Вимірювання та аналіз властивостей матеріалів
Тривалість: 20 хвилин
Інструменти: миска з водою, шматок необробленого дерева, шматок сталевої труби, три фліпчарти, маркер та секундомір
Інструкції:
Поділіть клас на три групи. Кожній групі дайте по одному маркеру, одному фліпчарту та одному об'єкту, який залишиться накритим. Повідомте студентам, що їх завдання – описати властивості та характеристики отриманого об'єкта. Заохочуйте їх враховувати не лише фізичний вигляд і форму, а й фізичні властивості (провідник/ізолятор, магнітний тощо).
Встановіть часовий ліміт (3–5 хвилин) і слідкуйте за часом за допомогою секундоміра.
Коли час вичерпається, попросіть групи покласти маркер та знову накрити свій матеріал. Потім передайте його наступній групі. Повторіть той самий процес з іншими об'єктами. Кожна група повинна записати характеристики всіх трьох матеріалів.
Порівняйте інформацію з фліпчартів. Обговоріть із студентами, як вони отримали певну інформацію про свої матеріали (це можуть бути спостереження, особистий досвід, знання зі школи тощо). Якщо з'являться суперечливі дані, заохочуйте студентів їх вирішити і знайти правильну відповідь. Перекресліть будь-яку невідповідну або неправильну інформацію.
Порівняйте інформацію для кожного матеріалу та виділіть найцікавіші факти. Можна відзначити найкращу групу.
Тривалість: 10 хвилин
Запитуючи студентів про їхні знання щодо матеріалів, дізнайтеся, що вони знають та яку мають думку:
- Чому для нас важливо характеризувати матеріали?
- Як ми можемо спостерігати характеристики матеріалів?
- Чи можуть характеристики матеріалів змінюватися?
За потреби змініть запитання або придумайте власні.
Тривалість: 10 хвилин
Коротко розкажіть про характеристики певних матеріалів і як вони відрізняються на основі цих характеристик:
"Частинки – це маленькі, дуже важко помітні шматочки, які утворюють матерію... Маса матерії зберігається при будь-якій зміні з однієї форми в іншу, включно з переходами, коли здається, що вона зникає (наприклад, цукор у воді, випаровування у закритій ємності)."
Матеріали можна характеризувати за їхніми властивостями. Деякі з них легко спостерігати (колір, форма), а інші потребують більш глибокого спостереження за допомогою експериментів або інших методів (відбивна здатність, електрична провідність, теплопровідність, реакція на магнітні сили та розчинність).
Відкрийте модель "Лимонна батарея" в додатку Corinth, що знаходиться у бібліотеці фізики.
Розкажіть, як позитивно заряджена мідь та цинк можуть генерувати електричний струм завдяки хімічному процесу, що відбувається в лимоні:
Лимонна батарея – це проста батарея, часто зроблена з шматка цинкового металу (наприклад, оцинкований цвях) та шматка міді (наприклад, монета)... Електрони, втрачені міддю, заміщуються пересуванням двох електронів від цинку через зовнішній провід."
Тривалість: 20 хвилин
Інструменти: лимон, картопля, солона вода, електропроводи, цинковий предмет (стальний цвях), мідний предмет (монета) та вольтметр
Інструкції:
- Змусьте студентів спробувати створити ланцюг із цих матеріалів. Вони можуть скористатися моделлю "Лимонна батарея" з Corinth для допомоги у складанні ланцюга.
- Замість LED використовуйте вольтметр, щоб визначити кількість енергії, що проходить через ланцюг. Запишіть отриману енергію.
- Змініть джерело енергії та подивіться, як це впливає на кількість виробленої енергії. Запишіть результат і повторіть експеримент з останнім джерелом енергії.
- Визначте, яке джерело забезпечило найбільше енергії.
Задайте студентам наступні питання:
- Чи отримали б ми більше енергії, якщо підключили два або більше лимонів послідовно в ланцюг?
- Як ми могли б забезпечити живлення більшої кількості LED або навіть маленьких лампочок?
Тривалість: 10 хвилин
Представте класу магнетизм та як можна рухати різні залізні предмети за допомогою феромагнетизму:
"Магнетизм – це сила притягання або відштовхування в та навколо матеріалу. Цікаво, що він присутній у всіх матеріалах, але на таких низьких рівнях, що його важко виявити. Деякі матеріали, такі як магнетит, залізо, сталь, нікель та кобальт, проявляють магнетизм на рівнях, які легко виявити. Ці властивості відомі як феромагнітні, що проявляють тимчасові магнітні характеристики."
Відкрийте 3D-моделі "Електромагніт" та "Конструкція звичайної лампочки" у бібліотеці фізики Corinth і попросіть студентів визначити різні матеріали, такі як пластик, залізо, скло тощо. Попросіть студентів вгадати, який матеріал можна тимчасово намагнітити магнітом, а який ні. Можна виділити різні частини моделі та дозволити студентам досліджувати інформацію про матеріал цих частин для кращого розуміння, з чого виготовлено деталь.
Тривалість: 10 хвилин
Інструменти: лампочка, ложка, ножиці, ніж, голка, шматок гуми, скло, шматок тканини, шматок пластику
Інструкції:
- Поділіть студентів на групи. Кожній групі дайте зразок матеріалів, зазначених в інструментах.
- Студенти намагатимуться використати магніт, щоб намагнітити об'єкти.
- Задайте їм наступні питання: Які матеріали стали магнітними? Як це можна перевірити? Скільки часу займає втрата об'єктами магнітних властивостей?
Вчитель обговорює зі студентами, що нового вони дізналися і що їх зацікавило. Можна створити ментальну карту на дошці або записати спостереження студентів іншим способом. Під час обговорення вчитель підсумовує нові відкриття та рекомендує додаткові освітні ресурси для подальшого вивчення теми.