126 - Aristotle University of Thessalonikiusers.auth.gr/kallery/mkalleryfysikhvol2greekpdf.pdf · υπάρχουν αριθμοί κάτω από το μηδέν στο ένα θερμόμετρο

126 Παιδί και Φυσικός Κόσμος

ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΕΚΔΟΣΗΣ:Διονύσης Τσιρογιάννης

ΜΑΚΕΤΑ ΕΞΩΦΥΛΛΟΥ:Βασίλης Τσιρογιάννης

ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ:Λεωνίδας Μιχαλάτος

ΕΚΤΥΠΩΣΗ:Εκτυπώσεις Θωμά

ISBN:

® Copyright:ΑΡΙΩΝ ΕΚΔΟΤΙΚΗΔιονύσης ΤσιρογιάννηςΚλείτου και Δεληγιώργη 3554642-ΘεσσαλονίκηΤηλ. & Fax: 2310 228956 - 2310 813553e-mail:[email protected]

Περιεχόμενα

Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ 129

1. Θερμοκρασία‐μέτρηση θερμοκρασίας 130

2. Αλλαγή κατάστασης 143

α) Πήξη και τήξη 147

β) Εξαέρωση ‐Εξάτμιση‐Υγροποίηση 177

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 196

ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΚΙΝΗΣΗ 199

Οριζόντια κίνηση 203

Τριβή 225

Αδράνεια 230

Βάρος – πτώση σωμάτων 240


ΜΑΓΝΗΤΕΣ ΚΑΙ ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ 257

Μαγνητικά φαινόμενα και υλικά 258


ΟΙ ΣΥΝΕΡΓΑΤΡΙΕΣ 273


Ένοιες και Φαινόμενα από τη Φυσική για την Προσχολική και Πρώτη σχολική Ηλικία 129

η θερμότητα


1. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ - ΜΕΤΡΗΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ

Λίγα λόγια από τη Φυσική Τι ονομάζουμε θερμοκρασία;

Πως είναι βαθμολογημένα τα θερμόμετρα, ποια είδη θερμομέτρων υπάρχουν, και που χρησιμοποιείται συνήθως το κάθε είδος;

Πότε το θερμόμετρο δείχνει την πραγματική θερμοκρασία ενός σώματος;

Ας δούμε τι λέει η Φυσική:

Η ποσότητα που μας λέει πόσο ζεστό ή πόσο κρύο είναι κάτι σε σχέση με ένα πρότυπο σώμα ονομάζεται θερμοκρασία.

ΕπισήμανσηΔεν υπάρχει φυσικό μέγεθος που ονομάζεται ‘κρύο’ (το κρύο) ή ‘ζέστη’ (η ζέστη) όπως για παράδειγμα είναι η μάζα, το μήκος, ο χρόνος, κλπ. Έρευ-νες έχουν εντοπίσει αντιλήψεις όπως ότι το κρύο θεωρείται ως μία οντότητα η οποία έχει τις ιδιότητες μιας υλικής ουσίας. Φαίνεται ότι το θερμό και το ψυχρό δεν θεωρούνται απαραίτητα ως δύο όψεις της ίδιας οντότητας αλλά μάλλον ως δύο διαφορετικά μεγέθη, με το ψυχρό να θεωρείται συχνά ως το αντίθετο του θερμού. Με τις λέξεις επομένως κρύο ή ζέστη, αναφερόμαστε σε κάτι που έχει αντίστοιχα υψηλότερες ή χαμηλότερες θερμοκρασίες από ένα πρότυπο.

Τα όργανα με τα οποία μετρούμε τη θερμοκρασία των σωμάτων εί-ναι τα θερμόμετρα. Κάθε θερμόμετρο είναι βαθμολογημένο σε μια κλίμακα μέτρησης θερμοκρασιών. Υπάρχουν διάφορες τέτοιες κλίμακες. Η πλέον συνηθισμένη είναι η κλίμακα Κελσίου. Η κάθε μέτρηση στην κλίμακα αυτή συνοδεύονται από το σύμβολο “ oC ” που είναι ο βαθμός Κελσίου. Για παρά-δειγμα 10oC. Στην κλίμακα Κελσίου το μηδέν αντιστοιχεί στη θερμοκρασία που λειώνει ο πάγος ή που αρχίζει η σταδιακή μετατροπή του νερού σε πάγο και το 100 στη θερμοκρασία που βράζει το καθαρό νερό. Στην κλί-μακα Κελσίου, θερμοκρασίες μικρότερες από 0oC αντιστοιχούν σε αρνητι-κές ενδείξεις. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι θερμομέτρων για διαφορετικές χρήσεις. Ένας τύπος είναι τα θερμόμετρα υδραργύρου. Τα υδραργυρικά θερμόμετρα μετρούν κατώτατες θερμοκρασίες μέχρι 39 βαθμούς κάτω από το μηδέν (-39oC) μια και στη θερμοκρασία αυτή ο υδράργυρος παγώνει και μέγιστες 357 oC, γιατί στη θερμοκρασία αυτή ο υδράργυρος βράζει. Εκτός


από τα υδραργυρικά υπάρχουν τα θερμόμετρα οινοπνεύματος που έχουν τη δυνατότητα να μετρούν ελάχιστες θερμοκρασίες μέχρι 114 βαθμούς κάτω από το μηδέν (-114oC) και χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρα-σίας του περιβάλλοντος. Άλλοι τύποι θερμομέτρων είναι τα ηλεκτρικά θερ-μόμετρα που μπορούν να μετρήσουν θερμοκρασίες από -260 oC έως 1600

oC. Υπάρχουν επίσης οι θερμοχρωμικοί δείκτες που έχουν την ιδιότητα να αλλάζουν χρώμα σε μια στενή ζώνη θερμοκρασιών.

Για να μετρήσουμε τις θερμοκρασίες υλικών ή σωμάτων πρέπει να

τα φέρουμε σε επαφή με το θερμόμετρο και να παραμείνουν σε επαφή για όσο χρονικό διάστημα απαιτείται για να αποκτήσει το θερμόμετρο την ίδια θερμοκρασία με το σώμα. Και αυτό γιατί όταν ένα σώμα είναι θερμότερο από κάποιο άλλο με το οποίο έρχεται σε επαφή, ποσά θερμότητας ρέουν από το θερμότερο προς το ψυχρότερο σώμα μέχρι και τα δύο σώματα να αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία. Τότε λέμε ότι τα σώματα έχουν έρθει σε θερμική ισορροπία. Με άλλα λόγια όταν το θερμόμετρο και το σώμα έρθουν σε θερμική ισορροπία τότε το θερμόμετρο δείχνει τη θερμοκρασία του σώ-ματος. Συγκεκριμένο είδος ιατρικού θερμομέτρου, όταν έρθει σε θερμική ισορροπία με το ανθρώπινο σώμα, παράγει έναν ήχο που δηλώνει ότι είναι έτοιμο για ανάγνωση.

Τι πιστεύουν τα παιδιά

Τα παιδιά από πολύ μικρά αναγνωρίζουν τον όρο θερμοκρασία καθώς τον ακούν συχνά σε συζητήσεις για τον καιρό αλλά και σε άλλες περιπτώσεις στην καθημερινή ζωή. Σε μεγαλύτερες ηλικίες, για παράδειγμα 5-7 ετών, όταν παρατηρούν τους ενήλικες να μαγειρεύουν ή εμπλέκονται τα ίδια στο μαγείρεμα, έρχονται πάλι σε επαφή με τον όρο αυτό. Παρόλα αυτά όμως, κατά τις συνομιλίες τους, τα παιδιά δεν έχουν την τάση να χρησιμοποιούν αυθόρμητα τον όρο θερμοκρασία (Erickson 1997, όπως αναφέρεται στο Driver et al 2000). Επίσης, έρευνες έχουν δείξει, ότι τα παιδιά ακόμη και σε ηλικίες μεγαλύτερες των 8 ετών, έχουν δυσκολίες στη μέτρηση και πο-σοτικοποίηση των θερμοκρασιών καθώς και πολύ περιορισμένη κατανόηση συγκεκριμένων σταθερών θερμοκρασιών όπως είναι για παράδειγμα οι θερ-μοκρασίες πήξης και τήξης των υλικών ή οι θερμοκρασίες βρασμού τους (Driver and Russell, 1982).

Μαθησιακοί στόχοι

Η μέτρηση των θερμοκρασιών αποτελεί μια χρήσιμη εκπαιδευτική διαδικασία η οποία θέτει στα παιδιά ενδιαφέροντα προβλήματα ερμηνείας (McIldowie,


1998). Οι δραστηριότητες που εντάσσονται στην ενότητα αυτή στοχεύουν: Να δημιουργηθούν καταστάσεις που θα ευνοήσουν–προωθήσουν τη

χρήση του όρου θερμοκρασία από τα παιδιά. Να εξοικειωθούν τα παιδιά με τα όργανα μέτρησης της θερμοκρασίας

και τη χρήση τους. Να δοθεί στα παιδιά η δυνατότητα να συνδέσουν διαφορετικές θερμο-

κρασίες με πραγματικές καταστάσεις και περιβάλλοντα στα οποία αυτές παρατηρούνται και από τα οποία έχουν ιδίαν εμπειρία ή έχουν γνωρίσει από τα βιβλία, την τηλεόραση ή άλλες πηγές.

Δραστηριότητα

ΔιερεύνησηΠως θα βρούμε: Πόσο ζεστό ή πόσο κρύο είναι κάτι. Αν κάτι είναι πιο ζεστό από κάτι άλλο. Πόσο ζέστη ή πόσο κρύο κάνει κάπου.

Υλικά Ένα θερμόμετρο οινοπνεύματος (θερμόμετρο τοίχου) και ένα ιατρικό

υδραργυρικό θερμόμετρο. Έντυπο με την εικόνα μιας κλίμακας θερμοκρασιών Κελσίου που εμφανί-

ζεται στα θερμόμετρα τοίχου και μιας ιατρικού θερμομέτρου. Βιβλία ή και εικόνες διαφόρων μερών του κόσμου με ποικίλες θερμοκρα-

σίες, όπως μια έρημος, μια περιοχή με παγόβουνα, ένα μέρος με εύκρα-το κλίμα (π.χ. ένα μέρος της Ελλάδος).

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, μέτρηση, σύγκριση, ταξινόμηση, επικοινωνία

Φάση Α

Πορεία♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και εισάγουμε τον προβληματι-

σμό (πως θα βρούμε πόσο ζεστό ή πόσο κρύο είναι κάτι; κλπ.). Ακούμε τις ιδέες όλων των παιδιών και με κατάλληλες ερωτήσεις τα οδηγούμε στη χρήση του όρου θερμοκρασία. Αν δεν αναφερθεί από τα παιδιά ει-σάγεται από τη νηπιαγωγό.

♦ Παρουσιάζουμε στα παιδιά τα θερμόμετρα εξηγώντας τους τη διαφορά του υλικού που περιέχουν και τους κινδύνους που ενέχει η επαφή με τον υδράργυρο.


♦ Με την επίβλεψή μας τα παιδιά παρατηρούν τα θερμόμετρα. Αν γνωρίζουν τους αριθμούς μπορεί να επισημαίνουν ομοιότητες και διαφορές στην κλίμακά των θερμομέτρων, π.χ. ότι στο θερμόμετρο τοίχου υπάρχουν θερμοκρασίες και κάτω από το μηδέν. Αν τα παιδιά δεν επισημάνουν διαφορές, τότε τις υποδεικνύουμε και τις εξηγούμε με απλά λόγια (π.χ ότι υπάρχουν αριθμοί κάτω από το μηδέν στο ένα θερμόμετρο και ότι αυτό το θερμόμετρο μπορεί να μετρά τη θερμοκρασία σε χώρους ή μέρη που κάνει πολύ κρύο). Συζητάμε τις παρατηρήσεις των παιδιών στην ομάδα.

♦ Συζητάμε τη χρήση του θερμομέτρου.

Επισήμανση:Επειδή ο υδράργυρος είναι τοξικό υλικό συστήνεται το υδραργυρικό θερμόμετρο να μην εκτεθεί για παρατήρηση από προηγούμενες ημέρες. Αυτό θα μπορούσε όμως να γίνει για το θερμόμετρο οινοπνεύματος.

Φάση Β

Πορεία:♦ Χωρίζουμε τα παιδιά σε μικρότερες ομάδες και αρχίζει η μέτρηση των

θερμοκρασιών. Σε πρώτη φάση μετρούμε τις θερμοκρασίες διαφόρων σωμάτων. Αν υπάρχει χρόνος μπορούμε να ξεκινήσουμε με τη μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος των παιδιών. Τα παιδιά με τη βοήθεια της νηπιαγωγού μετρούν, καταγράφουν και σημειώνουν τις θερμοκρασίες στην κλίμακα της εικόνας που έχουμε στο έντυπο.

♦ Κατά τον ίδιο τρόπο χρησιμοποιώντας το θερμόμετρο τοίχου συνεχίζουμε με τη μέτρηση και καταγραφή θερμοκρασιών και άλλων υλικών όπως του νερού της βρύσης, του νερού του ψυγείου, της πορτοκαλάδας που βρίσκεται έξω από το ψυγείο, του νερού που έχουμε ελαφρά θερμάνει (αρκεί η θερμοκρασία του να μην υπερβαίνει τη μέγιστη θερμοκρασία που μετρά το θερμόμετρο που χρησιμοποιούμε γιατί τότε το θερμόμετρο θα σπάσει).

♦ Με τη βοήθειά μας τα παιδιά συγκρίνουν τις θερμοκρασίες που κατέγραψαν και κατατάσσουν τα σώματα σε σειρά από το λιγότερο θερμό στο περισσότερο θερμό.

♦ Συγκεντρώνουμε όλες τις ομάδες και παρουσιάζουν τα ευρήματά τους. ♦ Συγκρίνονται τα ευρήματα κάθε ομάδας και εντοπίζονται τυχόν

διαφορές.

Φάση Γ

Πορεία:Στη φάση αυτή μετρούνται οι θερμοκρασίες διάφορων χώρων.


♦ Από την προηγούμενη μέρα τοποθετούμε μαζί με τα παιδιά στην κατάψυξη του ψυγείου του σχολείου το θερμόμετρο τοίχου. Την ημέρα της δραστηριότητας τα παιδιά ελέγχουν το θερμόμετρο και καταγράφουν και σημειώνουν στην κλίμακα τη θερμοκρασία που δείχνει.

♦ Στη συνέχεια ζητάμε από τα παιδιά να μετρήσουν και καταγράψουν τις θερμοκρασίες του χώρου της συντήρησης του ψυγείου, του δωματίου, και του χώρου έξω από την τάξη πρώτα στη σκιά και κατόπιν στον ήλιο.

♦ Ζητάμε από τα παιδιά να συγκρίνουν όλες τις θερμοκρασίες που μέτρησαν. Με τη βοήθειά μας να παρατηρήσουν ότι η θερμοκρασία της κατάψυξης έχει κάτι διαφορετικό από τις θερμοκρασίες των άλλων χώρων: Σημειώνεται στο μέρος της κλίμακας που είναι κάτω από το μηδέν.

♦ Συζητούμε με τα παιδιά το εύρημά τους.♦ Ζητούμε να συγκρίνουν τις θερμοκρασίες που μέτρησαν, να επισημαίνουν

ποιο από τα μέρη που μέτρησαν έχει τη χαμηλότερη θερμοκρασία και ποιο την υψηλότερη και να κατατάξουν τις θερμοκρασίες που μέτρησαν από τη μικρότερη προς τη μεγαλύτερη. Να διακρίνουν δηλαδή το ψυχρότερο περιβάλλον από το θερμότερο.

Κλείσιμο ♦ Συγκεντρώνουμε όλες τις ομάδες των παιδιών. Συζητάμε τα ευρήματα.

Δείχνουμε εικόνες από διάφορα μέρη της γης και τα συνδέουμε με θερμοκρασίες και αντίστοιχες συνθήκες που επικρατούν εκεί.

♦ Αν οι εικόνες περιέχουν ζώα όπως π.χ. πιγκουΐνους ή λευκές αρκούδες σε παγωμένες περιοχές ή καμήλες σε έρημο, διαβάζουμε ή λέμε στα παιδιά αντίστοιχες ιστορίες ή πληροφορίες για τα μέρη που ζουν τα ζώα αυτά.

Ενδεικτικές ερωτήσεις για να οδηγήσουμε τα παιδιά

Στην ερώτηση ‘πως θα βρούμε πόσο ζεστό ή πόσο κρύο είναι κάτι’ είναι πι-θανό τα παιδιά να απαντήσουν: «με το θερμόμετρο». Για να εισάγουμε τον όρο θερμοκρασία ή να οδηγήσουμε τα παιδιά στη χρήση του βάζουμε το ερώτημα: Τι νομίζετε ότι μετράμε με το θερμόμετρο;

Υλοποίηση – πρακτικές και εμπειρίες από την τάξη Τα παιδιά παρατήρησαν και περιεργάστηκαν τα θερμόμετρα στην ομάδα περνώντας τα από χέρι σε χέρι. Συζήτησαν για το υλικό που περιέχει κάθε είδος και ονόμασαν τα υλικά αυτά. Πολλά παιδιά ήταν ενήμερα για τους κινδύνους που έχει η επαφή τους με τον υδράργυρο καθώς και με τη μορφή


που παίρνει το συγκεκριμένο υλικό όταν βρίσκεται έξω από το σωλήνα του θερμομέτρου: γίνεται σαν μικρές ασημένιες μπαλίτσες, είπαν. Το θερμό-μετρο του τοίχου το είχαν και αυτό δει τα παιδιά στο σπίτι και σε άλλους χώρους.

Πριν αρχίσει η μέτρηση και καταγραφή των θερμοκρασιών οι εκπαιδευτικοί έδωσαν στα παιδιά τα έντυπα με τις κλίμακες. Στην ομάδα τα παιδιά συ-ζήτησαν ιδέες και υπέδειξαν τρόπους να σημειώσουν τις μετρήσεις τους στις κλίμακες. Σε μερικά σχολεία δεδομένων, όπως ήδη αναφέρθηκε, των δυσκολιών που έχουν τα παιδιά να κατανοήσουν συγκεκριμένα σημεία των κλιμάκων όπως τα σημεία πήξης-τήξης και βρασμού-εξαέρωσης, οι εκπαι-δευτικοί τα βοήθησαν να κατασκευάσουν αυτοσχέδιες κλίμακες όπως αυτή της εικόνας ?. Στις κλίμακες αυτές τοποθετήθηκαν διακριτά οι θερμοκρασί-ες αλλαγής κατάστασης του νερού δηλαδή οι θερμοκρασίες 0ο C και 100ο

C. Στη συνέχεια μέτρησαν και χώρισαν την κλίμακα μεταξύ των συγκεκριμέ-νων θερμοκρασιών σε ίσια διαστή-ματα τοποθετώντας έτσι τις ενδιά-μεσες θερμοκρασίες (βλέπε επίσης Mclldowie, 1998) αλλά και θερμο-κρασίες κάτω από τους 0ο C. Η δι-αδικασία αυτή απετέλεσε μια ενδι-αφέρουσα άσκηση μέτρησης για τα παιδιά ενώ συγχρόνως συζητήθηκαν οι θερμοκρασίες 0ο C και 100ο C.

Εικόνα1: Κλίμακα ιατρικού θερμομέ-τρου και θερμομέτρου οινοπνεύματος (τοίχου)


Στην επόμενη φάση τα παιδιά ξεκίνησαν μαζί με τη νηπιαγωγό τους τη μέ-τρηση των θερμοκρασιών του σώματός τους και τις σημείωσαν με μια γραμ-μούλα σε φωτοτυπημένη κλίμακα του ιατρικού θερμομέτρου.

Εικόνα 2. Αυτοσχέδια κλίμακα θερμοκρασιών που διαμορφώθηκε με βάση τα ση-μεία πήξη-τήξης και βρασμού του νερού.

Οι μετρήσεις συνεχίστηκαν με τις θερμοκρασίες διαφόρων υλικών και δια-φόρων χώρων. Τις μετρήσεις των χώρων και των υλικών τα παιδιά τις ση-μείωσαν στην έντυπη κλίμακα με θερμοκρασίες που άρχιζαν κάτω από το μηδέν έως και αρκετά πάνω από 50 ο C ή στις αυτοσχέδιες κλίμακες. Για τη μέτρηση θερμοκρασιών υλικών (νερού, χυμού, πλαστελίνης κλπ), μερικές εκπαιδευτικοί, εκτός από τα θερμόμετρα τοίχου και ιατρικό χρησιμοποίησαν και ένα εργαστηριακό θερμόμετρο.


(α)

(β)

Εικόνα3 (α) και (β): Τα παι-διά μέτρησαν τη θερμοκρασία διαφόρων υγρών με διαφορε-τικού τύπου θερμόμετρα


Εικόνα 4: Αυτό το παιδί έκανε μια μεγάλη μπάλα από πλαστελίνη. Έμπηξε μέσα το εργαστηριακό θερμόμετρο και μέτρησε τη θερμοκρασία της.

Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας μερικά παιδιά παρατήρησαν και διερωτήθηκαν γιατί η κλίμακα του ιατρικού θερμομέτρου περιλάμβανε πολύ λιγότερους αριθμούς από την άλλη καθώς και γιατί η κατώτατη ήταν 35 ο

C. Εξηγήθηκε ότι η θερμοκρασία του ανθρωπίνου σώματος δεν κατεβαίνει κάτω από το 35 και δεν ανεβαίνει πάνω από το 42. Κάποια άλλα παιδιά προ-βληματίστηκαν γιατί να υπάρχουν οι θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Η απορία τους λύθηκε μετρώντας μόνα τους τη θερμοκρασία της κατάψυξης του ψυγείου.

Π1. Δείτε που πήγε το κόκκινο χρώμα [το οινόπνευμα]. Όλο κάτω.Π2. Ναι …επειδή είναι πολύ-πολύ κρύο εκεί μέσα.Π3. Δες το θερμόμετρο. Το κόκκινο είναι κάτω από το μηδέν!Π4. Ναι, σε αριθμό κάτω από το μηδέν.Ε. Πείτε μου, αυτή η θερμοκρασία σε τι διαφέρει από αυτές που είδαμε χτες; [είχαν μετρήσει χώρους που το θερμόμετρο έδειχνε θερμοκρασίες πάνω από το μηδέν]Π. Τότε το θερμόμετρο έδειχνε.. το χρώμα ήταν πάνω από το μηδέν, δεν ήταν στο τέρμα αλλά ήταν πάνω από το μηδέν.


Εικόνα 5 (α) και (β): Τα παιδιά σημείωσαν τις μετρήσεις τους στις φωτοτυπημέ-νες κλίμακες θερμοκρασιών χρωματίζοντας το σωλήνα του θερμομέτρου και έγρα-ψαν δίπλα στις ενδείξεις τις σημειώσεις τους.

(α)

(β)


Μετά τις καταγραφές μερικές εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να συ-γκρίνουν και να κατατάξουν τις θερμοκρασίες που μέτρησαν από τις υψηλό-τερες στις χαμηλότερες.

Στη συνέχεια τα παιδιά έκαναν μετρήσεις χωρίς την επίβλεψη των εκπαι-δευτικών. Τα ίδια ήθελαν πάρα πολύ να προσπαθήσουν μόνα τους. Μια εκπαιδευτικός τους έδωσε και μια κλεψύδρα ώστε κατά τις μετρήσεις τους να εκθέτουν το θερμόμετρο για επαρκή χρόνο.

Μετά το τέλος των μετρήσεων τα παιδιά ανακοίνωσαν σε όλη την ομάδα τα αποτελέσματά τους και έγιναν ομαδικές συζητήσεις.

Μια σημαντική παρατήρηση

Μια παρατήρηση των παιδιών που τους δημιούργησε απορία ήταν ότι οι θερμοκρασίες διαφορετικών υλικών που βρίσκονταν στον ίδιο χώρο ήταν ίδιες. Η συγκεκριμένη παρατήρηση είναι ιδιαίτερα σημαντική για τη μελλο-ντική κατανόηση της θερμικής ισορροπίας. Οι εκπαιδευτικοί μπορούν να την εκμεταλλευτούν συζητώντας με τα παιδιά ότι όλα τα υλικά που βρίσκονται για αρκετό χρόνο μέσα στον ίδιο χώρο αποκτούν τελικά τη θερμοκρασία του χώρου.

Η δραστηριότητα έκλεισε με τη συζήτηση θερμοκρασιών που επικρατούν σε μέρη της γης με διαφορετικές κλιματικές συνθήκες. Τα παιδιά κλήθηκαν να εκφράσουν την άποψή τους, να σημειώσουν την κατάλληλη ένδειξη στην κλίμακα των θερμοκρασιών και να την τοποθετήσουν δίπλα στα μέρη αυτά δημιουργώντας διατάξεις όπως αυτή της εικόνας ?. Στη συνέχεια έκαναν πίνακες όπως αυτός της εικόνας ? με τα διαφορετικά αυτά μέρη και τις κλί-

μακες θερμοκρασιών.

Εικόνα 6¨ : Τοποθετημένα πάνω στο χαλί της αίθουσας είναι φωτογραφίες από μέρη με διαφορετικές θερμοκρασί-ες. Τα παιδιά τοποθέτησαν δίπλα τους θερμοκρασιακές κλίμακες στις οποίες είχαν σημειώσει τις αντίστοιχες εν-δείξεις


Εικόνα 7. Πίνακας με διαφο-ρετικά μέρη της γης και τις αντί-στοιχες θερμοκρασίες που τα παιδιά πιστεύουν ότι είναι πιθα-νόν να επικρατούν

Σε ένα από τα σχολεία κατασκεύασαν μια τηλεόραση από χαρτόνι. Κάθε παι-δί έγινε δημοσιογράφος και έλεγε τις θερμοκρασίες διαφόρων χωρών που του έδειχναν. Ήταν μια αξιολόγηση, γράφει η εκπαιδευτικός. Όλοι θέλησαν να πάρουν μέρος, άκουσαν και εξέφρασαν τη γνώμη τους.

Μετά το τέλος της δραστηριότητας οι περισσότερες εκπαιδευτικοί διάβα-σαν στα παιδιά ιστορίες με ταξίδια και περιπέτειας διαφόρων ζώων σε άλλες χώρες. Οι ιστορίες αυτές προκάλεσαν συζητήσεις των παιδιών και λειτούρ-γησαν σαν ένα είδος ομαδικής αξιολόγησης. Σχολίασαν, μίλησαν για τις θερμοκρασίες που επικρατούν σε γνωστά τους μέρη. Μια εκπαιδευτικός χαρακτηριστικά γράφει: Με το που άρχισα να διαβάζω την ιστορία, άρχισαν να με διακόπτουν για να πουν τις εμπειρίες τους, με έναυσμα λέξεις που τα «ερέθιζαν» όπως χιόνια, πάγοι, Βόρειος Πόλος, ηλιοθεραπεία κ.α. Άρχισαν λοιπόν να λένε για κρύο, πολικές αρκούδες, Βόρειο Πόλο, χαμηλή θερμο-κρασία, θερμόμετρο και κάτω από το μηδέν. Φυσικά, άδραξα την ευκαιρία


και αφήνοντας για λίγο στην άκρη τη συνέχεια της ιστορίας ρώτησα τι εν-νοούσαν με αυτό το κάτω από το μηδέν. Άρχισαν λοιπόν να μου εξηγούν τι σημαίνει κάτω και πάνω από το μηδέν και να φέρνουν παραδείγματα από το Βόρειο Πόλο και την Αφρική, αναφέροντας πως η Ελλάδα είναι η ενδιάμεση κατάσταση που δεν έχει ούτε πολύ ζέστη, ούτε πολύ κρύο. Ξαναρώτησα τι είναι θερμοκρασία και απάντησαν με ενθουσιασμό πόσο πολύ κρύο ή ζέστη κάνει σε έναν τόπο. Θεώρησα σκόπιμο να ρωτήσω πώς μπορώ να το ελέγξω αυτό εκτός απ’ το να το νιώθω και μου είπαν για τα θερμόμετρα και πώς αυτά λειτουργούν, δείχνοντας άλλοτε πάνω και άλλοτε κάτω απ’ το 0, ή στη ‘μέση’ όπως στην Ελλάδα!

Συμπληρωματική δραστηριότητα

Σε κάποια σχολεία τα παιδιά ρώτησαν γιατί ο υδράργυρος ή το οινόπνευμα ανεβαίνει μέσα στο θερμόμετρο. Αν τεθεί τέτοιο ερώτημα ίσως θα πρέπει να συζητηθεί το θέμα της διαστολής των υλικών ή να γίνει κάποια συμπληρω-ματική δραστηριότητα για να δουν τα παιδιά ότι ο όγκος των υλικών μεγα-λώνει όταν αυξάνεται η θερμοκρασία τους.

Αξιολόγηση της σειράς

Όπως και στον πίνακα της εικόνας 7, μπορούν να δοθούν στα παιδιά εικό-νες με εμφανή χαρακτηριστικά και κλίμακες με σημειωμένες διαφορετικές θερμοκρασίες και να τους ζητηθεί να κάνουν ανάλογες αντιστοιχήσεις.

Προεκτάσεις για την οικογένεια

Η μέτρηση των θερμοκρασιών μπορεί να συνεχιστεί και στο σπίτι. Τα παι-διά είτε με τη βοήθεια των ενηλίκων είτε μόνα τους χρησιμοποιώντας, για λόγους ασφάλειας, θερμόμετρα που περιέχουν οινόπνευμα, μπορούν να μετρήσουν και καταγράψουν τις θερμοκρασίες διαφορετικών υλικών στην κουζίνα του σπιτιού αλλά και διαφόρων χώρων του. Μπορούν επίσης να συζητήσουν με τους ενηλίκους για θερμοκρασίες που παρατηρούνται σε διαφορετικά μέρη της Ελλάδας και του εξωτερικού παρακολουθώντας μαζί τα προγνωστικά δελτία καιρού.


2. ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

Λίγα λόγια από τη Φυσική

Γιατί όταν θερμάνουμε ένα στερεό μετατρέπεται σε υγρό και όταν θερμάνουμε ένα υγρό μετατρέπεται σε αέριο; Γιατί σπάζουν τα μπουκάλια που είναι γεμάτα με νερό ή με υγρά που περιέχουν νερό όταν τα ξεχάσουμε στην κατάψυξη του ψυγείου;

Γιατί ο πάγος επιπλέει στο νερό;

Από τι αποτελούνται τα σύννεφα; Πως γίνεται η βροχή, το χιόνι και το

χαλάζι;

Ας δούμε τι λέει η Φυσική

Η κατάσταση της ύλης στερεά, υγρή ή αέρια μπορεί να αλλάξει. Η μετατροπή ενός στερεού σε υγρό ονομάζεται τήξη ενώ η μετατροπή ενός υγρού σε στερεό, πήξη. Η αλλαγή της υγρής κατάστασης σε αέρια γίνεται μέσα από τις διαδικασίες της εξαέρωσης και της εξάτμισης. Η αντίθετη δι-αδικασία, δηλαδή η μετάβαση από την αέρια στην υγρή κατάσταση, γίνεται μέσα από τις διαδικασίες της υγροποίησης και της συμπύκνωσης. Ένα υγρό εξαερώνεται κατά τη διάρκεια του βρασμού ενώ κατά την εξάτμιση το υγρό μετατρέπεται σε αέριο σε θερμοκρασίες μικρότερες από τη θερμο-κρασία του βρασμού. Η εξάτμιση γίνεται με αργό ρυθμό από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού. Παραδείγματα αποτελούν το στέγνωμα των ρούχων, η απώλεια νερού από το βάζο με τα λουλούδια κ.ά. Κατά το βρασμό οι υδρα-τμοί παράγονται γρήγορα από όλη τη μάζα του υγρού, δηλαδή από την επιφάνειά του και από το εσωτερικό του. Η αλλαγή κατάστασης συνδέεται με τη μεταφορά θερμότητας που έχει σαν αποτέλεσμα την αλλαγή της θερμοκρασίας του σώματος και της έντασης των ελκτικών δυνάμεων που ασκούνται μεταξύ των μορίων των υλικών (βλέ-πε παράγραφο «Τα υλικά- στερεά, υγρά και αέρια», κεφάλαιο 1).Κατά την τήξη, όταν τα στερεά θερμαίνονται και επομένως η θερμοκρασία τους αυξάνεται, οι ταλαντώσεις των μορίων γίνονται όλο και πιο έντονες. Σε ορισμένη θερμοκρασία οι ταλαντώσεις αυτές είναι τόσο έντονες που οι με-ταξύ τους ελκτικές δυνάμεις δεν μπορούν πλέον να τα συγκρατήσουν στις θέσεις τους. Τα μόρια αρχίζουν να «γλιστρούν» το ένα πάνω στο άλλο, η ένταση των μεταξύ τους ελκτικών δυνάμεων μειώνεται και το στερεό γίνεται υγρό, δηλαδή τήκεται. Για να σχηματίσετε μια καθαρότερη εικόνα του τι συμβαίνει κατά την τήξη φανταστείτε ότι κρατιέστε με κάποιον από τα χέρια και αρχίζετε να χορο-πηδάτε. Όσο πιο απότομα πηδάτε, τόσο πιο δύσκολα κρατάτε τα χέρια του άλλου. Αν πηδάτε πολύ βίαια, τότε είναι πλέον αδύνατο να κρατηθείτε.


Η αντίστροφη διαδικασία συμβαίνει κατά την πήξη. Δηλαδή καθώς από το υγρό φεύγει θερμότητα και η θερμοκρασία του ελαττώνεται τα μόριά του κινούνται όλο και πιο αργά, οι μεταξύ τους δυνάμεις μπορούν να τα συγκρα-τήσουν μαζί και έτσι πάλλονται πλέον και πάλι γύρω από σταθερές θέσεις και σχηματίζουν στερεά.Όταν θερμότητα μεταφέρεται σε ένα υγρό, η συμπεριφορά των μορίων του είναι παρόμοια. Αρχικά, οι κινήσεις των μορίων του γίνονται όλο και πιο έντο-νες και η θερμοκρασία του υγρού αυξάνεται. Σε ορισμένη θερμοκρασία οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων δεν μπορούν να τα συγκρατήσουν το ένα κοντά στο άλλο και τα μόρια αρχίζουν να κινούνται ελεύθερα και έτσι το υγρό γίνε-ται αέριο. Οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων του έχουν σχεδόν μηδενιστεί. Η αντίστροφη διαδικασία συμβαίνει κατά την υγροποίηση. Κατά τη συμπύκνωση οι αόρατοι υδρατμοί που έχουν δημιουργηθεί από την εξάτμιση, όταν ψυχθούν (ελαττωθεί δηλαδή η θερμοκρασία τους) μετατρέ-πονται σε ορατά σταγονίδια. Για το κάθε υλικό η θερμοκρασία τήξης του συμπίπτει με τη θερμοκρασία πήξης. Π.χ. το νερό παγώνει στους μηδέν βαθμούς της κλίμακας Κελσίου (0ο C) και ο πάγος γίνεται νερό πάλι στην ίδια θερμοκρασία. Κάθε καθαρό υλικό έχει τη δική του θερμοκρασία πήξης-τήξης που χαρακτηρίζει απόλυτα το υλικό. Π.χ. η θερμοκρασία τήξης και πήξης του υδραργύρου είναι 39ο

C κάτω από το μηδέν (-39ο C) ενώ του οινοπνεύματος είναι 114οC κάτω από το μηδέν (-114ο C) (το οινόπνευμα χρησιμοποιείται στα θερμόμετρα μέτρη-σης θερμοκρασιών που περιβάλλοντος μια και αυτές μπορούν να είναι και χαμηλότερες από τη θερμοκρασία πήξης του υδραργύρου). Το αντίστοιχο συμβαίνει και με τη θερμοκρασία εξαέρωσης και υγροποίησης. Π.χ. το νερό βράζει στους 100ο C και υγροποιείται στη ίδια θερμοκρασία.

Η ασυνήθιστη συμπεριφορά του νερού

Όταν τα υλικά περνούν από την υγρή στη στερεά κατάσταση ο όγκος τους μικραίνει. Δεν συμβαίνει όμως το ίδιο με το νερό. Αντίθετα με τα άλλα υγρά όταν το νερό πήξει δηλαδή όταν μετατραπεί σε πάγο ο όγκος του μεγαλώ-νει. Αυτό οφείλεται στη διάταξη των μορίων του νερού όταν αυτό μετατρα-πεί σε πάγο. Τα μόρια διατάσσονται σε εξάγωνα (ένα μόριο σε κάθε κορυφή του εξαγώνου) αφήνοντας καινό στη μέση του εξαγώνου όπως φαίνεται στο εικόνα 8. Έτσι το υγρό νερό όταν γίνει πάγος ουσιαστικά απλώνεται και έτσι καταλαμβάνει περισσότερο χώρο δηλαδή έχει μεγαλύτερο όγκο. Ο πάγος γίνεται λιγότερο πυκνός και άρα ελαφρύτερος από το υπόλοιπο νερό μέσα στο οποίο σχηματίζεται και επομένως επιπλέει σ’ αυτό. Αυτή η συμπεριφορά του νερού έχει ιδιαίτερη σημασία για τη φύση εφόσον το νερό κάτω από τον πάγο παραμένει υγρό και έτσι η υδρόβια ζωή δεν καταστρέφεται κατά τους χειμερινούς μήνες.


Εικόνα 8¨: Η Διάταξη των μορίων του νερού αντίστοιχα στην υγρή κατάσταση και στον πάγο

Ο κύκλος του νερού-βροχή, χιόνι, χαλάζι

Η ποσότητα του νερού στη Γη, παρά τη συνεχή κατανάλωσή του, παραμένει ουσιαστικά σταθερή εδώ και ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Αυτό γίνεται διότι το νερό πραγματοποιεί ένα κύκλο περνώντας από στερεό σε υγρό και σε αέριο. Το νερό των θαλασσών, ποταμών και λιμνών όταν θερμαίνεται από τον ήλιο εξατμίζεται συνεχώς. Οι υδρατμοί που παράγονται, καθώς ανεβαί-νουν στα υψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας, ψύχονται και υγροποι-ούνται δημιουργώντας μικρά σταγονίδια τα οποία σχηματίζουν τα σύννεφα. Τα σταγονίδια των σύννεφων όταν ψυχθούν ακόμη περισσότερο από κρύες μάζες αέρα που βρίσκονται στην περιοχή, συγκεντρώνονται σε ομάδες και σχηματίζουν χοντρές σταγόνες. Όσο μεγαλύτερες γίνονται σταγόνες και επομένως βαρύτερες δεν μπορούν να συγκρατηθούν πλέον στον αέρα και πέφτουν. Έτσι γίνεται η βροχή. Αν όμως κατά τη διαδρομή τους προς το έδαφος συναντήσουν στρώματα πολύ ψυχρού αέρα παγώνουν και σχημα-τίζουν μικρούς παγοκρυστάλλους, το χιόνι. Το χαλάζι προέρχεται από στα-γόνες βροχής. Τις σταγόνες αυτές ο άνεμος τις φυσάει ψηλά όπου όταν βρεθούν σε θερμοκρασίες πήξης στερεοποιούνται. Μερικές φορές όμως οι στερεοποιημένες σταγόνες σπρώχνονται και πάλι ψηλά από τον άνεμο και έτσι γίνονται βαρύτερες και βαρύτερες πριν πέσουν τελικά στη γη.


Τι πιστεύουν τα παιδιάΟι Cosgrove & Osborne (1980) και Osborne & Cosgrove (1983) παρατήρη-σαν ότι τα παιδιά γενικά δε συσχετίζουν τις αλλαγές της κατάστασης των υλικών με κάποιες συγκεκριμένες θερμοκρασίες και επεσήμαναν ότι είναι πιθανό τα παιδιά να μην αναγνωρίζουν ότι όταν ένα υλικό περνά από μια κατάσταση σε άλλη διατηρεί την ίδια σύσταση. Επίσης τα παιδιά συχνά δε συνδέουν την τήξη με τη θέρμανση και την πήξη με την ψύξη των υλικών. Μπορεί βέβαια η καθημερινή εμπειρία να βοηθά τα παιδιά να αναγνωρίσουν μερικές διαδικασίες όπως ότι το νερό στην κατάψυξη παγώνει και ότι το παγάκι έξω από την κατάψυξη λιώνει. Όμως, υπάρχει πιθανότητα να μην μπορούν να προβλέψουν τι θα συμβεί σε μη οικείες καταστάσεις (Βαϊτση κ.ά 1993, Ραβάνης 1999) Από μελέτες των ιδεών των παιδιών για την πήξη και τήξη του νερού (π.χ. Osborne & Cosgrove 1983) διαπιστώθηκε ότι τα παιδιά, στηριζόμενα στις γνώσεις και εμπειρίες τους για την πήξη άλλων υλικών, κατέληγαν στο συ-μπέρασμα ότι λογικά «ο πάγος δεν καταλαμβάνει τόσο πολύ χώρο όσο όταν είναι υγρό». Η Bar (1986, όπως αναφέρεται στο Driver et al, 2000) που κατέγραψε τις ιδέες των παιδιών για την εξάτμιση βρήκε ότι τα παιδιά ηλικίας 5 και 6 ετών βλέποντας το υλικό να εξαφανίζεται εντυπωσιάζονται. Δέχονται αυτό που συμβαίνει δε δίνουν όμως καμία εξήγηση. Η εξάτμιση, η εξαέρωση και η υγροποίηση είναι γενικά πολύπλοκα φαινόμενα για τα παιδιά της προσχολι-κής ηλικίας και δύσκολο να περιγραφούν από αυτά. Για παράδειγμα, παρό-λο που τα παιδιά αυτά έχουν εμπειρίες των φαινομένων από την καθημερινή ζωή, όταν τους ζητηθεί να περιγράψουν το βρασμό και την εξαέρωση του νερού, θεωρούν ότι το νερό «θα φουσκώσει», «θα καεί πολύ» κλπ (Βαϊτση κ. άλ., 1993, Χατζηνικήτα κ. άλ. 1996, Ravanis & Bagakis 1998, όπως αναφέρο-νται στο Ραβάνης, 2003). Οι Bar και Travis (1991) διαπίστωσαν ότι η κατανόηση του βρασμού προηγεί-ται της κατανόησης της εξάτμισης των υγρών από βρεγμένες επιφάνειες και το μεγαλύτερο ποσοστό των παιδιών που έχουν φτάσει το έκτο έτος της ηλικί-ας τους, κατανοούν ότι όταν το νερό βράζει παράγεται ατμός που προέρχεται από το νερό και ότι η ποσότητα του νερού μειώνεται. Όμως τα ίδια παιδιά πιστεύουν ότι όταν ένα αντικείμενο στεγνώνει, το νερό που εξατμίζεται, απλά εξαφανίζεται ή εισχωρεί στο αντικείμενο. Όσον αφορά τον κύκλο του νερού, η Bar (1986, όπως αναφέρεται στο Driver et al, 2000) για να διερευνήσει τις αντιλήψεις που έχουν τα παιδιά, έκανε συ-νεντεύξεις σε παιδιά ηλικίας 5 έως 15 ετών υποβάλλοντας τις εξής ερωτήσεις: «Από πού προέρχονται τα σύννεφα;», «Πώς ξεκινάνε;», «Από τι είναι φτιαγμέ-να τα σύννεφα;», «Μπορείς να μου πεις πως πέφτει η βροχή και πως ξεκινάει;» Για τα παιδιά ηλικίας 5-9 ετών οι απόψεις που καταγράφηκαν ήταν:


• Για τις ηλικίες 5-7 ετών η πιο συνηθισμένη ιδέα ήταν ότι η βροχή πέ-φτει όταν κάποιος, πιθανόν ο Θεός, ανοίγει τα αποθέματα του νερού. Ότι τα σύννεφα είναι φτιαγμένα από βαμβάκι, κάτι που δείχνει ότι τα παιδιά δε συσχέτιζαν τα σύννεφα με τη βροχή. Ότι τα σύννεφα, που είναι σακούλες με νερό, φυλάσσονται μέσα στον ουρανό και όταν συγκρούονται μπορεί να ανοίξουν ή να σχιστούν και να πέσει βροχή.• Για τις ηλικίες 6-8 ετών μια αντίληψη είναι ότι τα σύννεφα πηγαίνουν στη θάλασσα και μαζεύουν νερό και έπειτα κινούνται προς άλλα μέρη και δίνουν βροχή. Όμως στην ομάδα ηλικιών από 6 έως 9 ετών εντοπίστηκαν και οι εξής δύο αντιλήψεις των παιδιών. Πρώτον ότι τα σύννεφα είναι φτιαγμένα από ατμό ο οποίος δημιουργείται από τη θάλασσα όταν θερμαίνεται από τον ήλιο και δεύτερον, ότι είναι φτιαγμένα από ατμό που βγαίνει από τις κατσα-ρόλες.

Οι δραστηριότητες

Οι δραστηριότητες της ενότητας αυτής χωρίζονται σε δύο σειρές. Η πρώτη σειρά περιλαμβάνει έννοιες και φαινόμενα που αφορούν τη μετάβαση των υλικών από την υγρή στη στερεά κατάσταση (πήξη) και το αντίθετο δηλαδή τη μετάβαση της ύλης από τη στερεά στην υγρή (τήξη). Η δεύτερη σειρά περιλαμβάνει έννοιες και φαινόμενα που αφορούν τη μετάβαση της ύλης στην αέρια κατάσταση και την επάνοδό της στην υγρή. Το υγρό που χρησι-μοποιείται στη μελέτη των παραπάνω φαινομένων είναι το νερό. Τα παιδιά αγαπούν να παίζουν με το νερό και παρατηρούν τη συμπεριφορά του στις διαφορετικές καταστάσεις του στην καθημερινή ζωή.

Σειρά Α

Πήξη και τήξη


Να δοθεί στα παιδιά η δυνατότητα να παρακολουθήσουν τη σταδιακή μετάβαση ενός υλικού από την υγρή στη στερεά κατάσταση και το αντίθετο παρατηρώντας συγχρόνως και τη μεταβολή της θερμοκρα-σίας του.

Να παρατηρήσουν τις αλλαγές που υφίσταται το νερό όταν παγώνει, την ασυνήθιστη μεταβολή του όγκου του και την ασυνήθιστη συμπεριφορά του όταν βρίσκεται στη στερεά κατάσταση.

Να αναγνωρίσουν τη βιολογική σημασία της επίπλευσης του πάγου στο νερό για την υδρόβια ζωή.


Να παρατηρήσουν ότι διαφορετικά στερεά υλικά μετατρέπονται σε υγρά όταν η θερμοκρασία τους ανέβει πάνω από ένα συγκεκριμένο όριο.

Να αναγνωρίσουν ότι όταν ένα τηγμένο υλικό ψηχθεί επανέρχεται στη στερεά κατάσταση.

Μέρος Α: Πήξη

Δραστηριότητα A

Διερεύνηση Το νερό και πολλά άλλα υγρά μετατρέπονται σε πάγο όταν η θερμοκρασία τους κατέβει στο μηδέν ή κάτω από το μηδέν.

Υλικά Διαφανή πλαστικά ποτήρια, νερό, διάφοροι χυμοί, γάλα, θερμόμετρο τοίχου ή και υδραργυρικό θερμόμετρο εργαστηρίου, έντυπο με την κλίμακα των θερμοκρασιών Κελσίου.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, μέτρηση, σύγκριση, επικοινωνία

Πορεία ♦ Στην αρχή της ημέρας τα παιδιά βάζουν μικρές ποσότητες νερού από τη

βρύση, γάλατος και πορτοκαλάδας στα διαφανή ποτήρια.♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και τους ζητούμε να μετρήσουν

και να καταγράψουν τη θερμοκρασία τους. ♦ Θέτουμε για συζήτηση το ερώτημα:

α) ‘Πως θα κάνουμε το νερό και τα άλλα υγρά να γίνουν πάγος;’♦ Ακούμε τις απόψεις των παιδιών και τις συζητούμε. Με κατάλληλες

ερωτήσεις τα παιδιά επαναφέρουν στο νου τους εμπειρίες και γνώσεις από την προηγούμενη δραστηριότητα.

♦ Τα παιδιά τοποθετούν το θερμόμετρο μέσα στο ποτήρι με το νερό και κατόπιν στην κατάψυξη του ψυγείου του σχολείου.

♦ Κατά μικρά χρονικά διαστήματα τα παιδιά παρατηρούν τη θερμοκρασία του νερού να κατεβαίνει σταδιακά και τη σημειώνουν στην κλίμακα εωσό-του εμφανιστούν οι πρώτοι κρύσταλλοι στην επιφάνειά του. Σημειώνουν στην κλίμακα τη θερμοκρασία στην οποία εμφανίστηκαν οι κρύσταλλοι. Συγχρόνως παρατηρούν την αλλαγή και στα άλλα υγρά.

♦ Αποσύρουμε το θερμόμετρο και αφήνουμε τα υγρά να παγώσουν εντε-


λώς. Κατά την πορεία τα παιδιά συνεχίζουν να παρατηρούν τη σταδιακή αλλαγή της υγρής κατάστασης σε στερεή.

Κλείσιμο♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα. Τα παιδιά ανακοινώνουν τις πα-

ρατηρήσεις τους. ♦ Θέτουμε το ερώτημα: ‘Τι παθαίνουν τα υγρά όταν η θερμοκρασία τους

κατεβαίνει πολύ χαμηλά;’ και συζητάμε την εξέλιξη του φαινομένου. Εδώ δίνεται η δυνατότητα στη νηπιαγωγό να εισάγει την ορολογία ‘τα υγρά μετατρέπονται σε στερεά’. Επιπλέον δίνεται η δυνατότητα να συνδεθεί και πάλι το φαινόμενο με πραγματικές καταστάσεις χρησιμοποιώντας ως αναφορά τις σχετικές εικόνες της προηγουμένης δραστηριότητας (μέρη με πάγους, παγόβουνα κλπ).

ΕπισήμανσηΕίναι δυνατό το κλείσιμο της δραστηριότητας να γίνει την επόμενη ημέρα δεδομένου ότι τα υγρά μπορεί να χρειαστούν αρκετό χρόνο για να μετατρα-πούν σε πάγο.

Ενδεικτικές ερωτήσεις για να οδηγήσουμε τα παιδιά Για να επικεντρώσουμε την προσοχή των παιδιών στις θερμοκρασίες στις οποίες το νερό βρίσκεται στην κατάσταση πάγου, τις δείχνουμε στη χάρτινη κλίμακα και θέτουμε το παρακάτω ερώτημα: Για να δούμε τι παθαίνει το νερό όταν η θερμοκρασία του κατέβει κάτω από το μηδέν; Για να επικεντρώσουμε την προσοχή των παιδιών στη διαφορά των θερμο-κρασιών: Γιατί νομίζετε ότι το νερό παγώνει στην κατάψυξη και όχι σε άλλο μέρος ή στο θάλαμο του ψυγείου; Τι θερμοκρασίες μετρήσαμε εκεί και τι θερμοκρα-σίες μετρήσαμε στα άλλα μέρη; (συγκρίνοντας με τις άλλες θερμοκρασίες που είχαν σημειώσει στην κλίμακα).

Υλοποίηση – πρακτικές και εμπειρίες από την τάξη

Το ξεκίνημα

Οι εκπαιδευτικοί ακολούθησαν διαφορετικούς τρόπους για να ξεκινήσουν τη δραστηριότητα. Άλλες άρχισαν με ερωτήσεις προβληματισμού, π.χ. «πως μπορούμε να κάνουμε τη θερμοκρασία ενός υλικού να κατέβει»; Άλλες πα-


ρουσίασαν στα παιδιά τα διαφορετικά υγρά μέσα σε διαφανή ποτηράκια και τους ζήτησαν πρώτα να τα αναγνωρίσουν και άλλες πάλι παρουσίασαν στα παιδιά τα υγρά και τους ζήτησαν να αρχίσουν με τη μέτρηση των θερμοκρα-σιών τους. Στον προβληματισμό «πως μπορούμε να κάνουμε τη θερμοκρασία ενός υλι-κού να κατέβει» τα παιδιά ανταποκριθήκαν με διαφορετικές ιδέες: -Να βάλουμε μέσα στο νεράκι κρύο νερό, στην πορτοκαλάδα κρύα πορτο-καλάδα και στο γάλα κρύο γαλατάκι και να τα ανακατέψουμε λιγάκι και θα κατεβεί η θερμοκρασία τους -Να τα βάλουμε στο ψυγείο-Να τα βάλουμε στην κατάψυξη Οι απόψεις των παιδιών δημιούργησαν συζητήσεις:-Εκεί θα γίνουν παγάκια, θα παγώσουν γιατί έχει μείον δέκα (-10 ). -Το γάλα θα γίνει παγωτό, το νερό πάγος και η πορτοκαλάδα σα γρανίταΗ εκπαιδευτικός γράφει σχετικά: Με την τελευταία αυτή απάντηση, τα παιδιά πρόλαβαν την ερώτηση που θα ακολουθούσε δηλαδή : «πως θα κάνουμε το νερό και τα άλλα υγρά να γίνουν πάγος;». Ωστόσο , υπέβαλα την ερώτηση για λόγους τακτικής και βέβαια η απάντηση που έδωσαν ήταν «να τα βάλουμε στην κατάψυξη».

Στα σχολεία που η δραστηριότητα ξεκίνησε με την παρουσίαση των υγρών τα παιδιά επεσήμαναν στις εκπαιδευτικούς ότι τα υλικά που τους παρουσίασαν ήταν όλα υγρά και με άνεση έδωσαν τα ονόματά τους. Μάλιστα, σε κάποια από τα σχολεία, τα παιδιά έγραψαν ετικέτες που κόλλησαν πάνω στα ποτηράκια όπως ακριβώς είχαν κάνει σε προηγούμενες δραστηριότητες τις σχετικές με τη διάκριση των υλικών.

Στα σχολεία που άρχισαν με τη μέτρηση θερμοκρασιών οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να τους υπενθυμίσουν τι κάνουμε με τα θερμόμετρα. Τα παιδιά εξήγησαν στις εκπαιδευτικούς ότι μετρούν πόσο ζέστη κάνει κάπου. Όταν ξεκίνησαν οι μετρήσεις τα παιδιά επιδόθηκαν στην ανάγνωση των εκάστοτε ενδείξεων των θερμομέτρων κάνοντας ιδιαίτερη προσπάθεια να αναγνωρίσουν τους διψήφιους αριθμούς. Αυτό αποτέλεσε μια καλή άσκηση για την ανάγνωση των αριθμών. Π. Τώρα θα μετρήσουμε τη θερμοκρασία τους Ε. Πώς θα μετρήσουμε τη θερμοκρασία τους;Π. Με το θερμόμετρο, φέρτο κυρία.Π. Είναι στο 2 και τρεις γραμμούλεςΠ. Δηλαδή 23 βαθμοί Π. Ναι έτσι είναι.. να μετρήσω τη θερμοκρασία από το γάλα εγώ τώρα…


Η διαπίστωση της θερμικής ισορροπίας επαναλαμβάνεται

Όπως και να άρχισε η δραστηριότητα σε όλα τα σχολεία τα παιδιά μέτρησαν τις θερμοκρασίες των υγρών πριν τα τοποθετήσουν στην κατάψυξη. Ιδιαίτερα ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι σε κάποια σχολεία, μετρώντας τις θερμοκρασίες αυτές, τα παιδιά παρατήρησαν και πάλι ότι οι θερμοκρασίες υλικών που βρίσκονται στον ίδιο χώρο είναι ίδιες.

Π. Είναι 25 βαθμούς [για το ποτήρι με το νερό].Π. Ε, τότε και το άλλο είναι 25.Ε. Γιατί το λες αυτό Α;Α: Να δες..[και βάζει το θερμόμετρο στο τελευταίο ποτήρι με κάποιο άλλο από τα υγρά] πάλι 25 βαθμοί.Π. Ναι αφού δεν το βάλαμε στο ψυγείο είναι το ίδιο δεν είναι πιο κρύο από τα άλλα..

Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως η παρατήρηση αυτή αποτελεί ένα εξαιρετικό προοίμιο για την κατανόηση της θερμικής ισορροπίας σε πιο προχωρημένα στάδια. Η κατανόηση της θερμικής ισορροπίας υλικών και υλικών και περιβάλλοντος είναι μια από τις έννοιες που δυσκολεύουν τα παιδιά ακόμη και στο γυμνάσιο. Η από νωρίς κατανόηση από τα παιδιά ότι τα υλικά που βρίσκονται για ορισμένο χρονικό διάστημα στον ίδιο χώρο απο-κτούν την ίδια θερμοκρασία μεταξύ τους (η οποία είναι ίδια και με αυτή του περιβάλλοντος) είναι ένα ζήτημα στο οποίο η εκπαιδευτικός μπορεί να δώ-σει μεγαλύτερη έμφαση. Θέτοντας τον κατάλληλο προβληματισμό μπορεί να επεκτείνει τη συζήτηση και για άλλα υλικά πλην αυτών της συγκεκριμέ-νης δραστηριότητας.

Η αλλαγή κατάστασης: ενεργή παρατήρηση και συζήτηση

Μετά τη μέτρηση των θερμοκρασιών τα παιδιά τοποθέτησαν τα ποτήρια με τα υγρά στην κατάψυξη. Παρατηρώντας τα υγρά σε τακτά χρονικά διαστή-ματα διαπίστωσαν τη σταδιακή δημιουργία κρυστάλλων. Σε μερικά σχολεία ήθελαν να επιβεβαιώσουν και απτικά τη δημιουργία των κρυστάλλων. Τα παιδιά παρατηρούν ότι ήδη έχει αρχίσει η πήξη και το θερμόμετρο δείχνει 0 βαθμούς. Βάζουν το δαχτυλάκι τους για να διαπιστώσουν τη συνύπαρξη του υγρού με μικρά παγάκια-κρυσταλλάκια.

Όταν τα υγρά πάγωσαν τα παιδιά είχαν την ευκαιρία να παρατηρήσουν και συζητήσουν για διάφορα πράγματα. Πρώτα, σε όσα σχολεία όταν το θερμό-μετρο αποσύρθηκε από τα ποτήρια παρέμεινε στην κατάψυξη, οι εκπαιδευ-τικοί ζήτησαν από τα παιδιά να αναγνώσουν και σχολιάσουν την ένδειξή του


τη στιγμή που έβγαλαν τα ‘παγωμένα’ υγρά. Π. Είναι πολύ χαμηλάΕ. Πόσο χαμηλά Π. Κάτω από το μηδέν Ε. Πόσο κάτω από το μηδένΠ. Είναι στο μείον 10 Π. Γι’ αυτό έγιναν όλα πάγος

Στη συνέχεια τα παιδιά παρατήρησαν ενεργά τα ‘στερεοποιημένα’ υγρά. Τα μεταφέραμε στην τάξη για παρατήρηση. Περνούν από όλα τα παιδιά όλα τα ποτηράκια με τα παγωμένα υγρά. Τα μυρίζουν, κάποια τα γλύφουν, τα πιέζουν για να τα βγάλουν από το ποτηράκια και σχολιάζουν: έγιναν πάγος, αχ, πάγος έγιναν τα χέρια μου. Ενδιαφέρον είναι ότι με την ενεργή παρατήρηση τα παιδιά διαπίστωσαν ότι συγκεκριμένα χαρακτηριστικά των ‘πρώην’ υγρών όπως η οσμή τους δεν άλλαξε όταν πάγωσαν επισημαίνοντας το είδος του υγρού. Μυρίζει γαλατίλα αλλά έχει γίνει παγωτάκι. Μυρίζει πορτοκαλαδίλα αλλά έχει γίνει σα γρανίτα. Θυμηθείτε ότι μια από τις αντιλήψεις που έχουν τα παιδιά αυτής της ηλικίας είναι ότι όταν ένα υγρό παγώσει αλλάζει η σύστασή του, μετατρέπεται δηλαδή σε άλλο υλικό. Η ενεργή παρατήρηση επομένως αποτελεί έναν καλό τρόπο να διαπιστώσουν τα παιδιά ότι κάτι τέτοιο δεν συμβαίνει. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η άποψη που εξέφρασε ένα παιδί: Το παγάκι γίνεται νερό όταν λιώσει διότι είναι από νερό.

Εικόνα 9. Τα παιδιά παρατηρούν τα παγωμένα υγρά που μόλις έχουν βγάλει από την κατάψυξη


Αρχικές αμφιβολίες και άλλα ερωτήματαΜερικά παιδιά, ενώ για το νερό ήταν μάλλον σίγουρα ότι αν μπει στην κατά-ψυξη θα παγώσει, εκφράσανε επιφυλάξεις για το αν θα γινόταν το ίδιο και με τα άλλα υγρά-το γάλα και την πορτοκαλάδα. Έτσι η εκπαιδευτικός, αφού το νερό πάγωσε, άφησε τα παιδιά να παρατηρούν μόνο τα δύο τελευταία υγρά σε τακτά χρονικά διαστήματα. Όταν είδαν τη δημιουργία των πρώτων κρυστάλλων και σ’ αυτά, πείστηκαν ότι το φαινόμενο της πήξης, πλην του νερού, συμβαίνει και σε άλλα υγρά:Π. Α, παγώνει! Παγώνει και το γάλα! Π. Κοίτα όπως το νερό. Κάνει μικρά-μικρά παγάκια μέσα. Τα παιδιά που είχαν αμφιβολίες κατανόησαν ότι το φαινόμενο της πήξης συμβαίνει σε όλα τα υγρά που συναντούν στην καθημερινή τους ζωή σε κάποια όμως παίρνει μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από άλλα. Για τα παι-διά που είχαν προβλέψει ότι η πορτοκαλάδα και το γάλα θα πάγωναν, ήταν μεγάλη ικανοποίηση να δουν ότι η πρόβλεψή τους επαληθεύτηκε. Αφού όλα τα υγρά είχαν πλέον παγώσει τα παιδιά παρατηρώντας τα και συζητώντας στην ομάδα, κατέγραψαν, με τη βοήθεια της νηπιαγωγού, τις παρατηρήσεις τους σε ένα μεγάλο χαρτί: • Τα υγρά σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία γίνονται στερεά-πάγος. • Όλα τα υγρά δεν παγώνουν την ίδια στιγμή. Κάποια χρειάζονται περισσό-

τερη ώρα για να γίνουν πάγος από άλλα. • Το υγρό που παγώνει πιο γρήγορα είναι το νερό. • Το υγρό που παγώνει πιο αργά είναι η πορτοκαλάδα. Αξιοσημείωτο είναι πως για το νερό τα παιδιά χρησιμοποίησαν το όρο «πά-γος», ενώ για τα υπόλοιπα τον όρο «πάγος–γάλα» και «πάγος–πορτοκαλά-δα». Η εκπαιδευτικός δεν έκανε καμία διόρθωση. Η ορολογία που επινό-ησαν τα παιδιά φάνηκε να έχει κάποιο νόημα για αυτά γιατί πιθανόν να τα βοηθούσε να κάνουν τη διάκριση μεταξύ του πάγου που προερχόταν από διαφορετικά υγρά.

Σε ένα άλλο σχολείο, στην ελεύθερη δραστηριότητα των παιδιών, η εκπαι-δευτικός πλησίασε το κουκλόσπιτο όπου τα παιδιά της σέρβιραν καφέ. Συγ-χρόνως της υπέβαλλαν το ερώτημα αν «το τσάι και ο καφές παγώνουν και αυτά όπως και τα άλλα υγρά». Η εκπαιδευτικός δεν απάντησε στη ερώτηση αλλά, προσποιούμενη ότι δε γνωρίζει, ρώτησε τα παιδιά πως θα μπορούσαν να βρούνε την απάντηση. Τα παιδιά πρότειναν:Π. Να τα φτιάξουμε στ’ αλήθεια και να τα βάλουμε στην κατάψυξη!Π. Ναι, ναι και μετά να δούμε τι θα γίνει.Έτσι, με πρόταση των ίδιων των παιδιών, η ερώτηση μετατράπηκε σε δι-ερεύνηση (βλέπε παράγραφο: ‘ο χειρισμός των ερωτήσεων των παιδιών’ στην εισαγωγή) μέσα από την οποία τα παιδιά έδωσαν μόνα τους την απά-ντηση στον προβληματισμό τους.


ΕπισήμανσηΣτην περίπτωση που τα παιδιά θέσουν το ερώτημα γιατί το οινόπνευμα δεν παγώνει όπως τα άλλα υγρά θα μπορούσε να τους εξηγηθεί ότι για να παγώ-σει το συγκεκριμένο υγρό, θα πρέπει η θερμοκρασία να κατέβει πολύ-πολύ χαμηλότερα από τι χρειάζεται για να παγώσουν τα άλλα υγρά. Για το λόγο αυτό το χρησιμοποιούμε για να μετράμε πολύ χαμηλές θερμοκρασίας.

Τα ‘στερεοποιημένα’ υγράΣτη συζήτηση για την αλλαγή κατάστασης τα παιδιά αναφερθήκαν στις ιδι-ότητες των στερεών που είχαν μελετήσει σε προηγούμενες δραστηριότητες που αφορούσαν «την ύλη και τις ιδιότητές της». Ε. Τώρα που πάγωσαν τα υγρά τι έγιναν;Π. Στερεά, δεν χύνονται από τα ποτήρια.Π. Μπορούμε να τα ακουμπήσουμε όπου θέλουμε. Π. Μπορούμε να τα πιάνουμε.

Εικόνα 10. Τα παιδιά έβγαλαν τα παγωμένα υγρά-γάλα, πορτοκαλάδα, νερό-από τα ποτήρια για να δείξουν ότι έχουν αποκτήσει τις ιδιότητες των στερεών

Σε κάποιο νηπιαγωγείο η παραπάνω συζήτηση προηγήθηκε της τοποθέτη-


σης των υγρών στην κατάψυξη. Η εκπαιδευτικός, παίρνοντας υπ’ όψη της τις ήδη υπάρχουσες εμπειρίες των παιδιών, τους ζήτησε να κάνουν προβλέ-ψεις. Στις προβλέψεις τους τα παιδιά αναφέρθηκαν και πάλι στις ιδιότητες των στερεών αλλά και των υγρών. Τα παιδιά, όταν τα ρώτησα αν θα είναι και πάλι υγρά όταν τα βάλουμε στην κατάψυξη, μου απάντησαν: όχι, γιατί θα είναι στερεά. Θα μπορούμε να τα πιάνουμε. Αλλά μόλις τα πιάσουμε θα αρχί-σουν να λιώνουν, να γίνονται πάλι νερό. Να χύνονται. Η παρουσίαση των ομάδων

Σε κάποια σχολεία, πριν τη συζήτηση σε όλη την ομάδα, έγινε παρουσίαση των πειραματισμών των επιμέρους ομάδων εργασίας στα υπόλοιπα παιδιά. Η ομάδα που είχε πειραματιστεί ανέλαβε να παρουσιάσει αυτά που έκανε. -Βάλαμε χυμό, γάλα και νερό σε αυτά τα ποτήρια και τους μετρήσαμε τη θερμοκρασία. Ο Γ. εξήγησε και στα υπόλοιπα παιδιά ότι τα υγρά που βάλαμε στην κατάψυξη έχουν αρχίσει να παγώνουν, έχουν κάνει παγάκια και αν τα αφήσουμε και άλλη ώρα θα γίνουν ολόκληρα πάγος.

Η σύνδεση με πραγματικές καταστάσεις Τέλος οι εκπαιδευτικοί έδωσαν ερεθίσματα στην ομάδα για συζητήσεις όπου τα παιδιά έκαναν τη σύνδεση του φαινομένου με άλλες πραγματικές καταστάσεις πλην αυτών που παρατηρούν στο άμεσο περιβάλλον του σπιτι-ού ή του σχολείου. Μίλησαν για το τι συμβαίνει στο νερό στους πόλους, για τις θερμοκρασίες που επικρατούν εκεί και που τις θεωρούν ως την αιτία που κάνει το νερό να έχει μετατραπεί σε παγόβουνα και τα ζώα όπως οι πιγκου-ΐνοι που ζουν σ’ αυτά. Ανακάλεσαν επίσης εμπειρίες και σχετικές γνώσεις από την καθημερινή ζωή: Για αυτό οι ελιές μας πάγωσαν. Ο κύριος Παναγιώ-της είπε ότι έχουνε χυμούς μέσα τα δέντρα και όταν κατέβει κάτω από το 0 η θερμοκρασία οι χυμοί παγώνουν. Παγώνουν και τα δέντρα.


Τα παιδιά μπορούν να πειραματιστούν στο σπίτι παρατηρώντας την πήξη του νερού και άλλων υλικών στη κατάψυξη του ψυγείου. Μπορούν να με-τρήσουν τη θερμοκρασία της κατάψυξης με θερμόμετρο οινοπνεύματος κα-θώς και του θαλάμου συντήρησης του ψυγείου και να τις συγκρίνουν. Να συζητήσουν με τους ενήλικες για τη διαφορά των ενδείξεων του θερμομέ-τρου καθώς και για την περιοχή της κλίμακας στην οποία αυτές σημειώνο-νται ώστε να εξοικειωθούν με τις ενδείξεις πάνω και κάτω από το μηδέν.


Δραστηριότητα B

Διερεύνηση Το νερό, όταν παγώνει, απλώνεται και πιάνει περισσότερο χώρο.

Υλικά Ποτήρι από χρωματιστό σκληρό πλαστικό, δύο μικρά διαφανή πλαστικά μπουκάλια με πώμα που βιδώνει ερμητικά, ένα μικρό γυάλινο διαφανές μπουκάλι με πώμα που βιδώνει ερμητικά. Επισήμανση:Δεδομένου ότι διάφορες προσμίξεις μπορούν να αλλάξουν το σημείο πήξης του νερού, αν τα μπουκάλια περιείχαν προηγουμένως άλλα υγρά (πλην νε-ρού) θα πρέπει να καθαριστούν πολύ καλά.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, σύγκριση, πρόβλεψη, μέτρηση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπε-ράσματος

Πορεία♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και εισάγουμε τον προβληματι-

σμό: Πότε λέτε το νερό να πιάνει περισσότερο χώρο, όταν είναι υγρό ή όταν γίνει πάγος; Ακούμε τις απόψεις των παιδιών. Γεμίζουμε το πλαστι-κό ποτήρι με νερό μέχρι το χείλος.

♦ Παρουσία των παιδιών τοποθετούμε το ποτήρι στην κατάψυξη (τοποθε-τούμε ένα μικρό πιάτο κάτω από το ποτήρι αφ’ ενός για να μην κολλήσει στην περίπτωση που ίσως χυθεί λίγο νερό και αφ’ ετέρου για να σταθεί το ποτήρι εντελώς οριζόντιο. Επειδή για να παγώσει όλο το νερό και να γίνει εμφανές το φαινόμενο θα χρειαστούν αρκετές ώρες, υπάρχει πι-θανότητα η δραστηριότητα να πρέπει να συνεχιστεί την επόμενη ημέρα. Επομένως η δραστηριότητα αυτή θα πρέπει να προγραμματιστεί να γίνει σε περισσότερες από μία φάσεις.

♦ Όταν όλο το νερό έχει πλέον μετατραπεί σε πάγο, βγάζουμε το ποτήρι από την κατάψυξη. Τα παιδιά ελέγχουν τη στάθμη του πάγου (μετά την πήξη του νερού θα είναι εμφανές ότι ο πάγος θα εξέχει σημαντικά από το χείλος του ποτηριού) και τη συγκρίνουν με τη στάθμη του νερού πριν αυτό παγώσει.

♦ Μπορούμε επίσης να βάλουμε στο πλαστικό μπουκάλι νερό έως περί-που 2 εκατοστά κάτω από το σημείο που αρχίζει ο «λαιμός του» και να το τοποθετήσουμε συγχρόνως με το ποτήρι στην κατάψυξη αλλά χωρίς


πώμα. Το βγάζουμε συγχρόνως με το ποτήρι από την κατάψυξη για να παρατηρήσουν τα παιδιά το αποτέλεσμα. Ο πάγος θα έχει γεμίσει τον άδειο χώρο αλλά και το «λαιμό» του μπουκαλιού.

♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα. Τα παιδιά παρουσιάζουν τις παρατηρήσεις τους και τις συζητούμε στην ομάδα. Με τη βοήθεια της νηπιαγωγού η οποία τα κατευθύνει με κατάλληλες ερωτήσεις τα παιδιά καταλήγουν σε συμπεράσματα.

♦ Στη συνέχεια τα παιδιά με τη βοήθεια της νηπιαγωγού γεμίζουν ως το χείλος με νερό το δεύτερο πλαστικό και το γυάλινο μπουκάλι και τα βιδώνουν πολύ καλά. Μ’ αυτό τον τρόπο δε μένει καθόλου κενός χώρος μεταξύ του πώματος και της επιφάνεια του νερού. Η εκπαιδευτικός τους ζητά να προβλέψουν τι θα συμβεί στα μπουκάλια όταν το νερό παγώσει. Τα παιδιά διατυπώνουν τις προβλέψεις τους, τις συζητούν στην ομάδα και η εκπαιδευτικός τους ζητά να αιτιολογήσουν τις απόψεις τους.

♦ Τα παιδιά τοποθετούν τα μπουκάλια με το νερό στην κατάψυξη. Την επό-μενη ημέρα που το νερό θα έχει παγώσει παρατηρούν τι έχει συμβεί στα μπουκάλια.

♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και παρουσιάζονται οι παρατηρή-σεις. Τους ζητούμε να αιτιολογήσουν το φαινόμενο και με τη βοήθειά μας καταλήγουν σε συμπεράσματα.

♦ Συνδέουμε το φαινόμενο με εμπειρίες από την καθημερινή ζωή π.χ. σω-λήνες νερού που σπάζουν όταν έχει παγωνιά, ξεχασμένα μπουκάλια με ποτά στην κατάψυξη.

Ενδεικτικές ερωτήσεις για να οδηγήσουμε τα παιδιά Τι παρατηρείτε στη στάθμη του νερού τώρα που έγινε πάγος;Γιατί νομίζετε ανέβηκε η στάθμη στο ποτήρι τώρα που το νερό έχει παγώ-

σει;Γιατί τώρα που το νερό έγινε πάγος το μπουκάλι γέμισε; [Αφορά το μπου-

κάλι που δεν ήταν καλά γεμάτο]. Γιατί νομίζετε ότι έσπασε το μπουκάλι τώρα που το νερό έγινε πάγος;Έχετε ποτέ σας ακούσει τι παθαίνουν οι σωλήνες του νερού όταν έχει

έξω παγωνιά;


Εμπειρίες, προβλέψεις και ανάκληση προηγούμενης γνώσης Η δραστηριότητα σε κάποια σχολεία άρχισε με τις προβλέψεις των παιδιών και σε άλλα με την κατάθεση εμπειριών από τα παιδιά. Για παράδειγμα, ένα παιδί στο δρόμο του προς το σχολείο, είδε ένα σωλήνα νερού σπασμένο μέσα από τον οποίο είχε βγει πάγος. Η εκπαιδευτικός χρησιμοποίησε την


παρατήρηση του παιδιού ως έναυσμα για συζήτηση βάζοντας στην ομάδα το ερώτημα «γιατί νομίζετε ότι έσπασε ο σωλήνας». Το παιδί που είχε κάνει την παρατήρηση εξέφρασε την άποψη ότι «το νερό που ήταν μέσα στο σω-λήνα πάγωσε και επειδή ο πάγος χρειαζόταν περισσότερο χώρο από το νερό έσπασε το σωλήνα και βγήκε έξω». Η εκπαιδευτικός γράφει ότι «τα υπόλοιπα παιδιά στην ομάδα ενθουσιάστηκαν από την εξήγηση που έδωσε ο Α. και έκα-ναν τα δικά τους σχόλια μπαίνοντας στη λογική του ότι ο πάγος χρειάζεται περισσότερο χώρο από ότι το νερό και αν δεν τον βρει σπάζει το δοχείο όπου βρίσκεται και βγαίνει έξω.

Στα σχολεία που η δραστηριότητα άρχισε με προβλέψεις τα παιδιά εκφρά-σανε διαφορετικές απόψεις κάποιες εκ των οποίων δε συνέπιπταν με τις επι-στημονικές, δεδομένου ότι τα παιδιά δεν είχαν ακόμη συνδέσει τις εμπειρίες τους από την καθημερινή ζωή με το φαινόμενο, έδωσαν όμως αιτιολογήσεις που είχαν μια ενδιαφέρουσα και λογική στηρίζονταν σε προηγούμενες γνώ-σεις: Π. Θα πιάσει τον ίδιο χώρο γιατί τα παγάκια είναι το ίδιο το νερό.

Κάποια εκπαιδευτικός ρώτησε τα παιδιά αν η ποσότητα του νερού παραμένει η ίδια όταν αυτό παγώνει, δηλαδή αν η μάζα του νερού είναι η ίδια. Αρκετά ανακάλεσαν γνώσεις που είχαν αποκτήσει καιρό πριν τη συγκεκριμένη δρα-στηριότητα: Π. Δεν θα αλλάξει, θα είναι ίδια, αφού ούτε βάζουμε άλλο νερό ούτε βγά-ζουμε. Για τα παιδιά που είχαν αμφιβολία σχετικά με αυτό ή για τα παιδιά που για τη διατήρηση της ποσότητας της ύλης δεν είχαν παρακολουθήσει τις προη-γούμενες δραστηριότητες, οι εκπαιδευτικοί πρότειναν να ζυγίσουν το νερό πριν το βάλουν στην κατάψυξη και στη συνέχεια να ζυγίσουν το νερό μετά το πείραμα, αφού θα είχε μετατραπεί σε πάγο. Έφεραν λοιπόν και πάλι τις ζυγαριές και τα παιδιά έκαναν το ζύγισμα ώστε να βεβαιωθούν.

Ο στόχος και τα αποτελέσματα του πειράματος

Αφού έγινε η περιγραφή του πειράματος κάποιες εκπαιδευτικοί έλεγξαν αν τα παιδιά είχαν κατανοήσει ποιος ήταν ο στόχος του: «Τι θέλουμε να δού-με με αυτό το πείραμα;». Τα παιδιά απάντησαν πως «θέλουμε να δούμε αν το νερό, η στάθμη του νερού, θα ανέβει από εκεί που ήταν ή θα κατέβει». Η αντίληψη του στόχου της πειραματικής διαδικασίας αποτελεί ένα σημαντικό στοιχείο για την κατανόηση του φαινομένου που τα παιδιά θα μελετήσουν-διερευνήσουν με ένα συγκεκριμένο πείραμα.

Τα αποτελέσματα της πειραματικής διαδικασίας ήταν εντυπωσιακά. Τα παιδιά είχαν την ευκαιρία να παρατηρήσουν σπασμένα γυάλινα μπουκάλια


όπως αυτό της εικόνας ?, παραμορφωμένα ή φουσκωμένα πλαστικά μπου-κάλια και πλαστικά μπουκάλια που είχαν σκιστεί, μπουκάλια που το πώμα τους είχε πεταχτεί και ένα ‘κορδόνι’ πάγου έβγαινε από το λαιμό τους, και πάγο που εξείχε πάνω από το χείλος του ποτηριού όπως αυτό της εικόνας ?. Η έκπληξη των παιδιών που οι προβλέψεις τους ήταν διαφορετικές από τα αποτελέσματα του πειράματος ήταν μεγάλη. Μεγάλη ήταν και η χαρά των παιδιών που είδαν την πρόβλεψή τους να επιβεβαιώνεται.

Εικόνα11. Το νερό μέσα στο πο-τήρι πάγωσε. Ο όγκος του αυξήθη-κε με αποτέλεσμα ο πάγος να εξέχει πάνω από το χείλος του ποτηριού

Τα παιδιά περιεργάστηκαν τα παγωμένα υλικά και η δραστηριότητα συνε-χίστηκε στην ομάδα με συζητήσεις και σύνδεση των αποτελεσμάτων με κα-ταστάσεις από την καθημερινή ζωή. Τα παιδιά κατέθεσαν εμπειρίες που ανακάλεσαν από σχετικά φαινόμενα στο σπίτι όπως π.χ. μπουκάλια με νερό, κρασί ή μπύρα που έσπασαν στην κατάψυξη του ψυγείου τους όταν οι γο-νείς τους τα ξέχασαν εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι εκπαιδευτικοί τους ζήτησαν να αιτιολογήσουν τα περιστατικά:Π. Το νερό πάγωσε και δε χωρούσε γιατί φούσκωσε και απλώθηκε και γι’ αυτό έσπασε. Χρησιμοποίησαν τον όρο ‘απλώνεται’ και ‘δεν χωράει’ που αποτελεί μια ενδι-αφέρουσα περιγραφή της διαστολής του νερού με ορολογία που έχει νόημα για τα παιδιά και όπως τα ίδια την αφομοίωσαν.


Εικόνα 12. Το μπουκάλι με το νερό έσπασε όταν το νερό μετατράπηκε σε πάγο

Ανακεφαλαίωση

Στο κλείσιμο οι εκπαιδευτικοί, με κατάλληλες ερωτήσεις, οδήγησαν τα παι-διά στην ανακεφαλαίωση της δραστηριότητας και των εμπειριών και γνώσε-ων που αποκόμισαν από αυτή. Τα σημαντικότερα σημεία ήταν:Η πλήρης περιγραφή του πειράματος και του στόχου του από τα παι-

διά.Η διαπίστωση της αύξησης του όγκου του νερού και των υγρών που

περιέχουν νερό όταν αυτά παγώνουν.Η επιβεβαίωση ότι παρόλο που ο όγκος του νερού μεγαλώνει η ποσό-

τητά του δεν μεταβάλλεται, δηλαδή η μάζα του παραμένει η ίδια. Προεκτάσεις για την οικογένεια

Αντίστοιχοι πειραματισμοί μπορούν να γίνουν από τα παιδιά και στο σπίτι. Με τη βοήθεια των ενηλίκων τα παιδιά μπορούν να παρατηρήσουν την αύ-ξηση του όγκου του νερού σε δοχεία που τοποθετούνται στην κατάψυξη συγκρίνοντάς τον με τον όγκο που είχε το νερό πριν μετατραπεί σε πάγο. Επίσης μπορούν να τοποθετηθούν στην κατάψυξη γυάλινα μπουκάλια γεμά-τα με νερό για να δουν τα παιδιά και να συζητήσουν με τους ενήλικες τους


λόγους της θραύσης τους. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα μπουκάλια πλην του ότι θα πρέπει να καθαριστούν πολύ καλά θα πρέπει να γεμιστούν μέχρι το χείλος ώστε η αύξηση του όγκου του νερού να είναι σίγουρο ότι θα προκαλέσει θραύση.

Δραστηριότητα Γ

Διερεύνηση Ο πάγος επιπλέει στο νερό. Σε θάλασσες και λίμνες που η επιφάνειά τους είναι παγωμένη κάτω από τον πάγο υπάρχει νερό και έτσι τα ψάρια και τα φυτά δεν πεθαίνουν.

Υλικά Κομμάτια πάγου σε διαφορετικά σχήματα και μεγέθη. Μεγάλη(ες) λεκάνη(ες) με νερό. Οι εικόνες ? και ? της παγωμένης λίμνης και της σχηματικής παρά-σταση της τομής της παγωμένης λίμνης.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, πρόβλεψη, επικοινωνία, εξαγωγή συμπεράσματος

Πορεία♦ Από προηγούμενη ημέρα τοποθετούμε στην κατάψυξη του ψυγείου πα-

γοθήκες με νερό και διαφορετικού πλάτους πλαστικά μπολ με μικρή πο-σότητα νερού ώστε να δημιουργηθούν λεπτά στρώματα πάγου.

♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και θέτουμε τον προβληματισμό: Τι νομίζετε ότι θα γίνει αν ρίξουμε τον πάγο στο νερό; Θα επιπλεύσει ή θα βυθιστεί;

♦ Ακούμε τις απόψεις των παιδιών και τους ζητούμε να τις αιτιολογήσουν. Συζητούμε τις απόψεις στην ομάδα.

♦ Χωρίζουμε τα παιδιά σε μικρότερες ομάδες. Βγάζουμε τους πάγους από τα σκεύη και αφήνουμε τα παιδιά να ρίξουν διαφορετικού μεγέθους πά-γους στις λεκάνες με νερό να παίξουν και να παρατηρήσουν τη συμπερι-φορά του πάγου.

♦ Συγκεντρώνουμε όλες τις ομάδες και ζητούμε από τα παιδιά κάθε ομά-δας να περιγράψουν τις εμπειρίες και παρατηρήσεις τους. Οι παρατηρή-σεις συζητούνται και με την καθοδήγησή μας τα παιδιά καταλήγουν σε συμπεράσματα.

♦ Στη συνέχεια θέτουμε ένα δεύτερο προβληματισμό: Εφόσον ο πάγος επιπλέει στο νερό τι νομίζετε ότι υπάρχει κάτω από τον πάγο στις παγω-μένες λίμνες και θάλασσες;

♦ Ακούμε τις απόψεις των παιδιών και εισάγουμε την καινούργια γνώση


δείχνοντας τις εικόνες ? και ?: «Κάτω από την παγωμένη επιφάνεια των λιμνών και θαλασσών υπάρχει νερό». Συζητούμε το φαινόμενο, τη σπου-δαιότητα αυτής της συμπεριφοράς του πάγου για την υδρόβια ζωή καθώς και σχετικές ερωτήσεις που πιθανά να εγείρουν τα παιδιά.

Εικόνα 13. Τα παιδιά παίζουν πάνω στην παγωμένη λίμνη

Εικόνα14. Στη παγωμένη λίμνη, κάτω από τον πάγο, υπάρχει νερό και ψάρια



Προβλέψεις, πειραματισμοί και ανάκληση γνώσης Η πρόβλεψη των περισσότερων παιδιών ήταν ότι ο πάγος θα επιπλεύσει χωρίς όμως να μπορούν ουσιαστικά να την αιτιολογήσουν. Λίγα παιδιά προ-έβλεψαν ότι ο πάγος θα βυθιστεί.

Τα παιδιά, χωρισμένα σε μικρές ομάδες, πειραματίστηκαν με λεκάνες με νερό και παγάκια ή μεγαλύτερα κομμάτια πάγου αλλά και κομμάτια πάγου με διαφορετικό πάχος. Οι εκπαιδευτικοί κατέγραψαν γεγονότα και απόψεις από διάφορες φάσεις των πειραματισμών των παιδιών: Τα παιδιά προσπά-θησαν να βυθίσουν τον πάγο αλλά εκείνος «πεταγόταν» στην επιφάνεια. Κά-ποια παιδιά είπαν πως «είναι πιο ελαφρύς και γι’ αυτό πετάγεται επάνω, αν ήταν πιο βαρύς θα βούλιαζε». Σε κάποιο νηπιαγωγείο ένα παιδί εξέφρασε την άποψη πως αν υπάρχει πολύ νερό μπορεί ο πάγος να βουλιάξει. Τα υπόλοιπα τον αντέκρουσαν λέγοντας του πως και η θάλασσα έχει πολύ νερό αλλά και εκεί ο πάγος επιπλέει. Για να βεβαιωθεί ο μικρός η εκπαιδευτικός γέμισε εντελώς τη λεκάνη με νερό και τον άφησε να παρατηρήσει το αποτέλεσμα.

Μετά τους πειραματισμούς και τις παρατηρήσεις των παιδιών η δραστηριό-τητα συνεχίστηκε με συζητήσεις στην ομάδα. Πρώτα τα παιδιά έβγαλαν συ-μπεράσματα: «Όλα τα κομμάτια πάγου επιπλέουν και τα μικρά και τα μεγάλα και τα χοντρά και τα λεπτά». Μετά την εξαγωγή συμπεράσματος τα παιδιά έκαναν σύνδεση των πειραματισμών τους με αντίστοιχες καταστάσεις της καθημερινής ζωής: «Όταν η μαμά βάζει παγάκια στο φραπέ της επιπλέουν». Επίσης κάποιες εκπαιδευτικοί έφεραν και πάλι στα παιδιά βιβλία σχετικά με την Αρκτική που είχαν διαβάσει παλαιότερα. Τα παιδιά εντόπισαν και παρα-τήρησαν παγόβουνα να επιπλέουν. Το πρώτο μέρος της δραστηριότητας έκλεισε με εικαστικά. Τα παιδιά ανα-παρέστησαν με όποιο τρόπο ήθελαν, κολλάζ ή ζωγραφική, τον πάγο να επι-πλέει στο νερό.


Εικόνα 15. Πιγκουΐνοι πάνω σε πάγο που επιπλέει στο νερό

Ο νέος προβληματισμός

Στον προβληματισμό τι υπάρχει κάτω από τον πάγο των λιμών και θαλασσών τα περισσότερα παιδιά απάντησαν νερό και ψαράκια. Οι εκπαιδευτικοί τους έδειξαν τη σχηματική αναπαράσταση της εικόνας ?. Έπειτα τα παιδιά προ-σομοίωσαν το φαινόμενο χρησιμοποιώντας μεγάλα κομμάτια πάγου που τα τοποθέτησαν ή στη επιφάνεια του νερού της γυάλας με τα χρυσόψαρα ή, σε όσα σχολεία διέθεταν ενυδρείο, στην επιφάνεια του νερού του ενυδρείου.

Μετά τα παιδιά συζήτησαν στην ομάδα για τη διατήρησης της ζωής κάτω από τον πάγο και ανέφεραν γνώσεις και εμπειρίες. Είπαν ότι όταν στις λίμνες και στις θάλασσες το νερό παγώνει ανεβαίνει ψηλά. Από κάτω μένει το υγρό νερό και συνεχίζουν να ζουν τα ψάρια. Ένα παιδί ανέφερε ‘ότι έχει δει εικό-νες με εσκιμώους που σπάζουν τον πάγο με φτυάρια και μετά ρίχνουν την πε-τονιά τους για ψάρεμα. Η γνώση αυτή έδειξε να εντυπωσιάζει τα παιδιά που ζήτησαν να ξαναδούν την εικόνα με την παγωμένη λίμνη. Μια εκπαιδευτικός αναφέρει ότι εξέφρασαν την ικανοποίησή τους που ο πάγος μένει πάνω-πάνω και επιπλέει και μπορούν τα ψαράκια να ζουν και να μη παθαίνουν τίποτα τα «καημένα».


Εικόνα16 (α) και (β): Ο πάγος επιπλέει στο νερό. Κάτω από τον πάγο υπάρχουν ψάρια και χόρτα που τα τρων τα ψάρια

(α)

(β)


Παιχνίδια και αυτοσχέδιες προσομοιώσεις

Σε ένα νηπιαγωγείο, για να εφαρμόσουν τα παιδιά την καινούργια γνώση, η εκπαιδευτικός, με τη βοήθεια των παιδιών κατασκεύασε το παιχνίδι που φαίνεται στην εικόνα ?. Στο παιχνίδι αυτό παρουσιάζεται ένα τοπίο που έχει δύο πλευρές. Στη μία πλευρά το τοπίο παρουσιάζεται χειμωνιάτικο με χιόνι και πάγο στη θάλασσα ενώ στην άλλη όχι. Τα παιδιά καλούνται να τοποθετή-σουν το κινητό ψαράκι και τον άνθρωπο σε σωστή θέση ανάλογη με τις συν-θήκες που επικρατούν κολλώντας το στις αυτοκόλλητες κόκκινες ταινίες.

Εικόνα 17. Όταν η θάλασσα παγώνει οι άνθρωποι περπατούν πάνω στον πάγο και τα ψάρια κολυμπούν κάτω από αυτόν.

Σε μια άλλη περίπτωση τα παιδιά έκαναν μια αυτοσχέδια προσομοίωση. Πή-ραν κομμάτια από λευκό αφρολέξ που η εκπαιδευτικός τα είχε κόψει για μια άλλη δραστηριότητα και βάζοντάς τα το ένα πάνω στο άλλο μέσα στο νερό όπου και επέπλεαν, κατασκεύασαν «ένα παγόβουνο» όπως της είπαν.

Ένα παραμύθι….

Πέντε περίπου εβδομάδες μετά το τέλος της δραστηριότητας αυτής χιόνισε στην πόλη μας. Την ημέρα εκείνη μια εκπαιδευτικός συγκέντρωσε τα παιδιά


στην ομάδα και τους διάβασε ένα βιβλίο με τίτλο «Ο χιονάνθρωπος που δεν ήθελε να λιώσει». Το βιβλίο εξιστορούσε το ταξίδι ενός χιονάνθρωπου με μια βάρκα η οποία κάποτε βούλιαξε και ο χιονάνθρωπος βρέθηκε στο βυθό της θάλασσας: «Βούλιαξε [η βάρκα], βρέθηκε στο βυθό ο χιονάνθρωπος».… δεν υπήρχε κανείς στο βυθό που θα μπορούσε να τον σώσει». Στο σημείο αυτό τα παιδιά σταμάτησαν τη νηπιαγωγό λέγοντας ότι δεν είναι δυνατόν να συμβεί αυτό που έλεγε η ιστορία. Η εκπαιδευτικός συγκεκριμένα γράφει: Στο σημείο που έλεγε ότι ο χιονάνθρωπος βούλιαξε στη θάλασσα και πήγε στον πάτο, τα παιδιά αντέδρασαν άμεσα. «Τι λες, τι λες αφού επιπλέει ο χιο-νάνθρωπος πως βούλιαξε; Όπως τα παγάκια που επιπλέουν έτσι κι αυτός. Δε βούλιαξε, δε βουλιάζει ο χιονάνθρωπος» .Το περιστατικό μας προβλημάτισε και έτσι η ομάδα εργασίας αποφάσισε να μελετήσει κάποιες παιδικές ιστορίες που αναφέρονται σε έννοιες και φαι-νόμενα του φυσικού κόσμου και διαβάζονται συχνά στα μικρά παιδιά. Η διε-ρεύνηση έδειξε ότι σε αρκετές από αυτές υπάρχουν στοιχεία που έρχονται σε αντίφαση με επιστημονικά δεδομένα, όπως για παράδειγμα αυτά για το χιονάνθρωπο. Στη συγκεκριμένη περίπτωση τα παιδιά από τις εμπειρίες της καθημερινής ζωής και από τις πειραματικές δοκιμές που είχαν κάνει στις δραστηριότητες είχαν αναγνωρίσει τη συμπεριφορά του πάγου στο νερό κάτι που τους έδωσε τη δυνατότητα να εντοπίσουν την παραπάνω αντίφα-ση.


Η δραστηριότητα μπορεί να συνεχιστεί στο σπίτι με τους σχετικούς πειρα-ματισμούς και με συζητήσεις. Οι ενήλικες μπορούν να χρησιμοποιήσουν ει-κόνες όπως οι ? και ? και να ζητήσουν από τα παιδιά να τις περιγράψουν

και να ερμηνεύσουν τα φαινόμενα που απεικονίζονται σε αυτές.

Εικόνα18. Τα παγόβουνα επιπλέουν στη θάλασσα


Εικόνα 19. Μια φώκια αναδύεται μέσα από ένα άνοιγμα στον πάγο

Μέρος Β: Τήξη

Δραστηριότητα Α

ΔιερεύνησηΌταν η θερμοκρασία μερικών στερεών ανέβει, τότε μετατρέπονται σε υγρά.

ΥλικάΠαγάκια, σοκολάτα και βούτυρο που έχουν διατηρηθεί στο ψυγείο, ηλεκτρι-κή εστία (ηλεκτρικό μάτι), θερμόμετρο που μετρά χαμηλές (κάτω από το μηδέν) και υψηλές (άνω των 60ο C) θερμοκρασίες, θερμόμετρο τοίχου.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, πρόβλεψη, μέτρηση, σύγκριση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπε-ράσματος Φάση α

Στη πρώτη φάση της δραστηριότητας τα παιδιά παρατηρούν και καταγρά-φουν τη συμπεριφορά του πάγου σε θερμοκρασία δωματίου.


Πορεία♦ Από την προηγούμενη ημέρα ή αρκετές ώρες πριν τη δραστηριότητα τα

παιδιά τοποθετούν το θερμόμετρο τοίχου στην κατάψυξη του ψυγείου. Αφού καταγράψουν τη θερμοκρασία της κατάψυξης σημειώνουν στην κλίμακα θερμοκρασιών τη μέτρησή τους. Κατόπιν μετρούν με το θερ-μόμετρο τοίχου τη θερμοκρασία του δωματίου και τη συγκρίνουν με τη θερμοκρασία της κατάψυξης.

♦ Στην ομάδα η εκπαιδευτικός θέτει προς συζήτηση το ερώτημα: «Τι νομί-ζετε ότι θα συμβεί στον πάγο αν τον βγάλουμε από την κατάψυξη»; Τα παιδιά εκφράζουν τις απόψεις τους και τις συζητούν.

♦ Βγάζουν παγάκια από το ψυγείο τα τοποθετούν σε διαφανή ποτήρια και μαζί το θερμόμετρο (εδώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί το θερμόμετρο τοί-χου). Αν υπάρχουν περισσότερα από ένα θερμόμετρα τα παιδιά εργάζο-νται σε μικρότερες ομάδες. Τα αφήνουν εωσότου τα παγάκια αρχίσουν να λιώνουν οπότε στο ποτήρι συνυπάρχουν πάγος και νερό. Καταγράφουν την ένδειξη του θερμομέτρου και τη συγκρίνουν με αυτή της κατάψυξης. Παρακολουθούν τη θερμοκρασία καθ’ όλη τη διάρκεια της μετατροπής του πάγου σε νερό.

♦ Παρουσιάζουν τις παρατηρήσεις τους και τις καταγραφές τους και τα συζητούν στην ομάδα.

♦ Με κατάλληλες ερωτήσεις η εκπαιδευτικός οδηγεί τα παιδιά στο συμπέ-ρασμα ότι ο πάγος έλιωσε γιατί ανέβηκε η θερμοκρασία του.


Γιατί νομίζετε ότι ο πάγος άρχισε να λιώνει; Τι παρατηρείτε στη θερμοκρασία τώρα που ο πάγος άρχισε να γίνεται

νερό;


Προβλέψεις, παρατήρηση και καταγραφές

Στην ερώτηση των εκπαιδευτικών «τι νομίζετε ότι θα συμβεί στον πάγο αν τον βγάλουμε από την κατάψυξη» τα περισσότερα παιδιά απάντησαν ότι θα λιώσει γιατί η θερμοκρασία στην αίθουσα είναι υψηλότερη: στην αίθουσα κάνει πιο ζέστη, η θερμοκρασία του θα ανέβει, θα ζεσταθεί δηλαδή και θα λιώσει.

Οι εκπαιδευτικοί άφησαν τα παιδιά να επιβεβαιώσουν τις προβλέψεις τους με συστηματική παρατήρηση της σταδιακής αλλαγής της κατάστασης του πάγου και την καταγραφή των θερμοκρασιών η οποία γινόταν είτε ατομικά


είτε από ομάδες. Σε κάποια σχολεία, πριν αρχίσει η σχετική διαδικασία, οι εκπαιδευτικοί ρώτησαν και πάλι τα παιδιά σε ποια θερμοκρασία πίστευαν ότι παγώνει το νερό. Τα παιδιά είχαν καλά αποτυπώσει στο μυαλό τους τη θερμοκρασία των 0ο C.

Όταν τα παγάκια έλιωσαν τελείως η θερμοκρασία που κατέγραψαν ήταν 0ο

C. Οι καταγραφές της θερμοκρασίας συνεχίστηκαν και μετά τη μετατροπή όλου του πάγου σε νερό. Έτσι τα παιδιά είχαν τη δυνατότητα να παρατηρή-σουν ότι η θερμοκρασία του νερού που προήλθε από το λιώσιμο του πάγου έγινε σταδιακά ίδια με αυτή του δωματίου, να παρατηρήσουν δηλαδή για ακόμη μια φορά τη θερμική ισορροπία του νερού με αυτή του περιβάλλο-ντος της τάξης.

Οι παρατηρήσεις και οι καταγραφές των παιδιών συζητήθηκαν στην ομά-δα.

Εικόνα 20. Τα παιδιά μετρούν με διαφορετικού τύπου θερμόμετρα τη θερμοκρα-σία του μίγματος πάγου-νερού και τη μεταβολή της θερμοκρασίας του νερού το οποίο προήλθε από το λιώσιμο του πάγου


Σημαντικές διαπιστώσεις:

Το σημείο πήξης και τήξης ταυτίζονται Σε ένα σχολείο τα παιδιά συνειδητοποίησαν ότι η θερμοκρασία στην οποία ο πάγος λιώνει είναι ίδια με αυτή στην οποία το νερό πήζει. Τα παιδιά, παρατή-ρησαν ότι η ένδειξη του θερμομέτρου κατά την τήξη του πάγου ήταν 0ο C. Η εκπαιδευτικός έφερε το έντυπο στο οποίο είχαν σημειώσει τη θερμοκρασία στην οποία είχαν παρατηρήσει το νερό να πήζει. Τα παιδιά συγκρίνανε τις δύο θερμοκρασίας. Πάλι μηδέν είναι, είπαν. Μετά τραγούδησαν: Το νερό παγώνει και ο πάγος λιώνει στο μηδέν. Μηδέν, μηδέν, μηδέν!! Η διαπίστωση αυτή από τα μικρά παιδιά είναι ιδιαίτερα σημαντική δεδομένου ότι ακόμη και τα παιδιά του γυμνασίου πολλές φορές δυσκολεύονται να αντιληφθούν ότι η θερμοκρασία πήξης και τήξης ενός υλικού ταυτίζονται.

Η θερμοκρασία μίγματος νερού-πάγου είναι 0ο CΣε ένα άλλο σχολείο, η συχνή παρατήρηση και καταγραφή των θερμοκρα-σιών έδωσε στα παιδιά την ευκαιρία να διαπιστώσουν και κάτι ακόμη: ότι για όσο χρονικό διάστημα μέσα στο ποτήρι συνυπήρχαν πάγος και νερό η θερμοκρασία παρέμεινε σταθερή στους 0ο C. Αυτή αποτελεί μια εξ’ ίσου με την προηγούμενη ενδιαφέρουσα διαπίστωση. Η διαπίστωση αυτή προβλη-ματίζει ακόμη και πολύ μεγαλύτερα παιδιά που πολλές φορές πιστεύουν ότι εφόσον στο νερό που δημιουργείται από το λιώσιμο του πάγου μεταφέ-ρονται ποσά θερμότητας από το περιβάλλον η θερμοκρασία του νερού θα ανέβει πάνω από το μηδέν. Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ποσά θερμότητας που μεταφέρονται στο μίγμα πάγου-νερού καταναλώ-νονται από τον πάγο για να αλλάξει η κατάστασή του δηλαδή να μετατραπεί σε νερό. Άπαξ και όλος ο πάγος γίνει νερό η θερμοκρασία του θα αρχίσει να ανεβαίνει. Δεν είναι ιδιαιτέρα πιθανό τα παιδιά της προσχολικής ηλικίας να ζητήσουν το γιατί πίσω από αυτό το φαινόμενο. Αν όμως εγείρουν ένα τέτοιο ερώτημα η εκπαιδευτικός θα πρέπει να αποφύγει την απευθείας απάντησή του δεδομένου ότι τα παιδιά της ηλικίας αυτής δεν έχουν ακόμη αποκτήσει την απαιτούμενη γνώση υποβάθρου για να κατανοήσουν μια ερμηνεία όπως η παραπάνω (βλέπε ‘Οι ερωτήσεις των παιδιών και ο τρόπος χειρισμού τους’ στο εισαγωγικό κεφάλαιο).

Προβλήματα και προτάσεις

Μια από τις εκπαιδευτικούς ζήτησε από τα παιδιά να ανακαλέσουν τη θερμο-κρασία της αίθουσας του σχολείου που είχαν μετρήσει πριν μερικές μέρες προκειμένου να τη χρησιμοποιήσει για σύγκριση με αυτή της κατάψυξης. Τα παιδιά όμως δεν μπόρεσαν να ανταποκριθούν. Σε περιπτώσεις όπως αυτή θα ήταν πιο σκόπιμο, δείχνοντας το θερμόμετρο, να ζητηθεί από τα


παιδιά να εντοπίσουν την περιοχή θερμοκρασιών όπου συνήθως κυμαίνεται η θερμοκρασία της αίθουσας και την περιοχή θερμοκρασιών όπου κυμαίνε-ται η θερμοκρασία της κατάψυξης του ψυγείου. Τα παιδιά εντοπίζοντας τις παραπάνω περιοχές θερμοκρασιών θα μπορέσουν για ακόμη μια φορά να παρατηρήσουν το σημείο μετάβασης από τη μια περιοχή στην άλλη δηλαδή τη θερμοκρασία των 0ο C.

Παιδικές πρωτοβουλίες και ελεύθερες δραστηριότητεςΣε ένα σχολείο, μια μέρα που έτυχε να έχει χιονίσει, τα παιδιά της τάξης πήραν την πρωτοβουλία να μαζέψουν χιόνι και να παρατηρήσουν πώς θα άλλαζε η μορφή του και η θερμοκρασία του όταν το φέρουν στην τάξη. Αφού έπαιξαν με το χιόνι στην αυλή έφτιαξαν χιονόμπαλες τις έβαλαν σε ένα μπολ, μέτρησαν τη θερμοκρασία τους και τοποθέτησαν το μπολ πάνω στο καλοριφέρ. Σε τακτά χρονικά διαστήματα τα παιδιά παρατηρούσαν το χιόνι διαπιστώνοντας τη σταδιακή μετάβασή του από τη στερεά στην υγρή κατάσταση και κατέγραφαν τη θερμοκρασία του. Η συγκεκριμένη πρωτο-βουλία των παιδιών είναι ιδιαίτερα σημαντική. Αποκαλύπτει τη διαμόρφωση μιας στάσης επιστημονικής καθώς και την ανάπτυξη ανεξαρτησίας στη δι-ερευνητική διαδικασία. Η εκπαιδευτικός ενθάρρυνε την πρωτοβουλία αυτή και στήριξε τη διερεύνηση των παιδιών. Η ίδια γράφει: Από απόσταση πα-ρακολουθούσα τη συνομιλία και τη συνεργασία τους. Ήθελαν μόνο να τους επιβεβαιώνω και να τους ενθαρρύνω κουνώντας το κεφάλι μου…. Έπαιζαν, μετρούσαν με το θερμόμετρο και όταν διαφωνούσαν ήξεραν πάντα να βρί-σκουν τη σωστή λύση και να απαντούν σε ότι απορούσαν βοηθώντας ο ένας τον άλλον…. Το στερεό έγινε υγρό και φυσικά δεν είχαν καμιά αμφιβολία για το ότι «η θερμοκρασία του νερού θα ανέβαινε αφού ο πάγος άλλαξε τελείως μορφή...».

Φάση β

Στη δεύτερη φάση η τήξη των υλικών γίνεται με παροχή θερμότητας από κά-ποια εστία όπως η ηλεκτρική ή το γκαζάκι (προτείνεται η χρήση ηλεκτρικής εστίας για λόγους ασφάλειας). Συνδέουμε την τήξη των υλικών που έχουμε επιλέξει με κάποια δραστηριότητα για την οποία τα παιδιά θα δείξουν άμεσο ενδιαφέρον όπως για παράδειγμα η κατασκευή κάποιου γλυκίσματος.

Πορεία♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και τους ανακοινώνουμε τη δρα-

στηριότητα που θα ακολουθήσει: Σήμερα θα φτιάξουμε ένα κέικ. Για να φτιάξουμε το κέικ θα χρησιμοποιήσουμε βούτυρο. Μετά θα σκεπάσουμε το κέικ με σοκολάτα. Το βούτυρο και τη σοκολάτα πρέπει να τα λιώσουμε για να φτιάξουμε αυτό το γλυκό.


♦ Με κατάλληλες ερωτήσεις ζητάμε από τα παιδιά να μας πουν πώς νομί-ζουν ότι θα μπορούσαμε να λιώσουμε τα δύο αυτά υλικά και τι θα συμβεί στη θερμοκρασία τους όταν αυτά έχουν πλέον γίνει υγρά.

♦ Ακούμε τις απόψεις των παιδιών και τις συζητούμε στην ομάδα. ♦ Τοποθετούμε το βούτυρο στο σκεύος που θα χρησιμοποιήσουμε καθώς

και ένα θερμόμετρο που μετρά υψηλές θερμοκρασίες. ♦ Θερμαίνουμε το υλικό ενώ τα παιδιά παρατηρούν την άνοδο της θερμο-

κρασίας καταγράφοντας τις μεταβολές της. ♦ Όταν το βούτυρο έχει λιώσει τα παιδιά καταγράφουν την τελική θερμο-

κρασία, παρατηρούν τη μετατροπή του βουτύρου σε υγρό και συγκρί-νουν τη θερμοκρασία του με την αρχική.

♦ Επαναλαμβάνουμε την ίδια διαδικασία και με τη σοκολάτα ώστε τα παι-διά να έχουν τη σχετική εμπειρία από την τήξη δύο υλικών.

♦ Συζητούμε στην ομάδα τις παρατηρήσεις των παιδιών για το φαινόμε-νο της μετατροπής του στερεού σε υγρό και με κατάλληλες ερωτήσεις οδηγούμε τα παιδιά στο συμπέρασμα ότι για να μετατρέψουμε κάποια στερεά σε υγρά πρέπει να τα θερμάνουμε.

♦ Επαναφέρουμε το ζήτημα της πήξης των υλικών συζητώντας με τα παιδιά τι θα συμβεί στα λιωμένα υλικά όταν τα αφήσουμε να κρυώσουν. Αφή-νουμε τα υλικά να πήξουν παροτρύνοντας τα παιδιά να παρατηρήσουν τη σταδιακή μετάβασή τους από την υγρή στη στερεά κατάσταση.


Πως νομίζετε ότι μπορούμε να κάνουμε τη θερμοκρασία των υλικών να ανέβει; Πως νομίζετε ότι μπορούμε να μετατρέψουμε το βούτυρο και τη σοκολάτα

σε υγρά; Τι άλλαξε στη θερμοκρασία του υλικού τώρα που έγινε υγρό;Τι θα παρατηρήσετε στη θερμοκρασία των υλικών όταν αυτά ξαναγίνουν

στερεά;

Επισήμανση:Για την ασφάλεια των παιδιών στη συγκεκριμένη δραστηριότητα προτείνε-ται ο χειρισμός των υλικών κατά την ώρα της θέρμανσης θα πρέπει να γίνει από τη νηπιαγωγό η οποία πρέπει να είναι επίσης παρούσα όταν τα παιδιά καταγράφουν τις μετρήσεις των θερμοκρασιών.



Προβληματισμοί, ιδέες και απόψειςΟι εκπαιδευτικοί ανακοίνωσαν στην ομάδα ότι εκείνη την ημέρα θα έκαναν ζαχαροπλαστική. Η ζαχαροπλαστική ήταν μια συχνή δραστηριότητα μόνο που τώρα θα γινόταν συστηματική χρήση επιστημονικής ορολογίας όπως υγρό, στερεό, υψηλή και χαμηλή θερμοκρασία. Η δραστηριότητα άρχισε με την ταξινόμηση της σοκολάτας και του βουτύρου σε στερεά ή υγρά. Το μεγαλύτερο ποσοστό των παιδιών ανταποκρίθηκε σωστά κατατάσσοντας με άνεση τη σοκολάτα και το βούτυρο, όπως είναι όταν το βγάζουμε από το ψυγείο, στα στερεά. Στη συνέχεια αποφασίστηκε το είδος του γλυκού που θα κατασκεύαζαν. Κέικ σε κάποια σχολεία και σοκολατάκια σε άλλα. Οι εκπαιδευτικοί εξήγη-σαν ότι για την κατασκευή των γλυκισμάτων και τα δύο υλικά και το βούτυρο και η σοκολάτα θα έπρεπε να αλλάξουν μορφή, θα έπρεπε δηλαδή να μετα-τραπούν σε υγρά και ζήτησαν από τα παιδιά να τους ‘δώσουν’ ιδέες για το πώς θα μπορούσαν να μετατρέψουν αυτά τα υλικά σε υγρά. Η διαδικασία αυτή έδωσε στις εκπαιδευτικούς τη δυνατότητα αφ’ ενός να διαγνώσουν αν τα παιδιά μπορούσαν να συνδέσουν την αλλαγή της κατάστασης των υλικών με την παροχή θερμότητας, με τη θέρμανσή τους δηλαδή και αφ’ ετέρου να καταλάβουν αν τα παιδιά μπορούσαν να επισημάνουν διαφορετικές πηγές θερμότητας. Στον αρχικό προβληματισμό-πώς μπορούμε να αλλάξουμε την κατάσταση των υλικών- η άποψη των παιδιών ήταν ότι θα έπρεπε να τα ζε-στάνουν με κάποιο τρόπο. Οι ιδέες που εκφράστηκαν ήταν διάφορες: να τα εκθέσουν στον ήλιο, να τα θερμάνουν στο φούρνο ή να τα βάλουν μέσα σε κατσαρόλα και μετά να τα ζεστάνουν πάνω στα μάτια της ηλεκτρικής κουζίνας. Για να κεντρίσουν τη σκέψη των παιδιών οι εκπαιδευτικοί τους ζήτησαν να επισημάνουν και άλλες πιθανές πηγές θερμότητας. Έτσι τα ρώτησαν πως αλλιώς θα μπορούσαν να κάνουν τη θερμοκρασία των υλικών να ανέβει- να γίνει ‘ψηλή’. Τα παιδιά μετά από προβληματισμό και συζήτηση πρότειναν ότι θα μπορούσαν να θερμάνουν τα υλικά πάνω στο καλοριφέρ ή να τα θερμάνουν με την αναπνοή τους, να τα ‘χουχουλίσουν’ όπως είπαν.

Οι πειραματισμοί και ανάκληση κεκτημένης γνώσης

Πριν τοποθετηθεί το θερμόμετρο στα δοχεία όπου θα έλιωναν τη σοκολάτα οι εκπαιδευτικοί τους ζήτησαν να ελέγξουν την αρχική θερμοκρασία ώστε να έχουν ένα μέτρο σύγκρισης της θερμοκρασίας στην οποία τα υλικά είναι στερεά και αυτής στην οποία αυτά μετατρέπονται σε υγρά.


Εικόνα 21. Η τήξη της σοκολάτας. Τα παιδιά παρατηρούν τη μεταβολή της θερμοκρασίας

Η παρατήρηση της ανόδου της θερμοκρασίας κατά τη θέρμανση ενθουσί-ασε τα παιδιά. Οι θερμοκρασίες τήξης της σοκολάτας τους φάνηκαν ιδι-αίτερα υψηλές και προκάλεσαν αντιδράσεις και συζητήσεις. Σύνδεσαν τις νέες αυτές παρατηρήσεις και εμπειρίες με γνώσεις που είχαν αποκτήσει σε προηγούμενες δραστηριότητες: «Πω-πω, σαν την έρημο είναι», «Όχι, πιο πάνω από την έρημο».

Η ρευστή σοκολάτα εντυπωσίασε τα παιδιά. Ακόμη πιο εντυπωσιακή ήταν η δραστηριότητα στα σχολεία εκείνα που αποφάσισαν να κάνουν σοκολατά-κια δεδομένου ότι έχυσαν την σοκολάτα σε καλούπια.

Εικόνα?: Η ρευστή σοκολάτα τοποθετή-θηκε σε καλούπια


Ο νέος προβληματισμός

Η επόμενη ερώτηση που τέθηκε για απάντηση στην ομάδα ήταν «πως θα κάνουμε τη ρευστή σοκολάτα να ξαναγίνει στερεή». Από τις ιδέες που εξέ-φρασαν τα παιδιά φάνηκε ότι είχαν συνδέσει τη διαδικασία της στερεοποί-ησης της ρευστής σοκολάτας με την αποβολή ποσοτήτων θερμότητας. Οι ιδέες που εξέφρασαν έδειχναν συγχρόνως ότι είχαν συνειδητοποιήσει σε ποια μέρη επικρατούν χαμηλές θερμοκρασίες: Να τη βγάλουμε έξω, εκεί έχει κρύο Να τη βάλουμε στο ψυγείο Να τη βάλουμε στην κατάψυξη Να την πάμε στο βόρειο πόλο

Εικόνα ?: Όταν η υγρή σοκολάτα πάγωσε τα παιδιά έβγαλαν τα σο-κολατάκια από τα κα-λούπια

Οι εκπαιδευτικοί άφησαν τα παιδιά να δοκιμάσουν μερικές από τις ιδέες τους. Σε άλλα σχολεία έβαλαν τη ρευστή σοκολάτα στο ψυγείο και σε άλλα την έβγαλαν έξω από το σχολείο και παρατήρησαν την πτώση της θερμο-κρασίας της και τη σταδιακή μετατροπή της σε στερεή. Επίσης τους δό-θηκε η ευκαιρία να καταθέσουν εμπειρίες από αντίστοιχες δραστηριότητες στο σπίτι.

Οι εκπαιδευτικοί, πριν της εξαγωγή συμπερασμάτων οδήγησαν τα παιδιά με κατάλληλες ερωτήσεις σε ανακεφαλαίωση της δραστηριότητας:

Ε. Τι νομίζετε ότι πρέπει να κάνουμε ώστε να μετατρέψουμε τα στερεά σε υγρά; Π. Να τα ζεστάνουμε


Ε. Τι άλλαξε στη θερμοκρασία του υλικού όταν έγινε υγρό; Π. Η θερμοκρασία του ανέβηκε, έγινε πιο μεγάλη.Ε. Τι νομίζετε ότι θα συμβεί στα λιωμένα υλικά όταν τα αφήσουμε να κρυώ-σουν; Π. Γίνονται στερεάΕ. Γιατί; τι παρατηρείτε στην θερμοκρασία τους όταν γίνουν στερεά; Π. Κατεβαίνει η θερμοκρασία τους.Ε. Που μπορούμε να τα βάλουμε για να χαμηλώσει γρήγορα η θερμοκρα-σία τους και να γίνουν στερεά ; Π. Στο ψυγείο γιατί εκεί κάνει κρύο και θα χαμηλώσει η θερμοκρασία τους.


Τα παιδιά μπορούν, με την επίβλεψη των ενηλίκων, να συμμετέχουν σε δρα-στηριότητες σαν τις παραπάνω που συχνά πραγματοποιούνται στην κουζίνα του σπιτιού κατά τη ζαχαροπλαστική ή τη μαγειρική και να συζητήσουν με τους ενήλικες τη διαδικασία της αλλαγής κατάστασης των υλικών που χρη-σιμοποιούνται.

Σειρά Β

Εξαέρωση -Εξάτμιση-Υγροποίηση


Να δοθεί στα παιδιά η δυνατότητα να παρακολουθήσουν τη σταδιακή μετάβαση του νερού από την υγρή κατάσταση στην αέρια, μέσα από τις διαδικασίες του βρασμού (εξαέρωση) και της εξάτμισης.

Να αναγνωρίσουν ότι το αντίθετο φαινόμενο, δηλαδή η υγροποίηση του ατμού, συνδέεται με την πτώση της θερμοκρασίας.

Να συνδέσουν το φαινόμενο της εξάτμισης με τη δημιουργία των νεφών και στη συνέχεια με τα καιρικά φαινόμενα της βροχής ή του χιονιού.

Η σειρά αυτή αρχίζει με τη δραστηριότητα της εξαέρωσης. Επειδή η εξαέ-ρωση είναι ταχύτερη διαδικασία από την εξάτμιση, δίνεται η δυνατότητα στα παιδιά με τη δραστηριότητα αυτή, να παρατηρήσουν άμεσα και σε μικρό χρονικό διάστημα τη μετάβαση του νερού από την υγρή κατάσταση στην αέρια. Το υγρό που χρησιμοποιείται στις δραστηριότητες είναι το νερό διότι η σχέση του με τα φαινόμενα που θα παρατηρήσουν τα παιδιά στις δρα-στηριότητες για τη δημιουργία των καιρικών φαινομένων, είναι άμεση.



ΔιερεύνησηΌταν η θερμοκρασία του νερού ανέβει ψηλά τότε το νερό βράζει και μετα-τρέπεται σε αέριο, δηλαδή σε υδρατμό.

ΥλικάΝερό, ηλεκτρική εστία (ηλεκτρικό μάτι), διαφανές πυρέξ ποτήρι βρασμού, μεταλλική τσαγιέρα με ρύγχος- βραστήρας νερού (αν υπάρχει), θερμόμε-τρο που μετρά υψηλές θερμοκρασίες (100ο C ή και λίγο πιο πάνω).ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, πρόβλεψη, μέτρηση, σύγκριση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπε-ράσματος.

Πορεία♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα. ♦ Βάζουμε μικρή ποσότητα νερού θερμοκρασίας δωματίου στο ποτήρι

βρασμού. Μέσα σ’ αυτό τοποθετούμε το θερμόμετρο. Τα παιδιά κατα-γράφουν τη θερμοκρασία του νερού.

♦ Τοποθετούμε το ποτήρι στην ηλεκτρική εστία και την ανάβουμε. ♦ Αφήνουμε τα παιδιά να παρατηρήσουν την άνοδο της θερμοκρασίας και

το ξεκίνημα του βρασμού.♦ Ζητούμε να καταγράψουν τη θερμοκρασία της εκκίνησης του βρασμού

και να τη συγκρίνουν με αυτή που είχε το νερό πριν αρχίσουμε να το θερ-μαίνουμε.

♦ Με κατάλληλες ερωτήσεις ζητούμε από τα παιδιά να διατυπώσουν την πρόβλεψή τους για το τι θα συμβεί στο νερό όταν το αφήσουμε να βρά-σει για πολύ ώρα.

♦ Εφιστούμε την προσοχή τους στο «συννεφάκι ατμού» που παράγεται κατά το βρασμό αλλά και στις φυσαλίδες αέρα που δημιουργούνται σε όλη τη μάζα του νερού κατά τη διάρκειά του (αργότερα θα παρατηρή-σουν τη διαφορά από τη διαδικασία της εξάτμισης).

♦ Αν υπάρχει δυνατότητα χρησιμοποιούμε α) τσαγιέρα με ρύγχος (βραστήρας) για το βρασμό νερού όπως αυτή της φωτογραφίας ? και, β) δεύτερη εστία παράλληλα με αυτή στην οποία βράζει το ποτήρι ζέσης. Σε αυτή την περίπτωση τα παιδιά θα μπορέσουν να παρατηρήσουν ακό-μη καλύτερα το «συννεφάκι ατμού» μια και η έξοδος του ατμού από τον βραστήρα θα ήταν εμφανέστερη.

♦ Αφήνουμε το νερό να βράσει μέχρι να εξατμιστεί σχεδόν όλο, ενώ τα


παιδιά το παρατηρούν. ♦ Ζητούμε από τα παιδιά να ανακοινώσουν τις παρατηρήσεις τους και τις

συζητούμε στην ομάδα. ♦ Με κατάλληλες ερωτήσεις οδηγούμε τα παιδιά στο συμπέρασμα ότι:

«όταν το νερό βράζει μετατρέπεται σε αέριο που ονομάζουμε ‘υδρατμό’. Ο υδρατμός αναβαίνει στην ατμόσφαιρα».

♦ Είναι σημαντικό για τα παιδιά να συνειδητοποιήσουν τα παιδιά πού πάει ο ατμός που δημιουργείται κατά τη διαδικασία του βρασμού.


Τι νομίζετε ότι είναι το μικρό συννεφάκι που βγαίνει από το δοχείο;Πως νομίζετε ότι δημιουργείται αυτό το μικρό συννεφάκι;Δεν υπάρχει πλέον νερό στο ποτήρι. Τι πιστεύετε ότι έγινε το νερό αυτό;Που νομίζετε ότι πήγε το συννεφάκι του ατμού που παρατηρήσαμε να

βγαίνει από το νερό που έβραζε;

Επισήμανση: Για την ασφάλεια των παιδιών θα πρέπει, μετά την εκκίνηση του βρασμού, η πειραματική διαδικασία να έχει τη μορφή επίδειξης κατά την οποία η εκπαι-δευτικός θα χειρίζεται τα υλικά και τα παιδιά θα παρατηρούν και συζητούν το φαινόμενο.


Ο βρασμός είναι ένα φαινόμενο το οποίο λαβαίνει χώρα στις καθημερινές δραστηριότητες μιας οικογένειας (για παράδειγμα την ώρα του μαγειρέμα-τος). Τα παιδιά θα μπορούσαν να παρατηρήσουν και να συζητήσουν με τα άλλα μέλη της οικογένειας το συγκεκριμένο φαινόμενο. Αν έχει προηγηθεί η σχετική δραστηριότητα στο σχολείο μπορούμε να ζητήσουμε από τα παι-διά να περιγράψουν τις εμπειρίες τους και τις παρατηρήσεις τους και να συζητήσουμε τις απόψεις τους για το φαινόμενο.


Εισαγωγή της δραστηριότητας

Σε μερικά σχολεία, η δραστηριότητα άρχισε με την περιγραφή από τα παι-διά εμπειριών και παρατηρήσεών τους σχετικών με το φαινόμενο και τη συ-ζήτησή τους στην ομάδα.


Σε άλλα σχολεία άρχισε με την ανασκόπηση των πειραματικών διαδικασι-ών θέρμανσης υλικών που τα παιδιά είχαν παρατηρήσει στις προηγούμενες δραστηριότητες. Έπειτα έγινε η σύνδεσή τους με αλλαγές στη θερμοκρα-σία των υλικών. Κάποιες εκπαιδευτικοί επέλεξαν να αρχίσουν με την παρουσίαση των υλικών που επρόκειτο να χρησιμοποιήσουν στη δραστηριότητα. Στη συνέχεια, τα παιδιά έκαναν προβλέψεις για το τι επρόκειτο να συμβεί όταν το νερό θα θερμαινόταν. Έτσι, εξέφρασαν διάφορες απόψεις: «θα ανέβει η θερμοκρα-σία του», «θα βράσει», «θα φτάσει στους 100». Μετά τις προβλέψεις, τα παιδιά προχώρησαν στη μέτρηση και καταγραφή της θερμοκρασίας του νερού πριν το θερμάνουν.

Η πειραματική διαδικασία

Οι εκπαιδευτικοί, αφού έβαλαν νερό στο σκεύος που επρόκειτο να χρησιμο-ποιήσουν, σημείωσαν με μια γραμμούλα τη στάθμη του. Η σταδιακή άνοδος της θερμοκρασίας του νερού προκάλεσε τα σχόλια των παιδιών: «Έφτασε τους 50, όπως στην έρημο», «Ωχ, βγάζει καπνό», «Όχι καπνό, ατμό».

Τα σχόλια έδωσαν στις εκπαιδευτικούς την ευκαιρία αφ’ ενός να συζητή-σουν τις προβλέψεις που τα παιδιά είχαν διατυπώσει για το τι επρόκειτο να συμβεί στο νερό όταν θα συνέχιζε να ανεβαίνει η θερμοκρασία του και αφ’ ετέρου να συζητήσουν τη σχετική ορολογία: «Λέγεται καπνός ή ατμός και από πού προέρχεται»; Μέσα από τη συζήτηση σύντομα αποκλείστηκε ο όρος ‘καπνός. «Ο καπνός δεν παράγεται από το νερό προέρχεται από αλ-λού», κατέληξαν. «Ατμός λέγεται αυτό που βγαίνει από το νερό».

Εικόνα 24: Μέτρηση της θερμοκρασίας του νερού πριν τη θέρμανση


Σε κάποια σχολεία , για να μπορέσουν τα παιδιά να παρατηρήσουν καλύτε-ρα την παραγωγή ατμού, οι νηπιαγωγοί , έβαλαν πίσω από το σκεύος μέσα στο οποίο έβραζε το νερό, ένα σκουρόχρωμο χαρτόνι. Σε μερικά σχολεία επέτρεψαν στα παιδιά να βάλουν το χέρι τους πάνω από το εν λόγω σκεύος και να αισθανθούν τον ατμό.

Εικόνα 25: Τα παιδιά αισθάνθη-καν με την παλάμη τους τον ανα-δυόμενο ατμό και συγχρόνως τον παρατήρησαν στο σκουρό-χρωμο χαρτόνι

Μια σημαντική παρατήρηση

Σε κάποια σχολεία, τα παιδιά, παρατηρώντας τη μεταβολή των θερμοκρα-σιών κατά την εξέλιξη του φαινομένου, διαπίστωσαν ότι η θερμοκρασία του νερού αφ’ ότου έφθασε στους 100ο C δεν άλλαξε μέχρις ότου εξαερώθηκε όλο. Η διαπίστωση ότι η θερμοκρασία του νερού που βράζει παραμένει σταθερή στο σημείο που χαρακτηρίζεται ως το σημείο βρασμού και εξαέρω-σης του νερού, δηλαδή τους 100ο C, είναι ιδιαίτερα σημαντική, αφού πολλά παιδιά, και αυτά των μεγαλύτερων ηλικιών, πιστεύουν ότι εφόσον προσφέ-ρουμε συνεχώς ποσά θερμότητας στο νερό η θερμοκρασία του συνεχώς θα ανεβαίνει.

Δύο νέοι προβληματισμοί

Οι εκπαιδευτικοί συνέχισαν το βρασμό ώσπου όλο το νερό εξαερώθηκε. Στη


συνέχεια άφησαν τα παιδιά να το επιβεβαιώσουν, κοιτάζοντας μέσα στα δο-χεία στα οποία έβρασε. Δύο ήταν πλέον τα ερωτήματα που απασχόλησαν την ομάδα: « Τι έγινε το νερό και δεν υπάρχει πλέον μέσα στα δοχεία» και «που πήγε ο ατμός». Τα ερωτήματα συζητήθηκαν στην ομάδα και οι τελικές απαντήσεις που δόθηκαν ήταν ότι το νερό δεν εξαφανίστηκε, όπως μερικά παιδιά ισχυρίστηκαν αρχικά, αλλά μετατράπηκε σε ατμό και ό ατμός ανέβη-κε ψηλά και είναι μέσα στον αέρα. Στο τέλος της συζήτησης μερικά παιδιά συνέχισαν να είναι προβληματισμένα για το «γιατί το νερό δεν φαίνεται μέσα στην ατμόσφαιρα».

Εικόνα 26. Στο τέλος του πειράματος τα παιδιά επιβεβαίωσαν μόνα τους την απουσία του νερού από τα δοχεία στα οποία έβρασε.

Η αναπαράσταση του φαινομένου

Στο τέλος της δραστηριότητας τα παιδιά αναπαρέστησαν το φαινόμενο της εξαέρωσης ου νερού. Άλλα ζωγράφισαν και άλλα έφτιαξαν κολάζ με ει-κόνες που έκοψαν από περιοδικά. Στις αναπαραστάσεις των παιδιών όπως αυτή της εικόνας ? φαίνεται η σύνδεση του φαινομένου με καταστάσεις που τα παιδιά είχαν παρατηρήσει στην καθημερινή τους ζωή.


Εικόνα 27. Αναπαρά-σταση με κολάζ της εξα-έρωσης. Η τσαγιέρα και η κατσαρόλα βράζουν πάνω στις εστίες της κουζίνας και παράγεται ατμός.

Δραστηριότητα Β

ΔιερεύνησηΤο νερό εξατμίζεται δηλαδή μετατρέπεται σε υδρατμό όταν βρίσκεται σε ζεστό περιβάλλον.

ΥλικάΘερμόμετρο τοίχου, ένα μπολ με μεγάλο άνοιγμα. ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, πρόβλεψη, μέτρηση, σύγκριση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπε-ράσματος

Πορεία♦ Ρίχνουμε μια ποσότητα νερού από τη βρύση σε ένα σκεύος και το αφήνουμε αρκετή ώρα ώστε να αποκτήσει τη θερμοκρασία του περιβάλλο-ντος. Ζητούμε από τα παιδιά να μετρήσουν τη θερμοκρασία του με το θερ-μόμετρο τοίχου και να την καταγράψουν. ♦ Μεταγγίζουμε ελάχιστο από το νερό στο σκεύος με το μεγάλο άνοιγ-μα και το τοποθετούμε σε ένα ζεστό μέρος της αίθουσας π.χ. πάνω στο καλοριφέρ.♦ Βρέχουμε μια πετσέτα ή κάποιο ύφασμα με νερό και αφού το στύ-ψουμε καλά το απλώνουμε κάπου στην αίθουσα.♦ Αν ο καιρός είναι ζεστός τότε η όλη διαδικασία μπορεί να διεξαχθεί στο περιβάλλον έξω από την αίθουσα.♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά σε ομάδα. Με κατάλληλες ερωτήσεις τους ζητάμε να εκφράσουν τις απόψεις τους για τη διαδικασία της μετατροπής


του νερού σε ατμό.♦ Ακούμε τις ιδέες των παιδιών και τις συζητούμε στην ομάδα εισάγο-ντας τον όρο εξάτμιση. ♦ Την επόμενη μέρα τα παιδιά παρατηρούν την ποσότητα του νερού και την υγρασία του βρεγμένου υφάσματος και καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους. ♦ Η διαδικασία επαναλαμβάνεται έως ότου τα παιδιά δουν ότι δεν υπάρ-χει πλέον νερό στο σκεύος και ότι το ύφασμα στέγνωσε. ♦ Ζητούμε από τα παιδιά να συγκρίνουν τη διαδικασία της μετατροπής του νερού σε ατμό μέσω βρασμού και την αργή διαδικασία της μετατροπής του νερού σε ατμό με εξάτμιση, να περιγράψουν τα δύο φαινόμενα και να αναφέρουν τις διαφορές τους καθώς και την ομοιότητα του τελικού τους αποτελέσματος. ♦ Στην περίπτωση που η δραστηριότητα πραγματοποιείται στον εξωτε-ρικό χώρο, και αν η εκπαιδευτικός κρίνει σκόπιμο, μπορεί να γίνει σύγκριση της ταχύτητας εξάτμισης νερού που είναι στη σκιά και νερού που είναι στον ήλιο.♦ Σημαντικό είναι τα παιδιά να συνειδητοποιήσουν πού πάει ο ατμός που δημιουργείται και με τις δύο διαδικασίες (βρασμού και εξάτμισης). Αυτό θα αποτελέσει το υπόβαθρο για τη δραστηριότητα που ακολουθεί και σχετί-ζεται με τη δημιουργία των νεφών και της βροχής.


Τι θα συμβεί αν αφήσουμε το σκεύος με το νερό ανοιχτό για λίγες μέρες; Τι θα παρατηρήσουμε αν κοιτάξουμε στο δοχείο μετά μια δυο μέρες;Τι νομίζετε ότι συνέβη στο νερό και δεν είναι πλέον μέσα στο δοχείο;Γιατί νομίζετε ότι το ύφασμα δεν είναι πλέον υγρό;Που νομίζετε ότι πήγε το νερό που ήταν στο βρεγμένο ύφασμα;


Επειδή η διαδικασία της εξάτμισης λόγω της μικρής της ταχύτητας με την οποία εξελίσσεται δεν επιτρέπει την άμεση παρατήρηση από τα παιδιά της μετατροπής του νερού σε ατμό, η συνέχιση της συγκεκριμένης δραστηρι-ότητας και στο σπίτι θα βοηθούσε σημαντικά την αντίληψη του φαινομένου από τα μικρά παιδιά ιδιαίτερα αν συνοδευόταν και από συζητήσεις με τους ενήλικες ή άλλα πιο έμπειρα μέλη της οικογένειας. Παρόμοιες διαδικασίες θα μπορούσαν να επαναληφθούν και στο σπίτι ώστε τα παιδιά να παρατη-ρήσουν το φαινόμενο σε σχέση με δραστηριότητες της καθημερινής ζωής όπως το στέγνωμα των πλυμένων ρούχων της οικογένειας.



Εισαγωγή της δραστηριότητας

Οι εκπαιδευτικοί άρχισαν τη δραστηριότητα με διαφορετικούς τρόπους. Κά-ποιες τη σύνδεσαν από την αρχή με γεγονότα που είχαν συμβεί πρόσφατα στο σχολείο όπως για παράδειγμα το ότι τα παιδιά στέγνωσαν στον ήλιο τα καλτσάκια τους που είχαν βραχεί ενώ πότιζαν τα φυτά τους. Σε άλλα σχο-λεία η δραστηριότητα άρχισε με τη μέτρηση της αρχικής θερμοκρασίας του νερού κατά την οποία τα παιδιά έκαναν μια πολύ σημαντική επισήμανση: ότι θα είναι ίδια με αυτή της τάξης (θερμική ισορροπία σωμάτων και περιβάλ-λοντος). Ενδιαφέρον είναι επίσης να αναφέρουμε ότι σε μερικά σχολεία οι μετρήσεις της θερμοκρασίας έγιναν από τα παιδιά με συστηματικότητα. Δεν αρκέστηκαν δηλαδή μόνο στην ανάγνωση και αναφορά των ενδείξεων του θερμομέτρου αλλά τις κατέγραψαν χρησιμοποιώντας μολύβι και χαρτί (συστηματική συλλογή δεδομένων). Ένας τρίτος τρόπος που χρησιμοποίησαν οι εκπαιδευτικοί για να εισάγουν τη δραστηριότητα ήταν να κάνουν μια ανασκόπηση της προηγούμενης δρα-στηριότητας κάτι που αργότερα διευκόλυνε σημαντικά τη σύγκριση και δι-απίστωση της διαφοράς μεταξύ του φαινομένου της εξαέρωσης του νερού δηλαδή της μετατροπής του νερού σε αέριο μέσω του βρασμού και της αργής διαδικασίας της εξάτμισης.

Οι διαδικασίες

Οι προβλέψεις των παιδιών για το τι θα συμβεί αν θερμάνουμε το δοχείο με το νερό ή αν το αφήσουμε ανοιχτό σε ζεστό μέρος για λίγες μέρες ήταν ποικίλες. Κάποιες εξ’ αυτών συνέπιπταν με τις επιστημονικές απόψεις - ‘θα αδειάσει’ ή ‘θα εξατμιστεί το νερό’, και άλλες με κάποιες από τις εναλλακτι-κές απόψεις των παιδιών που αναφέρονται στη βιβλιογραφία- ‘θα χαθεί’.

Η κατά τακτά χρονικά διαστήματα παρατήρηση της σταδιακής μείωσης της μικρής ποσότητας του νερού που τοποθετήθηκε πάνω στο καλοριφέρ βο-ήθησε σημαντικά όχι μόνο στο να διαπιστώσουν ότι κανένας «δεν έχυνε το νερό από το σκεύος και γι’ αυτό λιγόστευε», όπως αρχικά ισχυρίζονταν με-ρικά παιδιά, αλλά και στη διαπίστωση ότι η θερμοκρασία του νερού σ’ αυτή τη διαδικασία ήταν πολύ χαμηλότερη από εκείνη του νερού κατά το βρασμό. Στην παραπάνω διαπίστωση βοήθησε επίσης σημαντικά και η διαδικασία της θέρμανσης του νερού με μικρό κερί (ρεσώ) όπως φαίνεται στην εικόνα ?.


Εικόνα 28. Η θέρμανση μικρής ποσότητας νερού στο μικρό γυά-λινο σκεύος με το κερί επέτρεψε στα παιδιά να παρατηρήσουν τη σταδιακή ελάττωσή του και τη διαφορά της θερμοκρασίας του βρασμού από αυτή της εξάτμι-σης.

Δυσκολίες

Κάποια από τα παιδιά που έβρεξαν υφάσματα ή σφουγγάρια και τα έβαλαν σε μια γωνιά να στεγνώσουν είχαν δυσκολία να παραδεχτούν ότι το νερό εξατμίστηκε. «Είναι μέσα στο ύφασμα» είπαν ή «έπεσε κάτω και είναι στο πάτωμα». Άλλα πάλι δεν είχαν πρόβλημα, «εξατμίστηκε» είπαν, «εξατμίστη-κε και είναι μέσα στην τάξη μας» ή «το ύφασμα στέγνωσε και το νερό πήγε στον ουρανό». Οι εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι όταν το βρεγμένο ύφασμα δεν βρισκόταν σε επαφή με κάποια πηγή θερμότητας (π.χ. καλοριφέρ), τα παιδιά δεν μπορούσαν να αποδεχτούν την αντίληψη ότι το νερό άλλαξε κα-τάσταση. Στην περίπτωση αυτή οι εκπαιδευτικοί επανήλθαν στην αρχική διαδικασία, δηλαδή τοποθέτησαν μικρά δοχεία με νερό πάνω στο καλορι-φέρ ή σε κάποια άλλη πηγή θερμότητας που δεν προκαλεί βρασμό όπως πάνω από το μικρό κεράκι. Με τη διαδικασία αυτή τα περισσότερα παιδιά δεν είχαν ιδιαίτερη δυσκολία να εκφράσουν την άποψη ότι το νερό έγινε αέριο - υδρατμός και ανέβηκε ψιλά. Οι ίδιες πρότειναν, αν η διαδικασία με το βρέξιμο των υφασμάτων ή σφουγγαριών προκαλέσει τέτοιες δυσκολίες, να μη συμπεριληφθεί στην προτεινόμενη πορεία της δραστηριότητας. Επί-σης εξέφρασαν την άποψη ότι αν η συγκεκριμένη πειραματική διαδικασία


συνδεθεί με πραγματικές καταστάσεις όπως το στέγνωμα των ρούχων στο σπίτι είναι πιθανόν να βοηθήσει στην κατανόηση του φαινομένου. Σε αυτό μπορεί επίσης να παίξει σημαντικό ρόλο και η συμμετοχή της οικογένειας πραγματοποιώντας ένα τέτοιο πείραμα στο σπίτι. Από τις καταγραφές των εκπαιδευτών φαίνεται ότι όταν μετά από προτροπή τους τα παιδιά έκαναν έναν έλεγχο για να δουν μήπως το νερό ήταν κάτω από τα βρεγμένα ρούχα ή μέσα στα υφάσματα, αυτά δε φάνηκαν να πεί-θονται. Πιστεύουμε όμως ότι η διαδικασία του ελέγχου φέρνει τα παιδιά αντιμέτωπα με την πραγματικότητα και τα προετοιμάζει για την ανάπτυξη διαφορετικών ερμηνειών του φαινομένου.

Συζήτηση στην ομάδα

Στη ομάδα τα παιδιά κατέθεσαν τις εμπειρίες τους από τις παρατηρήσεις τους και τις συζήτησαν. Η ομαδική συζήτηση όλων των απόψεων, επιστη-μονικών και μη, είχε σημαντικό όφελος ιδιαίτερα για όσα παιδιά δεν είχαν ακόμη αποδεχτεί ότι το νερό δεν εξαφανίστηκε αλλά όπως είπαν κάποια από τα άλλα έγινε «αέριο, είναι αόρατο και βρίσκεται κάπου ψηλά». Η παραπάνω άποψη συζητήθηκε στην ομάδα και αποτέλεσε την εισαγωγή για την επό-μενη δραστηριότητα. Μάλιστα, μερικές από τις εκπαιδευτικούς, έκλεισαν τη δραστηριότητα αυτή με την ανάγνωση μιας ιστορίας για τον κύκλο του νερού στην οποία αρκετά παιδιά συμμετείχαν με εύστοχες παρατηρήσεις. Μια επίσης σημαντική διαπίστωση των εκπαιδευτικών ήταν ότι η συγκριτική συζήτηση των πειραμάτων της εξαέρωσης και της εξάτμισης βοήθησε ση-μαντικά στην κατανόηση και αποδοχή από τα παιδιά της μετατροπής του νε-ρού σε αέριο αλλά και της διαφοράς των δύο αυτών φυσικών διαδικασιών.

Συνέχεια στο σπίτι

Μερικά παιδιά, εντυπωσιασμένα από το φαινόμενο, μετέφεραν την εμπειρία του σχολείου στο σπίτι και επανέλαβαν την πειραματική διαδικασία με τη βοήθεια των γονιών τους.


ΔιερεύνησηΟι υδρατμοί που παράγονται από το νερό των θαλασσών, των ποταμών και των λιμνών όταν το θερμαίνει ο ήλιος, ανεβαίνουν ψηλά στην ατμόσφαιρα και φτιάχνουν τα σύννεφα. Από αυτά, όταν η θερμοκρασία τους κατέβει, γίνεται η βροχή και το χιόνι.


ΥλικάΕικόνες με σύννεφα, εικόνες με θάλασσες ή λίμνες πάνω από τις οποίες υπάρχουν σύννεφα, εικόνες με βροχή στις οποίες να φαίνεται ο συννεφια-σμένος ουρανός, εικόνες στις οποίες φαίνεται να χιονίζει. Κατάλληλα βιβλία για μικρά παιδιά που να περιγράφουν τη φυσική διαδικασία της εξάτμισης και τα φυσικά φαινόμενα που προέρχονται από αυτή.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπεράσματος

Πορεία♦ Με κατάλληλες ερωτήσεις (π.χ. ενδεικτικές ερωτήσεις από την προηγού-μενη δραστηριότητα ή άλλες που κρίνει κατάλληλες η εκπαιδευτικός) επα-ναφέρουμε για συζήτηση το θέμα της μετατροπής του νερού σε υδρατμό και του τελικού προορισμού του (ψηλά στην ατμόσφαιρα). ♦ Δείχνοντας τις εικόνες με τα σύννεφα π.χ. όπως αυτές της εικόνας 29, συζητούμε τη δημιουργία των νεφών από τους υδρατμούς των γήινων υδά-των που εξατμίζονται όταν το περιβάλλον είναι ζεστό συνδέοντάς το με το φαινόμενο της εξάτμισης που παρατήρησαν στην τάξη. Δεδομένου ότι όταν τα παιδιά παρατηρούν τα σύννεφα στέκονται πάνω στο έδαφος της γης, είναι σκόπιμο σε μία τουλάχιστον από τις εικόνες των νεφών που θα χρη-σιμοποιηθούν να φαίνεται το έδαφος ώστε τα παιδιά να έχουν καλύτερη αντίληψη της θέσης τους ως προς αυτό.♦ Στη συνέχεια συζητούμε στην ομάδα το παρακάτω θέμα χρησιμοποιώ-ντας κατάλληλη ορολογία: ‘Όταν οι υδρατμοί ανέβουν πολύ ψηλά κρυώ-νουν και μετατρέπονται σε μικρά σταγονίδια. Η θερμοκρασία εκεί ψηλά είναι πολύ πιο χαμηλή από τη θερμοκρασία κάτω στη γη. Τα σταγονίδια αυτά φτιάχνουν τα σύννεφα’. ♦ Θέτουμε το ερώτημα «Από πού προέρχεται η βροχή», και αφήνουμε τα παιδιά να εκφράσουν τις ιδέες τους. ♦ Συζητούμε τις ιδέες των παιδιών στην τάξη και εισάγουμε με κατάλληλο τρόπο τη γνώση για τη δημιουργία της βροχής και του χιονιού. ♦ Ζητούμε από τα παιδιά να αναφέρουν εμπειρίες τους από καιρικές συν-θήκες (βροχής ή χιονιού) που έχουν βιώσει στην καθημερινή τους ζωή συν-δέοντάς τες άμεσα με τη διαδικασία δημιουργίας του σχετικού φαινομένου και τα αποτελέσματα των δύο προηγούμενων δραστηριοτήτων.♦ Ζητούμε από τα παιδιά να ζωγραφίσουν σχετικά με το φαινόμενο της εξάτμισης συνδέοντάς το με τη δημιουργία των νεφών της βροχής ή του χιονιού.


Εικόνα 29. Δύο διαφορετικοί τύποι νεφών.


Από πού προέρχονται οι σταγόνες βροχής που πέφτουν από τον ουρανό;Πως γίνεται η βροχή; Πως γίνεται το χιόνι;

Επισήμανση: Θα ήταν ιδιαίτερα εποικοδομητικό αν κατά τη χρονική περίοδο διεξαγωγής της δραστηριότητας συμβούν φαινόμενα βροχής, χιονιού ή υπάρχουν σύν-νεφα στην ατμόσφαιρα και τα παιδιά κάνουν παρατηρήσεις και καταγραφές των φυσικών φαινομένων και ανακοινώσουν τις παρατηρήσεις τους στην ομάδα. Η διαδικασία θα βοηθήσει ιδιαίτερα στη συζήτηση των φαινομένων στην τάξη και θα συμβάλλει στην καλύτερη κατανόησή τους.


Ένα εισαγωγικό πείραμα

Μία από τις εκπαιδευτικούς αποφάσισε να δείξει την υγροποίηση των υδρα-τμών με πειραματική διαδικασία, δηλαδή τη μετατροπή τους σε νερό μετά από την επαφή τους με μια ψυχρή επιφάνεια. Η επιλογή της επιφάνειας έγινε με το σκεπτικό της σύνδεσης του πειράματος με εμπειρίες των παιδι-ών από την καθημερινή ζωή. Έτσι επέλεξε να χρησιμοποιήσει το μεταλλικό σκέπασμα μιας κατσαρόλας. Πριν τοποθετήσεις το σκέπασμα πάνω από τον ατμό που παραγόταν από το βρασμό νερού ζήτησε από τα παιδιά να αγγίξουν το σκέπασμα και να διαπιστώσουν τη μεγάλη διαφορά της θερμο-


κρασίας του από αυτή του ατμού. Στη συνέχεια κράτησε το σκέπασμα πολύ κοντά στην επιφάνεια του νερού που έβραζε και άφησε τα παιδιά να παρα-τηρήσουν τη δημιουργία υδροσταγονιδίων πάνω στο σκέπασμα. Στο σημείο αυτό εισήγαγε τον όρο «υγροποιείται». Το συμπέρασμα των παιδιών ήταν καθαρό: «όταν ο ζεστός ατμός ακουμπήσει κάτι που είναι κρύο ξαναγίνεται νερό». Στη συνέχεια συζητήθηκε στην ομάδα ότι κάτι αντίστοιχο συμβαίνει και με τους ατμούς που παράγονται από την εξάτμιση του νερού από τις θάλασσες και τα ποτάμια.

Κίνδυνοι

Η παραπάνω πειραματική διαδικασία αποτελεί έναν καλό τρόπο για την πα-ρατήρηση και κατανόηση της υγροποίησης των υδρατμών δεν είναι όμως μια ασφαλής διαδικασία για την ερμηνεία του φαινομένου της βροχής. Πολ-λά νήπια όταν ρωτήθηκαν πως γίνεται η βροχή απάντησαν «με το σκέπασμα της κατσαρόλας», «όταν οι μαμάδες βράζουν το φαγητό» ή κάτι παρόμοιο. Χρειάζεται προσοχή στην επιλογή του τρόπου εισαγωγής του φαινομένου της δημιουργίας της βροχής.

Άλλες προσεγγίσειςΚάποιες εκπαιδευτικοί άρχισαν τη δραστηριότητα με το διάβασμα κάποιας ιστορίας: «Οι υδρατμοί που παράγονται από το νερό των θαλασσών, των ποταμών και των λιμνών όταν το θερμαίνει ο ήλιος , ανεβαίνουν ψηλά στην ατμόσφαιρα και φτιάχνουν τα σύννεφα. Από αυτά, όταν η θερμοκρασία τους κατέβει, γίνεται η βροχή και το χιόνι». Στη συνέχεια συζήτησαν το πε-ριεχόμενό της στην ομάδα, παρατήρησαν εικόνες με σύννεφα, βροχή, χιόνι και συζήτησαν τη δημιουργία των νεφών από τους υδρατμούς των γήινων υδάτων που εξατμίζονται όταν το περιβάλλον είναι ζεστό. Συνέδεσαν τη διαδικασία με το φαινόμενο της εξάτμισης που πραγματοποιήθηκε στην τάξη. Σε ένα από τα σχολεία αυτά τα παιδιά ζήτησαν να υποδυθούν ρόλους και να δραματοποιήσουν το φαινόμενο. Μία από τις εκπαιδευτικούς αναφέ-ρει ότι στην ερώτησή της «από πού προέρχεται η βροχή;», μετά και από τη δραματοποίηση της ιστορίας, τα παιδιά ήξεραν ότι η βροχή πέφτει από τα σύννεφα που είναι γεμάτα με υδρατμούς που επειδή η θερμοκρασία ψηλά είναι χαμηλή μετατρέπονται σε σταγονίδια. Όταν η θερμοκρασία είναι πολύ-πολύ χαμηλή τότε τα σταγονίδια στα σύννεφα παγώνουν και πέφτει χιόνι.

Άλλες εκπαιδευτικοί άρχισαν με την ανασκόπηση των φαινομένων που τα παιδιά διερεύνησαν στις δύο προηγούμενες δραστηριότητες. Σε κάποια από τα σχολεία, όπως προκύπτει από τις ομαδικές συζητήσεις που κατέ-γραψαν οι εκπαιδευτικοί, τα παιδιά είχαν κατανοήσει αρκετά καλά τις σχετι-κές διαδικασίες και τη σύνδεσή τους με τη δημιουργία της βροχής. Σε άλλα


όμως, ενώ φάνηκε να έχουν κατανοήσει τη διαδικασία της δημιουργίας του ατμού, δεν μπορούσαν να τη συνδέσουν με τη δημιουργία της βροχής πα-ραμένοντας στο μερικό φαινόμενο της εξάτμισης της μικρής ποσότητας του νερού κατά την πειραματική διαδικασία. Έτσι, οι εκπαιδευτικοί, έστρεψαν την ομαδική συζήτηση στα νερά που υπάρχουν πάνω στη γη και στο πως τα νερά αυτά θερμαίνονται από τον ήλιο και με τι συνεπακόλουθα. Στη συνέ-χεια χρησιμοποίησαν κατάλληλες φωτογραφίες. Μία από τις εκπαιδευτικούς που έτυχε να έχει ένα αλληλεπιδραστικό CD σχετικό με το θέμα το έφερε στο σχολείο και τα παιδιά αφού παρατήρησαν τον κύκλο του νερού έπαιξαν σχετικά παιχνίδια. Αργότερα, όταν η εκπαιδευτικός έθεσε στα παιδιά το ερώτημα πως νομίζουν ότι γίνεται η βροχή τα παιδιά της έδωσαν κατάλλη-λες απαντήσεις.

Το κλείσιμο της δραστηριότηταςΣε κάποια σχολεία η δραστηριότητα έκλεισε με την ανάγνωση βιβλίων για τη δημιουργία της βροχής. Κατά την ανάγνωση, ορισμένες από τις εκπαι-δευτικούς, άφηναν ατελείς κάποιες από τις προτάσεις και ζητούσαν από τα παιδιά να συμπληρώσουν τις λέξεις ή φράσεις που έλειπαν. Αυτό αποτέλε-σε αι ένα είδος ομαδικής αξιολόγησης. Σε κάποια άλλα σχολεία οι εκπαιδευτικοί κατασκεύασαν κάρτες με τα στά-δια του κύκλου του νερού και ζήτησαν από τα παιδιά να τοποθετήσουν στη σωστή σειρά τις αναπαριστώμενες διαδικασίες. Μια σειρά από τέτοιες κάρ-τες παρουσιάζονται στην εικόνα ?


Μετά τις δραστηριότητες του σχολείου τα καιρικά φαινόμενα της βροχής και του χιονιού θα ήταν χρήσιμο να συζητηθούν στην οικογένεια. Οι ενήλικες μπορούν να ρωτήσουν την άποψη των παιδιών για την προέλευσή τους και να την συζητήσουν μαζί τους επισημαίνοντας, όταν και αν είναι απαραίτητο, την επιστημονική άποψη.


Εικόνα 30. Αυτοσχέδιες κάρτες με τα στάδια του κύκλου του νερού

Aξιολόγηση

Η αξιολόγηση και των δύο σειρών δραστηριοτήτων Α και Β κρίθηκε σκόπι-μο να γίνει μετά το πέρας όλων των δραστηριοτήτων ώστε να μπορέσουν οι εκπαιδευτικοί να αποκομίσουν μια συνολική εικόνα της εξοικείωσης των παιδιών με τις αλλαγές της κατάστασης της ύλης. Η αξιολόγηση ήταν ατομική και για αυτή χρησιμοποιήθηκαν αυτοσχέδιες ιστορίες από την καθημερινή ζωή (βλέπε εισαγωγή).


Πήξη-Τήξη

Aξιολόγηση Δραστηριότητας Α

«Μια ιστορία από την καθημερινή ζωή» Ένα πολύ κρύο βράδυ που το θερμόμετρο έδειχνε ότι η θερμοκρασία έξω είχε κατέβει κάτω από το μηδέν, ένα παιδάκι που το έλεγαν Χαράλαμπο είπε στην αδερφή του τη Χαρούλα. Ξέρεις απόψε λέω να αφήσω έξω το ποτήρι μου με το νερό που πρόκειται να πιω αύριο με το πρωινό μου. Γιατί, τον ρώτησε η αδερφή του. Για να είναι δροσερό της απάντησε. Αν με τέτοιες θερμοκρασίες το αφήσεις όλη τη νύχτα έξω το πρωί δεν θα μπορέσεις να το πιεις. Του είπε εκείνη: «Δεν θα μπορέσεις να το πιεις;», τι ήθελε άραγε να πει η αδερφή του; Γιατί να μην μπορούσε να το πιει; Έτσι ο Χαράλαμπος αποφάσισε να δοκιμάσει και να δει μόνος του τι σήμαιναν τα λόγια της. Έβα-λε λοιπόν νερό στο ποτήρι του, το σκέπασε με ένα πιατάκι για να μην πέσει κάτι μέσα, και το έβγαλε έξω. Το άφησε εκεί όλη τη νύχτα και το πρωί ο Χαράλαμπος έβαλε το ποτήρι του στο τραπέζι. Όταν η αδερφή του το είδε του είπε: Είδες που σου έλεγα ότι δεν θα μπορέσεις να το πιεις; Γιατί άραγε ο Χαράλαμπος δεν μπορούσε να πιει το νερό που είχε αφήσει όλη τη νύχτα έξω; Τι λέτε να είχε συμβεί;

Aξιολόγηση Δραστηριότητας Β

«Μια ιστορία από την καθημερινή ζωή» Μια μέρα ο Χαράλαμπος με ένα φίλο του έπαιζαν στην αυλή του σπιτιού του. Τα παιδιά δίψασαν και πήγαν στο ψυγείο να πιουν κρύο νερό αλλά το κρύο νερό είχε τελειώσει. Μη στενοχωριέσαι, είπε ο Χαράλαμπος στο φίλο του. Θα γεμίσω ένα μπουκάλι και θα το βάλω στην κατάψυξη για να κρυώσει γρή-γορα. Ο Χαράλαμπος πήρε το άδειο γυάλινο μπουκάλι, το γέμισε ξέχειλο με νερό, βίδωσε το σκέπασμά του καλά και το έβαλε στην κατάψυξη. Όμως οι δυο φίλοι έπιασαν το παιχνίδι και ξέχασαν να βγάλουν το μπουκάλι από την κατάψυξη. Όταν τα παιδιά το θυμήθηκαν έτρεξαν στο ψυγείο, άνοιξαν την κατάψυξη μα τι να δουν; (Η εκπαιδευτικός κάνει μια μικρή παύση εδώ για να δώσει την ευκαιρία σε όσα παιδιά θυμούνται να πουν τα ίδια τι είχε συμβεί). Το μπουκάλι είχε σπάσει. Τι λέτε να έγινε; Πως έσπασε το μπουκάλι μέσα στην κατάψυξη χωρίς να το πειράξει κανείς;


Aξιολόγηση Δραστηριότητας Γ

«Μια ιστορία από την καθημερινή ζωή» Κοντά στο εξοχικό σπίτι του Χαράλαμπου υπάρχει μια μικρή λιμνούλα με ψαράκια. Μια πολύ κρύα χειμωνιάτικη μέρα ο Χαράλαμπος με το φίλο του ντύθηκαν καλά και πήγαν μια βόλτα ως τη λίμνη. Και τι είδαν; Η λίμνη είχε αρχίσει να παγώνει. Πω-πω, είπε ο Χαράλαμπος στο φίλο του. Τι θα κάνουν τώρα τα ψάρια που θα παγώσει το νερό; Ναι αλλά ο πάγος θα μείνει στον αφρό και δεν θα πειράξει τα ψάρια, του είπε ο φίλος του. Τι λες, η λίμνη θα γίνει μια παγοκολώνα και θα το δεις, επέμενε ο Χαράλαμπος. Εσείς τι λέτε; Ποιος από τους δύο φίλους βγήκε σωστός και γιατί;

Aξιολόγηση Δραστηριότητας Δ

«Ένα ποίημα»

Πάνω σε καλοριφέρ ζεστό,άφησα σοκολατάκινόστιμο, λαχταριστό.Όταν πήγα να το πάρωπω, πω! τι ήτανε αυτό;Τι νομίζετε πως είχε γίνειτο λαχταριστό γλυκό;

Στην ερώτηση του παραπάνω ποιήματος είναι πιθανό τα παιδιά να απαντή-σουν εύκολα δεδομένου ότι περιγράφει μια κατάσταση για την οποία τα παι-διά ίσως να έχουν εμπειρία από την καθημερινή ζωή. Στόχος είναι, μετά την απάντηση του παιδιού, η εκπαιδευτικός να ζητήσει την αιτιολόγηση του φαι-νομένου με κατάλληλη ερώτηση (γιατί νομίζεις ότι…).

Εξαέρωση- Εξάτμιση- Υγροποίηση

Aξιολόγηση Δραστηριότητας Α

«Μια ιστορία από την καθημερινή ζωή»Η μαμά του Χαράλαμπου αποφάσισε να φτιάξει καφέ. Έβαλε νερό στο μπρί-κι, το έβαλε πάνω στο μάτι, το άναψε και μέχρι το νερό να αρχίσει να βράζει κάθισε να συζητήσει με τον πατέρα του. Έπιασαν όμως την κουβέντα και εκείνη ξεχάστηκε. Όταν το θυμήθηκε έτρεξε στην κουζίνα και με τρόμο είδε ότι δεν υπήρχε νερό μέσα στο μπρίκι. Πω – πω φώναξε, λίγο ακόμα και θα


καιγόταν το μπρίκι. Τόση ώρα που βράζει σώθηκε όλο το νερό. Δε σώθη-κε, είπε ο Χαράλαμπος. Το ρούφηξε το μπρίκι. Χαράλαμπε είπε η μαμά, το μπρίκι δε ρουφάει νερό. Το ρουφάει, επέμενε ο Χαράλαμπος. Αν δεν το ρούφαγε που πήγε τότε και δεν έμεινε καθόλου; Εσείς τι λέτε να έγινε το νερό; Γιατί η μαμά του Χαράλαμπου δεν βρήκε καθόλου νερό μέσα στο μπρίκι; Aξιολόγηση Δραστηριότητας Β

«Μια ιστορία από την καθημερινή ζωή»Μια καλοκαιρινή μέρα που έξω είχε πολύ ζέστη ο Χαράλαμπος με το φίλο του αποφάσισαν να πλύνουν τα βρώμικα παιχνίδια τους. Βγήκαν λοιπόν στην αυλή, έβαλαν νερό σε μια λεκάνη έπλυναν τα παιχνίδια και όταν τελείωσαν, άφησαν τη λεκάνη με το λίγο νερό που είχε περισσέψει έξω στη ζέστη και έφυγαν. Την επόμενη μέρα που τα παιδιά βγήκαν πάλι στη αυλή είδαν ότι στη λεκάνη δεν υπήρχε νερό. Τι έγινε το νερό; Ρώτησε ο Χαράλαμπος. Μάλ-λον από κάπου τρέχει η λεκάνη και χύθηκε στο έδαφος, είπε ο φίλος του. Τα παιδιά εξέτασαν με προσοχή τη λεκάνη μα δεν ήταν πουθενά σπασμένη. Μπορεί να το έχυσε η μαμά, είπε ο Χαράλαμπος. Ρώτησαν τη μαμά μα εκεί-νη είπε ότι δεν είχε χύσει το νερό από τη λεκάνη. Τι λέτε να έγινε το νερό; Γιατί δεν ήταν πλέον μέσα στη λεκάνη;

Εμπειρίες από την αξιολόγηση

Οι ιστορίες άρεσαν ιδιαίτερα στα παιδιά. Τους άρεσε η προσπάθεια να βρουν την απάντηση στον προβληματισμό που έθετε η ιστορία. Κάποια ζήτησαν από την εκπαιδευτικό τους να παίξουν πάλι ‘το παιχνίδι με τις ιστορίες’ όπως το ονόμασαν.

Τα αποτελέσματα των αξιολογήσεων ήταν ποικίλα για τα διαφορετικά σχο-λεία και για τις διαφορετικές ιστορίες:

Τα παιδιά δεν είχαν καμία δυσκολία να αποφανθούν ότι το νερό του Χαρά-λαμπου είχε παγώσει και γι’ αυτό δεν μπορούσε να το πιεί. Μερικά παιδιά απάντησαν πριν τελειώσει η ανάγνωση της ιστορίας ακόμη από το σημείο που τίθεται το ερώτημα «Γιατί να μην μπορούσε να το πιει;». Κάποια από τις εκπαιδευτικούς έθεσε το ερώτημα μήπως όλο το επόμενο κομμάτι της ιστο-ρία είναι πλεονασμός. Θεωρούμε ότι η εκπαιδευτικός το αξιοποιεί κατά την κρίση της και ανάλογα με τις αντιδράσεις των παιδιών.

Σε κάποια σχολεία τα παιδιά δυσκολεύτηκαν στην ανάκληση της γνώσης της αύξησης του όγκου του νερού όταν επρόκειτο να αιτιολογήσουν το σπάσιμο του μπουκαλιού στην κατάψυξη. Σε όποιο παιδί αντιμετώπισε δυσκολία, η


εκπαιδευτικός του, του έκανε επιπλέον ερωτήσεις οι οποίες οδήγησαν ένα μεγάλο ποσοστό παιδιών στη σωστή απάντηση. Κάποιες εκπαιδευτικοί εξέ-φρασαν την άποψη ότι πιθανότατα η αξιολόγηση των πρώτων δραστηριοτή-των δεν έπρεπε να αργήσει τόσο πολύ. Θεωρούν ότι η χρονική απόσταση της αξιολόγησης από την εισαγωγή των δραστηριοτήτων πρέπει να μειωθεί δεδομένου ότι, εν τω μεταξύ, τα παιδιά ασχολήθηκαν με ένα μεγάλο αριθμό διαφορετικών δραστηριοτήτων που πιθανότατα να τα αποσύνδεσαν από τις πρώτες.

Σε κανένα από τα σχολεία δεν υπήρξε πρόβλημα στην σωστή απάντηση της ερώτησης που αφορούσε το πάγωμα της λίμνης και την επιβίωση των ψαριών. Ο μεγαλύτερος αριθμός των παιδιών επεσήμανε ότι: κάτω από τον πάγο υπάρχει το νερό και όσο πας προς τον πυθμένα γίνεται θερμότερο και έτσι ζουν τα ψάρια.

Ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα αποτελέσματα της ερώτησης που αφορούσε την εξάτμιση του νερού από τη λεκάνη μετά το πλύσιμο των παιχνιδιών. Θυ-μηθείτε ότι η εξάτμιση είναι το φαινόμενο στην κατανόηση του οποίου υπήρ-ξαν τα μεγαλύτερα προβλήματα κατά τη διεξαγωγή της σχετικής δραστη-ριότητας. Στην αξιολόγηση τα περισσότερα παιδιά απάντησαν ότι το νερό «εξατμίστηκε», «έγινε υδρατμός», και μερικά αιτιολόγησαν ότι το «εξάτμισε ο ήλιος γιατί το ζέστανε¨.

Οι περισσότερες εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι το φαινόμενο του βρασμού εντυπωσίασε και επηρέασε ιδιαίτερα τα παιδιά. Στην αξιολόγηση αυτή με-ρικά παιδιά απάντησαν πριν ακόμη η εκπαιδευτικός τους ολοκληρώσει την ανάγνωση της ιστορίας: «πήγε πάνω στον ουρανό», «έγινε ατμός καλέ».


ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Appleton, K. (1985). Children’s ideas about temperature, Research in Science Education, 15.

Driver, R., and Russell, T., (1982). An investigation of the ideas of heat, temperature and change of state of children aged between 8 and 14 years. Leeds: University of Leeds.

Driver, R., Squires, A., Rushworth, P. & Wood-Robinson, V. (2000, Ελλη-νική μετάφραση). Οικοδομώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών, Μια Παγκόσμια Σύνοψη των Ιδεών των Μαθητών. Εκδόσεις Τυπωθήτω, Αθήνα.

Erickson G. (1977). Children’s conceptions of heat and temperature phenomena. Paper presented as part of the symposium on Paterns of student beliefs – implications for science teaching at the CCSE convention, June, Fredericton.

Maclldowie, E. (1998). Introducing Temperature scales, Physics Education, 33(6).



Δύναμη και Κίνηση


Δύναμη


Ξέρετε τι είναι δύναμη;

Ξέρετε ποιες κατηγορίες δυνάμεων υπάρχουν;

Ξέρετε ποια είναι τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα μιας δύναμης;

Ξέρετε τι ονομάζουμε συνισταμένη δυνάμεων;

Ξέρετε πως μετράμε τις δυνάμεις;

Δείτε τι λέει η Φυσική:

Δύναμη είναι η αιτία που μπορεί να παραμορφώσει ένα σώμα, να το βά-λει σε κίνηση ή στην περίπτωση που ήδη κινείται να του αλλάξει την ταχύτη-τά του. Η απλούστερη αντίληψη που έχουμε για τη δύναμη είναι ότι ασκείται σε ένα σώμα όταν το σώμα το σπρώχνουμε ή το τραβάμε. Τις δυνάμεις δεν τις βλέπουμε, αντιλαμβανόμαστε όμως τα αποτελέσματά τους όπως αυτά που αναφέραμε παραπάνω. Πολλές φορές μπορεί να εμφα-νίζονται συγχρόνως δύο αποτελέσματα μιας δύναμης όπως για παράδειγμα η παραμόρφωσή του και η αλλαγή της ταχύτητάς του.

Στην απλούστερη έννοια της η δύναμη είναι έλξη ή άπωση. Ανάλογα όμως με την προέλευσή τους οι δυνάμεις μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: α) Δυνάμεις που ασκούνται όταν δύο σώματα βρίσκονται σε επαφή, όπως για παράδειγμα η δύναμη τριβής που αναπτύσσεται ανάμεσα σε δύο επιφάνειες ή οι δυνάμεις που ασκούνται όταν τα σώματα συγκρού-ονται μεταξύ τους. Οι συγκρούσεις αυτές μπορεί να είναι μεταξύ στερεών σωμάτων αλλά και στερεών με ρευστά (συγκρούσεις κινούμενου αέρα ή νερού με στερεές επιφάνειες). β) Δυνάμεις που ασκούνται από απόσταση όπως για παράδειγμα η βαρυ-τική δύναμη που ασκεί η γη και οι άλλοι πλανήτες στα σώματα ή οι μαγνη-τικές δυνάμεις που ασκούνται από μαγνήτες σε σώματα που βρίσκονται σε απόσταση από αυτούς. Μια δύναμη μπορεί απλώς να προέρχεται και από μια μυϊκή προσπάθεια.

Για να προσδιορίσουμε πλήρως μια δύναμη πρέπει να δώσουμε τέσσε-

ρα στοιχεία: το σημείο εφαρμογής της, τη διεύθυνσή της, τη φορά της και


το μέτρο της. Το σημείο εφαρμογής είναι το σημείο πάνω στο οποίο ασκεί-ται η δύναμη και το μέτρο της δείχνει πόσο ισχυρή είναι η δύναμη αυτή. Η διεύθυνση και η φορά αποτελούν ουσιαστικά την κατεύθυνση στην οποία δρα η δύναμη αυτή. Αν δύο δυνάμεις που ενεργούν πάνω στην ίδια διεύ-θυνση έχουν αντίθετη φορά, αυτό σημαίνει ότι η μία δύναμη δρα αντίθετα προς την άλλη. Στο σχήμα (??) φαίνονται δυνάμεις με διαφορετική φορά δράσης πάνω στην ίδια διεύθυνση και δυνάμεις που δρουν σε διαφορετικές διευθύνσεις.

Δυνάμεις που δρουν στην ίδια διεύθυνση μπορούν να συνδυαστούν. Αν για παράδειγμα δύο δυνάμεις έχουν την ίδια φορά τότε οι δυνάμεις αυτές θα δώσουν μια μεγαλύτερη δύναμη που θα έχει μέτρο το άθροισμα των μέτρων τους (προσθέτουμε τις δύο δυνάμεις). Αν όμως οι δυνάμεις έχουν αντίθετη φορά τότε θα δώσουν μια μικρότερη δύναμη που θα έχει μέτρο τη διαφορά των μέτρων τους (αφαιρούμε τις δυνάμεις). Η τελική δύναμη που προκύπτει από το συνδυασμό ή σύνθεση όπως την ονομάζουμε δύο ή περισσότερων δυνάμεων ονομάζεται συνισταμένη των δυνάμεων αυτών.

Τις δυνάμεις τις μετράμε με όργανα που ονομάζονται δυναμόμετρα.

Το δυναμόμετρο περιέχει ελατήριο το οποίο επιμηκύνεται όταν πάνω του δρουν δυνάμεις. Η επιμήκυνση του ελατηρίου μας δείχνει το πόσο ισχυρή είναι η δύναμη αυτή. Η μονάδα μέτρησης της δύναμης είναι το Νιούτον προς τιμήν του μεγάλου Άγγλου φυσικού και μαθηματικού Νεύτωνα (Newton) ο οποίος διετύπωσε τους νόμους της κίνησης των σωμάτων (νόμοι του Νεύτωνα).

Κίνηση


Ξέρετε πότε θεωρούμε ότι ένα σώμα κινείται;

Ξέρετε πώς η κίνηση σχετίζεται με τη δύναμη;

Ξέρετε πως περιγράφεται η κίνηση και ποιες είναι οι σχετικές με αυτή έννοιες;



Ένα σώμα κινείται όταν αλλάζει θέσεις ως προς ένα άλλο σώμα που θεωρείται ακίνητο. Το αν κινείται ή ηρεμεί ένα σώμα εξαρτάται από το που βρίσκεται ο παρατηρητής. Για παράδειγμα αν ένας επιβάτης (παρατηρητής) βρίσκεται μαζί με άλλους ανθρώπους και αντικείμενα πάνω σε ένα κινούμε-νο τραίνο τότε ο παρατηρητής αυτός είναι ακίνητος ως προς αυτούς τους ανθρώπους και τα αντικείμενα. Κινείται όμως για όσους ανθρώπους βρίσκο-νται στο έδαφος. Τη γη και όλα τα αντικείμενα που βρίσκονται στερεωμένα πάνω της, π.χ. δέντρα, βουνά κλπ., τα θεωρούμε ακίνητα σώματα σε σχέση με άλλα που κινούνται επάνω της. Η γη όμως κινείται στο διάστημα μετέχο-ντας σε πολλές κινήσεις συγχρόνως. Η κίνηση επομένως ενός σώματος έχει νόημα μόνο όταν τη μελετάμε (την εξετάζουμε) ως προς κάποιο άλλο σώμα που θεωρείται ακίνητο.

Όταν ένα σώμα βρίσκεται σε ηρεμία δηλαδή δεν κινείται ή όταν εκτελεί κάποια ομοιόμορφη κίνηση θα συνεχίσει να κάνει οτιδήποτε συμβαίνει να κάνει εκτός και αν ασκηθούν πάνω του δυνάμεις.

Για την περιγραφή των κινήσεων χρειάζεται να γνωρίζουμε έννοιες όπως

η τροχιά του σώματος που κινείται, το διάστημα που διανύει, το χρόνο που έκανε να το διανύσει και την ταχύτητα με την οποία κινούνταν. Τροχιά είναι η συνεχής γραμμή που δημιουργείται όταν ενώσουμε όλα τα σημεία από τα οποία περνά το κινούμενο σώμα και το διάστημα είναι το μήκος αυτής της γραμμής. Από το σχήμα που έχει η τροχιά μιας κίνησης μπορούμε να διακρί-νουμε τις κινήσεις σε ευθύγραμμες, κυκλικές, ελλειπτικές και γενικότερα σε καμπυλόγραμμες.


Οι Driver, Squires, Rushworth και Wood-Robinson (2000) αναφέρουν ότι «τα παιδιά αναπτύσσουν ιδέες για τις δυνάμεις σε ένα πλαίσιο μάθησης που αφορά την οριζόντια κίνηση ή τη βαρύτητα και την πτώση». Πολλές έρευ-νες σχετίζονται με τα θέματα αυτά, όσον αφορά τις δυνάμεις και τον τρό-πο με τον οποίο σκέφτονται τα παιδιά γι’ αυτές. Τα παιδιά διαμορφώνουν αντιλήψεις για τις δυνάμεις από τις καθημερινές εμπειρίες της κίνησης των σωμάτων, των συγκρούσεων των σωμάτων και των προσπαθειών που κατα-βάλλονται για τη μετακίνησή τους όπου δηλαδή αισθάνονται τις δυνάμεις κατά τη δράση τους. Οι ιδέες τους επηρεάζονται επίσης από τις σημασίες που δίνονται στη λέξη δύναμη στην καθημερινή ζωή. Συνεπώς είναι πιθανό


οι ιδέες - αντιλήψεις των παιδιών να σταθεροποιούνται μετά από ένα μεγάλο αριθμό εμπειριών (Driver, Squires, Rushworth, Wood-Robinson 2000). Οι έρευνες των Erickson και Hobbs (1978) στον Καναδά έδειξαν ότι τα μικρά παιδιά (συμπεριλαμβανομένων παιδιών ηλικίας 6 ετών) διαχωρίζουν τις δυ-νάμεις που τραβούν από τις δυνάμεις που απλά συγκρατούν και πιστεύουν ότι οι δυνάμεις λαβαίνουν μέρος σε έναν αγώνα όπου η δυνατότερη θα υπε-ρισχύσει. Παρόμοια ευρήματα είχε και η έρευνα του Osborne (1980) στη Νέα Ζηλανδία. Βρήκε ότι τα παιδιά θεωρούν ότι η ισχυρή δύναμη κυριαρχεί μιας ασθενέστερης. Άλλες έρευνες (π.χ. Osborne & Freyberg, 1985 όπως αναφέρεται στο Ioannides & Vosniadou, 2002) πάλι έχουν δείξει ότι τα παι-διά, συχνά πιστεύουν, ότι σε ένα σώμα που είναι σταθερό δεν ασκείται δύ-ναμη παρόλο που αυτό σπρώχνεται από κάποιον. Οι Eshach και Fried (2005) επίσης αναφέρουν ότι πολλά μικρά παιδιά πιστεύουν ότι τα πιο μεγαλόσωμα άτομα ασκούν και μεγαλύτερες δυνάμεις. Οι Erickson και Hobbs (1978) προ-τείνουν ότι στις δραστηριότητες θα πρέπει: α) να ζητείται από τα παιδιά να αναγνωρίζουν δυνάμεις στα πλαίσια «ποιος σπρώχνει» και «ποιος τραβά» και β) οι εμπειρίες των παιδιών να περιλαμβάνουν περιπτώσεις με κίνηση και περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει κίνηση.

Σειρά Α

Οριζόντια κίνηση

Μαθησιακοί στόχοι δραστηριοτήτων

Να αποκτήσουν τα παιδιά την εμπειρία ότι ένα σώμα που βρίσκεται στην επιφάνεια του εδάφους ή του νερού μπορεί να μετακινηθεί όταν ασκηθεί επάνω του μια δύναμη που είτε το σπρώχνει είτε το τραβά.

Να αναγνωρίσουν ότι η δύναμη αυτή μπορεί να προέρχεται από άλλον άνθρωπο (μυϊκή δύναμη) από ένα άλλο στερεό σώμα ή από ένα κινούμε-νο ρευστό (αέριο ή υγρό ).

Να αποκτήσουν τα παιδιά εμπειρία των αποτελεσμάτων του συνδυασμού δυνάμεων. Δηλαδή:• Αν συνδυάσω περισσότερες από μια δυνάμεις που έχουν την ίδια κα-

τεύθυνση κάνω μια μεγαλύτερη δύναμη • Αν συνδυάσω δύο δυνάμεις που ασκούνται σε ένα σώμα με αντίθετες

κατευθύνσεις τότε το σώμα θα κινηθεί προς την κατεύθυνση της με-γαλύτερης

• Είναι δυνατόν όταν ασκούνται επάνω σε ένα σώμα δύο δυνάμεις που είτε και οι δύο το σπρώχνουν είτε και οι δύο το τραβούν το σώμα να μην μετακινείται αν οι δυνάμεις αυτές έχουν αντίθετη κατεύθυνση και είναι ίσες μεταξύ τους.


Δραστηριότητα A

Φάση α

ΔιερεύνησηΓια να μετακινήσω ένα σώμα χρειάζεται να το σπρώξω ή να το τραβήξω.

Επισήμανση:Η δραστηριότητα αυτή αποτελεί ουσιαστικά μια απλή εισαγωγική δραστηρι-ότητα για τη δραστηριότητα της φάσης β.

Υλικά Ένα σώμα που να έχει τόσο βάρος που να μπορεί να μετακινηθεί από ένα παιδί όταν το σπρώχνει ή το τραβά


Πορεία♦ Τοποθετούμε το μετρίου μεγέθους σώμα στο δάπεδο της αίθουσας. ♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και, χρησιμοποιώντας το όνομα

του σώματος που έχουμε επιλέξει, θέτουμε τον προβληματισμό: «Πώς θα μπορούσαμε να μετακινήσουμε το ‘σώμα’ χωρίς να το σηκώσουμε από το έδαφος;

♦ Συζητούμε τις απόψεις των παιδιών στην ομάδα οδηγώντας τα, αν χρει-αστεί, στην επιθυμητή απάντηση με κατάλληλες ερωτήσεις.

♦ Ζητούμε από το καθένα να μετακινήσει το σώμα τραβώντας το ή σπρώ-χνοντας το.

♦ Συζητούμε το αποτέλεσμα της προσπάθειας των παιδιών καταλήγοντας στο επιθυμητό συμπέρασμα: «Μπορώ να μετακινήσω ένα σώμα που βρί-σκεται πάνω στο έδαφος αν το σπρώξω ή το τραβήξω».


ΕπισήμανσηΘα ήταν πιο ασφαλές και πιο αποτελεσματικό το σώμα που θα χρησιμοποιή-σουμε να έχει μεγάλη βάση στήριξης. Μια ιδέα είναι να χρησιμοποιηθεί ένα μεγάλο χαρτόκουτο στο οποίο να τοποθετούνται διάφορα αντικείμενα. Με τον τρόπο αυτό θα μπορούσαμε επίσης, βάζοντας περισσότερα ή λιγότερα πράγματα ή να τροποποιήσουμε και το βαθμό δυσκολίας με την οποία τα παιδιά θα μπορούν να το μετακινήσουν.


Σε κάποια σχολεία οι εκπαιδευτικοί αρχικά υλοποίησαν τη δραστηριότητα σε μια ομάδα παιδιών και στη συνέχεια σε όλη την τάξη. Αυτό τους έδωσε την ευκαιρία να εντοπίσουν προβλήματα και αντιδράσεις των παιδιών και να αποφασίσουν τρόπους αντιμετώπισης.

Τα αντικείμενα που επέλεξαν για τη δραστηριότητα προέρχονταν από την τάξη: Καρέκλες, τραπέζια, κουτιά γεμάτα με τουβλάκια, κλπ.

Κάποιες εκπαιδευτικοί άρχισαν τη δραστηριότητα ζητώντας από τα παιδιά πρώτα να αναγνωρίσουν και ονομάσουν το σώμα που είχαν επιλέξει για τη δραστηριότητα και στη συνέχεια να προσδιορίσουν το που ήταν τοποθετη-μένο, δηλαδή το ότι βρισκόταν πάνω στο έδαφος. Άλλες άρχισαν τη δρα-στηριότητα απ’ ευθείας με την εισαγωγή του προβληματισμού που προτεί-νεται. Η κάθε μία διατύπωσε την ερώτηση με το δικό της τρόπο: «Τι θα μπορούμε να κάνουμε για να αλλάξουμε τη θέση-δηλαδή να μετακινήσουμε το κουτί; Δεν πρέπει όμως να το σηκώσουμε από το πάτωμα», «Θα ήθελα παιδιά να σκεφτείτε και να μου πείτε πώς μπορώ να μετακινήσω αυτό το κα-ρεκλάκι χωρίς να το σηκώσω από το έδαφος»;

Οι ιδέες των παιδιών ήταν ποικίλες: « Να το σέρνουμε», «να το σπρώξουμε με το πόδι», «να το σέρνουμε με το σχοινάκι», να το σπρώξουμε με το χέρι», «να το σπρώχνουμε με τα δύο χέρια», « να το τραβήξουμε με τα χέρια μας». Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να δοκιμάσουν να με-τακινήσουν το αντικείμενο με τον τρόπο που είχαν προτείνει και να περιγρά-ψουν στην υπόλοιπη ομάδα τι ακριβώς κάνουν.


Εικόνα 1. Σπρώχνω και τραβώ. Τα παιδιά δοκίμα-σαν να μετακινήσουν τα αντικείμενα με τον τρόπο που είχε το καθένα προτείνει.

Προβλήματα και αντιμετώπιση

Σε κάποια σχολεία οι εκπαιδευτικοί αντιμετώπισαν δύο διαφορετικά είδη προβλημάτων. Το ένα αφορούσε την ποικιλία των τρόπων με τους οποίους θα μπορούσαν να μετακινήσουν το αντικείμενο. Σε ένα από τα σχολεία τα παιδιά δεν μπορούσαν να σκεφτούν κανέναν άλλο τρόπο από το να το σπρώξουν. Έτσι η εκπαιδευτικός, παρόλο που χρησιμοποίησε μιας σειρά σχετικών ερωτήσεων και δημιούργησε συζήτηση στην τάξη, χρειάστηκε να δείξει η ίδια έναν άλλο τρόπο τραβώντας η ίδια το αντικείμενο. Τα παιδιά δεν είχαν δυσκολία να χαρακτήρισαν την κίνηση με τον όρο ‘τραβώ’ και τον ενέταξαν στην συζήτηση που ακολούθησε.

Το δεύτερο πρόβλημα που αντιμετώπισαν οι εκπαιδευτικοί ήταν η σχετική ορολογία και συγκεκριμένα πρώτον η δυσκολία των παιδιών να κατανοήσουν τον όρο ‘μετακινώ’ και δεύτερον η δυσκολία τους να διαχωρίσουν τον όρο ‘τραβώ’ από τον όρο ‘σπρώχνω’. Και τα δύο προβλήματα αντιμετωπίστηκαν από τις εκπαιδευτικούς με επιδείξεις από τις ίδιες ή από παιδιά που είχαν καλύτερη αντίληψη των όρων και με συζητήσεις. Τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά αφού το μεγαλύτερο ποσοστό των παιδιών που αντιμετώπιζαν πρόβλημα φάνηκε στο τέλος να κατανοούν τις αντίστοιχες έννοιες: Π: Ναι, σημαίνει το πάω πάρα πέρα! Το κουνάω [για τον όρο μετακινώ].


Το κλείσιμο

Η δραστηριότητα έκλεισε με ομαδική συζήτηση και κινητική αναπαράσταση από τα παιδιά των όρων εννοιών και με υποβολή από τις εκπαιδευτικούς της αρχικής ερώτησης προβληματισμού σε μεμονωμένα ή σε όλα τα παιδιά και τις απαντήσεις των παιδιών: Π. Μπορώ να το [το αντικείμενο] μετακινήσω χωρίς να το σηκώσω από το έδαφος άμα το σπρώξω ή άμα το τραβήξω.

Προεκτάσεις για την οικογένεια Παρόμοιες δραστηριότητες με αυτές του σχολείου και οι σχετικές συζητή-σεις στην οικογένεια μπορούν να συμβάλλουν σημαντικά στη διάκριση και κατανόηση των σχετικών εννοιών του ‘σπρώχνω’ και ‘τραβώ’ και του όρου-έννοιας ‘μετακινώ’.

Φάση β

Διερεύνηση Ένα σώμα μετακινείται ευκολότερα αν το σπρώξουν ή το τραβήξουν προς την ίδια κατεύθυνση περισσότεροι από έναν άνθρωποι μαζί

Υλικά Ένα σώμα που να έχει τόσο βάρος, που άλλα παιδιά να μπορούν να το μετα-κινήσουν ευκολότερα και άλλα δυσκολότερα και κάποια καθόλου.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, σύγκριση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπεράσματος

Πορεία♦ Τοποθετούμε το βαρύτερο σώμα στο έδαφος και έχοντας τα παιδιά συ-

γκεντρωμένα σε ομάδα ζητούμε από μερικά από αυτά (επιλέγουμε τα παιδιά από τα οποία θα έχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα) να προσπα-θήσουν να μετακινήσουν το σώμα είτε σπρώχνοντας είτε τραβώντας το.

♦ Συζητούμε στην ομάδα τα αποτελέσματά των δοκιμών των παιδιών και θέτουμε το ερώτημα: «Γιατί νομίζετε ότι δεν μετακινήθηκε το αντικείμενο όταν το έσπρωξε ο Γιάννης ενώ μετακινήθηκε όταν το έσπρωξε Μαρία; Ή γιατί η Μαρία μετακίνησε το αντικείμενο δυσκολότερα από ότι ο Γιάν-νης;».

♦ Συζητούμε στην ομάδα τις απόψεις των παιδιών οδηγώντας τα με κατάλ-


ληλες ερωτήσεις, στην περίπτωση που δεν θα εκφραστεί από τα παιδιά, στην ιδέα: «Η Μαρία έσπρωξε το αντικείμενο με μεγαλύτερη δύναμη από ότι ο Γιάννης».

♦ Συζητούμε την ιδέα και τις αντιδράσεις των παιδιών στην ομάδα.♦ Θέτουμε το επόμενο ερώτημα: «Πως θα μπορούσαμε να κάνουμε τη δύ-

ναμη που σπρώχνει ή τραβά το σώμα πιο μεγάλη;» ♦ Συζητούμε και πάλι τις απόψεις των παιδιών στην ομάδα οδηγώντας

τη συζήτηση με κατάλληλες ερωτήσεις στην επιθυμητή απάντηση: «αν σπρώξουν ή τραβήξουν το σώμα προς την ίδια μεριά περισσότερα από ένα παιδιά».

♦ Ζητούμε από τα παιδιά να πειραματιστούν σπρώχνοντας ή τραβώντας το σώμα σε ζεύγη ή τριάδες ή και περισσότερα παιδιά μαζί.

♦ Συζητούμε το αποτέλεσμα των πειραματισμών των παιδιών καταλήγο-ντας στο επιθυμητό συμπέρασμα: Ένα σώμα θα μετακινηθεί ευκολότε-ρα αν το σπρώξουν ή το τραβήξουν προς την ίδια μεριά περισσότεροι από ένας άνθρωποι.


Τι λέτε να συμβεί αν σπρώξουν δύο παιδιά μαζί; Πότε λέτε ότι η δύναμη που θα σπρώχνει το σώμα θα είναι πιο μεγάλη.

Όταν θα το σπρώχνουν ένα ή δύο παιδιά; Αν βάλω πολλές δυνάμεις μαζί μπορώ να κάνω μια μεγαλύτερη δύναμη;


Για να δημιουργήσουν κατάλληλες καταστάσεις προβληματισμού οι εκπαι-δευτικοί επέλεξαν αντικείμενα που παρουσίαζαν για άλλα παιδιά μεγαλύτε-ρο βαθμό δυσκολίας να μετακινηθούν και για άλλα μικρότερο. Έτσι όταν ζήτησαν οι εκπαιδευτικοί από μεμονωμένα παιδιά να το μετακινήσουν άλλα τα κατάφεραν και άλλα όχι. Τότε οι εκπαιδευτικοί έβαλαν τον προβληματι-σμό: «Τι θα μπορούσε να γίνει ώστε και τα παιδιά που δεν τα κατάφεραν να μετακινήσουν τα αντικείμενα να μπορέσουν»; Κάποια παιδιά έδωσαν πολύ ενδιαφέρουσες ιδέες:Π. Να φωνάξεις δύο άτομα Π. Εγώ και η παρέα μου θα τη βοηθήσουμεΕ. Πώς θα τη βοηθήσετε;Π. Θα το σπρώξουμε όλοι μαζίΠ. Θα ενώσουμε τις δυνάμεις μαςΠ. Θα έχουμε πιο μεγάλη δύναμη έτσι


Τα παιδιά υλοποίησαν τις ιδέες τους. Μετά τους πειραματισμούς τους ανακοίνωσαν τις διαπιστώσεις τους στην ομάδα: «όταν περισσότεροι από ένας είτε έσπρωχναν είτε τραβούσαν το αντικείμενο μπορούσαν να το μετακινήσουν ευκολότερα. Και όσο πιο πολλά ήταν τόσο ευκολότερο γινόταν να το μετακινήσουν». Οι εκπαιδευτικοί ζή-τησαν από τα παιδιά να αιτιολογήσουν τα αποτελέσματα των δοκιμών τους. Τα παιδιά έδωσαν ενδιαφέρουσες απαντήσεις:Π. Γιατί όταν ήταν πολλά ενώθηκαν οι δυνάμεις τους και έγινε μια πολύ με-γαλύτερη δύναμη.Π. Γιατί όταν ενώνουν τις δυνάμεις τους κάνουν μια πιο μεγάλη δύναμη.

Ορολογία

Κάποια παιδιά χρησιμοποίησαν τον όρο περισσότερη δύναμη αντί μεγαλύτε-ρη που χρησιμοποίησαν άλλα. Π. Γιατί ο Αντρέας το τράβηξε με πιο μεγάλη δύναμηΠ. Γιατί η Ναταλία το έσπρωξε με πιο πολύ δύναμηΠ. Γιατί η Μαρίνα έβαλε πιο πολύ δύναμη

Οι εκπαιδευτικοί δεν ασχοληθήκαν με τη διόρθωση της συγκεκριμένης ορο-λογίας μια και οι δύο τρόποι έκφρασης φανέρωναν ότι τα παιδιά είχαν κατα-νοήσει αυτό στο οποίο στόχευε η δραστηριότητα.

Εικόνα 2. Όταν το αναποδογυρισμένο τραπέζι το έσπρωξαν δύο άτομα μαζί μετα-κινήθηκε ευκολότερα. Το ίδιο και το κουτί όταν τράβηξαν δύο άτομα μαζί.


Προβλήματα και αντιμετώπισηΈνα πρόβλημα που προέκυψε σε κάποια σχολεία και είναι πιθανόν να προέρ-χεται από την αντίληψη των παιδιών ότι τα πιο μεγαλόσωμα άτομα ασκούν και μεγαλύτερες δυνάμεις (βλέπε παράγραφο ‘Τι πιστεύουν τα παιδιά’) είναι κάποιος ανταγωνισμός που δημιουργήθηκε. Σε μεμονωμένες περιπτώσεις έγιναν συγκρίσεις σε προσωπικό επίπεδο του τύπου ‘εγώ είμαι πιο δυνατός και τα καταφέρνω’ ή εγώ είμαι αγόρι και τα καταφέρνω’ οι οποίες δημιούρ-γησαν αντιπαραθέσεις μεταξύ των παιδιών. Στην περίπτωση αυτή θα ήταν ίσως σκόπιμο να συζητηθούν οι συγκεκριμένες απόψεις των παιδιών στην ομάδα ώστε να ακουστούν οι γνώμες και των άλλων παιδιών. Μια τέτοια συζήτηση είναι και η παρακάτω: Ένα από τα παιδιά της τάξης, ο Σπύρος, μετακίνησε ένα αντικείμενο ενώ κάποιο άλλο ο Γιώργος δεν τα κατάφερε: Π. Μα αφού ο Γιώργος είναι πιο δυνατόςΕ. Πώς το ξέρεις;Π. Να, Κοίτα! Είναι ψηλός και μεγάλος, ο Σπύρος είναι πιο μικρός.Ε. Ενδιαφέρουσα παρατήρηση! Αλλά αυτό είναι αλήθεια; Όποιος είναι πιο ψηλός ή πιο παχύς είναι και πιο δυνατός; Π (στο μεγαλύτερο ποσοστό). Όχι!Π. Ναι!Ε. Για ελάτε να σκεφτούμε. Πάντα ο πιο ψηλός και ο πιο παχύς είναι και ο πιο δυνατός; Π(όλοι μαζί). Όχι!Ε. Άρα το ποιος τραβά με μεγαλύτερη δύναμη έχει σχέση με το ύψος και το βάρος μας; Μπορεί ένα παιδάκι που είναι πιο κοντό και πιο λεπτό να βάζει μεγάλη δύναμη;Π. Ναι, ο Σπύρος είναι πιο κοντός όμως έβαλε μεγαλύτερη δύναμη.

Οι αντιδράσεις των παιδιώνΟι περισσότερες εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι γενικά τα παιδιά έδειξαν ζω-ηρό ενδιαφέρον για τις δραστηριότητες (φάσεις α και β), ήθελαν να συμ-μετέχουν, έβαζαν όλη τους τη δύναμη να τα καταφέρουν και έδειχναν την ικανοποίησή τους όταν τα κατάφερναν. Είχαν συγκεντρωμένη την προσοχή τους και εξέφραζαν την άποψή τους σε κάθε περίπτωση. Οι εκπαιδευτικοί επίσης ανέφεραν ότι τα περισσότερα παιδιά φάνηκε να κατάλαβαν το αποτέλεσμα της σύνθεσης δυνάμεων που δρουν προς την ίδια κατεύθυνση.


Aξιολόγηση

«Μια ιστορία από την καθημερινή ζωή»

Ο Χαράλαμπος ήθελε να βγάλει από το δωμάτιό του το μπαούλο με τα βι-βλία. Προσπάθησε να το μετακινήσει σπρώχνοντας το αλλά δεν τα κατάφε-ρε. Ζήτησε από την αδερφή σου να σε βοηθήσει, του είπε η μαμά. Η αδερφή του η Χαρούλα του είπε: Άφησέ το Χαράλαμπε θα το βγάλω εγώ γιατί μπο-ρώ να το σπρώξω με μεγαλύτερη δύναμη από σένα. Η Χαρούλα δοκίμασε μα δεν τα κατάφερε. Εσείς τι νομίζετε ότι έπρεπε να κάνουν ο Χαράλαμπος και η Χαρούλα για να μετακινήσουν το μπαούλο; Γιατί;


Η ιστορία διαβάστηκε σε κάθε παιδί. Οι απαντήσεις των παιδιών μαγνητο-φωνηθήκαν από τις εκπαιδευτικούς. Το μεγαλύτερο ποσοστό εξέφρασε την άποψη ότι τα δύο παιδιά ο Χαράλαμπος και η Χαρούλα έπρεπε να σπρώ-ξουν το μπαούλο και οι δύο μαζί. Κάποια παιδιά απάντησαν ότι για να το μετακινήσουν ακόμη ευκολότερα έπρεπε να φωνάξουν και τον μπαμπά να το σπρώξει μαζί τους ή ακόμη και τους φίλους τους και να το σπρώξουν όλοι μαζί. Κάποια παιδιά απάντησαν ότι θα μπορούσαν να βγάλουν μερικά βιβλία για να το κάνουν ελαφρύτερο. Στην περίπτωση αυτή οι εκπαιδευτικοί διευκρίνισαν ότι το μπαούλο θα έπρεπε να μετακινηθεί όπως ήταν.


Φάση α

ΔιερεύνησηΑν ένα σώμα το τραβούν ή το σπρώχνουν συγχρόνως δύο άνθρωποι με δια-φορετική δύναμη ο καθένας προς αντίθετη κατεύθυνση, το σώμα θα μετακι-νηθεί προς τη μεριά εκείνου που το τραβά με τη μεγαλύτερη δύναμη. Υλικά Σώμα ή σώματα δεμένα με σχοινί στις δύο αντίθετες πλευρές τους.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, πρόβλεψη, σύγκριση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπεράσματος


Πορεία♦ Τοποθετούμε το σώμα ή τα σώματα στο έδαφος της αίθουσας και συγκε-

ντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα.♦ Θέτουμε το ερώτημα: «Τι πιστεύετε ότι θα συμβεί αν το σώμα το τραβή-

ξουν δύο άνθρωποι ο καθένας προς τη μεριά του με διαφορετική δύνα-μη»;

♦ Συζητούμε τις απόψεις των παιδιών στην ομάδα.♦ Ζητούμε από δύο διαφορετικά παιδιά να πειραματιστούν τραβώντας το

σώμα όπως περιγράψαμε.♦ Συζητούμε στην ομάδα τα αποτελέσματα του πειραματισμού ώστε τα

παιδιά να καταλήξουν στο επιθυμητό συμπέρασμα: Το σώμα θα κινηθεί προς τη μεριά εκείνου που το τραβά με τη μεγαλύτερη δύναμη.


Τα αντικείμενα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν σε κάποια σχολεία τα ίδια με αυτά των προηγουμένων δραστηριοτήτων. Γενικά οι εκπαιδευτικοί χρησι-μοποίησαν τραπέζια τοποθετημένα με την επιφάνεια στο έδαφος και κουτιά γεμάτα με αντικείμενα όπως τουβλάκια από το υλικό της τάξης. Σε ορισμέ-να σχολεία τα αντικείμενα δέθηκαν από δύο αντίθετες μεριές με σχοινί ενώ σε άλλα όχι.

Οι εκπαιδευτικοί έθεσαν το ερώτημα «τι πιστεύετε ότι θα συμβεί αν έρθουν δύο παιδιά και σταθούν το ένα από εδώ και το άλλο από κει και τραβήξουν το κουτί, το καθένα προς τη δική του πλευρά με διαφορετική δύναμη;» και κάλεσαν τα παιδιά να κάνουν προβλέψεις. Τα παιδιά εξέφρασαν διάφορες απόψεις: Π. Αν το τραβήξουνε, το παιδί που έχει την πιο πολύ δύναμη θα το μετακινήσει στη δική του πλευράΠ. Θα μετακινηθεί προς το παιδάκι που θα βάλλει την πιο πολύ δύναμηΠ. Μπορεί και να μην μετακινηθεί να μην πάει προς πουθενά

Στη συνέχεια πειραματίστηκαν σε ομάδες των δύο-με ένα παιδί στην κάθε πλευρά- και παρατήρησαν τα αποτελέσματα.

Τα αποτελέσματα των πειραματισμών αναφέρθηκαν από τα παιδιά και συζη-τήθηκαν στην ομάδα. Οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να αιτιολογή-σουν τις παρατηρήσεις τους: Π. Το κουτί κινήθηκε προς τη Μαρία γιατί έβαλε πιο πολύ δύναμηΠ. Το κουτί μετακινήθηκε προς την πλευρά του Θωμά γιατί το τράβηξε με πιο μεγάλη δύναμη.

Η πρόβλεψη ότι το σώμα μπορεί και να μην μετακινηθεί που έκαναν μερικά


Εικόνα 3. Τραβώ από αντίθετες κατευθύνσεις: Πειραματισμός με δύο άτομα

παιδιά, επιβεβαιώθηκε σε μερικούς πειραματισμούς. Όμως οι εκπαιδευτικοί επέλεξαν η αιτιολόγησή του να συζητηθεί στην επόμενη φάση της δραστη-ριότητας η οποία ασχολείται αποκλειστικά με την περίπτωση αυτή.

Σε ένα από τα σχολεία κάποια παιδιά χρησιμοποίησαν τη διατύπωση «νίκη-σε ο πιο δυνατός». Η εκπαιδευτικός του συγκεκριμένου σχολείου γράφει: «Προσπάθησα να αλλάξω αυτή τη διατύπωση. Χρησιμοποίησα την έκφραση ‘αυτός που έβαλε τη μεγαλύτερη δύναμη’ για να προλάβω τυχόν αντιπαρα-θέσεις».

Στη συνέχεια έγιναν ομάδες των τεσσάρων παιδιών-δύο από κάθε πλευρά. Οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν και πάλι από τα παιδιά να κάνουν προβλέψεις. Τα παιδιά εξέφρασαν την άποψη ότι αυτή τη φορά το σώμα θα μετακινηθεί προς την ομάδα που θα βάλει την πιο πολύ δύναμη και επιβεβαίωσαν την πρόβλεψή τους με πειραματισμούς.

Ορολογία

Τα παιδιά χρησιμοποίησαν την έκφραση ‘έβαλε’ ή ‘βάζει’ δύναμη αντί του ‘άσκησε ή ‘ασκεί δύναμη’. Ο όρος ασκώ είναι άγνωστος στα παιδιά αυτής της ηλικίας. Οι εκπαιδευτικοί έκριναν ότι θα ήταν δύσκολο σε αυτό το στά-διο να εξοικειώσουν τα παιδιά με τον όρο αυτό. Έτσι υιοθέτησαν και οι ίδιες το όρο ‘βάζω’ δύναμη πάνω σε ένα σώμα μια και η χρήση του περιέγραφε ακριβώς αυτό που τα παιδιά είχαν κατανοήσει.


Εικόνα 4. Τραβώ από αντίθετες κατευθύνσεις: Πειραματισμός με δύο ομάδες των δύο ατόμων

Επισημάνσεις εκπαιδευτικών

Οι εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι μετά το τέλος της δραστηριότητας φάνη-κε ότι μεγάλο ποσοστό παιδιών, είχαν κατανοήσει ποια ήταν η σχέση των μεγεθών των δυνάμεων που δρουν με αντίθετη φορά πάνω σε ένα σώμα και έφερναν το αποτέλεσμα που παρατηρούσαν. Αυτό επιβεβαιώθηκε και στις τελικές ομαδικές συζητήσεις όταν οι εκπαιδευτικοί έθεσαν το ερώτημα «προς τα πού πιστεύετε ότι θα κινηθεί ένα σώμα αν το τραβούν δύο άνθρω-ποι με διαφορετική δύναμη προς αντίθετες μεριές;». Οι απαντήσεις που δόθηκαν ήταν: «Θα πάει προς την πλευρά εκείνου που το τραβάει με την πιο μεγάλη δύναμη». Φάση β

ΔιερεύνησηΌταν ένα σώμα το σπρώχνουν ή το τραβούν συγχρόνως δύο άνθρωποι από αντίθετη κατεύθυνση δεν θα μετακινηθεί αν οι άνθρωποι το σπρώχνουν ή το τραβούν ο καθένας με δύναμη ίση με του άλλου.

Πορεία Η δραστηριότητα αυτή θα πρέπει να γίνει σε συνέχεια με την πρώτη φάση.


♦ Έχοντας τα παιδιά συγκεντρωμένα στην ομάδα θέτουμε το ερώτημα: «Αν δύο άνθρωποι σπρώχνουν ή τραβούν συγχρόνως ένα σώμα ο καθέ-νας προς τη μεριά του αλλά το σώμα δεν μετακινείται ούτε προς τη μεριά του ενός ούτε προς τη μεριά του άλλου τι λέτε να συμβαίνει»;

♦ Συζητούμε τις απόψεις των παιδιών. ♦ Αν η συζήτηση δεν καταλήξει στην επιθυμούμενη απάντηση, ζητούμε

από τα παιδιά να δοκιμάσουν σε ζευγάρια να τραβήξουν το σώμα κανο-νίζοντας έτσι ώστε το σώμα να μη μετακινηθεί.

♦ Ζητούμε από τα παιδιά να περιγράψουν την εμπειρία του πειραματισμού τους και επαναφέρουμε τη συζήτηση στην ομάδα

♦ Αφήνουμε τα παιδιά να καταλήξουν μόνα τους στο επιθυμητό συμπέρα-σμα ή τα οδηγούμε σε αυτό με κατάλληλες ερωτήσεις.

♦ Στην περίπτωση που τα παιδιά προσεγγίσουν την επιθυμητή απάντηση τα αφήνουμε να πειραματιστούν σε ζευγάρια προσπαθώντας να μην με-τακινήσουν το σώμα όταν το τραβούν.


Όπως ήδη αναφέραμε σε αρκετά σχολεία οι προβλέψεις που έκαναν τα παιδιά στην προηγούμενη η φάση της δραστηριότητας περιλάμβαναν και την άποψη ότι το σώμα δεν θα μετακινηθεί. Τα παιδιά το παρατήρησαν και το επιβεβαίωσαν σε μερικούς από τους πειραματισμούς της προηγούμενης φάσης. Οι εκπαιδευτικοί συνέχισαν στη φάση αυτή θέτοντας τον προβλημα-τισμό: «Δηλαδή παιδιά τι συμβαίνει αν δυο άνθρωποι σπρώχνουν ή τραβούν συγχρόνως ένα σώμα ο καθένας προς τη μεριά του αλλά το σώμα δε με-τακινείται ούτε προς τη μεριά του ενός ούτε προς τη μεριά του άλλου;». Οι αιτιολογήσεις των παιδιών ήταν διάφορες: Π. « Δε μετακινήθηκε το κουτί ούτε στη μεριά του Θέμη ούτε στη μεριά της Στελίνας γιατί έβαλαν ίσα-ίσα δύναμη.Π. Έχουν αδύνατες δυνάμεις, μικρές.Π. Γιατί και οι δύο δεν βάζουν δυνάμεις. Π. Γιατί βάζουν ίση δύναμη.

Ενδιαφέρον παρουσιάζει η άποψη ότι εφόσον το σώμα δεν κινείται δεν ασκούνται δυνάμεις πάνω σ’ αυτό η οποία συμπίπτει με μία εκ των αντιλή-ψεων που αναφέρονται στη βιβλιογραφία (βλέπε παράγραφο ‘Τι πιστεύουν τα παιδιά’).

Οι αιτιολογήσεις των παιδιών συζητήθηκαν στην ομάδα. Η συζήτηση όλων των απόψεων των παιδιών μέσα από μια λογική αλληλουχία οδήγησε στην αποδοχή της άποψης «δεν μετακινήθηκε γιατί το καθένα από τα παιδιά τρά-βηξαν το σώμα με ίσες δυνάμεις προς τη μεριά του. Τα παιδιά που εξέφρα-


σαν τα υπόλοιπα είδη απόψεων δοκίμασαν και πάλι και διαπίστωσαν μόνα τους ότι και τα δύο παιδιά βάζουν δύναμη στο σώμα και ότι το πόσο μικρές είναι οι δυνάμεις δεν επηρεάζει το αποτέλεσμα.

Μετά τις δραστηριότητες.

Καιρό μετά το τέλος της δραστηριότητας, σε ένα από τα σχολεία, η εκπαι-δευτικός παρατήρησε τα παιδιά να προσπαθούν να μετακινήσουν ένα βαρύ στρώμα που ήταν στο πάτωμα που ξεκουράζονται. Τα άκουσε να σκέφτο-νται και πήγε κοντά τους και κρυφάκουσε: Έλα από δω έλεγε ένας. Έλα να ενώσουμε τις δυνάμεις μόνο έτσι θα τα καταφέρουμε να το κουνήσουμε.

Στο σπίτι

Η μητέρα ενός παιδιού ανέφερε στη νηπιαγωγό ότι μια μέρα που σφουγγά-ριζε το δάπεδο προσπάθησε να μετακινήσει ένα τραπέζι για να καθαρίσει κάτω από αυτό αλλά δεν τα κατάφερε. Τότε το παιδί που την παρατηρούσε της είπε. «Στάσου να έρθω και εγώ από την ίδια μεριά να ενώσουμε τις δυ-νάμεις μας και θα τα καταφέρουμε».

Οι αντιδράσεις των παιδιών

Οι εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι τα παιδιά συμμετείχαν με αμείωτο ενδιαφέ-ρον στις δραστηριότητες και με φανερή ικανοποίηση πραγματοποιούσαν τον πειραματισμό κάθε φορά που ήταν η σειρά τους και κάθε φορά που τους δινόταν η δυνατότητα.

Η διελκυστίνδα Σε κάποια σχολεία υλοποίησαν τη δραστηριότητα με τη διελκυστίνδα. Μετά το τέλος της δραστηριότητας συζητήθηκαν τα αποτελέσματά της σε σχέση με τις απόψεις που εξέφρασαν τα παιδιά πριν την υλοποίησή της.

Συμβολική αναπαράσταση

Σε ένα σχολείο αποφάσισαν να συμβολίσουν τις δυνάμεις και να τις προσθέ-σουν. Μέτρησαν τα παιδιά της κάθε ομάδας και ζωγράφισαν ένα σημαδάκι


για κάθε δύναμη. Αποφάσισαν να κάνουν ένα βελάκι για κάθε δύναμη, το ένα κοντά στο άλλο και μεταξύ τους να βάλουν ένα συν(+) για να δείξουν ότι οι δυνάμεις ενώθηκαν και έφτιαξαν μια μεγάλη δύναμη που είναι, όπως είπαν τα παιδιά, η δύναμη της Άσπας και του Αντρέα και της Βάσως και του Σπύρου.

Εικόνα 5. Η διελκυστίνδα

Aξιολόγηση


Στη μέση της αυλής του Χαράλαμπου και της Χαρούλας υπάρχει ένα μεγά-λο τραπέζι. Ο Χαράλαμπος και η Χαρούλα ήθελαν να παίξουν μπάλα και έτσι σκέφτηκαν να μετακινήσουν το τραπέζι. Μάλωσαν όμως γιατί ο ένας ήθελε να το πάνε στη μια μεριά της αυλής και ο άλλος στην άλλη. Άρχισαν λοιπόν ο ένας να το σπρώχνει προς τη μια μεριά και ο άλλος προς την άλλη. Έσπρω-χναν - έσπρωχναν αλλά το τραπέζι δεν πήγαινε ούτε προς τη μια μεριά ούτε προς την άλλη. Γιατί νομίζετε ότι το τραπέζι δεν μετακινιόταν;



Η ιστορία διαβάστηκε σε κάθε παιδί. Οι εκπαιδευτικοί κατέγραψαν τις απα-ντήσεις των παιδιών. Το αποτέλεσμα έδειξε ότι σε ποσοστό 60% επί του συνόλου τα παιδιά έδωσαν απαντήσεις όπως: «Γιατί έβαζαν ίση δύναμη», «Γιατί έβαζαν την ίδια δύναμη ο ένας από τη μια και ο άλλος από την άλλη», «Γιατί είχαν την ίδια δύναμη και το έσπρωχνε ο ένας από δω και ο άλλος από κει».Τα παιδιά, όταν τελείωσαν όλοι, ζήτησαν να μάθουν ποιος είπε το σωστό. Οι απαντήσεις τους συζητήθηκαν όλες στην ομάδα και έγινε μια ανασκόπη-ση των παρατηρήσεων και αιτιολογήσεών τους. Οι εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι και μετά από αυτή τη συζήτηση τα παιδιά φάνηκε να κατανοούν ότι όταν ένα σώμα το σπρώχνουν ή το τραβούν συγχρόνως δυο άνθρωποι από αντίθετη κατεύθυνση δεν θα μετακινηθεί αν οι άνθρωποι το σπρώχνουν ή το τραβούν ο καθένας με δύναμη ίση με του άλλου.


ΔιερεύνησηΈνα σώμα μπορεί να μετακινηθεί όταν πάνω σε αυτό ασκήσουν δυνάμεις ο κινούμενος αέρας ή το κινούμενο νερό.

Υλικά Μια λεκάνη με νερό, ένα νεροπίστολο, ένα καραβάκι με πανιά, άλλα ελαφρά σώματα που μπορούν να μετακινηθούν όταν τα παιδιά τα φυσούν, εικόνες αντικειμένων που έχουν μετατοπιστεί από τον άνεμο ή από το κινούμενο νερό όπως π.χ. καταστροφές τυφώνων.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, σύγκριση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπεράσματος

ΠορείαΑρχίζουμε τη δραστηριότητα με αντικείμενα που επιπλέουν στο νερό και είναι ευκολότερο να μετακινηθούν όταν ασκηθεί επάνω τους η δύναμη του κινούμενου αέρα, κάτι που τα παιδιά μπορούν να το συνδέσουν ευκολότερα με πραγματικές καταστάσεις όπως για παράδειγμα ένα καραβάκι με πανιά.

Φάση Α♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα♦ Γεμίζουμε τη λεκάνη με νερό (η στάθμη του νερού να βρίσκεται κοντά

στο χείλος της λεκάνης).


♦ Όταν το νερό έχει ηρεμήσει τοποθετούμε το καραβάκι στην επιφάνειά του και το ακινητοποιούμε.

♦ Θέτουμε τον προβληματισμό: Πώς πιστεύετε ότι θα μπορούσαμε να κά-νουμε το καράβι να μετακινηθεί, χωρίς να το σπρώξουμε με τα χέρια μας και χωρίς να κουνήσουμε το νερό της λεκάνης;

♦ Συζητούμε τις προτάσεις των παιδιών στην ομάδα.♦ Αν τα παιδιά δεν αναφερθούν στη δράση του κινούμενου αέρα (ανέμου)

τότε με κατάλληλες ερωτήσεις ώστε να εμπλέξουμε τα παιδιά στη συ-ζήτηση εισάγουμε την ιδέα ότι «ο αέρας που κινείται - ο άνεμος, όταν ‘χτυπά’ πάνω σε σώματα (συγκρούεται με σώματα) πολλές φορές τα με-τακινεί».

♦ Αφήνουμε τα παιδιά να δοκιμάσουν να μετακινήσουν το καράβι φυσώ-ντας στα πανιά του.

♦ Ζητούμε να περιγράψουν τις παρατηρήσεις τους και να τις αιτιολογή-σουν.

♦ Συζητούμε εμπειρίες από πραγματικές καταστάσεις της καθημερινής ζωή (π.χ. για την κίνηση των ιστιοφόρων ή για αποτελέσματα ταχέως κινούμενων ανέμων όπως για μετατόπιση αυτοκινήτων από ανέμους που πνέουν με μεγάλες ταχύτητες ή δέντρα που έχουν πέσει στο έδαφος κλπ) και δείχνουμε στα παιδιά τι εικόνες που έχουμε επιλέξει.

ΕπισήμανσηΘα ήταν ιδιαίτερα εποικοδομητικό στη συζήτηση και αιτιολόγηση των πα-ρατηρήσεων των παιδιών, οι εκπαιδευτικοί, με κατάλληλες ερωτήσεις να οδηγήσουν τα παιδιά στη συσχέτιση της δράσης των δυνάμεων του αέρα με τη δράση των δικών τους δυνάμεων επάνω στα σώματα και τα αντίστοιχα αποτελέσματα και στις δύο περιπτώσεις.


Οι εκπαιδευτικοί χρησιμοποίησαν παιχνίδια καραβάκια ή αυτοσχέδια καρα-βάκια που κατασκεύασαν οι ίδιες. Τα παιδιά, όταν οι εκπαιδευτικοί έθεσαν το ερώτημα «τι πιστεύετε ότι πρέπει να κάνουμε για να μετακινήσουμε το καραβάκι χωρίς να το ακουμπήσουμε με το χέρι μας;» εξέφρασαν διάφορες απόψεις: να το φυσήξουμε, να ανα-κατέψουμε το νερό, να δημιουργήσουμε αέρα με μια πετσέτα, να βάλουμε τη λεκάνη κάτω από ένα δένδρο και να τη φυσήξει το αεράκι, να κάνουμε αέρα πάνω από το καραβάκι μ’ ένα χαρτόνι. Οι εκπαιδευτικοί επικέντρωσαν τη συζήτηση στη δράση του κινούμενου αέρα, ιδέα που είναι εμφανής στις περισσότερες από τις παραπάνω από-ψεις.Στη συνέχεια τα παιδιά δοκίμασαν τις ιδέες τους.


Εικόνα 6. Το καραβάκι μετακινήθηκε όταν τα παιδιά φύσηξαν το πανί του.

Εικόνα 7. Αυ-τοσχέδιο καρα-βάκι. Τα παιδιά το μετακίνησαν φυσώντας το πανί του.

Τα παιδιά παρουσίασαν και συζήτησαν τα αποτελέσματα και τις παρατηρή-σεις τους στην ομάδα. Τελικά αποφάνθηκαν ότι όταν ο αέρας πέσει πάνω σε αντικείμενα μπορεί να τα μετακινήσει. Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν


από τα παιδιά να αιτιολογήσουν τις παρατηρήσεις τους: «Γιατί πιστεύετε ότι ο αέρας που κινείται μετακινεί τα πράγματα»; Πολλά απάντησαν ότι τα σπρώχνει με δύναμη. Σε όσα σχολεία εκφράστηκε η ιδέα αυτή οι εκπαιδευ-τικοί άδραξαν την ευκαιρία να συνδέσουν τα αποτελέσματα αυτής της δρα-στηριότητας με αυτά των προηγούμενων δραστηριοτήτων. Ε. Πώς τα μετακινήσαμε τα σώματα προχθές;Π. Τα σπρώξαμεΠ. Βάλαμε δύναμη και τα σπρώξαμεΕ. Το καράβι όμως;Π. Ο αέρας έβαλε δύναμη στο καράβιΠ. Ο αέρας το έσπρωξε, ο αέρας που φυσήξαμε εμείς

Στη συνέχεια συζήτησαν καταστάσεις και εμπειρίες από την καθημερινή ζωή. Τα παιδιά ανέφεραν ότι έχουν δει ο αέρας να κουνά τα κλαδιά των δέντρων, να μετακινεί τα πεσμένα φύλλα στο δρόμο και στις ειδήσεις, να ρίχνει κάτω δέντρα αλλά και σπίτια και μίλησαν για τη δύναμη των τυφώνων. Επίσης ανέφεραν εμπειρίες από τις καλοκαιρινές διακοπές. Έχουν δει τον αέρα να φουσκώνει τα πανιά των ιστιοφόρων και με δύναμη να τα σπρώχνει και να ταξιδεύουν. Οι εκπαιδευτικοί ρώτησαν επίσης τα παιδιά αν έχουν τα ίδια αισθανθεί τη δύναμη του αέρα. Τα παιδιά κατέθεσαν εμπειρίες όπως: μας φυσούσε και μας πήγαινε προς τα πίσω, γύριζε την ομπρέλα μας ανάπο-δα, κ.ά.

Φάση Β♦ Θέτουμε και πάλι τον προβληματισμό αλλά αυτή τη φορά συμπεριλαμβά-

νοντας τη δύναμη του νερού στους περιορισμούς μας: Αν δεν φυσήξου-με το καράβι πως αλλιώς πιστεύετε ότι θα μπορούσαμε να το κάνουμε να μετακινηθεί χωρίς και πάλι να το σπρώξουμε με τα χέρια μας και χωρίς να κουνήσουμε το νερό της λεκάνης;

♦ Εισάγουμε τώρα την ιδέα της δράσης του κινούμενου νερού (αν τα παι-διά δεν αναφερθούν σε αυτή).

♦ Τα παιδιά δοκιμάζουν τώρα να μετακινήσουν το καράβι με τη δύναμη του νερού χρησιμοποιώντας το νεροπίστολο ή όποιο άλλο αντικείμενο μπο-ρεί να εκσφενδονίσει νερό.

♦ Συζητούμε τις εμπειρίες των παιδιών στην ομάδα.♦ Ζητούμε από τα παιδιά να συγκρίνουν τα αποτελέσματα των πειραμα-

τισμών τους με τον αέρα και των πειραματισμών τους με το νερό οδη-γώντας τα με κατάλληλες ερωτήσεις στο συμπέρασμα ότι και το νερό μπορεί να μετακινήσει σώματα όταν συγκρουστεί με αυτά.

♦ Συζητούμε καταστάσεις από την καθημερινή ζωή όπως π.χ ότι οι οδοκα-θαριστές αλλά και οι γονείς τους χρησιμοποιούν τη δύναμη του κινού-μενου νερού για να ‘διώξουν’ τα σκουπίδια ή τα ξερά φύλλα από τους δρόμους και τις αυλές αντίστοιχα.



Πιστεύετε ότι ο αέρας που κινείται – ο άνεμος μπορεί να σπρώξει τα σώμα-τα; Πιστεύετε ότι ο αέρας που κινείται – ο άνεμος- ασκεί δυνάμεις στα σώμα-

τα πάνω στα οποία χτυπά; Σας έχει συμβεί ποτέ όταν φυσά πολύ δυνατός άνεμος να βρίσκεστε έξω;

Τι έχετε αισθανθεί; Έχετε δει ποτέ σας τι συμβαίνει σε ανθρώπους ή πράγματα – αυτοκίνητα,

βάρκες, σπίτια- όταν φυσούν στην περιοχή τους άνεμοι που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα; Το νερό που κινείται με ταχύτητα πιστεύετε ότι μπορεί να σπρώξει και να

μετακινήσει τα σώματα όπως και ο αέρας;


Η δεύτερη φάση της δραστηριότητες σε άλλα σχολεία υλοποιήθηκε ως συ-νέχεια της πρώτης φάσης και σε άλλα την επόμενη μέρα. Οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να σκεφτούν πώς αλλιώς θα μπορούσαν να μετακινή-σουν το καράβι, βάζοντας τους περιορισμούς που αναφέρουμε παραπάνω. Λίγα παιδιά είπαν ότι θα μπορούσαν να του πετάξουν νεράκι. Σε άλλα σχο-λεία οι εκπαιδευτικοί είχαν φέρει μαζί με τη λεκάνη και ένα νεροπίστολο και ζήτησαν από τα παιδιά να πουν πώς θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν για να μετακινήσουν το καράβι. Τα παιδιά εξέφρασαν την άποψη ότι και το νερό μπορεί να σπρώξει πράγματα και να τα μετακινήσει. Έτσι δοκίμασαν τη δύναμη του νερού πάνω στο καραβάκι.

Εικόνα 8. Το νερό μετακινεί το καρα-βάκι


Τα παιδιά παρουσίασαν τις παρατηρήσεις τους στην ομάδα. Οι εκπαιδευ-τικοί τους ζήτησαν να αιτιολογήσουν τα αποτελέσματα των δοκιμών τους βάζοντας το ερώτημα «πώς μπορεί το νερό να μετακινεί το καραβάκι». Τα παιδιά εξέφρασαν την άποψη ότι αν το νερό πέφτει με δύναμη πάνω σε πράγματα σκουπίδια χόρτα, φύλλα μπορεί να τα μετακινήσει, και κατέθεσαν τις εμπειρίες τους: «Πλένουν τα πεζοδρόμια και διώχνουν τα σκουπίδια με το νερό», «η μαμά μου με το λάστιχο πλένει το μπαλκόνι και διώχνει τα φύλ-λα με τη δύναμη του νερού». Σε κάποια σχολεία οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να δοκιμάσουν τις ιδέες τους (βλέπε εικόνα ?.)

Εικόνα 9. Τα παιδιά μετακίνησαν διάφορα άχρηστα αντικείμενα από την αυλή του σχολείου χρησιμοποιώντας τη δύναμη του νερού.

Επίσης στην ομάδα τα παιδιά μίλησαν και για βίαια φαινόμενα, όπως τη δύ-ναμη του νερού σε νεροποντές, χείμαρρους που παρασύρουν αυτοκίνητα, σπίτια, δέντρα και ανθρώπους. Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί, με κατάλληλες ερωτήσεις, ζήτησαν από τα παιδιά να εκφράσουν ιδέες για το πώς οι άνθρωποι αξιοποιούν τη δύναμη του νερού. Έτσι, σε κάποια σχολεία μίλησαν για το αποτέλεσμα της εφαρ-μογής της δύναμης του νερού στους νερόμυλους και στις νεροτριβές. Είπαν ότι το νερό κουνάει τα φτερά του μύλου και περιέγραψαν και συζήτησαν πώς γίνεται αυτό. Αλλού, οι εκπαιδευτικοί έδωσαν στα παιδιά μικρούς ανε-μόμυλους για να δοκιμάσουν και να παρατηρήσουν την κίνησή τους με την επίδραση του νερού (βλέπε εικόνα ?).


Εικόνα 10. Το νερό πέφτει στα ‘φτερά’ του μύλου και τα μετακινεί

Aξιολόγηση


Η θεία του Χαράλαμπου και της Χαρούλας τους έφερε δώρο ένα όμορφο πλαστικό παπάκι. Τα παιδιά ήθελαν να βάλουν το παπάκι τους στη μπανιέρα για να το δουν να κολυμπά. Εντάξει είπε η μαμά αλλά δεν θα το σπρώχνετε με τα χέρια σας γιατί θα γεμίσει ο τόπος νερά και θα βραχείτε. Βρείτε έναν άλλο τρόπο να το κάνετε να κολυμπά. Και πραγματικά τα παιδιά τα κατά-φεραν. Τι λέτε να έκαναν ο Χαράλαμπος και η Χαρούλα για να κάνουν το παπάκι τους να κινείται μέσα στην μπανιέρα;


Οι απαντήσεις που έδωσαν τα παιδιά ποικίλαν: Θα το φυσήξουν και θα φύγει με τη δύναμη του αέρα, Με το στόμα θα το φυσήξουν και θα προχωρήσει με τον αέρα, Θα φυσήξουν, Θα ανακατέψουν το νερό με τα χέρια τους. Οι απα-ντήσεις των παιδιών συζητήθηκαν στην ομάδα και αποτέλεσαν κίνητρο για ανασκόπηση της δραστηριότητας.


Τριβή


Ξέρετε τι είναι η τριβή;

Ξέρετε τι προκαλεί την τριβή;

Ξέρετε από τι εξαρτάται το μέτρο της, δηλαδή το πόσο μεγάλη είναι η δύναμη της τριβής που εμφανίζεται κατά την κίνηση δύο επιφανειών που εφάπτονται μεταξύ τους;

Ξέρετε που εμφανίζεται στην καθημερινή ζωή και ποια είναι τα θετικά και τα αρνητικά της ύπαρξης της;


Τριβή είναι η δύναμη που αντιστέκεται στην κίνηση δύο επιφανειών που βρίσκονται σε επαφή όταν η μία κινείται ή τείνει να κινηθεί σε σχέση με την άλλη.

Η τριβή είναι το αποτέλεσμα της εμπλοκής των ανωμαλιών που υπάρ-χουν στις επιφάνειες των σωμάτων που βρίσκονται σε επαφή και ολισθαί-νουν.

Το πόσο μεγάλη είναι η δύναμη της τριβής εξαρτάται: α) από τη φύση

των επιφανειών. Όσο πιο λείες είναι οι επιφάνειες τόσο μικρότερη είναι η τριβή που δημιουργείται. β) από τη δύναμη με την οποία πιέζονται οι επι-φάνειες. Δηλαδή όσο βαρύτερο είναι ένα σώμα που κινείται πάνω σε μια επιφάνεια τόσο μεγαλύτερη γίνεται η δύναμη της τριβής.

Η ύπαρξη της τριβής παίζει σημαντικό ρόλο στην καθημερινή ζωή. Χω-ρίς αυτή δεν θα μπορούσαμε να βαδίσουμε. Σκεφτείτε πόσο δύσκολο είναι να περπατήσετε πάνω στον πάγο ο οποίος επειδή έχει πολύ λεία επιφάνεια οι τριβές ελαχιστοποιούνται. Επίσης η τριβή μεταξύ των τροχών των αυτο-κινήτων και του οδοστρώματος επιτρέπει την κίνησή τους. Πολλές φορές όμως χρειάζεται να ελαττώσουμε την τριβή όσο το δυνατό περισσότερο. Για παράδειγμα στη μηχανή του αυτοκινήτου μεγάλη τριβή μπορεί να προκαλέ-σει καταστροφή του κινητήρα. Έτσι χρειάζεται να βάλουμε λάδι λίπανσης για να ελαττώσουμε την τριβή μεταξύ των εξαρτημάτων της.


Μαθησιακοί στόχοι στόχοι δραστηριοτήτων

Να διαπιστώσουν τα παιδιά ότι, ένα σώμα κινείται πολύ ευκολότερα πάνω σε μια λεία επιφάνεια από ότι σε μια τραχιά (με πολλές ανωμαλίες) και να τη συνδέσουν με πραγματικές καταστάσεις από την καθημερινή ζωή, δοκιμά-ζοντας κινήσεις σωμάτων πάνω σε λείες και τραχιές επιφάνειες.

ΕπισήμανσηΣτις δραστηριότητες θα επικεντρωθούμε στη φύση των επιφανειών και όχι στη δύναμη που τις συμπιέζει.

Δραστηριότητα

ΔιερεύνησηΓια να μετακινήσουμε ένα σώμα πάνω σε μια λεία επιφάνεια χρειάζεται να το σπρώξουμε ή να το τραβήξουμε με μικρότερη δύναμη από ότι για να το μετακινήσουμε πάνω σε μια τραχιά.

Υλικά Διάφορα σώματα διαφορετικού μεγέθους και βάρους με επίπεδες πλευρές διαφορετικής υφής. Ένα ταψί πολύ μικρού βάθους αλλά αρκετά πλατύ. Μια τραχιά επιφάνεια όπως για παράδειγμα η επιφάνεια του δαπέδου της αί-θουσας που θα ήταν ακόμη πιο αποτελεσματική αν καλύπτεται από κάποιο είδος χαλιού ή μοκέτας. Μια άλλη επιφάνεια αρκετά πιο λεία, όπως για πα-ράδειγμα η επιφάνεια των τραπεζιών που εργάζονται τα παιδιά που είναι καλυμμένη με μελαμίνη . Διάφορες εικόνες που να δείχνουν ανθρώπους που κάνουν πατινάζ ή ανθρώπους που προσπαθούν να περπατήσουν πάνω στον πάγο.

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, πρόβλεψη, σύγκριση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπεράσματος

Πορεία♦ Βάζουμε στο ταψί μια μικρή ποσότητα νερού και το τοποθετούμε στην

κατάψυξη από την προηγούμενη μέρα. Το νερό θα μετατραπεί σε μια «πίστα» πάγου.

♦ Την ημέρα της δραστηριότητας βγάζουμε το ταψί από την κατάψυξη.♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και αφού επιδείξουμε στα παιδιά

τις επιφάνειες πάνω στις οποίες θα μετακινήσουν τα σώματα, τους ζη-


τούμε να παρατηρήσουν και περιγράψουν τις διαφορές που παρουσιάζει η υφή της μιας επιφάνειας από τις άλλες.

♦ Επιλέγουμε αρχικά ένα από τα πιο βαριά και πιο τραχιά σώματα που έχουμε συλλέξει.

♦ Παίρνουμε τις επιφάνειες ανά δύο. Πρώτα την πολύ τραχιά και την επι-φάνεια του τραπεζιού.

♦ Θέτουμε στην ομάδα το ερώτημα: Αν προσπαθήσω να μετακινήσω τα σώματα πάνω στις επιφάνειες αυτές σε ποια από αυτές πιστεύετε ότι θα μετακινηθεί πιο εύκολα;

♦ Συζητούμε τις απόψεις των παιδιών στην ομάδα.♦ Τα αφήνουμε τα παιδιά να δοκιμάσουν να μετακινήσουν το σώμα και στις

δύο επιφάνειες σπρώχνοντάς το ελαφρά με το δάχτυλό τους. ♦ Ζητούμε από τα παιδιά να περιγράψουν τα αποτελέσματα των δοκιμών

τους και να συγκρίνουν το βαθμό δυσκολίας της κίνησης του σώματος στις δύο διαφορετικές επιφάνειες.

♦ Στη συνέχεια παίρνουμε την επιφάνεια του τραπεζιού και την επιφάνεια του πάγου και επαναλαμβάνουμε την ίδια διαδικασία.

♦ Τα παιδιά μπορούν να επαναλάβουν τους πειραματισμούς τους και με τα άλλα σώματα που έχουμε επιλέξει.

♦ Ζητούμε από τα παιδιά να συγκρίνουν το βαθμό δυσκολίας κίνησης των σωμάτων και στις τρεις επιφάνειες και μέσα από τη συζήτηση των από-ψεών τους να οδηγηθούν στο συμπέρασμα ότι όσο πιο λεία είναι μια επιφάνεια τόσο πιο εύκολα κινούνται τα σώματα πάνω σε αυτή.

♦ Συζητούμε με τα παιδιά εφαρμογές και εμπειρίες από την καθημερινή ζωή. Δείχνουμε τις εικόνες που έχουμε επιλέξει π.χ του πατινέρ πάνω στον πάγο συζητώντας το βαθμό λειότητας του πάγου και των μεταλ-λικών εξαρτημάτων των υποδημάτων του. Συζητούμε τη δυσκολία που αντιμετωπίζουν οι άνθρωποι που περπατούν πάνω στον πάγο. Μιλάμε για την κίνηση των αυτοκινήτων πάνω στους δρόμους επισημαίνοντας ότι τα λάστιχα των αυτοκινήτων έχουν πολύ τραχιές επιφάνειες- με πολ-λές ανωμαλίες -για να σκαλώνουν στις ανωμαλίες της επιφάνειας των δρόμων και να μη γλιστρούν. Επισημαίνουμε το ίδιο και για την κατα-σκευή των παπουτσιών των ανθρώπων.


Για να κάνουν τη δραστηριότητα πιο προσιτή στα παιδιά οι εκπαιδευτικοί εκτός από σώματα με επίπεδες πλευρές διαφορετικής υφής επέλεξαν και παιχνίδια όπως αυτοκινητάκια με μεγάλους τροχούς. Επίσης, ο βαθμός τρα-χύτητας των επιφανειών στις οποίες τα παιδιά δοκίμασαν να κινήσουν τα αντικείμενα διέφερε σημαντικά ώστε να υπάρχει μεγάλη διαφορά στο βαθμό δυσκολίας μετακίνησης των αντικειμένων.


Αρχικά τα παιδιά παρατήρησαν τις επιφάνειες. Στη συνέχεια οι εκπαιδευτι-κοί ζήτησαν από τα παιδιά να τις αγγίξουν ώστε να αποκτήσουν την αίσθηση της υφής τους και να περιγράψουν σε τι διαφέρουν. Τα παιδιά τις περιέγρα-ψαν κάπως έτσι: «Η επιφάνεια του χαλιού έχει τρίχες και είναι λίγο σκληρή, μαγκώνει, είναι λίγο τραχιά, δυσκολεύεται το χεράκι μου πάνω στο χαλί, δε γλιστράει εύκολα. Η επιφάνεια του τραπεζιού είναι λεία, γλιστράει λίγο και η επιφάνεια του πάγου γλιστράει πιο πολύ- γλιστράει πιο εύκολα» .Τα παιδιά τελικά συμπέραναν ότι η επιφάνεια του πάγου είναι η πιο λεία και το χέρι τους γλιστρούσε πιο εύκολα από όλες.

Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να προβλέψουν το βαθμό ευκολίας ή δυσκολίας της κίνησης των σωμάτων πάνω στις επιφάνει-ες, συνδυάζοντας κάθε φορά δύο εξ αυτών. Αφού τα παιδιά εξέφρασαν τις απόψεις τους δοκίμασαν το καθένα χωριστά να μετακινήσει τα αντικείμενα που είχαν επιλέξει.

Μετά τις δοκιμές τα παιδιά παρουσίασαν τις παρατηρήσεις τους στην ομά-δα και συμπέραναν ότι πιο εύκολα από όλες κινήθηκε το αντικείμενο πάνω στον πάγο. Οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να αιτιολογήσουν το συμπέρασμά τους. Τα παιδιά είπαν ότι στις τραχιές επιφάνειες χρειάζεται περισσότερη δύναμη για να σπρώξω ή να τραβήξω ένα σώμα ενώ στις λείες λιγότερη.

Σε κάποιο σχολείο έκαναν ακόμη μια δοκιμή. Το κουτί που χρησιμοποιούσαν ήταν γεμάτο με ξύλινα τουβλάκια. Αποφάσισαν να βγάλουν αρκετά τουβλά-κια, να το κάνουν ελαφρύτερο και να δοκιμάσουν να το κινήσουν στις επιφά-νειες. Έτσι τα παιδιά έβγαλαν ακόμη ένα συμπέρασμα. Ότι όσο πιο βαρύ ήταν το σώμα τόσο πιο μεγάλη δύναμη χρειαζόταν για να μετακινηθεί στις επιφάνειες.

Οι εκπαιδευτικοί έδωσαν στη συνέχεια ερεθίσματα στα παιδιά για να κάνουν τη σύνδεση των πειραματισμών τους με τον πραγματικό κόσμο. Σε ομαδικές συζητήσεις αναφέρθηκαν σε καταστάσεις που είτε έχουν δει στην τηλεόρα-ση, είτε σε βιβλία είτε στην καθημερινή ζωή. Μίλησαν για τους χορευτές στον πάγο, για ανθρώπους που έχουν δει να γλιστρούν και να πέφτουν στο δρόμο όταν έχει χιόνι, για τα λάστιχα των αυτοκινήτων που αν είναι παλιά το αυτοκίνητο γλιστράει και στα τρακτερωτά παπούτσια που φορούν για να μη γλιστρούν στον πάγο. Από τις συζητήσεις φάνηκε ότι τα παιδιά κατανόησαν ότι τα αντικείμενα κινούνται πιο εύκολα στις λείες επιφάνειες. Ακόμη ότι είναι σημαντικό που υπάρχουν τραχιές επιφάνειες γιατί αλλιώς δε θα μπορούσαμε ούτε να περ-πατάμε.


Εικόνες 11 α,β,γ. Το αυτοκινητάκι κινήθηκε ευκολότερα στο τραπέζι από ότι στο χαλί και ευκολότερα στον πάγο από ότι στο τραπέζι.

(α)

(β)

(γ)


Aξιολόγηση


Στην πόλη που ζούσαν ο Χαράλαμπος και η Χαρούλα χιόνισε. Μετά έπιασε ένα φοβερό κρύο και το χιόνι πάγωσε. Την άλλη μέρα όμως ο καιρός έγινε καλύτερος, βγήκε ο ήλιος και ο πάγος άρχισε να λιώνει. Έτσι σε μερικά μέρη φάνηκε ο δρόμος αλλά σε άλλα συνέχιζε να έχει αρκετό πάγο. Ο Χα-ράλαμπος και η Χαρούλα αποφάσισαν να βγουν μια βόλτα στη γειτονιά. Προσέξτε που θα πατήσετε, φώναξε η μαμά. Γιατί λέτε να τους είπε έτσι η μαμά; Τι μπορούσε να συμβεί; Γιατί;


Οι απαντήσεις των παιδιών επιβεβαίωσαν τα παραπάνω αποτελέσματα των συζητήσεων. Στην ερώτηση «τι μπορούσε να συμβεί» τα παιδιά έδωσαν απα-ντήσεις όπως οι παρακάτω:Π. Αν περπατούσαν εκεί που είχε πάγο θα γλιστρούσανΠ. Τους είπε να προσέξουν για να μη πατήσουν στο σκληρό πάγο και γλι-στρήσουν και χτυπήσουν Στην ερώτηση «Γιατί» τα παιδιά έδωσαν απαντήσεις του τύπου: «ο πάγος είναι λείος και είναι γλιστερός, γλιστράει πολύ εύκολα».


Η δραστηριότητα αυτή μπορεί να συνεχιστεί και στο σπίτι. Σε σχετικές με το θέμα οικογενειακές συζητήσεις μπορούν να αναφερθούν σε γεγονότα από τα οποία όλα τα μέλη έχουν κοινές εμπειρίες και να ζητηθεί από τα παιδιά να αιτιολογήσουν τα περιστατικά. Επίσης θα μπορούσε να ζητηθεί από τα παιδιά να δοκιμάσουν και να συγκρίνουν το βαθμό ευκολίας της κίνησή τους σε διαφορετικής υφής επιφάνειες στους χώρους του σπιτιού.

Αδράνεια


Ξέρετε τι ονομάζουμε αδράνεια;

Ξέρετε πώς ή αδράνεια σχετίζεται με τη μάζα;


Ξέρετε πού συναντάμε την αδράνεια στην καθημερινή μας ζωή;


Αδράνεια είναι η τάση που έχουν τα σώματα να αντιστέκονται σε οποι-

αδήποτε μεταβολή της κινητικής τους κατάστασης δηλαδή σε οποιαδήποτε προσπάθεια καταβάλλεται για να ξεκινήσει, να σταματήσει ή να αλλάξει η κινητική τους κατάσταση με οποιοδήποτε τρόπο.

Η αδράνεια σχετίζεται άμεσα με τη μάζα του σώματος που υφίσταται αλλαγή της κινητικής του κατάστασης. Όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα του τόσο μεγαλύτερη αντίσταση παρουσιάζει στις αλλαγές της κινητικής του κατάστασης. Θα έχετε παρατηρήσει για παράδειγμα πόσο αργά κινείται ένα φορτωμένο φορτηγό σε μία κατηφόρα. Αυτό γιατί όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα του τόσο μεγαλύτερη δυσκολία θα έχει το φορτηγό να αντιδράσει στην αλλαγή της κινητικής του κατάστασης, δηλαδή στην ελάττωση της τα-χύτητάς του ή στο σταμάτημα όταν ο οδηγός φρενάρει.

Εκτός από την παραπάνω περίπτωση του κινούμενου οχήματος υπάρ-

χουν πολλές άλλες περιπτώσεις που εμφανίζεται η αδράνεια στην καθημε-ρινή μας ζωή. Μερικά παραδείγματα είναι: ♦ Όταν ταξιδεύουμε μέσα σε ένα αυτοκίνητο το σώμα μας και το αυτοκίνητο

ταξιδεύουν με την ίδια ταχύτητα. Έχουμε δηλαδή και εμείς αποκτήσει την κινητική κατάσταση που έχει το αυτοκίνητο. Αν ο οδηγός σταματήσει το αυτοκίνητο πατώντας ξαφνικά το φρένο, το σώμα μας, διατηρώντας την κινητική κατάσταση που είχε αποκτήσει κινούμενο μαζί με το αυτοκίνητο, δηλαδή συνεχίζοντας την κίνησή του προς τα εμπρός, θα πεταχτεί μπροστά και αν ο ταξιδιώτης δεν φορά ζώνη ασφαλείας θα χτυπήσει στο παρμπρίζ του αυτοκινήτου.

♦ Αν θέλουμε να στεγνώσουμε τα βρεγμένα χέρια μας και δεν έχουμε διαθέσιμη πετσέτα για να τα σκουπίσουμε τότε τα «τινάζουμε», δηλαδή τα κινούμε με ταχύτητα προς τα εμπρός και ξαφνικά τα σταματάμε. Το νερό που είναι πάνω στα βρεγμένα χέρια όταν αυτά κινούνται προς τα εμπρός κινείται μαζί με τα χέρια μας. Βρίσκεται δηλαδή στην ίδια κινητική κατάσταση με τα χέρια μας. Όταν τα χέρια μας σταματήσουν ξαφνικά, το νερό συνεχίζει να κινείται προς τα εμπρός και έτσι εκτινάσσεται από τα χέρια μας.



Δεν είναι εύκολο να διδάξουμε αυτή καθεαυτή την έννοια της αδράνειας στα μικρά παιδιά. Θεωρήσαμε όμως ότι είναι μια καλή ευκαιρία να δουν τα παι-διά μέσα από δραστηριότητες πόσο απαραίτητο είναι να φορούν τις ζώνες ασφαλείας όταν βρίσκονται μέσα σε κινούμενο όχημα καθώς και άλλες περι-πτώσεις εφαρμογής της αδράνειας στην καθημερινή μας ζωή. Με τον τρόπο αυτό τα παιδιά θα αποκτήσουν συγκεκριμένες εμπειρίες οι οποίες θα αποτε-λέσουν το υπόβαθρο για τη μελλοντική κατανόηση της έννοιας αυτής.


ΔιερεύνησηΌταν ένα σώμα βρίσκεται πάνω σε ένα κινούμενο όχημα (κινητό) αν το όχη-μα σταματήσει απότομα τότε το σώμα εκτινάσσεται προς την κατεύθυνση της κίνησης του οχήματος.

ΥλικάΈνα αυτοκινητάκι (παιχνίδι) με τροχούς που περιστρέφονται. Το αυτοκινη-τάκι μπορεί είτε να κουρδίζεται είτε να κινείται με ώθηση. Ένα μικρό και ελα-φρύ κουκλάκι, αρκετά μικρότερων διαστάσεων από αυτές του αυτοκινήτου (θα αποτελέσει τον επιβάτη του αυτοκινήτου). Ένα συμπαγές σώμα ύψους ίσου ή και μικρότερου με αυτό του αυτοκινήτου που να μπορεί να στερεωθεί καλά στο έδαφος ή να είναι αρκετά βαρύ ώστε να μη μετακινείται εύκολα για να χρησιμοποιηθεί ως εμπόδιο (βλέπε πορεία δραστηριότητας).

Δεξιότητες Παρατήρηση, επικοινωνία, σύγκριση, εξαγωγή συμπεράσματος.

Πορεία♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα.♦ Τοποθετούμε το κουκλάκι πάνω στο αυτοκίνητο (έτσι ώστε να είναι

εύκολο να μετακινηθεί). Εξηγούμε στα παιδιά ότι το κουκλάκι είναι ο επιβάτης του αυτοκινήτου.

♦ Θέτουμε στα παιδιά το ερώτημα: Αν το αυτοκίνητο τρέχει (κινείται) και ξαφνικά σκοντάψει κάπου και σταματήσει απότομα τι πιστεύεται ότι μπορεί να συμβεί στο κουκλάκι;

♦ Συζητούμε τις ιδέες των παιδιών στην ομάδα.♦ Αφήνουμε τα παιδιά να κινήσουν το αυτοκίνητο (κουρδίζοντας ή


ωθώντας το) προς το εμπόδιο ώστε να συγκρουσθεί με αυτό. ♦ Βοηθούμε τα παιδιά να προκαλέσουν μια έντονη – βίαιη σύγκρουση

ώστε οι συνέπειες να είναι εμφανείς. ♦ Αφήνουμε τα παιδιά να επαναλάβουν τις δοκιμές τους περισσότερες

από μία φορές ώστε να κάνουν πιο συγκεκριμένες παρατηρήσεις. ♦ Ζητούμε να περιγράψουν τις παρατηρήσεις τους και συζητούμε στην

ομάδα τα αποτελέσματα που είχε η σύγκρουση του αυτοκινήτου για τον επιβάτη του.

♦ Θέτουμε το ερώτημα: Πώς θα μπορούσαμε να κάνουμε το κουκλάκι να μην εκτιναχτεί προς τα εμπρός;

♦ Συζητούμε τις προτάσεις των παιδιών.♦ Τα αφήνουμε να υλοποιήσουν τις προτάσεις τους και συνδέουμε με

πραγματικές καταστάσεις, θέτοντας το ερώτημα: Γιατί πρέπει να φοράμε τις ζώνες ασφαλείας όταν ταξιδεύουμε με το αυτοκίνητο;

♦ Κλείνουμε τη δραστηριότητα με συζήτηση των εμπειριών των παιδιών από την καθημερινή ζωή.

ΕπισήμανσηΑν είναι δυνατό να κάνουμε το αυτοκινητάκι να κινηθεί προς τα πίσω και να σκοντάψει στο εμπόδιο πηγαίνοντας με την όπισθεν (οπότε το κουκλάκι θα εκτιναχτεί προς τα πίσω), θα έδινε στα παιδιά μια καλύτερη αίσθηση του ότι το σώμα που επιβαίνει σε ένα κινητό συνεχίζει να κινείται προς την κατεύθυνση κίνησης του κινητού άσχετα με το προς τα πού κινείται το κι-νητό.


Στην ερώτηση των εκπαιδευτικών «τι πιστεύεται ότι θα συμβεί στο κουκλάκι αν το αυτοκίνητο τρέχει και ξαφνικά σκοντάψει κάπου και σταματήσει από-τομα», τα παιδιά στην πλειοψηφία έκαναν αναγωγή σε πραγματικές κατα-στάσεις απαντώντας ως επί το πλείστον ότι ο επιβάτης θα χτυπήσει η θα τραυματιστεί και το αυτοκίνητο θα πάθει ζημιές. Κάποια παιδιά είπαν ότι ο επιβάτης θα πεταχτεί μπροστά, στο τζάμι του αυτοκινήτου. Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί άφησαν τα παιδιά να προκαλέσουν μια βίαιη σύγκρουση και να κάνουν τις παρατηρήσεις τους. Σε άλλα σχολεία κούρδι-σαν το αυτοκινητάκι και το άφησαν να κινηθεί μόνο του προς το εμπόδιο ενώ σε άλλα τα παιδιά το έσπρωξαν με δύναμη και προκάλεσαν τη σύγκρουση. Στη συνέχεια παρουσίασαν τις παρατηρήσεις τους στην ομάδα.


Εικόνα 12. Τα παιδιά παρατήρησαν το κουρδισμένο αυτοκινητάκι να κινείται με ταχύτητα προς το εμπόδιο και στη συνέχεια, μετά τη σύγκρουσή του με αυτό, είδαν το κουκλάκι- επιβάτη του οχήματος- να εκτινάσσεται προς τα εμπρός.

Τα παιδιά έκαναν διάφορες περιγραφές όπως: «Το κουκλάκι πετάχτηκε μπροστά και το αυτοκίνητο έμεινε ακίνητο», «Το αυτοκίνητο τράκαρε και σταμάτησε και ο επιβάτης χτύπησε μπροστά και μετά έπεσε δίπλα». Κάποια εκπαιδευτικός ρώτησε τα παιδιά γιατί το κουκλάκι πήγε προς τα μπρος και όχι σε άλλη κατεύθυνσή. Τα παιδιά απάντησαν πολύ φυσικά πως «αφού το αυτοκίνητο πάει προς τα εμπρός και το κουκλάκι θα πεταχτεί μπρο-στά- θα πάει προς τα εκεί που πάει και το αυτοκίνητο».

Σε ένα άλλο σχολείο που το όχημα των πειραματισμών τους ήταν ένα παι-χνίδι τρακτέρ, ένα παιδί έθεσε το εξής ερώτημα: «Και αν το τρακτέρ πήγαινε προς τα πίσω; Τότε το ανθρωπάκι θα έφευγε πίσω;». Η εκπαιδευτικός χρη-σιμοποίησε αυτή την ενδιαφέρουσα ερώτηση ως έναυσμα για νέους πειρα-ματισμούς και παρατηρήσεις των παιδιών κάνοντας τα οχήματα να κινού-νται προς τα πίσω ώστε τα παιδιά να δώσουν μόνα τους απάντηση σε αυτόν τον προβληματισμό. Τα παιδιά, παρατηρώντας ότι το ανθρωπάκι αυτή τη φορά πετάχτηκε προς τα πίσω, έβγαλαν το εξής συμπέρασμα: Ο επιβάτης πετάγεται προς την κατεύθυνση που κινείται το όχημα.

Μετά τις παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα των παιδιών οι εκπαιδευτικοί επεσήμαναν ότι: o λόγος για τον οποίο συμβαίνουν αυτά είναι γιατί παρόλο που το όχημα σταματάει ο επιβάτης συνεχίζει να κινείται όπως και πριν και γι’ αυτό πετάγεται προς την κατεύθυνση που κινείται και το όχημα.


Μετά τους πειραματισμούς και τις παρατηρήσεις οι εκπαιδευτικοί έθεσαν στην ομάδα το ερώτημα: «πώς μπορούμε να κάνουμε τον επιβάτη (το κου-κλάκι) να μην πεταχτεί μπροστά όταν το αυτοκίνητο σταματήσει απότομα;». Τα παιδιά απάντησαν ότι ο επιβάτης θα είναι ασφαλής αν είναι δεμένος στη θέση του και, ειδικά για το κουκλάκι, έδωσαν διάφορες λύσεις: Π. Να το δέσουμε με ένα σχοινάκιΠ. Να του βάλουμε ζώνη Π. Να του βάλουμε ένα λαστιχάκι σαν ζώνη ασφαλείας

Οι εκπαιδευτικοί άφησαν τα παιδιά να δοκιμάσουν τις ιδέες τους. Στη συνέ-χεια συζήτησαν στην τάξη τους κινδύνους και τις συνέπειες που μπορεί να έχει για την ασφάλεια της ζωής των ανθρώπων η μετακίνηση με αυτοκίνητο χωρίς τη χρήση ζώνης ασφαλείας. Στη συζήτηση αυτή τα παιδιά κατέθεσαν τις εμπειρίες τους και τις απόψεις τους. Κάποια που στην καθημερινή ζωή είχαν παρατηρήσει τέτοια περιστατικά στην οικογένεια, ζήτησαν να πάρουν τα σύνεργα του πειράματος για να κάνουν τη σχετική επίδειξη και στο σπί-τι.


Η δραστηριότητα αυτή θα πρέπει να υλοποιηθεί μετά τη δραστηριότητα Α.

ΔιερεύνησηΌταν ένα δοχείο γεμάτο με νερό βρίσκεται πάνω σε ένα κινούμενο όχημα αν το όχημα σταματήσει απότομα τότε το νερό εκτινάσσεται έξω από το δοχείο προς την κατεύθυνση της κίνησης του κινητού.

Υλικά Ένα αυτοκινητάκι (παιχνίδι) με τροχούς που μπορούν να περιστρέφονται. Το αυτοκινητάκι μπορεί είτε να κουρδίζεται, είτε να κινείται με ώθηση. Ένα κουπάκι που να μπορεί να δεθεί πάνω στο αυτοκίνητο ώστε να μη μετακινεί-ται, γεμάτο με νερό. Ένα συμπαγές σώμα ύψους ίσου ή και μικρότερου με αυτό του αυτοκινήτου που να μπορεί να στερεωθεί καλά στο έδαφος ή να είναι αρκετά βαρύ ώστε να μη μετακινείται εύκολα για να χρησιμοποιηθεί ως εμπόδιο (βλέπε πορεία δραστηριότητας). Δεξιότητες Παρατήρηση, πρόβλεψη, επικοινωνία σύγκριση εξαγωγή συμπεράσματος

Πορεία♦ Ακολουθούμε την ίδια αρχική διαδικασία με την προηγούμενη


δραστηριότητα. ♦ Στη δραστηριότητα αυτή, τα παιδιά, έχοντας την εμπειρία και τη

γνώση από την προηγούμενη δραστηριότητα, είναι σε θέση να κάνουν προβλέψεις για τη συμπεριφορά του νερού. Θέτουμε επομένως το ερώτημα: Αν το αυτοκίνητο τρέχει (κινείται) και ξαφνικά σκοντάψει κάπου και σταματήσει απότομα, τι πιστεύετε ότι θα συμβεί στο νερό που είναι μέσα στο κουπάκι;

♦ Αφήνουμε τα παιδιά να επιβεβαιώσουν ή να απορρίψουν τις προβλέψεις τους δοκιμάζοντας.

♦ Εδώ τα παιδιά θα παρατηρήσουν το νερό να εκτινάσσεται έξω από το κουπάκι προς τα εμπρός. Συζητούμε τις παρατηρήσεις τους στην ομάδα.

♦ Συνδέουμε με πραγματικές καταστάσεις θέτοντας το ερώτημα: Τι πιστεύετε ότι πρέπει να κάνουμε για να διώξουμε το νερό από τα βρεγμένα χέρια μας, όταν δεν έχουμε πετσέτα να τα σκουπίσουμε;

♦ Αφήνουμε τα παιδιά να βρέξουν τα χέρια τους και να πειραματιστούν. Τους ζητούμε να περιγράψουν τη διαδικασία που ακολούθησαν για να διώξουν το νερό από τα χέρια τους. Συζητούμε ότι «το τίναγμα των χεριών κάνει τα χέρια μας που κινούνται να σταματήσουν απότομα».

♦ Ζητούμε από τα παιδιά να συγκρίνουν τις δύο περιπτώσεις και με κατάλληλες ερωτήσεις τα βοηθούμε να καταλάβουν την αντιστοιχία μικρό κουπάκι με νερό – χέρια βρεγμένα με νερό (νερό πάνω στα χέρια μας).

♦ Κλείνουμε τη δραστηριότητα ζητώντας από τα παιδιά να συγκρίνουν και συνδέσουν και τις τρεις περιπτώσεις: σώμα μέσα σε κινούμενο όχημα - νερό μέσα σε κινούμενο όχημα- νερό πάνω στα χέρια μας.


Για να δούμε σε τι μοιάζει αυτό που έγινε με το νερό που ήταν μέσα στο κουπάκι με αυτό που έγινε με το νερό που ήταν πάνω στα χέρια μας; Σε τι λέτε να μοιάζει αυτό που συνέβη στο κουκλάκι με αυτό που συνέβη

στο νερό όταν σταμάτησαν τα αυτοκίνητα; Σε τι λέτε να μοιάζει αυτό που συνέβη στο κουκλάκι όταν σταμάτησε το

αυτοκίνητο με αυτό που συνέβη στο νερό όταν τινάξαμε τα χέρια μας;


Οι εκπαιδευτικοί, για να εισάγουν τη δραστηριότητα έκαναν μια ανασκόπη-ση της προηγούμενης και υπενθύμισαν στα παιδιά το λόγο για τον οποίο ο επιβάτης πετάχτηκε αντίστοιχα προς τα εμπρός ή προς τα πίσω ανάλογα με την κατεύθυνση της κίνησης του αυτοκινήτου. Στη συνέχεια, αφού έδειξαν στα παιδιά την πειραματική διάταξη (το κουπάκι γεμάτο με νερό στερεωμέ-


νο μέσα σε ένα αυτοκινητάκι), ζήτησαν από τα παιδιά να προβλέψουν τι θα γινόταν το νερό αν το όχημα σκόνταφτε σε κάποιο εμπόδιο και σταματούσε απότομα. Τα περισσότερα εξέφρασαν την άποψη ότι το νερό θα πεταχτεί έξω από το κουπάκι.

Τα παιδιά πειραματίστηκαν και επιβεβαίωσαν τις προβλέψεις τους. Αξίζει να αναφέρουμε ότι μερικά από αυτά, στις περιγραφές τους, χρησιμοποίησαν νέους όρους που άκουσαν από τους εκπαιδευτικούς τους κατά τις δραστη-ριότητες όπως, ‘αδράνεια’, ‘εκτινάχτηκε’ κ.ά.

Εικόνα 13. Το νερό εκτινάχτηκε έξω από το κουπάκι όταν το αυτοκίνητο συγκρούστηκε με το εμπόδιο.

Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί έθεσαν το νέο προβληματισμό: «Τι πιστεύε-τε ότι πρέπει να κάνουμε για να διώξουμε το νερό από τα βρεγμένα χέρια μας όταν δεν έχουμε πετσέτα να τα σκουπίσουμε;». Τα περισσότερα παιδιά δυσκολεύτηκαν να φανταστούν τι άλλο θα μπορούσαν να κάνουν εκτός από το να σκουπίσουν. Πολύ λίγα μόνο εντελώς αυθόρμητα άρχισαν να τινάζουν τα χέρια τους και άλλα ανέφεραν ότι θα μπορούσαν να τα τινάξουν. Έτσι οι εκπαιδευτικοί αξιοποίησαν την ιδέα των λίγων αυτών παιδιών και ζήτησαν από τα παιδιά να τη δοκιμάσουν. Τα παιδιά έκαναν τελικά κάτι που το κά-νουν ταχτικά στην καθημερινή τους ζωή δεν είχαν όμως συνειδητοποιήσει


το αποτέλεσμα. Τώρα παρατήρησαν ότι το νερό πραγματικά πεταγόταν από τα βρεγμένα χέρια τους όταν τα τίναζαν. Κάποια παιδιά ανέφεραν ότι «αυτό γίνεται γιατί τα χέρια σταματάνε ενώ το νερό προχωράει». Συζήτησαν ότι τίναγμα σήμαινε ουσιαστικά γρήγορο κούνημα των χεριών και απότομο στα-μάτημα.

Αφού τα παιδιά συνηδειτοποίησαν τι ακριβώς συνέβαινε με το τίναγμα των χεριών άρχισαν να το συνδέουν με καταστάσεις και εμπειρίες από την καθη-μερινή ζωή. Μίλησαν για το τίναγμα των ρούχων ή των χαλιών από τα οποία φεύγουν οι σκόνες ή τα σκουπίδια με τον ίδιο τρόπο που φεύγει το νερό από τα χέρια. Επίσης θέλησαν να δοκιμάσουν το ίδιο και με άλλα πράγματα. Έτσι σε ένα σχολείο τα παιδιά κάθισαν κάπου ψηλά με τα πόδια κρεμασμένα και κινώντας τα πόδια τους με ταχύτητα προς τα εμπρός και σταματώντας τα απότομα παρατηρούσαν τα παντοφλάκια τους να εκτινάσσονται προς τα εμπρός.

Δυσκολίες

Τέλος οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να συγκρίνουν και να συνδέ-σουν τις τρεις περιπτώσεις: κουκλάκι στο όχημα- νερό στο όχημα- νερό στα χέρια. Τα παιδιά δυσκολεύτηκαν να κάνουν την τριπλή αυτή σύγκριση και σύνδεση. Χρειάστηκε, γράφουν οι εκπαιδευτικοί, αρκετή συζήτηση για να συσχετίσουν και τις τρεις καταστάσεις. Ωστόσο μεμονωμένα καταλάβαιναν τι συμβαίνει αλλά και στη σύγκριση των καταστάσεων ανά δύο. Ίσως, ανα-φέρουν οι εκπαιδευτικοί, οι συγκρίσεις στην ηλικία αυτή δεν θα έπρεπε να υπερβαίνουν τις δύο καταστάσεις κάθε φορά.

Μετά τη δραστηριότητα…

Καιρό μετά τη δραστηριότητα, σε ένα από τα σχολεία, όταν μια μέρα τα παιδιά μετέφεραν μια λεκάνη με νερό, η λεκάνη κάπου σκόνταψε και μια πο-σότητα νερού πετάχτηκε έξω. Τα παιδιά είπαν: «Α ναι, σταμάτησε η λεκάνη ενώ το νερό συνέχισε να κινείται».

Στο σπίτι

Τα παιδιά μετέφεραν τις γνώσεις και τις ιδέες τους στην καθημερινή ζωή. Μια μέρα που ένα από τα παιδιά μπήκε στο αυτοκίνητο με το μπαμπά του εκείνος δε φόρεσε τη ζώνη ασφαλείας. Ο μικρός έβαλε τη δική του ζώνη και είπε στο μπαμπά: «Φόρεσε τη ζώνη σου γιατί αν τρακάρουμε θα πάθεις ότι έπαθε και το νερό που ήταν μέσα στο κουπάκι».



Θα ήταν χρήσιμο τα αποτελέσματα και οι επιπτώσεις της αδράνειας να συ-ζητηθούν και στο σπίτι. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν βιβλία ή εικόνες από το διαδίκτυο για να τονιστεί κυρίως η αναγκαιότητα της χρήσης της ζώνης ασφαλείας.

Aξιολόγηση


Μια μέρα ο Χαράλαμπος και η Χαρούλα ετοίμασαν τα κουβαδάκια τους, τα φτυαράκια τους και τα αυτοκινητάκια τους για να πάνε στην ακροθαλασσιά να παίξουν στην άμμο. Θα πήγαιναν με το μικρό φορτηγό του μπαμπά. Ο μπαμπάς έβαλε πάνω στην καρότσα του φορτηγού τα πράγματα των παιδι-ών αλλά επειδή η θάλασσα ήταν πολύ κοντά άφησε την καρότσα του φορ-τηγού από πίσω ανοιχτή. Ο μπαμπάς για να βγάλει το φορτηγάκι από τον αυλόγυρο του σπιτιού έκανε όπισθεν. Δεν είδε όμως το χαμηλό τοιχάκι της αυλής και όπως έκανε όπισθεν οι πίσω ρόδες του αυτοκινήτου σκόνταψαν με δύναμη πάνω στο τοιχάκι, μπουμ ! και το φορτηγό σταμάτησε απότομα. Ο Χαράλαμπος και η Χαρούλα βγήκαν από το αυτοκίνητο και έτρεξαν να κοιτάξουν μέσα στην καρότσα. Και… τι λέτε να είδαν; Γιατί;


Το μεγαλύτερο ποσοστό παιδιών εξέφρασε την άποψη ότι όταν ο Χαρά-λαμπος και η Χαρούλα κοίταξαν στην καρότσα του φορτηγού είδαν ότι τα παιχνίδια τους δεν ήταν πλέον εκεί. Τα παιδιά, το καθένα με τον τρόπο του, αιτιολόγησε το αποτέλεσμα αυτό. Π. Δεν ήταν τα παιχνίδια γιατί όπως άφησε ανοιχτή την πόρτα της καρότσας και χτύπησε απότομα το αυτοκίνητο έφυγαν κάτω τα παιχνίδια.Π. Ο μπαμπάς πήγε να κάνει όπισθεν το αυτοκίνητο του τράκαρε στον τοίχο τα παιχνίδια εκτινάχθηκαν και πήγαν κάτω.Π. Είδαν ότι τα παιχνίδια δεν είναι μέσα γιατί τινάχτηκαν στο δρόμο επειδή το αυτοκίνητο χτύπησε απότομα στο τοιχάκι.

Οι εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι, από τις απαντήσεις που έδωσαν τα παιδιά φαίνεται ότι κατανόησαν ότι όταν ένα κινούμενο όχημα χτυπήσει απότομα σε κάποιο εμπόδιο τα σώματα και τα αντικείμενα που μεταφέρει εκτινάσσονται προς την κατεύθυνση της κίνησης του οχήματος.


Σειρά B

Βάρος – πτώση σωμάτων


Ξέρετε τι είναι το βάρος ενός σώματος;

Ξέρετε πώς σχετίζεται το βάρος ενός σώματος με τη μάζα του;

Ξέρετε πώς μεταβάλλεται το βάρος ενός σώματος;

Ξέρετε πώς μετράμε το βάρος;

Δείτε τι λέει η Φυσική

Το βάρος ενός σώματος είναι η δύναμη με την οποία η γη έλκει το σώμα αυτό προς το κέντρο της και μας δείχνει πόση δύναμη χρειάζεται να ασκήσουμε πάνω στο σώμα για να το κρατήσουμε στα χέρια μας. Όταν τα σώματα αφεθούν ελεύθερα, κινούνται - πέφτουν προς το έδαφος υπό την επήρεια του βάρους τους, εκτελούν δηλαδή ελεύθερη πτώση. Η δύναμη του βάρους δεν είναι μαγνητική όπως μερικοί πιστεύουν. Οφείλεται στο φαινόμενο της βαρύτητας δηλαδή στο νόμο που λέει ότι κάθε σώμα του Σύμπαντος έλκεται από κάθε άλλο σώμα του.

Το βάρος ενός σώματος είναι ανάλογο με τη μάζα του. Όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα του τόσο πιο μεγάλο είναι και το βάρος του. Μ’ άλλα λόγια όταν μεγαλώνει η μάζα ενός σώματος, δηλαδή η ποσότητα της ύλης που περιέχει, η γη έλκει το σώμα αυτό με μεγαλύτερη δύναμη.

Αντίθετα από τη μάζα (βλέπε κεφαλαίο 1-ποσότητα ύλης) το βάρος ενός

σώματος δεν παραμένει σταθερό. Αλλάζει όταν αλλάξει η απόσταση του σώματος από το κέντρο της γης. Το βάρος μικραίνει όταν η απόσταση του σώματος από το κέντρο της μεγαλώνει και μεγαλώνει όταν η απόστασή του από το κέντρο της γης μικραίνει. Φαντασθείτε ότι όσο πιο ψηλά πηγαίνουμε δηλαδή όσο πιο πολύ απομακρυνόμαστε από την επιφάνεια της γης και επομένως από το κέντρο της, τόσο πιο ελαφρύς αισθανόμαστε. Σκεφτείτε τους αστροναύτες πόσο ελαφρύτεροι αισθάνονται όταν βρίσκονται στο διάστημα.


Εικόνα 14. Αν συμβολίσουμε την απόστασή μας από το έδαφος με Δ και το βάρος μας με Β, τότε όσο το Δ αυξάνεται τότε το Β ελατώνεται ενώ η μάζα μας παραμένει σταθερή.

Το βάρος ενός σώματος μεταβάλλεται επίσης όταν το σώμα μετακινείται πάνω στην επιφάνεια της γης από έναν τόπο σε έναν άλλο. Δηλαδή αν ένα σώμα που βρίσκεται στον Ισημερινό μεταφερθεί στους Πόλους, τότε το βάρος του μεγαλώνει επειδή εκεί απέχει λιγότερο από το κέντρο της γης από ότι απέχει όταν βρίσκεται στον Ισημερινό. Η γη είναι εξογκωμένη στον ισημερινό και επομένως τα σημεία της επιφάνειά της που βρίσκονται στον Ισημερινό απέχουν περισσότερο από το κέντρο της από ότι αυτά που βρί-σκονται στους Πόλους της.


Εικόνα 15. Όσο απομακρυνόμαστε από τον ισημερινό και πλησιάζουμε προς τους πόλους η απόστασή μας από το κέντρο της γης μικραίνει

Το βάρος μεταβάλλεται επίσης ανάλογα με το μέγεθος του ουρανίου σώμα-τος το οποίο μας έλκει. Για παράδειγμα η γη μας, μας έλκει με μεγαλύτερη δύναμη από ότι μας έλκει η σελήνη διότι είναι μεγαλύτερη, έχει δηλαδή με-γαλύτερη μάζα από αυτή της σελήνης. Το βάρος δεν επηρεάζεται από την ύπαρξη ή απουσία ατμοσφαιρικού αέρα (ατμόσφαιρας) όπως πολλοί πιστεύουν. Επίσης το βάρος ενός σώματος μπορεί να γίνει πολύ-πολύ μικρό, ποτέ όμως δε μηδενίζεται. Ακόμη και αν μεταφερθούμε στα άκρα του σύμπαντος η βαρυτική επίδραση της γης μας θα μας ακολουθεί. Μπορεί να υπερκαλύπτεται από τις βαρυτικές επιδράσεις των πλησιέστερων σωμάτων ή των σωμάτων με μεγαλύτερη μάζα, αλλά εί-ναι πάντα εκεί.

Το βάρος μετρείται με τα δυναμόμετρα. Η λειτουργία τους στηρίζεται στην επιμήκυνση του ελατηρίου που περιέχουν. Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη με την οποία η γη έλκει ένα σώμα τόσο μεγαλύτερη είναι η επιμήκυνση του ελατηρίου του δυναμόμετρου. Η μονάδα μέτρησης του βάρους είναι το Νιούτον. Για να πάρετε μια ιδέα, ένα Νιούτον είναι το βάρος που έχει μια μάζα 100 γραμμαρίων είναι δηλαδή περίπου η δύναμη με την οποία η γη έλκει ένα μέτριο λεμόνι.


Οι έρευνες των Stead και Osborne το 1980 εντόπισαν σε παιδιά διαφόρων ηλικιών την αντίληψη ότι η βαρύτητα επιδρά μόνο στα βαριά σώματα και επομένως βάρος έχουν μόνο τα βαριά σώματα. Οι μελέτες των Stead και Osborne καθώς και του Ruggiero και άλλων το 1985 έδειξαν ότι ένα μεγά-


λο ποσοστό παιδιών διαφόρων ηλικιών συνδέουν την ύπαρξη βάρους με την ύπαρξη του αέρα. Τα παιδιά πιστεύουν ότι εκεί που δεν υπάρχει αέρας δεν υπάρχει βαρύτητα. Οι ίδιοι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τα παιδιά πιστεύουν ότι η πτώση των σωμάτων αποτελεί μια φυσική κίνησή τους που γίνεται όταν τα σώματα δεν έχουν κάποιο υποστήριγμα ή ότι την πτώση τους την προκαλεί το άτομο που χειρίζεται τα αντικείμενα που πέφτουν. Η άπο-ψη ‘της φυσικής τάσης των βαριών σωμάτων να πέφτουν στη γη’ αποτελεί μια «Αριστοτελική», όπως ονομάζεται, άποψη των παιδιών μια και ή άποψη αυτή υποστηριζόταν από τον ίδιο τον Αριστοτέλη. Επίσης μερικά παιδιά πι-στεύουν ότι τα σώματα πέφτουν προς το έδαφος γιατί στο κέντρο της γης υπάρχει ένας μαγνήτης που τα τραβά προς αυτό.

Οι δραστηριότητες

Τα παιδιά μικρής ηλικίας είναι δύσκολο να εξηγήσουν γιατί ένα σώμα πέφτει. Μπορούν όμως με σχετικά απλές δραστηριότητες να διαπιστώσουν ότι τα σώματα πέφτουν όταν αφεθούν ελεύθερα. Οι δραστηριότητες που ακολου-θούν έχουν στόχο:α) Να αποκτήσουν τα παιδιά εμπειρία της κίνησης των σωμάτων που οφεί-λεται στο βάρος τους:

•Tο βάρος κάνει τα πράγματα να κινούνται - να πέφτουν προς τη γη. •Το σχήμα τους μπορεί να επηρεάσει το πώς πέφτουν.

β) Να εξοικειωθούν με την ιδέα ότι δεν υπάρχει σώμα που δεν έχει βάρος: Τα σώματα, όσο ελαφρά και αν είναι, έχουν βάρος.


Διερεύνηση

Φάση ΑΤα περισσότερα σώματα πέφτουν στη γη όταν τα αφήσουμε ελεύθε-ρα.

Φάση Β Όλα τα σώματα έχουν βάρος, άλλα μεγαλύτερο και άλλα μικρότερο.

ΥλικάΔιαφορετικού σχήματος και βάρους σώματα από διαφορετικά υλικά π.χ. ένα πάκο με βαμβάκι, μια πέτρα, ένα κομμάτι ξύλο, ένα κομμάτι ύφασμα, ένα μεταλλικό αντικείμενο, ένα αντικείμενο από πλαστικό, ένα φύλλο χαρτί, ένα


φύλλο αλουμινόχαρτο, ένα κομμάτι από λεπτό πλαστικό, ένα δυναμόμετρο ή ένα πλαστικό ελατήριο στην περίπτωση που θα κατα-σκευαστεί ένα αυτοσχέδιο δυναμόμετρο, σακουλάκια με υλικά όπως π.χ. φασόλια, αλάτι, κ.ά.

Δεξιότητες

Παρατήρηση, πρόβλεψη, μέτρηση, σύγκριση, επικοινωνία, διατύπωση συ-μπεράσματος

Πορεία

Φάση Α ♦ Τοποθετούμε τα υλικά στο τραπέζι και συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα.♦ Επιδεικνύοντας τα αντικείμενα θέτουμε το ερώτημα: «Τι θα συμβεί αν αφήσουμε τα αντικείμενα ελεύθερα;» (είναι σημαντικό να κατανοήσουν τα παιδιά ότι δεν τα πετάμε αλλά απλά τα αφήνουμε). ♦ Τα παιδιά κάνουν προβλέψεις τις οποίες συζητούμε στην ομάδα. Αν δεν αναφερθεί ότι τα αντικείμενα θα πέσουν, χρησιμοποιώντας κατάλληλες ερωτήσεις, συζητούμε την περίπτωση αυτή. ♦ Στη συνέχεια θέτοντας το ερώτημα: «προς τα πού θα κινηθούν τα αντικείμενα αν τα αφήσουμε ελεύθερα-χωρίς να τα πετάξουμε;», αφήνουμε τα παιδιά να κάνουν προβλέψεις και να αναφέρουν εμπειρίες. ♦ Στη συνέχεια ζητούμε από τα παιδιά να περιγράψουν την πορεία του κάθε αντικειμένου ξεχωριστά (π.χ. προς τα πού θα κινηθεί το βαμβάκι, το χαρτί, η πέτρα, κλπ) και να δοκιμάσουν τις προβλέψεις τους, καταλήγοντας στη διαπίστωση ότι τα αντικείμενα κινούνται προς το έδαφος όταν τα αφή-σουμε ελεύθερα.♦ Θέτουμε το ερώτημα: «Τι είναι αυτό που κάνει τα σώματα να πέφτουν στη γη;».♦ Τα παιδιά εκφράζουν τις απόψεις τους. Συζητούμε τις απόψεις τους και στην περίπτωση που δεν αναφερθεί εισάγουμε την καινούργια γνώση: «Τα σώματα έχουν βάρος. Το βάρος κάνει τα σώματα να πέφτουν στη γη». ♦ Επειδή στην ηλικία αυτή τα παιδιά είναι δύσκολο να κατανοήσουν την έννοια της δύναμης του βάρους, τους ζητούμε, έχοντας σηκωμένο από τον ώμο το βραχίονά τους και κρατώντας τον οριζόντια προς το έδαφος και τε-ντωμένο καλά, να κρατήσουν στην παλάμη τους βαριά αντικείμενα μέχρι να κουραστούν και να αισθανθούν τη δύναμη που τραβά το χέρι τους προς τα κάτω. ♦ Δίνουμε στα παιδιά εξηγήσεις «για το χέρι που κουράστηκε» να κρατά το αντικείμενο και συζητούμε για «αυτό» που τους το τραβά προς τα κάτω.


ΕπισήμανσηΕίναι σημαντικό να επιβεβαιώσουμε ότι κατά τις δοκιμές τα αντικείμενα εκτε-λούν ελεύθερη πτώση. Δηλαδή ότι τα παιδιά αφήνουν τα αντικείμενα να κι-νηθούν ελεύθερα υπό την επήρεια του βάρους τους και δεν τα πετούν ή δεν τα υποχρεώνουν να κινηθούν προς συγκεκριμένες κατευθύνσεις.


Εισαγωγική συζήτηση και αρχικές αμφιβολίες

Σε κάποια σχολεία οι εκπαιδευτικοί αρχικά ζήτησαν από τα παιδιά να ανα-γνωρίσουν τα υλικά: Ύφασμα, φτερό, ξύλο, μέταλλο, βαμβάκι, κλπ., και στη συνέχεια έθεσαν τον προβληματισμό «Τι νομίζετε ότι θα συμβεί αν σηκώσου-με αυτά τα αντικείμενα ψηλά και μετά τα αφήσουμε ελεύθερα»; Τα παιδιά, για τα περισσότερα από τα αντικείμενα, διατύπωσαν την πρόβλεψη ότι θα πέσουν προς το έδαφος: «θα πέσουν κάτω στο πάτωμα όπως τύχει», «θα πάνε προς τα κάτω», «θα πέσουν κάτω και θα σταματήσουν», «θα κινηθούν ίσια προς τα κάτω».Μερικά παιδιά είχαν επιφυλάξεις για το τι θα συμβεί με το φτερό ή με το χαρτί. Στην περίπτωση αυτή οι συμμαθητές τους, τους υπέδειξαν ότι και αυτά θα πέσουν αλλά με διαφορετικό τρόπο. Οι απόψεις αυτές αποτέλεσαν έναυσμα για συζητήσεις και περιγραφές του τρόπου με τον οποίο το κάθε αντικείμενο πέφτει κινείται δηλαδή προς το έδαφος.

Δοκιμές και παρατηρήσεις

Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί άφησαν τα παιδιά να δοκιμάσουν τη συμπερι-φορά των αντικειμένων (υπενθυμίζοντάς τους ότι δεν τα πετούνε αλλά απλά τα αφήνουν ελεύθερα), και να παρατηρήσουν την κίνησή τους. Τα παιδιά περιέγραψαν στην ομάδα την κίνηση του καθενός από τα αντικείμενα. Ανέ-φεραν ότι όλα έπεσαν στο έδαφος όμως ο τρόπος με τον οποίο έπεσαν μερικά από αυτά δεν ήταν ο ίδιος με αυτόν των άλλων. Συγκεκριμένα παρα-τήρησαν ότι το ύφασμα και το χαρτί δεν έπεσαν αμέσως κάτω αλλά, όπως είπαν τα παιδιά, «ταλαντεύτηκαν» ή όπως είπαν άλλα «πηγαίνουν έτσι και έτσι» δείχνοντας με το χέρι τους πέρα-δώθε. Μερικά παιδιά έδωσαν μόνα τους μια εξήγηση: Π. Επειδή ο αέρας το εμποδίζει να πέσειΠ. Και το αλουμινόχαρτο όταν πέφτει ο αέρας το πάει μια από δω και μια απόΠ. Ταλαντεύτηκε επειδή ο αέρας το έκανε


Σε κάποια σχολεία ομαδοποίησαν τα αντικείμενα ανάλογα με τον τρόπο και την ταχύτητα με την οποία έπεσαν. Μετά ξαναδοκίμασαν την πτώση που χαρτιού απλωμένο και μαζεμένο - τσαλακωμένο και κατέληξαν ότι τα αντικεί-μενα να πέφτουν πιο γρήγορα είναι εκείνα που έχουν μεγάλη επιφάνεια.

Οι εκπαιδευτικοί έθεσαν το ερώτημα: «Γιατί πιστεύετε ότι τα σώματα πέ-φτουν κάτω- προς τη γη» ή «τι πιστεύετε ότι είναι αυτό που κάνει τα πράγμα-τα να κινούνται προς τα κάτω». Τα παιδιά εξέφρασαν διαφορετικές απόψεις, άλλες επιστημονικές και άλλες εναλλακτικές. Άλλα μίλησαν για «βαρύτητα», άλλα είπαν ότι τα πράγματα «έχουν βάρος» και άλλα ‘χρέωσαν’ την πτώση των σωμάτων στην ύπαρξη του αέρα. Π. Γιατί είναι η βαρύτητα.Π. Πέφτουν στη γη γιατί έχουν βάροςΠ. Ο αέρας δεν μπορεί να τα κρατήσει ψηλά και πέφτουνΠ. Ο αέρας τα κάνει να πέφτουν προς τα κάτω

Οι απόψεις των παιδιών συζητήθηκαν στην ομάδα. Τελικά απέκλεισαν τον παράγοντα ‘αέρα’ και κατέληξαν στο ότι τα σώματα «έχουν βάρος γι’ αυτό πέφτουν στη γη». Οι εκπαιδευτικοί ρώτησαν τα παιδιά τι πιστεύουν ότι είναι το βάρος. Μερικά παιδιά ήξεραν ότι το βάρος είναι μια δύναμη:Π. Είναι μια δύναμη που τραβάει τα πράγματα κάτω στη γηΠ. Είναι δύναμη. Μας τραβάει κάτω.

Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί έκαναν το πείραμα με «το τεντωμένο χέρι και τα βαριά αντικείμενα». Όλα τα παιδιά το δοκίμασαν και περιέγραψαν τι αι-σθάνονταν:Π. Με κουράζει, μου τραβάει το χέρι προς τα κάτω.Π. Το νοιώθω, είναι σαν κάτι να τραβάει το χέρι μου προς τα κάτω.

Κάποια παιδιά θέλησαν να δοκιμάσουν την ίδια διαδικασία με πολύ ελαφρύ-τερα αντικείμενα όπως το φτερό και περιέγραψαν το πόσο διαφορετικά αι-σθάνθηκαν. Οι περιγραφές των παιδιών αποτέλεσαν έναυσμα για την εισα-γωγική συζήτηση της επόμενης φάσης της δραστηριότητας.

Φάση Β♦ Στη συνέχεια της δραστηριότητας θέτουμε για συζήτηση το ερώτημα:

«Πιστεύετε ότι υπάρχουν σώματα που δεν έχουν βάρος;»♦ Τα παιδιά εκφράζουν τις απόψεις τους τις οποίες συζητούμε στην ομάδα

συνδέοντάς τες με εμπειρίες από την προηγούμενη δραστηριότητα. ♦ Θέτουμε το ερώτημα: «Ξέρετε πώς μπορούμε να μετρήσουμε το βάρος


των σωμάτων;» και ζητούμε από τα παιδιά να εκφράσουν τις απόψεις τους .

♦ Παρουσιάζουμε στα παιδιά το δυναμόμετρο και επιδεικνύουμε τον τρόπο χρήσης του: «Το βάρος του σώματος κάνει το ελατήριο του δυναμόμε-τρου να επιμηκύνεται. Όσο πιο μεγάλο είναι το βάρος του σώματος τόσο περισσότερο επιμηκύνεται το ελατήριο του δυναμόμετρου».

♦ Συζητούμε πιθανές ερωτήσεις των παιδιών και ζητήματα που τυχόν θα προκύψουν.

♦ Αφήνουμε τα παιδιά να πειραματιστούν με τη μέτρηση βάρους των δια-φόρων σωμάτων που έχουμε εκθέσει και να καταγράψουν τις μετρήσεις τους.

♦ Παρουσιάζουν τις μετρήσεις τους στην ομάδα και τις συζητούν.♦ Με κατάλληλες ερωτήσεις οδηγούμε τα παιδιά στο συμπέρασμα ότι: «δεν

υπάρχει σώμα που δεν έχει βάρος. Απλά το βάρος μερικών σωμάτων εί-ναι πολύ-πολύ μικρό».

ΕπισήμανσηΕπειδή το δυναμόμετρο με την επιμήκυνση του ελατηρίου του δείχνει πιο παραστατικά την ύπαρξη δύναμης που έχει φορά προς τη γη, είναι προτιμό-τερο να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του βάρους αντί της ζυγαριάς.

Πρόταση

Αν το δυναμόμετρο του εμπορείου δεν είναι ευαίσθητο σε μικρά βάρη και μπορεί να δημιουργηθεί στα παιδιά η εντύπωση ότι μερικά σώματα δεν έχουν βάρος, προτείνουμε, τα παιδιά να κατασκευάσουν με τη βοήθεια της νηπι-αγωγού ένα αυτοσχέδιο δυναμόμετρο με μαλακό πλαστικό ελατήριο που ίσως να είναι πιο ευαίσθητο σε μικρά βάρη ή ακόμα και πολύ μαλακό μεταλ-λικό ελατήριο. Το ίδιο μπορούν να κάνουν οι εκπαιδευτικοί στην περίπτωση που δεν είναι δυνατόν να προμηθευτούν δυναμόμετρο του εμπορείου.Για την κατασκευή αυτοσχέδιου δυναμόμετρου θα μπορούσε να χρησιμο-ποιηθεί ένας μεταλλικός γάντζος στον οποίο να κρεμαστεί το πλαστικό ελα-τήριο και πίσω από αυτό μια χάρτινη βαθμολογημένη ταινία. Τα παιδιά μπο-ρούν να βαθμολογήσουν την ταινία χωρίζοντας τη σε μικρά ίσα διαστήματα. Η μετατόπιση του κάτω άκρου του ελατηρίου από όπου έχει αναρτηθεί το σώμα θα δείχνει το βάρος του σώματος που θα μετρείται.



Όταν οι εκπαιδευτικοί ρώτησαν τα παιδιά αν υπάρχουν πράγματα που δεν έχουν βάρος μερικά παιδιά προβληματίστηκαν για το βαμβάκι, το χαρτί και το αλουμινόχαρτο. Μετά όμως σκέφτηκαν: «Αλλά αφού πέφτουν κι αυτά κάτω έχουν βάρος. Δεν είναι και πολύ βαριά αλλά έχουν λίγο βάρος».

Είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι μερικά παιδιά εξέφρασαν την άποψη ότι πράγματα που πετούν, όπως για παράδειγμα τα πουλιά, δεν έχουν βάρος διότι δεν πέφτουν. Η άποψη αυτή συζητήθηκε στην ομάδα και με κατάλληλα επιχειρήματα των εκπαιδευτικών και των υπολοίπων συμμαθητών τους τα παιδιά κατανόησαν ότι ο λόγος που αυτά στέκονται στον αέρα δεν είναι η έλλειψη βάρους αλλά κάποια άλλη αιτία.

Η διαφορετική αίσθηση που αποκόμισαν τα παιδιά από τις δοκιμές διαφο-ρετικών βαρών στο τεντωμένο χέρι βοήθησε τα περισσότερα από αυτά να εκφράσουν την άποψη ότι όλα τα σώματα έχουν βάρος αλλά , άλλα έχουν μικρότερο και άλλα μεγαλύτερο. Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί έθεσαν το ερώτημα: «πώς μπορούμε να βρού-με πόσο βαρύ είναι ένα σώμα»; Μερικά παιδιά πρότειναν να ζυγίσουν τα σώματα: «Μπορούμε να πάρουμε μια ειδική ζυγαριά που να ζυγίζει ακριβώς, ούτε πιο πολύ ούτε πιο λίγο». Τότε οι εκπαιδευτικοί πρότειναν και έναν άλλο τρόπο. Να βρουν το βάρος των σωμάτων με ένα άλλο όργανο που το λένε δυναμόμετρο και εξήγησαν στα παιδιά τι είναι αυτό. Παρουσίασαν τα δυνα-μόμετρα και τους ζήτησαν να τα περιγράψουν. Π. Μοιάζει με το θερμόμετρο αλλά έχει μέσα ελατήριο. Έχει γραμμού-λες και έχει και αριθμούς, 0,1, 2, 3, 4, 5». Έχει και ένα τσιγκελάκι για να κρεμάμε τα πράγματα. Δοκίμασαν να κρεμάσουν ένα αντικείμενο και τότε παρατήρησαν ότι το ελα-τήριο τεντώνει και το μήκος του μεγαλώνει όταν ένα σώμα το τραβά προς τα κάτω.

Σε όσα σχολεία δεν είχαν προμηθευτεί εργαστηριακά δυναμόμετρα, οι εκ-παιδευτικοί, σε συνεργασία με τα παιδιά, τα κατασκεύασαν με απλά υλικά όπως προτείνεται στην περιγραφή της δραστηριότητας.

Τα παιδιά μέτρησαν το βάρος διαφόρων σωμάτων με το δυναμόμετρο, κατέ-γραψαν τα ευρήματά τους και τα παρουσίασαν στην ομάδα. Όσο πιο βαρύ είναι ένα σώμα τόσο πιο πολύ ‘τεντώνει’ προς τα κάτω το ελατήριο και τόσο πιο μεγάλος είναι ο αριθμός που δείχνει.

Στην ομάδα συζήτησαν επίσης ότι ο λόγος για τον οποίο το δυναμόμετρο ‘τεντώνει’ προς τα κάτω όταν κρεμάμε ένα σώμα είναι γιατί το τραβάει προς τα κάτω η δύναμη με την οποία η γη ‘τραβάει’ το σώμα.


Εικόνα 16. Αυτοσχέδιο δυναμό-μετρο. Οι τρυπούλες στον πίνακα στον οποίο έχει αναρτηθεί αποτε-λούν την κλίμακα πάνω στην οποία σημειώνονταν οι ενδείξεις ανάλο-γα με το βάρος του κάθε σώμα-τος.

Εικόνα 17. Μέτρηση του βάρους ενός φύλλου χαρτιού με αυτοσχέδιο δυναμόμε-τρο


Σε κάποιο σχολείο στο οποίο χρησιμοποιήθηκε εργαστηριακό δυναμόμετρο το οποίο δεν ήταν ιδιαίτερα ευαίσθητο και η επιμήκυνσή δεν ήταν ιδιαίτερα εμφανής για τα μικρά βάρη, αποφάσισαν να μετρήσουν το βάρος του χαρ-τιού, αλουμινόχαρτου και βαμβακιού στη ζυγαριά με τους δίσκους. Εκεί τα παιδιά διαπίστωσαν τη μετακίνηση του δίσκου με το αντικείμενο και κατανό-ησαν ότι και αυτά τα σώματα, τα ελαφριά, έχουν βάρος.

Τέλος, σε κάποια σχολεία η δραστηριότητα έκλεισε με την ταξινόμηση των αντικειμένων των οποίων τα παιδιά είχαν μετρήσει το βάρος τους, σε αντικεί-μενα που έχουν μεγαλύτερο βάρος και σε αντικείμενα με μικρότερο βάρος ανάλογα με τις τιμές που είχαν καταγράψει.


ΔιερεύνησηΤο σχήμα των σωμάτων μπορεί να επηρεάζει το πώς αυτά πέφτουν στη γη.

ΥλικάΌλα τα υλικά της προηγούμενης δραστηριότητας


Πορεία♦ Συγκεντρώνουμε τα παιδιά στην ομάδα και ζητούμε να περιγράψουν τις

διαφορές που παρατήρησαν στον τρόπο και την ταχύτητα με την οποία έπεφταν τα αντικείμενα στους πειραματισμούς των προηγουμένων δρα-στηριοτήτων.

♦ Ζητάμε από τα παιδιά να ομαδοποιήσουν τα αντικείμενα με τα οποία πει-ραματίστηκαν σε αυτά που πέφτουν πιο γρήγορα και αυτά που πέφτουν πιο αργά και να συγκρίνουν το σχήμα τους.

♦ Θέτουμε το ερώτημα: «Γιατί νομίζετε ότι άλλα αντικείμενα πέφτουν πιο γρήγορα και άλλα πιο αργά»;

♦ Αφήνουμε τα παιδιά να εκφράσουν τις απόψεις τους.♦ Τις συζητούμε στην ομάδα οδηγώντας τα με κατάλληλες ερωτήσεις στο

ρόλο του μεγέθους της επιφάνειάς τους: «Τα αντικείμενα με μεγαλύτερη επιφάνεια πέφτουν στη γη πιο αργά».

♦ Επιλέγουμε ένα παιχνίδι για παράδειγμα μια μικρή κούκλα και θέτουμε τον προβληματισμό: «Πως νομίζετε ότι θα μπορούσαμε να κάνουμε αυτή την κούκλα να πέσει πιο αργά αν την αφήσουμε ελεύθερη;».


♦ Συζητούμε στην ομάδα τις πιθανές λύσεις που θα προτείνουν τα παιδιά και συνδέουμε με εφαρμογές στην καθημερινή ζωή όπως για παράδειγ-μα την πτώση ενός αλεξιπτωτιστή. Δείχνουμε σχετικές εικόνες και συζη-τούμε για το σχήμα και το μέγεθος της επιφάνειας του αλεξίπτωτου και την επίδρασή που έχει στην κίνηση του σώματος προς το έδαφος.

♦ Με τη βοήθεια και συμμετοχή των παιδιών κατασκευάζουμε ένα αλεξί-πτωτο χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο κομμάτι πλαστικό ή ύφασμα και ισομήκεις σπάγκους. Προσαρμόζοντας το αλεξίπτωτο σε διαφορετικά παιχνίδια π.χ. μικρές κούκλες, πλαστικά στρατιωτάκια κ.ά. αφήνουμε τα παιδιά να πειραματιστούν και να αποκτήσουν εμπειρία της πτώσης των σωμάτων αυτών με το αλεξίπτωτο και χωρίς αυτό παρατηρώντας τη δια-φορά στη διάρκεια της πτώσης τους.

♦ Ζητούμε από τα παιδιά να περιγράψουν τις εμπειρίες τους στην ομάδα.

ΕπισήμανσηΤο ύφασμα ή το πλαστικό που θα χρησιμοποιηθεί από τα παιδιά για την κατασκευή του αλεξίπτωτου θα πρέπει να έχει μεγάλη επιφάνεια ώστε να γίνει εμφανής η διαφορά στη ταχύτητα πτώσης των σωμάτων. Δοκιμάστε με τετράγωνο ύφασμα ή πλαστικό πλευράς 50- 60 εκατοστών.

Πρόταση

Αν τα παιδιά εκφράσουν την άποψη (και είναι πολύ πιθανό ότι θα το κά-νουν) ότι τα πιο βαριά αντικείμενα πέφτουν πιο γρήγορα στο έδαφος, τότε αφήστε τα να πειραματιστούν με αντικείμενα ίσου βάρους αλλά διαφορετι-κού μεγέθους επιφάνειας όπως π.χ με ένα φύλλο χαρτί και μετά με το ίδιο τσαλακωμένο σε μια μπάλα. Θα βοηθούσε αν τα παιδιά σύγκριναν (με το δυναμόμετρο) τα βάρη των εν λόγω σωμάτων ώστε να επιβεβαιώσουν την ισότητά τους.


Σε τι διαφέρει το σχήμα των σωμάτων που πέφτουν κατευθείαν στη γη από το σχήμα των σωμάτων που ‘ταλαντεύονται’, πάνε δηλαδή πέρα-δώθε όταν πέφτουν; Ποια σώματα πέφτουν πιο γρήγορα αυτά που έχουν μεγαλύτερη επιφά-

νεια ή αυτά που έχουν μικρότερη;

Πρόταση

Αν τα παιδιά θέσουν το ερώτημα “γιατί μερικά σώματα έχουν μεγαλύτερο βάρος από κάποια άλλα”, τότε η εκπαιδευτικός θα μπορούσε να τα οδηγήσει


στην διερεύνηση: « Όσο περισσότερη ύλη περιέχει ένα σώμα, δηλαδή όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του, τόσο μεγαλύτερο είναι και το βάρος του». Τα παιδιά, με τη σύγχρονη χρήση της ζυγαριάς (ηλεκτρονική ή με βραχίονες) και δυναμόμετρου, μπορούν πειραματιζόμενα με διαφορετικού βάρους σώματα’, να διαπιστώσουν ότι το βάρος ενός σώματος μεγαλώνει ή μικραίνει ανάλογα με το ποσό της ύλης που περιέχει. Θα ήταν χρήσιμο να χρησιμοποιηθούν υλικά των οποίων τη μάζα μπορούμε να μεταβάλλουμε προσθέτοντας ή αφαι-ρώντας υλικό όπως π.χ. σακουλάκια με φασόλια, ρύζι, αλάτι κλπ. Η ίδια δραστηριότητα μπορεί να γίνει και χωρίς τα παιδιά να θέσουν τη σχε-τική ερώτηση αν η εκπαιδευτικός κρίνει ότι βρίσκονται σε στάδιο που μια τέ-τοια δραστηριότητα δεν θα προκαλούσε σύγχυση μεταξύ των δύο φυσικών μεγεθών βάρους και μάζα. Αντίθετα, θα μπορούσε να έχε σαν αποτέλεσμα, τα παιδιά, να συσχετίσουν το βάρος ενός σώματος με τη μάζα του.


Οι εκπαιδευτικοί παρουσίασαν στα παιδιά τα υλικά μέσα στα οποία είχαν φροντίσει να συμπεριλάβουν αντικείμενα με μικρό βάρος και με μεγάλου μεγέθους επιφάνεια όπως, ένα μεγάλο κομμάτι αλουμινόχαρτο, φύλλα χαρ-τιού, ύφασμα, μια χαρτοπετσέτα, κ.ά. Τα παιδιά άφησαν και πάλι τα αντικείμενα να πέσουν. Στην παρούσα δρα-στηριότητα η έμφαση της παρατήρηση δόθηκε όχι στο αν τα αντικείμενα θα πέσουν αλλά στον τρόπο με τον οποίο θα έπεφταν στη γη. Τα παιδιά παρουσίασαν τις παρατηρήσεις τους στην ομάδα. Για τα αντικείμενα με μεγάλη επιφάνεια τα παιδιά, όπως και σε προηγούμενη δραστηριότητα, παρατήρησαν ότι: «ταλαντεύονται λιγάκι και μετά πέφτουν κάτω» και ότι «δεν πέφτουν αμέσως αλλά αργούν λιγάκι». Ομαδοποίησαν τα αντικείμενα σε εκείνα που πέφτουν πιο γρήγορα και σε κείνα που αργούν να πέσουν. Στην τελευταία ομάδα τα παιδιά έβαλαν το χαρτί, το αλουμινόχαρτο, το ύφασμα και τη χαρτοπετσέτα. Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί έθεσαν το ερώτημα: «Τι νομίζετε ότι κάνει τα αντικείμενα να πέφτουν στη γη με διαφορετικό τρόπο και άλλα να πέφτουν πιο γρήγορα και άλλα πιο αργά»; Οι απαντήσεις των παιδιών ήταν ποικίλες. Άλλα μίλησαν για το βάρος των σωμάτων: «Γιατί αυτά δεν είναι πολύ βαριά» και άλλα για τον αέρα και την επιφάνειά τους: «Ο αέρας τα εμποδίζει» ή «Αργούν να πέσουν επειδή έχουν μεγάλη επιφάνεια», «Άμα το κάνουμε μπα-λίτσα θα πέσει πιο γρήγορα». Οι εκπαιδευτικοί ζήτησαν από τα παιδιά να δοκιμάσουν αυτή την ιδέα. Τα παιδιά τσαλάκωσαν ένα χαρτί και το έκαναν σαν μπάλα και άφησαν να πέσουν την ίδια στιγμή το τσαλακωμένο και ένα ίδιο χαρτί ατσαλάκωτο. Επανέλαβαν τη δοκιμή αρκετές φορές ώστε να επι-βεβαιώσουν τη διαφορά στην πτώση τους.


Μια ιδιαίτερη παρατήρηση

Σε ένα σχολείο, όταν τα παιδιά πειραματίζονταν με τα διαφορετικά υλικά παρατήρησαν ότι το φτερό, όταν το έριχναν με την επιφάνειά του οριζόντια προς το έδαφος, έπεφτε με διαφορετικό τρόπο και ταχύτητα απ’ ότι όταν το έριχναν κατακόρυφο. Η εκπαιδευτικός αξιοποίησε την παρατήρηση των παιδιών για να τους μιλήσει για την επιφάνεια και το ρόλο της. Αλλάζει η επι-φάνεια με την οποία πέφτει το φτερό, τους είπε, και τους έδειξε τι εννοούσε με τον όρο ‘επιφάνεια’. Μετά τους εξήγησε ότι το φτερό, όταν το ρίχνουμε όρθιο, έχει μικρή επιφάνεια που χτυπά στον αέρα ενώ όταν το ρίχνουμε πλα-γιαστό έχει μεγάλη. Και όσα έχουν μεγάλη επιφάνεια πέφτουν αργά. Στη συ-νέχεια έκαναν μια ομαδοποίηση αντικειμένων σε αυτά με μικρή και σε αυτά μεγάλη επιφάνεια.

Το κλείσιμοΟι εκπαιδευτικοί έκλεισαν τη δραστηριότητα με τον προβληματισμό: «Πως μπορούμε να κάνουμε ένα σώμα να πέσει πιο αργά στο έδαφος»; και άφη-σαν τα παιδιά να προτείνουν διάφορες λύσεις. «Να του βάλουμε φτερά» είπαν κάποια παιδιά. Άλλα είπαν: «Να του μεγαλώσουμε την επιφάνεια». Σε κάποια σχολεία οι εκπαιδευτικοί έθεσαν τότε το ερώτημα: «Τι θα έκανε ένας πιλότος αεροπλάνου αν έπρεπε να πηδήξει από το αεροπλάνο την ώρα που πετούσε»; Μερικά παιδιά αναφέρθηκαν στο αλεξίπτωτο και οι εκπαιδευ-τικοί έδειξαν εικόνες αλεξιπτωτιστών. Στη συνέχεια, σε όλα τα σχολεία, τα παιδιά συνεργάστηκαν μεταξύ τους και με τη βοήθεια της εκπαιδευτικού κατασκεύασαν ένα αλεξίπτωτο στο οποίο έδεσαν ένα παιχνίδι στρατιωτάκι ή άλλο κουκλάκι. Πειραματίστηκαν αφήνοντας συγχρόνως το στρατιωτάκι ή το κουκλάκι που ήταν προσαρμοσμένο στο αλεξίπτωτο και ένα ίδιο χωρίς αλεξίπτωτο και παρατήρησαν και σύγκριναν την πτώση του παιχνιδιού επι-βεβαιώνοντας τα προηγούμενα συμπεράσματά τους.

Οι εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι η δραστηριότητα αυτή ενθουσίασε τα παιδιά, έδωσε την ευκαιρία να εκφράσουν απόψεις και δημιούργησε ενδιαφέρου-σες συζητήσεις μεταξύ τους.

Σε κάποια σχολεία τα παιδιά συνέχισαν και πέραν των δραστηριοτήτων να συζητούν για τις εμπειρίες αυτές εκφράζοντας ενδιαφέρουσες ιδέες:Π. Αν αφήσω να πέσει ένα κομμάτι βαμβάκι σαν μπαλίτσα και μετά το κάνω απλωτό και το αφήσω να πέσει τότε θα έπεφτε πιο αργά από το μαζεμένο.



Τα παιδιά είναι πιθανόν να μεταφέρουν στο σπίτι τις εμπειρίες για το φαι-νόμενο της πτώσης των σωμάτων. Τα θέματα των δραστηριοτήτων που περιγράφονται παραπάνω μπορεί να αποτελέσουν θέματα συζητήσεων στην οικογένεια όπου όλα τα μέλη μπορούν να αναφερθούν σε εμπειρίες από την καθημερινή ζωή. Με πολύ απλές πειραματικές δοκιμές τα παιδιά μπορούν σε συνεργασία με άλλα μέλη της οικογένειας να παρατηρήσουν και να συ-ζητήσουν την πτώση πολύ μικρών και μικρού βάρους αντικειμένων που είναι πιθανόν να πιστεύουν ότι δεν έχουν βάρος.

Aξιολόγηση


Μια μέρα που η Χαρούλα έπαιζε στην αυλή του σπιτιού χτύπησε το πόδι της. Χαράλαμπε, φώναξε στον αδερφό της που ήταν μέσα στο δωμάτιο, δώσε μου ένα κομμάτι βαμβάκι. Δεν μπορώ να κατέβω κάτω. Θα το αφήσω να πέ-σει από το παράθυρο, της είπε εκείνος. Μα δεν θα πέσει κάτω. Το βαμβάκι

Εικόνα 18. Η πτώση του αλε-ξίπτωτου


δεν έχει βάρος, φώναξε η Χαρούλα. Όλα τα σώμα έχουν βάρος, απλά το βάρος που έχει το βαμβάκι είναι πολύ μικρό γι’ αυτό είναι πολύ ελαφρύ, είπε ο Χαράλαμπος και άφησε το βαμβάκι από το παράθυρο. Τι λέτε; Έφτασε το βαμβάκι κάτω στη Χαρούλα;


Το μεγαλύτερο ποσοστό παιδιών απάντησε ότι το βαμβάκι έφτασε κάτω στη Χαρούλα:Π. Η Χαρούλα δεν ξέρει. Όλα τα σώματα έχουν βάρος.Π. Είναι λίγο ελαφρύ το βαμβάκι αλλά έχει βάρος.

Σειρά Γ

Δυνάμεις που ασκούνται από μαγνήτες

Οι δραστηριότητες με θέμα «δυνάμεις που ασκούνται σε σώματα από μα-γνήτες» περιλαμβάνονται στο κεφάλαιο 4 «Μαγνήτες και Μαγνητισμός».


Driver, R., Squires, A., Rushworth, P. & Wood-Robinson, V. (2000). Οικο-δομώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών, Μια Παγκόσμια Σύνοψη των Ιδεών των Μαθητών. Εκδόσεις Τυπωθήτω, Αθήνα.

Erickson, G. & Hobbs, E. (1978). A developmental study of students be-liefs about force concepts, Paper presented to the Annual Convention of the Canadian Society for the Education, June, London, Ontario, Canada.

Eshach, H. & Fried, M. (2005). Should science be taught in early child-hood?. Journal of Science Education and Technology, 14(3), 315–336.

Osborne, R. (1980). Force, LISP working paper

Osborne, R., & Freyberg, P. (1985). Learning in science: The implications of children’s science. Lomdon: Heineman.

Ioannides, C., & Vosniadou, S. (2002). The changing meanings of force. Cognitive Science Quarterly, 2, 1-56.



Μαγνήτες και

Μαγνητισμός


ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ


Ξέρετε τι είναι ο μαγνητισμός;

Ξέρετε τι είναι ο φυσικός μαγνήτης;

Ξέρετε ότι υπάρχουν ορισμένα μέταλλα που δεν τα έλκει ο μαγνήτης;

Ξέρετε πώς σχετίζεται το μέγεθος ενός μαγνήτη με την ισχύ του;

Ξέρετε τι ιδιότητες παρουσιάζει ένας μαγνήτης όταν σπάσει σε δύο

κομμάτια; Ξέρετε τι συμβαίνει όταν οι μαγνήτες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους;

Δείτε τι λέει η Φυσική: Στη φυσική, με τον όρο μαγνητισμός χαρακτηρίζεται το φαινόμενο στο

οποίο κάποια υλικά, λεγόμενα μαγνήτες, ασκούν ελκτικές ή απωστικές δυ-νάμεις σε άλλα υλικά, καθώς και το σύνολο των φαινομένων που παράγονται από την ιδιότητα αυτή. Φυσικός μαγνήτης είναι το υλικό μαγνητίτης που είναι μια χημική ένω-

ση σιδήρου με οξυγόνο. Στη Μαγνησία της Μικράς Ασίας είχαν ανακαλύψει αυτό το πέτρωμα που είχε την ασυνήθιστη ιδιότητα να έλκει τα σιδερένια αντικείμενα και έτσι ο Θαλής ο Μιλήσιος το ονόμασε μαγνητίτη. Αργότερα κατασκευάστηκαν και άλλα υλικά που είχαν την ιδιότητα αυτή. Τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οι μαγνήτες ονομάζονται σιδηρομαγνητικά υλι-κά.

Υπάρχουν μέταλλα όπως ο μόλυβδος το αλουμίνιο, ο χρυσός, κ.ά. που

δεν επηρεάζονται από το μαγνήτη. Κάποια γνωστά υλικά που παρουσιάζουν εύκολα ανιχνεύσιμες μαγνητικές ιδιότητες είναι το νικέλιο, ο σίδηρος, μερι-κά είδη ατσαλιού και το ορυκτό μαγνητίτης που αναφέραμε παραπάνω. Ένας μεγάλος σε μέγεθος μαγνήτης δεν σημαίνει ότι είναι και απαραί-

τητα ισχυρότερος από ένα μικρό μαγνήτη. Μπορούμε να έχουμε μικρούς και πολύ ισχυρούς μαγνήτες και αντίθετα μεγάλους και ασθενείς και αυτό οφείλεται στο είδος του υλικού από το οποίο είναι φτιαγμένος ένας μαγνή-της, δηλαδή στον τρόπο με τον οποίο είναι δομημένο το υλικό του (δομή της ύλης).

Τα μαγνητικά υλικά παρουσιάζουν δύο άκρα – τους πόλους- που έχουν διαφορετική συμπεριφορά το καθένα (μπορούμε να τους ονομάσουμε «βό-


ρειο» και «νότιο» πόλο αντίστοιχα). Όταν ένας μαγνήτης σπάσει σε δύο κομμάτια τότε δημιουργούνται δύο νέοι μαγνήτες με «βόρειο» και «νότιο» πόλο αντίστοιχα ο καθένας. Οι μαγνήτες δεν αλληλεπιδρούν μόνο με άλλα αντικείμενα αλλά και

μεταξύ τους με αποτέλεσμα είτε να έλκονται (όταν η αλληλεπίδραση γίνεται στους ετερώνυμους πόλους τους) είτε να απωθούνται (όταν η αλληλεπί-δραση γίνεται στους ομώνυμους πόλους τους).


Ο Barrow (1987) μελέτησε τις ιδέες παιδιών όλων των ηλικιών για τους μα-γνήτες. Η έρευνα αυτή έδειξε ότι τα παιδιά, από την εμπειρία τους, είχαν αποκτήσει γνώση της χρήσης των μαγνητών στην καθημερινή ζωή π.χ. ότι με τη βοήθεια τους μπορούν να σηκώνουν καρφίτσες ή πρόκες και να κολ-λάνε σημειώματα σε μεταλλικές επιφάνειες. Το 1986 ο Finley είχε μελετήσει τις ιδέες των παιδιών για τη χρήση των μαγνητών. Η έρευνα αυτή είχε δείξει ότι τα παιδιά αναγνώριζαν ότι συγκε-κριμένα αντικείμενα όπως π.χ. συνδετήρες ή καρφίτσες δέχονται τη δράση των μαγνητών και θεωρούσαν ότι κατά τη δράση αυτή οι μαγνήτες «κολ-λάνε» στα αντικείμενα. Η ίδια έρευνα είχε δείξει επίσης ότι τα παιδιά πί-στευαν ότι οι μεγαλύτερου μεγέθους μαγνήτες είναι πιο ισχυροί από τους μικρότερους. Ο Finley μελέτησε στη συνέχεια την επίδραση στις ιδέες των παιδιών ενός τηλεοπτικού προγράμματος που παρουσίαζε πολύ ισχυρούς μικρούς μαγνήτες. Μετά την παρακολούθηση του προγράμματος τα παιδιά αντικατέστησαν την τελευταία ιδέα με την ιδέα ότι όλοι οι μικροί μαγνήτες είναι ισχυρότεροι από τους μεγάλους. Απέκτησαν επίσης την αντίληψη ότι οι μαγνήτες «σηκώνουν» μάλλον παρά «κολλάνε» καθώς και ότι οι μαγνήτες μπορούν να δρουν και από απόσταση. Τα παιδιά αναγνώριζαν μια μεγάλη ομάδα υλικών που επηρεάζονται από τους μαγνήτες αλλά στην ομάδα αυτή συμπεριλάμβαναν όλα τα μέταλλα και όχι ορισμένα μόνο είδη μετάλλων. Γενικά, τα παιδιά αποδέχονται κάποιες ιδέες που σχετίζονται με το μαγνη-τισμό, όμως πολλές φορές δεν υιοθετούν την κατάλληλη ορολογία (π.χ. «έλκω», «απωθώ») (Driver, Squires, Rushworth, Wood-Robinson 2000).


Στόχος των δραστηριοτήτων που ακολουθούν είναι: Να αναγνωρίζουν τα παιδιά τα υλικά που δεν έλκονται από τους μαγνή-τες Να γνωρίσουν τα παιδιά ότι υπάρχουν μέταλλα που δεν έλκονται από τους


μαγνήτες Να αναγνωρίζουν τα παιδιά ότι οι μαγνήτες μπορεί να δρουν από από-σταση αλλά και όταν μεταξύ αυτών και των σωμάτων παρεμβάλλονται άλλα υλικά. Να γνωρίσουν τα παιδιά την αλληλεπίδραση μεταξύ μαγνητών από την άποψη ότι οι μαγνήτες έλκουν αλλά και απωθούν άλλους μαγνήτες. Να χρησιμοποιούν τα παιδιά τη σωστή ορολογία


ΔιερεύνησηΟι μαγνήτες έλκουν μόνο τα σιδερένια αντικείμενα.

Επισήμανση:Για άλλα υλικά πλην του σιδήρου που έλκονται από το μαγνήτη όπως νίκελ ή ατσάλι, επειδή δεν είναι εύκολη η προμήθεια τους αλλά και η αναγνώριση τους από τα παιδιά, στις δραστηριότητες, χρησιμοποιήθηκαν αντικείμενα που είναι εύκολο να βρεθούν στην καθημερινή ζωή και αποτελούνται από σίδηρο.

ΥλικάΜαγνήτες διαφόρων σχημάτων, αντικείμενα: πλαστικά, ξύλινα, χάρτινα, υφασμάτινα, σιδερένια (πρόκες, καρφίτσες, συνδετήρες, κ ά.), αλουμίνια, ασημένια ή και χρυσά (το καθένα από τα αντικείμενα να αποτελείται από ένα μόνο υλικό ή να χρησιμοποιηθούν δείγματα υλικών όπως στις δραστηρι-ότητες «γνωριμίας με τα υλικά»).

ΔεξιότητεςΠαρατήρηση, πρόβλεψη, ταξινόμηση, εξαγωγή συμπεράσματος

Πορεία♦ Εκθέτουμε τους μαγνήτες και τα αντικείμενα ή τα υλικά στη γωνιά των

Φυσικών Επιστημών ή σε κάποιο μέρος της τάξης που χρησιμοποιείται για αυτές τις δραστηριότητες.

♦ Αφήνουμε τα παιδιά να τα παρατηρήσουν ενεργά για λίγες ημέρες.♦ Την ημέρα διεξαγωγής της δραστηριότητας συγκεντρώνουμε τα παιδιά

στην ομάδα και εισάγουμε τη δραστηριότητα: «Ελάτε να δούμε ποια από τα υλικά νομίζετε ότι έλκει ο μαγνήτης».

♦ Τα παιδιά διατυπώνουν προβλέψεις τις οποίες συζητούμε στην ομάδα


(εδώ τα παιδιά χρησιμοποιούν τη γνώση και εμπειρίες τους από την πα-ρατήρηση των υλικών που έχει προηγηθεί).

♦ Ζητάμε στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τους μαγνήτες, να ξεχωρίσουν τα αντικείμενα ή υλικά σε αυτά που έλκονται και σε αυτά που δεν έλκο-νται ομαδοποιώντας τα ανάλογα.

♦ Τους ζητάμε να ονομάσουν τα υλικά ή τα υλικά από τα οποία είναι φτι-αγμένα τα αντικείμενα εισάγοντας τα ονόματα υλικών που τα παιδιά δεν γνωρίζουν όπως κάποια μέταλλα: ασημένιο, χρυσό, κλπ, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι ο μαγνήτης έλκει μόνο τα σιδερένια αντικείμενα.

♦ Στη συνέχεια τα παιδιά, ελεύθερα σε ομάδες, χρησιμοποιώντας τους μα-γνήτες, ανιχνεύουν στην τάξη αντικείμενα που έλκονται από τους μαγνή-τες και τα καταγράφουν.

♦ Συγκεντρώνουμε και πάλι όλα τα παιδιά και ζητούμε από κάθε ομάδα να παρουσιάσει τα αποτελέσματά της διαπιστώνοντας, για μια ακόμη φορά, ότι ο μαγνήτης πλην άλλων υλικών δεν έλκει όλα τα μέταλλα αλλά μόνο τα σιδερένια αντικείμενα.


Για να δούμε ποια από τα αντικείμενα έλκει ο μαγνήτης; Από τι υλικό αποτελούνται τα αντικείμενα αυτά; Επομένως από τι υλικό νομίζετε ότι θα πρέπει να αποτελούνται τα αντικεί-

μενα για να τα έλκει ο μαγνήτης;


Οι περισσότερες εκπαιδευτικοί εξασφάλισαν μαγνήτες με δύο τουλάχιστον σχήματα. Άλλες πάλι με περισσότερα: Κυκλικό, ραβδόμορφο, τετράγωνο. Τα υλικά εκτέθηκαν στη γωνιά των Φυσικών Επιστημών για αρκετές μέρες όπου τα παιδιά είχαν την ευκαιρία να τα παρατηρήσουν και να τα χειρι-στούν. Στην ομάδα τα παιδιά ονόμασαν τα αντικείμενα και περιέγραψαν το υλικό από το οποίο ήταν φτιαγμένα: μέταλλο, πλαστικό, χαρτί, γυαλί, κλπ. Μία εκ-παιδευτικός προμηθεύτηκε ρινίσματα σιδήρου. Τα παιδιά τα ονόμασαν «λε-πτές σιδερένιες κλωστούλες». Οι εκπαιδευτικοί τους εξήγησαν ότι όλα τα μεταλλικά αντικείμενα δεν είναι από σίδερο. Έτσι τα παιδιά, σε συνεργασία με την εκπαιδευτικό τους, αναγνώρισαν το χρυσό, το ασήμι, το αλουμίνιο και τον σίδηρο. Στη συνέχεια τα παιδιά έκαναν προβλέψεις για το αν κάθε ένα από τα υλικά έλκεται ή δεν έλκεται από το μαγνήτη. Οι προβλέψεις στην πλειοψηφία ήταν σωστές εκτός από εκείνες που αφορούσαν αντικείμενα μεταλλικά μεν όχι όμως από σίδερο. Δυσκολεύτηκαν όμως στις προβλέψεις τους για τα διαφορετικά μεταλλικά αντικείμενα που δεν ήταν σιδερένια. Κά-ποια από αυτά μετέφεραν γνώσεις που είχαν από τους μεγαλύτερους στην


οικογένεια ή από ενασχόληση και παιχνίδια στο σπίτι: «Το ξέρω ότι μαγνή-της κολλάει το σίδηρο», είπαν. Στη συνέχεια τα παιδιά χωρίστηκαν σε ομάδες και πειραματίστηκαν με τους μαγνήτες και τα υλικά.

Εικόνα 1: Ο μα-γνήτης έλκει τα ρι-νίσματα σιδήρου.

Εικόνα 2: Πειραματισμός σε ομάδες για το διαχωρισμό αντικειμένων σε αυτά που έλκονται από το μαγνήτη και αυτά που δεν έλκονται


Τα υλικά, ανάλογα με το αν έλκονταν ή δεν έλκονταν από το μαγνήτη, ομα-δοποιήθηκαν από τα παιδιά σε δύο ομάδες. Για να χαρακτηρίσουν τις ομά-δες, σε κάποια σχολεία, έβαλαν ετικέτα ΝΑΙ σε όσα έλκονταν και ετικέτα ΟΧΙ σε όσα δεν έλκονταν. Μετά την κατηγοριοποίηση των αντικειμένων, τα παιδιά παρουσίασαν τα αποτελέσματα των πειραματισμών τους στην ομάδα. Οι εκπαιδευτικοί τους ζήτησαν να ονομάσουν άλλη μια φορά τα υλικά των δύο ομάδων. Μετά από πειραματισμούς και διερεύνηση, ακολούθησαν συζητήσεις στις οποίες, όπως ανέφεραν οι εκπαιδευτικοί, τα παιδιά είχαν κατανοήσει καλά το στόχο της δραστηριότητας και εξήγαγαν το συμπέρασμα: «Από τα μεταλλικά αντι-κείμενα μόνο τα σιδερένια έλκει ο μαγνήτης».

Εικόνα 3. Αντικείμενα που έλκονται και αντικείμενα που δεν έλκονται: τα παιδιά τα τοποθέτησαν σε διαφορετικά πλαστικά πιάτα.

Ορολογία

Σε όλες τις ομαδικές συζητήσεις και τις παρουσιάσεις των παιδιών, κάθε φορά που αυτά χρησιμοποιούσαν τις λέξεις τραβάει ή κολλάει, οι εκπαιδευ-τικοί εισήγαγαν τον όρο «έλκει». Η προσπάθεια φαίνεται να είχε αποτέλεσμα αφού, στο τέλος της δραστηριότητας, αρκετά παιδιά κατάφεραν να υιοθε-τήσουν τον παραπάνω όρο.



ΔιερεύνησηΟ μαγνήτης έλκει τα αντικείμενα ακόμη και όταν δεν τα ακουμπά.

ΥλικάΜαγνήτες ίδιου μεγέθους και ισχύος, αντικείμενα που έλκονται (μπορεί να είναι και παιχνίδια όπως αυτοκινητάκια διαφόρων ειδών και άλλα), χαρτόνι (όχι πολύ παχύ για να είναι αποτελεσματικότερο το φαινόμενο), φύλλα πλα-στικού άκαμπτα ή και μαλακότερα.

ΔεξιότητεςΔιερεύνηση, παρατήρηση, επικοινωνία, εξαγωγή συμπεράσματος

ΠορείαΗ δραστηριότητα αυτή χωρίζεται σε δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση τα παι-διά διερευνούν τη δράση των μαγνητών από απόσταση και στη δεύτερη τη δράση των μαγνητών όταν μεταξύ σώματος και μαγνήτη παρεμβάλλεται κάποιο άλλο μη μαγνητικό υλικό. Με τον τρόπο αυτό τα παιδιά μπορούν να παρατηρήσουν ότι η δράση ενός μαγνήτη δεν περιορίζεται μόνο στις περι-πτώσεις που αυτός έρχεται σε επαφή με τα αντικείμενα αλλά και όταν δεν τα ακουμπά.

Φάση Α♦ Στην ομάδα παρουσιάζουμε τους μαγνήτες και τα αντικείμενα στα παιδιά

επαναφέροντας τη συζήτηση στο ποια υλικά έλκονται από το μαγνήτη. ♦ Ζητάμε να διατυπώσουν τις απόψεις τους για το αν οι μαγνήτες έλκουν

τα αντικείμενα στην περίπτωση που βρίσκονται σε μικρή απόσταση από αυτά.

♦ Καταγράφουμε τις απόψεις των παιδιών και τις συζητούμε στην ομάδα.♦ Τα χωρίζουμε σε μικρότερες ομάδες και δίνοντάς τους τα υλικά τα αφή-

νουμε να διερευνήσουν τις απόψεις - προβλέψεις τους και να καταγρά-ψουν τις παρατηρήσεις τους

♦ Συγκεντρώνουμε τις ομάδες και τους ζητάμε να ανακοινώσουν τις παρα-τηρήσεις τους.

♦ Ακολουθεί συζήτηση και καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι ο μαγνήτης μπορεί να έλκει τα αντικείμενα έστω και όταν βρίσκονται σε απόσταση από αυτόν.


Φάση Β♦ Στη δεύτερη φάση της δραστηριότητας χωρίζουμε πάλι τα παιδιά σε ομά-

δες δίνοντάς τους και τα υπόλοιπα υλικά της δραστηριότητας (χαρτόνια, φύλλα πλαστικού, κλπ.).

♦ Ζητούμε από τα παιδιά να διατυπώσουν τις απόψεις τους για το αν οι μαγνήτες έλκουν τα αντικείμενα στην περίπτωση που μεταξύ αυτών και των αντικειμένων παρεμβάλλονται άλλα υλικά.

♦ Συζητούμε τις απόψεις των παιδιών στην ομάδα.♦ Τα αφήνουμε τα παιδιά να πειραματιστούν χρησιμοποιώντας κάθε φορά

ένα αντικείμενο αλλά και διαφορετικό διαχωριστικό υλικό.♦ Κάθε ομάδα να παρουσιάσει τα αποτελέσματα και τις παρατηρήσεις της

από τους πειραματισμούς.♦ Ακολουθεί συζήτηση και καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι ο μαγνήτης

έλκει τα αντικείμενα ακόμη και όταν υπάρχει κάποιο άλλο υλικό μεταξύ του μαγνήτη και των αντικειμένων.

Πρόταση

Η φάση αυτή θα μπορούσε να εξελιχθεί και ως διερεύνηση για την εύρεση λύσης στον εξής προβληματισμό.

♦ Πως μπορώ να μετακινήσω αντικείμενα που βρίσκονται πάνω σε κάποιο υλικό (π.χ. χαρτόνι) χρησιμοποιώντας το μαγνήτη, χωρίς όμως αυτός να είναι δίπλα ή σε άμεση επαφή μαζί τους. Ή, αν τοποθετήσω αντικείμενα πάνω σε ένα χαρτόνι (ή άλλο υλικό) και δεν βάλω το μαγνήτη δίπλα τους ή από πάνω τους πού αλλού θα μπορούσα να τον τοποθετήσω για να μπο-ρέσω να τα μετακινήσω;

♦ Κρατούμε τις λύσεις που είναι διαφορετικές από αυτές της πρώτης φάσης (δηλαδή από τη λύση πλησιάζω το μαγνήτη σε μικρή απόσταση από το αντικείμενο και το μετακινώ).

♦ Συζητούμε τις λύσεις των παιδιών στην ομάδα.♦ Συνεχίζουμε με τα υπόλοιπα στάδια της δραστηριότητας όπως παραπά-

νω.


Επισήμανση:Για το γνωστικό στόχο «Να γνωρίσουν τα παιδιά την αλληλεπίδραση μα-γνητών από την άποψη ότι οι μαγνήτες έλκουν αλλά και απωθούν άλλους μαγνήτες» δεν διαμορφώθηκαν ξεχωριστές δραστηριότητες γιατί παρατη-ρήθηκε ότι τα παιδιά ανακαλύπτουν τη συγκεκριμένη δράση των μαγνητών μέσα από τους πειραματισμούς τους με τους μαγνήτες στις προηγούμε-νες δραστηριότητες που περιγράφονται παραπάνω. Στην περίπτωση που τα παιδιά δεν προχωρήσουν σε τέτοιες διαπιστώσεις τότε η εκπαιδευτικός μπορεί να ζητήσει από τα παιδιά να παρατηρήσουν και να περιγράψουν τη συμπεριφορά των μαγνητών όταν πλησιάσουν τις όμοιες και τις διαφορετι-κές άκρες τους. Και οι δύο περιπτώσεις αποτελούν ευκαιρίες για τη εκπαιδευτικό για να εισά-γει ή να οδηγήσει τα παιδιά προς τη χρήση κατάλληλης ορολογίας – «έλκω», «απωθώ».


Φάση Α

Σε όλα τα σχολεία αρχικά έκαναν μια ανασκόπηση της προηγούμενης δρα-στηριότητας. Παρουσίασαν τους μαγνήτες και τα αντικείμενα της προ-ηγούμενης δραστηριότητας, ονόμασαν τα αντικείμενα και θυμήθηκαν αν έλκονται ή δεν έλκονται από το μαγνήτη. Τα παιδιά θυμήθηκαν ότι οι μα-γνήτες «έλκουν μόνο τα σιδερένια αντικείμενα, δεν έλκουν τα κέρματα. Είναι από μέταλλο τα κέρματα αλλά δεν είναι από σίδερο», είπαν. Σε ένα από τα σχολεία, κατά την ανασκόπηση, τα παιδιά, και κυρίως τα μι-κρότερα εξέφρασαν την απορία γιατί ο μαγνήτης έλκει μόνο το σίδηρο και όχι όλα τα μέταλλα. Η εκπαιδευτικός παρέκαμψε έντεχνα την απάντηση μιας τέτοιας δύσκολης απορίας και οδήγησε τα παιδιά στην καινούργια δι-ερεύνηση χρησιμοποιώντας ένα εντυπωσιακό αντικείμενο, ένα τρίγωνο από τη γωνιά της μουσικής που τα παιδιά είπαν ότι ήταν βαρύ. Αρχικά δοκίμασαν αν ο μαγνήτης έλκει το υλικό του και έτσι αποφάνθηκαν ότι «είναι σιδερένιο». Στη συνέχεια προχώρησαν με προβλέψεις για το αν ο μαγνήτης θα έλκει το τρίγωνο χωρίς να το ακουμπά. Όμοια σε όλα τα σχολεία τα παιδιά, μετά την ανασκόπηση προχώρησαν σε αντίστοιχες προβλέψεις για διαφορετικά βαριά αντικείμενα όπως σιδερένια αυτοκινητάκια αλλά και για ελαφρύτερα όπως συνδετήρες και καρφίτσες. Οι προβλέψεις που έκαναν τα παιδιά περιλάμβαναν διάφορες ιδέες μερικές εκ των οποίων συναντούνται στη βιβλιογραφία: «αν είναι μεγάλος ο μαγνή-της θα τα έλκει». Στη συνέχεια τα παιδιά πειραματίστηκαν με τους μαγνήτες και τα αντικεί-


μενα. Όταν κατάφερναν να έλκουν τα αντικείμενα από απόσταση τα παιδιά ενθουσιάζονταν. Το ενδιαφέρον ήταν ιδιαίτερα ζωηρό και τα συμπεράσμα-τα οφθαλμοφανή: Ο μαγνήτης μπορεί να έλκει τα αντικείμενα και όταν βρί-σκεται σε απόσταση από αυτά. Το πείραμα ονομάστηκε από τα παιδιά «το μαγευτικό πείραμα». Επίσης, οι εκπαιδευτικοί, δεν παρέλειπαν να υπενθυμίζουν την επιστημονική ορολογία στα παιδιά σε κάθε περίπτωση που αυτά χρησιμοποιούσαν όρους άλλους από τον όρο «έλκει».

Εικόνα 4. Το αγοράκι, κρατώ-ντας το μαγνήτη ψηλά-επάνω από το αντικείμενο, παρατηρεί ότι το έλκει από από-σταση

Σε μερικά σχολεία τα παιδιά ασχολήθηκαν με τους μαγνήτες και τις επόμε-νες ημέρες φέρνοντας καινούργια αντικείμενα από το σπίτι τους. Μετά τους πειραματισμούς τους ζωγράφισαν τους μαγνήτες που χρησιμοποίησαν και τα αντικείμενα που παρατήρησαν ότι έλκονταν από αυτούς.

Εικόνα 5. Δι-άφορα αντικεί-μενα από υλικά που έλκει ο μα-γνήτης


Φάση Β

Αρχικά παρουσιάστηκαν στα παιδιά τα υλικά: πλαστικά και χάρτινα ή χαρ-τονένια φύλλα, μαγνήτες και αντικείμενα που έλκονταν. Οι εκπαιδευτικοί έθεσαν τον προβληματισμό: «αν τοποθετήσετε τα αντικείμενα πάνω στο ημι-διαφανές αυτό πλαστικό κομμάτι, πως μπορείτε να τα μετακινήσετε χρησι-μοποιώντας το μαγνήτη, χωρίς όμως αυτός να ακουμπά τα αντικείμενα» και ζήτησαν από τα παιδιά να εκφράσουν τις απόψεις τους. Σε κάποια σχολεία η απάντηση ήρθε από παιδιά που είχαν προηγούμενη ενασχόληση: «Θα το βάλουμε από κάτω και κοντά και θα δείτε τι θα γίνει, ότι θέλει θα κάνει ο μαγνήτης στα αυτοκινητάκια μας» είπε ένα παιδί. Σε άλλα πάλι η λύση προέ-κυψε μέσα από κατάλληλες ερωτήσεις της εκπαιδευτικού. Στη συνέχεια τα παιδιά χωρίστηκαν σε ομάδες και έκαναν διάφορες δοκιμές με διαφορετικά αντικείμενα. Συγχρόνως όμως εξέφρασαν μια πληθώρα ιδεών για το τι θα μπορούσαν να κάνουν και με άλλα υλικά, ιδέες τις οποίες οι εκπαιδευτικοί άφησαν τα παιδιά να τις υλοποιήσουν. Έτσι χρησιμοποίησαν κουτιά, άλλου είδους διαχωριστικές επιφάνειες αλλά και άλλα υλικά από αυτά που είχαν παρουσιάσει αρχικά οι εκπαιδευτικοί όπως τα ρινίσματα σιδήρου σε όποια σχολεία ήταν διαθέσιμα.

Εικόνα 6. Ο μαγνήτης μετακινεί τα αντικείμενα παρόλο που βρίσκεται κάτω από φύλλο πλαστικού. Σε κάποια σχολεία τα παιδιά δεν πρότειναν καινούργιες λύσεις και οι εκπαι-


δευτικοί έθεσαν τους προτεινόμενους περιορισμούς: «ο συνδετήρας πρέπει να μετακινηθεί χωρίς να πλησιάσει ο μαγνήτης ούτε από πάνω ούτε δίπλα». Μπροστά σ’ αυτό τον περιορισμό τα παιδιά άρχισαν να σκέφτονται και να δοκιμάζουν. Στη συνέχεια ρώτησαν αν «μπορούσαν να βάλουν το μαγνήτη από κάτω». «Εσείς τι λέτε;» τα ρώτησε η εκπαιδευτικός. «Ναι μπορούμε να βάλουμε το μαγνήτη από κάτω» αποκρίθηκαν. Τα παιδιά είχαν βρει τη λύση! Η ικανοποίηση και ο ενθουσιασμός που κατάφεραν να ανακαλύψουν ένα καινούριο τρόπο για να μετακινήσουν το συνδετήρα ήταν μεγάλος. Μια εκπαιδευτικός ρώτησε τα παιδιά πώς γίνεται ο μαγνήτης να έλκει αντι-κείμενα αφού υπάρχει ανάμεσά τους κάποιο άλλο υλικό. Οι απαντήσεις των παιδιών ήταν ενδιαφέρουσες:Π. Η δύναμή του περνάει παντού. Π. Όπου και αν βάλουμε το μαγνήτη θα τα έλκει τα σιδερένια αυτοκινητά-κια.Π. Αφού ο μαγνήτης είναι δυνατός, δεν πειράζειΠ. Δεν πειράζει τίποτα που βάζουμε χαρτιά και πλαστικά

Συνολικά το πείραμα ενθουσίασε τα παιδιά. Όλοι οι εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι τα παιδιά χαρακτήρισαν και αυτό το πείραμα «μαγευτικό».


Τα παιδιά μπορούν να συνεχίσουν τους πειραματισμούς τους στο σπίτι. Οι ενήλικες μπορούν εύκολα να προμηθευτούν απλά σετ μαγνητών όπως αυτό της εικόνας ? και να επιλέξουν διαφορετικά υλικά και αντικείμενα για να δι-ερευνήσουν τα παιδιά τη συμπεριφορά των ανωτέρω υλικών ως προς τους μαγνήτες. Μετά και τις εμπειρίες που θα έχουν αποκομίσει τα παιδιά στο σχολείο, οι διερευνήσεις τους, είναι πιθανόν να περιλαμβάνουν όψεις από όλες τις δραστηριότητες στις οποίες συμμετείχαν. Οι συζητήσεις με τους ενήλικες ή άλλα πιο έμπειρα μέλη της οικογένειας μπορούν να βοηθήσουν στην προσέγγιση λύσεων στους προβληματισμούς τους αλλά και απόκτηση καινούργιων γνώσεων ιδιαίτερα αν τα υλικά της ενασχόλησης των παιδιών στο σπίτι είναι διαφορετικά από αυτά του σχολείου.


Εικόνα 7. Σετ μαγνητών

Αξιολόγηση



Η μαμά του Χαράλαμπου έχει ένα κουτί που έχει βάλει μέσα όλα όσα χρεια-ζόταν για το ράψιμο. Πλαστικά και ασημένια κουμπιά, μασουράκια με κλω-στή, σιδερένιες καρφίτσες και μεταλλικά φερμουάρ. Μια μέρα που πήρε το κουτί με τα ραφτικά για να ράψει το ξηλωμένο της πουκάμισο, της έπεσε από τα χέρια και όλα τα πράγματα σκορπίστηκαν στο έδαφος. Μη στενοχω-ριέσαι, της είπε ο Χαράλαμπος. Θα μαζέψω πρώτα όλα όσα είναι μεταλλικά με ένα μαγνήτη και τα άλλα θα τα μαζέψω με το σκουπάκι. Δεν νομίζω ότι θα μπορέσεις να μαζέψεις όλα τα μεταλλικά με το μαγνήτη, είπε η μαμά. Ο Χα-ράλαμπος προσπάθησε αλλά τελικά η μαμά είχε δίκιο. Γιατί λέτε ο Χαράλα-μπος δεν μπόρεσε να μαζέψει όλα τα μεταλλικά αντικείμενα με το μαγνήτη; Ποια από τα μεταλλικά αντικείμενα νομίζετε ότι κατάφερε να μαζέψει;


Γενικά τα παιδιά ανταποκρίθηκαν πολύ καλά. Μερικές χαρακτηριστικές απα-ντήσεις είναι: «Ο Χαράλαμπος δε μπόρεσε να μαζέψει όλα τα μεταλλικά αντι-κείμενα γιατί ο μαγνήτης έλκει μόνο τα σιδερένια», «Κατάφερε να μαζέψει μόνο τις καρφίτσες», «Τις καρφίτσες και μερικά φερμουάρ, μόνο αν είναι σι-δερένια».


Σε κάποια σχολεία, μερικά παιδιά απάντησαν ότι ο μαγνήτης μπορεί να μα-ζέψει τα μεταλλικά αντικείμενα και όχι συγκεκριμένα τα σιδερένια. Στις περι-πτώσεις αυτές οι εκπαιδευτικοί συζήτησαν πάλι ατομικά με τα παιδιά για τα υλικά που έλκει ο μαγνήτης.



Μια μέρα ο Χαράλαμπος έπαιζε πάνω στο κρεβάτι του με ένα σιδερένιο αυτοκινητάκι. Όμως το αυτοκινητάκι του έπεσε πίσω από κρεβάτι. Μπήκε κάτω από το κρεβάτι για να το πιάσει αλλά δεν μπορούσε να το φτάσει. Μην κουράζεσαι θα το πιάσω με το μαγνήτη, του είπε η αδερφή του. Δεν νομίζω να τα καταφέρεις. Δεν είναι τόσο μακρύ το χέρι σου για να φτάσει ο μαγνή-της στο αυτοκινητάκι, της απάντησε ο Χαράλαμπος. Μην στενοχωριέσαι θα τα καταφέρω και χωρίς να φτάσει ο μαγνήτης μέχρι εκεί, του απάντησε εκείνη. Εσείς τι λέτε να έγινε; Νομίζετε ότι η αδερφή του Χαράλαμπου κα-τάφερε τελικά να πιάσει το αυτοκινητάκι;

Εμπειρίες από την αξιολόγησηΟι εκπαιδευτικοί ανέφεραν ότι τα παιδιά ανταποκρίθηκαν πολύ καλά: «Ναι τα κατάφερε, γιατί ο μαγνήτης τραβάει και από μακριά τα σιδερένια πράγμα-τα χωρίς να τα ακουμπάει». Υπήρξαν μερικά παιδιά που έκαναν μια ενδιαφέ-ρουσα παρατήρηση: «Άμα ήταν πολύ μακριά, ο μαγνήτης δε θα μπορούσε να το φτάσει». Η συγκεκριμένη παρατήρηση δείχνει ότι αυτά τα παιδιά είχαν καλή αίσθηση της ελάττωσης της έντασης της ελκτικής δύναμης του μαγνή-τη με την απόσταση.



Barrow, L., H. (1987). “Magnet concepts and elementary students miscon-ceptions”, in Naval, J. (ed.), Proceedings of the Second International Seminar on Misconceptions and Educational Strategies in Science and Mathematics, Cornell University, Ithaca, N.Y., 3: 17-22.

Driver, R., Squires, A., Rushworth, P. & Wood-Robinson, V. (2000). Οικο-δομώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών, Μια Παγκόσμια Σύνοψη των Ιδεών των Μαθητών. Εκδόσεις Τυπωθήτω, Αθήνα.Finley, F. N. (1986). Evaluating instruction: the complementary use of clinical interviews, Journal of Research in Science Teaching, 23(17): 635-50.


Συνεργάτριες

Μαρία Καλλέρη Η Μαρία Καλλέρη είναι Επίκουρη καθηγήτρια στο Τμήμα Φυσικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης. Είναι απόφοιτη του παραπάνω Τμήματος, απόφοιτη του μεταπτυχιακού Τμήματος Computation του Πανεπιστημίου του Manchester της Αγγλίας και διδάκτωρ στην εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες του Παιδαγωγικού Τμήματος του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Εργασίες της έχουν δημοσιευτεί σε διεθνή και Ελληνικά επιστημονικά περιοδικά, σε βιβλία και σε πρακτικά διεθνών και Ελληνικών συνεδρίων. Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα εστιάζονται στη μελέτη και βελτίωση της γνώσης στη φυσική των μη εξειδικευμένων στο αντικείμενο αυτό εκπαιδευτικών κυρίως παιδιών μικρής ηλικίας και στη διδακτική της φυσικής στην προσχολική και πρώτη σχολική ηλικία. Περισσότερες πληροφορίες για το ερευνητικό και διδακτικό της έργο βρίσκονται στην ιστοσελίδα της στη διεύθυνση: http://www.astro.auth.gr/~vlahos/kallery Ηλεκτρονική επικοινωνία (E‐mail): [email protected] Φρειδερίκη Σαρηγιαννίδου Η Φρειδερίκη Σαρηγιαννίδου είναι απόφοιτη της Σχολής Νηπιαγωγών Θεσσαλονίκης και του Διδασκαλείου Νηπιαγωγών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Έχει κάνει συμπληρωματικές σπουδές στο Παιδαγωγικό Τμήμα Προσχολικής Εκπαίδευσης και Αγωγής του παραπάνω Πανεπιστημίου για την εξομοίωση πτυχίου. Ήταν συντονίστρια Προγραμμάτων Περιβαλλοντικής Αγωγής μέσω του ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ και έχει η ίδια εκπονήσει αντίστοιχα Προγράμματα Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης καθώς και Προγράμματα Αγωγής Υγείας, και Πολιτιστικών Θεμάτων. Τα ενδιαφέροντά της επικεντρώνεται στις καινοτομίες στην εκπαίδευση. Εργάζεται ως νηπιαγωγός από το 1978. Μάτα Χωματά Η Μάτα Χωματά είναι απόφοιτη της Σχολής Νηπιαγωγών Θεσσαλονίκης. Έχει κάνει συμπληρωματικές σπουδές στο Παιδαγωγικό Τμήμα Προσχολικής Εκπαίδευσης και Αγωγής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης για την εξομοίωση πτυχίου και είναι κάτοχος διπλώματος διετούς μετεκπαίδευσης στις επιστήμες της αγωγής του Διδασκαλείου του παραπάνω Τμήματος. Εργάζεται ως νηπιαγωγός από το 1983.

Φραγκούλα Φίστα Η Φραγκούλα Φίστα είναι απόφοιτος της Σχολής Νηπιαγωγών Θεσσαλονίκης με συμπληρωματικές σπουδές στο Παιδαγωγικό Τμήμα Προσχολικής Εκπαίδευσης και Αγωγής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης για την εξομοίωση πτυχίου και κάτοχος διπλώματος διετούς μετεκπαίδευσης στις επιστήμες της αγωγής, του Διδασκαλείου του παραπάνω Τμήματος. Εργάστηκε ως επιστημονικός συνεργάτης στην Εφαρμοσμένη Παιδαγωγική στο Παιδαγωγικό Τμήμα Νηπιαγωγών του Α.Π.Θ. Ως επιμορφώτρια διεξήγαγε δειγματικές διδασκαλίες στο πλαίσιο της Β΄ φάσης του Προγράμματος Εισαγωγικής Επιμόρφωσης στο 1ο Περιφερειακό Επιμορφωτικό Κέντρο Θεσσαλονίκης. Ως συντονίστρια Προγραμμάτων Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης πραγματοποίησε Περιβαλλοντικά Προγράμματα στην προσχολική ηλικία με σκοπό την ευαισθητοποίηση των παιδιών και του άμεσου κοινωνικού τους περιβάλλοντος. Εργάζεται ως νηπιαγωγός από το 1980. Πόπη Πατηνιώτη Η Πόπη Πατηνιώτη είναι απόφοιτη του Παιδαγωγικού Τμήματος Νηπιαγωγών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και του Διδασκαλείου Νηπιαγωγών του παραπάνω Τμήματος. Συμμετείχε σε σειρά επιδοτούμενων από την Ευρωπαϊκή Ένωση σεμιναρίων με τίτλους «Επαγγελματική εξειδίκευση Παιδαγωγών Προσχολικής Ηλικίας σε μέσα Δημοσιότητας», «Πρακτική στη νηπιακή και προ‐νηπιακή αγωγή» και «Παιδί και Τέχνη». Εργάζεται ως νηπιαγωγός από το 1989. Ευδοκία Τσιρώνα

Η Ευδοκία Τσιρώνα είναι Νηπιαγωγός Ειδικής Αγωγής και συντονίστρια ομάδων βιωματικής μάθησης. Είναι απόφοιτη της Σχολής Νηπιαγωγών Θεσσαλονίκης. Έχει κάνει συμπληρωματικές σπουδές στο Παιδαγωγικό Τμήμα Προσχολικής Εκπαίδευσης και Αγωγής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης για την εξομοίωση πτυχίου και είναι κάτοχος διπλώματος διετούς μετεκπαίδευσης στην Ειδική Αγωγή. Έχει συμμετάσχει στο σχεδιασμό και την υλοποίηση πειραματικών και πιλοτικών προγραμμάτων του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου καθώς και προγραμμάτων Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης και αγωγής υγείας. Τα ερευνητικά και επαγγελματικά της ενδιαφέροντα εστιάζονται στην ανάπτυξη κοινωνικών δεξιοτήτων και την εκπαίδευση ενηλίκων. Εργάζεται στη Δημόσια Εκπαίδευση από το 1987.

Ελένη Φραγκονικολάκη HΕλένη Φραγκονικολάκη είναι απόφοιτη του Παιδαγωγικού Τμήματος Νηπιαγωγών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και έχει ολοκληρώσει το Προγράμματα Εξειδίκευσης «Νοητική Εκπαίδευση και Διεπιστημονική Θεώρηση της Ανθρώπινης Νοημοσύνης» του Πανεπιστημίου Μακεδονίας. Έχει παρακολουθήσει σειρά συνεδρίων για τις Φυσικές Επιστήμες στην Προσχολική Εκπαίδευση καθώς και σεμινάρια με ποικίλα εκπαιδευτικά θέματα. Εργάζεται ως Νηπιαγωγός από το 1996.

Documents

126 - Aristotle University of Thessalonikiusers.auth.gr/kallery/mkalleryfysikhvol2greekpdf.pdf · υπάρχουν αριθμοί κάτω από το μηδέν στο ένα θερμόμετρο