Transkript
1 Ders Malzemesi Fonksiyonel bağ bakışında bir çok deney vardır (Beckmann 2006 literatürüne bakınız).ayrım sınıf veya kapasite seviyesi gibi bir çok yol ile yapılabilir. İzleyen örnekler rutin bir okul gününde ve matematik dersinde yer alıp gerçekleştirilebilecek,yani mutlake bir fizik sınıflığına veya geniş bir kolleksiyona ve kompleks set-up sınavlarına gereksinim duymadan uygulanabilecek bir bağlantıdadır. Bu yüzden materyaller ve bağlantılar basit 1 seçilmiştir.fonsiyonel bağlamın açık olmadığı ve önerinin tek bir fonksiyonel tipe (örneğin:linear fonksiyon) ait olmadığından, çeşitli fonsiyonel bağlara yönlendirälmiştir( Beckmann 2006a literatürüne bakınız). Etkili öğrenme dahilindeki bir numaralı gruplar konseptin iletişimini tanımlamaya çalışabilirler.daha önemli olan her durumda sözlü ve metin değişim analizleridir ve dikkate alınan bağlılık davranışıdır. Mümkün kurs Giriş Öğretmen çalışmaya giriş yapar, Mümkün konular: ölçüm hataları, en uygun çizgiyi çekmek vs. Literatür İş ayrımı Deney duraklara ayrılmıştır ve tek başına çalışılmalıdır. (örneğin çalışma kağıdı) Genel oturum Her grup çalışma duraklarında elde ettikleri sonuçları sunar. Deney (materyal ve tanım bir sonraki sayfaya bakınız) Bu proje Avrupa Konseyi tarafından desteklenip finanse edilmiştir. Bu yayın sadece yazarın görüşlerini yansıtmaktadır ve Komisyon, yapılan alıntılar için hiç bir sorumluluğu kabul edemeyecektir. 1 Burada önerilen denyler mümkün seçimlerdir. Bir kısmı bir çok önerinin bulunabildiği (Beckmann 2006) dan alınan alıntılardır.
2 Durak 1: Deney: Elektronik araba Bağımlı boyut Bağımlılık Materyal Mesafe ve zaman Linear/ düz Kurmalı oyuncak araba, ölçüm kablosu (en az 2 m ), kronometre Performans Bölüm dışı zemin Belirli mesafelerde arabanın zamanlaması Araba sabit hız ile düz hareket ediyor. Bu sabit çizgisel hareketin şu özelliği var: Aynı zamanda aynı mesafe katedildi. Bu demektir ki mesafe ve zaman orantılıdır t s =sabit. Sabit değer değişmeyen ebatı ve hızı (v) tarif ediyor.hız birimi s m (saniye başına metre) dir. Gerçeklik payı Araba hareket ediyor.
3 Durak 2: Deney damla Bağımlı boyut Bağımlılık Malzeme Hacim ve damla sayısı Orantılı Üç ayaklı sehpa ile montaj ve ayırmak için huni, Milimetre ölçeği ile ölçüm silindiri, su Performans Orantı faktörü Bölüm dışı zemin Gerçeklik payı Ayrım hunisi su ile dolu.vana o kadar açıktır ki su yavaşca altındaki ölçüm silimdirine damlar (damla damla). Damlalar sayılır. Suyun hacminin bağımlılığı ölçüm silindiri ile ölçülür. Hacim ve su damlalarının bölüm sonucu sabittir. Bir damlanın hacmi sabitlikle örtüşür. Suyun huniden aşağı damlamasıyla ölçüm silinirindeki suyuın hacmi yükselir. Eğer her damlanın aynı hacimle damlamasını sağlayabilirsek, hacim damlaların sayısına orantıda değişir. V ~ n (V = Ölçüm silindirindeki suyun hacmi, n = damla sayısı) V = sabittir Sabitlik tek damlanın hacmiyle örtüşür. Damlama n hakkında:genelde damla yüzey çekiminden dolayı yuvarlak bir şekil alan sıvı olarak bilinir. Damla şekli hava basıncına direnemeyen, damlamakta olan bir damladan alınmıştır. Bu deneyde ise damla,damlayan suyun hacmini anlatmaktadır. Damlayan bir çeşmede su tüketimi, dünyanın su tedarik etmesi
4 Durak 3 Deney:Serbest düşüş Bağımlı boyut Bağımlılık Materyal Mesafe ve zaman Dörtgen Top (Tennis), ölçüm kordonu, kronometre, Okulun merdiven yolları, topun düşebileceği ve düşüş mesafesinin ölçülebileceği bir yer. Performans Bölüm dışı zemin Gerçeklik payı Topun düşebileceği ilk pozisyon çeşiti işaretlenmiştir. Önemli düşüş çizgileri bantla ölçülmüştür.ardından top daha once işaretlediğimiz pozisyondan atılır ve ayrıntılı düşüş süresi ölçülür. m Bir obje yere sabit bir hızlanma ile düşer g = 9,81 2 (Avrupa merkezinde yer hızı hava direnci). Bu düşüşün s 2 s sabit hız hareketinin niteliği: s ~ t hem = sabittir. Sabitlik yeryüzünün hızlanmasının g yarısı olarak 2 t tanımlanır. 1 2 Geçerliliği: s = gt (yol-zaman-düşme hareketinin kuralı) 2 Bilgi: Bölüm s/t sabit değildir bu durumda. Zamanla yükselir. Topun bir zaman noktasında t güncel hızın yarısı olarak tanımlanır. Bölüm hızın ortalamasıdır.hızın 0 değerinden yükselir, ortalama zaman süresinin sonundaki hızın yarısıdır. Serbest düşüş - eğlence parklarındaki kule, günlük hayatta düşürdüğümüz şeyler.
5 Ders 4 Deney Silindir Bağımlı boyut Bağımlılık Materyal Yarı çap ve silindir hacmi Silindir şekli Eşit yükseklikte ama farklı yarı çaplı silindir şeklinde tüpler veya konteynerler,yarı çapı ölçmek için cetvel, silindirleri doldurmak için kum (en iyisi kuş kumu), ölçek tüpü, gerekliyse huni ve hatta koruma Performans Zemin Gerçeklik payı Tüpler kum ile doludur ve hacim ölçek tüpü ile silidirin yarı çapına bağlı ölçülür. Bir silindirin hacmi zaman yüksekliğinin temel çizgisi ile hesaplanır.silindirin temeli dairedir. Dairenin bölgesi: A = πr² ile r = dairenin yarı çapı ve π = 3, Bundan çıkardığımız: silindirin hacmi: V = πr²h. V Sabit h ile geçerlidir: V ~ r² res. = sabittir r² Silindir şekli yiyecek, ilaç, besin tamamlayıcı vs. için kullanışlı bir pakettir.
6 Durak 5 Deney Dünya küresi Bagımlı boyut Bağımlılık Materyal Yarı çap (dünya küresi) ve hacim (sıvının saklandığı yer) Küp Su ile ölçek tüpü, değişik yarı çaplı çeşitli küreler, Bir kılcal damar Performans Zemin Gerçeklik payı Ölçek tüpü su ile doludur ve suyun hacmi belirlenmiştir.kürelerin yarı çapı kılcal bir damar ile ölçülmüştür. Küreler su içersine arka arkaya batırılır ve yeni hacim ölçülür.saklama kabının içindeki suyun hacmi farklı hesaplanabilir ve batırılan kürenin yarı çapına bağlı olarak. Herhangi bir küre tamamen suya batırıldığında kendi hacminin yerini değiştirir.bir topun hacmi şöyle hesaplanır 4 3 V = π r (V = hacim, r = kürenin yarı çapı). 3 Suyun objeler tarafından yer değiştirmesi, örneğin banyoda ( Archimedes banyoda), kral kurbağanın hikayesi.
7 Deney 6 Deney Kaldıraç 2 Bağımlı boyutu Bağımlılık Baskı ve ağırlık kolu Geri dönüşüm orantısı Materyal Ayaklı kol (uzunluk 0,5 m), Baskı metresi (max. 10 N), Askılı ağırlık (belirli 100 g, örneğin bir taş) Baskı kolu Ağırlık kolu Ağırlık Baskı Performans Bölüm dışı zemin Baskı metresi kolun belirli, deney esnasındaki sürede hatırlayabileceğimiz bir yere monte edilir ( kaldırma kolu bu nedenle sabittir).kaldıraç kolu (kolun baskı ve dönme aksı arasındaki mesafe) ağırlığın kaldıraç koluna asılması ile değişir.kaldıraçın dengede kalması için gerekli baskı kaldırma koluna bağlı olarak ölçülür. Bir sonraki sayfaya bakınız Bir kaldıraç rotasyon aksı ile terazi kolu olarak düşünülebilir. Rotasyon aksının iki tarafı baskıdan hareket
8 edebilir.rotasyon aksı ve baskı F 1 arasındaki mesafeye d 1 kaldıraç kolu denir (resme göre). Dikkat edilmesi gereken: Eğer ayrımı yaparak baskıyı bir tarafa ve ağırlığı bir tarafa verirsek, baskı kolu ve ağırlık kolundan bahsediyor oluruz. Eğer ürün değerinin baskısı ve iki tarafdaki rotasyon aksında kaldıraç kolu eşitse, bir kaldıraç tamamen dengede olur. F (sonuç: baskı kolundan baskı = ağırlık kolundan ağırlık) 1 d1 = F2 d2 Sıradaki bağdaşımlar denge koşulundan sonuç çıkartabilir. F1 Baskı ve ağırlık kolu orantısı = sabittir (baskı kolu ve ağırlık sabittir) d2 Baskı ve baskı kolu arasındaki ters orantı F1 d1 = sabittir Sabit ağırlık F 2 belli bir mesafede d 2 kaldıraça monte edilmiştiri. Gerçeklik payı (Deney kaldıraç 2) Oyun parkındaki tahtervalli, bir vinçdeki kaldıraç, kıskaç, bisiklet vs., ağır maddelerin taşınması (çanta ve seyahat çantası sopa ile taşıma)
9 Station 7 Experiment Tünel Bağımlı boyut Bağımlılık Material Işık kaynağı ve aydınlık arasındaki mesafe Zıt dörtgen (ait olan bölüm dışı zemine bakınız) Aydınlığı ölçebilmek için bir ölçüm aleti (Lux-metresi), farklı uzunlukda ve aynı diametrede mukavva tüp, gün ışığı için pencere (pencerenin yeri ışık kaynağı) Performans Mukavva tüpler pencereye bir köşeden tuturulmuştur.diğer tarafa ise Lux-metresinin detektörü bağlanmıştır. Aydınlık direk bir ekrana yansıtılıyor. Bölüm dışı zemin Bir sonraki sayfaya bakınız.
10 Bir ışık kaynağı (güneş, lamba vs.) özel bir miktarda ışık verir. Alıcı (göz, resim-diyotu) özel bir aydınlık hisseder. Lux-metresi aydınlığı lux olarak ölçer. Lux-metresi insan gözüne yakın hisseder.işığın enerji olarak ne kadar yüksek olduğunu ölçülmez, göze ne kadar parlak bir ışığın geldiğini ölçülür. Aynı enerjinin farklı renklerdeki ışığı aynı aydınlığı vermez. Ölçekler kilit yönünde bağlanmış silisyum- diyotlar dan çıkarılmıştır. Aydınlığın ölçeği olan ışığın etkisi elekrik akımdan dolayıdır.işığın aydınlık veya yoğunluk arasındaki orantısı bir uçağın ışık akımı ve uçağın bölgesidir. Bir 1 m² lik bölgede 1 votluk monokromatik sarı-yeşil ışıkla (550 nm) aydınlatma 680 lux a denk düşer. 0,1 Lux aynı koşullarda (750 nm) kırmızı ışığa denk düşer. Işık yoğunluğu ile ilgili örnekler: - Dışarıda güneşli bir yaz günü: yaklaşık lux - Kapalı bir yaz günü: yakşlasık lux - Karanlık bir kış günü: yaklaşık 3000 lux - Iyi bir sokak lambası: yaklaşık 40 lux - Dolunaylı bir gece: yaklaşık 0,25 lux. Iyi bir ışıklandırma kazaları önlemeye yardımcı olur.iş için belirlenmiş kurallar var 100 den 250 lux a ve ince işler için 1000 lux a kadar aranmaktadır. Işığın aydınlık yoğunluğu ışık kaynağının uzaklığına bağlıdır.yoğunluk metrekare mesafesine göre azalır. Gerçeklik payı Tünelde araba kullanmak (sonunu görmeden), lambanın mesafesi (sokak lambası, masa lambası vs.) (deney Tünel)
11 Teşvik çalışma kağıdı Fonsiyonel bağ a yapılan yatırım ve hipotezler, bölüm dışı zemine yönlendirip ve tartışılabilecek günlük hayatta güdülenebilecek bir teşvik olmalı Deney başlamadan önce öğrenciler mevcut malzeme ile ilgili bir denetleme olmalıdır: -Ne değiştirilebilir? -Ne zaman miktarı değiştiriyoruz, hangi miktar aynı zamanda değişiyor? -Hangi bağlantıyı tahmin ediyorsunuz? Prensip de herhangi bir deneye başlamadan önce genel bir görev vardır Miktar...ve miktar... arasındakı farkı açıklayınız. Kontrol ediniz: Bağlantı tahmininizle örtüşüyormu? Bağlantının özelliklerini açıklayınız.. Takiben : Her deney için teşvik Elektronik arabalar deneyi için çalışma kağıdı Doldurmak üzere genel çalışma kağıdı Teşvikler (kopya için bir sonraki sayfaya bakınız)
12 Teşvik Elektronık araba Farz edin bu arabada oturuyorsunuz. Araba 1. Trafik ışıklarında bekliyor. 2. Köşeyi dönüyor. 3. Uzun bir ana cadde de düz devam ediyor. Arabanın farklı haraketlerini acıklayınız. Grup içersinde tartışınız Teşvik Damla Eminiz ki mutfağınızda veya banyonuzda damlayan bir musluk görmüşsünüzdür,. Düşünceniz nedir? Önemli olan musluğu kapattmak mı yoksa taamirt mi etmek? Saat başına, gün başına kaç damla düşüdüğünü değerlendirin? Kaç litre? Damlayan damlalar ile düşen suyun hacmi arasında bir bağlantı var mı? Sorular hakkında grup içersinde tartışınız. Teşvik Serbest düşüş Eğlence parklarında veya fuarlarda özel atraksiyon serbest düşüş kulesi bulabilirsiniz.demirden çubuklardan yaklaşık 50 m yüksekliğinde ince bir kuledir.insanlar önce en üste çıkarılır ve sonar aşağıya salınır. Bunda deneyiminiz var mı?ne hissetdiniz? Düşüş mesafesi farklı kulelerde farklıdır. Uzun bir kuleden düşüş ile kısa bir kuleden arasınadaki fark nedir? Grup içersinde tartışınız. Bir çok fark bulunuz. Kaynak: ID99300, fotoğraf: anjume
13 Teşvikler Silindir İlaç ve gıda takviyeleri vitamin gibi vs. Hap, sıvı veya toz olarak satılır.toz ilaçlar veya yiyecekler sıklıkla silindir kutulara paketlenir. Bu silindir kutular neden bu kadar kullanışlı? Grup içersinde tartışınız. Farz edelim ki iki kutu aynı yükseklikde ama zeminleri farklı yarıçapda. Bir kutunun zemin yarıçapı diğerinden iki kat daha fazla olduğunda hacimleri ne olur. Grup içersinde tartışınız: o Hacim aynı o hacim 1.5 kez daha büyük o hacim iki katı o hacim dört kat daha büyük. Teşvik Küre Archimedes ( a.chr.) banyoda hikayesini biliyormusunuz? Ne olmuşdu? Suyun yer değiştirme hacmi hakkında birşey söyleyebilirmisiniz? Küçük veya daha büyük birinin suya girmesi bir fark yaratır mı? Grup içersinde tartışınız. Masada içini su doldurabileceğiniz bir ölçek sürahisi ve farklı yarıçaplı küreler görebiliyorsunuz. source: Tamara Schuh 1C2, Düşünmeniz gereken konular: - Hangi küre suyun en çok yer değiştirmesini sağlar? - Küreye bakıp farz edin ki: İki katındaki yarıçap suyun hacminin iki kattını mı kaplar? Grup içersinde tartışınız.
14 Teşvik Kaldıraç 2 Bazen oyun parklarında tahterevalli bulabiliriz. Eminiz ki daha önce bir tahterevalli gördüğünüze. Belki tahterevalliyi (bir partner ile birlikte) dengede tutmaya çalıştınız. Farz edin ki iki arkadaşınız sizinle tahterevalliye binmek istiyor. Jack Alex den daha ağır: Kim aksa daha yakın oturmalı ki denge sağlansın? Grup içersinde tartışınız. Deneyde basit bir tahterevalli kurduk. Baskı metresini dengeyi yatay tutabilmek için ayarlayabilirsiniz. Varsayım: Baskı ölçeği aksa daha yakın olduğunda, daha az mı yoksa daha çok mu baskıya ihtiyaç var? Grup içersinde tartışınız. Teşvik Tünel Farz edin ki bir tünele girdiniz ve sonunu göremiyorsunuz. Işığın aydınlık yoğunuluğu tünelde ilerlerken nasıl değişiyor? Grup içersinde tartışınız.
15 Donanım Masada - Elektronik bir taşıma aracı - Bir ölçme bandı - Kronometre görebiliyorsunuz. Elektrik araba çalışma kağıdı Arabayı tanımak için bir kaç dakika inceleyiniz.bırakın gitsin.hangi hareketi araba hareketi ile karşılaştırılabilir? - Trafik ışığındaki başlangıcı. - Köşeyi dönünce. - Uzun bir anayolda düz devam etmesi. Arabanın 20 cm, 40 cm vs. gitmesini sağlayın. İhtiyaç duyulan süre hakkında ne diyebilirsiniz? Bir ilişki hakkında düşünün. Tüm sorular hakkında grup içersinde tartışınız. Performans 1. Arabanın 70 cm gitmesini sağlayın ve gerekli süreyi ölçünüz. Boş kutuyu doldurunuz: 70 cm 2. Şimdi arabanın 100 cm gitmesini sağlayın. Hangi süreye sahip? Doldurunuz: 3. Değer karşılığını cetvele yazınız. Önce bağımlı miktarı ilk kolona (birimi ile) yazınız.
16 4. Cetveli dikkate alın. Herhangi bir bağ var mı? Hangileri? Bulduğunuz herşeyi not alınız. 5. Cetveldeki değerleri bir koordinat sistemine planlayınız. Aksları çiziniz: X aksını zaman için çiziniz. Y aksını mesafe için çiziniz. 6. Grafiği dikkate alınız. Tanımlayınız.
17 Miktarın değerine bağlı tanımlayınız. 7. Grafiği inceleyiniz. a) Not alınız. 130 cm, 180 cm, 260 cm leri için ne kadar süreye ihtiyaç duyuluyor? Değerleri cetvele yazınız. Karşılaştırınız. b) 60 cm den120 cm e kadar olan değişimi grafikde büyük bir çizgi ile işaretleyiniz. Y aksındaki benzer değişimi. Büyük bir çizgi çekiniz. c) Şimdi farklı bir renk alıp 30 cm dan 90 cm deki değişimi ve y aksındaki benzer değişimi işaretleyiniz. d) b) deki ve c). deki değişimi açıklayınız.farkı tanımlayınız. 8. Şimdi tekrar grafiğe bakınız.araba 6 saniyede hangi mesafeyi katediyor? 60 saniyede hangi mesafeyi katediyor (1 dakika)? Bir saate hangi mesafeyi katediyor? Karşılaştırınız: Bir yayadan daha mı hızlı? 9. Durak sonuçlarını açık bir şekilde bir afişde belgeleyiniz.
18 Donanım Masada gördüğünüz. Çalışma kağıdı Performans 1. Ölçünüz ve ölçek Doldurunuz: 2. Daha çok ölçünüz Hangisi ona ait? Doldurunuz: 3. Benzer değerleri cetvele yazınız. Önce bağlı boyutları ilk kolona (birimleri ile). 4. Cetveli dikkate alınız. Herhangi bir bağlantı var mı? Hangi? Bulduğunuz herşeyi not alınız.
19 5. Cetveldeki değerleri bir koordinat sistemine planlayınız. Aksları çiziniz: X aksını değiştirdiğiniz miktar için çiziniz. Y aksını miktarı değiştiren tepki için çiziniz. 6. Grafiği dikkate alınız. Tanımlayınız. Miktarın değerine bağlı tanımlayınız.
20 7. Grafiği inceleyiniz. a) Not alınız. Hangi değer (x-aksını) açıklar ve (y-aksına)? Değerleri cetvele yazınız. Karşılaştırınız. b) Akslardaki den e kadar olan değişimi grafikde büyük bir çizgi ile işaretleyiniz. y aksındaki benzer değişimi işaretleyiniz. Büyük bir çizgi çekiniz c) Şimdi farklı bir renk alıp dan deki değişimi x aksında ve y aksındaki benzer değişimi işaretleyiniz. d) b) deki ve c). deki değişimi açıklayınız.farkı tanımlayınız. 8. Durak sonuçlarını açık bir şekilde bir afişde belgeleyiniz.