δύο φορτία είναι αντίθετα, έλκει το ένα το άλλο, ενώ όταν είναι όμοια απωθούνται.Θετικά και αρνητικά φορτίαΣύμφωνα με τον Βενιαμίν Φραγκλίνο, όταν δύο αντικείμενα τριφτούν μεταξύ τους, ηλεκτρικό ρεύμα μεταφέρεται από το ένα στο άλλο. Το αντικείμενο που «κερδίζει» ηλεκτρικό ρεύμα αποκτά υαλώδη φορτία, το οποία ονόμασε θετικά φορτία, και το αντικείμενο που «χάνει» ηλεκτρικό ρεύμα αποκτά ρητινώδη φορτία, τα οποία ονόμασε αρνητικά φορτία.Ηλεκτρικός κεραυνόςΟ Φραγκλίνος εκτέλεσε το γνωστό του πείραμα με τον κεραυνό το 1752, πετώντας ένα χαρταετό κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας. Όταν το σκοινί του, το οποίο ο Φραγκλίνος κράταγε με ένα κομμάτι μεταξωτό ύφασμα, είχε βραχεί αρκετά, έβαλε το χέρι του κοντά σε ένα μεταλλικό κλειδί που ήταν δεμένο στο σκοινί και μια σπίθα πετάχτηκε. (http://www.oikade.gr/news_detail.asp?

NewID=000000000005908.EL&NwcID=000000000000019.EL)

http://www.oikade.gr/news_detail.asp?NewID=000000000005908.EL&NwcID=000000000000019.EL

http://www.oikade.gr/news_detail.asp?NewID=000000000005908.EL&NwcID=000000000000019.EL

Α. Αφού μελετήσετε το παραπάνω κείμενο, σκεφτείτε και καταγράψτε προσωπικές

εμπειρίες από καθημερινά φαινόμενα που μοιάζουν με αυτά που αναφέρονται σε αυτό.

(Για παράδειγμα σας έτυχε ποτέ να νιώσετε κάποιο σπινθήρα ή να δείτε

μικροαντικείμενα να έλκονται μυστηριωδώς;)

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Β. Εκτελέστε το παρακάτω πολύ εύκολο πείραμα: Πάρτε

μια πλαστική χτένα και τρίψτε την σε ύφασμα. Μετά

πλησιάστε την σε μια μικρή φλέβα νερού που μπορείτε να

δημιουργήσετε ανοίγοντας ελαφρά τη βρύση. Παρατηρείτε

αυτό που φαίνεται στην εικόνα δίπλα; Τι νομίζετε ότι

συμβαίνει;

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………


Α. Ας φτιάξουμε ένα ηλεκτροσκόπιο

Παίρνουμε ένα χοντρό μονωμένο καλώδιο και το γυμνώνουμε από την

μια πλευρά. Μετά το στρίβουμε για να πάρει το σχήμα που βλέπουμε

δίπλα.

Τοποθετούμε το σύρμα στην τρύπα που έχουμε ανοίξει στο καπάκι του

δοχείου.

Στο κάτω μέρος του καλωδίου γυμνώνουμε ένα μικρό μέρος και

τυλίγουμε γύρω από αυτό ένα άλλο πιο λεπτό σύρμα όπως φαίνεται στην

εικόνα.

Κόβουμε φύλλα αλουμινίου σε τριγωνικό σχήμα

Τους δίνουμε το σχήμα που φαίνεται δίπλα και τα

τρυπάμε στην κορυφή με ένα καρφί.

Στη συνέχεια τα κρεμάμε από το «γάντζο» που έχουμε φτιάξει πριν

και…………

…….Έτοιμο το ηλεκτροσκόπιο

Β. i) Τρίψτε μια πλαστική ράβδο (ένα χάρακα) σε ένα ύφασμα και

φέρτε την σε επαφή με το σπιράλ σύρμα του ηλεκτροσκοπίου. Τι

παρατηρείτε;

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

ii) Τι είδους φορτία πιστεύετε ότι έχουν τα δύο φύλλα αλουμινίου;

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

iii) Πως νομίζετε ότι έφτασαν εκεί κάτω τα φορτία;

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Γ) Διαφορά Δυναμικού

ΤΙΤΛΟΣ: « Η έννοια της διαφοράς δυναμικού »


ΤΑΞΗ: Γ΄ Γυμνασίου


ΕΝΟΤΗΤΑ: Ηλεκτρικό ρεύμα

ΔΙΑΘΕΜΑΤΙΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ: Πληροφορική, Ιστορία.









Τα παιδιά πιστεύουν πως το ηλεκτρικό ρεύμα “έρχεται” από την πρίζα του

τοίχου όπου είναι αποθηκευμένο, ενώ, επηρεασμένα από εμπειρίες καθημερινής ζωής,

δείχνουν να μην έχουν κατανοήσει την έννοια του απλού ηλεκτρικού κυκλώματος και

πιστεύουν πως για να λειτουργήσει η κάθε ηλεκτρική συσκευή χρειάζεται να συνδεθεί

με ένα καλώδιο με την πρίζα του τοίχου που έχει ηλεκτρικό ρεύμα στο εσωτερικό της.

Η έννοια της διαφοράς δυναμικού τους είναι εξαιρετικά δύσκολη.




Να κατανοήσουν τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα.

Να αντιλαμβάνονται και να περιγράφουν την προσανατολισμένη κίνηση των

ηλεκτρονίων που προκαλείται από την εφαρμογή ηλεκτρικής τάσης (σύνδεση με

μπαταρία) στα άκρα του αγωγού.

Να αναγνωρίζουν το ρόλο της μπαταρίας ως πηγής ενέργειας στο απλό κύκλωμα.




τους συμπεράσματα για την πορεία της έννοιας «διαφορά δυναμικού» στο χρόνο.





Να εξοικειωθούν με λογισμικά που αφορούν ηλεκτρικά κυκλώματα.


ΜΕΘΟΔΟΣ


Επιστημών.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗΣ ΠΟΡΕΙΑΣΗ υλοποίηση του σεναρίου γίνεται στο Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών. Οι





τη βοήθεια βιντεοπροβολέα προβάλουμε κάποιο μικρό βίντεο σχετικό με το Ηλεκτρικό

Ρεύμα και την ιστορία του. Επίσης δίνουμε στους μαθητές αποσπάσματα από ιστορικές

πηγές ή αναφορές σε αυτές για να τα επεξεργαστούν. Αφού συμπληρωθούν τα φύλλα

εργασίας γίνεται παρουσίαση και συζήτηση στην τάξη.


Κείμενο 1

…Το 18ο αιώνα οι επιστήμονες είχαν κάνει

μικρή πρόοδο σχετικά με τη μελέτη του

ηλεκτρισμού. Στην πραγματικότητα, ο πειραματισμός τους έλαβε χώρα στο πεδίο της

ηλεκτροστατικής αλλά δεν κατάφεραν να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα Η αντιπαράθεση

ανάμεσα στους Galvani και Volta ξεκίνησε το 1792 μετά τη δημοσίευση του De viribus... Ο

Galvani υπέθετε ότι η ύπαρξη ενός εσωτερικού ηλεκτρισμού στα ζώα, που κυκλοφορούσε

με ένα εξωτερικό διμεταλλικό τόξο, παράγει τη σύσπαση των μυών. Για τον Galvani ο μυς

του βάτραχου πέρα του ότι είναι ένας ευαίσθητος ανιχνευτής, είναι μια αποθήκη

ηλεκτρισμού που ρέει μέσα από τα νεύρα και που λειτουργεί σαν ένα δοχείο Leyden. Ο

Volta διάβασε το De viribus και εξεπλάγη από τα αποτελέσματα του Galvani και

επανέλαβε τα ίδια πειράματα. Αλλά άλλαξε την ερμηνεία του σε σχέση με αυτή του Galvani.

Με βάση τα νέα πειράματα, ο Volta επικέντρωσε την προσοχή του στο διμεταλλικό τόξο

που συνδέει το νεύρο με το μυ και εντείνει το φαινόμενο· πείστηκε για την παρουσία ενός

τεχνητού ηλεκτρισμού εξαιτίας του διμεταλλικού τόξου, το οποίο θεώρησε ως «κινητήρα

του ηλεκτρισμού». Συνθέτοντας τις ιδέες του κατέληξε στη διατύπωση «φαινόμενο

οφείλεται στο ότι τα μέταλλα είναι διαφορετικά μεταξύ τους»….

(http://valanides.org/Portals/0/Volta%20-%20Galvani%20controversy.pdf)

Α. Αφού μελετήσετε το παραπάνω κείμενο προσπαθήστε να διακρίνετε τη βασική

διαφορά ανάμεσα στις θεωρίες των δύο επιστημόνων.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Β. Το σχολικό βιβλίο σελ. 40 αναφέρει σχετικά με το ρόλο της μπαταρίας στο

κύκλωμα ότι:

Είδαμε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα είναι προσανατολισμένη κίνηση φορτισμένων

σωματιδίων. Τα φορτισμένα σωματίδια κινούνται με την επίδραση της δύναμης του

ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από την πηγή. Η δύναμη αυτή παράγει έργο. Το έργο

αυτής της δύναμης εκφράζει την ενέργεια που μεταφέρεται από την πηγή στα κινούμενα

φορτία. Την ενέργεια αυτή την αποκαλούμε ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος. Από πού

http://valanides.org/Portals/0/Volta%20-%20Galvani%20controversy.pdf

προέρχεται η ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος; Προέρχεται από την πηγή που θέτει σε

κίνηση τα ηλεκτρόνια του μεταλλικού αγωγού.

Ποιος επιστήμονας (ο Galvani ή ο Volta ) είχε δίκιο; Εξηγείστε!

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………


« Μια μπαταρία από…………..λεμόνι»

ΥΛΙΚΑ

1. Τέσσερα λεμόνια .

2. Τέσσερις επιψευδαργυρωμένες βίδες (Zn), ως

αρνητικό πόλο.

3. Τέσσερα πεντάλεπτα (Cu), ως θετικό πόλο.

4. Πέντε καλώδια – κροκοδειλάκια.

5. Ένα LED.

Χρησιμοποιώντας έναν χαρτοκόπτη ή σουγιά τοποθετήστε

τα πεντάλεπτα καθώς και τις βίδες για κάθε ένα από τα

τέσσερα λεμόνια όπως φαίνεται στην εικόνα δίπλα.

Τώρα συνδέστε

τα «τροποποιημένα» λεμόνια με τα καλώδια

κλείνοντας κατόπιν το κύκλωμα με το LED

όπως φαίνεται στην εικόνα. Η σύνδεση των

λεμονιών με τα καλώδια πρέπει να γίνει ως

εξής: νόμισμα (+) βίδα (-). Αν έχουμε

σκοτάδι στο χώρο που είμαστε θα παρατηρήσουμε ότι το LED ανάβει.

Α. Διαβάστε τα αποσπάσματα 1 και 2. Σύμφωνα με αυτά αλλά και με βάση την

κατασκευή σας πιστεύετε ότι αν τα μέταλλα που χρησιμοποιούμε ήταν ίδια θα

λειτουργούσαν οι «μπαταρίες»; ……………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Β. Ο όρος που χρησιμοποιείται για να υποδηλώσει αυτή την διαφορετικότητα στους

πόλους του ηλεκτρικού στοιχείου είναι: «Διαφορά Δυναμικού».

i) Πιστεύετε ότι είναι εύστοχος; …………………......................................................

ii) Πιστεύετε ότι εξαρτάται από τον αριθμό των λεμονιών; …………………………


Το 1938 λοιπόν, ένας Γερμανός αρχαιολόγος, ο Wilhelm

Konig, έμελλε να κάνει μια ανακάλυψη η οποία θα

τάραζε τον επιστημονικό και τον αρχαιολογικό κόσμο.

Σε ανασκαφές που έκανε λίγο έξω από τη Βαγδάτη στην

περιοχή Khujut Rabu, ανακάλυψε ένα μικρό πήλινο

βάζο, ύψους 15cm και διαμέτρου 13cm, το οποίο

περιείχε έναν χάλκινο κύλινδρο στερεωμένο στο χείλος

της οπής, ο οποίος με τη σειρά του περίκλειε μια μικρή σιδερένια ράβδο σφηνωμένη σε

καπάκι αποτελούμενο από στερεή πίσσα. Βέβαια, μερικοί υποστηρίζουν ότι ο ίδιος δεν το

ξέθαψε, αλλά το βρήκε στην αποθήκη του μουσείου της Βαγδάτης, του οποίου ήταν και

διευθυντής. Επίσης, δεν είναι ξεκάθαρο το αν βρήκε ένα ή περισσότερα τέτοια βάζα, τα

οποία σύμφωνα με επίσημα στοιχεία είναι περίπου 12, εκ των οποίων τα περισσότερα σε

άσχημη κατάσταση. Όπως και να έχει, έπειτα από έρευνες σχεδόν δύο χρόνων, ο Konig

εξέθεσε μια εργασία σύμφωνα με την οποία το εύρημα αυτό δεν ήταν τίποτε άλλο από μια

αρχαία μπαταρία. Αυτός ο ισχυρισμός με την τεκμηρίωσή του φαντάζει ορθός, καθώς

έχουμε να κάνουμε με τα χαρακτηριστικά ενός γαλβανικού στοιχείου, δηλαδή δυο

ηλεκτροδίων από μέταλλα διαφορετικού δυναμικού βυθισμένα μέσα σε ένα ηλεκτρολυτικό

υγρό – ξίδι ή υγρά σταφυλιού. Μια τέτοια δήλωση όμως τον έφερε σε σύγκρουση με την

επιστημονική κοινότητα αλλά και το θρησκευτικό κατεστημένο της εποχής...

ΑΠΟΣΠΑΣΜΑ 2

Μια συνηθισμένη μπαταρία όπως αυτές που χρησιμοποιούμε στα πειράματά μας

στη σχολική τάξη είναι διαφορετική από την μπαταρία του Volta μολονότι λειτουργεί με

τον ίδιο τρόπο. Φανταστείτε ότι η μπαταρία είναι ένας κάδος φτιαγμένος από μέταλλο

που ονομάζεται ψευδάργυρος. Μέσα σε αυτόν τον μεταλλικό κάδο υπάρχει ένα δοχείο

με μια χημική ουσία. Μέσα σε αυτή τη χημική ουσία υπάρχει μια ράβδος άνθρακα. Και

τα δύο μέταλλα που αναφέρθηκαν παραπάνω είναι οι δυο πόλοι (αρνητικός και θετικός)

της μπαταρίας).

2) : Θέμα ΦαινόμενοΘερμοκηπίου

Τάξη: Γ΄ Γυμνασίου

Πρότυπο: Επιστήμη, Tεχνολογία και Kοινωνία.

Αντικείμενα: Βιολογία, Φυσική, Χημεία, Γεωγραφία, Πληροφορική.

Διάρκεια: 2 με 3 διδακτικές ώρες.

Γενικοί Στόχοι:

Οι μαθητές αναζητούν λογικές και ηθικές λύσεις στα προβλήματα που

προκύπτουν όταν οι επιστημονικές πρόοδοι και οι κοινωνικοί κανόνες έρχονται σε

σύγκρουση.

:Ειδικοί Στόχοι

) Οι μαθητές α μαθαίνουν για το φαινόμενο του θερμοκηπίου και

την κλιματική αλλαγή που αυτό προκαλεί και τις επιπτώσεις στα

) οικοσυστήματα και τους ανθρώπους β ενημερώνονται συλλέγοντας

πληροφορίες για τις πολιτικές και επιστημονικές στρατηγικές που

)ακολουθούν τα κράτη ώστε να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα γ

οργανώνουν τις πληροφορίες τους και συμμετέχουν σε συζητήσεις

. ) αναπτύσσοντας επιχειρήματα δ αναπτύσσουν πνεύμα συνεργασίας

) και ομαδικότητας στη τάξη και ε αναπτύσσουν κριτική στάση στο

. διαδικτυακό περιβάλλον

:Μέθοδος , , Ομαδοσυνεργατική διερευνητική μαθητοκεντρική με

. . .χρήση των Τ Π Ε

: Διδακτική πορεία Η υλοποίηση του σεναρίου γίνεται στο

. Εργαστήριο Πληροφορικής Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες το πολύ

τριών ατόμων και ασχολούνται με τα φύλλα εργασίας τα οποία τα

. βλέπουν σε αρχείο που υπάρχει ήδη στον υπολογιστή Στα φύλλα

( , ) εργασίας αναφέρονται οι πηγές κείμενα βιβλία ή ιστοχώροι στις

, οποίες μπορούν να αποταθούν όπως επίσης και οδηγίες για τις

. δραστηριότητες που θα εκτελέσουν

;Τι θα χρειαστούμε

) . ) , α Γρήγορη πρόσβαση στο Διαδίκτυο β Σχετικά βιβλία περιοδικά

.και άρθρα εφημερίδων ) γ Βίντεο ή ντοκιμαντέρ σχετικά με το

.πρόβλημα

ΤοΠρόβλημα

Η καύση του άνθρακα, του πετρελαίου και του φυσικού αερίου, σύμφωνα με

μερικούς επιστήμονες, αλλάζει τη γη σε ένα πλανητικό θερμοκήπιο, με αποτέλεσμα την

αλλαγή κλίματος παγκοσμίως. Μαζί με την καταστροφή τεράστιων περιοχών των

τροπικών τροπικών δασών, το ποσό διοξειδίου του άνθρακα και άλλα αέρια που

παγιδεύουν τη θερμότητα, η γη υφίσταται μια αλλαγή στη μέση θερμοκρασία της. Αυτό

το φαινόμενο είναι καλύτερα γνωστό ως παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας λόγω του

φαινομένου του θερμοκηπίου, και αντιπροσωπεύει ένα από τα σημαντικότερα

περιβαλλοντικά ζητήματα του αιώνα Οι επιστήμονες προβλέπουν ότι με την παγκόσμια

άνοδο της θερμοκρασίας, η ζωή στη Γη θα αντιμετωπίσει μια σειρά από δυνητικά

καταστροφικές απειλές. Το νερό της βροχής θα μειωθεί σε ορισμένες περιοχές, με

αποτέλεσμα την αποτυχία των καλλιεργειών και την επέκταση των ερήμων. Αλλού, οι

βροχοπτώσεις θα αυξηθούν, προκαλώντας πλημμύρες και διάβρωση. Μεταβολές των

βιοτόπων μπορεί να οδηγήσει σε μαζική εξαφάνιση φυτών και ζώων που δεν είναι σε

θέση να μεταναστεύσουν σε πιο συμβατές ως προς το κλίμα περιοχές. Η στάθμη της

θάλασσας θα ανέβει, οπότε οι πλημμύρες παράκτιων περιοχών θα προκαλέσουν

διείσδυση του θαλασσινού νερού στους παράκτιους υδροφόρους ορίζοντες.

Διαδικασίες

Δραστηριότητα 1 - Κουίζ για την Κλιματική Αλλαγή

Για καθεμία από τις ακόλουθες δηλώσεις κύκλου αν πιστεύετε ότι είναι αληθής ή ψευδής.

1. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες θα οδηγήσουν σε αύξηση των προμηθειών τροφίμων λόγω της επιμήκυνσης της καλλιεργητικής περιόδου.

2. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες είναι υπεύθυνες για την πρόσφατη αύξηση της σοβαρότητας των τυφώνων.

3. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες προκαλούν το λιώσιμο των πάγων της Αρκτικής, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της στάθμης της θάλασσας.

4. Η αλλαγή του κλίματος αναμένεται να είναι υπεύθυνη για την εξαφάνιση 30% των σημερινών ειδών των ζώων.

5. Τα δάση δεν θα επηρεαστούν από την κλιματική αλλαγή, επειδή τα δέντρα είναιπολύ σκληραγωγημένα είδη.

6. Οι άνθρωποι σε διάφορα κράτη μπορεί να βρίσκονται σε κίνδυνο για την ελονοσία, εάν θερμοκρασίες συνεχίσουν να αυξάνονται.

7. Οι αλλεργίες και το άσθμα θα μειωθούν, λόγω της μείωσης της υγρασίας που συνδέεται με την κλιματική αλλαγή.

8. Άγριες πυρκαγιές θα είναι πιο έντονες και πιο συχνές στο μέλλον.

9. Η κλιματική αλλαγή θα προκαλέσει μόνο μια μικρή αύξηση της θερμοκρασίας.

10. Η κλιματική αλλαγή είναι κάτι που θα επηρεάσει τις μελλοντικές γενιές. Αυτό δεν συμβαίνει τώρα.

Δραστηριότητα 2 - Εισαγωγή στο πρόβλημα του φαινόμενου του θερμοκηπίου.

α) Συλλέξτε πληροφορίες από το διαδίκτυο σχετικά με το φαινόμενο του θερμοκηπίου

και την κλιματική αλλαγή στις ιστοσελίδες που βλέπετε παρακάτω (πατήστε ctrl+κλικ

επάνω τους). Ότι βρείτε τοποθετήστε το σε αρχείο word και αποθηκεύστε το στον

κατάλογό σας.

http://www.env-edu.gr/Chapters.aspx?id=145

http://climate.wwf.gr/index.php?option=content&task=view&id=21&Itemid=90

β) Κάνετε κλικ στην ιστοσελίδα παρακάτω για να διαβάσετε σχετικά με τη «Συνθήκη της

Κοπεγχάγης».

http://www.mazigiatoklima.gr/climate-treaty-synopsis.pdf

Ποια είναι τα κύρια σημεία της συνθήκης;

γ) Δείτε αυτή την εικόνα:

http://ec.europa.eu/clima/sites/campaign/pdf/greenhouse_effects_en.pdf

Συζητήστε μεταξύ σας στην ομάδα και απαντήστε αν υπάρχει κάτι που μπορεί να γίνει

για να αντιμετωπιστούν τα αποτελέσματα του φαινομένου του θερμοκηπίου.

) : δ Δείτε αυτό το βίντεο http :// www . youtube . com / watch ? v =0 WJL 2 ECFkRU

Δραστηριότητα 3 – Οικολογικοί Πράκτορες.

Από αυτή τη στιγμή χρίζεστε «Οικολογικοί Ντετέκτιβ». Στόχος σας είναι να

ανακαλύψετε λεπτομέρειες για τους τρόπους αντιμετώπισης του φαινομένου.

http://www.youtube.com/watch?v=0WJL2ECFkRU

http://ec.europa.eu/clima/sites/campaign/pdf/greenhouse_effects_en.pdf

http://www.mazigiatoklima.gr/climate-treaty-synopsis.pdf

http://climate.wwf.gr/index.php?option=content&task=view&id=21&Itemid=90

http://www.env-edu.gr/Chapters.aspx?id=145

Χρησιμοποιήστε τις ικανότητές σας ως Οικολογικοί Ντετέκτιβ για να βρείτε τις

απαντήσεις για το πώς η ΕΕ τα κράτη μέλη και οι πολίτες της αντιμετωπίζουν τα σοβαρά

προβλήματα της κλιματικής αλλαγής.

1 - Φύλλο Εργασίας Λιγότερα αέρια του θερμοκηπίου

1. Με ποιο ποσό θέλει η ΕΕ να μειώσει τις εκπομπές αερίων

θερμοκηπίου 2020μέχρι το έτος ;

…………………………………………………………………………………………………………………………….

:Διεύθυνση

http :// ec . europa . eu / climateaction / eu _ action / less _ greenhouse _ gases / index _ el . htm

2. Τι είναι η σύλληψη του άνθρακα και πώς συμβάλλει στη μείωση των

εκπομπών CO2;

……………………………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………………………..

:Διεύθυνση

http :// www . econews . gr /2011/02/05/ news - carbon - storage /

2 Φύλλο Εργασίας - Περισσότερες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

1. Ποιες είναι μερικές από τις εναλλακτικές πηγές ενέργειας που

; χρησιμοποιούνται στην Ευρωπαϊκή Ένωση σήμερα

http://www.econews.gr/2011/02/05/news-carbon-storage/

http://ec.europa.eu/climateaction/eu_action/less_greenhouse_gases/index_el.htm

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

:Διεύθυνση

http :// ec . europa . eu / climateaction / eu _ action / renewable _ energy / index _ el . htm

2. Ποιες είναι μερικές από τις εναλλακτικές πηγές ενέργειας που

; χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα σήμερα

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………...

: Διεύθυνση

http :// www . eurocharity . gr / el / story /10072

http://www.eurocharity.gr/el/story/10072

http://ec.europa.eu/climateaction/eu_action/renewable_energy/index_el.htm

Documents

ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΙΣΤΟΡΙΑΣ ΤΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ