TERMOS. Tarih: Ders: Fen Bilimleri Konu: Isı ve Sıcaklık Yazarlar: Sevil Akaygün Sınıf: 5. sınıf Süre: dk Fatma Aslan-Tutak

Transkript

1 TERMOS Tarih: Ders: Fen Bilimleri Konu: Isı ve Sıcaklık Yazarlar: Sevil Akaygün Sınıf: 5. sınıf Süre: dk Fatma Aslan-Tutak 1. Hedef Kazanımlar: Bilişsel Süreç Kazanımları: 1.1. Ana disipline ait kazanım: Fen Bilimleri Sıcaklığı farklı olan sıvıların karıştırılması sonucu ısı alışverişi olduğuna yönelik deneyler yapar ve sonuçlarını yorumlar Diğer STEM disiplinine ait kazanım: Matematik Zaman ölçü birimlerini tanır, birbirine dönüştürür ve ilgili problemleri çözer Veri toplamayı gerektiren araştırma soruları oluşturur Sıklık tablosu, sütun grafiği veya ağaç şeması ile gösterilmiş veriyi özetler ve yorumlar Dört işlem içeren problemleri çözer. Teknoloji Sıcaklığı ölçmek için basit bir cihaz olan termometreyi kullanır. Mühendislik Farklı malzemeleri göz önünde bulundurarak sınırlı malzeme kullanımı ile en az düzeyde ısı kaybı oluşturan termos tasarlar ve oluşturur. Sayfa 1 / 8

2 1.3. Sosyal Ürün Kazanımları: Grup arkadaşlarıyla etkili iletişim kurarak fikirlerini paylaşır ve grup çalışmasına aktif olarak katılır. Grup tasarımlarını, ürünlerini ve deney sonuçlarını sınıf arkadaşlarına sunar. 2. Kullanılan Materyaller: Günlük yaşam malzemeleri: Kapaklı kâğıt bardak, Alüminyum folyo, Pirinç, Baloncuklu naylon (ince), Pamuk, Disk pamuk, Kâğıt peçete veya kâğıt havlu, Çeşitli kumaş atıkları veya mendil. Kırtasiye malzemeleri: Koli bandı, Selo bant, Boya kalemleri, Oyun hamuru, Kâğıt (düz ve elişi) Laboratuar malzemeleri: Termometre, Su ve su ısıtıcı, Süreölçer (kronometre), Dereceli silindir Sayfa 2 / 8

3 Öğrencilerin kullanmak istedikleri farklı malzemeler varsa; öğretmenden onay almalıdırlar. 3. Kaynaklar: Isı alışverişi: Termos nasıl çalışır: Ölçme-Değerlendirme: 4.1. Kullanılacak rubrikler: Bilişsel Süreç: Fen Rubriği, Sosyal Ürün: Takım Çalışması Rubriği, Öğrenci Öz Değerlendirme Formu kullanılacaktır. 5. Bilgi Temelli Hayat Problemi (BTHP): 5.1. BTHP: Öğrencilerden, temin edilen malzemeleri kullanarak bir kâğıt bardak için yalıtım hazırlayarak termos üretmeleri istenmektedir. Öğrencilerin görevi en verimli termosu üretmektir. En verimli olarak seçilen termos ile farklı sıcaklıklardaki sıvıların (çay demi ve sıcak su) karışımından oluşan sıvının sıcaklıklarını gözlemleyeceklerdir. Sayfa 3 / 8

4 5.2. Sınırlamalar: Sıcak suyun kullanıldığı aşamalarda güvenliğe önem verilmelidir. Öğrencilerin üzerine sıcak su dökülmemesi için gerekli tedbirler alınmalıdır. Okullarda termometre, beher, dereceli silindir, su ısıtıcısının bulunmaması sınırlılık oluşturabilir. Termoslarda ısı yalıtımı tam olarak sağlanamazsa kullanılan malzemeler arasında farklılık gözlemlenemeyebilir Meslekler ve Sorumluluklar: Malzeme mühendisi Kalite kontrol mühendisi Çevre bilim uzman Tasarım uzmanı Sözcü Çizici Malzeme temin edici Raportör (sekreter) Gözlemci (ölçüm alan kişi) Kalite kontrölcü (eleştiren kişi) 6. Ders İçeriği: 6.1. Derse Giriş: Öğretmen aşağıdaki fotoğrafları gösterir ve bir öğretmen arkadaşı ve onun iki öğrencisi arasında yaşanan bir olaydan, senaryodan bahseder ya da sınıfta iki öğrencisi ile birlikte canlandırır: o Öğretmen: Çocuklar, artık kış geldi, havalar çok soğudu. Böyle bir havada, öğle yemeğinde annenizin yaptığı sıcacık bir çorba içmek ne güzel olur, öyle değil mi? o Ali: Çok iyi olur öğretmenim, içimiz ısınır. Ama annemizin yaptığı çorbayı okula nasıl getirebiliriz ki? o Ayşe: Benim bir fikrim var: Evdeki çorbamızı okula getirmek için bir termos yapabiliriz. o Öğretmen: Bravo Ayşe, bu çok iyi bir fikir. O zaman haydi iş başına! Göreviniz: Verilen Sayfa 4 / 8

5 malzemelerden en verimli çalışan ve maliyeti en düşük termosu tasarlamak ve yapmak. o Ali: Sonra gelsin, çaylar, çorbalar Öğretmen sınıfa döner; Eee, o zaman haydi sizler de iş başına! Göreviniz: Verilen malzemelerden en verimli çalışan ve maliyeti en düşük termosu tasarlayıp üretmek. Sonra gelsin, çaylar, çorbalar Deneme: Öğretmen sınıfa etkinlik kâğıtlarını dağıtır ve öğrencilerden 4 er kişilik gruplarda çalışarak bir termos tasarlamalarını ister. Öğrenciler gruplarında termos yapımı görevi ile ilgili araştırmalar yaparak bilgi edinip ardından öğretmenleri tarafından temin edilen malzemeleri incelerler. Termos tasarımında amacın en verimli termosun üretilmesi olduğu söylenir. Öğretmen, sınıfa termosun verimli olmasının ne anlama geleceğini sorar ve ürünlerin değerlendirme ölçütleri sınıfta oluşturulur. Bir termosun verimli olması içindeki sıvının sıcaklığını uzun süre koruyabilmesi (zaman içerisinde en az sıcaklık değişimi gözlemlenmesi) ve maliyetinin düşük olması olarak tanımlanır. Öğretmen termos yapımında verimliliğin yanı sıra tasarımların estetik boyutunun da düşünülmesini vurgular. Gruplar içerisinde görev dağılımları yapılır. Gruplara, verilen malzemeleri incelemeleri için süre verilir. Ardından etkinlik kâğıtlarında termos için ilk tasarımlarını yapmaları istenir. Bu tasarımlarını çizerler ve kullanmayı planladıkları malzemeleri neden seçtiklerini belirtirler. Bu noktada öğretmen, öğrencilerin tasarımlarını çizdiklerinden emin olmalıdır. Öğrenciler tasarımlarını çizmeden termos üretimine geçmemelidirler Destekleme: 1. Aşama: Öğrenciler, gruplar halinde tasarladıkları termosu oluştururlar. Termosların üretimi sırasında öğrencilerin kullandıkları malzemelerin miktarını not etmeleri istenir. Bu bilgiyi daha sonra termosun maliyetini hesaplamada kullanacakları hatırlatılır. Termoslar tamamlandıktan sonra veri toplama aşamasına geçilir. Grupların tasarladıkları termosların içine 200ml kaynar su doldurulur ve termometre ile suyun Sayfa 5 / 8

6 sıcaklığı ölçülür. Öğrencilerden bu sıcaklığı etkinlik kâğıdındaki tabloda t=0 değerini yani başlangıç değeri olarak not etmeleri istenir. Termometrenin termosun kapağındaki delikte bırakılması daha sonraki ölçüm yapılmasında yardımcı olacaktır. Gruptaki iki öğrenci termoslarındaki suyun sıcaklığını her 3 dakikada bir gözlemleyerek tabloyu doldururlar. Öğrencilerin başlangıç (t=0) da dâhil olmak üzere 6 kere ölçüm almaları (son ölçüm t=15) istenir. Burada öğrencilerin geçen süre içerisinde suyun sıcaklığındaki düşüşü gözlemlemeleri beklenmektedir. Gruptaki diğer iki öğrenci de termos yapımında kullandıkları malzemelerin maliyetini hesaplar. Maliyet hesaplamasında kendilerine verilen birim malzeme fiyatını kullanırlar. Grupların termoslarının maliyetlerini ve 15 dakika sonunda içindeki suyun sıcaklığındaki değişimi tüm sınıf ile paylaşmaları istenir. Grupların oluşturdukları termosların bilgileri (malzeme, maliyeti, başlangıç-bitiş sıcaklığı ve farkı) tahtaya yazılarak tüm grupların bulgularındaki farklar tartışılır. En verimli termosun hangisi olduğu seçilir. 2. Aşama: En verimli termosu belirledikten sonra öğretmen etkinliğin ikinci aşamasına geçileceğini söyler. Tüm gruplardan en verimli olarak seçilen termostan birer tane üretmeleri istenir. Öğretmen bu sefer de termoslara çay koyacaklarını söyler. Öğrenciler ile çay demleme, demin ve çay suyunun sıcaklıkları üzerine kısa bir konuşma yapılır. İçtiğimiz çayın aslında farklı sıcaklıklardaki iki sıvının karışımı olduğu fark ettirilir. Öğretmen, bazı insanların koyu çay severken bazı insanların açık çayı tercih ettiğini belirtir. Çay hazırlamadaki sıcaklık değişimlerini gözlemleyeceklerini söyleyerek sınıftaki grupların termoslarına farklı koyulukta çaylar koyacaklarını anlatır. Grupların 1 tanesinin termosuna 5 ml dem 195 ml sıcak su, 2 tanesinin termosuna 25 ml dem 175 ml sıcak su, ve diğer 2 grubun termosuna da 50 ml dem 150 ml sıcak su koyulur. Grupların termosların içeresine koyacakları dem ve sıcak su öğretmenleri tarafından verilir. Grupların termoslarına eklenmeden önce demin ve sıcak suyun sıcaklıkları ölçülür. Bu sıcaklık değerlerini grupların etkinlik kâğıtlarına not etmeleri istenir. Ardından gruplar t=0 anında termosların içeresindeki çayın sıcaklığını ölçerler. Gruplar 3 er dakikalık aralıklarla 5 ölçüm daha yaparlar ve t=15 anındaki çayın sıcaklığını tabloya not ederler. Sayfa 6 / 8

7 6.4. Derinleşme: Bu bölümde, tahmin et gözlem yap açıkla yöntemi kullanılarak öğrencilerden ısı miktarı konusunda bilgilerini derinleştirmeleri hedeflenmektedir. Öğrencilere bu aşamada bir ek görevleri olacağı, bu ek görev için aşağıdaki soru yöneltilir. o Ek Görev: Termosa konulan bir sıvının miktarı ile termosun verimi arasında bir ilişki var mıdır? Yani, termosa aynı sıcaklıkta bulunan, az miktarda sıvı koyunca mı yoksa çok miktarda sıvı koyunca, 6 dakikanın sonunda hangisi daha sıcak olacaktır? Bu sorunun cevabının ne olabileceğini önce tahmin etmeleri ve tahminleri çalışma kâğıtlarına yazmaları istenir. Ardından, bu soruyu cevaplamak üzere deney tasarlamaları ve deneyi yapmaları istenir. Bunun için önce gruplara en verimli termosu kullanarak nasıl bir deney yapacaklarını kağıt üzerinde tasarlamaları istenir. Ardından, deney sırasında kullanacakları kendi ölçüm tablolarını çizmeleri istenir. Not: Bu aşamada öğrencilerin aynı sıcaklıktaki bir sıvıdan iki farklı miktarda alarak deneyi tasarlamaları gerekmektedir. Örneğin; 60 ºC deki sudan 50 ml ve 100 ml almak gibi. Bu noktada öğrenciere direk bilgi verilmemekte, aksine öğrencilerin bu çıkarımı yapabilmeleri beklenmektedir. Eğer öğrenciler bu tasarımı yapmakta zorluk çekerse, araştırma sorusu (ek görev) tekrar okunarak altı çizili kelimelere vurgu yapılır. Her grup deneyini tamamladığı zaman tahtaya tüm grupların sonuçları bir tablo halinde yazılır. Burada her grubun hangi sıvıyı seçtiği, sıvının hangi sıcaklıkta olduğu ve 6 dakika sonundaki sıvı sıcaklıklarına göre sonuçlarını içeren bir tablo tahtaya çizilir. Son olarak, deneyin sonuçlarını sınıfça tartışmaları istenir Sayfa 7 / 8

8 Not: Öğretim programında ısı değişiminin madde miktarına bağlı olduğu konusunun vurgulanması beklenmemesine rağmen, ısının maddenin (taneciklerinin) sahip olduğu toplam enerji olduğunu öğrenmiş olmaları nedeniyle madde miktar arttıkça maddenin toplam ısısının (ısı enerjisinin) de artacağı çıkarımını yapabilmeleri beklenmektedir Değerlendirme: Bu etkinlikte değerlendirme aslında dersin başından sonun kadar yer almaktadır. Derse Giriş bölümünde öğretmen, öğrencilerin sıcaklık üzerine olan ön bilgilerini yoklamaktadır. Öğrencilerin sözlü cevapları doğrultusunda sıcaklık kavramı üzerine biçimlendirici (formative) değerlendirme yapar. Bu etkinliklerde öğrencileri değerlendirmede bilişsel süreç için Fen Rubriği kullanılabilir. Öğrencilerin oluşturacakları ürün ve oluşturma surecindeki çalışmaları da Sosyal Ürün Genel Rubriği ve Sosyal Ürün: Takım Çalışması Rubriği ile değerlendirilebilir. Sayfa 8 / 8