"Όταν ο ήλιος είναι πιο ψηλά... της Γης την περίμετρο μετρά". Το πείραμα του Ερατοσθένη στο ΠΓΠΠ

Enviat per smpalom el dg., 11/04/2021 - 19:00

General Info


"Όταν ο ήλιος είναι πιο ψηλά... της Γης την περίμετρο μετρά". Το πείραμα του Ερατοσθένη στο ΠΓΠΠ
Abstract

In the school year 2017-2018 we implemented at our school one of the most important experiments in the history of mankind: The Experiment of Eratosthenes. The goal was to measure the circumference of the Earth, using the shadow created by a stick(rod), just as Eratoshenes did in 3 BC century. It is an interdisciplinary activity, which connects different subjects: Mathematics, Geography and Computer Science. Five teachers collaborated (3 Mathematicians, one Physicist and one Biologist) from the Experimental Junior High School of Patras University) in the following cognitive subjects: Mathematics(1st and 2nd Grade), Physics (1st Grade) and Geography (1st and 2nd Grade). This STE(A)M activity was implemented with the participation of 22 students of the 2nd Grade. Utilizing and combining simple digital tools that are freely available online (Geogebra, Google Maps and Stellarium), the students, with the support of their teachers, became actively cooperatively involved in the experimental process calculating the circumference of Earth.  This activity is a holistic STE(A)M approach, which connects the different learning components, without being just the sum of them, supporting the multifaceted development of the students: cognitive, mental, emotional and social. Students, in addition to the multiple learning benefits, gain in different parts of Mathematics, Geography and Physics, they also cultivate mild skills such as  creativity, experimentation, problem solving, teamwork and more. This activity is repeated every year for a number of years at the school with different variations, while it also gives the chance of different schools to cooperate in the context of the implantation of the experiment. 

Περίληψη

 Το σχολικό έτος 2017-2018 υλοποιήσαμε στο σχολείο μας ένα από τα πιο σημαντικά πειράματα στην ιστορία της ανθρωπότητας: το πείραμα του  Ερατοσθένη. Στόχος ήταν να μετρήσουμε την περιφέρεια της Γης, χρησιμοποιώντας τη σκιά μιας ράβδου, όπως αντίστοιχα έκανε ο Ερατοσθένης τον 3 π.Χ. αιώνα.  Πρόκειται για μια διεπιστημονική δράση, η οποία συνδέει διαφορετικά γνωστικά αντικείμενα: Μαθηματικά, Φυσική, Γεωγραφία και Πληροφορική. Συνεργαστήκαμε 5 εκπαιδευτικοί (3 Μαθηματικοί, μια Φυσικός και μια Βιολόγος από το Πειραματικό Γυμνάσιο Πανεπιστημίου Πατρών) στο πλαίσιο των γνωστικών αντικειμένων: Μαθηματικά Α & Β Γυμνασίου, Φυσική Α Γυμνασίου και Γεωγραφία Α & Β Γυμνασίου. Η STE(A)M δράση υλοποιήθηκε με τη συμμετοχή 22 μαθητών της Β Γυμνασίου. Αξιοποιώντας και συνδυάζοντας απλά υλικά και ελεύθερα διαθέσιμα ψηφιακά εργαλεία (Geogebra, google maps και Stellarium) οι μαθητές, με την υποστήριξη των εκπαιδευτικών τους, ενεπλάκησαν ενεργητικά και συνεργατικά σε πειραματική διαδικασία  υπολογισμού της περιφέρειας της γης. Η δράση αποτελεί μια ολιστική STE(A)M προσέγγιση, η οποία συνδέει τις διαφορετικές μαθησιακές συνιστώσες, χωρίς να αποτελεί απλώς άθροισμά τους, υποστηρίζοντας την πολύπλευρη ανάπτυξη του μαθητή: γνωστική, νοητική, συναισθηματική και κοινωνική ανάπτυξη. Οι μαθητές, πέρα από τα πολλαπλά μαθησιακά οφέλη που αποκομίζουν σε αντίστοιχες ενότητες Μαθηματικών, Γεωγραφίας και Φυσικής, καλλιεργούν παράλληλα και ήπιες δεξιότητες όπως η δημιουργικότητα, ο πειραματισμός, η επίλυση προβλήματος, η συνεργασία σε ομάδες κ.α.  Η δράση αυτή επαναλαμβάνεται επί σειρά ετών στο σχολείο με διάφορες παραλλαγές, ενώ δίνει και τη δυνατότητα συνεργασίας σχολείων στο πλαίσιο υλοποίησης του πειράματος.

 


STEAM2021 Conference
On
Practice's Language
Greek
STEAM discipline
Science
Technology
Engineering
Arts
Mathematics
Science Area/Topic
Astronomy
Earth Sciences
Geology
Physics
Technology Area/Topic
ICT
Engineering Area/Topic
Mechanical engineering
Engineering as Thinkering products to present physics phenomena
Art Area/Topic
History
Digital artefacts
Mathematics Area/Topic
Computation
Mathematical physics
Geometry and topology
License
CC BY-NC-SA
Leading author of the practice
Βασιλική Ρήγα
Author's occupation
Εκπαιδευτικός ΠΕ03
Author's organization
Πειραματικό Γυμνάσιο Πανεπιστημίου Πατρών

Audience and Educational Framework


Audience
Students
Audience competence
Capable
Educational/EQF level
3
Age Range
12-15
Educational/Training framework
Middle/junior high school

Educational Details


Educational Subject
Η δράση υλοποιήθηκε στα πλαίσια του το πλαίσιο του μαθήματος των Μαθηματικών, Φυσικής, Γεωγραφίας, Πληροφορικής Γυμνασίου και του Ομίλου Μαθηματικών του ΠΓΠΠ
Description of the practice

Οι μαθητές καλούνται να εμπλακούν σε μια STE(A)M δραστηριότητα επίλυσης προβλήματος με στόχο τον υπολογισμό της περιμέτρου της Γης, συνδυάζοντας διεπιστημονικά έννοιες μαθηματικών, φυσικής, γεωγραφίας και πληροφορικής  Α και Β Γυμνασίου. Η δράση αναπτύσσεται μέσα από τρεις φάσεις:

Α φάση (διάρκειας 1-2 διδακτικές ώρες στο εργαστήριο υπολογιστών του σχολείου): Κινητοποίηση και προετοιμασία μαθητών για εμπλοκή στο πείραμα  μέσα από τα ακόλουθα στάδια:

Ιστορική αναδρομή με αξιοποίηση ενός κατάλληλα επιλεγμένου βίντεο https://www.youtube.com/watch?v=F34Ft-7VpIM οι μαθητές ενημερώνονται για τον Ερατοσθένη και το διάσημο πειραμά του , για το σημαντικό για την εποχή του επίτευγμά που ήταν η προσέγγιση της περιφέρειας της γης με μια πολύ απλή παρατήρηση του έκανε , τη σημασία και την απλότητα υλοποίησης του πειράματος,  τη σημαντικότητα του αποτελέσματος, τον τρόπο μέτρησης της απόστασης δυο πόλεων 

Διερεύνηση πρότερων γνώσεων μαθητών σχετικά με στοιχεία του κύκλου, βασικούς τριγωνομετρικούς αριθμούς,  και γεωγραφικές συντεταγμένες (περιφέρεια και ακτίνα κύκλου,  εφαπτομένη οξείας ορθογώνιο τρίγωνο, μεσημβρινός, γεωγραφικό πλάτος και γεωγραφικό μήκος) στο πλαίσιο των μαθημάτων Μαθηματικά - Φυσική - Γεωγραφία

Χρήση του λογισμικού Google Earth για προσδιορισμό γεωγραφικών συντεταγμένων ενός τόπου

Προσομοίωση του πειράματος με το λογισμικό geogebra

Β Φάση (διάρκειας 1 διδακτικής ώρας στο προαύλιο του σχολείου)

Υλοποίηση του πειράματος στο προαύλιο του σχολείου με απλά υλικά και κατάλληλα διαμορφωμένο φύλλο εργασίας

Γ Φάση (1 διδακτική ώρα στην σχολική αίθουσα). Ανάλυση αποτελεσμάτων & ανατροφοδότηση στην τάξη

Οι μαθητές χρησιμοποιούν και αναλύουν  μετρήσεις και  πειραματικά δεδομένα που συλλέγουν ενεργητικά οι ίδιοι κατά την εκτέλεση του πειράματος σε πραγματικές συνθήκες ζωής . Με αυτό τον τρόπο τα Μαθηματικά δεν αποτελούν "στεγνή γνώση"  και αποκτούν νόημα για τους μαθητές. Ταυτόχρονα οι επιστήμες Φυσικής, Γεωγραφίας και Πληροφορικής "συνεργάζονται" στην πράξη για την προσέγγιση και επίλυση του προβλήματος. 


Duration of practice realisation
4 hores
Difficulty
Medium
Educational Use
ομαδική εργασία στο πλαίσιο επίλυσης προβλήματος και σε διδακτικές ενότητες που εντάσσονται στο αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών Γυμνασίου στα διδακτικά αντικείμενα Μαθηματικών, Φυσικής, Γεωγραφίας και Πληροφορικής.

Learning Outcomes

Οι μαθητές αξιοποιώντας πρότερες γνώσεις για αναλογίες, γεωγραφικά μήκη και πλάτη, λογισμικά  για μετρήσεις  αποστάσεων, υπολογισμό γεωγραφικών συντεταγμένων και ζενίθ του ήλιου, καθώς τα πειραματικά δεδομένα που προέκυψαν κατά την υλοποίηση του πειράματος, προσεγγίζουν την έννοια της εφαπτομένης οξείας γωνίας ορθογωνίου τριγώνου και με την υποστήριξη των εκπαιδευτικών τους προβαίνουν σε υπολογισμό της περιφέρειας της γης (με προσέγγιση). 

Τέλος, εμπλέκονται σε διαδικασίες εκτίμησης σφάλματος, συγκρίνοντας τον υπολογισμό που έκαναν με την πραγματική τιμή της περιμέτρου της γης

Επιπλέον, οι μαθητές  αναπτύσσουν: 

ήπιες δεξιότητες όπως η δημιουργικότητα, συνεργασία σε ομάδες κ.α.

δεξιότητες μέτρησης μηκών,

δεξιότητες χρήσης ψηφιακών εργαλείων (όπως το google earth, δεξιότητες υλοποίησης πειραματικής διαδικασίας)

και τέλος διαμορφώνουν στάσεις  - πεποιθήσεις. Συγκεκριμένα, οι μαθητές αποκτούν θετική στάση για τα Μαθηματικά, διαπιστώνουν ενεργητικά την πρακτική εφαρμογή τους και τη σύνδεση με άλλες επιστήμες και απαντούν στο αιώνιο ερώτημα "πού  μου χρειάζονται τα Μαθηματικά κυρία...???"

 


Orientation/Focus
acquire new knowledge
develop new skills
attain attitudes
Life long learning, students awareness about what they know and what they're able to do
Delivery mode
Face to face learning

Hardware/Software/Other Resources

Stellarium (για υπολογισμό του ζενίθ του ήλιου κατά την εαρινή Ισημερία)

Google maps (για εύρεση γεωγραφικών συντεταγμένων του σχολείου)

Distance calculator (για υπολογισμό απόστασης δύο τοποθεσιών σχολείων)

Λογισμικό Geogebra (δυναμικής γεωμετρίας για προσομοίωση του πειράματος μέτρησης της περιμέτρου της γης)

Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή για φωτογραφικά στιγμιότυπα στις διάφορες φάσεις υλοποίησης του πειράματος

youtube για την προβολή βίντεο

Οι υπερσύνδεσμοι των παραπάνω ψηφιακών πηγών υπάρχουν στο αρχείο με το υλικό της δράσης, που επισυνάπτεται εδώ : https://docs.google.com/document/d/1Kci6wV_aPoPXdF7AbQK7_q08zU8Rpyz3mYL2FlNTcuk/edit?usp=sharing 

 


Implementation

(where and how the practice was implemented)


Country that was implemented
Grècia
Framework/οrganization that was applied to
Πειραματικό Γυμνάσιο Πανεπιστημίου Πατρών
Audience size
22

Description, evaluation and lessons learned

Η STE(A)M εκπαιδευτική δράση αποτελεί μια διεπιστημονική προσέγγιση που υλοποιήθηκε με την ενεργητική συμμετοχή 22 μαθητών της Β Γυμνασίου και 5 εκπαιδευτικών του Πειραματικού Γυμνασίου Πανεπιστημίου Πατρών.

Αξιοποιώντας και συνδυάζοντας απλά υλικά , όπως μια ξύλινη ράβδο ύψους ενός μέτρου, γεωμετρικά όργανα και χαρτί-μολύβι, καθώς και ελεύθερα διαθέσιμα ψηφιακά εργαλεία (Geogebra, google maps και Stellarium) οι μαθητές, με την υποστήριξη των εκπαιδευτικών τους, ενεπλάκησαν ενεργητικά και συνεργατικά σε πειραματική διαδικασία  υπολογισμού της περιφέρειας της γης.

Η δράση αποτελεί μια ολιστική STE(A)M προσέγγιση, η οποία συνδέει διαφορετικές μαθησιακές συνιστώσες, χωρίς να αποτελεί απλώς άθροισμά τους, υποστηρίζοντας την πολύπλευρη ανάπτυξη του μαθητή: γνωστική, νοητική, συναισθηματική και κοινωνική ανάπτυξη. Οι μαθητές, πέρα από τα πολλαπλά μαθησιακά οφέλη που αποκόμισαν στις αντίστοιχες ενότητες Μαθηματικών, Γεωγραφίας και Φυσικής, καλλιέργησαν παράλληλα και ήπιες δεξιότητες όπως η δημιουργικότητα, ο πειραματισμός, η επίλυση προβλήματος, η συνεργασία σε ομάδες κ.α. Παράλληλα, μέσα από τη δράση αναδείχθηκε η αξία της συνεργασίας μεταξύ εκπαιδευτικών, η οποία υποστηρίζει τους  μαθητές να αποκτήσουν μια ενιαία και ολοκληρωμένη  αντίληψη της γνώσης. Η εκπαιδευτική πρακτική επαναλαμβάνεται κάθε χρόνο στο σχολείο με διάφορες παραλλαγές, ώστε να καλύπτει επιπλέον διδακτικούς στόχους πέρα από τον κυρίαρχο στόχο της προσέγγισης της περιμέτρου της γης, ενώ δίνει και τη δυνατότητα συνεργασίας σχολείων στο πλαίσιο υλοποίησης του πειράματος. 

Στο επισυναπτόμενο υλικό, ο εκπαιδευτικός μπορεί να αντλήσει πληροφορίες και υλικό ώστε να υλοποιήσει τη δράση αυτούσια ή να την προσαρμόσει στα δεδομένα της τάξης και των μαθητών του ή σύμφωνα με τους γνωστικούς στόχους που επιθυμεί να θέσει.

Με την ολοκλήρωση της διδακτικής παρέμβασης  υλοποιήθηκε  εσωτερική αξιολόγηση κατά την οποία οι  μαθητές δήλωσαν ότι η βιωματική προσέγγιση της γνώσης τους βοήθησε να κατακτήσουν τους γνωστικούς στόχους που είχαν τεθεί. 

 


Educational material/resources (file/URL) accompanying the practice


Educational material/resources
Αρχείο και σύνδεσμος υλικού για την εκπαιδευτική πρακτική

License
CC BY-NC-SA
Educational Resource Type
experiment
Interactivity Type
active
Language

Greek



License
CC BY-NC-SA
Language

Anglès


Rate this Practice

No votes have been submitted yet.

Anglès