وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
در این درس دانش آموزان عوامل مؤثر بر مقدار انرژی جذب شده توسط صفحات خورشیدی را بررسی می کنند. آن ها با ساختن مکعب مستطیل هایی که طول و عرض و ارتفاع های متفاوتی دارند، ولی حجم آن ها یکسان است، آشنا می شوند. رابطه بین طول و عرض و ارتفاع را در مساحت و حجم مک
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

جمع آوری پرتوهای نور

ماهواره

اهداف

دانش آموزان قادر خواهند بود كه :

درك فضایی خود را توسعه بخشند.

 ابعاد طولی ،مساحت ، حجم ، زمان و دما را بررسی کنند.

بین مفاهیم هندسی با اعداد و مفاهیم اندازه گیری ارتباط برقرار کنند.

به نقش هندسه در جهان هستی پی برده و برای آن ارزش قائل شوند.

 

وسایل لازم

مقوا

نوار چسب كاغذی ، قیچی ، خط كش

جعبه مقوایی در باز با ابعاد 6× 4× 1 سانتی متر ( كه قبلا توسط معلم ساخته شده باشد)

دماسنج و 36 عدد مكعب به ابعاد یك سانتی متری ( مكعب واحد )

 

طرح درس

انرژی مورد استفاده ی ماهواره ها و فضانوردانیکه در ایستگاه های فضایی هستند،از خورشید به دست می آید. صفحات خورشیدی، انرژی موجود در فضا را جمع کرده و به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. روی زمین، ما از صفحات خورشیدی برای جذب انرژی گرمایی خورشید استفاده می كنیم. درباره ی صفحات خورشیدی در ایستگاه های فضایی بحث کنید. با روش طوفان ذهنی، نظرات دانش آموزان را بپرسید و فهرستی از نظرات آنها، كه نشان دهنده ی ویژگی های لازم برای ساخت صفحات خورشیدی است، تهیه کنید. درباره ی شکل صفحات صحبت کنید، به کلاس پیشنهاد دهید که صفحات خورشیدی را مثل مکعب مستطیل در نظر بگیرند و اثر تغییر ابعاد را بررسی کنند.

از دانش آموزان بپرسید: چگونه می توان چندین جعبه متفاوت، با حجم یكسان ساخت؟ ( طول، عر ض و ارتفاع جعبه ها متفاوت باشد. )

به کمک الگوی زیر ، مستطیلی به اضلاع 8× 6 سانتی متر رسم كنید و از چهار گوشه ی آن مربعی به اضلاع 1×1 سانتی متر جدا کنید. با شکل حاصل جعبه ای با ابعاد 6×4 سانتی متر بسازید.

مکعب مستطیل

در یک کار گروهی، از دانش آموزان بخواهید، تعداد مكعب های یك سانتی متر مکعبی لازم، برای پركردن فضای داخل جعبه را حدس بزنند و با دلیل حدس خود را ثابت كنند. از هر گروه، یك نماینده توضیحات مربوط به حدس و دلایل درستی آن را بیان كند. در واقع، دانش آموزان حجم واقعی جعبه را به كمك مكعب های واحد پیدا می کنند.( آنها می بینند كه 24 مكعب در جعبه جا می گیرد. بنابراین می توان گفت، حجم جعبه 24 سانتی مترمكعب است.) از دانش آموزان بخواهید با استفاده از مكعب های واحد، مكعب مستطیل های دیگری بسازند كه حجم همگی 24 سانتی مترمكعب باشد. توضیح دهید که می توان ابعاد جعبه را به صورت سه تایی مرتب (1و4و6) نوشت، به طوری که هر عدد بیان گر طول، عرض و ارتفاع است. درباره ترتیب قرار گرفتن ابعاد جعبه ها در سه تایی مرتب بحث كنید، مثلا نشان دهید كه طول و عرض و ارتفاع جعبه به كدام یك از اندازه های 1 و 4 و 6 مربوط می شود.

از دانش آموزان بخواهید، سایر سه تایی های مرتب مربوط به حجم 24 را پیدا کنند. آن ها می توانند از مكعب های واحد کمک بگیرند.

جدولی برای كلاس رسم کنید و همه ی سه تایی های مرتب به دست آمده را در آن ثبت كنید. از دانش آموزان بخواهید، راه های دیگری را برای تعیین حجم جعبه ها پیدا کنند. ( بدون استفاده از مکعب ها ی واحد ) گروه ها به فرمول حجم مكعب مستطیل یعنی طول × عرض × ارتفاع خواهند رسید.

8-3-1

12-2-1

24-1-1

4-3-2

6-2-2

6-4-1

سه تایی های مرتب برای عدد 24

حال از دانش آموزان بخواهید، سه تایی های مرتب برای ساختن جعبه ای به حجم 36cm3 را پیدا کنند و هر گروه یکی از جعبه ها را بسازد، سپس با کمک مکعب های واحد یا فرمول ثابت کند، حجم جعبه های ساخته شده حتما 36 سانتی متر مکعب است.

دانش آموزان می توانند با استفاده از فرمول ، علاوه بر اعداد صحیح ، اعداد اعشاری یا کسری را برای اندازه ی اضلاع جعبه در نظر بگیرند. مثلا 8 × 9 × 5/0

9-4-1 

12-3-1

18-2-1

36-1-1

4-3-3

6-3-2

9-2-2

-6-6-1

سه تایی های مرتب برای عدد 36

 

هنگام ساختن جعبه ها لازم است دانش آموزان با استفاده از نوار چسب كاغذی ، سطوح را كنار هم قرار دهند. از آنجایی كه از جعبه های ساخته شده برای انجام آزمایش های بعدی استفاده خواهیم كرد بهتر است این سطوح کاملاً محکم باشند. چسب های كاغذی را طوری بچسبانند كه راه تبادل هوای درون و بیرون جعبه كاملا بسته نشود.

 

پس از ساخته شدن كلیه جعبه ها ، این سوال را مطرح نمایید :

كدام جعبه، با حجم 36 سانتی متر مكعب ، بیشترین مقدار انرژی خورشیدی را جذب می كند؟

برای پاسخ به سوال بالا، دانش آموزان  باید آزمایش های جدیدی را انجام دهند. با طرح سؤالات زیر مراحل انجام آزمایش را شرح دهید:

  1. محل قرار گرفتن جعبه ها ( درون یا بیرون جعبه)
  2. وضعیت و محل قرار گرفتن دما سنج ( كف جعبه ، مخزن داخل جعبه ، مخزن داخل جعبه و بدنه بیرون جعبه)
  3. لزوم پوشاندن جعبه با مواد شفاف و خواندن دما سنج از طریق یك پنجره
  4. فواصل زمانی مناسب برای خواندن دماسنج ( 15 دقیقه ، یك ساعت )

توجه داشته باشید که همه جعبه ها باید همرنگ و بدون روكش یا عایق باشند.

هر گروه جعبه مربوط به خود را بررسی کند. هر یك از افراد گروه، به تنهایی، داده ها (زمان و دما) را جمع آوری و سازمان دهی كند و اطلاعات را توسط نمودار مناسبی به نمایش بگذارد. پس از انجام آزمایش ها، اطلاعات جمع آوری شده و نمودارها در كنار جعبه ها چسبانده شود. سپس با كلیه دانش آموزان نتایج بدست آمده ، را بررسی کنید.

 

پرسش هایی برای دانش آموزان

كدام جعبه گرم تر از بقیه است؟ چرا؟

آیا جعبه هایی وجود دارند كه سریعتر از بقیه گرم شده اند؟ چرا؟

توجه : با قراردادن جعبه ها در فضای بیرون ساختمان و در یك روز سردو بدون وزش باد ، نتایج بهتری را می توان بدست آورد.

 

ارزشیابی

از دانش آموزان بخواهید در دفترچه های خود ، به سوال زیر پاسخ دهند:

فرض كنید شما دانشمندی در سازمان فضایی ناسا هستید و باید گزارشی درباره یافته های آزمایش خود بنویسید. با كمك هم گروهی های خود ، این گزارش را تهیه كنید. گزارش شما باید شامل: هدف، شرح آزمایش، اطلاعات جمع آوری شده و پردازش اطلاعات باشد. هم چنین نکاتی را که در ساخت بهترین صفحه خورشیدی مؤثرند، معرفی کنید.

 

توسعه

با پرسیدن سوالات زیر به دانش آموزان در توسعه فعالیت های انجام شده ، كمك نمایید :

رابطه بین مساحت روی جعبه و راندمان صفحه خورشیدی چیست؟

به نظر شما ، آیا رنگ جعبه روی نتایج تاثیر گذار است ؟

چه عوامل دیگری می توانند روی نتیجه تاثیر بگذارند؟

جعبه ای طراحی کنید که در مدت زمان کمی به دمای 35 درجه سانتی گراد برسد.

بیشترین تفاوت دمای درون و بیرون جعبه ای كه در كلاس شما گزارش شده ، چقدر است ؟

استفاده از روكش یا عایق در جعبه ، چه تاثیری بر صفحه خورشیدی خواهد گذاشت؟

كاربرد سلول های خورشیدی را در وسایل خانگی و تجاری ( مثلا خانه های خورشیدی یا اجاق های خورشیدی ) بررسی كنید. آیا انرژی خورشید یك منبع انرژی پایا است ؟ اشكال دیگر منابع انرژی چطور؟ چه منابع انرژی را می توان جایگزین سوخت های فسیلی کرد؟

 

مترجم:منصوره فروزان

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین