4. ÜNİTE: ENERJİ

FBAB1. Bilimsel Gözlem, FBAB8. Bilimsel Çıkarım Yapma, FBAB10. Tümevarımsal Akıl Yürütme

KB2.5. Sınıflandırma, KB2.10. Çıkarım Yapma, KB2.15. Yansıtma, KB2.16.1. Tümevarımsal Akıl Yürütme

E1.1. Merak, E2.2. Sorumluluk, E3.5. Açık Fikirlilik, E3.8. Soru Sorma

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB1.2. Kendini Düzenleme (Öz Düzenleme), SDB1.3. Kendine Uyarlama (Öz Yansıtma), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık, SDB3.3. Sorumlu Karar Verme

D5. Duyarlılık, D14. Saygı, D17. Tasarruf, D19. Vatanseverlik

OB1. Bilgi Okuryazarlığı, OB3. Finansal Okuryazarlık, OB4. Görsel Okuryazarlık, OB7. Veri Okuryazarlığı, OB8. Sürdürülebilirlik Okuryazarlığı

FİZ.9.4.1. İç enerjinin ısı ve sıcaklık ile arasındaki ilişki hakkında tümevarımsal akıl yürütebilme

a) Isı, sıcaklık ve iç enerji ile ilgili görselleri inceler.

b) İç enerjinin ısı ve sıcaklık ile ilişkisini bulur.

c) İç enerjinin ısı ve sıcaklık ile arasındaki ilişkiyi geneller.

FİZ.9.4.2. Isı, öz ısı, ısı sığası ve sıcaklık farkı arasındaki matematiksel modele ilişkin tümevarımsal akıl yürütebilme

a) Isı, öz ısı, ısı sığası ve sıcaklık farkı arasındaki ilişkiyi deney yoluyla keşfederek matematiksel modeline ulaşır.

b) Isı, öz ısı, ısı sığası ve sıcaklık farkı arasındaki matematiksel modeli farklı durumlar için hesaplamalar yaparak geneller.

FİZ.9.4.3. Hâl değiştirme sıcaklığında bulunan saf bir maddenin hâl değiştirmesi için alınan veya verilen ısı miktarının bağlı olduğu değişkenler hakkında bilimsel çıkarım yapabilme

a) Hâl değişimini etkileyen nitelikleri tespit eder.

b) Hâl değişimini etkileyen niteliklerle ilgili veri toplayıp kaydeder.

c) Saf maddelerde hâl değişimini etkileyen nitelikler ile ilgili topladığı verileri yorumlayarak matematiksel model aracılığıyla değerlendirir.

FİZ.9.4.4. Isıl denge durumu hakkında bilimsel gözlem yapabilme

a) Isıl dengede olma durumu ile ilgili nitelikleri tanımlar.

b) Farklı sıcaklıktaki maddelerin ısıl dengeye ulaşma sürecine ilişkin veri toplayarak kaydeder.

c) Isıl dengeye ulaşma süreci ile ilgili elde ettiği verileri açıklar.

FİZ.9.4.5. Isı aktarım yollarını sınıflayabilme

a) Isı aktarım yollarının niteliklerini belirler.

b) Niteliklerine göre ısı aktarım yollarını benzerlik ve farklılıklarına göre ayrıştırır.

c) Isı aktarım yollarını benzerliklerine göre gruplandırır.

ç) Gruplandırdığı ısı aktarım yollarını adlandırır.

FİZ.9.4.6. Günlük hayattaki deneyimlerinden yola çıkarak katı maddelerdeki ısı iletim hızını etkileyen etmenlere yönelik yansıtma yapabilme

a) Katı maddelerde ısı iletim hızı ile ilgili deneyimlerini gözden geçirir.

b) Katı maddelerde ısı iletim hızını etkileyen etmenlere ilişkin çıkarım yapar.

c) Katı maddelerde ısı iletim hızını etkileyen etmenlere ilişkin çıkarımlarını değerlendirir.

İç Enerji, Isı ve Sıcaklık Arasındaki İlişki

Isı, Öz Isı, Isı Sığası ve Sıcaklık Farkı Arasındaki İlişki

Hâl Değişimi

Isıl Denge

Isı Aktarım Yolları

Isı İletim Hızı

ısı, sıcaklık, iç enerji, öz ısı, ısı sığası, hâl değişimi, ısıl denge, ısı aktarımı

Öğrenme çıktıları; açık uçlu soru, kısa bir rapor yazma, kavram haritası, proje ödevi kullanılarakdeğerlendirilebilir.

İç enerji, ısı, öz ısı, ısı sığası ve sıcaklık farkı kavramlarına yönelik açık uçlu maddelerdenoluşan testler kullanılabilir. Bu soruların değerlendirilmesi dereceli puanlama anahtarı ile yapılabilir. Isı, sıcaklık, hâl değişimi ve ısıl denge konularında çıkarım ve gözlem yapmaya yönelik kısa bir araştırma raporu hazırlanması istenebilir. Bu rapor, dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Değerlendirmelerde öz ve grup değerlendirmesi yapılarak çeşitlilik sağlanabilir. Isı aktarım yollarının sınıflandırılabilmesi için kavram haritası hazırlanması istenebilir. Kavram haritası analitik dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Katı maddelerdeki ısı iletim hızını etkileyen etmenlerin tespit edilmesi için performans görevi olarak ürün tasarlamaya yönelik bir proje hazırlanıp sunulması istenebilir. Ürün ve sunumun değerlendirilmesi için analitik dereceli puanlama anahtarı veya öz değerlendirme formu kullanılabilir.

Performans görevi ile yazılı yoklamalar sonuç değerlendirmede kullanılır.

Öğrencilerin maddenin hâlleri, ısı ve sıcaklık kavramları hakkında ön bilgilerinin olduğu kabul edilmektedir.

Öğrencilerin ön bilgilerini ölçmek için kelime ilişkilendirme testi ya da zihin haritası uygulaması yapılır. Çeşitli medya araçları kullanılarak ısı ve sıcaklık kavramlarının bilimsel açıdan doğru ve yanlış kullanıldığı örneklerden faydalanılarak öğrencilerin mevcut kavram yanılgıları giderilir.

Isı, sıcaklık, hâl değişimi, ısı yalıtımı, ısı aktarım yolları kavramlarının günlük hayattaki uygulamaları arasında bağ kurulur. Ayrıca öğrencilerin çevrelerinde gördükleri iklim değişikliğine neden olan olay ve olgulara yönelik konu bağlamında ilişki kurması sağlanır.

FİZ.9.4.1

Öğretmen dijital içerikler ve görseller yardımıyla (E3.8) öğrencilerin iç enerji, ısı ve sıcaklık kavramlarını mevcut bilgileri ile ilişki kurarak (SDB1.1) tartışmalarını (SDB2.2) sağlar. Öğrenciler iç enerjinin ısı ve sıcaklık kavramları ile arasındaki ilişkiye yönelik hipotezler kurar (D14.1,OB1). Öğretmen Sokratik sorgulama veya yönlendirici sorular ile öğrencilerin ısı, sıcaklık ve iç enerji kavramlarını ilişkilendirmelerini sağlar. Öğrenciler anlam çözümleme veya sınıflama tablolarını kullanarak iç enerji, ısı ve sıcaklık kavramları arasındaki ilişkiyi geneller. Öğretmen, iç enerjinin ısı ve sıcaklık kavramları ile ilişkisini ortaya çıkarabilecek açık uçlu maddelerden oluşan bir test ile öğrencileri değerlendirebilir.

FİZ.9.4.2

Öğretmen, hazır metin veya görseller kullanarak sıcaklık ölçümünde kullanılan farklı termometre türlerinden, ölçeklendirmelerinden ve kullanım amaçlarından bahseder. Öz ısı ve ısı sığası kavramlarını açıklar. Öğrenciler, öğretmen rehberliğinde gruplara ayrılarak (SDB2.2) ve takım hâlinde çalışarak (SDB2.1) ısı, öz ısı, ısı sığası ve sıcaklık farkı arasındaki ilişkiyi belirlemeye yönelik deney tasarlar (SDB1.2). Özdeş ısı kaynakları ile farklı kütleli suyu ısıtarak sıcaklığını ölçebilir. Alınan veya verilen ısı miktarı, maddenin cinsi ve kütlesini değiştirebileceği deneyler tasarlar. Elde edilen verileri analiz ederek ısı, sıcaklık, öz ısı ve ısı sığası arasındaki ilişkinin matematiksel modeline ulaşır (OB1). Bu model yardımıyla farklı kütle, madde ve sıcaklık değişkenlerine göre yeni durumları hesaplayarak bu etmenler arasındaki ilişkiyi geneller. Öğretmen, ısı ve sıcaklık değişimine etki eden etmenler hakkında çıkarımlarda bulunabilecekleri açık uçlu maddelerden oluşan bir test ile öğrencileri değerlendirebilir.

FİZ.9.4.3

Öğretmen, öğrencilere buzulların erimesiyle ilgili küresel ısınmayı konu alan video veya belgesel izletir ya da, konuyla ilgili haber okuyarak konu üzerine düşünmelerini sağlar (OB4). Öğrenciler buzulların erimesinin çevreye etkileri ve muhtemel çözüm yolları (D5.2) konusundaki fikirlerini farklı bakış açılarına sahip akranlarını dikkatle dinleyerek tartışır (SDB2.3). Öğrencilerin beyin fırtınası ve altı şapkalı düşünme gibi yöntem ve tekniklerden (E3.5) biriyle buzulların erimesi ile oluşabilecek problemlere ilişkin değişkenleri belirlemeleri istenir (SDB3.3). Öğrenciler, buz kütlelerinin büyüklüğü ile erime süresi arasındaki ilişkiyi tahmin edebilir. Maddelerin hâl değişimini etkileyen değişkenler (basınç, saflık vb.) üzerine tartışabilir. Günlük hayatta karşılaştıkları hâl değişimiyle ilgili farklı olaylar hakkında birbirlerine saygı çerçevesinde soru sorar ve gözlemledikleri olayları tartışarak (SDB2.2) hâl değişimini etkileyen nitelikleri tespit eder (E3.5, E3.8). Öğrenciler, hâl değişiminde etkili olan nitelikleri gözlemlemek için sorumluluk alarak (E2.2) deney tasarlar (SDB1.2) ya da simülasyon veya animasyon kullanabilir. Deney süresince sıcaklığı ölçerek kütle miktarı ve maddenin cinsinin hâl değişimine etkisini gözlemleyebilir. Deneyden, simülasyondan veya animasyondan elde ettikleri veriler ve çıkarımlardan yararlanarak sıcaklığın verilen ısı ile değişimini gösteren bir grafik çizer. Öğrenciler, grafik üzerinden hâl değişimi ve sıcaklık arasındaki ilişkiyi açıklar (OB7). Hâl değişimi ile ilgili matematiksel modeli keşfeder ve modeli kullanarak grafik üzerinden hesaplamalar yapar.

FİZ.9.4.4

Öğretmen, derse bir bardak sıcak su ve termometre ile girip bir öğrenciden suyun sıcaklığını ölçmesini isteyebilir. Tahmin et-gözle-açıkla, düşün-eşleş-paylaş gibi yöntem ve tekniklerden birini kullanarak öğrencilerden sıcak suyu soğutmak için yapılabilecekleri tartışarak (SDB2.2) tahminde bulunmalarını istenir. Öğrenciler, tahminlerinden yola çıkarak ısıl dengeyi ve ısıl dengeye ilişkin nitelikleri tanımlar (E1.1,OB1). Öğrenciler ısıl denge ile ilgili madde miktarı, maddenin cinsi ve sıcaklık değişkenlerini değiştirebilecekleri deneyler tasarlayabilir ya da simülasyon veya animasyon kullanabilir. Öğrenciler, deney, simülasyon veya animasyonda kullanılan maddelerin ilk sıcaklık, son sıcaklık, kütle miktarı ve öz ısı değişkenlerine ilişkin verileri bir tabloya kaydeder. Öğrenciler, elde ettikleri verileri tartışarak ısıl denge hakkında yorum yapar (OB7). Öğretmen, dersin başında sıcaklığı ölçülen suyu dersin sonunda bir öğrenciye tekrar ölçtürüp öğrencilerin suyun son sıcaklığı ile sınıfın ortam sıcaklığını karşılaştırmalarını sağlayabilir. Öğrenciler deney, simülasyon veya animasyondaki verileri kullanarak ısıl dengeye ulaşan cisimlerin son sıcaklıkları hakkında çıkarımlar yapar ve bu çıkarımları açıklar. Öğrencilerden takım çalışması şeklinde arkadaşları ile yardımlaşarak (SDB2.2) ısı, sıcaklık, hâl değişimi ve ısıl denge konularındaki çıkarım ve gözlemlerini ortaya koymaları için kısa bir rapor hazırlamaları istenebilir.

FİZ.9.4.5

Öğretmen, günlük hayattan örnekler içeren sorular ile öğrencilerin ısı aktarım yollarıyla ilgili beyin fırtınası yaparak alternatif fikirler ortaya koymalarını (SDB2.2) sağlar. Öğrenciler; “Soba yanan odanın tavanı ile tabanının sıcaklıklarının farklı olmasının nedeni nedir, yemek pişirirken yemeği metal kaşıkla karıştıran birisinin elinin yanmasının nedeni nedir, soğuk havalarda metal banka oturan kişinin tahta banka oturan kişiden daha fazla üşümesinin nedeni nedir, Güneş ile Dünya arasında gerçekleşen ısı aktarımı hangi yolla gerçekleşir, havası boşaltılmış bir odada yanan rezistanslı, elektrikli ısıtıcı odayı ısıtabilir mi, havası boşaltılmış bir odada kalorifer peteği odayı ısıtabilir mi; dışarının soğuk, içerinin sıcak olduğu bir günde pencere açıldığında sıcak-soğuk hava giriş-çıkışı nasıl olur?” gibi sorular üzerinden ısı aktarım yollarını tartışır. Öğrenciler, tartışmalar doğrultusunda öğretmen yönlendirmesiyle ısının aktarımında, maddesel olan (akışkan olan ve akışkan olmayan) ve maddesel olmayan ortam niteliklerini belirler. Öğrenciler, belirledikleri nitelikleri benzerlik ve farklılıklarına göre ayrıştırır. Benzer nitelikler taşıyan ısı aktarım yollarını gruplandırır. Gruplandırılan ısı aktarım yolları adlandırılır. Öğretmen, konu ile ilgili bilimsel bir makale vererek öğrencilerin bilgiyi sentezleyip (OB1) sera etkisi ve ısının ışıma yoluyla aktarımı arasında ilişki kurmalarını sağlar. Öğrencilerden kavram ve olaylar arasındaki ilişkileri kullanarak kavram haritası oluşturmaları istenebilir.

FİZ.9.4.6

Öğretmen öğrencilerin sınıfta farklı cisimlere dokunmalarını ve cisimlerin sıcaklıklarına yönelik hissettiklerini soru cevap tekniği ile ifade etmelerini isteyebilir. Öğrenciler yemek yapılırken kullanılan tahta kaşık ve metal kaşığın sıcaklıklarının değişim hızını karşılaştırabilir. Öğrenciler günlük hayatlarındaki ısı iletim hızı ile ilgili deneyimlerini arkadaşları ile paylaşır. Öğrenciler ısı iletim maşası ile veya ısı iletim hızını gözlemleyebileceği farklı bir düzenek ile deney tasarlar. Deneyden elde edilen gözlemlere dayalı olarak ısı iletim hızını etkileyen etmenlere ilişkin çıkarım yapar. Çıkarımlarını yalıtım kavramı ile ilişkilendirebilir. Öğretmen, öğrencileri gruplara ayırarak farklı bina fotoğrafları gösterebilir. Fotoğraflardaki ısı yalıtımını etkileyebilecek etmenleri tespit etmelerini isteyebilir. Bir inşaat mühendisi olsalardı yaz mevsiminin sıcak geçtiği bir bölgede yapacakları binanın yaz mevsiminde serin kalması için ısı iletimi ve aile bütçesini bilinçli harcama bakımından (OB3) tercih edecekleri binayı gerekçelendirerek açıklamalarını ister. Binalar yapılırken ısı yalıtım malzemesi kullanımının enerji tasarrufuna katkılarının beyin fırtınası tekniği ile ortaya konmasını isteyebilir. Öğrenciler, Türkiye kaynaklarının verimli kullanılmasını Türkiye ekonomisine katkı ve sürdürülebilirlik konuları bağlamında değerlendirir (OB8,SDB3.3). Öğrencilerden ekonomik ve çevresel etmenleri göz önünde bulundurarak farklı malzemelerle Türkiye ve toplum yararına (SDB2.3) katkı sağlamak, yer altı ve yer üstü kaynaklarını sürdürülebilir kılmak amacıyla ısı yalıtımı örnekleri oluşturmaları istenir (D5.1,D17.2,D19.4). Öğretmen, bazı maddelerin ısı iletim katsayılarını içeren tabloyu öğrencilere gösterebilir. Öğrenciler gerekçelerini sınıfça tartışarak katı maddelerde ısı iletim hızını etkileyen etmenlere yönelik çıkarımlarını ısı yalıtımı açısından değerlendirir. Öğrencilerden enerji tasarrufu sağlamak amacıyla ısı yalıtımı konusunda performans görevi olarak proje geliştirmeleri ya da ısı yalıtımını kullanarak STEM döngüsü çerçevesinde termos gibi bir ürün tasarlamaları istenebilir. Proje analitik dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Proje ile ilgili öz değerlendirme formu kullanılabilir. Öğrencilerden projeyi yeniden tasarlaması talep edilirse yapacağı değişiklikleri listelemesi, yaptığı proje için süreci ve yaşanan zorlukları değerlendirmesi istenebilir (SDB1.2,SDB1.3)

Öğrenciler, ulusal yayın yapan üç farklı haber kaynağında ısı ve sıcaklık kavramlarının bilimsel açıdan doğru veya yanlış kullanımına yönelik araştırma yaparak bir rapor hazırlayabilir. Öğrenciler kendi termometrelerini yaparak ölçeklendirebilir. Öğrenciler termostatın çalışma prensibini araştırarak kullanım alanlarına yönelik farklı fikirler geliştirebilir. Ders kapsamında ele alınan kavramlar çerçevesinde küresel ısınmanın nedenleri ve sürecin nasıl ilerlediği ile ilgili bir afiş hazırlamaları istenebilir.

*Binaların ısıtılmasında kullanılan pasif ısıtma sistemleri ve ısı pompaları hakkında araştırma yaparak bir rapor hazırlayabilir.

*Günlük hayat sorunlarından hareketle STEM yaklaşımına uygun “ısının yayılma yolları” ile ilişkili bir ürün veya model geliştirebilir.

Öğrencilerin kendilerinin deney tasarlaması yerine öğretmen tarafından deney hazır verilebilir.

Programa yönelik görüş ve önerileriniz için karekodu akıllı cihazınıza okutunuz.