Wiadomości ogólne
- Czas trwania zajęć: 1h
- Określenie wiedzy i umiejętności wymaganej u uczniów przed przystąpieniem do realizacji zajęć:
Uczeń:
- wymienia podstawowe założenia teorii kinetyczno – cząsteczkowej budowy materii,
- wie co to są ruchy Browna,
- wie co to jest dyfuzja,
- planuje i demonstruje doświadczenie modelowe, przedstawiające mieszanie się cieczy i ciał stałych.
- Pojęcia kluczowe:
- hipoteza,
- teoria kinetyczno-cząsteczkowa budowy materii.
- Hipoteza sformułowana przez uczniów:
- Mieszanie się dwóch drobnych „ziaren” o różnej wielkości powoduje zmniejszanie objętości.
Doświadczenie
- Potrzebne materiały, przyrządy:
- woda, denaturat, probówka, korek, pisak, pipeta,
- groch, kasza, słoik,
- woda, kryształek manganianu (VII) potasu, probówka, zlewki o różnych pojemnościach np. 200cm3, 300cm3.
- Uwagi dotyczące BHP:
Doświadczenie jest proste i bezpieczne, ale pamiętaj: w przypadku niespodziewanych trudności lub kłopotów należy przerwać doświadczenie i niezwłocznie zwrócić się do nauczyciela/ki.
Ważne: Podczas wykonywania doświadczeń przestrzegaj zasad BHP oraz stosuj się do regulaminu pracowni fizycznej.
- Zmienne występujące w doświadczeniu:
- zmienne niezależne – rodzaj naczynia (próbówka, zlewka), woda;
- zmienne zależne – substancje użyte do eksperymentu, poziom substancji w naczyniach po wymieszaniu, zabarwienie roztworu manganianu (VII) potasu;
- zmienne kontrolne – ilość użytej substancji (woda, denaturat, groch, kasza, kryształek manganianu (VII) potasu.
Instrukcja wykonania doświadczenia:
Zadanie A:
Wrzuć do probówki z wodą kryształek manganianu (VII) potasu. Zamieszaj. Przelej zawartość probówki do zlewki z wodą o pojemności 200cm3 i zamieszaj. Zawartość tej zlewki przelej do większej zlewki z wodą np. o pojemności 300cm3 i zamieszaj. Zwróć uwagę na uzyskane zabarwienia roztworów w poszczególnych naczyniach.
Jak wyjaśnić wynik doświadczenia?
Zadanie B:
Do wąskiej probówki, do około 1/3 jej objętości nalej wody, a następnie bardzo powoli, po ściankach (najlepiej używając pipety) dolej denaturatu do około 2/3 objętości probówki. Zaznacz na szkle poziom cieczy. Zatkaj probówkę korkiem i wymieszaj jej zawartość, odwracając probówkę kilkakrotnie dnem do góry. Ponownie zaznacz na szkle poziom cieczy.
Jak wyjaśnić wynik doświadczenia?
Zadanie C:
Do słoika napełnionego do połowy grochem dosyp kaszy. Zaznacz na szkle poziom kaszy. Zakręć słoik i wstrząśnij nim kilkakrotnie. Ponownie zaznacz poziom, do którego sięga mieszanina kaszy z grochem.
Jak wyjaśnić wynik doświadczenia?
- Wynik doświadczeń:
- Cząsteczki cieczy i ciał stałych mieszają się samorzutnie.
- Mieszanie się dwóch drobnych „ziaren" substancji o różnej wielkości, powoduje zmniejszanie ich łącznej objętości.
- Przypuszczenie jest wyjaśnieniem zjawiska, które w nauce nazywamy hipotezą. Wysunięcie hipotezy jest podstawą do sformułowania teorii.
- Podsumowania doświadczenia:
- Jakie doświadczenia potwierdzają cząsteczkową budowę materii?
- Co to jest hipoteza?
- Czy objętość w roztworach zawsze się zmniejsza?
Podstawa programowa
- Cele, które zostaną osiągnięte w wyniku przeprowadzenia doświadczenia przez nauczyciela i uczniów pod kierunkiem nauczyciela:
a) wymagania ogólne – cele
- II Przeprowadzanie doświadczeń i wyciąganie wniosków z otrzymanych wyników.
- III Wskazywanie w otaczającej rzeczywistości przykładów zjawisk opisywanych za pomocą poznanych praw i zależności fizycznych.
b) wymagania szczegółowe - treści nauczania
- 3.1 analizuje różnice w budowie mikroskopowej ciał stałych, cieczy i gazów.
Materiały do pobrania
Słowniczek
EKSPERYMENT, prowadzony zgodnie z metodą naukową, rozumiany jest jako proces, w trakcie którego badacz, uczeń, wprowadza zaplanowaną zmianę jednego czynnika i bada, jakie ta zmiana przynosi rezultaty, uważając przy tym, by pozostałe czynniki pozostały niezmienne.
OBSERWACJA rozumiana jako zaplanowane gromadzenie faktów, bez wprowadzania jakichkolwiek ingerencji w badane zjawisko. W trakcie obserwacji nie występuje zmienna niezależna, ponieważ nie ingerujemy w badany proces.
Eksperyment i obserwacja są realizowane zgodnie z metodą naukową, a to oznacza:
Postawienie PYTANIA BADAWCZEGO - Pytanie może być zadane przez uczniów lub zaproponowane przez nauczyciela. Pozwala to ukierunkować myśli i skoncentrować się na badanym problemie, uświadamia, że badania naukowe są wynikiem zaplanowanego działania.Dobrze skonstruowane pytanie badawcze jest pytaniem otwartym - uczeń sam chce znaleźć na nie odpowiedź.
Kolejnym krokiem jest postawienie HIPOTEZY, czyli prawdopodobnej, przewidywanej i wymyślonej przez uczniów odpowiedź na pytanie badawcze. Pamiętajmy, że przed wykonaniem eksperymentu nie ma złych lub dobrych hipotez, każda, nawet najbardziej śmiała jest dopuszczalna.
Kolejny etap to określenie ZMIENNYCH:
- ZMIENNA NIEZALEŻNA czyli to, co zmieniamy.
- ZMIENNA ZALEŻNA czyli wielkość, którą będziemy mierzyć, obserwować.
- ZMIENNE KONTROLNE czyli wszystko to, co musi zostać niezmienne.
ZMIENNA ZALEŻNA to parametr mierzony podczas doświadczenia, zmieniający się w zależności od zmian ZMIENNEJ NIEZALEŻNEJ.
W doświadczeniu naukowym pojawiają się również PRÓBY KONTROLNE. Bez kontroli nie można jednoznacznie stwierdzić, czy wyniki doświadczenia są wiarygodne. Kontrola pozytywna to dodatkowa próba, którą przeprowadzamy identycznie, jak próbę badawczą, ale z użyciem takiego czynnika (jeśli jest znany), który na pewno wywołuje pożądany efekt. Z kolei kontrola negatywna to dodatkowa próba, ale bez użycia czynnika, o którym wiemy, że wywołuje badane zjawisko. Z założenia, wynikiem tej próby będzie brak zmiany mierzonego parametru. Nie w każdym układzie doświadczalnym da się zaplanować obie próby kontrolne.
Zajęcia z pytaniem problemowym zakładają dyskusję między uczniami na podstawie dodatkowych pytań lub przykładów dostarczonych przez nauczyciela. Zajęcia te kształcą umiejętność doboru i formułowania argumentów, słuchania osób o innym stanowisku oraz wyciągania wniosków. W wyniku dyskusji cenne byłoby wypracowanie stanowiska, by uczniowie przekonali się, że każda konstruktywna rozmowa powinna zakończyć się rzetelnym podsumowaniem.
Gry dydaktyczne wykorzystują czynnik zabawy, co wspomaga przyswajanie wiedzy przez uczniów. Gry rozwijają pomysłowość, aktywność, samodzielność, umiejętność pracy w grupie oraz uczą radzenia sobie z emocjami. Grając uczymy się przez działanie i przeżywanie. Sukcesem jest osiągnięcie celu, a nie wygrana z innymi, czy zajęcie pierwszego miejsca. Najważniejsza w grze jest dydaktyka. Wygrywać mają wszyscy.
Bibliografia
- Grażyna Francuz – Ornat, Teresa Kulawik, Maria Nowotny – Różańska; Spotkania z fizyką podręcznik dla gimnazjum, część 1, Nowa Era Sp. z. o.o. Warszawa 2009
- Świat fizyki podręcznik dla uczniów gimnazjum, pod redakcją Barbary Sagnowskiej, ZamKor, Kraków 2011
