Öğrenme Alanı : Fiziksel Olaylar 3. Ünite : Yaşamımızdaki Elektrik Önerilen Süre : 16 ders saati A. Genel Bakış Bu ünite, 6. sınıfta yer alan iletken, yalıtkan, direnç kavramlarına ek olarak soyut kavramlar olan yük, elektrik akımı ve gerilim kavramlarını veren bir içeriğe sahiptir. Ünitede elektriklenme çeşitleri ile elektrik yükleri tanıtılarak sürtmeyle cisimlerin sadece temas yüzeylerinin artırıldığı, dolayısıyla iki çeşit (temas ve etki) elektriklenme çeşidi olduğu vurgulanmıştır. Öğrencileri çeşitli kavram yanılgılarına götürebileceğinden Statik Elektrik = Durgun Elektrik ifadesi (elektriklenmede yüklerin hep durgun olduğu, yıldırım vb. olaylarda yüklerin akmayacağı vb.) verilmemiş, elektriklenme olayı bir yük dengesizliği ve yük alışverişi olarak ifade edilmiştir. Ayrıca elektriklenme olayı ile ilgili günlük hayatta çeşitli örneklere değinilmiştir. Bunun yanı sıra pillerin, akülerin vb. elektrik enerjisi kaynaklarının belli bir gerilimlerinin olduğunu ve kapalı bir elektrik devresine bir elektrik akımı sağladığını, tıpkı bir su tesisatındaki su akışı, su pompası, su boruları, musluk ve suyun akışına benzeterek verilmesi ön görülmektedir. Bu ünite işlenirken soyut kavramlar olan akım ve gerilimin bir elektrik devresinde ampermetre ve voltmetre kullanılarak nasıl ölçüleceği, akım-gerilim-direnç ilişkisini verirken bu ölçümlere dayandırma esas alınmıştır. Ayrıca ünitede, ampullerin (dirençlerin) seri-paralel bağlanması durumunda devrede ne gibi değişiklikler olacağını; bu bağlama şekillerinin günlük hayatta kullanım amaçlarına göre nasıl değiştiğinin verilmesi hedeflenmektedir. Bu ünite, öğrencilerin deney yapmalarının yanı sıra, bir elektrik devresindeki problemi, istenen şartlara uygun olarak çözmelerini teşvik edecek öğrenme etkinliklerini içermektedir. Ünitede verilen öğrenme, öğretim ve değerlendirme etkinlikleri öneri niteliğindedir. Öğretmenler fizikî şartları da dikkate alarak tüm öğrencilerin etkin katılımını sağlayacak uygun bir öğrenme ortamı hazırlamalıdır. Ünitede öğrencilerin, giriş etkinliğinde yer alan sürtmeyle elektriklenme konusundaki ön bilgilerini hatırlaması, dokunma ve etki ile elektriklenme kavramları için temel oluşturur. Öğrencilerin bu etkinlikleri yaparken çeşitli tahminlerde bulunmaları, bu tahminleri test etmeleri ve problem çözmeleri teşvik edilerek alt sınıflarda edindikleri bilimsel süreç becerilerini geliştirmeleri hedeflenmektedir. Öğrenciler, El El Üstünde öğretim ve değerlendirme etkinliği ile elektrik akımı, üreteç, açık-kapalı devre kavramlarını rol yaparak öğrenmeye çalışır. Bu etkinliğin gerçek hayata benzeyen ve benzemeyen yönleri yorumlanır. B. Ünitenin Amacı Bu ünitede öğrencilerin; elektriklenme çeşitlerini ve teknolojideki uygulama alanlarını, elektrik akımı ve gerilim kavramlarını anlamaları, bir elektrik devresindeki akımı ve gerilimi ölçebilmeleri, akım-gerilim-direnç ilişkisini kavramaları, ampullerin seri-paralel bağlanma şekillerini ve günlük hayatta kullanım amaçlarını keşfetmeleri hedeflenmektedir. 216
C. Ünitenin Odağı Bu ünitenin odağı, elektrik devrelerindeki yük-akım-gerilim ve direnç kavramları etrafında farklı basit elektrik devreleri oluşturmanın yanında devre elemanlarının birbirleriyle ilişkisini deney, araştırma ve gözleme dayalı etkinliklerle araştırmak ve öğrencilerin deney araç-gereçlerini kullanma becerilerini geliştirmektir.. Ç. Önerilen Konu Başlıkları Cisimleri Dokunarak/Dokunmadan Elektrikleyelim Yıldırımdan Korunalım Elektrik Akımı Nedir? Akımı ve Gerilimi Ölçelim Ampulleri Seri ve Paralel Bağlayalım Elektrik Akımı Az Dirençli Yolu Tercih Eder! 217
D. Ünitenin Kavram Haritası BU KAVRAM HARĐTASI SADECE ÖĞRETME Đ BĐLGĐLE DĐRMEK VE Ü ĐTE ĐÇĐ DEKĐ KAVRAMLARI BĐR BÜTÜ HALĐ DE GÖSTERMEK AMACIYLA VERĐLMĐŞTĐR. BU KAVRAMLAR KULLA ILARAK FARKLI KAVRAM HARĐTALARI DA OLUŞTURULABĐLĐR. 218
E. Ünite Kazanımları ve Etkinlikler ÖĞRE ME ALA I: FĐZĐKSEL OLAYLAR 3. Ü ĐTE: YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK Ü ĐTE KAZA IMLAR ETKĐ LĐK ÖR EKLERĐ AÇIKLAMALAR YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK 1. Elektriklenme ve çeşitleri ile ilgili olarak öğrenciler; 1.1. Bazı maddelerin veya cisimlerin birbirlerine temas ettirildiğinde elektriklenebileceğini fark eder. 1.2. Aynı yolla elektriklendikten sonra aynı cins iki maddenin birbirlerini dokunmadan ittiğini, farklı cins iki maddenin ise birbirlerini dokunmadan çektiğini deneyerek keşfeder (BSB-8, 9, 30, 31). 1.3. Deneysel sonuçlara dayanarak iki cins elektrik yükü olduğu sonucuna varır (BSB-31). 1.4. Elektrik yüklerinin pozitif (+) ve negatif (-) olarak adlandırıldığını belirtir. 1.5. Aynı elektrik yüklerinin birbirini ittiğini, farklı elektrik yüklerinin ise birbirini çektiğini ifade eder. 1.6. Negatif ve pozitif yüklerin birbirine eşit olduğu cisimleri, nötr cisim olarak adlandırır. 1.7. Yüklü bir cismin başka bir cisme dokundurulunca onu aynı tür yükle yükleyebileceğini ve bu cisimlerin daha sonra birbirini itebileceğini deneyerek keşfeder (BSB-8, 9, 30, 31). 1.8. Elektriklenme olaylarında cisimlerin negatif yük alış-verişi yaptığını ve cisimler üzerinde pozitif veya negatif yük fazlalığı (yük dengesizliği) oluştuğunu ifade eder. 1.9. Elektroskopun ne işe yaradığını, tasarladığı bir araç üzerinde gösterir (BSB-18, FTTÇ-5). Cisimleri Elektrikleyelim Öğrenciler, yünlü bir kazağa sürttükleri bir balonu cama veya duvara yaklaştırdıklarında neler olabileceği hakkında tahminlerde bulunur ve tahminlerini test ederler. Sonra öğrenciler iki gruba ayrılır. 1. gruptaki öğrenciler, ebonit çubuğu veya plastik bir tarağı yünlü bir kumaşa; 2. gruptaki öğrenciler ise cam bir çubuğu, ipek bir kumaşa sürter. Sonra gruplar ebonit ve cam çubukları, alüminyum folyodan yapılmış iple astıkları küçük toplara dokundurmadan yaklaştırır. Gruplar gözlemlerini karşılaştırarak tartışır. Daha sonra öğrenciler, üç gruba ayrılır. 1. grup yünlü kumaşa sürttükleri ve ortalarından iple bağlı iki plastik çubuğun sürtülen taraflarını birbirine yaklaştırarak gözlemlerini kaydeder. 2. grup, aynı denemeyi iki cam çubuğu ipek kumaşa sürterek; 3. grup ise bir plastik çubuğu, yünlü kumaşa ve bir cam çubuğu ipek kumaşa sürterek tekrarlar. Bu etkinlik sonucunda her bir grup kaydettiği gözlem sonuçlarını birleştirerek bir tablo oluşturur. Bu tablodan yola çıkarak öğrenciler, aynı ve farklı cins maddelerin elektriklendikten sonra birbirleri ile etkileşme durumlarını ifade eden genel bir yargıya varır (1,1; 1.2; 1.3). Dokundur ve Gör Öğrenciler, Elektriklenen cisimler birbirlerine dokundurulduğunda acaba nasıl davranır? sorusuna ilişkin tahminlerde bulunur. Daha sonra elektriklediği bir ebonit çubuğu (plastik çubuğu) küçük bir top hâline getirip iple astığı bir alüminyum folyoya yaklaştırır. Yaklaştırma esnasında alüminyum topun hareketini tahmin eder. Topun plastik çubuğa değdikten sonraki hareketini gözlemler. Ön bilgilerini de kullanarak topun çubuğa değmeden önceki ve değdikten sonraki her iki durumunu yorumlamaya çalışır (1.7). Bir Elektroskop Yapalım Öğrenciler, cisimlerin yüklü olup olmadığını ve yüklü ise yüklerinin türü hakkında nasıl yorum yapılabileceğini test etmek için basit araç ve gereçlerle (alüminyum folyo yaprakları, kavanoz, çivi vb.) bir elektroskop yapar. Yüklediği cisimleri yaptığı elektroskopun topuzuna önce yaklaştırır, sonra dokundurur. Her denemede gözlem sonuçlarını kaydeder. Daha sonra sınıfa gerçek bir elektroskop getirilir. Öğrencilerden kendi elektroskopları ile gerçek elektroskobu karşılaştırmaları istenir (1.9).??? Sürtünme, elektriklenmeyi kolaylaştırıcı (etkileşme yüzeyini artıran) bir etkendir. Burada önemli olan temas yüzeyidir. Bu nedenle öğrenciler Elektriklenme sürtünme ile oluşur. kavram yanılgısına düşmemelidir. [!] Elektriklenme ile ilgili etkinlikler nemli ortamlarda sonuç vermediğinden kuru bir ortam tercih edilmelidir. [!] 1.8 Negatif yüklerin elektronlar, pozitif yüklerin ise protonlar olduğu 4. Ünite olan Maddenin Yapısı ve Özellikleri ünitesinde verilecektir. [!] Elektriklenme konusundaki (+), (-) sembolleri matematikteki toplama ve çıkarma işlemleri ile karıştırılmamalıdır. : Sınıf-Okul Đçi Etkinlik : Okul Dışı Etkinlik : Ders Đçi Đlişkilendirme : Diğer Derslerle Đlişkilendirme : Ölçme ve Değerlendirme???: Kavram Yanılgısı [!]: Uyarı : Sınırlamalar : Ara Disiplinlerle Đlişkilendirme (Ayraç içindeki 1. rakam Fen ve Teknoloji dersi kazanımını, 2. rakam ara disiplin kazanımını gösterir.) 219
ÖĞRE ME ALA I: FĐZĐKSEL OLAYLAR 3. Ü ĐTE: YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK Ü ĐTE KAZA IMLAR ETKĐ LĐK ÖR EKLERĐ AÇIKLAMALAR Haydi Yükler Toprağa! [!] 1.10 Toprağın yani 1.10. Yüklü cisimlerden toprağa, topraktan yüklü cisimlere Öğrenciler, yün kumaşa sürterek yükledikleri bir balonu elektroskobun yerkürenin aslında çok negatif yük akışını topraklama olarak adlandırır. topuzuna dokundurmadan yaklaştırır. Yaprağın hareketini gözlemleyerek büyük bir nötr cisim 1.11. Cisimlerin birbirine dokundurulmadan etki ile gözlem sonucunu kaydeder. Daha sonra balonu uzaklaştırmadan yaprakların olduğu hatırlatılmalıdır. elektriklenerek zıt yükle yüklenebileceğini deneyerek bulunduğu metal çubuğun en alt ucuna dokunarak yaprağın hareketini keşfeder (BSB-8, 9, 30, 31). gözlemleyerek sonuçlarını kaydederler. Önce ellerini çeker, bir süre sonra da [!] 1.11 Cisimleri etki ile 1.12. Elektriklenmenin teknolojideki ve bazı doğa olaylarındaki balonu uzaklaştırırlar. Yine elektroskobun yaprağının hareketini yüklemek için topraklama uygulamaları hakkında örnekler vererek tartışır (FTTÇ-5). gözlemleyerek sonuçlarını tartışır ve yorumlarlar. Öğrenciler bu etkinliğin yapılması gerektiği sonucunda elektroskobun yapraklarına ellerini dokundurduklarında basit bir vurgulanmalıdır. topraklama yaptıklarının farkına varırlar (1.10, 1.11). Yıldırımdan Korunalım Öğrenciler, günlük yaşamda elektriklenmenin uygulamaları (fotokopi Afetten Korunma ve makineleri, çakmaklar, paratonerler vb.) ile ilgili araştırma yapar. Bir doğa Güvenli Yaşam olayı olan yıldırım düşmesi konusunda bilgi edinerek korunma yolları ve (1.12-9 ) binalardaki paratonerlerin önemi ile ilgili araştırmalarda bulunur.araştırma Tahmin Et-Gözlemlesonuçlarını arkadaşlarına sunarlar (1.12). Açıkla YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK 2. Elektrik devrelerindeki akım, gerilim ve direnç ilişkisi ile ilgili olarak öğrenciler; 2.1. Elektrik akımının bir çeşit enerji aktarımı olduğunun farkına varır. 2.2. Elektrik enerjisi kaynaklarının, devreye elektrik akımı sağladığını ifade eder. 2.3. Elektrik devrelerinde akımın oluşması için kapalı bir devre olması gerektiğini fark eder. 2.4. Bir elektrik devresindeki akımın yönünün üretecin pozitif kutbundan, negatif kutbuna doğru kabul edildiğini ifade eder ve devre şeması üzerinde çizerek gösterir. 2.5. Ampermetrenin devreye nasıl bağlanacağını devreyi kurarak gösterir (BSB-17, 18). Elektrik Akımı edir? Öğrenciler, ampul, duy, anahtar, pil ve bağlantı kablolarından oluşan bir elektrik devresi kurar. Acaba hangi durumlarda lamba söner? sorusuna cevap teşkil edecek tahminlerde bulunur. Örneğin; devrede pil, akü vb. bir elektrik enerjisi kaynağı olmadığında, anahtar açıkken devre tamamlanmadığında ne olacağını tahmin eder. Tahminlerini test edecek denemeler yapar ve deneme sonuçlarını kaydeder. Sonuçta ampulün yanabilmesi için genel bir yargıya varır. Öğrenciler bu olayı bir su tesisatındaki suyun akışına benzeterek yorumlar. Burada su elektrik akımına, su tesisatındaki su pompası pile, musluk veya vana anahtara, borular elektrik kablolarına benzetilerek bu modelin benzemeyen yönleri ile birlikte tartışılır (2.1; 2.2; 2.3). [!] 2.1. Öğrencilere, bir devrede elektrik enerjisi kaynağı nedeniyle yüklerin kinetik enerjilerini birbirlerine aktarmaları sonucu elektrik akımının oluştuğu, yüklerin kapalı devre boyunca iletkenin bir ucundan diğer ucuna gitmediği vurgulanmalıdır. [!] Öğretmen su tesisatı modelinin sadece bir benzetme olduğunu ve eksiklerinin bulunduğunu vurgulamalıdır : Sınıf-Okul Đçi Etkinlik : Okul Dışı Etkinlik : Ders Đçi Đlişkilendirme : Diğer Derslerle Đlişkilendirme : Ölçme ve Değerlendirme???: Kavram Yanılgısı [!]: Uyarı : Sınırlamalar : Ara Disiplinlerle Đlişkilendirme (Ayraç içindeki 1. rakam Fen ve Teknoloji dersi kazanımını, 2. rakam ara disiplin kazanımını gösterir.) 220
ÖĞRE ME ALA I: FĐZĐKSEL OLAYLAR 3. Ü ĐTE: YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK Ü ĐTE KAZA IMLAR ETKĐ LĐK ÖR EKLERĐ AÇIKLAMALAR YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK 2.6. Basit elektrik devrelerindeki elektrik akımını ölçmek için ampermetre kullanır ve akım biriminin amper olarak adlandırıldığını ifade eder. (BSB-17). 2.7. Gerilimi, bir iletkenin iki ucu arasında akım oluşmasına neden olabilecek enerji farkının bir göstergesi olarak ifade eder. 2.8. Voltmetrenin devreye nasıl bağlanacağını devreyi kurarak gösterir (BSB-17, 18). 2.9. Pillerin, akülerin vb. elektrik enerjisi kaynaklarının kutupları arasındaki gerilimi, voltmetre kullanarak ölçer ve gerilim biriminin volt olarak adlandırıldığını ifade eder. (BSB-17). 2.10. Bir devre elemanının uçları arasındaki gerilim ile üzerinden geçen akım arasındaki ilişkiyi deneyerek keşfeder (BSB-8, 9, 30, 31). 2.11. Bir devre elemanının uçları arasındaki gerilimin, üzerinden geçen akıma oranının devre elemanının direnci olarak adlandırıldığını ifade eder. 2.12. Volt/Amper değerini, direnç birimi Ohm un eş değeri olarak ifade eder. Devredeki Akımı ve Gerilimi Ölçelim Öğrenciler, sınıfa getirilen farklı pillerin üzerinde yazan gerilim değerlerini voltmetre kullanarak ölçebileceklerini test eder. Daha sonra öğrenciler, basit bir elektrik devresindeki akımı ampermetre ile, ampulün uçları arasındaki gerilimi ise voltmetre ile ölçer. Öğrenciler böylece ampermetre ve voltmetrenin ne işe yaradığını, ne şekilde kullanıldığını test eder (2.6; 2.7; 2.8). Direnç-Akım-Gerilim Đlişkisi Öğrenciler pil, ampul ve bağlantı kablolarından oluşan basit bir elektrik devresi kurar. Ampul yanarken devreden geçen akımı ampermetreyle, ampulün uçları arasındaki gerilimi ise voltmetre ile ölçer. Daha sonra öğrenciler 2. bir pili ve ardından 3. bir pili devreye seri bağlar. Her durum için devreden geçen akımı ve ampulün uçlarındaki gerilimi ölçerek bir tabloya kaydederler. Tabloya yeni bir sütun ekleyerek her bir deneme için Gerilim/Akım oranını hesaplar. Ayrıca topladığı verileri kullanarak bir gerilim-akım çizgi grafiği oluşturur. Tabloyu ve grafiği yorumlayarak akım ile gerilim arasındaki ilişkiyi ifade eden bir genellemeye varır. Bir direnç ölçer yardımıyla ampulün direncini ölçerek gerilim/akım oranıyla karşılaştırır (2.10; 2.11), (BSB-26, 27, 28, 30). [!] 2.6-2.8 Voltmetrenin iki uç arasındaki gerilimi, ampermetrenin ise iletkenin üzerinden geçen akımı ölçtüğünden farklı bağlandığı vurgulanmalıdır. [!] Öğrencilere, konunun tarihsel gelişimi ile ilgili bir okuma metni verilerek akımın yönünün negatif yüklerin akış yönünün tersi olarak kabul edildiği verilmelidir. [!] Şehir geriliminin ölçümünün tehlikeli olacağı vurgulanmalıdır. El El Üstünde : Sınıf-Okul Đçi Etkinlik : Okul Dışı Etkinlik : Ders Đçi Đlişkilendirme : Diğer Derslerle Đlişkilendirme : Ölçme ve Değerlendirme???: Kavram Yanılgısı [!]: Uyarı : Sınırlamalar : Ara Disiplinlerle Đlişkilendirme (Ayraç içindeki 1. rakam Fen ve Teknoloji dersi kazanımını, 2. rakam ara disiplin kazanımını gösterir.) 221
ÖĞRE ME ALA I: FĐZĐKSEL OLAYLAR 3. Ü ĐTE: YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK Ü ĐTE KAZA IMLAR ETKĐ LĐK ÖR EKLERĐ AÇIKLAMALAR 3. Ampullerin (dirençlerin) bağlanma şekilleri ile ilgili Ampulleri Seri ve Paralel Bağlayalım [!] 3.1 Etkinlikler olarak öğrenciler; Öğrenciler iki gruba ayrılır. 1. grup, bir elektrik devresine önce bir ampul ampuller yerine direnç 3.1. Ampullerin seri ve paralel bağlandığı durumları devre bağlar ve ampulü yakar. Daha sonra ikinci, ardından üçüncü bir ampulü seri (reosta vb.), pil yerine güç kurarak gösterir (BSB-17). bağlayarak devreyi yeniden kurar. Gruptaki öğrenciler her denemeden önce kaynağı kullanılarak 3.2. Ampullerin seri ve paralel bağlanması durumunda devredeki lambanın parlaklığının değişimi hakkında tahminlerde bulunur. Tahminlerini yapılabilir. farklılıkları deneyerek keşfeder (BSB-8,9,30,31). test eden denemeleri yaptıktan sonra ampullerin parlaklıklarını gözlemleyerek 3.2 Pillerin paralel 3.3. Seri ve paralel bağlı ampullerden oluşan bir devrenin sonuçlarını kaydederler. Öğrenciler, lambalar üzerinden geçen akımı ölçer ve bağlanması konusuna bu şemasını çizer. tabloya kaydeder. 2. grup, tek ampullü devreyi kurar. Daha sonra ikinci ve düzeyde girilmeyecektir. 3.4. Ampullerin paralel bağlanmasından oluşan devrelerin üçüncü bir ampulü paralel bağlar. Her denemeye ait ampullerin parlaklıklarını avantajlarını ve dezavantajlarını fark eder. gözleyerek kaydeder. Her denemeden sonra lambalar üzerinden geçen akımı 3.7 Seri bağlanan 3.5. Seri bağlı devre elemanlarının hepsinin üzerinden aynı ölçer ve tabloda gösterir. Gruplar kaydettikleri sonuçlarını birleştirerek dirençlerin eş değer akımın geçtiğini fark eder. ampullerin hangi bağlama şeklinde daha parlak yandığını tartışarak bulur. direncinin arttığı, paralel 3.6. Paralel bağlı devre elemanlarının üzerinden geçen akımların Daha sonra akım değerlerinden yola çıkarak her denemeye ait parlaklıkları bağlı dirençlerde ise toplamının, ana koldan geçen akıma eşit olduğunu fark eder. yorumlar. Bu parlaklık farkının direnç ile olan ilişkisi hakkında tahminlerde azaldığı, formüllere 3.7. Ampullerin seri-paralel bağlandığı durumlardaki parlaklığın bulunur. Öğrenciler bir direnç ölçer yardımıyla devreleri kurmadan önce eş girilmeden verilecektir. farklılığının sebebini direnç ile ilişkilendirir. değer direnci ölçerek veya her bir devre için Gerilim/Akım oranından Farkları Bul 3.8. Devrede direnci küçük olan koldan yüksek; direnci büyük (ampermetre ve voltmetre kullanarak) devrenin eş değer direncini Eleştir-Değerlendir olan koldan daha düşük akımın geçeceğinin farkına varır. hesaplayarak tahminlerinin doğruluğunu ispatlamaya çalışır. Daha sonra her grup, devresindeki ampullerden birini duydan çıkararak diğer ampullerin Hangisi Daha Parlak durumunu gözlemler. Ortaya çıkan durumu sebebini açıklamak amacıyla çeşitli fikirler öne sürer. Ev ve okul gibi binalarda lambaların ne şekilde bağlandığı hakkında bir çıkarım yapar (3.1; 3.2; 3,3; 3,4; 3.5; 3.6; 3,7). Az Direnç, Çok Akım Öğrenciler, Devrede yanar durumda bulunan bir ampulün uçlarına paralel olarak bir bağlantı kablosu dokundurulduğunda ne olmasını beklersiniz? sorusuna ilişkin tahminlerde bulunur. Daha sonra tahminlerini test eder. Sonucu tartışarak akımın, direnci az olan koldan geçtiği çıkarımını yapar. Bu olayın kısa devre olarak adlandırıldığını öğrenir (3.8). YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK : Sınıf-Okul Đçi Etkinlik : Okul Dışı Etkinlik : Ders Đçi Đlişkilendirme : Diğer Derslerle Đlişkilendirme : Ölçme ve Değerlendirme???: Kavram Yanılgısı [!]: Uyarı : Sınırlamalar : Ara Disiplinlerle Đlişkilendirme (Ayraç içindeki 1. rakam Fen ve Teknoloji dersi kazanımını, 2. rakam ara disiplin kazanımını gösterir.) 222
F. Önerilen Öğretim ve Değerlendirme Etkinlikleri Etkinlik umarası : 1 Etkinlik Adı Đlgili Olduğu Kazanımlar : 1.7 : Tahmin Et-Gözlemle-Açıkla Öğrenciler gruplara ayrılır. Gruplardan her biri aşağıdaki resimde görülen etkinliği, farklı maddeler (çivi yerine tahta, cam, plastik çubuk vb.) de kullanarak yapmaya çalışır. Her denemeden önce grupların alüminyum folyonun hareketi hakkında tahminleri tahtaya çizilen bir tabloya kaydedilir. Daha sonra her bir grubun tahminleri test edilir. Tahminlerden hareketle maddelerin özellikleri hakkında genel bir sonuca varılır. Etkinlik umarası : 2 Etkinlik Adı : Farkları Bul Đlgili Olduğu Kazanımlar : 3.1; 3.2; 3.3; 3.5; 3.6; 3,7 Aşağıda verilen iki devreyi kurarak her iki devre arasındaki akım, potansiyel ve lambaların parlaklığı gibi değişkenlere göre benzerlik ve farklılıkları yazınız. 223
Etkinlik umarası : 3 Etkinlik Adı : Eleştir-Değerlendir Đlgili Olduğu Kazanımlar : 3.1; 3.2; 3.3; 35; 3.6 Yukarıda bir elektrik devresi verilmiştir. Bu devreye aşağıdaki gösterildiği gibi farklı şekillerde kablolar eklenmiş ve yeni durumlar için yorumlar belirtilmiştir. Buna göre belirtilen yorumlara katılıp katılmadığınızı nedenleri ile açıklayınız. Kablo eklenince sağ üstteki lamba sönecektir; çünkü iki tarafı bir kablo ile bağlanmıştır, dolayısıyla üzerinden akım geçmeyecektir. Diğer üç lamba ise etkilenmeyecektir. Akım pilin sağından çıkar. Đlk kavşağa geldiğinde bir bölümü sola akarken geri kalanı yukarı gitmeye devam eder. Yukarı giden akım üstteki lambayı yakar. Sola giden akım ise direncin en az olduğu yeri seçer ve alttaki lambanın yerine eklenen kablodan geçer. Üst lamba yanmaya devam eder, alt lamba söner, diğerleri etkilenmez. Etkinlik umarası : 4 Etkinlik Adı : Hangisi Daha Parlak Đlgili Olduğu Kazanımlar : 3.1; 3.2; 3.3; 3.7; 3.8 Aşağıdaki elektrik devrelerindeki özdeş lambaları parlaklıklarına göre sıralayınız ve sebeplerini açıklayınız. 1. Devre 2. Devre 3. Devre 224
Etkinlik umarası : 5 Etkinlik Adı : El El Üstünde Đlgili Olduğu Kazanımlar : 2.1; 2.2; 2.3 Öğrenciler, elektrik akımı oluşması için kapalı devre olması gerektiği koşulunu öğrenmek, kapalı ve açık devre kavramı arasındaki farkı açıklamak ve basit elektrik devresini tanımlamak için aşağıdaki rol oynama etkinliğini gerçekleştirir. Bu etkinliğin gerçek duruma benzeyen ve benzemeyen yönlerini belirler. (Bu etkinlik öğrenme-öğretme etkinliği olarak da kullanılabilir.) Roller Üreteç rolü oynayan öğrenciler: Üreteç, akım üretir ve elektrik potansiyel enerjisi verir. Üreteç belli aralıklarla yük yollar. Bir üreteç iki kişiden oluşur. Bu iki öğrenci sırt sırta vererek üretecin artı ve eksi kutuplarını oluştururlar. Direnç rolü oynayan öğrenciler: Hareketi engeller. Fiziksel yapılarına bakılarak 4 öğrenci seçilir. 2 öğrenci büyük, 2 öğrenci küçük direnç rolünü oynar. Yüzleri daire merkezi dışına doğru olacak şekilde sırada yer alırlar. Aldıkları iletiyi geç iletirler. Anahtar rolü oynayan öğrenci: Akımı kesmeye yarar. Açık ve kapalı diyerek etkinliğe yön verir. Açık dediğinde iletim sürekliliğini kaybeder. Herkes yaptığı işe son verir. Kapalı dediğinde iletimin sürekliliği devam eder. Ampermetre rolü oynayan öğrenci: Ampermetre devreye seri bağlanır. Bu kişi iletiyi alır, aynen iletir, ilettiği iletileri sayar. Tel rolünü oynayan öğrenciler: Teller üreteç tarafından gönderilen iletileri kesintiye yol açmadan birbirlerine iletirler. Kullanılan araç-gereçler (+), (-) yazılı kartlar üreteçleri oluşturan öğrencilere kutupları belirtmesi için takılır. Yönergeler 1. Öğrenciler yüzleri merkeze bakacak şekilde daire oluştururlar. 2. Daire oluşturan öğrenciler sağ avuç içi yukarıya, sol avuç içi aşağıya bakacak şekilde kollarını açarlar. 3. Öğrenciler kollarını açarak, sağ ellerine arkadaşlarının sol, sol ellerine de arkadaşlarının sağ elleri gelecek şekilde ellerini üst üste tutarlar. 4. Üreteç rolü oynayan öğrenci her ikişer sayımda arkadaşının eline vurarak iletimi başlatır. 5. Sağ eline vurulan kişi iletiyi aldıktan sonra, sol eliyle arkadaşının sağ eline vurur. 6. Bu vuruşlar üreteç rolü oynayan öğrenci tarafından ritmik şekilde belirli bir süre yapılır. 225
Anahtarın açık ve kapalı olma durumu Yönergeler 7. Daireyi oluşturulan öğrencilerden birine anahtar olma görevi verilir. 8. Bu öğrenci belli aralıklarla kapalı" ve "açık" diye gruba seslenir. 9. "Açık" dendiğinde devredeki bütün öğrencilerin hareketlerine son verip, donmuş halde kalmaları söylenir. 10. Kapalı" dediğinde devredeki bütün öğrencilerin hareketlerine devam etmeleri söylenir. 11. Bu durumun bir kaç defa anahtar tarafından tekrarlanması istenir. Devre elemanlarının içinde ve bağlantılarında kopukluk olması I. Üretecin devreden çıkarılması Yönergeler 12. Üretecin iletiye ara vermesi söylenir. 13. Bu durumda öğrencilerin de iletimi durdurması istenir. 14. Bu durum belli aralıklarla tekrarlanır. II. Tellerin kopması Yönergeler 15. Daireyi oluşturan öğrenciler tel görevindedir. 16. Bu öğrencilerden birinin daireden çıkması istenir. 17. Bu durumda öğrencilerin hareketi gözlemlenir. Basit Devre: Bir üretecin kutupları bir iletkenle birleştirilip araya bir de lamba (direnç) konulursa basit elektrik devresi elde edilir. Yönergeler 18. Öğrenciler bir önceki etkinlikteki gibi daire şeklini oluştururlar. 19. Önceden belirlenmiş, direnç rolünü oynayan öğrenciler, bu daireyi oluşturan öğrenciler arasına yerleştirilir. 20. Üreteç tarafından iletiler gönderilir. 21. Bu daireye yerleştirilen öğrencilerin iletiyi nasıl devam ettirdikleri gözlemlenir. 22. Bu ileti belli süre tekrarlanır. 23. Dirençlerin yanına ampermetre rolünü oynayan öğrenci yerleştirilir. 24. Bu öğrenci kendine gelen iletileri sayarak, kaydeder. 226
eler Gözlemledik, Paylaşmaya Hazır mıyız? 1. Sırt sırta veren iki öğrenci etkinlikte ne yapıyor? 2. Sırt sırta veren iki öğrencinin görevi nedir?... 3. Üreteç gerçek devrede neyi sağlar? 4. Anahtar görevi olan öğrencinin açık demesiyle devrede nasıl bir değişiklik gözlemlenir? 5. Gerçek devrede açık devre kavramını nasıl tanımlarsınız? 6. Anahtar görevi olan öğrencinin kapalı demesiyle devrede nasıl bir değişiklik gözlemlenir? 7. Gerçek devrede kapalı devre kavramını nasıl tanımlarsınız? 8. Sırt sırta veren iki öğrencinin daireyle ilişkisinin kesilmesinin devreye etkisi nedir? 9. Daireyi oluşturan öğrencilerden birinin çıkmasıyla ne olur? 10. Basit devre kısmındaki etkinlikte daireye yerleştirilen öğrenciler neyi sağlar? 11. Direnç, gerçek devrede neyi sağlar?.. 227
12. Ampermetre olan öğrencinin görevi nedir? 13. Bu devreyi aile gibi düşünürsek, bu ailede tanımlanan elemanlar nelerdir? 14. Etkinlikteki rollerin gerçek duruma benzeyen, benzemeyen yönlerini listeleyin. Benzeyen Yönler............ Benzemeyen Yönler......... 228