Fiziköğretmeni-Mayıs 2008 Sayı:27

Fizik öğretmeni olarak biliyoruz ki dersimiz hayatın oldukça içinden bir ders. Peki işlediğimiz dersle hayattaki uygulamaları arasında nasıl bir bağ kuralım ki dersimiz daha mantıklı ve çekici bir hale gelsin.Bunun için bir sürü yol ve yöntemler söylenebilecek olmasına rağmen ben, öğretmenlik yapmanın zor olduğu, yani ilgisiz isteksiz öğrencilerin baskın olduğu, sınıflarda ders anlatırken keşfettiğim ‘günlük hayattan örnekler bulma metodunu’ sizlerle paylaşmak istiyorum.Müfredatımızda özellikle 9. sınıf konularını işlemek zordur. Bence bunun en önemli sebep 9. sınıf öğrencilerinin henüz alan seçimi yapmamış olmasıdır. Dolayısıyla öğrenciler fizik dersinde zorlandıkları anlarda ‘Belki eşit ağırlık alanını seçerim’ düşüncesiyle motivasyonlarını kaybetmektedirler. Tabi ki konunun yoğun, ders saatinin az olması da önemli etkenlerden biri. Bunlarla birlikte 9.sınıf konuları size aktarmak istediğim metodun uygulanması için çok müsaittir. Maalesef kitaplarımızda yer alan örneklerin hepsi biribirinin aynısı. Yani akkor olmayan ışık kaynaklarına ateş böceğini örnek olarak ezberlemişiz ama hiçbir yerde lazer ışığı örneğinin verildiğini görmedim. Sizce şimdiki lise öğrencileri lazer mi daha çok görüyor ya da ateş böceği mi?

Ya da genleşme örnekleri hakkında ne düşünüyorsunuz? Elektrik telleri, tren rayları ve asma köprülerle ilgili örneklere yenilerini eklemek gerekmiyor mu? Bu örnekleri öğrencilere buldurarak onları da işin içine katsak işte o zaman Fizik dersinin şifresini çözdürmüş olacağız.

Örnekleme metodunun temeli işte bu. İlginç örnekler öğrenciler tarafından bulunuyor ama öğretmen bu örneklerin bulunmasında yol gösterici olmaktadır.
Ben bu yazıdaki örnekleri ısısal genleşme konusundan seçtim. Konunun ilk ya da ikinci dersinde günlük hayattan, teknolojiden, uzaydan
örneklerle bir beyin fırtınası seansı yapıyoruz. Öncelikle öğrencilerle paslaşarak çok bilinen örnekleri (Elektrik telleri, tren rayları, köprülerde bırakılan boşluklar, içine sıcak su konulan soğuk bir cam bardağın çatlaması(camın kırılganlığı üzerine verilen örnekler çoğaltilabilmektedir: İçinde çay kaşığı olan bardağın çatlamaması, kalın camların sıcaklık farkına direncinin az olması, Bor eklenen camın ısıya dayanıklı pyrex kap haline gelmesi), termostat, sigorta, metal çifti, sıvılı ve metalli termometreler, içiçe geçmiş kapların birini ısıtıp birini soğutarak ayrılması, sıkışmış kavanoz kapağının aynı şekilde açılması.) örneklerini verdikten sonra öğrencilerden farklı örnekleri bulmalarını istiyoruz. Ben öğrencilerimin İlgilerini çekmek ve düşünmelerine yardımcı olması için, her ilginç örnek için quiz notlarına beş puan ilave yapmaktayım.

Genleşme konusunda öğrencilerin bulduğu bazı örnekler:

Tahtadan varil yapımı:

Tahtadan varil yapılırken şerit şeklinde kesilen ince tahta parçaları birbirine metal bantlarla yapıştırılır. Tahtanın sıkı sarması için metal bant kızdırılarak genleştirilir.Çok hızlı bir şekilde varilin etrafına sarılır. Soğuyup sıkışan metal tahtayı iyice sarar.

At arabası tekerleği: Benzer şekilde tahta tekerin üstüne metal şerit kızdırılıp takılarak tekerin sağlamlığı arttırılır.

Sönmüş bir topun şişirilmesi: Top eğer biraz sönerse sıcak suya atınca şişip eski haline gelir.

Karoların döşenmesinde arada bırakılan boşluklar: Karoların aralarında bırakılan boşluklar hem bir darbe anında, hem de ısısal genleşme ve sıkışmada karoların çatlamasını önler.

Gözlük camlarının takılması: Gözlük camları çerçeveye biraz ısıtıldıktan sonra vidalanır böylece metalin camı daha iyi sarması sağlanır.

Toprak oluşumu: Kayalar gündüz genleşip, gece soğuyunca büzüşürler. Fakat taşın ısı iletim katsayısı düşük olduğundan iç ve dış katmanlar farklı oranlarda genleşir ve kaya aynı cam bardağın kırılması gibi kırılarak parçalara ayrılır. Bu işlem çok uzun yıllar devam eder ve yüzlerce yıl içinde toprak oluşur.

Perlit:
Bu madde volkanik cam olarak adlandırılabilir. Genleşme katsayısı en yüksek madde olarak bilinir. 900 dereceye ısıtıldığında 7-15 kat genleşir. İlginç özellikleri ve düşük fiyatı ile sanayide çok çeşitli kullanım alanları vardır.
Bunlar da benim örneklerim:

Nükleer denizaltı: Denizaltında nükleer reaksiyonun gerçekleştiği çekirdek denen bölüm ısıya çok duyarlı bir maddeden yapılır. Nükleer bir reaksiyonu güvenle kontrol altında tutmak için termostat yeterli değildir. Bu sebeple reaksiyonun gerçekleştiği çekirdeğin kendisi bir thermostat gibi tasarlanmıştır. Reaksiyon gerçekleştikçe sıcaklık artar,kazan ısınır ve genişler basınç düşer ve reaksiyon durur.Çekirdek soğuyunca kap büzüşür ve reaksiyon yeniden başlar. Böylece nükleer reaksiyonun güvenliği ısısal genleşme kullanılarak sağlanmış olur.

Uçakların genleşmesi:
Bir uçak havadayken hava moleküllerinin sürtünmesi sonucu çok fazla ısınarak 15-25 cm kadar uzar. Bu da kabinle uçağın gövdesi arasında bir dengesizlik oluşturabilir. Aynı sıcak su konulan bardağın çatlaması gibi koca uçak da contalarından ayrılabilir.Bunu önlemek için uçak dizayn edilirken kabinle gövde arasında bilyeler kullanılarak dış gövde içeriden izole edilir. Nature Physics Portal. Ekim 2003 sayısından.

Uçak boyası:
6 metre boyundaki bir Concorde uçağı havada 15-25 cm uzar.Genleşen uçağı korumak için özel geliştirilmiş beyaz bir boya kullanılır. Bu boya hem alev almama özelliğine sahiptir, hem de elastik bir yapısı vardır ve uçağın genleşmesi sırasında o da esneyerek genleşmeye uyum sağlar. www.britishairways.com dan

Küresel ısınma ile ilgili bir örnek:
Eğer okyanuslar 1°F (0,55°C) daha sıcak olsa hacimleri yüzde 0,01 artacaktı.Bu durumda deniz seviyesi 30cm yükselecek ve sahiller 6 şar metre içeri girecekti. Bu da toplam sahil uzunlukları ile çarpılırsa bazı ülkelerin yüzölçümünden fazladır. Kutupların erimesini hesaba katmadan bile küresel ısınmanın tehlikesini anlayabiliriz.

Öğrencilerin kendileri buldukları örnekleri üzerinden bir yıl geçtikten sonra hatırladıklarını hayretle gördüğümü söylemeliyim. Bir de bu tür metodları OKS den çıkıp üretme kaabiliyetini kaybeden ve çoğunlukla geri kazanamayan öğrencilerimiz için elzem olduğunu düşünüyorum.
Bu metodun kullanılmasına en müsait konular olarak ise Newton’ un hareket kanunları (her üçü için ayrı ayrı) Basıncın alanla ters orantılı olması,günlük hayattaki elektrostatik etkilerin gözlemlenmesi,Isının iletimle yayılması ve ısı izolasyonu, Isının konveksiyonla yayılması, Yeryüzünde harekette hava direncinin etkisi gibi konular düşünülebilir .

Sınavda sorulmasına gelince 100 puanın içinde ‘Derste geçen örneklerden beşini yazınız.’ diye sorulabileceği gibi yeni örnekler bulanlara her örnek için +5 bonus vermeye sınavda da devam edilebilir. Öğrencileri Fizik dersinin içine katmayı hedefleyen öğretmenlerimize tavsiye ediyorum. Deneyip yorumlarınızı paylaşırsanız sevinirim.

Link to Trackback | Link to RSS Feed for comments on this post