Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

1

Upornost, tok in napetost – bratci iz iste hiše?

Vir: Wikipedia

Modul za poučevanje fizike v 9. razredu osnovne šole, Ohmov zakon.

Povzetek PROFILES modul Upornost, tok in napetost – bratci iz iste hiše? se nanaša na pomembno spoznanje, da so količine električni tok, napetost in upor povezane z zvezo, ki ji pravimo Ohmov zakon. Omenjeni zakon ima pomembno vlogo, kajti v skladu z njim lahko načrtujemo električna vezja in razumemo dogajanje v električnih elementih. Učenci v modulu preko eksperimentov spoznanjo, za katere lemente Ohmov zakon velja in za katere ne. Naučijo se tudi prebrati upornost upornika na podlagi barvne kode.

Modul vključuje

1. Navodila za učence Podroben opis scenarija ter učne vsebine in nalog, ki jih morajo učenci rešiti.

2. Navodila za učitelja Predlogi, kako poučevati z učnim modulom.

3. Način preverjanja in ocenjevanja znanja

Predlogi strategij in kriterijev ocenjevanja.

4. Učiteljevi zapiski Podane dodatne informacije o učni vsebini in rešitve nalog v navodilih za učence.

Zahvala Modul so pripravile Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič (konzulentka: dr. Jerneja Pavlin) po priporočilih EC FP7 PROFILES projekta na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana. Spletna stran projekta je http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php; e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si; UL-PROFILES projektna skupina (2011) v okviru Konzorcijuma - www.profiles-projects.eu.

𝐴𝑀𝑃𝐸𝑅

𝑂𝐻𝑀

𝑉𝑂𝐿𝑇

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

2

Učni cilji/kompetence povezani z vsebino modula; Učenci: 1. opišejo električni upor kot lastnost porabnikov; 2. samostojno izmerijo napetost na viru in napetost na porabniku; 3. s poskusom raziščejo in usvojijo Ohmov zakon; 4. uporabijo enačbo za Ohmov zakon; 5. ugotovijo, ali za izbrani upornik velja linearna odvisnost med napetostjo in tokom.

Vsebina učnega načrta: (1) v računskih primerih uporabijo zvezo med električnim tokom, napetostjo in uporom, (2) opredelijo električni upor kot lastnost porabnika in ve, da je enota zanj ohm.

Metode in oblike dela: metode: besedne metode (ustna razlaga, delo z besedilom, metoda pisanja); eksperimentalne metode; metode izkustvenega učenja (reševanje problemov); oblike (frontalna, skupinsko delo); didaktični sistemi (timski pouk).

Predviden čas: 4 šolske ure (45 min)

Predznanje; Učenci naj bi že znali: (1) poznajo pojme: napetost, tok, vir napetosti, (2) poznajo merilna instrumenta ampermeter in voltmeter

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

3

Aktivnosti učencev

Upornost, tok in napetost – bratci iz iste hiše? Ime in priimek: __________________________ Skupina: ____ Razred: ___

Zakaj se to učim?

Vir: Wikipedia Elektrika ima pomembno vlogo v vsakdanjem življenju, kajti omogoča delovanje televizij, hladilnikov, predvajalnikov, ipd. Zagotovo ste že slišali za električni tok, ki ima pomembno vlogo v vezjih, ki so v električnih napravah. Zaradi prevelikih tokov se elementi v vezjih lahko poškodujejo. Da bi prevelik tok stekel skozi naprave, preprečujejo varovalke. V kolikor skozi varovalko steče prevelik tok, se talilni element v njej stali in prekine električni krog. Tok skozi napravo ne steče in ta ostane nepoškodovana. Od česa pa je odvisna velikost toka? Odvisna je od napetosti in upora. Omenjene količine povezuje Ohmov zakon, in sicer je leta 1826 Georg Ohm ugotovil, da je tok, ki teče skozi kovinsko žico, premosorazmeren z napetostjo na žici (če se temperatura žice ne spremeni). Sorazmernostna konstanta je dobila ime upor, ker se snov upira električnemu toku.

(2) Učni cilji: (1) opišejo električni upor kot lastnost porabnikov; (2) samostojno izmerijo napetost na viru in napetost

na porabniku: (3) s poskusom raziščejo in usvojijo Ohmov zakon; (4) uporabijo enačbo za Ohmov zakon: (5) ugotovijo, ali za izbrani upornik velja linearna odvisnost med napetostjo in tokom. (3) Učni dosežki: (1) v računskih primerih uporabi zvezo med električnim tokom, napetostjo in uporom, (2) opredeli

električni upor kot lastnost porabnika in ve, da je enota zanj ohm (4) Predznanje: Učenci naj bi že znali: (1) poznajo pojme: napetost, tok, vir napetosti, (2) poznajo merilna

instrumenta ampermeter in voltmeter (5) Viri: Učbeniki in splet, ki so vam na voljo. (6) Novi pojmi: (1) upornik; (2) upornost in (3) Ohmov zakon.

𝐴𝑀𝑃𝐸𝑅

𝑂𝐻𝑀

𝑉𝑂𝐿𝑇

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

4

Naloge učencev

I. DEL 1. Preberite navodila za delo. 2. Formirajte manjše skupine. 3. V skupinah izvedite opisane eksperimente in zapišite zahtevane meritve. 4. Izračunajte količnike med napetjo in tokom. 5. S pomočjo barvne kode določite upor upornikov. 8. Rešite naloge, da utrdite znanje. 9. Poročajte o meritvah, ugotovitvah in rešitvah nalog. II. DEL Zveza med tokom, napetostjo in upornostjo na upornikih – Ohmov zakon:

Ohmov zakon pove, da sta napetost in tok sorazmerna, če napetost poganja tok skozi ohmski upornik. A. Napetost na in tok skozi upornik Upornik, ampermeter in vir napetosti veži v električni krog kot kaže slika.

𝑅

𝑈 = 𝐼 ∙ 𝑅

𝑉

𝐼

0 5 10 15 20 25 U [V]

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

I [A]

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

5

Spreminjaj napetost in meri tok skozi upornik. Napetost lahko odčitaš tudi z vira. Meritve vpisuj v preglednico. Za vsako meritev izračunaj količnik napetosti in toka. Nariši še graf napetosti odvisnosti od toka in izpelji Ohmov zakon.

U [V] I [A] U / I [V/A]

2

4

6

B. Napetost na in tok skozi žarnico Veljavnost Ohmovega zakona razišči še z žarnico (namesto upornika v električni krog vežeš žarnico in ponoviš meritve).

U [V] I [A] U / I [V/A]

2

4

6

C. Barvna koda upornikov S pomočjo spodnje barvne kode upornikov določi upornost posameznim upornikom, ki jih imaš pred seboj.

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

6

Barva Prvi pas Drugi pas Tretji pas Množitelj Toleranca Temp. koeficient

črna 0 0 0 ×100

rjava 1 1 1 ×101 ±1 % (F) 100 ppm

rdeča 2 2 2 ×102 ±2 % (G) 50 ppm

oranžna 3 3 3 ×103 15 ppm

rumena 4 4 4 ×104 25 ppm

zelena 5 5 5 ×105 ±0,5 % (D)

modra 6 6 6 ×106 ±0,25 % (C)

vijolična 7 7 7 ×107 ±0,1 % (B)

siva 8 8 8 ×108 ±0,05 % (A)

bela 9 9 9 ×109

zlata ×0,1 ±5 % (J)

srebrna ×0,01 ±10 % (K)

brez ±20 % (M)

Vir: Wikipedia

Vir: Wikipedia Primer: 2260 Ω, 1% toleranca; barve pasov: 2-2-6-1-1; zadnja dva rjava pasova kažeta na množitelja (x10) in 1% toleranco. Med njima je večji presledek. Rešitve preveri na http://www.weerstandcalculator.nl/upornik.php Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja

1. Kaj je upornost? 2. Razloži Ohmov zakon. 3. Kakšna je enota za upor in kako jo dobimo? 4. Naredi tabelo električnih količin, ki jih poznaš. Za vsako količino navedi tudi enoto.

Naloge za vajo

1. Padec napetosti na uporniku je 90 V. Kolikšen je upor upornika, če skozenj teče tok 200 mA?

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

7

2. Skozi upornik z uporom 2 kΩ teče tok 0,015 A. Kolikšen je padec napetosti na uporniku? 3. Brivnik ima upor 400 Ω. Kolikšen tok teče skozenj, če je priklopljen na napetost 220 V?

Ali razumem?

1.Kako izračunaš upor upornika R, če skozenj teče tok I, ko je med njegovima priključkoma napetost U? 2. Skozi upornik teče tok 2,5 mA, ko je priključen na napetost 5 V. Kolikšen je upor upornika? 3. Skozi upornik z uporom 2 kΩ teče tok 0,023 A. Kolikšen je padec napetosti na uporniku? 4. Poveži med seboj ustrezne fizikalne količine, oznake in enote.

U električni naboj

e R

električni tok napetost

enota za napetost upor

enota za upor I

V A

enota za tok Ω

III. DEL 1. Spodnji graf prikazuje, kako se spreminja tok skozi upornike A, B in C pri različnih napetostih. a) Skozi kateri upornik teče največji tok pri dani napetosti? b) Kaj lahko sklepaš iz tega? c) Izračunaj upore posameznih upornikov. d) Pomagaj si s podatki iz grafa. Ali se izračuni ujemajo s tvojim sklepom? e) Upornik A se poškoduje, če skozenj steče tok večji od 3 A. Pri kateri napetosti se upornik A poškoduje? S čim bi preprečili poškodbo upornika?

0 5 10 15 20 25 U [V]

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

I [A] A

B C

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

8

2. V tabeli so podane meritve napetosti na uporniku in tok, ki teče skozenj.

U [V] 0 2 4 6 8 10

I [A] 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0

Nariši graf napetosti v odvisnosti od toka. Iz oblike grafa sklepaj, ali za upornik velja Ohmov zakon? Izračunaj upor upornika.

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

9

Upornost, tok in napetost – bratci iz iste hiše? Navodila za učitelja Glavni namen vseh PROFILES modulov je, da se učenje začne na način, ki spodbudi interes učencev za učenje vsebine. To predstavlja takoimenovani scenarij, ki je na začetku modula zapisan kot zgodba v socio-naravoslovnem kontekstu, ki poleg motivacijske vloge predstavlja tudi možnosti ugotavljanja dejanskega predhodnega znanja učencev in tudi sprožiti razpravo o tem katero dodatno naravoslovneo znanje je potrebno za nadalnjo diskusijo o problemu in njogovo rešitev. Nadaljnja razprava o scenariju je ključna komponenta PROFILES stretegije poučevanja, saj predstavlja uvod v "IL" in "ES" v akronimu PROFILES. Prvi predstavlja učenje z raziskovanjem, in drugi širše učenje o določenem problemu, ki izhaja iz doseganja ciljev izobraževanja (glej učne rezultate). Že definicija učneja z raziskovanjem vključuje dejstvo, da so učenci aktivni pri izgradnji svojega znanja. Takšen pristop zahteva nek "sprožilec", da steče raziskovanje in je v večini primerov raziskovano vprašanje (ali vprašanja), ki jih v najboljših primerih učenci sami postavijo. Raziskovalno vprašanje nato vodi raziskovalno učenje. Raziskovalno učenje omogoča učencem, da naprej razmišljajo o rešitvah problema in pridobivanju podatkov s prve roke, kot je eksperimentiranje, in s tem pridobivanje procesnih spretnosti, ali zbiranje podatkov z druge roke, kot so različni viri. Rezultat teh dejavnosti je razlaga pridobljenih podatkov, zato, da se pridobi rešitev naravoslovnega problema. V tem učnem modulu, predstavlja uvod (socio-naravoslovni scenarij) električna naprava, po katerem teče električni tok. V modulu se učenci vprašajo, ali obstaja povezave med električnim tokom, napetostjo in upornostjo. Porodi sem lahko tudi vprašanje, kako preprečiti, da bi skozi porabnik stekel prevelik električni tok. V modulu učenci usvojijo in opišejo električni upor kot lastnost porabnika, s poskusom raziščejo in usvojijo Ohmov zakon. To je le nekaj vprašanj, ki jih lahko sproži scenarij in bi omogočal pričetek razprave med učenci (priporočeno je da se ta del učnega modula izvege v skupinah po štiri učence). Učitelj seveda vodi učence do učenja specifičnih naravoslovnih pojmov, kot jih predpisuje učni načrt za fiziko (glejte cilje učnega načrta zgoraj). Pomembno je tudi, da učitelj do določene mere preveri predhodno znanje učencev, ker tako lahko ustrezno načrtuje svoje nadaljnje delo. Predznanje tega modula naj bi bilo: (1) poznavanje pojmov napetost, tok in vir napetosti,

(2) poznavanje ampermetra in voltmetra.

Glede na zgoraj navedeno drži, da ima socio-naravoslovni scenarij velik pomen pri uvajanju nadaljnjega učenja specifične naravoslovne vsebine modula, ki je v PROILES modulih, doseženo s pristopom učenja z raziskovanjem. Za to je(so) potrebno(na) raziskovalna vprašanje(a), ki nastanejo na osnovi razprav učencev o socio-naravoslovnem scenariju ali jih poda učitelj, če so učenci pri snovanju raziskovalnih vprašanj manj uspešni. V tem modulu je možno postaviti nekaj raziskovalnih vprašanj, kot na primer:

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

10

1. Kako se spremeni tok skozi upor, če povečamo napetost? 2. Ali se električni tok in napetost na enak način obnašata pri uporu in pri žarnici? Po opredelitvi raziskovalnih vprašanja, je v naslednjem koraku potrebno zasnovati raziskavo. Glede na vprašanja, moramo premisliti o vsebini vprašanja in kako je mogoče opraviti meritve. Glede na tip modula, ki je strukturiran tako, da se lahko učenci učijo sodelovalno, brez obsežnega vodenja učitelja, je priporočljivo, da se izvede pouk kot skupinsko delo. Delo v skupini naj bo načrtovano in vodeno s strani učencev. Po končanem skupinskem delu naj učenci poročajo o svojih rešitev pridobljenih z raziskovanjem. Ključna tema raziskovalnega dela je pokazati, kako se spreminjata tok skozi in napetost na žarnici, če napetost povečujemo. Ali med tokom in napetostjo obstaja kakšna zveza? Vprašanja, ki vodijo učenje in so vključena v besedilo, ki ga imajo na voljo učenci, so načrtovana tako, da vodijo razmišljanje učencev v tej smeri. Z učenjem z raziskovanjem, se pričakuje, da bodo učenci pridobili znanje o Ohmovem zakonu, ki povezuje količine tok, napetost in upornost. Besedilo v zvezi z vsebino modula je vključeno tudi v navodila za učitelja, in sicer v učiteljeve zapiske, kjer je podani tudi slikovni material, ki ga lahko učitelj, če želi uporabi. Podane so tudi nekatere spletne strani, kjer lahko učenci najdejo več informacij o tej temi. Predstavljena je vsebina Ohmov zakon. Na koncu učenja z raziskovanjem, kjer se medsebojno povežejo obravnavani pojmi, ki sestavljajo celoto o Ohmovem zakonu, še ni konec aktivnosti učencev. Pomemben zaključek modula je vprašanje v naslovu, ki ga je potrebno obravnavati, tako da učenci utrdijo, ne le naučeno s sodelovanjem v razpravi v skupini, ampak tudi razvijejo sposobnosti sklepanja in argumentiranja. Rezultat učenja s PROFILES modulom je sprejetje odločitve oz. soglasja, na ravni posameznika, skupine in na koncu tudi razreda glede socio-naravoslovnega problema, ki ga je postavilo naslovno vprašanje in scenarij modula.

Učni cilji posamezne učne ure Učni cilji prve učne ure:

opišejo električni upor kot lastnost porabnika;

samostojno izmerijo napetost na viru in napetost na uporniku;

izmerijo tok skozi upornik;

izračunajo razmerje med napetostjo na in toku skozi upornik;

narišejo graf napetosti v odvisnosti od toka.

Učni cilji druge učne ure:

ponovijo Ohmov zakon;

s poskusom ugotovijo, ali Ohmov zakon velja tudi za žarnico;

narišejo graf napetosti v odvisnosti od toka;

odgovorijo na ključna vprašanja;

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

11

Učni cilji tretje učne ure:

s pomočjo barvne kode znajo določiti upornost upornika;

rešijo naloge, s katerimi utrdijo svoje znanje;

Učni cilji četrte učne ure:

rešijo problemske naloge;

sodelujejo pri skupinskem pregledu rešitev nalog.

Doseganje zastavljenih kompetenc

Kompetenca Kompetenca je dosežena z/s...

1. Spretnosti raziskovalnega dela.

…sistematično načrtovanim eksperimentalnim delom, natančneje merjenjem toka in napetosti ter ugotavljanejm zveze med njima.

2. Komunikacijske (pisne, govorne) spretnosti.

…beleženjem meritev, sodelovanjem pri razgovoru v skupini in poročanjem o rezultatih meritev in rešitvah nalog.

3. Sposobnosti odločanja in argumentacije odločitev.

…utemljitvijo, da Ohmov zakon ne velja za vse električne elemente, zato obnašanja ni vedno možno napovedati.

4. Sposobnost merjenja toka in napetosti. …skrbno načrtovanim eksperimentalnim delom, kjer je postrebno izmeriti tokove in apetosti ter v nadaljevanju rokovati z izmenjenimi vrednostmi.

5. Spretnost prepoznavanja zakonitosti.

…izračunom količnikov med napetostjo in tokom in ugotavljane zveze med njima.

6. Spretnost branja podatkov iz tabele.

…odčitavanjem upornosti upornika na podlagi barvne kode.

7. Spretnost risanja grafov.

…risanjem grafov napetosti v odvisnosti od toka.

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

12

»Upornost, tok in napetost – bratci iz iste

hiše?«

Predlogi ocenjevanja Učitelj lahko preveri in oceni zananje učencev na različne načine. Pri tem lahko učitelj izbere in lahko uporabi različne pristope v različnih učnih urah izvedbe modula v skladu s tem, kateri pristop se učitelju zdi najbolj primeren (A-C del). Pomembno je, da so to le predlogi za vrednotenje znanja in da učitelj izbere tiste, za katere meni,da so v dani situaciji najbolj smiselni. V delu A se vrednotijo razvite spretnosti učencev. Del B temelji na vrednotenju posameznih doseženih kompetenc v vsaki učni uri uporabe modula, del C pa podaja vrednotenje pisnih izdelkov ter procesov v skupini, ki jih učitelj opazuje. Vse dele učitelj lahko poljudno kombinira in jih uporabi za formativno oceno. Preverjanje in ocenjevanje znanja lahko poteka: 1. med poročanjem skupin na koncu skupinskega dela, kjer lahko ocenimo napredek posamezne skupine, 2. z ustnim preverjanjem znanja, kjer lahko posamezne učence vprašamo, da razložijo posamezne pojme ter na osnovi ustnega izražanja ocenimo njihovo razumevanje (v pomoč so nam lahko vprašanja iz učnega modula), 3. s pisnim preverjanjem in ocenjevanjem znanja, kjer morajo učenci ne le rešiti naloge objektivnega tipa, ampak tudi naloge, kjer zapišejo svoje razumevanje pojmov in argumentacije reševanja problemov, kar omogoča ugotavljanje razumevanja pojmov na višjih kognitivnih ravneh. Učitelj lahko dosežke učencev beleži na različne načine, lahko uporablja lestvico ocen, 1 = nezadostno; 2 = zadostno; 3 = dobro; 4 = prav dobro ; 5 = odlično. Učitelj lahko uporabite tudi tri- točkovne lestvice; na primer x – niso niti minimalno dosežene kompetence, √ = minimalno dosežene kompetence in √√ = ustrezno dosežene (več kot predvideno/pričakovano (na primer: biti kreativen, neodvisno mišljenje/razmišljanje, ki kaže pobude, itd.) Z numeričnimi ali drugimi ocenami lahko učitelj poda ali opiše opombe za celotno skupino ali posameznega učenca. Sumativne strategije vrednotenja niso prikazane, vendar bi se lahko nanašale na ustno vrednotenje in/ali s pisnimi preizkusi znanja. Primere vprašanj tudi za sumativno ocenjevanje na koncu šolskega leta je mogoče povzeti in adaptirati iz seznama vprašanj pod delom B, seveda pa lahko učitelj sam tvori tovrstna vprašanja iz vsebine modula. Da učitelj zasleduje učenčeve uspehe pri uporabi modula pa lahko pred uporabo modula pri pouku rešijo učenci pred-preizkus znanja in nato po uporabi modula še po-preizkus znanja. Na tak način lahko učitelj do določene mere spremlja učinke uporabe modulov pri pouku.

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

13

A del Ocena zahtevanih spretnosti učencev

Spretnosti Ocena 1-5 / opis / zaznamek

Socialne vrednote

Zmožnost razdeljevanja nalog znotraj skupine

Zmožnost oblikovanja timskega dela

Zmožnost smiselnega argumentiranja v skupinski diskusiji

Osebne spretnosti

Zmožnost sodelovanja v procesu učenja

Zmožnost kritičnega mišljenja

Ustvarjalne zmožnosti

Zmožnost predstavitve na zanimiv način

Zmožnost samozavesti med predstavitvijo

Zmožnost predstavitve dobljenih rezultatov v razredu

Zmožnost spraševanja in izražanja osebnega mnenja

Uporabljanje znanstvenih metod dela

Zmožnost določitve namena obravnavanega dela

Zmožnost uporabe različnih virov za pridobivanje informacij

Sposobnost oblikovanja različnih stališč do obravnavanega dela

Zmožnost priprave ustreznega delovnega načrta

Zmožnost analize zbranih podatkov

Zmožnost oblikovanja sklepov

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

14

B del Ocena pridobljena med učnimi urami ali na končnem ustnem ali pisnem preizkusu znanja

1. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1 Poznavanje električni upora

Opišejo električni upor kot lastnost porabnika.

2 Merjenje toka in napetosti (upornik)

Pravilno vežejo ampermeter in voltmeter v vezju. Korektno odčitajo izmerke.

3 Izračun razmerja med napetostjo in tokom

Pravilno izračunajo razmerje med napetostjo in tokom.

4 Risanje grafa

Narišejo graf napetosti v odvisnosti od toka. Potegnejo premico skozi merske točke. Ugotovijo, da je zveza med tokom in napetostjo linearna.

5 Prepoznavanje zveze med napetostjo in tokom

Iz razmerja napetosti in toka kot tudi grafa sklepajo, kakšna je zveza med napetostjo in tokom

2. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1 Merjenje toka in napetosti (žarnica)

Pravilno vežejo ampermeter in voltmeter v vezju. Korektno odčitajo izmerke.

2 Izračun razmerja med napetostjo in tokom

Pravilno izračunajo razmerje med napetostjo in tokom.

3 Risanje grafa

Narišejo graf napetosti v odvisnosti od toka. Potegnejo krivuljo skozi merske točke. Ugotovijo, da je zveza med tokom in napetostjo pri žarnici ni linearna.

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

15

3. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1 Branje barvne kode S pomočjo tabele odčitajo upornosti upornikov na podlagi barvnih črt na upornikih.

2 Računske spretnosti

Pravilno rešijo računske naloge.

4. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1 Računske spretnosti

Pravilno rešijo računske naloge.

2 Branje grafov Iz grafov sklepajo na upornosti.

C del Vrednotenje na osnovi stretegij poučevanja Vrednotenje pisnih izdelkov učencev

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis /

zaznamek

1

Napiše načrt oziroma poročilo raziskave

Zasnuje načrt raziskave oz. postavi raziskovalna vprašanja in/ali pozna namen raziskave/poskusov

Načrt raziskave zadošča minimalnim standardom, ki jih določi učitelj.

Zna ustrezno predvidevati raziskovalne rezultate.

Razvije ustrezen postopek raziskave in zna določiti katere spremenljivke je potrebno konktrolirati.

2 Zbira eksperimentalne podatke

Ustrezno zbere in zapiše opazovanja/podatke (npr. število opazovanj, kaj upošteva kot sprejemljivo, kako natančno so zbrani podatki, zavedanje možnih napak…).

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

16

3

Interpretira ali izračuna iz zbranih podatkov določene parametre in sklepa na njihovi osnovi

Interpretira podatke, zbrane na ustrezen način, ki ga zna upravičiti, vključno z uporabo ustreznih grafov, tabel in simbolov.

Ustrezno sklepa glede na posatavljena raziskovalna vprašanja.

4 Odgovarja na vprašanja

Zagotavlja pravilne pisne odgovore na vprašanja, podane v ustni ali pisni obliki.

Ponuja dovolj podrobne odgovore, zlasti kadar je pozvan, naj poda mnenje ali odločitev.

5

Riše diagrame/ tabele/modele simbolne predstavitve.

Lahko zagotovi zahtevane grafične prikaze.

Je zmožen grafično predstaviti rezultate v primerno velikih grafih in s primernimi podrobnostmi.

Sposoben zagotoviti popolne in ustrezne naslove za diagrami, slikam, tabelam.

6

Naravoslovno ali družbeno-naravoslovno mišljenje

Izkazuje ustvarjalno mišljenje in postopke pri reševanju problemov.

Poda ustrezno družbeno-naravoslovno odločitev na določeno vprašanje ali skrb, s pravilno poudarjeno naravoslovno komponento.

Vrednotenje z opazovanjem

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1 Deluje v skupini, med dejavnostmi in razpravo

Prispeva k delu skupine.

Sodeluje z drugimi v skupini in v celoti sodeluje pri delu skupine.

Prikazuje vodstvene sposobnosti - vodi skupino z ustvarjalnim razmišljanjem in pomagati tistim, ki potrebujejo pomoč (kognitivno ali psihomotorično); povzema rezultate.

Kaže toleranco do članov skupine in jih spodbuja.

2 Izvedbo raziskave ali poskusa

Razume cilje raziskave/eksperimentalnega dela in ve,

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

17

kateri teste in/ali meritve je potrebno opraviti.

Izvaja raziskavo/eksperimentalno delo v skladu s pripravljenimi navodili/načrtom.

Uporablja laboratorijski inventar na varen način.

Do sebe in drugih deluje varno pri delu.

Vzdržuje urejeno in čisto delovno površino.

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

18

»Upornost, tok in napetost – bratci iz iste

hiše?«

Zapiski učitelja

Zveza med tokom, napetostjo in upornostjo na upornikih – Ohmov zakon

Ohmov zakon pove, da sta napetost in tok sorazmerna, če napetost poganja tok skozi ohmski upornik. Navodila in opozorila pri pripravi materiala za eksperimentiranje Pripomočki: vir napetosti (baterija, baterijsko korito, ŠMI), el. vodniki, uporniki, žarnice, ampermetri, voltmetri. Ni posebnih navodil in opozoril.

𝑅

𝑈 = 𝐼 ∙ 𝑅

𝑉

𝐼

0 5 10 15 20 25 U [V]

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

I [A]

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

19

Rešitve nalog z delovnega lista za učence

EKSPERIMENTALNE NALOGE – Ohmov zakon

Pripomočki: Vir napetosti, el. vodniki, upornik, žarnica, ampermeter, voltmeter

Naloga: Upornik, ampermeter in vir napetosti veži v električni krog kot kaže slika. Spreminjaj napetost in meri tok skozi upornik. Napetost lahko odčitaš tudi z vira. Meritve vpisuj v preglednico. Za vsako meritev izračunaj količnik napetosti in toka. Nariši še graf napetosti v odvisnosti od toka in izpelji Ohmov zakon.

U [V] I [A] U / I [V/A]

2 0,04 50

4 0,08 50

6 0,12 50

Ugotovitve: Na grafu dobimo linearno premico – upor je koeficient med tokom in napetostjo. Dodatek: 1. Veljavnost Ohmovega zakona razišči še z žarnico (namesto upornika v električni krog vežeš žarnico in ponoviš meritve). Vzeli smo žarnico (6 V, 5 W).

U [V] I [A] U / I [V/A]

2 0,03 67

4 0,05 80

6 0,06 100

Ugotovitve: Upornost ali upor žarnice se povečuje, ko se žarnica greje – ne velja Ohmov zakon.

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

20

2. S pomočjo barvne lestvice določi upornost posameznim upornikom Pripomočki: 3 uporniki različnih upornosti

Barva Prvi pas Drugi pas Tretji pas Množitelj Toleranca Temp. koeficient

črna 0 0 0 ×100

rjava 1 1 1 ×101 ±1 % (F) 100 ppm

rdeča 2 2 2 ×102 ±2 % (G) 50 ppm

oranžna 3 3 3 ×103 15 ppm

rumena 4 4 4 ×104 25 ppm

zelena 5 5 5 ×105 ±0,5 % (D)

modra 6 6 6 ×106 ±0,25 % (C)

vijolična 7 7 7 ×107 ±0,1 % (B)

Siva 8 8 8 ×108 ±0,05 % (A)

Bela 9 9 9 ×109

zlata ×0,1 ±5 % (J)

srebrna ×0,01 ±10 % (K)

brez ±20 % (M)

Vir: Wikipedia

Vir: Wikipedia Primer: 2260 Ω, 1% toleranca; barve pasov: 2-2-6-1-1; zadnja dva rjava pasova kažeta na množitelja (x10) in 1% toleranco. Med njima je večji presledek. Upornik 1: Barve: ……………………………………………………………………………….. Upornost: R1= …………………… Upornik 2: Barve: ……………………………………………………………………………….. Upornost: R2= …………………… Upornik 3: Barve: ………………………………………………………………………………..

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

21

Upornost: R3= ……………………

Rešitve lahko preveriš na http://www.weerstandcalculator.nl/upornik.php

(8) Ključna vprašanja 1. Kaj je upornost? Upornost je lastnost snovi,da se upira prevajanju električnega toka. 2. Razloži Ohmov zakon. Ugotovitev, da je napetost na uporniku premo sorazmerna s tokom skozi upornik, imenujemo Ohmov zakon.

3. Kakšna je enota za upor in kako jo dobimo? Enota za upor je ohm (1 Ω = 1 𝑉

𝐴 )

4. Naredi tabelo električnih količin, ki jih poznaš. Za vsako količino navedi tudi enoto.

količina el naboj e napetost U el. tok I upor R

Enota As V (volt) A (amper) Ω (ohm)

(9) Naloge za vajo 1. Padec napetosti na uporniku je 90 V. Kolikšen je upor upornika, če skozenj teče tok 200 mA? 450 Ω 2. Skozi upornik z uporom 2 kΩ teče tok 0,015 A. Kolikšen je padec napetosti na uporniku? 30 V 3. Brivnik ima upor 400 Ω. Kolikšen tok teče skozenj, če je priklopljen na napetost 220 V? 550 mA

(10) Ali razumem? 1. Kako izračunaš upor upornika R, če skozenj teče tok I, ko je med njegovima priključkoma napetost U? R = U / I 2. Skozi upornik teče tok 2,5 mA, ko je priključen na napetost 5V. Kolikšen je upor upornika? 20Ω 2000Ω 0,2Ω 200Ω R= U / I = 5V / 0,0025A = 2000 Ω 3. Skozi upornik z uporom 2 kΩ teče tok 0,023 A. Padec napetosti na uporniku je 46 V 0,46 V 4600 V 4,6 V U = R · I = 2000Ω · 0,023A = 46 V

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

22

4. Poveži med seboj ustrezne fizikalne količine, oznake in enote.

U električni naboj

e R

električni tok napetost

enota za napetost upor

enota za upor I

V A

enota za tok Ω

U - napetost; električni tok - I; e – električni naboj; upor – R; enota za napetost – V; enota za tok – A; enota za upor – Ω

(11) Problemske naloge 1. Spodnji graf prikazuje, kako se spreminja tok skozi upornike A, B in C pri različnih napetostih. a) Skozi kateri upornik teče največji tok pri dani napetosti? A b) Kaj lahko sklepaš iz tega? Upornik A ima največji upor. c) Izračunaj upore posameznih upornikov. Pomagaj si s podatki iz grafa. Ali se izračuni ujemajo s tvojim sklepom? A: 4,2 Ω; B: 12,5 Ω; C: 25 Ω e) Upornik A se poškoduje, če skozenj steče tok večji od 3 A. Pri kateri napetosti se upornik A poškoduje? S čim bi preprečili poškodbo upornika? Upornik se poškoduje pri 12,6 V, kar lahko preprečimo z varovalko.

2.V tabeli so podane meritve napetosti na uporniku in tok, ki teče skozenj.

U [V] 0 2 4 6 8 10

I [A] 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0

0 5 10 15 20 25 U [V]

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

I [A] A

B C

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravile: Polonca Petrica Ponikvar, Ivanka Madronič – Čelič, Mojca Zemljič, Marjeta Cikajlo in Karmen Polič, 2014; konzulentka: dr. Jerneja Pavlin Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: profiles@pef.uni-lj.si

23

Nariši graf napetosti v odvisnosti od toka. Graf je premica.

Iz oblike grafa sklepaj, ali za upornik velja Ohmov zakon? Velja, ker na grafu odčitamo, da je napetost premosorazmerna s tokom.

Izračunaj upor upornika. R = 10 V / 2 A = 5 Ω

Reference Ambrožič, M., Karič, E., Kralj, S., Planinšič, G., Slavinec, M. in Zidanšek A. (2005). Fizika, narava, življenje 2. Učbenik. Ljubljana: DZS. Ambrožič, M., Karič, E., Kralj, S., Planinšič, G., Slavinec, M. in Zidanšek A. (2005). Fizika, narava, življenje 2. Priročnik za učitelje. Ljubljana: DZS. Lojevec Mrvič, V., Petrica, M. (2013). Fizika, narava, življenje 2. Delovni zvezek. Ljubljana: DZS. Verovnik, I., Bajc, J., Beznec, B., Božič, S., Brdar, U.V., Cvahte, M., Gerlič, I. in Munih, S. (2011). Učni načrt Fizika.Ljubljana: Ministrstvo RS za šolstvo in šport, Zavod RS za šolstvo. www.wikipedia.org