دانلود تحقیق چگونه می توان میزان یادگیری اثر کاهش فشار هوا بر نقطه جوش آب را در کلاس اول راهنمائی افزایش داد؟

مقدمه

دوره ای را که در آن زندگی می کنیم عصر می کنیم انفجار اطلاعات می نامند و فراگیران همواره زیر بمباران اطلاعات از طریق رادیو، تلویزیون، انواع کتب، روزنامه، مجلات، اینترنت و انواع نرم افزارهای کامپیوتری و غیره می باشند. که در فرآیند یاددهی و یادگیری می توان از این رسانه ها در کنار کتاب درسی استفاده کرد.

البته در مورد تدریس علوم تجربی روش مشاهده مستقیم و انجام آزمایش بهترین شیوه آموزش می باشد. مخصوصا اگر ابزار و وسایل مشاهده و آزمایش دارای ویژگیهایی از قبیل: در دسترس بودن، ارزان بودن، قابل ساخت و استفاده توسط خود دانش آموز باشد می تواند علاوه بر آموزش موضوع تدریس، موجب تقویت روحیه جستجوگری و حس کنجکاوی دانش آموزان شده و فرآیند یادگیری لذت بخش باشد و دانش آموز به دنبال ابداع و ابتکار باشد.

علوم تجربی به بخشی از دانش بشری گفته می شود که حاصل تحقیق و جستجوی او در جهت شناخت جهان مادی و نظامها و قوانین حاکم بر آن است.

همچنین علوم تجربی با گستردگی فراوان و شاخه های مختلفی که دارد می تواند یکی از بهترین راههای خداشناسی(از طریق قانون علیت) باشد و زمینه پرورش نسلی خداجو و معتقد را برای آینده فراهم آورد.

«انشاء الله»

بیان مساله

در بخش فیزیک علوم تجربی سال اول راهنمایی فصلی از کتاب با عنوان«اثر گرما بر حالت مواد» وجود دارد که در این مبحث دانش آموزان با انواع تغییر حالتهای ماده از جمله تبخیر و عوامل موثر بر آن و همچنین با نقطه جوش مایعات و با انجام یک آزمایش و مقایسه نتیجه این آزمایش با نتیجه این آزمایش در شهرهای دیگر با عوامل موثر در نقطه جوش مایعات آشنا می شوند.

عوامل مختلفی در سرعت تبخیر مایعات موثر هستند که عبارتند از:

الف- جنس مایع          ب- دمای مایع                                      ج- سرعت جریان هوا

د- سطح تبخیر              ذ- مقدار رطوبت هوا(تراکم گاز)        ر- میزان ناخالص مایع

ز- فشار هوا

مایعات در هر دمایی دارای تبخیر سطحی هستند یعنی مایع فقط از سطح مایع تبخیر می شود و هر چه دما مایع افزایش یابد سرعت تبخیر نیز افزایش می یابد با افزایش دمای مایع وضعیتی پیش می آید که مایع فقط از سطح تبخیر نمی شود بلکه از تمام قسمتهای مایع تبخیر صورت می گیرد که در این حالت گفته می شود مایع به نقطه جوش خود رسیده و در حال جوشیدن است.

نقطه جوش یک مایع دمایی است که در آن دما، فشار بخار آن مایع کاملا با فشار خارجی که بر مایع وارد می شود برابر می شود.

بنابراین نقطه جوش هر مایع به جنس آن مایع و فشار وارد بر مایع بستگی دارد. در یک ظرف معمولی مایعات را فقط می توان تا نقطه جوش هر مایع گرم کرد. اما در ظروف در بسته مانند دیگ بخار، زودپز به علت وجود فشار زیاد گاز درون ظرف که به راحتی اجازه تبخیر به مایع را نمی دهد می توان دمای مایع را بسیار بیشتر از نقطه جوش معمولی آن مایع بالا برد.

یعنی هر چه فشار گاز بیشتر باشد نقطه جوش یک مایع افزایش می یابد. اکنون عکس همین مطاب هم صادق است یعنی اگر بتوانیم در یک ظرف فشار گاز را از حد استاندارد یک اتمسفر یا 105*01/1 پاسکال یا 760 میلی متر جیوه پایینتر بیاوریم مایع در دمایی کمتر می جوشد به طوری که تغییرات فشار هوا در یک جغرافیایی نقطه جوش آب را تا دو درجه سانتیگراد تغییر می دهد.

آب خالص در شرایط استاندارد هم سطح دریا یعنی فشار یک اتمسفر یا 105*01/1 پاسکال در دمای cْ100 می جوشد در صورتی که در یک ارتفاع پنج هزار پایی(حدود 1500 متر) فشار هوا به 83/0 اتمسفر کاهش می یابد در نتیجه نقطه جوش آب نیز کاهش یافته و در cْ95 می جوشد.

مشکل چیست؟

مشکل اول این است که چون مفهوم فشار در کلاس دوم راهنمایی مورد بررسی قرار می گیرد دانش آموزان کلاس اول راهنمایی هیچ تصور از وجود فشار هوا بر روی اجسام ندارند و هنگامی که به آنها می گوییم که هوا بر روی تمام اجسام فشار و سنگینی وارد می کند با این سوال آنها مواجه می شویم که پس چرا این فشار را حس نمی کنیم؟ و یا اینکه چرا این سنگینی را نمی توانیم با ترازو اندازه بگیریم؟ که علت ایجاد این شبهات نوعی کج فهمی ادراکی در دانش آموزان می باشد.

مشکل دوم: ایجاد شرایطی که فشار هوا از حد معمول کمتر باشد تا بتوان اثر کاهش فشار هوا بر نقطه جوش آب را خود دانش آموزان بررسی کنند کمی مشکل است.

در این تحقیق عملی اثر کاهش فشار بر نقطه جوش آب، در دو کلاس جدا با شرایط کاملا مشابه اما با دو روش متفاوت انجام می شود و نتایج آن با تاکید بر روش گروهی مورد بررسی قرار می گیرد.

ویژگی گروههای مورد پژوهش

در سال تحصیلی 88-1387 در مدرسه شاهد المهدی شهرستان خمین مشغول تدریس در علوم تجربی در این سال چهار کلاس پایه اول راهنمایی در این آموزشگاه دایر بود که تدریس علوم تجربی دو کلاس 3A و 4A به عهده اینجانب بود.

هر کلاس دارای 28 دانش آموز بود که به طور یکسان براساس میانگین معدل کلاس پنجم ابتدایی تقسیم بندی شده بود. به طوری که در هر کلاس به طور مساوی دانش آموزانی با معدل عالی، خوب، متوسط حضور داشتند. و در درس علوم تجربی هر یک از این دو کلاس به هفت گروه چهار نفری گروه بندی شده بودند.

گردآوری اطلاعات(شواهد 1)

برای تدریس اثر کاهش فشار بر نقطه جوش آب در کلاس 3A به این صورت تئوری برای دانش آموزان توضیح داده شد که عامل به وجود آورنده فشار هوای اطراف زمین نیروی گرانش زمین است و زمین همه اجسام و حتی هوای اطراف خود را به طرف زمین می کشد و موجودات زنده در حقیقت در کف دریایی از هوا زندگی می کنند. و هر چه از سطح زمین بالاتر برویم ضخامت لایه هوا کمتر می شود در نتیجه سنگینی و فشار هوا نیز کمتر می شود. سپس نقش و اهمیت وجود فشار هوا برای تنفس آسان و جلوگیری از آسیب دیدن رگها در اثر فشار خون، بیان شد.

و برای اینکه ببینیم کاهش فشار چه اثری بر نقطه جوش دارد به این صورت عمل شد که ابتدا به هر گروه یک سرنگ بزرگ داده شد و در یک بشر مقداری آب گرم حدود cْ60 تهیه کردم سپس از اعضای هر گروه خواستم که تا یک سوم سرنگ را از آب گرم پر کنند و با انگشت نوک سرنگ را نگه دارند و پیستون آن را به طرف عقب بکشند و خودم بر کار آنها نظارت می کردم البته در بسیاری از موارد آنها نمی توانستند دهانه سرنگ را نگه دارند و هوا وارد سرنگ می شد و بنابراین از آنها می خواستم آزمایش را تکرار کنند و در مواردی که یک گروه آزمایش را درست انجام می داد به آنها می گفتم که چند بار دیگر آن را تکرار کنند. پس از این مرحله چند سوال از دانش آموزان پرسیدم:

سوال اول: چرا درون سرنگ جناب ایجاد می شد؟