UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA
DIPLOMSKO DELO
UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA
ŠTUDIJSKI PROGRAMA: Razredni pouk
ŽEPNA KNJIŽICA IN TLAK V ZAČETNEM NARAVOSLOVJU
DIPLOMSKO DELO
V osnovno izobrazbo sodijo bralna pismenost, matematične veščine in naravoslovno znanje. Danes v šolstvu postajajo vse bolj pomembne spretnosti, kot so kreativnost, kritično razmišljanje, sposobnost reševanja težav, sodelovanje, povezovanje, tekmovalnost in zmožnost dela v timu, socialne in emocionalne veščine. Učence je potrebno usposobiti, da znajo razmišljati multidisciplinarno in da znajo znanje povezovati. Danes so učenci vešči v iskanju informacij in menijo, da »Google ve vse,«
ampak so mnogokrat premalo kritični do pridobljenih informacij. Še pomembneje je, da znajo iz pridobljenih informacij izluščiti tiste, ki jih potrebujejo, da lahko kvalitetno delajo s tem, kar znajo. Takim veščinam moramo nameniti več pozornosti, če želimo zagotoviti, da bo čim več učencev uspešnih.
V diplomski nalogi sem se spraševala, koliko informacij so učenci na razredni stopnji sposobni samostojno zapisati po opravljenem poskusu in kako jih zapišejo. Zanimalo me je, kako pridobljene informacije poročajo domačim in kaj so si zapomnili od petka do ponedeljka. V petih zaporednih petkih sem izvedla pet fizikalnih poskusov na temo tlaka, učenci pa so samostojno oblikovali zapiske, ki so jih vložili v žepne knjižice. Ti zapiski so jim bili v pomoč med vikendom, ko so poskus razlagali domačim. Na individualnem razgovoru vsak ponedeljek so predstavili, kaj so si zapomnili in kako so poskus predstavili oz. izvedli pred domačimi. Njihove zapiske in razgovore sem analizirala in podatke vnesla v tabele in grafikone. Ugotovila sem, da so učenci, stari od 8 do 12 let, sposobni absorbirati, razumeti in povezati dokaj zahtevne podatke/poskuse in jih znajo tudi posredovati naprej. Več težav imajo pri samostojnem zapisovanju teh podatkov. Zelo pogosto se učenci odločijo, da rišejo risbe in si s tem pomagajo pri predstavitvi poskusov.
Razlika se pokaže glede na zahtevnost poskusov in glede na poznavanje oz. povezovanje z vsakodnevnimi izkušnjami. Klub pričakovanjem pa ni večjih odstopanj pri razumevanju poskusov med učenci drugega in petega razreda. Lahko bi celo trdila, da so pomembni predvsem besedni zaklad, zanimanje otrok in razgledanost.
Piko na i je projektu predstavljalo »popoldne tlakologije,« kamor so bile povabljene družine učencev in njihovi prijatelji. V petek 18. decembra 2015 sem frontalno pokazala in razložila pet bolj zahtevnih oz. nevarnih poskusov, v katerih sta bila prisotna ogenj in steklo. Sledilo je praktično preizkušanje prisotnih, kjer sta pomagali moji sestri, ki sta učiteljici fizike. Tem petim poskusom sem dodala možnost izvedbe tistih petih poskusov, ki smo jih izvedli v času projekta. Ob koncu delavnic sem starše povabila, da tudi oni doma opišejo oz. narišejo vsaj dva poskusa, ki smo jih danes spoznali. Rezultati so bili podobni kot pri otrocih; polovica staršev zapiskov ni napisala. Vrnjeni zapisi se razlikujejo glede na način opisa poskusa. Nekateri so objektivno opisali postopek oz.
dogajanje pri poskusu, drugi pa svoja občutenja in zadovoljstvo otrok. Zanimivo pa je, da prav nihče ni narisal nobene risbe.
KLJUČNE BESEDE
Tlak, fizikalni poskusi, samostojni zapiski, žepna knjižica, podaljšano bivanje
Part of basic education is reading literacy, mathematical skills and science knowledge. In these days creativity, critical thinking, the ability to solve problems, cooperation, integration, competitiveness and ability to work in a team, social and emotional skills are becoming more and more important. Students need to be trained to know how to think multidisciplinary and how to connect knowledge. Today students are skilled in searching for information and they think that Google knows everything, but many times they are not critical enough to the information they obtain. Even more important is that the student know how to discern this information they need and to work as qualitative as they can.
This kind of skills need to be paid more attention if we want to ensure that as many students as possible to be successful.
In my assignment I wanted to know, how many information students in primary level are capable of writing it down after experiment and how they write this information. I wanted to know, how they report this information at home and what do they remember from Friday till Monday. In five consecutive Fridays I carried out five physical experiments on pressure where students independently formed notes that they inserted into pocket books.
These notes served as help during weekend when they explained the experiment at home.
On individual interview each Monday they presented what they remembered and how they explained or presented the experiment at home. Their notes and interviews I analysed and inserted the data to Tables and graphs. I found out that student from 8 to 12 years old are capable of absorbing, understanding and connecting rather complex data/experiments and also of presenting them forward. They have more problems with independent writing of these data. Very often students decide to draw pictures to help with the presentation of the experiments. The main difference is in complex of the experiments and in knowing or connecting with everyday experiences. Nevertheless, there are no major differences with understanding of the experiments among students in 2nd or 5th grade. I could even say that most important is word knowledge, children’s interest and general knowledge.
The final touch was “afternoon of knowledge in pressure” where also families and friends were invited. On Friday, 18th of December 2015 I presented and explained 5 more difficult or dangerous experiments, where also fire and glass were included. Afterwards practical experiments of present people were carried out where I was aided by my sisters, professors of physics. I also gave the chance to carry out also 5 experiments I carried out at the time of project. At the end of courses I also invited the parents to describe or draw at least 2 experiments we did. Results were similar to the ones of students; half of parents didn’t write the notes. The notes differ in type of writing. Some described the procedure objectively or according to happening, some wrote about their feelings and satisfaction of their children. What it interesting is that none draw a picture.
KEY WORDS
Pressure, physical experiment, individual notes, pocket book, extended stay
ZAHVALA
- Zahvaljujem se mentorici, redni profesorici dr. Mojci Čepič, za nasvete in usmeritve pri nastajanju mojega diplomskega dela.
- Fizikalne poskuse sem opravljala na Osnovni šoli Stranje, zato gre zahvala ravnatelju g. Borisu Jencu ter staršem in učencem, ki so pri eksperimentih sodelovali.
- Največja zahvala gre moji sestri Silvi, ki je pri svojih urah v oddelku podaljšanega bivanja sprejela moje poskuse, mi pomagala pri izvedbi ter mi stala ob strani ves čas mojega raziskovanja, ter sestri Janji, ki je sodelovala pri popoldnevu tlakologije.
- Za slovnično pravilnost diplomske naloge gre zahvala slavistkama Špeli Krivec in Saši Vodlan.
- Družini se zahvaljujem za podporo in potrpežljivost, ki sem jo potrebovala ob pisanju te diplomske naloge.
ABSTRACT ... 6
ZAHVALA ... 7
KAZALO ... 9
1. UVOD ... 1
2. TEORETIČNI DEL ... 3
2.1. UČENJE NAJMLAJŠIH IN KONSTRUKTIVIZEM ... 3
2.2. POUČEVANJE NARAVOSLOVJA IN PRISTOPI ZA MLAJŠE UČENCE ... 4
2.3. RAZISKOVALNI POUK OZ. SAMOSTOJNO EKSPERIMENTIRANJE UČENCEV ... 6
2.3.1. NAČRTUJEMO, DELAMO, POROČAMO ... 8
v b cxcxc 3.EMPIRIČNI DEL 11 3.1. OPREDELITEV PROBLEMA ... 11
3.2. NAMEN IN CILJI ... 11
3.3. OMEJITVE ... 11
3.4. HIPOTEZE ... 12
3.5. METODOLOGIJA – VZOREC ... 12
3.6. PRIPRAVE NA UČNE URE, IZVEDBA, ANALIZA IN OBDELAVA ŽEPNIH KNJIŽIC IN RAZGOVOROV ... 13
3.6.1. OBRAČANJE KOZARCA V VODO ... 13
3.6.2. SILA ZRAČNEGA TLAKA NA EN KVADRATNI METER ... 28
3.6.3. TLAK NA ŽEBLJIH ZARADI TEŽE VODNEGA BALONČKA ... 44
3.6.4. HIDROSTATIČNI TLAK ... 56
3.6.5. TLAK NA BLAZINI ... 69
3.6.6. PONOVITEV TLAKA ... 81
3.6.7. POPOLDNE TLAKOLOGIJE... 85
4. SKLEP ... 103
5. LITERATURA ... 104
6. KAZALO SLIK ... 105
7. KAZALO TABEL ... 106
8. PRILOGE ... 107
1. UVOD
Učenci na razredni stopnji za konstrukcijo svojega znanja potrebujejo predvsem čim več praktičnih izkušenj. Pojme, pojave in teoretične definicije najlaže sprejemajo ob praktičnih izkušnjah in aktivnem delu. Učitelji se moramo truditi, da čim več šolske snovi spremenimo v obliko, ki je neposredno otipljiva in dojemljiva za otroke na razredni stopnji. Večino ciljev, ki so zapisani v učnem načrtu, je možno izvesti z neposrednimi izkušnjami učencev, težava nastopi le pri času. Tega je vedno premalo. Menim, da moramo učence naučiti, da si vsako novost poskušajo predstavljati oz. da jo poizkusijo izvesti praktično. S tem bomo učence spodbudili, da konstruirajo svoje znanje v trdne celote, ki ne bodo le naučene, ampak tudi preizkušene in trajno zapisane njihov miselni sistem.
Tlak je eden izmed takih fizikalnih pojavov, ki ga ne zaznamo, ker smo se ga navadili.
Poskuse in razlago, na temo tlaka, v Hiši eksperimentov v Ljubljani imenujejo tlakologija. Privlačni poskusi nam lahko tlak na preprost način predstavijo in tako ga lahko razložimo. S pojmom tlak se učenci srečajo v osmem razredu. Obstajajo možnosti, da otrokom v podaljšanem bivanju ali v sklopu jutranjega varstva omogočimo zabavne poskuse, ob katerih se naučijo samostojnega raziskovanja in ob tem spoznavajo nova dejstva ter se podzavestno učijo. Pri učencih je potrebno razvijati željo po raziskovanju, da jih bo zanimal odgovor na vprašanje »Zakaj se nekaj zgodi?«. Pomembno je, da jih naučimo samostojnega in kvalitetnega zapisovanja pridobljenih podatkov ter poročanja slednjih.
Ob prebiranju literature o spodbujanju bralne pismenosti sem se prvič srečala z metodo žepne knjižice (Kordigel, Saksida, 1999). Otrokom preberemo zgodbo in jih spodbujamo k lastnemu opisovanju, risanju oz. zapisu lastnega zaznavanja posamezne pravljice ali zgodbe. To otrok zapiše na prazen list papirja in ga spravi v žepno knjižico. Otrokova naloga je, da med vikendom to pravljico predstavi čim več osebam in s tem razvija besedni zaklad, samostojno pripovedovanje oz. obnavlja zgodbe in trenira spomin. Ideja, da žepno knjižico uporabim pri spoznavanju naravoslovnih pojmov in pojavov, mi je predstavljala izziv. Izbrala sem temo tlak in ugotovila, da lahko izvedem nemalo privlačnih poskusov, ki so jih učenci z veseljem predstavljali svojim staršem in prijateljem. Velik poudarek sem namenila motivaciji, kjer sem s provokativnimi vprašanji izzvala njihove miselne sposobnosti, da so podajali možne rešitve oz. predloge na moja vprašanja. Skupaj smo raziskovali delovanje tlaka na narobe obrnjenem kozarcu polnem vode ter pri večjih površinah, kjer je teža zraka večja. Spoznali smo zakonitosti hidrostatičnega tlaka, kjer voda iz polne plastenke kljub luknji na spodnjem delu plastenke ne izteka. Poigrali smo se z porazdelitvijo teže, kjer vodni balončki na konicah žebljev ne počijo in se blazina različno ugrezne glede na težo in površino, s katero pritiskamo nanjo. Poskusi so bili zabavni in za učence nadvse privlačni. Zanimalo jih je,
V drugem poglavju diplomske naloge je podano teoretično izhodišče, kjer opišem zakonitosti učenja najmlajših. Opiram se predvsem na Piagetovo teorijo, ki pravi, da je razvoj mišljenja pri učencih na razredni stopnji opredeljen s stopnjo konkretno logičnega mišljenja (7–12 let). Opredelim tudi pomembnost ustrezne zunanje pomoči, kjer je učenec sposoben spoznavati oz. odkrivati »področje bližnjega razvoja,« kot je to predstavil Vigotski. Konstruktivizem nazorno predstavim s Piagetovo teorijo asimilacije (vključitev nove izkušnje v obstoječ sistem), akomodacije (prilagoditev miselne strukture) in ekvilibracije (vzpostavitev ravnotežja), kjer poudarim fleksibilnost miselnega sistema vsakega učenca. Učenec pred poskusom obračanje polnega kozarca vode, kjer voda ne izteče ve, če kozarec poln vode obrne okrog, se ta izlije iz kozarca, ob novi izkušnji pa ugotovi, da ob določenih pogojih ni tako, zato mora svojo miselno strukturo dopolniti oz.
spremeniti. Samostojni poskusi in neposredne izkušnje učencu pomagajo, da lažje razumejo vzroke za nek pojav; to imenujemo raziskovalni pouk. O tem pišem v drugem podpoglavju teoretičnega dela, kjer opišem tudi poučevanje naravoslovja ter pristope za najmlajše učence.
V tretjem poglavju predstavim praktični del diplomske naloge, in sicer pet petkovih poskusov, z zapiski otrok in intervjujem vsakega učenca posebej. Vsak poskus najprej opišem, da ga lahko razumejo tudi laiki, sledi natančna priprava poskusa, ki smo ga izvedli, opisan potek poskusa oz. analiza ter obdelava žepne knjižice, kamor učenci zapišejo svoje razumevanje poskusa. Žepno knjižico učenci med vikendom pokažejo staršem, prijateljem in znancem in jo oddajo v ponedeljek na individualnem razgovoru oz.
intervju, kjer poročajo o dogajanju med vikendom. Poleg žepnih knjižic so analizirani tudi intervjuji, rezultati pa so vpisani v tabele, ki so jim dodani histogrami in nekaj besed za lažje razumevanje rezultatov.
V četrtem poglavju so analizirani anketni vprašalniki o projektu, ki so jih reševali učenci.
Opisano je »popoldne tlakologije« ter analiziran vprašalnik o projektu, ki so ga reševali starši pred začetkom poskusov. Dodana je analiza dogajanja pri poskusih na »popoldnevu tlakologije« in obdelava žepnih knjižic, ki so jih vrnili nekateri prisotni starši.
V petem poglavju so predstavljene izhodiščne hipoteze in ugotovitve s komentarji.
Predstavljeni so rezultati in možne izboljšave, ki so se porodile med projektom. Vprašanje je, kaj je bolj pomembno – da spodbudimo razmišljanje otrok in samostojni zapis, ki pogosto ni natančen, včasih pa je celo nepravilen, ali da skupaj naredimo zapis. Poraja se tudi ideja o izdelavi raziskovalnih škatel, v katerih bi imeli učenci pripravljen ves potreben material in opis poskusa. Tako bi imeli vsi možnost natančne izvedbe poskusa doma in pri prijateljih. S tem ne bi obremenjevali staršev, saj so nekateri opozorili, da zanje priprava pripomočkov za izvedbo poskusa predstavlja veliko obremenitev. Starši so otrokom zaradi vztrajanja pri izvedbi poskusov pomagali (zabijanje žebljev v desko, luknjanje dodatnih plastenk …).
Seznam uporabljene literature in virov je zapisan v šestem poglavju. V prilogi je dodan vprašalnik o pričakovanju učencev pri poskusu hidrostatičnega tlaka in vprašalnik o poskusih učencev ter staršev.
2. TEORETIČNI DEL
2.1. UČENJE NAJMLAJŠIH IN KONSTRUKTIVIZEM
Učenci na razredni stopnji osnovne šole so na prehodu iz vrtčevskega okolja (kjer je največji poudarek predvsem na odkrivanju s pomočjo igre) v okolje »prave šole«. Največ znanj učenci pridobijo z lastnimi izkušnjami, zato se učitelji trudimo pripraviti pouk s čim več praktičnimi nalogami. Piaget znanje razume kot proces pridobivanja informacij s pomočjo miselne in fizične dejavnosti, zato je pomembna organizacija takih pogojev učenja, da lahko otrok aktivno konstruira svoje znanje, skratka da lahko eksperimentira.
Tako lahko nova spoznanja oblikuje v interakciji z že obstoječimi miselnimi strukturami in z okoljem, kjer preverja in utemeljuje svoje ideje. S svojo miselno aktivnostjo, ki jo spodbuja skrbno pripravljen in fleksibilen učitelj, ki zna sprejeti vsak odgovor enakovredno kot začasno sprejemljiv, otrok odkriva probleme, ki povzročajo neravnotežje – kognitivni konflikt.
Slika 1: Kognitivno mišljenje po Piagetu (Curk, 2013)
Učence, stare od 7 do 11 let lahko pri Piagetu umestimo v stopnjo konkretno logičnega mišljenja (7–12 let). Marentič Požarnikova (2003) povzema Piagetove ugotovitve za vzorce, ki jih je opazil pri otroških odgovorih. Za obdobje od 7 do 12 let je značilno, da:
- je otrok sposoben reverzibilnega mišljenja (miselni obrat pojavov), npr.: otrok ima 5 bombonov in ga prosimo, da
dva bombona da svojemu bratcu. Otrok ve, da mu ostanejo le trije bomboni. Če pa ga vprašamo, koliko jih je imel na začetku, bo že poznal pravi odgovor.
- narašča pozornost konzervacije (otrok razume ohranitev mase,
To tvori osnovo za razumevanje naravoslovnih pojmov in naravnih zakonov, vendar morajo biti vsa znanja podprta s konkretnimi izkušnjami. Učenec povezuje predhodne izkušnje in novo znanje, miselni sistem pa se konstruira ter vedno znova preoblikuje.
Učenci so ob pravilno vodeni naravoslovni dejavnosti sposobni svoje misli opazovati, razvijati in preverjati. Pri kognitivnem konfliktu otrok primerja svoje zamisli z novimi drugačnimi izkušnjami. To pripelje otroka do nezadovoljstva in zmede, otrok si želi razrešiti ta konflikt, vendar je za rešitev potreben čas, ko otrok pridobiva več informacij in izkušenj, ki ga pripeljejo do rešitve in znanja na višjem nivoju (Novak, idr., 2003).
Vigotski poudarja, da je od socialnih dejavnikov okolja odvisno, kaj in kako se bo posameznik naučil (Vigotski, 1978). Poudarja »področje bližnjega razvoja,« ki ga učenec sam ne more doseči. Ob ustrezni zunanji pomoči (učitelj, poskusi, razgovor z vrstniki …) pa je sposoben osvojiti znanje in ga konstruirati v svoj miselni sistem.
Gostinčar Blagotinšek (2015, str. 22) raziskovalni pouk vidi kot posrečeno kombinacijo Piagetove teorije in Vigotskega »področja bližnjega razvoja« pri razlaganju otrokovega mišljenja, in sicer kot »manipulacijo z objekti v okolju med eksperimentiranjem in interakcije z vrstniki (ter učiteljem) v procesu načrtovanja, izvedbe in interpretacije raziskave«.
Konstruktivisti poudarjajo vlogo učečega pri izgradnji (konstrukciji) znanja skozi proces osmišljanja izkušenj, ter spreminjanja in nadgrajevanja obstoječih predstav. Znanja ne sprejemamo od zunaj, ampak ga aktivno izgrajujemo (konstruiramo) na osnovi tistega, kar že vemo in novih informacij, ki jih prejemamo (Marentič Požarnik, 2003).
Gostinčar Blagotinšek (2015, str. 25) poudarja, da »v slovenskem prostoru najdemo številne teoretične prispevke na temo konstruktivizma in raziskovalnega pouka (Strmčnik, 1995; Blažič, Ivanuš Grmek, Kramar idr., 2003; Marentič Požarnik, 2003), praktične aplikacije na področju naravoslovja pa so razmeroma redke, (npr. Udir, 2001; Skribe Dimic, 1998, Krnel, 2006; Gostinčar Blagotinšek, 2007; Krnel, 2007). Pomemben prispevek na tem področju je stalna rubrika v reviji Naravoslovna solnica, ki v vsaki številki (3-krat letno) objavlja konkretne primere raziskav, primernih za šolsko prakso.«
Zato je dobrodošla vsaka ideja, na kakšen način učencem čim bolj natančno predstavimo pojme in pojave iz vsakdanjega življenja.
2.2. POUČEVANJE NARAVOSLOVJA IN PRISTOPI ZA MLAJŠE UČENCE
K znanju naravoslovja sodi znanje s področja fizike, kemije, biologije ter znanje o Zemlji in vesolju. Krnel (2010, str. 36) opozarja na praktično komponento učenja – spretnosti in veščine: »Naravoslovni postopki so opredeljeni kot tista znanja, spretnosti in veščine, ki so značilna za raziskovanje in znanstvene metode dela. Predstavljajo miselne in manipulativne dejavnosti, s katerimi učenci poleg vsebin odkrivajo tudi »naravo«
naravoslovja ali zakonitosti znanstvenega dela.«
- otroku predstavlja neposredno okolje, ki ga lahko raziskuje sam, mu je vedno na voljo in je zato zelo dobra motivacija,
- omogočajo, da otrok dojema stvari najprej na konkretni ravni, kasneje pa tudi na abstraktni ravni (Novak idr.,2003).,,,,,,,,,
Krnel (1993), v svoji knjigi Zgodnje učenje naravoslovja opisuje, da metode dela, ki jih zahteva naravoslovje, razvijajo sposobnosti in spretnosti, ki jih deli na dve skupini:
- sposobnosti vezane na zbiranje podatkov – OPAZOVANJE, dejavnosti otrok:
ugotavljanje enakosti,
ugotavljanje različnosti,
opredelitev spremenljivke,
spremljanje spremenljivke
delo z več spremenljivkami.
- sposobnosti vezane na obdelavo podatkov – RAZVIJANJE IN PREIZKUŠANJE ZAMISLI, dejavnosti otrok:
postavljanje hipotez,
načrtovanje poizkusa,
napoved izida poizkusa,
opravljanje poizkusa,
razlaga rezultatov,
posploševanje, iskanje zakonitosti,
sporočanje.
Poučevanje naravoslovja obsega razvijanje procesov, sposobnosti in postopkov, saj spoznavanje sveta poteka skozi procese, postopke in vsebine. Neposredno omenjeni so naslednji postopki oz. spretnosti (Kolar, Krnel, Velkavrh, 2011):
- opazovanje, - razvrščanje, - urejanje, - prirejanje,
- eksperimentiranje, - ravnanje s podatki, - sklepanje in - sporočanje.
Informacij na področju naravoslovja je mnogo in nemogoče je posodabljati učbenike in usposabljati pedagoške delavce tako hitro, kot se povečuje vedenje o naravoslovju, zato upravičeno avtor trdi: »…če razumemo izobraževalni proces kot aktivno učenje in poučevanje, potem kaže uporabljati in razvijati takšne učne strategije, ki bodo namesto zgolj pomnjenja znanja, spodbujale pri učencih in dijakih višje miselne procese, kot so:
samostojno odkrivanje znanja, analiza, sinteza in vrednotenje znanja,« (Janežič in Vrtačnik, 2011, str. 57)
2.3. RAZISKOVALNI POUK OZ. SAMOSTOJNO EKSPERIMENTIRANJE UČENCEV
Učenci na razredni stopnji so res še otroci. Pogosto se spomnim izjave profesorice Majda Cemič (1998), ki je govorila: »Igra je učenje, učenje je lahko tudi igra!« Ta izjava mi je pustila globok pečat, ko se pripravljam na delo v šoli ali v vrtcu. Zavedam se, da se učenci v aktivni igri, kjer so miselno ves čas aktivni, mnogo naučijo in se ob tem še zabavajo. Prav raziskovalni pouk je način, kako učence spodbudimo k aktivnemu sodelovanju, kjer je glavna naloga učitelja usmerjanje in podpiranje učencev, ti pa sami iščejo rešitve. Ana Gostinčar Blagotinšek (2015) pravi, da pravilno organiziran raziskovalni pouk vodi učenca skozi izkušnje, med katerimi sami zgradijo svoje znanje.
Učitelji moramo poskrbeti za take izkušnje, da bodo učenci kot odrasli posamezniki lažje sami poskrbeli za ustrezno organizacijo učenja in lastnega mišljenje v vsakodnevnih situacijah. »V raziskovalnem procesu se morajo učenci sproti odzvati na informacije, ki jih pridobivajo, kritično presojati njihovo relevantnost in na podlagi tega sprejemati odločitve o nadaljnjih postopkih. To pa so izzivi s katerimi se vsak dan soočajo posamezniki v sodobni družbi.« (prav tam).
Krnel (2007, str. 8) je raziskovalni pouk predstavil kot »… aktivnost učenca kot raziskovalca. Ta se kaže pri postavljanju raziskovalnega vprašanja, oblikovanju hipotez, načrtovanju raziskave, testiranju hipotez in formuliranju odgovorov na raziskovalno vprašanje. Glede na vse to je raziskovanje pri pouku hkrati sredstvo in cilj, proces in produkt. Sredstvo, ki vodi k razumevanju naravoslovnih pojmov in cilj, ki vodi k razumevanju narave naravoslovja, …«. Opredelil je šest faz v izvajanju raziskovalnega pouka:
0. Predstopnja – izberemo področje raziskovanja/opredelimo raziskovalni problem.
1. Kaj o pojavu, objektu ali snovi, ki jo želimo raziskovati, že vemo – učenci razmislijo in se pogovarjajo o tem, kaj že vedo; pogosto se jim porajajo nova vprašanja, ki jih v nadaljevanju lahko uporabimo za »raziskovalna vprašanja«.
2. Kaj bomo raziskovali – izberemo raziskovalno vprašanje, učence spodbujamo, da postavijo svojo hipotezo o izidu raziskave.
3. Načrt raziskave – konkreten načrt za izvedbo raziskave (opis, kaj in s čim bodo merili, kaj opazovati, način zapisa izmerkov in opažanj), učitelj pomaga in usmerja.
4. Poskusi, opazovanje, meritve – odobritev načrta s strani učitelja in usmerjanje ter spodbujanje z dodatnimi vprašanji. Učenci izvedejo načrtovane poskuse, opazovanja, meritve in jih zabeležijo.
5. Kaj smo ugotovili – pregled rezultatov eksperimenta in oblikovanje odgovora na
»raziskovalno« vprašanje in interpretiranje rezultatov.
6. Poročanje – o delu skupine in ugotovitvah (vsebovati mora vsaj tri točke:
raziskovalno vprašanje → potek ali način izvajana poskusa, meritev in opažanj → odgovor na raziskovalno vprašanje oz. ugotovitve) ter refleksija o svojem delu.
Ko sodeluje več skupin, učitelj oblikuje skupne zaključke, povzetek, kaj so se novega naučili, in komentar izvedbe (prav tam).
Raziskovalni pouk pogosto ne poteka točno po teh fazah, ampak se je potrebno večkrat vračati k ponovnemu načrtovanju raziskave ali pa vsaj k poskusom, opazovanjem in meritvam. To je dobro predstavila Gostinčar Blagotinšek (2015) s shemo poteka raziskovalnega pouka. Pravi: »v spodnji shemi ravne črte predstavljajo linearno napredovanje, krive pa procese, ki jih lahko izvedemo po večkrat.«
Slika 3: Shema poteka raziskovalnega pouka (Gostinčar Blagotinšek, 2015, str 32)
Pri raziskovalnem pouku v prvem in drugem triletju osnovne šole moramo upoštevati:
- razvojno stopnjo oz. starost učencev (že predstavljeno po Piagetu in Vigotskem);
- ustvarjanje potrebnih pogojev za uspešno učenje naravoslovja (odnosi in vzdušje v razredu, pomembna vloga učitelja pri raziskovalnem pouku, zadostno materialno okolje, pomembna vloga učencev pri pouku);
- razvoj veščin raziskovalnega pouka (razvijanje eksperimentalnih spretnosti, rokovanje s predmeti, uporaba pripomočkov, merjenje in podobno).
- Kot učitelji se moramo zavedati, da smo dolžni učence usposobiti za reševanje izzivov, ki jih prinaša življenje. Sledimo lahko učbeniku Moja prva fizika 1 (Beznec, Cedilnik idr., 2004), kjer je raziskovanje razdeljeno na tri faze; najprej načrtujemo, potem delamo in na koncu poročamo. Tudi v življenju je prav načrtovanje najpomembnejše ter s tem organizacija časa, sredstev in omejitev. Kdor v življenju načrtuje, točno ve, kakšne so njegove naloge in kdaj bo posamezno
2.3.1. NAČRTUJEMO, DELAMO, POROČAMO
Slika 4: Načrtovanje raziskovanja (Beznec, idr., 2004, str. 8,9)
Zgornja slika kaže samostojno iskanje možnosti za raziskovanje. Tudi polita voda omogoča mnogo vprašanj, na katera lahko iščemo odgovore. Pomembno je, da se zavedamo načrtovanja, ki je pri raziskovanju in vsakodnevnih opravilih ključnega pomena. Ko raziskujemo, moramo vedeti, kaj o določeni temi že vemo, kako bomo prišli do novih spoznanj, kdo nam lahko pri raziskovanju pomaga ter na kakšen način lahko posamezen pojav raziskujemo. Prav to se sprašujemo tudi pri vsakodnevnem načrtovanju:
Kaj želimo izvedeti? Kaj moram danes storiti? Kdo mi lahko pomaga? Koliko časa bom potreboval za posamezno dejavnost? Kakšen je želeni rezultat? Tako bomo učence s pomočjo raziskovanja vzgajali tudi za odgovorne ljudi, ki s pomočjo natančnega načrta obvladajo vsakodnevne obveznosti in so gospodarji svojega časa.
Slika 5: Izvedba raziskovanja (Beznec, idr., 2004, str. 8,9)
Natančnemu načrtu sledi delo oz. izvedba. Pri poskusih uporabljamo čim več čutil ter s tem pridobimo natančne podatke. Svoje ugotovitve zapišemo, narišemo; pomagamo si predvsem s tabelami in skicami (na razredni stopnji učenci šele spoznavajo histograme, grafe ter velike tabele). Poskuse izvajamo večkrat, da so rezultati točnejši in da ima vsak učenec možnost samostojnega izvajanja poskusa. Zavedam se, da je prav lastna aktivnost in samostojno iskanje rešitev »temelj raziskovanja«. Tudi pri vsakodnevnih dejavnostih je pomembno samostojno delo in vložen trud. Poleg novih spoznanj pri učencih vzbudimo občutek zadovoljstva in dobre samopodobe, ki je plod lastnega dela.
Slika 6: Poročanje rezultatov raziskovanja (Beznec idr., 2004, str. 8, 9)
Zadnji del raziskovanja je poročanje, ki je pomembno prav tako kot načrtovanje in izvajanje. Novo znanje je potrebno ubesediti oz. znati napisati na list papirja. Pomembno je, da znamo povedati, kaj smo se novega naučili in na kakšen način smo do novih spoznanj prišli. Potrebno je narediti sklep in razmisliti kako bi svoje raziskovanje še izboljšali. Tudi po vsakodnevni dejavnosti v zasebnem življenju je pomemben premislek o tem, kaj smo danes naredili, kaj nam je uspelo, kaj ne, in si oblikovati načrte za prihodnji dan, mesec oz. leto.
3. EMPIRIČNI DEL
3.1. OPREDELITEV PROBLEMA
Fizika nas spremlja povsod in ves čas. Pogosto se delovanja sploh ne zavedamo, kaj šele da bi ga znali razložiti. Učence moramo čim prej spodbuditi k raziskovanju, vedoželjnosti in iskanju odgovorov na vsak njihov »Zakaj …?«. Stremimo k temu, da učenci pridobljeno znanje uporabljajo za razlago dogajanja.
Učenci si fizikalne poskuse predstavljajo in jih razumejo po svoje. Ugotoviti želimo, kakšne zapiske si oblikujejo učenci sami brez konkretnih navodil. Poskus bodo predstavili domačim in v naslednjih dneh na razgovoru poročali o izvajanju in predstavljanju poskusa doma.
3.2. NAMEN IN CILJI
Tlak je prisoten ves čas in deluje na vsako stvar. Vsi smo se ga navadili in ga ne čutimo, zato je včasih težko razumeti, da na vsak kvadratni centimeter deluje tlak, kot bi ga povzročila utež, težka en kilogram.
V diplomski nalogi ugotavljamo razumevanje pojavov povezanih s tlakom pri učencih razredne stopnje, od drugega do petega razreda, starih od 7 do 11 let. Preverila sem, kako učenci razumejo in s svojimi besedami opišejo ali narišejo poskuse na temo tlaka.
Pri poskusih na temo tlaka so cilji, da učenci:
- razvijajo pozitiven odnos do izvajanja poskusov;
- razumejo, kaj pomeni zračni tlak, ki deluje na vsak kvadratni centimeter in je enak, kot bi ga na kvadratni centimeter povzročila utež, težka en kilogram;
- razumejo porazdelitev teže na določeno ploskev;
- spoznajo hidrostatični tlak;
- samostojno oblikujejo zapiske poskusov;
- samostojno razlagajo poskus doma in pri ponedeljkovih razgovorih;
- navdušujejo domače in prijatelje nad izvajanjem poskusov.
3.3. OMEJITVE
Pri izvajanju poskusov nas je spremljalo kar nekaj omejitev. Glavna omejitev je določen in omejen čas za izvajanje poskusov, in sicer šest petkov med 13.40 in 14.25; to je čas
3.4. HIPOTEZE
Zastavila sem si hipoteze;
- Učenci, stari od 7 do 11 let, so zmožni s svojimi besedami opisati fizikalne poskuse na temo tlakologije.
- Učenci znajo sami pripraviti in izvesti poskuse.
- Učenci so znanje oz. razlago sposobni posredovati osebam, ki tega poskusa ne poznajo.
3.5. METODOLOGIJA – VZOREC
Pri poskusih je sodelovalo 24 učencev. Vzorčeni so bili učenci četrtega razreda ter nekaj učencev drugega, tretjega in petega razreda. Poskuse smo izvajali na Osnovni šoli Stranje, ob petkih, v času podaljšanega bivanja, in sicer med 13.40 in 14.25.
Poskusi so potekali v petih delih. Ob petkih smo najprej izvedli poskus skupaj, sledilo je individualno izvajanje poskusa. Učenci so poskus opisali, narisali in razložili s svojimi besedami na prazen list papirja in ga vložili v žepno knjižico. S pomočjo žepne knjižice so med vikendom staršem, prijateljem in sorodnikom razlagali in/ali celo pokazali poskuse, ki smo jih izvajali v šoli. V ponedeljek je vsak učenec prišel k meni in poročal o poskusih, ki jih je izvajal doma ali pri prijateljih. Zadnji petek smo ponovili vse poskuse in si pogledali oddajo o tlakologiji, ki jo je pripravila Hiša eksperimentov. Zadnje srečanje je predstavljalo »popoldne tlakologije,« kamor so bili povabljeni ostali družinski člani, prijatelji in znanci.
Analiza dobljenih podatkov izhaja iz zapiskov učencev in razgovorov z njimi. Njihove zapiske smo klasificirali glede na kriterije:
- ali imajo zapisane pojme, ki smo jih spoznali pri poskusu (zračni tlak, porazdelitev teže, ploskev, hidrostatični tlak … – v nadaljevanju pojem),
- ali so zapisali razlago pojma, - ali so narisali skico poskusa;
- ali so opisali izvedbo poskusa …
V ponedeljkih sem z vsakim učencem posebej izvedla razgovor. Učenci so povedali:
- koliko osebam so predstavili poskus oz. kolikokrat so ga izvedli;
- kateri pojem smo spoznavali pri poskusu;
- kako so opisali postopek poskusa;
- kako so poskus (oz. pojem) razložili …
Njihove zapise in odgovore sem na individualnem razgovoru zapisala in umestila v tabele. Oblikovala sem grafe zapisov in odgovorov ter jih analizirala glede na to, koliko učencev je natančno napisalo oz. opisalo pojem, koliko je bilo delnih opisov in koliko je bilo neustreznih.
Projekt sem izvedla na Osnovni šoli Stranje v času podaljšanega bivanja, in sicer šest petkov in šest ponedeljkov. Prisotni so bili predvsem učenci četrtega razreda, ter nekaj učencev drugega, tretjega in petega razreda. V nadaljevanju predstavim pet poskusov.
obdelava žepnih knjižic in intervjujev in predstavitev rešitev s pomočjo tabel, histogramov ter opisa.
Vsak poskus sem najprej opisala in dodala vse pripomočke, ki jih pri izvedbi poskusa potrebujem. Zapisala sem predviden potek ure ter učna priprava, kjer je natančno določeno ravnanje učitelja in predvideni odgovori ter ravnanje učencev. Vsak poskus sem analizirala in dodala fotografije. Po izvedenem poskusu so učenci naredili svoje zapise in le-te sem ob ponedeljkih pobrala, jih analiziram, prav tako kot intervju, ki sem ga izvedla z vsakim učencem . Ugotovitve sem zapisala v tabele, oblikovala sem histograme rezultatov raziskave in dodala še nekaj besed o rezultatih.
3.6. PRIPRAVE NA UČNE URE, IZVEDBA, ANALIZA IN OBDELAVA ŽEPNIH KNJIŽIC IN RAZGOVOROV
ZRAČNI TLAK
Okrog Zemlje se nahaja visoka plast zraka, ki jo imenujemo atmosfera. Na nas ves čas pritiska zračni tlak en bar. To pomeni, da je pritisk na cm2 enak, kot bi na cm2 pritiskala utež z maso 1 kg. Tlak pritiska v vseh smereh in naše telo je tega pritiska navajeno, zato ga ne občutimo.
3.6.1. OBRAČANJE KOZARCA V VODO OPIS
Pripomočki:
- kozarec, - listek papirja, - voda,
- centimetrski papir.
Potek:
Kozarec napolnimo z vodo in nanj položimo list papirja. List pritisnemo na kozarec in vse skupaj obrnemo. Listek ostane na kozarcu, voda pa ne izteče.
Ugotovitve:
Na površino odprtine kozarca, kjer je list v obliki kroga, Površina odprtine kozarca velik 18 cm2, od zgoraj pritiska masa vode (0,15 kg) (18 cm2)
od spodaj pa zračni tlak, kot bi pritiskala utež, težka
POTEK URE:
Časovni okvir poteka ure:
3 minute predstavitev 5 minut prikaz poskusa
15 minut razlaga, demonstracija, izračun ploščine 10 minut samostojna izvedba poskusa
10 minut zapisovanje, risanje in opisovanje poskusa
2 minuti navodila za žepne knjižice in predstavitve domačim, sosedom, prijateljem ...
UČITELJ UČENCI
Učence pozdravim in se predstavim.
Začnem z motivacijskim vprašanjem: Ali lahko obrnemo poln kozarec z vodo in voda ostane v kozarcu?
Otrokom pokažem poskus in ob tem ne razlagam.
Otrokom povem, da je voda ostala v kozarcu zaradi tlaka. Razložim jim, da atmosfera predstavlja zelo veliko plast zraka, ki pritiska na Zemljo. Mi smo na tlak navajeni, ker ga začutimo takoj ob rojstvu in ker tlak deluje v vseh smereh. Povem jim, da na listek deluje zračni tlak, in sicer… pokažem jim sliko.
Na roko si dam kvadratek cm2, v drugo roko pa primem kilogram sladkorja.
Učencem razdelim kvadratke – cm2 in kilogram sladkorja.
Zastavim vprašanje: Koliko sladkorja moramo položiti na roko, da bi povzročil enak tlak, kot zrak pritiska na mojo roko?
Učenci bodo začudeni, ker sva si z dvojčico, učiteljico Silvo, tako podobni.
Pričakovani odgovori: ne, samo s čarovnijo.
Učenci samo opazujejo, na koncu poskusa komentirajo, zakaj: da čaram, da je listek prilepljen, brez besed.
Učenci poslušajo razlago in odgovarjajo na podvprašanja.
Učenec vzame kvadratek – cm2 in si ga da na roko, v drugo roko pa prime kilogram sladkorja. Učenec razume, da na en cm2 pritiska sila, kot jo povzroča utež težka 1 kilogram.
Učenci podajajo možne rešitve.
Pravilna rešitev: obris dlani na centimetrski papir, preštejemo kvadratne centimetre in sklepamo na kilograme.
obrnjenem kozarcu? Skupaj stehtamo maso vode, ki je enaka 15 dag. Stehtamo še 15 dag sladkorja, ki predstavlja tlak na zgornji strani papirja pri obrnjenem kozarcu.
Kakšen tlak deluje na spodnji del papirja na kozarcu? Razdelim pole karirastega papirja in plastične kozarčke.
Učence spodbudim, da sami izvedejo poskus.
Učence spodbudim, da naredijo zapiske, lahko tudi rišejo, delajo stripe … Spodbudim jih, da napišejo vsaj tri stavke.
Učencem razdelim žepne knjižice in obvestila za starše. Razložim, da naj med vikendom poskus predstavijo čim več osebam in si zapišejo njihove komentarje. Posebej jih opozorim, da žepne knjižice prinesejo v ponedeljek s seboj, da bodo o svojih poskusih poročali.
ugotovimo tlak na obrnjenem kozarcu vode (obris kozarca) in kako naj stehtamo vodo. Vodo zamenjamo s sladkorjem, da otroci laže razumejo tlak na zgornji strani papirčka pri narobe obrnjenem kozarcu.
Učenci sami obrišejo kozarec in preštejejo kvadratke. Ugotovijo, da je tlak, ki pritiska listek na kozarec, enak, kot bi na spodnji del kozarca postavili 15 kilogramov sladkorja.
Učenci poskušajo, si izmenjujejo vtise in si med seboj pomagajo.
Učenci samostojno oblikujejo zapiske.
Učenci pozorno poslušajo navodila. Žepne knjižice (kamor so pospravili svoje zapiske) spravijo v žep.
ANALIZA
Sama podobnost med menoj in mojo sestro Silvo je pritegnila večjo pozornost, kot sem pričakovala. Posledično so bili učenci takoj pripravljeni na sodelovanje. Na vprašanje »Je mogoče kozarec z vodo obrniti, da voda ne steče iz njega?« sem prejela pričakovane rezultate (čarovnija in da to ni mogoče).
Prvi poskus ni uspel. Učence sem potolažila z rekom: »Pri kemiji smrdi, pri fiziki pa včasih ne dela!«. Sledil je smeh otrok in ponovna tišina ter pričakovanje. Ob izvedenem poskusu, ko je voda ostala v kozarcu, so učenci ostali brez besed. Učenci so preprosto hoteli vedeti, ZAKAJ? Razlago sem začela s centimetrskim kvadratkom in kilogramom sladkorja. Ker so imeli vsi učenci možnost, da so si na roko položili centimetrski
Tudi ideje, koliko sladkorja bi potrebovali za ugotovitev tlaka za mojo celotno roko, so bile enotne. Na centimetrski papir sem obrisala dlan, deček iz petega razreda pa je natančno preštel kvadratke.
Naštel jih je 144. Ugotovitev, da na mojo dlan deluje tlak, ki je enak, kot če bi na dlan položili utež z maso 144 kg (očka in mamica skupaj), jih je presenetila.
Slika 7: Fotografija – obračanje kozarca z vodo 1
Učence sem ponovno vprašala, kolikšen je tlak zraka na narobe obrnjen kozarec z vodo. Učenec 4. razreda je predlagal, da obrišejo kozarec in preštejejo kvadratke.
Vsak je vzel svoj listek in svoj kozarček.
Zanimanje je raslo ob obrisovanju kozarcev ter štetju cm2. Potem me je zanimal še pritisk vode na list papirja.
Odgovor na to vprašanje nam je pomagala poiskati tehtnica; vodo smo stehtali in takoj dobili odgovor. Za lažjo predstavo sem prenesla maso vode v enako maso
sladkorja. Naslednjič bi imela pri tem poskusu pripravljenih 15 kilogramov sladkorja ali vsaj fotografijo otroka ob 15. kilogramih sladkorja, da bi laže primerjali (masa vode v kozarcu – 15 dag, zračni tlak pa je enak, kot če bi nanjo pritiskalo 15 kilogramov sladkorja).
Slika 8: Fotografija obračanje kozarca z vodo 2
Učence je smiselno opozoriti, da listke, na katerih oblikujejo svoje zapise, med poskusom odložijo na drugo mesto in jih lahko uporabijo pri pisanju zapiskov. Tokrat so ostali na mizi in ko sem jim dovolila, da poskus izvedejo sami, so bili listki v trenutku mokri.
Občutki otrok so se kazali z vzkliki, veseljem, smehom in navdušenjem. Vsem je uspelo;
nekateri so poskus izvedli z velikim steklenim kozarcem, nekdo pa je poskusil celo z
Čas je kar tekel, zato nam je zmanj kalo nekaj časa za umirj eno pisanj e zapis kov in podajanje natančnih navodil za domače naloge.
Težavo je predstavljalo predvsem odhajanje in individualno podajanje navodil. Naslednji petek smo uro začeli že ob 13.30 in prvih nekaj minut namenili ponovitvi prejšnjega poskusa in kratki razlagi, preostali čas pa smo namenili pisanju zapisov.
Slika 9: Fotografija – obračanje kozarca z vodo 3
Zanimiva je primerjava predstavitve drugošolca, ki je celoten postopek narisal in opisal, dva četrtošolca pa sta narisala le obrnjen kozarec in opisala vse, kar sta si od poskusa
Slika 10: Opis poskusa četrtošolca
Slika 11: Opis poskusa četrtošolca
Slika 12: Opis poskusa drugošolca
Slika 13: Opis predstavitve učenke, kot so ga razumeli starši, stari starši …
Deklica
Njena
Deklica
Žepna knjižica
Tabela 1: Analiza žepne knjižice – obrnjen kozarec z vodo
Napisan pojem tlak Opisan pojem tlak Narisan obrnjen kozarec Narisan postopek poskusa Razložen postopek pri poskusu Drugo
1 Da Ne Da Ne Da
2 Ne Ne Da Da Da 5 slikic pri postopku
3 Ne Ne Da Da Da
4 Ne Ne Ne Ne Da
5 Da Delno
(drugo)
Da Ne Da Pred tem smo se pogovarjali o tlaku in izvedeli smo, da teža 144 kilogramov pritiska na dlan.
6 Da (Drugo) Da Ne Da Zaradi tlaka se voda ni razlila
7 Ne Ne Da Ne Da
8 Ne Ne Da Da Da Oblikovano v stripu
9 Da Ne Da Ne ne
11
Da Da Da Ne Da
»Tlak: voda ne gre ven, ker zrak ne more notri, to je tlak.
Pritisk: na roko pritiska 143 kilogramov. Ampak zakaj roka ni čisto na tleh? Ker pritiska iz vseh strani.« Dodani sta dve risbi: obrnjen kozarec in roka ter štiri puščice nanjo.
13 Ne Ne Ne Delno Ne
18 Ne Ne Da Da Da
Učenci (10, 14, 15, 16 in 17) nimajo vpisanih rezultatov, ker so bili prisotni pri poskusu, vendar niso vrnili žepne knjižice in zato zanje nimam podatkov o zapiskih.
Graf 1: Žepna knjižica, ki vsebuje besedo tlak, opis pojma tlak, narisan narobe obrnjen kozarec, narisan postopek poskusa in razlago postopka pri poskusu
Iz grafa je razvidno, da je 13 učencev (87 %) vsaj deloma doseglo pričakovano znanje.
Svoje zapiske so oblikovali skrbno in ker so bila navodila zelo odprta, so lahko izbrali način, ki jim je najbolj ustrezal. Opaziti je, da je na tej stopnji veliko učencev (73 %) , ki si stvari najbolje predstavljajo prav z risanjem risbe. Zanimivo je dejstvo, da se zapiski učencev glede na posamezno starost niso bistveno razlikovali.
Graf 2: Število učencev, katerih žepna knjižica vsebuje besedo tlak, opis pojma tlak in razlago postopka pri poskusu
0 1 2 3
1 . u čen ec 2 . u čen ec 3. u čen ec 4 . u čen ec 5 . u čen ec 6 . u čen ec 7 . u čen ec 8 . u čen ec 9 . u čen ec 1 0 . u če n e c 1 1 . u če n e c 1 2 . u če n e c 1 3 . u če n e c 1 4 . u če n e c 1 5 . u če n e c 1 6 . u čen ec 1 7 . u če n e c 1 8 . u če n e c 1 9 . u če n e c 2 0 . u čen ec
Pomen odgovorov: 1 NE, 2 DELNO in 3 DA
Žepna knjižica, ki vsebuje besedo tlak, opis pojma tlak, narisan narobe obrnjen kozarec, narisan postopek poskusa in razlago postopka pri poskusu
Napisana beseda tlak Opisan pojem tlak
Narisan obrnjen kozarec Narisan postopek poskusa / eksperimenta
Razložen postopek pri poskusu
0 2 4 6 8 10 12
Zapisana beseda tlak
Opisan pojem tlak
Razložen postopek pri
Število učencev
Število učencev, katerih žepna knjižica vsebuje besedo tlak, opis pojma tlak in
razlago postopka pri poskusu
Da Delno Ne
Kot sem že omenila, so bile dejavnosti preveč časovno omejene, kar je pomenilo, da so imeli nekateri za oblikovanje zapiskov le dobrih pet minut časa (tisti, ki so morali na mali nogomet ter tisti, ki so imeli prevoz domov). Presenetljivo je dejstvo, kaj vse uspejo učenci zapisati v le petih minutah. Kar 11 učencev je narisalo narobe obrnjen kozarec, kar predstavlja 79 %. Prav toliko odstotkov je postopek tudi razložilo. Zanimivo je, da je sta le dva učenca ali narisala obrnjen kozarec, ali razložila postopek, ostali so naredili oboje.
V žepni knjižici sem pogrešala napisan naslov oz. omenjen tlak, in sicer je to besedo uporabilo le 5 učencev. Tudi opis tlaka je bil zadovoljiv le pri enem učencu , in sicer:
»Tlak: voda ne gre ven, ker zrak ne more notri, to je tlak. Pritisk: na roko pritiska 143 kilogramov. Ampak zakaj roka ni čisto na tleh? Ker pritiska iz vseh strani.« Dodani sta bili dve risbi: obrnjen kozarec in roka ter štiri puščice nanjo.
Graf 3: Število učencev, katerih žepna knjižica vsebuje narisan narobe obrnjen kozarec in/ali narisan postopek poskusa
0 5 10 15
Narisan narobe obrnjen kozarec Narisan postopek poskusa
Število učencev
Število učencev, katerih žepna knjižica vsebuje narisan narobe obrnjen kozarec in/ali narisan
postopek poskusa
Da Delno Ne
Tabela 2: Analiza razgovorov obrnjen kozarec z vodo
Število predstavitev poskusa doma Uporabljena beseda tlak Opisan tlak Povezava s centimetrskim kvadratkom Povezava s tlakom na roko oz. dlan Drugo
1 3 I Da Delno Ne Da »Doma še enkrat obrisala dlan na centimetrski papir. Na
mojo dlan pritiska 100 kg!«
2 2 I Da Ne Ob spodbudi Ne
3 4 I Ne Ne Ob spodbudi Ne
4 5 I Ne Ne Delno Ne
5 6I Da Da Ne Da
6 4 I Ob spodbudi Ne Ne Ne
7 3 I Da Ne Delno »Full velik pritiska na dlan, pa da je tlak iz vseh strani.«
8 0 Ob spodbudi Ne Ne Ne
9 3 I Da Delno Ob spodbudi Da
10 3 I Ne Ne Ob spodbudi Ne
11 5 I Da Delno Da Da Tlak pritiska iz vseh strani.
12 5 I Da Da V povezavi Da -
samostojno
Uporablja pritisk; sam doma na centimetrski papir nariše svojo dlan in prešteje cm2; pove, da se tlak izenači.
13 2 I Ob spodbudi Ne Zelo natančno Da »Tlak še spod pritiska.«
14 4 I Da Ne Da Ob spodbudi
15 4 I Da Da Da natančno Da Pozna že gravitacijo. Tlak je vrsta pritiska, ki nastane v vodi in v zraku
16 2 I Da – zračni Ne Ob spodbudi Da
17 1 I Da Delno Delno Ne
Graf 4: Število lastnih predstavitev po učencih
En učenec je poskus pokazal kar šestim osebam, medtem ko so ga trije učenci predstavili petim osebam. Štirje učenci so ga predstavili štirim osebam, prav toliko učencev je poskus predstavilo trem osebam. To predstavlja 12 učencev, kar pomeni, da je več kot sedemdeset odstotkov učencev predstavilo poskus vsaj trem osebam. Razen ene učenke so vsi učenci poskus predstavili svojim staršem, ki so bili navdušeni in so spodbujali podobne aktivnosti. Nekateri so poudarili spomine na osnovno šolo, spet drugi so potrdili, da sedaj poznajo pojem tlak (priloga: komentarji pri 1. učenki).
Graf 5: Število lastnih predstavitev 0
1 2 3 4 5 6 7
Število lastnih predstavitev
Število lastnih predstavitev
0 1 2 3 4 5
Število lastnih predstavitev Število lastnih predstavitev
Graf 6: Poskus doma – učenec opisal ali/in izvedel
Ker je bil poskus enostaven za izvedbo, je večina učencev (več kot 50 %) poskus doma izvedla. Nekateri so spreminjali tudi spremenljivke (velikost kozarca, material kozarca, velikost papirja ter količina vode). Pri razgovoru so poudarjali veselje ob izvajanju poskusov ter navdušenje vseh, ki so opazovali poskus.
Graf 7: Beseda tlak, uporabljena v razgovoru
V razgovoru je 65 % učencev takoj omenilo tlak oz. pritisk, medtem ko ga je opisalo le 18 %. Delno ga je opisalo 23,5 % (4 učenci), 18 % pa jih je uporabilo besedo tlak kot odgovor na podvprašanja. Pri šestih otrocih sem lahko slišala sopomenko tlaku, in sicer pritisk. Učenec št. 15 je poudaril: »Tlak je vrsta pritiska, ki nastane v vodi in zraku!«
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Opisal/a Pokazal/a Opisal/a in pokazal/a
Nič
Število učencev
Predstavitev poskusov doma
0 2 4 6 8 10 12
Uporabljena beseda tlak Opisan tlak
Število učencev
Beseda tlak v razgovoru
Da Delno Ob pomoči Ne
Graf 8: Povezava tlaka z listkom velikosti enega kvadratnega centimetra in povezava s tlakom na roko oz.
dlan
Če seštejemo učence, ki so pravilno povezali kvadratni centimeter in kilogram sladkorja, je bilo vseh skupaj kar 9, kar predstavlja več kot polovico udeleženih. Zanimiva je ugotovitev, da je prav toliko učencev samostojno povezalo tudi tlak, ki pritiska na dlan učiteljice. Izjava 7. učenca: »Full velik pritiska na dlan, pa da je tlak iz vseh strani.«
0 2 4 6 8 10
Povezava z listkom velikosti enega kvadratnega cm
Povezava s tlakom na roko oz. dlan
Število učencev
Povezava tlaka z listkom velikosti enega kvadratnega cm in povezava s tlakom na roko oz. dlan
Da Delno Ob pomoči Ne
3.6.2. SILA ZRAČNEGA TLAKA NA EN KVADRATNI METER OPIS
Pripomočki:
- Ploskev, velika en kvadratni meter, s centimetrsko mrežo (10.000 cm2), - tanka lesena deska (17 cm x 30 cm),
- časopisni papir, - vrvica.
Potek:
Na ploskev, veliko en kvadratni meter, na sredino položimo tanko leseno desko, ki jo že prej privežemo z vrvico. Leseno desko obložimo s polami časopisa, tako da pokrijemo celoten kvadratni meter.
Počasi potegnemo za vrvico in lesena deska se dvigne izpod papirja. Ko potegnemo hitro, se: ali raztrga vrvica ali prelomi lesena deska, ali pa se raztrga časopisni papir.
Ugotovitev:
Ko vrvico z leseno desko potegnemo počasi, gre zrak počasi po deski in zračni tlak začne pritiskati tudi od spodaj. Ko vrvico potegnemo hitro, zgoraj na leseno desko in tudi na časopisni papir (1m2 = 10.000 cm2) pritiska zračni tlak, kot bi na časopis pritiskala utež, težka 10.000 kg (kot da bi na leseni deski sedela dva velika afriška slona), pod papir pa se zrak ne more tako hitro pretočiti, zato zračni tlak od spodaj ne pritiska.
POTEK URE:
Časovni okvir poteka ure:
5 minute ponovitev prejšnjega poskusa (zračni tlak na enem kvadratnem metru) 5 minut prikaz novega poskusa
15 minut razlaga, demonstracija, izračun ploščine 10 minut samostojna izvedba poskusa
10 minut zapisovanje, risanje in opisovanje poskusa
2 minuti navodilo za žepne knjižice in predstavitve doma, sosedom, prijateljem ...
UČITELJ UČENCI
Učence vprašam, če so doma izvajali poskus prejšnjega tedna in skupaj ga izvedemo še enkrat. Ob tem ponovim razlago poskusa.
Učencem ponudim malo debelejši vrvi in jih povabim, da ju pretrgajo. Ponudim jim tudi tanjšo leseno desko, da jo poskusijo zlomiti.
Skupaj z otroki smo na ploskev, veliko en kvadratni meter, nalepili mrežo kvadratnih centimetrov. Z učenci preštevamo in ugotovimo, da je na enem kvadratnem metru 10.000 kvadratnih centimetrov. »Na ploskev veliko 1 m2 deluje zračni tlak enak, kot da bi nanjo pritiskala utež, težka 10.000 kilogramov. To je enako kot bi na tej ploskvi sedela dva velika afriška slona!«
Učencem ponudim, da pretrgajo vrv ali prelomijo desko.
Na sredino 1 m2 položim tanko leseno desko, ki jo že prej privežem z dvojno vrvico (v nadaljevanju vrvica). Leseno desko prekrijemo s tanko plastjo časopisa tako, da prekrijemo celotno ploskev (m2).
Postavim vprašanje: Kaj se bo zgodilo, če počasi potegnem za vrvico? Izvedba poskusa.
Postavim vprašanje: Kaj se bo zgodilo, če hitro potegnem za vrvico? Hitro potegnem za vrvico
Učenci bodo spremljali poskus in obnovili znanje, ki so ga osvojili pri tem poskusu.
Pričakujem negativne odgovore, da je to nemogoče, težko, da se ne da.
Učenci sodelujejo pri lepljenju centimetrske mreže in skupaj ugotovimo, koliko cm2 je na tej ploskvi. Povabim jih, da razmislijo, kakšen tlak deluje na to ploskev. Pričakujem pravilne trditve in začudenje ob primerjavi z afriškimi sloni.
Učenci izkazujejo moč, predvsem fantje se želijo dokazati.
Učenci sledijo pripravi na poskus. Pomagajo pri pokrivanju časopisa na m2. Učenci izražajo mnenja in predvidevanja.
Učenci izražajo mnenja in predvidevanja. Ob poizkusu so začudeni in podajajo ideje, kaj
tem zlomi deska.
Poskusimo s trojno leseno desko ter vrvico (pet slojev), ki mi je ostala od prejšnjega poskusa.
Postavim vprašaje: Kaj se bo zgodilo, če potegnem hitro?
Učence spodbudim, da sami izvedejo poskus.
Učence spodbudim, da naredijo zapiske, lahko tudi rišejo, delajo stripe … Spodbudim jih, da zapišejo vsaj tri stavke.
Učencem razdelim žepne knjižice in navodila za starše. Razložim, da med vikendom poskus predstavijo čim več osebam ter si zapišejo njihove komentarje. Posebej jih opozorim, da žepne knjižice prinesejo v ponedeljek s seboj, da bodo o svojih poskusih poročali.
lahko še poskusimo.
Učenci bodo ostali brez besed.
Učenci vzamejo desko, vrvico in časopisni papir. Vsak lahko pripravi svojo ploskev (ki je ne merimo) in naredi le en poskus.
Učenci poskušajo in si izmenjujejo mnenja.
Učenci samostojno oblikujejo zapise.
Učenci pozorno poslušajo navodila. Svoje žepne knjižice (kamor so vložili svoje zapise) pospravijo v žep.
ANALIZA
Vsi učenci so želeli še dodatno poročati o svojih poskusih doma, vendar sem njihovo poročanje preusmerila v obnovitev razlage prvega poskusa. Natančno so poznali ozadje eksperimenta in ob ponovni izvedbi smo znanje le ponovili in utrdili. Pomembno je bilo, da so ob prikazu drugačnega kozarca odgovorili, da je sila, ki deluje na odprtino pri kozarcu zaradi tlaka, odvisna od ploskve oz. velikosti odprtine.
Učenci so že v prejšnji uri podaljšanega bivanja z učiteljico Silvo na karton, velik 1 m2, nalepili centimetrsko mrežo. Na enem kvadratnem metru je 10.000 kvadratnih centimetrov (torej 10.000 kvadratkov), kar je bil zelo nepredstavljiv podatek, predvsem za učence drugega razreda. Pri razlagi tlaka, ki deluje na to ploščo, so bili zelo začudeni.
Začela sem pri ponovni obnovitvi o delovanju tlaka na vsak cm2 na naši dlani (spominjanje na kvadratke, ki smo jih pri prejšnji vaji polagali na roko). 10.000 kilogramov sem primerjala z dvema velikima afriškima slonoma in takrat jim je postalo zanimivo in so ob nagajivi predstavi laže razumeli težo 10.000 kilogramov. Učenci so poskušali prelomiti desko in pretrgati vrvico. Pri deski je uspelo le enemu učencu, enojno vrvico je pretrgalo 5 učencev, dvojno vrv pa nihče.
Slika 14: Fotografija – delovanje zračnega tlaka na enem kvadratnem metru 1
Sledila je priprava deske, ki sem jo privezala z dvojno vrvico in jo obložila s časopisnim papirjem. Učenci so mi pri tem ves čas pomagali. Skupaj smo ponavljali, da je ploščina enega kvadratnega metra enako 10.000 kvadratnih centimetrov. En kvadratek smo položili pri prejšnjem eksperimentu vsak na svojo roko. Potem sem jih vprašala, kaj se bo zgodilo, ko bom počasi potegnila za vrvico. Odgovorili so bili naslednji: »Nič!«, »Deska se bo dvignila«, »Ves časopis bo padel dol!«. Po izvedenem poskusu smo ugotovili, da so bila njihova predvidevanja pravilna.
Sledilo je vprašanje, kaj se bo zgodilo, če vrvico potegnem hitro. Odgovori so bili podobni kot pri počasnem potegu oz.
večina je bila v
pričakovanju in
vedoželjnosti, kaj se bo zgodilo.
Slika 15: Fotografija – delovanje zračnega tlaka na enem kvadratnem metru 2
Ob nežnem poku, ko se je pretrgala vrvica, so vsi začudeno pogledali. Dva učenca sta takoj vedela, da smo poudarili, da na tej površini sedita dva velika afriška slona in ker deluje tako velik tlak, se je vrvica strgala. Za večje pričakovanje sem sedaj desko zavezala kar s petimi sloji vrvi in zopet počakala na popolno motivacijo otrok. »Kaj se bo zgodilo?« sem jih vprašala in nekateri so rekli, da se bo spet pretrgala vrv, drugi so bili že pripravljeni na poskus. Ko sem potegnila za vrv, je močno počilo in učenci so se pošteno prestrašili. Skupaj smo pogledali vrv, ki je ostala cela, z zanko za desko, ko pa smo pogledali desko, je bila ta zlomljena na pol. Navdušenje in pričakovanje sem povečala z trojno desko in vrvjo, ki mi je ostala od prejšnjega poskusa. Pričakovanja otrok nisem iskala, ker je bila njihova vedoželjnost zelo močna in nisem želela pokvariti motivacije.
Ob potegu sem izvlekla desko z vrvjo, s tem da se je časopis okoli in okoli raztrgal.
Ponovili smo, da se to zgodi zaradi tlaka, ki deluje na časopisni papir, ki pokriva leseno desko. Kot vprašanje
za razmislek sem se vrnila na počasen poteg vrvice, kjer se je deska lepo dvignila in nekaj učencev je takoj povedalo, da gre zrak, ko počasi dvignemo vrvico, pod desko in zračni tlak deluje tudi od spodaj.
Slika 16: Fotografija – delovanje zračnega tlaka
na enem kvadratnem metru 3
Sledila so kratka navodila: »Vzemi eno desko, vrvico, ki jo dvojno zaveži, 4 liste časopisnega papirja in sam izvedi poskus. Tokrat ploščina ni pomembna, zapomni si le, da na vsak kvadratni centimeter deluje tlak, enak, kot če bi na časopis pritiskala utež, težka 1 kilogram. Poskus lahko v šoli izvedete le enkrat, doma pa ga boste večkrat poskušali«. Po razredu je nastal pravi kaos, zato sem nekaj otrok prosila, da tiho stopijo na hodnik in tam izvedejo svoj poskus; tako je nastala stroga tišina in koncentracija.
Vsak, ki je izvedel poskus, je prišel k meni in mi poročal o rezultatih, jaz pa sem ga nagovorila, da ugotovitve zapiše. Ponovila se je zgodba prejšnjega tedna: »Kaj pa naj napišem? Kako naj to napišem? A moram? A je to prav? ...« Spodbudila sem jih z naslednjimi navodili: »Lahko pišete ali rišete, rada bi, da navedete, kaj smo počeli, kaj smo spoznali in zakaj se je tako zgodilo.« Nastal so naslednji izdelki:
Slika 17: Izdelek učenca – razporeditev zračnega tlaka na enem kvadratnem metru 1
Slika 18: Izdelek učenca – razporeditev zračnega tlaka na enem kvadratnem metru 2
Slika 19: Izdelek učenca – razporeditev zračnega tlaka na enem kvadratnem metru 3
