Wiadomości ogólne
- Czas trwania zajęć: 2h
- Określenie wiedzy i umiejętności wymaganej u uczniów przed przystąpieniem do realizacji zajęć:
Uczeń: - posługuje się pojęciem mocy prądu elektrycznego,
- zna wzór na moc i jednostki mocy,
- opisuje zasady bezpiecznego użytkowania domowej instalacji elektrycznej, podaje przykłady.
- Pojęcia kluczowe:
- moc,
- praca,
- energia elektryczna,
- zamiana energii elektrycznej na inne formy energii,
- kWh.
- Hipoteza sformułowana przez uczniów:
- Można zmniejszyć zużycie energii elektrycznej w domu o kilkadziesiąt procent.
Doświadczenie
- Potrzebne materiały, przyrządy:
- karta pracy, kalkulator lub arkusz kalkulacyjny MS Excel.
- 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 - urządzenia elektryczne,
- zmienne zależne - koszt energii elektrycznej,
- zmienne kontrolne - moc urządzeń, czas pracy urządzenia elektrycznego.
Instrukcja wykonania doświadczenia:
Zadanie A:
Odczytaj wartości mocy dowolnych odbiorników energii elektrycznej w Twoim domu. Wskaż przybliżony czas pracy urządzenia w ciągu doby. Zapisz dane w poniższej tabelce.
| Lp. | Nazwa urządzenia elektrycznego | moc | czas | Praca | Energia elektryczna | koszt zużycia energii |
| P (W) | t (h) | W (J) | W (kWh) | (zł) | ||
| 1 | Żyrandol | 400 | 5 | 7200000 | 2,00 | 1,12 |
| 2 | Lampka | 60 | 1 | 216000 | 0,06 | 0,03 |
| 3 | Telewizor | 130 | 4 | 1872000 | 0,52 | 0,29 |
Odczytaj aktualną cenę 1kWh energii elektrycznej z ostatniego rachunku za zużytą energię elektryczną. Oblicz miesięczny (30 dni) koszt użytkowania w/w urządzeń elektrycznych.
Jak wyjaśnić wynik doświadczenia?
Skrócenie czasu działania:
- Czajnik elektryczny – wlewaj do gotowania tylko tyle wody ile potrzebujesz. Może nie musisz do filiżanki kawy gotować 1,5 litra wody? Czas gotowania i zużycie energii są proporcjonalne do ilości gotowanej wody.
- Pralka – pranie osobno jednej pary czarnych spodni, żeby nie ufarbowały niebieskich, to nie jest najefektywniejsze wykorzystanie pralki. Uruchamiaj pralkę, kiedy będzie pełna.
- Zmywarka – podobnie jak z pralką. Nie uruchamiaj z pojedynczą rzeczą w środku, uzbieraj komplet naczyń.
- Odkurzacz – odkurzaj szybko i zdecydowanie, nie oglądaj w tym czasie telewizji.
- Żelazko – prasuj szybko i zdecydowanie, nie oglądaj w tym czasie telewizji.
- Suszarka do włosów – wysusz najpierw włosy ręcznikiem – po tym suszenie suszarką zajmie Ci połowę czasu. Będzie szybciej i energooszczędnej.
- Lampka zostawiana przy zasypianiu – Twoje dziecko czyta wieczorem i zasypia przy włączonym świetle? Zastosuj automatyczny wyłącznik czasowy, który np. o północy wyłączy światło.
- Pompa zapewniająca cyrkulację ciepłej wody – wyłączaj ją na noc, można do tego użyć wyłącznika/programatora czasowego.
- Telewizor – tak w ogóle warto ograniczyć czas hipnotycznego wpatrywania się w ekran. Skorzystasz nie tylko na rachunkach.
- Podsumowania doświadczenia:
- Czy można zaoszczędzić energię elektryczną w domu?
- W jaki sposób zaczniesz oszczędzać energię elektryczną?
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
- 4.10 posługuje się pojęciem pracy i mocy prądu elektrycznego;
- 4.11 przelicza energię elektryczną podaną w kilowatogodzinach na dżule i dżule na kilowatogodziny;
- 4.13 wymienia formy energii, na jakie zamieniana jest energia elektryczna.
- 8.3) szacuje rząd wielkości spodziewanego wyniku i ocenia na tej podstawie wartości obliczanych wielkości fizycznych;
- 8.4 przelicza wielokrotności i podwielokrotności (przedrostki mikro-,mili-, centy-, hekto-, kilo-, mega-); przelicza jednostki czasu (sekunda, minuta, godzina, doba);
- 8.5 rozróżnia wielkości, dane i szukane.
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
- http://ziemianarozdrozu.pl/artykul/2351/jak-zaoszczedzic-na-rachunkach-za-prad
- Grażyna Francuz – Ornat, Teresa Kulawik, Maria Nowotny – Różańska; Spotkania z fizyką podręcznik dla gimnazjum, część 3, Nowa Era Sp. z. o.o. Warszawa 2010.
- Świat fizyki podręcznik dla uczniów gimnazjum, pod redakcją Barbary Sagnowskiej, ZamKor, Kraków 2011.
