Donesite pred učenike nekoliko predmeta jednakog obujma od različitih materijala (npr. komplet utega ili kocke jednakog obujma) i polužnu vagu. Usporedite mase tijela na polužnoj vagi. Raspravite s učenicima zašto dva tijela jednakog obujma imaju različitu masu. Razgovarajte o tome ovisi li odnos mase i obujma tijela o materijalu od kojeg su napravljeni te na koji način možemo uspoređujući masu i obujam različitih tijela doznati jesu li građeni od istoga materijala.

Kad učenici iznesu pretpostavke, provjerite ih pokusom koji učenici mogu izvesti u manjim skupinama.

 Pokus 1:  Određivanje gustoće

Iznesite pred učenike nekoliko različitih predmeta za koji pouzdano znate da su od istoga materijala. Obujam mogu izmjeriti menzurom. Izradite tablicu u aplikaciji Google Tablice iz paketa programskih alata Google Disk (Google Drive), u koju će učenici u tri stupca upisati vrijednosti mase i obujma predmeta nakon mjerenja te vrijednosti njihova količnika (gustoću). Raspravite s njima o rezultatima te ih uputite da izvedu zaključke.

Razgovarajte s učenicima kako mjereći gustoću možemo otkriti koju tvar imamo, npr. pokazati je li predmet zlatan ili samo pozlaćen, provjeriti čistoću goriva na benzinskoj crpki ili medicinskog alkohola u ljekarni, imaju li voda iz slavine i morska voda istu gustoću i sl.

Razgovarajte s učenicima i o tome u čemu je razlika kad govorimo o gustoći tijela i gustoći tvari, npr. možemo li mjereći gustoću olovke odrediti gustoću drveta ili grafita.

Učenicima ispričajte poznatu anegdotu koja se često spominje u literaturi o tome kako je Arhimed uspoređujući gustoću čistog zlata i krune koju je na poklon dobio kralj Hieron II otkrio da kruna nije od čistog zlata, pa im zadajte da sastave kratku kriminalističku priču u kojoj je pri rješavanju slučaja ključnu ulogu odigralo određivanje gustoće uzorka neke tvari. Priču neka napišu u aplikaciji Google Dokumenti za obradu teksta iz paketa programskih alata Google Disk, a ostali učenici mogu komentirati.

Razgovarajte s učenicima o tome zašto se klorira voda u bazenima i vodovodu i važnosti dezinfekcije vode. Isto tako, razgovarajte i o posljedicama za okoliš koje uzrokuje izlijevanje nafte na moru, pri čemu nafta, zbog gustoće koja je uglavnom manja od gustoće vode, ostaje plivati na površini.

Postupci potpore

Uključite učenike u raspravu postavljajući im dopunska pitanja u vezi s promatranim pokusom. Po završetku rasprave učenicima dajte unaprijed pripremljen sažetak s odgovorima na postavljena pitanja. Isto tako, učenicima možete unaprijed na pisanom predlošku pripremiti pitanja na koja će tijekom praktičnog rada zaokruživati točne odgovore.

Zbog čega u slabo zagrijanoj prostoriji osjećamo da nam „puše po nogama“? Čuli smo za podno grijanje, ali ne i za stropno. Zašto? Vodu u velikom loncu uspijemo zagrijati iako je voda loš vodič topline. Kako se toplina s dna lonca koji je u dodiru s grijačim tijelom prenese do vrha?

 Pokus 2: Ovisnost gustoće vode o temperaturi

Neka učenici izvedu jednostavan pokus u manjim skupinama. Pred njih stavite prozirnu posudu s vodom sobne temperature te dvije kapaljke. U jednoj kapaljci neka bude vruća voda, a u drugoj hladna. Obojite ih različitim prehrambenim bojama. Neka u posudu, gurnuvši kapaljku otprilike do pola dubine posude, vrlo pažljivo nakapaju nekoliko kapi hladne, a nakon malo vremena i nekoliko kapi vruće vode. Neka izvode pokus tako da im posuda s vodom stoji u ravnini očiju.

Raspravite s njima, neka pokušaju objasniti što su vidjeli.

Uputite učenike na kalkulator, gdje mogu uočiti kako gustoća vode (water density) ovisi o temperaturi (water temperature).

Učenici neka podatke o ovisnosti gustoće vode o njezinoj temperaturi na temperaturama od 1 °C, 2 °C, 3 °C, 4 °C, 5 °C, 6 °C, 7 °C, 10 °C, 20 °C, 30 °C, 40 °C i 50 °C prikažu dijagramom u programu Excel Online. Razgovarajte s njima o tome što uočavaju te kako će izgledati dijagrami za druge tekućine.

Možemo li sada objasniti kako podno grijanje zagrijava ukupan zrak u sobi ili kako se sva voda u loncu zagrije?

Podsjetite učenike na to kako izborom građevnog materijala možemo uštedjeti energiju potrebnu za zagrijavanje zimi ili se zaštititi od vrućine ljeti.

Postupci potpore

U Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama možete pronaći kako učenike uključiti u praktičan rad.

Alat Kalkulator vrlo je jednostavan za upotrebu za sve učenike s teškoćama. No, pri unošenju brojčanih vrijednosti u kalkulator s učenicima je potrebno provjeriti razumijevanje i usmenim objašnjenjima dodatno objasniti odnos gustoće vode i temperature. Ako u razredu imate učenike s diskalkulijom, provjerite služe li se ispravno alatom Kalkulator i razumiju li zadani omjer.

Pokus 3: Zašto tijela plivaju ili tonu?

Demonstrirajte učenicima pokus kojim ćete ih potaknuti na razmišljanje o tome zašto tijela plivaju ili tonu. Za pokus pripremite dvije jednake duboke čaše. U jednu treba naliti vodu do oboda, a u drugu biljno ulje, također do vrha. Vodu bi bilo dobro obojiti prehrambenom bojom kako bi rezultat bio bolje vidljiv.

Posudu s uljem zatim prekrijte igraćom kartom te je okrenite i postavite preko posude s vodom. Nakon nekoliko trenutaka, kad se tekućine smire, pažljivo povucite kartu koja se sada nalazi između dva ruba posuda, koliko je potrebno da se omogući strujanje tekućina. Ulje će ostati u gornjoj posudi.

Nakon toga ponovite pokus, s time da voda sada bude na vrhu, a ulje u donjoj posudi. Voda i ulje u tom će slučaju, ako im se da dovoljno vremena, potpuno zamijeniti mjesta.

Prikažite pokus da biste stvorili problemsku situaciju, tražeći od učenika da pokušaju objasniti što su vidjeli.

Pitajte učenike: Može li to što ste opazili imati veze s gustoćom vode i ulja? Kako biste to provjerili? Kako o gustoći vode i druge tvari ovisi hoće li predmet od te tvari plivati ili tonuti u vodi?

Učenici će se vjerojatno dosjetiti da predmete poznatih gustoća stavljaju u vodu i provjere plivaju li ili tonu. Pokus je jednostavan, pa ih podijelite u manje skupine. Neka zapišu hipotezu i postupak, a nakon izvedenog pokusa zaključke neka podijele alatom za suradnju Linoit.

Nakon toga pitajte ih: Zašto brod čelične konstrukcije ne potone u more iako je gustoća čelika otprilike osam puta veća od gustoće vode?

Razgovarajte s njima o sličnim primjerima (npr. kuglica od plastelina tone, a ako plastelin oblikujemo kao čamac, on pluta), a raspravite i o tome kako podmornica može „po volji“ plutati ili roniti ili kako riba pliva gore-dolje u vodi.

Zainteresirane učenike uputite na pretraživanje interneta prema ključnim pojmovima, npr. na poveznici Kako podmornica zaranja? ili poveznici Kako rade podmornice?.

Osim toga, brod je tijelo građeno od različitih tvari pa raspravite o razlici pojmova gustoća tijela i gustoća tvari.

Iskoristite priliku da porazgovarate i o ekološkim problemima. Ima li nafta veću ili manju gustoću od vode? Razgovarajte o naftnim mrljama koje čine veliku štetu životu u moru, a do kojih dolazi nakon havarija na brodovima ili naftnim platformama. Nama je danas teško zamisliti život bez nafte i drugih fosilnih goriva, no moramo razmišljati o načinima kako da istražujući i koristeći ih ne dovodimo u pitanje opstanak na planetu na kojem živimo, ali i o alternativama nafti.

Postupci potpore

Učenike uključite u praktičan rad, a po završetku im dajte odgovore na postavljena pitanja. Sadržaje mrežnih poveznica nekim učenicima s teškoćama (npr. učenicima s intelektualnim teškoćama) potrebno je dodatno objasniti. Učenicima tijekom rasprave možete postaviti pitanja u pisanom obliku i to u obliku nadopunjavanja, gdje ćete ponuditi riječi među kojima će se kriti točan odgovor (metoda odabira točnog odgovora od ponuđenih riječi).

Kako bi se bolje upoznali s ekološkim problemom nafte, prikažite učenicima neke fotografije ili druge vizualne predloške koji prikazuju štetu na moru zbog naftnih mrlja. Raspravite o načinima na koji mrlje nastaju i o njihovoj štetnosti za biljni i životinjski svijet u moru.

Pokažite učenicima videoisječak iz filma Titanic, u trajanju od 0:22 min. Pitajte ih: Zašto je Titanic potonuo? Odakle dolazi uzrečica da je nešto „tek vrh ledene sante“? Znate li koliki je dio sante leda ispod površine vode, a koliki iznad? Zbog čega je tomu tako?

Stavimo li u čašu s vodom komadić pluta, kocku leda ili komadić drveta, oni plutaju jer im je gustoća manja od vode, no dio tijela uvijek je uronjen.

Raspravite s učenicima o njihovim pretpostavkama, o čemu ovisi koliki je udio obujma tijela ispod, a koliki iznad površine vode. Kako biste provjerili pretpostavke, provedite s učenicima pokus.

 Pokus 4: Kako tijela plutaju?

Odredite gustoću kocke leda, plutenog čepa i drvenog predmeta (pazite da čep i drveni predmet budu homogene gustoće), odredite im obujam, a zatim odredite koliki im je udio obujma uronjen u vodu dok plutaju, određujući podizanje razine vode u menzuri u koju stavite tijela da plutaju. Izradite tablicu u aplikaciji Google Tablice iz paketa programskih alata Google Disk (Google Drive) u koju će učenici upisati dobivene rezultate.

U prva dva stupca upisuju vrijednosti mase i obujma tvari koju ispituju, zatim vrijednost gustoće, pa vrijednost omjera gustoće tvari i gustoće vode te omjera uronjenog dijela obujma kad tijelo pluta i obujma cijeloga tijela.

Raspravite s učenicima o rezultatima pokusa te o tome zašto nam je lakše plutati na moru nego na bazenu te zašto bi nam najlakše bilo plutati na površini Mrtvoga mora.

Razgovarajte i o tome zašto se zimi zaledi prvo površina rijeka i jezera, kako organizmi preživljavaju ispod ledene kore te što ribočuvari čine zimi da bi spriječili pomor ribe ako je ledeni pokrov predebeo.

Razgovarajte s učenicima o tome zašto stijene, beton i vodovodne cijevi pucaju kad se voda zaledi i kakve nam neprilike to može prouzročiti te što bi učinili da do toga ne dođe.

Postupci potpore

Zbog različitih iskustava koje učenici mogu imati, dobro je prije izvođenja aktivnosti učenike upoznati s najvažnijim događajima u filmu Titanic (o čemu se radi, što se dogodilo).

Tijekom gledanja videozapisa usmjerite učenike da obrate pažnju na važno. Ako je potrebno, videozapis možete prikazati i više puta, dok učenici ne uoče najvažnije elemente.

Za sudjelovanje u pokusu unutar ove aktivnosti učenicima pripremite kratke pisane upute koje će upućivati na pravilan slijed postupaka i način izvođenja pokusa. Neka upute učenici uvijek imaju uza se, kao oblik podsjetnika.

Omogućite učenicima, po potrebi, rješavanje nekoliko zadataka s manjim brojevima kako bi se usredotočili na pamćenje i razumijevanje postupaka. Sve aktivnosti sažmite u kratak i jednostavan tekst uz fotografije ili slike. Zaključke istaknite u kratkim i jasnim formulacijama.

U Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama možete pronaći smjernice kako pripremiti upute za učenike s teškoćama i kako ih uključiti u aktivnost praktičnog rada.

Za učenike koji žele znati više

Učenici koji žele znati više neka odrede gustoću zraka. Neka u što većoj mjeri sami pokušaju osmisliti pokus, no u načelu se može izvesti na sljedeći način:

Potrebna je elektronička vaga s preciznosti 0,1 g ili još preciznija, vjedro s vodom, veći balon, mjerna posuda i vodootporni flomaster. Napuhani balon uroni se u vjedro s vodom te označi razina do koje se voda podigla. Izvadi se balon i ostavi da se suši te, dolijevajući vodu mjernom posudom u vjedro do označene razine, odredi obujam balona.

Kad je balon potpuno suh, izmjeri se masa napuhanog balona, a zatim masa potpuno ispuhanog balona. Iz izmjerenih podataka računski se odredi gustoća zraka. Učenici neka snime izvođenje pokusa i objašnjenje postupka te ga zajedno s rezultatom podijele na društvenoj mreži Yammer.