STEM
Project: "Η Πρόκληση του Ηλιακού Φούρνου"
Οι μαθητές θα γίνουν μηχανικοί ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Θα σχεδιάσουν, θα κατασκευάσουν και θα δοκιμάσουν έναν ηλιακό φούρνο για να μαγειρέψουν κάτι απλό (π.χ. να λιώσουν σοκολάτα), χρησιμοποιώντας μόνο την ενέργεια του ήλιου και υλικά που θα κατέληγαν στα σκουπίδια.
Το μάθημα αυτό σχεδιάστηκε κατά την εκτίμηση του Blogger.
Υλικά:
- Κουτιά πίτσας ή παπουτσιών (χαρτόνι).
- Αλουμινόχαρτο (ανακλαστήρας).
- Διαφανής μεμβράνη ή τζάμι (για το φαινόμενο του θερμοκηπίου).
- Μαύρο χαρτόνι (για απορρόφηση θερμότητας).
- Μονωτικά υλικά (εφημερίδες, βαμβάκι).
- Ψηφιακό θερμόμετρο κουζίνας.
- Σοκολάτα ή marshmallows (χαζαρωτά) για δοκιμή.
Δραστηριότητα (Βήμα-Βήμα):
Η Πρόκληση: Σχεδιάστε έναν
φούρνο που να χρησιμοποιεί μόνο τον ήλιο για να ζεστάνει φαγητό.
Ο Σχεδιασμός: Οι
ομάδες σχεδιάζουν τον φούρνο τους. Πού θα μπει ο ανακλαστήρας; Πώς θα
παγιδέψουν τη θερμότητα;
Η Κατασκευή:
Ντύνουν το εσωτερικό του κουτιού με μαύρο χαρτί, προσθέτουν μόνωση στα
τοιχώματα, φτιάχνουν ένα καπάκι με αλουμινόχαρτο για ανάκλαση και καλύπτουν το
άνοιγμα με διαφανή μεμβράνη.
Η Δοκιμή: Βγάζουν τους
φούρνους στον ήλιο. Τοποθετούν το θερμόμετρο και το "φαγητό".
Καταγράφουν τη θερμοκρασία κάθε 5 λεπτά.
Ο Ανασχεδιασμός:
Ποιος φούρνος έπιασε την υψηλότερη θερμοκρασία; Γιατί; Τι θα βελτίωναν στο
σχέδιό τους;
Θέμα: Η Πρόκληση του Ηλιακού
Φούρνου
Τάξη: Α' Γυμνασίου
Διάρκεια: 90 λεπτά (2 διδακτικές ώρες)
Μαθησιακοί
Στόχοι:
S (Science): Οι
μαθητές θα κατανοήσουν τη μεταφορά θερμότητας (ακτινοβολία, αγωγή, μεταφορά),
την ανάκλασης του φωτός και το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
T (Technology): Οι
μαθητές θα χρησιμοποιήσουν ψηφιακά θερμόμετρα για την καταγραφή της
θερμοκρασίας και θα ερευνήσουν για τα καλύτερα ανακλαστικά υλικά.
E (Engineering): Οι
μαθητές θα σχεδιάσουν, θα κατασκευάσουν, θα δοκιμάσουν και θα ανασχεδιάσουν ένα
πρωτότυπο φούρνου για τη μεγιστοποίηση της θερμοκρασίας.
M (Mathematics): Οι μαθητές θα υπολογίσουν γωνίες ανάκλασης, θα μετρήσουν επιφάνειες, και θα πραγματοποιήσουν γραφική παράσταση της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με το χρόνο.
Εισαγωγή (15 λεπτά):
Η Πρόκληση: Σχεδιάστε έναν
φούρνο που να χρησιμοποιεί μόνο τον ήλιο για να ζεστάνει φαγητό.
Καταιγισμός Ιδεών: Συζητήστε τη μεταφορά θερμότητας και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Έρευνα
και Σχεδιασμός (15 λεπτά):
Έρευνα: Ζητήστε από τους
μαθητές να ερευνήσουν για τα ηλιακά φουρνάκια και τις αρχές λειτουργίας τους.
Σχεδιασμός: Χωρίστε τους μαθητές
σε ομάδες και ζητήστε τους να σχεδιάσουν έναν ηλιακό φούρνο, χρησιμοποιώντας τα
διαθέσιμα υλικά.
Υλοποίηση (30 λεπτά):
Κατασκευή: Κάθε ομάδα
κατασκευάζει τον ηλιακό φούρνο σύμφωνα με το σχέδιό της.
Δοκιμή: Βγάζουν τους
φούρνους στον ήλιο. Τοποθετούν το θερμόμετρο και το "φαγητό".
Καταγράφουν τη θερμοκρασία κάθε 5 λεπτά.
Αξιολόγηση και Συζήτηση (30 λεπτά):
Παρουσίαση: Κάθε ομάδα
παρουσιάζει τα αποτελέσματά της και συζητά τι έμαθε.
Ανασχεδιασμός:
Ποιος φούρνος έπιασε την υψηλότερη θερμοκρασία; Γιατί; Τι θα βελτίωναν στο
σχέδιό τους;
Συμπεράσματα:
Συνοψίστε τα κύρια σημεία του μαθήματος.
P.S. Ενδιαφέρον υπάρχει στο άρθρο μας πως κατανέμουμε τους μαθητές σε ομάδες:
https://sv1ahh1.blogspot.com/2021/03/stem_21.html
όπως και η προσφορά της συνεργασίας σε ομάδες:
https://sv1ahh1.blogspot.com/2021/12/stem_30.html
Πολύδωρος Σταυρόπουλος, Μηχανολόγος
Εκπαιδευτικός, MSc
STEM
in
Education
(Παιδαγωγικό Τμήμα ΑΣΠΑΙΤΕ), Επιθεωρητής Ασφάλειας, Υγείας και Ποιοτικού
Ελέγχου, Συγγραφέας, Πρέσβης STEM
Scientix.