7.4 Príklad aktivity na rozvíjanie grafickej gramotnosti

Ako príklad aktivity na rozvíjanie grafickej gramotnosti uvádzame aktivitu o určovaní veľkosti kvapky: Kvapka ktorej kvapaliny je väčšia – vody, alpy alebo oleja. Žiaci pomocou riadeného bádania určujú veľkosť jednej kvapky rôznych kvapalín – vody, oleja a alpy (alebo iných). Meranie nie je náročné na pomôcky ani na realizáciu, čo sa týka časového hľadiska a zručností žiakov. Žiaci si rozvíjajú jemnú motoriku. Aktivitou sa rozvíja aj grafická gramotnosť žiakov – výsledky merania spracúvajú graficky a graf analyzujú. Žiaci opakovane určujú objem, čím si nacvičujú zručnosť prace s injekčnou striekačkou ako aj odčítavania na stupnici.
Príprava pomôcok zo strany učiteľa nie je náročná ani na čas ani po finančnej stránke. Namiesto alpy je možné použiť aj lieh, avšak kvôli zápachu je vhodnejšie použiť alpu. Taktiež namiesto oleja je možné použiť inú kvapalinu, napr. sirup. K meraniu sú potrebné injekčné striekačky, z ktorých budú žiaci kvapalinu odkvapkávať a plastové poháriky, ktoré budú slúžiť ako zdroj kvapaliny a zároveň ako nádoba na odkvapkávanie.
V úvode hodiny učiteľ na usmernenie pozornosti žiakov uvedie prípad kvapkajúceho kohútika a žiakom zadáva otázky: Koľko vody vykvapká za hodinu z kvapkajúceho kohútika? Koľko vykvapká za celý deň? Aké veľké kvapky odkvapkávajú? Aký majú objem? Ako by sme to vedeli určiť? Žiaci navrhujú možné spôsoby merania. Keďže však v škole kvapkajúce kohútiky nie sú v dostatočnom množstve prístupné, tak žiaci budú skúmať veľkosť kvapiek odkvapkávajúcich z injekčnej striekačky. Veľkosť kvapiek budú skúmať nielen pre vodu, ale aj pre iné kvapaliny, ktoré sú voľne dostupné – pre alpu a olej (alebo sirup).
Učiteľ sa pred začatím riešenia aktivity so žiakmi venuje spôsobu merania objemu kvapalín. Spoločne so žiakmi zopakuje, ako sa meria objem kvapalín. Keďže všetky kvapaliny odkvapkávame z rovnakých injekčných striekačiek, veľkosť odkvapkávajúcej kvapky závisí od povrchového napätia kvapaliny. Táto informácia je však pre žiaka irelevantná, v aktivite ide o precvičovanie merania objemu, ako aj o rozvíjanie grafickej gramotnosti. Aktivita by mala byť realizovaná formou tímovej práce v dvojčlenných skupinách (dvojiciach).
Žiaci by pred samotným meraním mali vysloviť hypotézu o veľkosti kvapiek a zapísať ju do pracovného listu. Je vhodné, ak učiteľ žiakom zdôrazní rovnaké podmienky odkvapkávania kvapalín – rovnaká striekačka, rovnaká teplota. Neočakávame, že žiak bude mať predstavu o objeme kvapky. Táto aktivita prispieva u žiaka aj k budovaniu predstáv o veľkostiach.
Žiaci realizujú meranie podľa pripraveného návodu. Žiaci na hodine získajú dáta, ktoré spracujú do grafu. Z časového hľadiska je vhodné aktivitu realizovať tak, že každá skupina žiakov pracuje len s jednou kvapalinou a vykoná jedno meranie, t.j. určenie objemu istého počtu kvapiek (v prípade zručných žiakov možno aj viac). Ostatné údaje do tabuľky si žiak doplní od ostatných skupín v triede. Tu je vhodné, aby učiteľ každej skupine zadal, s akou kvapalinou pracuje a objem akého počtu kvapiek určuje.
Žiaci graf vyhodnotia, t. j. zistia, aký objem má 1 kvapka každej kvapaliny. V prípade použitia grafického programu (napr. program COACH) je možné zobrazenými bodmi preložiť krivku a aj graf priblížiť.
Učiteľ vie, že kvapka vody je väčšia v porovnaní s kvapkami alpy a oleja. Súvisí to s povrchovým napätím jednotlivých kvapalín. Povrchové napätie vody je väčšie ako povrchové napätie oleja a alpy. Pre riešenie úlohy však žiak touto informáciou nepotrebuje disponovať.
V tejto aktivite žiak zisťuje objem jednej kvapky. Tento objem nie je priamo merateľný žiadnym meradlom. Žiak by mal spoznať spôsob merania „malých rozmerov“ ako napr. hrúbka jedného listu papiera, hmotnosť jedného zrnka ryže.
Tiež je dôležité, aby si žiaci uvedomili, že o veľkosti kvapiek jednotlivých kvapalín sa dá vyjadriť aj na základe sklonu čiary grafu – čím je sklon grafu väčší, tým je väčší prírastok jednej kvapky.
Žiaci by sa v závere mali vyjadriť k presnosti merania.

7.4.1 Pracovný list pre žiaka: Sú kvapky všetkých kvapalín rovnaké? Aké sú veľké?
Kvapaliny sú všade okolo nás. Vidíme ich v kuchyni v hrnci, v pohári, na panvici, v kúpeľni vo vani, v umývadle, v bazéne. Kvapaliny môžu byť rôzne, ako napr. voda, olej, lieh, alpa, ... . Akby sme nechali rôzne kvapaliny odkvapkávať, budú kvapky všetkých kvapalín rovnako veľké? Budú niektoré kvapky väčšie ako druhé? Zisti, či je objem jednej kvapky vody, oleja a alpy rovnaký. Zisti objem kvapky vody, oleja a alpy.

Cieľ merania:
Zisti a porovnaj veľkosť kvapiek rôznych kvapalín – vody, oleja a alpy (alebo iných kvapalín). Zostroj graf závislosti objemu kvapiek od ich počtu do jedného grafu pre tri rôzne kvapaliny. Na základe analýzy grafu porovnaj a zisti objem kvapiek rôznych kvapalín.

Pred meraním:
Vyslov predpoklad, ktorá kvapka z použitých kvapalín bude mať najväčší a ktorá najmenší objem.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________

Pomôcky:
voda, olej, alpa (alebo iné kvapaliny), plastový pohárik, injekčná striekačka s objemom 5 ml, kuchynské utierky.

Postup merania:
1. V plastovom poháriku máš kvapalinu, ktorú ti dal učiteľ. Naber z nej do injekčnej striekačky tak, aby si vedel odčítať jej objem Vzač.
2. Pomalým stláčaním piesta striekačky odkvapkávaj kvapky. Počítaj počet kvapiek, ktoré si odkvapkal.
3. Po odkvapkaní určitého počtu kvapiek opäť odčítaj objem kvapaliny v injekčnej striekačke Vkon.
4. Urč objem odkvapkaných kvapiek V = Vzač - Vkon.
5. Zozbieraj údaje [počet, objem] kvapiek od všetkých skupín pracujúcich v triede a zapíš si ich do tabuľky 1. Nezabudni v hlavičke tabuľky rozlíšiť, o ktorú kvapalinu ide.
6. V programe COACH do aktivity Velkost_kvapky.cma zapíš dvojice hodnôt počet kvapiek a objem, ktorý si odčítal na injekčnej striekačke.
7. Načrtni graf závislosti objemu kvapiek od počtu kvapiek. Nezabudni označiť osi.

Analýza merania:
1. Na grafe závislosti objemu kvapiek od ich počtu prelož cez zobrazené body pre jednotlivé kvapaliny pomocou programu COACH priamku (Spracuj/Analyzuj -> Fitovanie funkciou).
2. Zväčšením danej oblasti grafu zisti, aký objem zodpovedá jednej kvapke pre každú kvapalinu.

Odpovedz:
1. Aký je objem jednej kvapky vody?
________________________________________________________________________
2. Aký je objem jednej kvapky oleja?
________________________________________________________________________
3. Aký je objem jednej kvapky alpy?
________________________________________________________________________
4. Je objem kvapiek rôznych kvapalín rovnaký?
________________________________________________________________________
5. Bol tvoj predpoklad o vzájomnom porovnaní veľkosti kvapiek správny? Svoje tvrdenie odôvodni.
________________________________________________________________________
6. Ako by si vedel iba na základe grafu (bez priblíženia a určenia objemu jednej kvapky) určiť, kvapky ktorej kvapaliny sú väčšie?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________

Záver
Vyber správnu možnosť a doplň správne údaje:
Kvapky jednotlivých kvapalín, ktoré odkvapkávajú z injekčnej striekačky SÚ / NIE SÚ rovnako veľké. O veľkosti kvapiek sa možno vyjadriť aj na základe sklonu čiary grafu, čím je strmšia, tým sú kvapky MENŠIE / VÄČŠIE. Veľkosť jednej kvapky sme určovali pomocou objemu viacerých kvapiek. Najväčšie sú kvapky ____________, pričom ich objem je __________ ml. Najmenšie sú kvapky ____________ s objemom _________ ml.

7.4.2 Pracovný list pre učiteľa: Sú kvapky všetkých kvapalín rovnaké? Aké sú veľké?
Kvapaliny sú všade okolo nás. Vidíme ich v kuchyni v hrnci, v pohári, na panvici, v kúpeľni vo vani, v umývadle, v bazéne. Kvapaliny môžu byť rôzne, ako napr. voda, olej, lieh, alpa, ... Keď by sme nechali rôzne kvapaliny odkvapkávať, budú kvapky všetkých kvapalín rovnako veľké? Budú niektoré kvapky väčšie ako druhé? Zisti, či je objem jednej kvapky vody, oleja a alpy rovnaký. Zisti objem kvapky vody, oleja a alpy.

Pred meraním:
Vyslov predpoklad, ktorá kvapka z použitých kvapalín bude mať najväčší a ktorá najmenší objem.
Kvapky budú odkvapkávať z rovnakých striekačiek, preto predpokladám, že kvapky všetkých kvapalín budú rovnako veľké.

Pomôcky:
voda, olej, alpa (alebo iné kvapaliny), plastový pohárik, injekčná striekačka s objemom 5 ml, kuchynské utierky.

Postup merania:
1. V plastovom poháriku máš kvapalinu, ktorú ti dal učiteľ. Naber z nej do injekčnej striekačky tak, aby si vedel odčítať jej objem Vzač.
2. Pomalým stláčaním piesta striekačky odkvapkávaj kvapky. Počítaj počet kvapiek, ktoré si odkvapkal.
3. Po odkvapkaní určitého počtu kvapiek opäť odčítaj objem kvapaliny v injekčnej striekačke Vkon.
4. Urč objem odkvapkaných kvapiek V = Vzač – Vkon.
5. Zozbieraj údaje [počet, objem] kvapiek od všetkých skupín pracujúcich v triede a zapíš si ich do tabuľky 1. Nezabudni rozlíšiť, o ktorú kvapalinu ide.
6. V programe COACH do aktivity Velkost_kvapky.cma zapíš dvojice hodnôt počet kvapiek a objem.
7. Načrtni graf závislosti objemu kvapiek od počtu kvapiek.

Analýza merania:
1. Na grafe závislosti objemu kvapiek od ich počtu prelož cez zobrazené body pre jednotlivé kvapaliny pomocou programu COACH priamku (Spracuj/Analyzuj -> Fitovanie funkciou) (Obrázok 1).
2. Zväčšením danej oblasti grafu zisti, aký objem zodpovedá 1 kvapke pre každú kvapalinu (Obrázok 2).

Odpovedz:
1. Aký je objem jednej kvapky vody?
Objem jednej kvapky vody je 0,041 ml.
2. Aký je objem jednej kvapky oleja?
Objem jednej kvapky oleja je 0,029 ml.
3. Aký je objem jednej kvapky alpy?
Objem jednej kvapky alpy je 0,026 ml.
4. Je objem kvapiek rôznych kvapalín rovnaký?
Objem kvapiek rôznych kvapalín nie je rovnaký.
5. Bol tvoj predpoklad o vzájomnom porovnaní veľkosti kvapiek správny? Svoje tvrdenie odôvodni.
Môj predpoklad o veľkostiach kvapiek bol nesprávny. Veľkosť kvapky rôznych kvapalín je odlišná. Najväčšie sú kvapky vody a najmenšie kvapky alpy.
6. Ako by si vedel iba na základe grafu (bez priblíženia a určenia objemu jednej kvapky) určiť, kvapky ktorej kvapaliny sú väčšie?
Pozrel by som sa na sklon čiary grafu pre jednotlivé kvapaliny. Ak čiara prudko stúpa, znamená to, že pridaním jednej kvapky sa objem zväčšil viac, ako pre kvapalinu, pre ktorú je čiara grafu menej strmá.

Záver
Vyber správnu možnosť a doplň správne údaje:
Kvapky jednotlivých kvapalín, ktoré odkvapkávajú z injekčnej striekačky SÚ / NIE SÚ rovnako veľké. O veľkosti kvapiek sa možno vyjadriť aj na základe sklonu čiary grafu, čím je strmšia, tým sú kvapky MENŠIE / VÄČŠIE. Najväčšie sú kvapky vody, pričom ich objem je 0,041 ml. Najmenšie sú kvapky alpy s objemom 0,026 ml.