1.Fizik Eğitimini Görselleştirmek neden önemlidir?

Transkript

1 Teknoloji İle Fizik Eğitimini Görselleştirme Etkinliği Okul Sınıf Ünite Konu Ders süresi Özel Mektebim Sağlık Anadolu Meslek Lisesi 9.sınıf Isı ve Sıcaklık Genleşme 80 dk Giriş: 1.Fizik Eğitimini Görselleştirmek neden önemlidir? Fizik kavramlarının öğretilmesi üç temel düzey olan gözlemlenebilir,sembolik ve tanecik düzeylerinde, birbirleri ile ilişkilendirerek açıklanması ile mümkün olabilir ( Johnstone, 1993 ;Teber, 2013). 1.1.Gözlemlenebilir düzey:genellikle laboratuvarda gözlenen, duyular ile algılanabilen ya da ölçülebilen olay ve durumları, örneğin uzama farkı gibi 1.2. Sembolik düzey: Sembol, denklem ve matematiksel ifadeler ile gösterilen ifadeleri temsil eder. örneğin lineer uzama kat sayısı ölçeği gibi. 1.3.Tanecik düzey: Gözle görülmeyen fakat dolaylı yoldan açıklanabilen atom, molekül, yada iyon gibi taneciklerin yapı, hareket ve etkileşimlerini, örneğin ısı sıcaklık denklemlerinde elektronların hareketi gibi ifade eder. Bu aktivite Fizik dersinin kavramalarının daha anlaşılır olması için düzenlenmiştir. Özellikle Isı ve Sıcaklık kavramları, soyut kavramlar olması nedeni ile görselleştirmeye ihtiyaç duyar. Bu bağamda hazırlanan aktivite üç istasyondan oluşmaktadır. Her istasyon ısı ve sıcaklık kavramına farklı şekilde yaklaşır. Her istasyonda bir aktivite gerçekleştirilecektir. Aktivite sonunda öğrenci konuya ilişkin soruları cevaplayacaktır. Aktivite sonrası öğrenci, çalışmalını bir rapor halinde sunacaktır. Sunumun değerlendirme kriterleri ise EK 2.de verilmiştir. Tüm aktiviteler gerçekleştirilirken öğretmen hazırlığı olan wiki platformundan yararlanılabilir. Öğrenci için hazırlanan platformda konu alan bilgisinin bulunduğu sunumlar, konu ilişkili oyunlar, web 2.0 araçlarına yer verilmiştir. Bu wiki hazırlanmasındaki temel neden aktivite öncesi öğrencinin hazırlık yapabilesi ve aktivite boyunca linklere kolay ulaşımının sağlanarak aktiviteye ayrılan sürenin doğru kullanıma imkan vermektir.

2 1.Adım: Dikkat Çekme; Gagne nin birinci adımı olarak bilinir. Konu ile ilgili materyaller öğretim ortamına sunulur. Öğretmen sorusu: Bir eğlence parkında hız treninin sıcak yaz günlerinde uzayan raylarından çıkmamasının sebepleri neler olabilir? Motivasyon: Sıcak bir yaz gününde lunaparkta hız tireni ile hızlı, dik bir sürüş heyecanından daha iyi ne olabilir? Bu sürüşü hem eğlenceli hem de güvenli yapmak için mühendisler, insanların ne kadar hızlı hareket edeceğini,raydan çıkmayacağını, yada raydan ayrılsa bile tekrar raya girebileceğini hesap etmelidirler. Neyse ki, ısı ve sıcaklık denklemleri, enerji denklemleri ile bu değişkenleri belirlemek için ihtiyaç duydukları denklemleri sağlar. Bugün nasıl yapılacağını göreceğiz. Konu aslında bir olayın nasıl gerçekleştiği ile ilgilidir. O nasıl çalışır? Bu soru farklı yaş gruplarına farklı şekillerde sorulabilir. Örneğin bir anaokulu öğrencisine bu hız treni nasıl oluyor da raydan çıkmıyor diye sorduğunuzda bir sihirli değnekten bahsedebilir ve bu sizi çok şaşırtmaz. Fakat bu soruyu ortaokul veya lise öğrencisine sorduğunuzda benzer bir cevap alıyorsanız bu düşündürücü olabilir. Günlük hayatta insanların birçoğunun karmaşık teknolojik ürünlerin nasıl çalıştığı ile ilgili bilgiye ulaşmalarını beklemek belki doğru olmaya bilir, ama teknolojik ürünlerin çalışma fikri hakkında bir görüşe sahip olmasını bekleriz. Elimizde bu konu ile ilgili bir sihirli değnek yoktur fakat en az onun kadar etkili olan teknoloji vardır. Örneğin lise seviyesinde öğrencilerin ısı, sıcaklık ve genleşme arasındaki ilişkilendirmeyi yapmaları önemlidir. Bu bilginin günlük hayatta teknolojiye dönüşmesinin yeter ve gerek şartlarının bilinmesi ilişkilendirme için gereklidir. Kim Fizikçi Walter Lewin kadar sıcak yaz günlerinde büyük bir hız terinin raydan çıkmaması için ne yapılması gerektiğini bu kadar iyi hesaplayabilir?

3 For the Love of Physics Bunun için araştırmacının yeterli bilgisi ve bilgisine güvenecek kadar da cesareti olması gerekmez mi? Bugün demir raylarının hangi sıcaklıkta ne kadar genleşeceğini bilgisine sahibiz. Bu uzun demir rayları oluşturulmasında bizlere yeterli bilgiyi veriyor. Öyle ki bir hız terenin raydan normal şartlar altında çıkmayacağını biliyoruz. Hız treni fizik yasalarınca koruma altındadır.

4 2.Adım: Öğrenciyi hedeften haberdar etmedir. Öğrenciler kazanımlar hakkında bilgilendirilir. Kazanımlar: 9.5.Isı ve Sıcaklık Isı ve Sıcaklık Ünitesi Temel Kazanımları Isı, sıcaklık ve iç enerji kavramlarını tanımlar ve birbirleriyle ilişkilendirir Kullanım amaçlarını göre termometre çeşitlerini ve sıcaklık birimlerini karşılaştırarak sunar Farklı ısı ve sıcaklık birimlerinin ortaya çıkış nedenlerini açıklar Öz ısı ve ısı sığası kavramlarını açıklar Ortamdan enerji alınması veya ortama enerji verilmesi ile hâl değişimi arasındaki ilişkiyi açıklar Isıl denge kavramının sıcaklık farkı ve ısı kavramlarıyla olan ilişkisini açıklar Enerji iletim yollarını açıklar Bir maddedeki enerji iletim hızını etkileyen değişkenleri açıklar Enerji tasarrufu için yaşam alanlarının yalıtımına yönelik tasarım yapar Hissedilen ve gerçek sıcaklık arasındaki farkın nedenlerini açıklar Küresel ısınma olayının sebepleri ve küresel ısınmanın ortaya çıkardığı etkiler üzerine argümanlar oluşturur Katı, sıvı ve gazlarda genleşme ve büzülme olaylarını karşılaştırır. 3.Adım: Ön öğrenmelerin hatırlanması ile öğrenciler eksik bilgilerinin tespiti yapılır. Kavramlar: ısı sıcaklık genleşme termometre lineer ölçekler öz ısı küresel ısınma Teknoloji ısı transferi

5 4.Adım: Uyarıcılar öğretim ortamına getirilerek öğrenciye sunulur. 2. Aktiviteleri gerçekleştirmeden önce konuya hazırlık bölümü bitirmelisiniz. BYOD uygulaması kapsamında tabletinizden aşağıdaki linklere ulaşmanız ve konuya hazırlık yapmanız beklenmektedir.bu çalışma için süreniz 20 dk. Bütün aktivite boyunca sizin rehberiniz olacaktır.bu web site aktiviteyi yürütürken rehber olması için hazırlanmıştır. Url: 5.Adım: Öğrenciye materyalleri nasıl kullanacakları hakkında rehberlik edilir. Öğretmen hazırlığını sunmayı amaçlayan site yedi bölümden oluşmaktadır. Her bölüm ısı ve sıcaklık ile ilgili farklı olarak dizayn edilmiştir. webquest amaçlar, kazanımlar, hedefler, yol haritası, web 2.0 araçları, grafik çizme programları, ısı ve sıcaklıkla ilgili sunumlar konusunda kaynaklık yapmak üzere hazırlanmış bir platformdur.

6 6.Adım: Performans ortaya çıkarma kısımda öğrenciler konu ile ilgili soruları cevaplaması ve bir ürün ortaya çıkarması beklenir. 3.Fizik eğitiminde kullanılan hareketli bilgisayar görselleri a.animasyonlar: Nasıl çalışacaksınız: Öncelikle bu bölümde animasyonu izleyerek soruları cevaplayınız. Aktivitenin süresi 20 dk. Sorular: Soru 1) Bu animasyonda neler gözlemlediniz? Cevap 1: Soru 2) Genleşme olduğunun kanıtı nedir? Cevap 2: Soru 3) Aynı oda sıcaklığında özdeş termometrelerde farklı sıcaklık değerli işaretlenebilir mi? Cevap 3: Soru 4) Animasyon da hal değişimi esnasında sıcaklık değerlerine ilişkin nasıl bir tespit yapılmıştır? Cevap 4: Soru 5) Günlük hayatta ilişkin animasyon ile paralel hangi örnekler verilebilir? Cevap 5:

7 b.simülasyonlar: Bu bölümde tabletlerinizde yukarıdaki linke tıklayarak ulaşabilirsiniz. Aktivitenin süresi 20 dk. Aşağıda Yer Alan Soruları Cevaplayınız: Soru 1) Isı Miktarını sabit tutarak katı, sıvı ve gaz hali için madenin durumunu inceleyerek tablo 1.1 doldurunuz. Madenin Adı Neon Argon Oksijen Su Sabit Değişken Sıcaklık 0 Kelvin 100 Kelvin 0 Santigrat derce 100 Santigrat derce Bağımlı Değişken Maddenin Hali Tablo 1.1

8 c.videolar: Bu bölümde yer alan videoda ısı ve sıcaklık kavramlarının teknoloji ile nasıl ilişkilendirildiğine yer verilmiştir. Bu videoyu izleyerek aşağıdaki soruları yanıtlayınız. Aktivitenin süresi 20 dk. Soru 1) Videoda katı maddelerin genleşmesi ile ilgili hangi örnekler verilmiştir.? Cevap 1: Soru 2) Maddenin genleşmesi ile ilgili hesaplamalar hangi güncel problemlerin çözümünde kullanılmıştır? Cevap 2: Soru 3) Katı maddelerin genleşmeleri aynı sıcaklık değerinde nasıl ölçülür? Cevap 3: Soru 4) Uzama miktarı maddeler için ayırt edici bir özellik midir? Cevap 4: Soru 5) Genleşme ile ilgili bilimsel gelişmeler hangi teknolojik aletlerin ortaya çıkmasına neden olmuştur? Cevap 5: 7.Adım : Dönüt sağlama kısmında öğretmen aktivite boyunca doğru ve geliştirilmesi gereken çalışmaları gözlemlenir. İhtiyaç ölçüsünde rehberlik yapılır.

9 8.Adım: Performans değerlendirmede öğrencinin hedef kazanımlara ne ölçüde ulaştığı ile ilgili değerlendirme yapılır. Ek 2: Aktivite Değerlendirme Rublik Değerlendirme için hazırlanmış rublik de sunumunuzun nasıl hazırlanması gerektiği ile ilgili kriterler yer almaktadır.

10 9.Adım: Kalıcılığı sağlama ve transferi güçlendirmek için bir sonraki konu ile ilişkilendirme yapılır. Pekiştirme ve İlişkilendirme Soruları: 1. Maddeler ısınınca genleşir. Günlük hayatta bu durum birçok teknolojik donanımı etkiler. Örneğin ulaşımda sık kullanılan terenler bir ray üzerinde hareket ederler. Yazın bu rayların ısınarak genleşir. Bu genleşme miktarı önemli derecede seyahat güvenliğini etkiler. Bu olumsuz koşulun ortadan kaldırılması için nasıl bir çözüm üretilmiş olabilir? 2. Isı ve sıcaklı konusu günlük hayatta kullanılmak üzere bir çok teknolojik aracın üretilmesine neden olmuştur. Isıtıcılar bu teknolojik araçlardan bir kaçıdır. Isıtıcıların çalışma şekli nasıl olabilir?

11

12