Meriame a analyzujeme vlastnosti materiálov

Meriame a analyzujeme vlastnosti materiálov

Predmet
Fyzika
Časová dotácia
100 minút
Cieľová skupina
Stredná škola a gymnázium
Rozvíjané digitálne kompetencie
pochopenie javov na základe 3D modelu, vysvetľovanie procesov s pomocou 3D modelu
1
Aktivita – Opíš ma

Dĺžka trvania: 20 minút

Nástroje: misa s vodou, kus neošetreného dreva, kus oceľovej rúrky, tri flipcharty, fixka a stopky

Pokyny:

Rozdeľte triedu na tri skupiny. Každej skupine poskytnite jednu fixku, jeden flipchart a jeden predmet, ktorý zostane zakrytý. Povedzte študentom, že ich úlohou je opísať vlastnosti a charakteristiky predmetu, ktorý dostali. Povzbudzujte ich, aby sa nespoliehali len na vzhľad a tvar, ale aj na fyzikálne vlastnosti (vodivý/izolačný, magnetický atď.).

Stanovte časový limit (3–5 minút) a sledujte čas pomocou stopiek.

Po uplynutí stanoveného času nechajte skupiny uložiť fixku a znova zakryť svoj materiál. Potom ho odovzdajte ďalšej skupine. Opakujte rovnaký proces s ostatnými predmetmi. Každá skupina by mala zapísať charakteristiky všetkých troch materiálov.

Porovnajte informácie z flipchartov. Diskutujte so študentmi, ako získali určité informácie o materiáloch (môžu to byť pozorovania, osobné skúsenosti, školské znalosti atď.). Ak sa objavia protichodné informácie, povzbudzujte študentov, aby ich vyriešili a našli správnu odpoveď. Preškrtnite nevhodné alebo nesprávne informácie.

Porovnajte informácie o každom materiáli a ukážte, ktoré sú najzaujímavejšie. Môžete oceniť najlepšiu skupinu.

2
Diskusia – Sme všetci odlišní, ale predsa podobní

Dĺžka trvania: 10 minút

Prostredníctvom otázok zistite u študentov, čo vedia o materiáloch a aké majú názory:

  • Prečo je pre nás dôležité charakterizovať materiály?
  • Ako môžeme pozorovať charakteristiky materiálov?
  • Môžu sa charakteristiky materiálov zmeniť?

Otázky upravte podľa potreby alebo si vymyslite vlastné.

3
Úvod – Čo definuje materiály

Dĺžka trvania: 10 minút

Stručne hovorte o charakteristikách určitých materiálov a o tom, ako sa od seba odlišujú na základe týchto charakteristík:

"Častice sú malé, veľmi ťažko viditeľné kúsky, ktoré tvoria hmotu... Hmotnosť hmoty sa zachováva pri akejkoľvek zmene z jednej formy na druhú, vrátane situácií, keď sa zdá, že zmizne (napríklad cukor vo vode, odparovanie v uzavretej nádobe)."

Materiály môžu byť charakterizované svojimi vlastnosťami. Niektoré sú ľahko pozorovateľné (farba, tvar), iné vyžadujú hlbšie skúmanie prostredníctvom experimentov alebo iných metód (odraživosť, elektrická vodivosť, tepelná vodivosť, reakcia na magnetické sily a rozpustnosť).

4
Úvod – Elektrická vodivosť

Otvorte model "Citrónová batéria" v aplikácii Corinth, ktorý sa nachádza v knižnici Fyziky.

Diskutujte o tom, ako môžu pozitívne nabitá meď a zinok generovať elektrický prúd vďaka chemickému procesu prebiehajúcemu v citróne:

Citrónová batéria je jednoduchá batéria, často vyrobená použitím kúsku zinkového kovu (napríklad pozinkovaného klinca) a kúsku medi (napríklad mince)... Elektróny stratené meďou sú nahradené presunom dvoch elektrónov zo zinku cez vonkajší vodič."

5
Aktivita – Vyrábam elektrinu lepšie než ty

Dĺžka trvania: 20 minút

Nástroje: citrón, zemiak, slaná voda, elektrické vodiče, predmet z zinku (oceľový klinec), predmet z medi (minca) a voltmeter

Pokyny:

  • Povzbudzujte študentov, aby sa pokúsili vytvoriť obvod z týchto materiálov. Môžu použiť model "Citrónová batéria" z Corinth, ktorý im pomôže zostaviť obvod.
  • Namiesto LED diódy použite voltmeter na zistenie množstva energie prechádzajúcej obvodom. Zapíšte si množstvo energie získanej z obvodu.
  • Zmeňte zdroj energie a zistite, ako to ovplyvní množstvo vyrobenej energie. Zapíšte výsledok a zopakujte experiment s posledným zdrojom energie.
  • Zistite, ktorý zdroj poskytol najviac energie.

Opýtajte sa študentov na nasledujúce otázky:

  • Vyrobili by sme viac energie, keby sme zapojili dva alebo viac citrónov do série v obvode?
  • Ako by sme mohli napojiť viac LED diód alebo dokonca malé žiarovky?
6
Úvod – Sila magnetizmu

Dĺžka trvania: 10 minút

Predstavte triede magnetizmus a to, ako môžeme pomocou feromagnetizmu pohybovať rôznymi železnými predmetmi:

"Magnetizmus je sila príťažlivosti alebo odpudzovania v a okolo materiálu. Zaujímavé je, že sa nachádza vo všetkých materiáloch, ale na tak nízkych úrovniach, že ho nie je ľahké detegovať. Niektoré materiály, ako magnetit, železo, oceľ, nikel a kobalt, vykazujú magnetizmus na úrovniach ľahko pozorovateľných. Tieto sa nazývajú feromagnetické vlastnosti, ktoré prejavujú dočasné magnetické charakteristiky."

Otvorte 3D modely "elektromagnet" a "konštrukcia obyčajnej žiarovky" v knižnici Fyziky v Corinth a požiadajte študentov, aby identifikovali rôzne materiály, ako plast, železo, sklo atď. Požiadajte študentov, aby hádali, ktorý materiál je možné dočasne namagnetizovať magnetom a ktorý nie. Môžete zvýrazniť rôzne časti modelu a nechať študentov hľadať informácie o materiáloch daných častí, aby lepšie pochopili, z čoho sú vyrobené.

7
Aktivita – Mám magnetické schopnosti!

Dĺžka trvania: 10 minút

Nástroje: žiarovka, lyžica, nožnice, nôž, ihla, kus gumy, sklo, kus textílie, kus plastového materiálu

Pokyny:

  • Rozdeľte študentov do skupín. Každej skupine dajte vzorky materiálov uvedených v nástrojoch.
  • Študenti sa pokúsia použiť magnet a namagnetizovať predmety.
  • Opýtajte sa ich: Ktoré materiály sa stali magnetickými? Ako to môžete overiť? Ako dlho trvá, kým predmety stratia svoje magnetické vlastnosti?
8
Reflexia a záver

Učiteľ diskutuje so študentmi o tom, čo sa naučili a čo ich zaujalo. Môže vytvoriť myšlienkovú mapu na tabuli v triede alebo iným spôsobom zaznamenať postrehy študentov. Počas diskusie zhrnie nové poznatky a odporučí študentom ďalšie vzdelávacie zdroje, ku ktorým sa môžu vrátiť alebo pokračovať vo štúdiu a rozvíjať sa v danej téme.