Pelajaran Teach
Pengembangan terma: membandingkan logam menggunakan bukti video sebenar
Murid menggunakan makmal jauh Pengembangan Terma untuk membandingkan aluminium, tembaga dan loyang, kemudian membezakan pemerhatian langsung daripada pernyataan yang berasaskan model.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Menggunakan model pengembangan linear untuk meramalkan perbandingan antara bahan.
Menggunakan makmal jauh untuk memerhatikan sekurang-kurangnya dua ujian bahan.
Mencatat bukti langsung daripada video dan tolok pada skrin tanpa mereka-reka eksport yang tidak tersedia atau nilai alfa automatik.
Menggunakan nilai pekali rujukan untuk membuat ramalan yang terbatas pada model.
Menulis kesimpulan dakwaan-bukti-penaakulan yang menyatakan satu batasan.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
Bina kerangka model
8 min
Apabila pepejal dipanaskan, zarah-zarahnya bergetar dengan lebih kuat dan jarak purata antara zarah boleh bertambah sedikit. Bagi rod logam yang panjang, perubahan kecil ini boleh dihuraikan menggunakan model pengembangan linear.
Model ini berguna, tetapi tidak sama dengan bukti langsung. Dalam makmal ini, anda boleh memilih bahan secara langsung dan menonton ujian pemanasan sebenar. Paparan skrin boleh menunjukkan nilai alat, termasuk tolok sesaran digital dalam milimeter, tetapi nilai itu ialah pemerhatian yang dibaca daripada bingkai video, bukannya eksport data yang tersusun atau nilai alfa automatik. Alfa ialah pekali pengembangan linear, iaitu sifat bahan yang digunakan dalam model. Catat nilai hanya apabila jelas dibaca, sertakan unit dan nyatakan ketidakpastian.
Persediaan makmal jauh pengembangan terma
Makmal jauh menunjukkan ujian peralatan sebenar yang telah dirakam bagi rod logam yang dipilih.
Model pengembangan linear
Gunakan model untuk menentukan bukti yang diperlukan bagi perbandingan yang adil. Pekali rujukan diperkenalkan kemudian untuk analisis, bukan sebagai bacaan langsung makmal.
Model pengembangan linear
\Delta L = \alpha L_0 \Delta T
Dalam persamaan ini, apakah yang diwakili oleh alfa, iaitu pekali pengembangan linear?
Sebelum membuka makmal, ramalkan bahan yang sepatutnya mengembang paling banyak antara aluminium, loyang dan tembaga apabila panjang asal dan perubahan suhu adalah sama. Gunakan model serta nilai alfa rujukan berikut dalam penjelasan anda: aluminium 23 x 10^-6 1/°C, loyang 19 x 10^-6 1/°C dan tembaga 17 x 10^-6 1/°C.
Rancang perbandingan yang adil
9 min
Untuk membandingkan bahan secara adil, ubah bahan tetapi kekalkan prosedur pemerhatian yang sama. Tonton setiap ujian dari awal hingga akhir, catat jenis bukti yang sama dan tandakan setiap baris sama ada sebagai ujian makmal anda sendiri atau baris perbandingan yang diberikan oleh guru.
Pilihan bahan
Skrin konfigurasi makmal membolehkan anda memilih bahan untuk ujian pemanasan.
Aliran kerja penyiasatan
Gunakan aliran pemerhatian yang sama bagi setiap bahan supaya perbandingan itu adil.
Rancangan manakah paling sesuai untuk menguji sama ada bahan mempengaruhi pengembangan terma?
Tulis rancangan anda untuk makmal ini. Namakan bahan yang akan anda cuba, perkara yang akan diperhatikan dalam paparan hadapan dan paparan skrin/tolok serta cara anda memastikan perbandingan itu adil. Untuk laluan ringkas, jelaskan baris yang boleh diberikan oleh guru.
Kumpulkan bukti video
18 min
Buka makmal daripada aktiviti ini dan gunakan prosedur pemerhatian yang sama bagi setiap bahan yang dibandingkan. Untuk laluan 55 minit, jalankan aluminium, tembaga dan loyang. Untuk laluan ringkas, jalankan sekurang-kurangnya dua bahan secara langsung dan gunakan satu baris perbandingan daripada guru yang ditandakan dengan jelas supaya jadual masih membandingkan ketiga-tiga bahan.
Buka makmal Pengembangan Terma
Pilih satu bahan: aluminium, tembaga atau loyang.
Mulakan pemerhatian dan biarkan video dimainkan hingga tamat.
Catat perkara yang dapat dilihat secara langsung dalam paparan hadapan dan paparan skrin.
Bagi tolok sesaran, gunakan bingkai pertama yang jelas sebelum atau pada permulaan pemanasan serta bingkai akhir yang jelas pada penghujungnya. Jika salah satu nilai tidak dapat dibaca dengan jelas, tulis "tidak jelas" dalam catatan dan jangan menganggarkannya.
Ulangi dengan bahan lain yang ditetapkan menggunakan prosedur yang sama.
Jangan mereka-reka nilai alfa automatik atau jadual data eksport yang lengkap.
Batas bukti
Bukti berkualiti tinggi menunjukkan batas yang jelas antara pemerhatian dengan inferens.
Jadual bukti pemerhatian
Isi satu baris bagi aluminium, tembaga dan loyang. Dalam laluan ringkas, sekurang-kurangnya dua baris mesti datang daripada ujian makmal langsung anda sendiri dan baris ketiga boleh menggunakan perbandingan yang diberikan oleh guru serta ditandakan dengan jelas. Dalam lajur skrin/tolok, sertakan nilai awal dan akhir hanya jika jelas dibaca; jika tidak, tulis tidak jelas. Jangan mereka-reka nilai alfa automatik atau eksport data yang lengkap.
| Bahan | Asal bukti | Pemerhatian paparan hadapan | Pemerhatian skrin/tolok | Masa berlalu s | Batasan atau ketidakpastian |
|---|---|---|---|---|---|
Rekod bukti video
Lampirkan tangkapan skrin, fail catatan ringkas, jadual yang dibuat oleh murid atau ringkasan bukti bersama yang menunjukkan ujian bahan yang anda gunakan.
Pernyataan manakah yang dapat anda sokong dengan jujur daripada makmal ini apabila buktinya kelihatan atau dilabelkan? Pilih semua yang berkenaan.
Tafsir menggunakan model yang terbatas
12 min
Sekarang bandingkan pemerhatian anda dengan model rujukan. Jika bukti video anda kebanyakannya kualitatif, nyatakan perkara itu dengan jelas. Seorang ahli sains yang teliti masih boleh membuat dakwaan yang berguna, tetapi dakwaan itu mesti sepadan dengan bukti.
Gunakan pekali rujukan berikut sebagai nilai model sahaja:
- aluminium: 23 x 10^-6 1/°C
- loyang: 19 x 10^-6 1/°C
- tembaga: 17 x 10^-6 1/°C
Apakah susunan yang diramalkan bagi panjang asal dan perubahan suhu yang sama?
Jelaskan mengapa pengiraan model rujukan yang menggunakan alfa, panjang asal dan perubahan suhu tidak sama dengan pengukuran alfa secara langsung daripada video makmal. Namakan pengukuran langsung yang tidak tersedia atau tidak pasti.
Tulis dakwaan saintifik
8 min
Jawapan akhir anda hendaklah terus, berasaskan bukti dan jujur tentang batasannya.
Tulis kesimpulan dakwaan-bukti-penaakulan. Sertakan:
- dakwaan anda tentang cara bahan mempengaruhi pengembangan;
- sekurang-kurangnya satu pemerhatian daripada ujian anda sendiri;
- satu perbandingan dengan model rujukan;
- satu batasan yang menghalang dakwaan berlebihan;
- jika anda menggunakan nilai skrin/tolok, nyatakan bahawa nilai itu dibaca daripada bingkai video.
Lanjutan model pilihan
15 min
Pengiraan pilihan: gunakan model rujukan sahaja, perubahan panjang = alfa x panjang asal x perubahan suhu. Jika rod aluminium mempunyai panjang asal 0.50 m, perubahan suhu 40 °C dan alfa 23 x 10^-6 1/°C, berapakah perubahan panjang yang diramalkan dalam milimeter? Tunjukkan penggantian nilai, hitung jawapan dalam meter, darabkan dengan 1,000 untuk menukarnya kepada milimeter dan bundarkan kepada dua tempat perpuluhan.
Susulan pilihan: jika anda mereka bentuk makmal yang lebih lengkap, apakah alat atau bacaan tambahan yang akan anda tambah supaya murid dapat mengira alfa daripada pengukuran langsung? Apakah kuantiti yang akan diukurnya?
Dengan menggunakan nilai rujukan, anggarkan perubahan panjang yang diramalkan bagi loyang dan tembaga untuk panjang asal 0.50 m dan perubahan suhu 40 °C yang sama. Kemudian bandingkan nilainya dengan aluminium dan tentukan sama ada perbezaan itu mudah dibaca dengan pasti daripada video/tolok.