プロの開発モジュール
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プリンタフレンドリーバージョン
比重：液体の相対密度
グレード：5-8
著者：ジョイス-ブルンバーガー
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要約
モジュールの説明
プロの開発プロバイダ実施モジュールの結果として、参加者は、プロの開発プロバイダ実施モジュールの作成を通じて学びます。彼らの手作りの比重計、どのように比重計が機能し、それが何を測定するか。 それらの比重計を使用して、それらは液体の比重の相対的な相違を定め、商業的に製造された比重計から得られるそれらとこれらの価値を比較する。 彼らの調査結果に基づいて、参加者は独自の液体密度列を作成します。 参加者は、自分の教室で実装できるレッスンを設計します。
目的
- 参加者は、用語比重を学びます
- 参加者は、比重計の機能を学びます
- 参加者は、異なる物質の比重を学びます
- 参加者は、比重計を構築することができるようになります
- 参加者は、異なる液体の相対比重を決定することができるようになります
- 参加者は、液体密度カラムを作成することができるようになります
- 参加者は、液体密度カラムを作成することができるようになります
- 参加者は、異なる液体の比重を決定することができるようになります
- 参加者は、液体密度カラムを作成することができます
- 参加者は、液体密度カラムを作成することができます
- 参加者は、液体密度カラムを作成することができます
実験の設計と実装に自分の学生を導く
材料
係合
- 係合フェーズに記載されているように短いクリップビデオ
探査と精緻化
- 20オンスの水ボトルを切断し、使用される各液体に1つ、7ボトル/セット-1セット/グループ
- 2 2-Lボトル
- 3オンス。 プラスチック飲料カップ
- 蒸留水
- コーシャ塩
- 砂糖
- コーンシロップ
- イソプロピルアルコール（薬局で購入）
- 酢
- 一つの油を選択：コーン油、オリーブ油、ベビーオイル
比重計: 各参加者によって作られるために
- 飲むストロー
- 永久マーカー-2つの異なる色
- ストローの内側に収まるように小さな爪
- 定規
- Plasticineまたはblu-tac
- はさみ
- 25ミリリットル卒業シリンダー
- ペーパータオル
- 3×5インデックスカード
- ユニバーサルhydrometers、各グループのための1（nasco科学、1-800-558-9595-項目#sb16439m/≥7。40それぞれ）（比重計はグループ間で必要ならば共有することができます）
- 密度のコラムの液体の処分のためのガラスかプラスチック容器
説明
- :
- 塩水タンク-ペットショップやオンライン科学カタログで購入
- 車のバッテリー-自動車部品店、ウォルマート、Kマート
- 車のラジエーターで不凍液-自動車部品店、ウォルマート、Kマート
- 水道水
- 雨水
手順
婚約
誰かが車を起動しようとしていますが、バッテリーが死んでいるか、それがどのようなものであるかの話を中継します。
参加者に、”あなたは同じような経験をしたことがありますか？”ほとんどはイエスと言うでしょう。 参加者に尋ねる、”あなたはそれが良い作業順序であることを保証するためにあなたの車のバッテリーをチェックする方法を知っていますか？”答えは変わります。
車のバッテリー内の流体レベルをチェックするためにデバイスを使用する方法を示すビデオクリップを再生します。
車のバッテリー内の液 http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001
評価：評価は、参加者からの口頭での応答で起こっています。
探査
- 彼らは異なる液体の相対密度を決定するためのデバイスを作ろうとしていることを参加者に指示します。
- 参加者を三つのグループに分け、各参加者が比重計を作るために必要な材料を提供します。 各グループに蒸留水で上にほぼ満ちている断ち切られた水差しを与えなさい。
- 参加者にわらを10cmの長さに測定して切断するように指示します。
- 参加者にPlasticineで小さなボールを作り、ストローの一端を水がしっかりとなるように密封するように指示します。
- ストローにダウン二つの爪、ポイント側を配置するために参加者に指示します。
- 参加者にわらを水の中に入れて、まっすぐに上下に浮かぶかどうかを確認するように指示します。 そうでない場合は、inまで一度に一つの爪を追加するように指示します。 ストローがボトルの底に当たっている場合は、より多くの水を追加するか、ストローの長さをトリミングします。
- 水の表面がわらの側面に触れる場所に恒久的なマーカーとマークを使用するように参加者に指示します。
- 参加者に、ペーパータオルで乾燥したわらを静かに拭き、ウォーターマークのための明確な細い線を作るように指示します。
- 参加者に異なる色のマーカーを使用するように指示し、マーカーの鋭い先端を使用して、水線の両側に合計7つのマーキングのために水線の両側に2mmごと
- 各グループにテストするサンプル液体のセットを提供し、参加者にそれぞれ独自の機器を使用してさまざまな液体をテストするよう指示します。
- 水線の値が1.0であり、各マークの値が1.0であることを参加者に伝えます。2. 比重計がびんで浮かんでいるとき液体の表面ラインがラインの間にあったら、能力のベストに推定するようにそれらに言いなさい。
- 測定値はわずかな違いしか反映されないことを参加者に伝えますが、最善を尽くして調査結果を記録します。
- 静かに液体の間にわらを乾燥拭くために参加者に教えてください。
- 各グループの参加者に、全員が測定を完了した後、グループ内でデータを共有するように指示します。
- 収集されたデータに基づいて、参加者にワークシート上の密度列を説明し、ラベルを付けるように指示します。 最も密度の高い物質は底部に表示され、上部には最も密度が低い。 同じ密度の液体が複数ある場合は、それらを一緒にリストしてください。
- 各グループに、製造された機器を提供し、ストローデバイスと同じ方法で使用することを伝えます。
- 液体のそれぞれのための器械からの価値を読み、記録するようにそれらに指示して下さい。 液体の間で乾燥したそれを穏やかに拭くためにそれらを思い出させて下さい。
- 製造された機器に基づいて、ワークシート上の第二密度列を説明し、ラベルを付けるように参加者に指示します。 最も密度の高い物質は底部に表示され、上部には最も密度が低い。 同じ密度の液体が複数ある場合は、それらを一緒にリストしてください。
評価：参加者が協力し、データを記録し、お互いに調査結果を議論するにつれて、評価が進行中です。
説明
参加者に次の質問をします。
- あなたが作った楽器を使って作業したときの経験は何でしたか？
- 応答は異なりますが、ほとんどの場合、正確な測定を得ることは困難であることがわかります。 いくつかは、彼らが直立または他の障害のある動作を滞在楽器で持っていた困難を議論するかもしれません。
- 製造された機器での作業の経験を比較し、対比します。
- 応答は異なりますが、ほとんどの場合、製造されたデバイスはより正確な測定を提供し、使いやすかったと言います。 2つの楽器は、使用される液体物質に応じて上下に浮いているため、似ていました。
- この計測器は何と呼ばれ、正確に何を測定しますか？
- 器械は比重計であり、機能は物質の比重を定めることです。
- 比重とは何ですか？
- 比重は物質の密度に似ていますが、測定単位はありません。 これは、比重が物質の密度と水の密度の比較であるためです。 水の比重は、水の温度が60°Fのときに1.000の値が与えられます。
- 蒸留水の値が1.000であることがわかりましたか？ そうでない場合は、なぜですか？
- 水は室温であり、1.000の値は水が60°Fのときに与えられます。水道水や雨水の比重は蒸留水と同じだと思いますか？ なぜか、なぜか？
- 水道水には蒸留水とは異なりミネラルが含まれています。 それぞれのサンプルに比重計を別々に置くことによってこれを実証し、ボランティアに値を読むために来てもらいます。
- 水は室温であり、1.000の値は水が60°Fのときに与えられます。水道水や雨水の比重は蒸留水と同じだと思いますか？ なぜか、なぜか？
- 牛乳と脱脂粉乳の比重は同じだと思いますか？
- 比重はミルクの脂肪分のために同じではないです。 しかし、牛乳には多くの成分があり、脂肪含量は他の方法で決定する必要があります。
- あなたが作成した密度列はあなたのイラストと同じように出てきましたか？
- 応答は異なりますが、一般的な問題は、塩水と砂糖水やアルコールなどのいくつかの物質が一緒に混合されていることです。 これは、後で解決策の議論につながる良い例です。
- ハイドロメーターが使用されている場所を見たことがありますか、それとも考えることができますか？
- ビデオを見て、参加者はhydrometersが車のバッテリーをチェックするために使用されていることを応答します。 流体計はまた車のラジエーター、塩水の魚飼育用の水槽、ワインおよびビール作成、テストのミルクで不凍剤のレベルを点検するために、そして他の多くの企業 彼らは医者のオフィスで尿検査を取得すると、尿ストリップは、比重値を提供しています。 正常範囲は1.020-1.030の間です。 それよりも高い値または低い値は、身体が正常に機能しておらず、医師が適切な診断を行うために他の検査を開始できることを示している可能性が
- このレッスンのために収集された他の湿度計のサンプルを表示します。
- 海水魚は塩分の変化に非常に敏感です。 どのように海の塩の適切な量がタンク内にあることを保証するために水を監視することができますか？
- タンク内に浮かぶ比重計は比重値を提供します。 その後、塩分レベルを見つけるために水の温度と比重値を比較する特別なチャートを使用する必要があります。
- 水ガラスに沈むオブジェクトを配置します。 このオブジェクトを浮動させるにはどうすればよいですか？
- 砂糖や塩など、水の比重を増加させた物質を加えます。
評価：評価は口頭での回答と質問の議論で進行中です。
精緻化
- 彼らのグループは、彼らが以前に使用した物質の測定された比重に基づいて液体密度カラムを作成しようとしていることを参加者に
- 蒸留水以外のカラムを作成するために使用したい4つの液体を選択し、密度カラムがどのように見えるかを説明するように参加者に指示します。
- 参加者に、データと提案された密度列を別のグループと共有し、液体をデータでサポートしている順序でリストする理由を説明するように指示します。
- 参加者に、25mLの目盛り付きシリンダーを使用して密度列を作成するように指示します。
- 参加者に、10mLの水をカップに注ぎ、恒久的なマーキングペンでカップの外側のレベルをマーキングすることにより、10mLの小さなプラスチック製の飲
- 以前に密度列を作成するために使用されたサンプリングボトル内の液体を使用するように参加者に指示します。
- 密度カラムで使用する各液体の10mLを測定するために作成したプラスチック製の計量カップを使用するように参加者に指示します。
- 参加者に、シリンダーをわずかに傾け、それぞれの液体をシリンダーの側面にゆっくりと注ぐように指示します。
- 参加者に、ワークシートで行ったように3×5カードの密度列を説明し、構築された列の横に表示するように指示します。
- 全員が完成したら、参加者に歩き回り、他のすべてのグループの密度列を見て、卒業したシリンダーを邪魔しないようにしてください。
- 参加者に、指定された容器内の目盛り付きシリンダーの内容物を空にし、目盛り付きシリンダーを石鹸と温水で洗うように指示します。
評価：密度列は学生の理解を反映し、口頭での議論は正しいか、将来改善される可能性のあることを明らかにします。
理論的根拠
密度は非常に概念的な概念であり、多くの実践的な例や経験はより良い理解を促進するのに役立ちます。 一般的な誤解は、密度が固体にのみ適用されるということですが、実際には液体や気体にも適用されます。 水と比較したときの液体の密度は比重と呼ばれます。 液体の比重は、常に業界で使用される尺度ですが、それはまた、医師のオフィスで尿検査にカーバッテリーやラジエーター液の適切なレベルをチェックするか
科学標準
NSESコンテンツ標準A: お問い合わせとして科学
グレード5-8での活動の結果として、すべての学生は、
- 尋ねられた質問と調査の学生のデザインによって導かれる数学を含むツールや技術の使用を開発する必要があります。 証拠の収集、要約、および表示のためのコンピュータの使用は、この標準の一部です。 学生は、これらの目的のために設計されたハードウェアとソフトウェアを使用して、データにアクセス、収集、保存、取得、整理できる必要があります。
- 彼らが観察したものに説明を基づかせ、認知能力を発達させるにつれて、説明と説明を区別することができるはずです-効果の原因を提供し、証拠と論理的な議論に基づいて関係を確立する。 この基準は、科学の内容と学生が新しい知識を開発する文脈との間の接続を確立するため、学生が効果的に調査を行うことができるように、主題の知識ベースを必要とする。
- どのような証拠を使用すべきかを決定し、異常なデータを考慮するなど、証拠について批判的に考えます。 具体的には、学生は、単純な実験からのデータを確認し、データを要約し、実験の因果関係についての論理的な議論を形成することができる必要があります。 学生は、二つ以上の変数間の関係の観点からいくつかの説明を述べるために開始する必要があります。
NSESコンテンツ標準B: 物理科学
グレード5-8での活動の結果、すべての学生は、
- 物質は密度、沸点、溶解度などの特徴的な特性を持ち、そのすべてが試料の量に依存しないことを理解する必要があります。 物質の混合物は、多くの場合、特徴的な特性の一つ以上を使用して元の物質に分離することができます。
NSESプロフェッショナル開発標準A
科学の教師のための専門的な開発は、調査の視点と方法を通じて不可欠な科学コンテンツを学ぶ必要があ 教師のための科学学習経験は、科学的に研究できる現象を積極的に調査し、結果を解釈し、現在受け入れられている科学的理解と一致する知見を理
ベストティーチング実践
- 学習サイクル
- お問い合わせ
- 科学プロセススキル
時間枠
1 1/2時間
準備
- 35グラムのコーシャ塩を1Lの水に使用して塩水溶液を作成する。 塩が完全に分解するまで2Lびんで結合し、活発に揺すりなさい。
- 塩水について説明したように砂糖溶液を作成します。
- トップを20オンスから切ります。 底から高い10cmである容器を作成する水差し。
- 上から1cmのカットオフ水ボトルを充填して、各グループの液体のセットを作成します。 永久的なマーカーが付いている各びんに適切に分類しなさい。 セットは次のそれぞれの1本のびんを含むべきです:
- 蒸留水
- 塩水
- 砂糖水
- コーンシロップ
- イソプロピルアルコール
- オイル
- 酢
安全
密度 容器は洗浄し、石鹸および暖かい水が付いている流しの洗浄することができます。
評価
N/A
科学の説明
ハイドロメーターは、鉛ショットまたは水銀で加重され、液体の比重を見つけるために使用される校正された円筒形 比重は、60度Fでの水の密度と比較した液体の密度の比であり、それは比較であるため、それに関連する測定単位はありません。 例えば、60度Fでの水の密度は1.000g/cm3である。 その比重は1.000です。 アンモニアの密度はである。8974g/cm3。 水と比較して比重が高い。8974、つまり水よりも軽いことを意味します。
比重計は、測定される液体の背の高い列に下げられ、直立して浮遊することができる。 液体の表面がガラス茎に接触する点で、比重計から読み取り値が取り出される。 流体計はアルキメデスの主義に基づいて作用する。 比重計が液体の高いコラムに置かれるとき、液体は転置された液体の重量に比例した力によって浮揚されます。 比重計は、低密度の液体では低く、高密度の液体では高く浮遊します。
普遍的な比重計がありますが、さまざまな産業では、使用する液体の比重の範囲は非常に小さいです。 したがって、流体計は大きな値または小さな値のために設計されています。
配布資料
液体測定データテーブルとワークシート
拡張機能
アメリカ化学評議会からハンズオンプラスチックキット2での活動
パン屋は、品質と一貫性を保証するためにバッターの比重を測定します。 比重は、彼らが何をすべきかに重要であるかを学ぶために他の産業を研究します。
車のラジエーターがどのように機能するか、ラジエーター内の不凍液の重要性を調査します。 ラジエーターが適切に機能するように、流体の比重を見つける方法を学びます。
レッスン実装テンプレート
レッスン実装テンプレートをダウンロード：Word文書またはPDFファイル
エクイティ
すべての参加者が参加し、口頭または書かれたコメントを介して自分のアイデアを表明していることを保証しようとします。 ペアやグループで作業するときは、個人の特定のニーズに敏感である可能な限り異質なグループを作ろうとします。
Resources
None available for this module.
http://www.wisegeek.com/what-does-a-car-radiator-do.htm
http://www.expertvillage.com/video/27218_cars-care-radiator-coolant.htm
http://www.encyclopedia.com/doc/1E1-hydromet.html
http://leebrewery.com/hydromet.htm
http://www.diynetwork.com/diy/lp_fish/article/0,2041,DIY_14062_2271617,00.html
http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001
http://www.ecawa.asn.au/home/jfuller/liquids/hydrometers.htm
http://www.grandpapencil.net/science/hydrom.htm
http://www.msp.umb.edu/salt_water_wedge.html
http://www.anytestkits.com/utk-specific-gravity-of-urine.htm
http://www.americanchemistry.com/s_plastics/hands_on_plastics2/introduction/default.asp