Τριβή

Σενάριο Τριβής

1. ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

 

Τίτλος :           Μελέτη της τριβής.

Δημιουργός:   Κωνσταντίνος Κεραμιδάς

Βαθμίδα:        Β’ Γυμνασίου

Γνωσιακό αντικείμενο: Φυσική Γυμνασίου

Εμπλεκόμενες γνωσιακές περιοχές και συμβατότητα με ΠΣ: Φυσική- Μηχανική

Προβλέπεται στο πρόγραμμα Σπουδών της Φυσικής Β Γυμνασίου η διδασκαλία της θεματικής ενότητας Δύναμη της Τριβής

Θεματικό πεδίο: Δυνάμεις και κινήσεις

Θεματική ενότητα: Δυνάμεις επαφής μεταξύ στερεών σωμάτων -

Τριβή Στατική και ολίσθησης. Από τι εξαρτάται η τριβή. Τριβή στην καθημερινή ζωή

Χρονική διάρκεια:          Δύο διδακτικές ώρες ( 2 x 45 λεπτά)

 

2. ΣΚΕΠΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟΥ–ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ / ΓΝΩΣΙΑΚΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ

Το σενάριο της μελέτης της δύναμης της Τριβής στοχεύει στην επίτευξη των προσδοκώμενων αποτελεσμάτων που περιγράφονται στο νέο πρόγραμμα σπουδών Φυσικής Β Γυμνασίου. Το σενάριο σχεδιάστηκε έτσι ώστε να μπορεί να υλοποιηθεί εντός της τάξης, με απλά μέσα και υλικά, γνώριμα στα παιδιά, που κινητοποιούν το ενδιαφέρον τους και τους επιτρέπει να το επαναλάβουν στο σπίτι τους.

Οι μαθητές έχουν βιωματική γνώση για την τριβή καθώς και σχολική γνώση από την μελέτη της στο δημοτικό.

Στο επίπεδο του γυμνασίου τα παιδιά θα την προσεγγίσουν ως ένα διάνυσμα - δύναμη που εμποδίζει ή βοηθά την κίνηση των σωμάτων.

Για τη μελέτη της τριβής ολίσθησης βαρύτητα δίνεται στην κατανόηση του παράγοντα κάθετη δράση – αντίδραση των επιφανειών και πως αυτή επηρεάζει την τριβή. Για να φανεί η εξάρτηση αυτή τα συνήθη πειράματα αξιοποιούν το κεκλιμένο επίπεδο. Καθώς η μαθηματική μελέτη του κεκλιμένου επιπέδου είναι αρκετά σύνθετη για το επιπεδο των μαθητών προτείνεται η αξιοποίηση πειραμάτων στα οποία η κάθετη δράση και η αντίδραση των επιφανειών είναι κάθετες στο βάρος του σώματος (π.χ. συγκράτηση μπουκαλιών με το χέρι μας, στήριξη σωμάτων με πίεση σε ένα τοίχο, κ.λ.π.).

Το σενάριο προσεγγίζει τα δίπολα :

• στατική τριβή - τριβή ολίσθησης καθώς και
• η τριβή ως μια δύναμη που εμποδίζει την κίνηση - η τριβή ως μια δύναμη που βοηθά στην κίνηση

 

3. ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΕΣ

Οι μαθητές έχουν διδαχθεί την έννοια της δύναμης και το διανυσματικό της χαρακτήρα.

Επίσης γνωρίζουν τον 3^ο Νόμο του Newton, δηλαδή την έννοια της αλληλεπίδρασης.

 

4. ΣΚΟΠΟΣ ΣΕΝΑΡΙΟΥ - ΠΡΟΣΔΟΚΩΜΕΝΑ ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

 

Σκοπός του σεναρίου

Η διερεύνηση του φαινομένου της τριβή, η ανάδειξη των παραγόντων που την επηρεάζουν και η παρουσίαση της σύμφωνα με το επιστημονικό πρότυπο.

Προσδοκόμενα αποτελέσματα

1. Να αναγνωρίζουν και να σχεδιάζουν την τριβή ως δύναμη που αναπτύσσεται μεταξύ δύο σωμάτων που εφάπτονται και τείνουν να μετακινηθούν ή μετακινούνται το ένα ως προς το άλλο.
2. Να διερευνούν πειραματικά τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται ή δεν εξαρτάται η τριβή και να διατυπώνουν το νόμο της.
3. Να περιγράφουν και να αναφέρουν παραδείγματα της καθημερινής ζωής όπου η τριβή άλλοτε εμποδίζει και άλλοτε βοηθά την κίνηση ή επηρεάζει την ασφάλεια της κίνησής μας.
4. Να εξηγούν την εμφάνιση τριβής με τον μικρόκοσμο.

 

5 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ ΚΑΙ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΥΛΙΚΟΤΕΧΝΙΚΗ
ΥΠΟΔΟΜΗ

Οργάνωση της τάξης

Η εκπαιδευτική διαδικασία θα υλοποιηθεί στην σχολική τάξη. Οι μαθητές εργάζονται σε ομάδες των δύο ατόμων. Προτείνεται να λειτουργήσουν ως ομάδες οι δυάδες των μαθητών που κάθονται στο ίδιο θρανίο. Οι μαθητές αναλαμβάνουν διαφορετικούς ρόλους στα στάδια της διαδικασίας, όπως του σχεδιαστή της πειραματικής διαδικασίας και του εφαρμοστή της διάταξης, στο πρώτο στάδιο, του εκτελεστή του πειράματος και του καταχωριστή των μετρήσεων στο δεύτερο και στο τέλος του υπευθύνου σύνταξης της έκθεσης και του παρουσιαστή των αποτελεσμάτων. Οι ρόλοι θα εναλλάσσονται σε επόμενη εργαστηριακή δραστηριότητα.

Απαιτούμενη υλικοτεχνική Υποδομή

Για την υλοποίηση των εργαστηριακών ασκήσεων- που θα γίνουν κυρίως εντός τάξης- θα αξιοποιηθούν ζυγαριές κουζίνας, /ή απλά κανταράκια – ελατήρα και σχοινάκια, βιβλία /ή παραλληλεπίπεδα κομμάτια ξύλου, διάφορα επίπεδα όπως σανίδες, πλεξιγκλάς, κοντραπλακέ, επιφάνεια θρανίου , επιφάνεια πατώματος, κ.α.

6. ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ

Μεθοδολογία διδασκαλίας

Η διδασκαλία θα διεξαχθεί με το μοντέλο της καθοδηγουμένης διερεύνησης ακολουθώντας τα βήματα::

• Έναυσμα ενδιαφέροντος.
• Διατύπωση υποθέσεων από τους εκπαιδευόμενους.
• Πειραματική εμπλοκή σε πραγματικά ή εικονικά πειράματα.
• Συστηματική καταγραφή και επεξεργασία αποτελεσμάτων. Εξαγωγή συμπερασμάτων.
• Εφαρμογή διεπιστημονικά/διαθεματικά της νέας γνώσης. Σύνδεση με το μικρόκοσμο.
• Ανάπτυξη μεταγνωστικών δεξιοτήτων.

Επίκεντρο της εκπαιδευτικής διαδικασίας είναι οι μαθητές οι οποίοι εμπλέκονται κατά ομάδες σε εργαστηριακές δραστηριότητες, τις οποίες είτε προτείνουν οι ίδιοι οι μαθητές είτε προτείνονται από τον εκπαιδευτικό. Ο ρόλος του εκπαιδευτικού διαφοροποιείται στα στάδια της διαδικασίας. Στην έναρξη του μαθήματος ο εκπαιδευτικός ως οργανωτής της διδασκαλίας, παρουσιάζει τις δραστηριότητες που θα ενεργοποιήσουν τους μαθητές και καθοδηγεί τον διάλογο. Στη συνέχεια υποστηρίζει τις δραστηριότητες των παιδιών και στο τέλος αξιολογεί την διαδικασία και τα αποτελέσματα της μάθησης.

Ανάλογα με το επίπεδο καθοδήγησης προτείνεται να σχεδιάζουν οι ίδιοι οι μαθητές την πειραματική διαδικασία ή να καθοδηγούνται από τον εκπαιδευτικο με κατάλληλες οδηγίες και φύλλα εργασίας.

Εναλλακτικές απόψεις των μαθητών για την Τριβή

Από τις μελέτες των Driver R., Squires A., Rushworth P., Wood-Robinson Vμ (2000) οι μαθητές προσέρχονται στην τάξη με εναλλακτικές ιδέες για την τριβή, όπως ότι η τριβή εξαρτάται από την κίνηση του αντικειμένου καθώς και ότι η τριβή εξαρτάται από το εμβαδόν των επιφανειών που είναι σε επαφή. Μια επίσης ιδέα που έχουν οι μαθητές είναι ότι η τριβή συνδέεται με το βάρος του σώματος και όχι με τις δυνάμεις αλληλεπίδρασης σώματος δαπέδου (η μια εκ των οποίων είναι η κάθετη αντίδραση του δαπέδου).

Οι μαθητές συνδέουν τη έννοια της τριβής με μία δύναμη που εμποδίζει την κίνηση των σωμάτων. Δυσκολεύονται αν συνδέσουν την τριβή με την δύναμη που βοηθά στην κίνηση των σωμάτων (στατική τριβή).

Η αξιοποίηση του κεκλιμένου επιπέδου θα μπορούσε να δυσκολέψει τους μαθητές καθώς απαιτεί μαθηματικές σχέσεις που οι μαθητές δύσκολα τις κατανοούν στην ηλικία αυτή. Για αυτό προτείνεται η αξιοποίηση πειράματος, στο οποίο το σώμα να έχει δυνατότητα κατακόρυφης μετακίνησης και η κάθετη αντίδραση να είναι οριζόντια (π.χ. κρατάμε ένα μπουκάλι με τα χέρια μας ή στηρίζουμε ένα αντικείμενο στον τοίχο.

Το σενάριο σχεδιάστηκε αφενός για την επίτευξη των αναφερόμενων στο Πρόγραμμα Σπουδών στόχων και αφετέρου για να αντιμετωπιστούν οι ιδέες των μαθητών και να οδηγηθούν προς το επιστημονικό πρότυπο.