LEGO® Education > Σχέδια Μαθήματος > ΣΧΕΔΙΟ ΕΝΟΤΗΤΑΣ:

Στοχεύστε σε αυτό

Εξερευνήστε την κινητική ενέργεια κατά τη διάρκεια μιας κίνησης με μεταβλητή ταχύτητα.

 

}

45-90 λεπτά

Προχωρημένο επίπεδο

Τάξεις Ε’ Δημοτικού- Α’ Γυμνασίου

Προετοιμαστείτε για τη μικτή μάθηση

(Πριν την τάξη)

  • Φροντίστε να παρακολουθήσετε το βίντεο του μαθήματος σε αυτή τη σελίδα.
  • Διαβάστε το μαθητικό υλικό για αυτό το μάθημα μέσω του συνδέσμου σε αυτή τη σελίδα ή στην εφαρμογή SPIKE.
  • Ίσως να θέλετε να εξετάσετε τα εξής: Το μάθημα θα πρέπει να γίνει με τη βοήθεια των μαθητών που έχουν λάβει το μάθημα:

-Να επιλέξετε το/τα σωστό/α εργαλείο/α και το σωστό μέρος. Για παράδειγμα, η παρακολούθηση βίντεο, η ανάγνωση ενός εγχειριδίου ή η προετοιμασία για μια πρακτική εμπειρία μπορεί εύκολα να γίνει στο σπίτι. Η εκτέλεση του πειράματος και η συλλογή δεδομένων “με τα χέρια” είναι ευκολότερη σε μια τάξη.

  • Χρήση ποικίλων εργαλείων και δυνατότητα ευρείας διαφοροποίησης. Αυτό θα αυξήσει τη δέσμευση των μαθητών σας και θα βελτιώσει τα μαθησιακά αποτελέσματα.
  • Παρέχοντας διάφορες μεθόδους εικονικής συνεργασίας. Ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα:

-Τηλεδιάσκεψη

-Ιστολόγια, συζητήσεις ή αναρτήσεις τοίχου

-Ψηφιακές εκδόσεις των φύλλων εργασίας των μαθητών

  • Προσαρμογή της ροής του μαθήματος, ώστε να ληφθεί υπόψη ότι δεν υπάρχει περιβάλλον αίθουσας διδασκαλίας καθ’ όλη τη διάρκεια του μαθήματος. Παραθέτουμε ένα παράδειγμα ροής μαθήματος παρακάτω.
  • Ακολουθούν άλλοι τρόποι για να προσαρμόσετε τη ροή του μαθήματος στις ανάγκες των μαθητών σας:

-Βάλτε τους μαθητές σας να παρακολουθήσουν τα βίντεο που περιγράφουν αυτό που πρόκειται να κάνουν. Μπορείτε να τους υποδείξετε την εφαρμογή SPIKE ή να χρησιμοποιήσετε τη διεύθυνση URL του φύλλου εργασίας των μαθητών.

  • Χρησιμοποιήστε οποιοδήποτε άλλο υλικό έχετε ήδη προετοιμάσει σχετικά με το θέμα.
  • Προσαρμόστε το Βιβλίο εφευρέτη μαθητών ώστε οι μαθητές σας να προετοιμάσουν τη μαθησιακή τους εμπειρία και να αναστοχαστούν τα ευρήματά τους. (βλ. Πρόσθετοι πόροι)
  • Χρησιμοποιήστε το Lesson Briefs (μια εύχρηστη επισκόπηση μαθήματος σε εκτυπώσιμη 1 σελίδα) για να εμπνεύσετε τους μαθητές σας με μια ανοιχτή πρόκληση. (βλ. Πρόσθετοι πόροι)

Συμμετοχή ( Engage )

(Πριν το μάθημα, 20 λεπτά)

  • Αυτό το μάθημα διερευνά πώς η κινητική ενέργεια σχετίζεται με την ταχύτητα και τη μάζα. Οι μαθητές σας θα εκτελέσουν ένα πείραμα που επικεντρώνεται στη μέτρηση της διανυόμενης απόστασης με την πάροδο του χρόνου, χρησιμοποιώντας ως είσοδο την περιστροφή του τροχού. Χρησιμοποιώντας μια γραφική παράσταση που δείχνει τις περιστροφές ενός τροχού με την πάροδο του χρόνου, θα χαράξουν μια γραφική παράσταση που δείχνει την απόσταση που διανύεται με την πάροδο του χρόνου και στη συνέχεια θα προσπαθήσουν να κάνουν γραφική παράσταση της ταχύτητας με την πάροδο του χρόνου. Τέλος, θα χρησιμοποιήσουν την τιμή της μέγιστης ταχύτητας για να υπολογίσουν την κινητική ενέργεια χρησιμοποιώντας τον τύπο: Ek = ½mv2 m = 305 g
  • Χρησιμοποιήστε διάφορα υλικά για να απασχολήσετε τους μαθητές σας με το θέμα της κινητικής ενέργειας.

Ξεκινήστε μια συζήτηση

Ξεκινήστε μια συζήτηση θέτοντας ερωτήσεις σχετικές με το μάθημα. Ακολουθούν μερικές προτάσεις:

  • Πώς μοιάζει η γραφική παράσταση που δείχνει τη διανυόμενη απόσταση σε σχέση με το χρόνο;
  • Πώς μοιάζει το γράφημα που δείχνει την ταχύτητα σε σχέση με το χρόνο;
  • Με τι μοιάζει η γραφική παράσταση που δείχνει την κινητική ενέργεια με την πάροδο του χρόνου;

Ζητήστε από τους μαθητές σας να καταγράψουν τις σκέψεις τους ως υπόθεση.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Στην τάξη, 30 λεπτά)

  • Βάλτε τους μαθητές σας να κατασκευάσουν ένα όχημα με ελεύθερα κινούμενους τροχούς, το οποίο μπορεί να μετράει τις περιστροφές των τροχών. Μπορούν να δημιουργήσουν τα δικά τους μοντέλα ή να ακολουθήσουν τις οδηγίες κατασκευής στην εφαρμογή για να κατασκευάσουν το μοντέλο Street Curling Rock.
  • Ζητήστε από τους μαθητές σας να δοκιμάσουν τα μοντέλα τους χρησιμοποιώντας το προτεινόμενο πρόγραμμα.
  • Ζητήστε τους να εντοπίσουν μια γραφική παράσταση της διανυόμενης απόστασης με την πάροδο του χρόνου και να περιγράψουν τι βλέπουν:

-Τι αντιπροσωπεύουν οι αιχμές στη γραφική παράσταση;

-Γιατί το διάστημα μεταξύ των αιχμών αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου;

Εξηγήστε το ( Explain )

(Στην τάξη, 15 λεπτά)

Βάλτε τους μαθητές σας να συνεχίσουν το πείραμα:

  • Μετατρέποντας τις περιστροφές ανά δευτερόλεπτο σε απόσταση.
  • Μετατρέποντας την απόσταση που διανύεται με το χρόνο σε ταχύτητα
  • Αφήστε στους μαθητές σας λίγο χρόνο να προσαρμόσουν τα προγράμματά τους για να βελτιώσουν την απόδοση.
  • Ενθαρρύνετέ τους να καταγράφουν όσο το δυνατόν περισσότερα δεδομένα κατά τη διάρκεια των πειραμάτων τους.
  • Ζητήστε τους να εξάγουν τα δεδομένα τους ως αρχείο CSV, ώστε να μπορούν να τα επεξεργαστούν σε άλλο λογισμικό αν το επιθυμούν.

    Εξελίξτε το ( Elaborate )

    (Μετά το μάθημα, 20 λεπτά)

    • Αν οι μαθητές σας έχουν ακόμα πρόσβαση στα SPIKE Prime Sets, ζητήστε τους να ολοκληρώσουν τις εργασίες από την εφαρμογή SPIKE, για παράδειγμα, για να αναπτύξουν την πρακτική μάθηση:

    -Βάλτε τους μαθητές σας να παίξουν ένα παιχνίδι, καταγράφοντας παράλληλα τις επιδόσεις τους στις ρίψεις τους. Πείτε τους να σπρώξουν τις πέτρες curling του δρόμου τους, προσπαθώντας το μπροστινό μέρος του μοντέλου να σταματήσει όσο το δυνατόν πιο κοντά στο κέντρο του στόχου. Εξηγήστε ότι κάθε μαθητής ή ομάδα έχει 3 προσπάθειες και πρέπει να μετρήσει την απόσταση από το κέντρο του στόχου μέχρι το μπροστινό μέρος του μοντέλου τους μετά από κάθε προσπάθεια. Ο μαθητής ή η ομάδα με τη μικρότερη αθροιστική απόσταση μετά από 3 προσπάθειες κερδίζει το παιχνίδι!

    • Αν οι μαθητές σας δεν έχουν πρόσβαση στα σύνολά τους, βάλτε τους να συμπληρώσουν το Σημειωματάριο Εφευρέτη Μαθητή ή αναθέστε μια από τις δραστηριότητες επέκτασης που προτείνονται παρακάτω. Οι περισσότερες από τις δραστηριότητες επέκτασης μπορούν να γίνουν χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια της πρακτικής συνεδρίασης
    • Διευκολύνετε μια συνεδρία ανταλλαγής πληροφοριών κατά την οποία οι μαθητές σας ανταλλάσσουν πληροφορίες. Αυτό μπορεί να γίνει με όποια μέθοδο/εργαλείο είναι πιο αποτελεσματικό (π.χ., δια ζώσης ή διαδικτυακά).

    Αξιολόγηση  ( Evaluate )

    • Δώστε ανατροφοδότηση για την απόδοση κάθε μαθητή.
    • Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις ρουμπρίκες αξιολόγησης που παρέχονται για να απλοποιήσετε τη διαδικασία.

    Ευκαιρίες αξιολόγησης

    Λίστα ελέγχου παρατήρησης δασκάλου

    Καθορίστε μια κλίμακα που ανταποκρίνεται στις ανάγκες σας, για παράδειγμα:

    • Εν μέρει επιτευχθεί
    • Πλήρως επιτυχής
    • Υπερβολικά επιτυχής

    Χρησιμοποιήστε τα ακόλουθα κριτήρια επιτυχίας για να αξιολογήσετε την πρόοδο των μαθητών σας:

    • Οι μαθητές μπορούν να προγραμματίσουν μια συσκευή για την καταγραφή δεδομένων σε ένα γραμμικό γράφημα..
    • Οι μαθητές μπορούν να ερμηνεύσουν τις τιμές που προέρχονται από το γραμμικό γράφημα.
    • Οι μαθητές μπορούν να εξηγήσουν την κινητική ενέργεια σε σχέση με την ταχύτητα.

    Αυτοαξιολόγηση

    Βάλτε κάθε μαθητή να επιλέξει το τούβλο που πιστεύει ότι αντιπροσωπεύει καλύτερα την απόδοσή του.

    • Μπλε: Μπορώ να κάνω γραφική παράσταση των δεδομένων χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα που παρέχεται στην εφαρμογή.
    • Κίτρινο: Μπορώ να δημιουργήσω το δικό μου γραμμικό γράφημα και να εξηγήσω τα αποτελέσματά μου.
    • Βιολετί: Έχω δημιουργήσει νέα πειράματα μόνος μου.

    Αξιολόγηση από ομότιμους

    Ενθαρρύνετε τους μαθητές σας να παρέχουν ανατροφοδότηση στους άλλους με:

    • Βάζοντας έναν μαθητή να βαθμολογήσει την απόδοση ενός άλλου χρησιμοποιώντας την παραπάνω κλίμακα με τα χρωματιστά τούβλα.
    • Ζητώντας τους να παρουσιάσουν εποικοδομητική ανατροφοδότηση ο ένας στον άλλο, ώστε να βελτιώσουν την απόδοσή τους κατά τη διάρκεια του επόμενου μαθήματος. Αυτή είναι μια εξαιρετική ευκαιρία για να χρησιμοποιήσετε εργαλεία τηλεδιάσκεψης ή εργαλεία δημοσίευσης ιστολογίου σε ένα σενάριο μικτής μάθησης.

    Διαφοροποίηση

    Πηγαίνετε αυτό το μάθημα στο επόμενο επίπεδο:

    Περιορισμός της εστίασης του μαθήματος στις μεταβολές της διανυόμενης απόστασης με την πάροδο του χρόνου

      Πηγαίνετε αυτό το μάθημα στο επόμενο επίπεδο με:

      • Ζητήστε από τους μαθητές σας να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν τα δικά τους οχήματα ελεύθερης κίνησης και τις δικές τους πέτρες που κατσαρώνουν, να επαναλάβουν το πείραμα και να συγκρίνουν τα δεδομένα τους με άλλες επιδόσεις μοντέλων (π.χ. από δεδομένα άλλου μαθητή).
      • Να ζητήσετε από τους μαθητές σας να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν τις δικές τους συσκευές ώθησης που μπορούν να παρέχουν πιο κανονικές ρίψεις και να τεκμηριώσουν τη διαδικασία σχεδιασμού

        Συμβουλές κατασκευής

        Συμβουλές κατασκευής

        Συμβουλές κωδικοποίησης

        Χρήση της λειτουργίας λήψης

        Αυτό το μάθημα έχει σχεδιαστεί για να αναπαραχθεί σε Λειτουργία Λήψης. Η λειτουργία λήψης επιτρέπει υψηλότερο ρυθμό δειγματοληψίας για τη συλλογή δεδομένων από τον κόμβο. Αυτό σημαίνει ότι το γραμμικό γράφημα έχει καλύτερη ανάλυση. Σημαίνει επίσης ότι το σύνολο δεδομένων πρέπει να εισαχθεί μετά τη διακοπή του προγράμματος.

         

        Χρήση του μπλοκ διακοπής προγράμματος για την αυτόματη μεταφορά συνόλων δεδομένων

        Με τη χρήση αυτού του μπλοκ θα τερματίσετε το πρόγραμμά σας και θα ενεργοποιηθεί αυτόματα η μεταφόρτωση των συλλεχθέντων συνόλων δεδομένων από το Hub στη συσκευή σας όταν είναι συνδεδεμένο μέσω bluetooth. Πρέπει να μεταφορτώσετε χειροκίνητα σύνολα δεδομένων όταν χρησιμοποιείτε σύνδεση USB.

        Κύριο πρόγραμμα

        Συμβουλές επιστημονικών δεδομένων

        Εδώ είναι ένα παράδειγμα των δεδομένων που μπορούν να περιμένουν οι μαθητές από αυτό το πείραμα.

        Επεκτάσεις

        Επέκταση μαθηματικών

        Να ενσωματώσει την ανάπτυξη μαθηματικών δεξιοτήτων:

        • Βάλτε τους μαθητές σας να εξερευνήσουν τι συμβαίνει όταν αλλάζουν τη μάζα της πέτρας τους με μπούκλες προσθέτοντας στοιχεία (π.χ. κινητήρες) ή ένα βαρύ αντικείμενο (π.χ. ένα μπουκάλι νερό). Ζητήστε τους να επικαιροποιήσουν τα μοντέλα τους, να επαναλάβουν το πείραμα και να συγκρίνουν τις γραφικές παραστάσεις που δείχνουν την ταχύτητα με την πάροδο του χρόνου για τις διαφορετικές μάζες.
        • Σημείωση: Αυτό θα απαιτήσει επιπλέον χρόνο.

        Επέκταση γλωσσικών τεχνών

        Να ενσωματώσει την ανάπτυξη γλωσσικών δεξιοτήτων:

        • Ζητήστε από τους μαθητές σας να δημιουργήσουν μια καμπάνια μάρκετινγκ για την προώθηση των βασικών χαρακτηριστικών των μοντέλων τους. Πείτε τους να συμπεριλάβουν τα τεχνικά χαρακτηριστικά του μοντέλου τους και να χρησιμοποιήσουν επιστημονικά στοιχεία που σχετίζονται με τις έννοιες της ταχύτητας και της ενέργειας για να αναδείξουν τα πλεονεκτήματά τους.

        Σημείωση: Αυτό θα απαιτήσει επιπλέον χρόνο.

        Σύνδεσμοι καριέρας

        Οι μαθητές που απόλαυσαν αυτό το μάθημα μπορεί να ενδιαφερθούν να εξερευνήσουν αυτές τις επαγγελματικές διαδρομές:

        • Εκπαίδευση & Κατάρτιση
        • Επιστήμη της Υγείας
        Υποστήριξη εκπαιδευτικών

        Οι μαθητές θα:

        • Υπολογίσουν την αρχική ταχύτητα για μια επιβραδυνόμενη κίνηση από ένα γράφημα που δείχνει την απόσταση που διανύεται με την πάροδο του χρόνου
        • Χρησιμοποιήσουν αυτή την κατά προσέγγιση ταχύτητα για να υπολογίσετε τη μέση κινητική ενέργεια
        Πράγματα που θα χρειαστείτε
        • Σετ LEGO® Education SPIKE™ Prime Set
        • Συσκευή με εγκατεστημένη την εφαρμογή LEGO Education SPIKE App
        Εκπαιδευτικά πρότυπα

        NGSS

        MS-PS3-4

        Σχεδιάστε μια έρευνα για να προσδιορίσετε τις σχέσεις μεταξύ της μεταφερόμενης ενέργειας, του είδους της ύλης, της μάζας και της μεταβολής της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων, όπως μετράται από τη θερμοκρασία του δείγματος.

        Κοινός πυρήνας

        CCSS.MATH.CONTENT.7.RP.A.2

        Αναγνωρίζουν και αναπαριστούν αναλογικές σχέσεις μεταξύ ποσοτήτων.

        CCSS.MATH.CONTENT.7.RP.A.2.A

        Αποφασίζουν αν δύο ποσότητες βρίσκονται σε ανάλογη σχέση, π.χ. ελέγχοντας για ισοδύναμες αναλογίες σε πίνακα ή κάνοντας γραφική παράσταση σε επίπεδο συντεταγμένων και παρατηρώντας αν η γραφική παράσταση είναι ευθεία γραμμή που διέρχεται από την αρχή.

         

        CCSS.MATH.CONTENT.7.RP.A.2.B

        Προσδιορίζουν τη σταθερά αναλογικότητας (μοναδιαίο ποσοστό) σε πίνακες, γραφικές παραστάσεις, εξισώσεις, διαγράμματα και προφορικές περιγραφές αναλογικών σχέσεων.

        CCSS.MATH.CONTENT.7.RP.A.2.C

        Να αναπαριστούν αναλογικές σχέσεις με εξισώσεις. Για παράδειγμα, αν το συνολικό κόστος t είναι ανάλογο του αριθμού n των αντικειμένων που αγοράζονται σε σταθερή τιμή p, η σχέση μεταξύ του συνολικού κόστους και του αριθμού των αντικειμένων μπορεί να εκφραστεί ως t = pn.

        CCSS.MATH.CONTENT.7.RP.A.2.D

        Εξηγήστε τι σημαίνει ένα σημείο (x, y) στη γραφική παράσταση μιας αναλογικής σχέσης σε σχέση με την κατάσταση, με ιδιαίτερη προσοχή στα σημεία (0, 0) και (1, r) όπου r είναι ο μοναδιαίος συντελεστής.

        CCSS.ELA-LITERACY.W.7.2

        Γράφουν πληροφοριακά/επεξηγηματικά κείμενα για να εξετάσουν ένα θέμα και να μεταφέρουν ιδέες, έννοιες και πληροφορίες μέσω της επιλογής, οργάνωσης και ανάλυσης του σχετικού περιεχομένου.

        CCSS.ELA-LITERACY.W.7.2.A

        Εισάγουν ένα θέμα με σαφήνεια, δίνοντας μια προεπισκόπηση του τι πρόκειται να ακολουθήσει- οργανώνουν ιδέες, έννοιες και πληροφορίες, χρησιμοποιώντας στρατηγικές όπως ορισμός, ταξινόμηση, σύγκριση/αντίθεση και αιτία/αποτέλεσμα- περιλαμβάνουν μορφοποίηση (π.χ. επικεφαλίδες), γραφικά (π.χ. διαγράμματα, πίνακες) και πολυμέσα όταν είναι χρήσιμα για την κατανόηση.

        CSTA

        2-CS-02

        Σχεδιασμός έργων που συνδυάζουν στοιχεία υλικού και λογισμικού για τη συλλογή και ανταλλαγή δεδομένων.

        2-DA-09

        Να βελτιώνουν υπολογιστικά μοντέλα με βάση τα δεδομένα που έχουν δημιουργήσει.

        ISTE

        4a

        Οι μαθητές γνωρίζουν και χρησιμοποιούν μια σκόπιμη διαδικασία σχεδιασμού για τη δημιουργία ιδεών, τη δοκιμή θεωριών, τη δημιουργία καινοτόμων αντικειμένων ή την επίλυση αυθεντικών προβλημάτων.

        4b

        Οι μαθητές επιλέγουν και χρησιμοποιούν ψηφιακά εργαλεία για να σχεδιάσουν και να διαχειριστούν μια διαδικασία σχεδιασμού που λαμβάνει υπόψη τους σχεδιαστικούς περιορισμούς και τους υπολογισμένους κινδύνους.

        4c

        Οι μαθητές αναπτύσσουν, δοκιμάζουν και βελτιώνουν πρωτότυπα στο πλαίσιο μιας κυκλικής διαδικασίας σχεδιασμού.

        5b

        Οι μαθητές συλλέγουν δεδομένα ή εντοπίζουν σχετικά σύνολα δεδομένων, χρησιμοποιούν ψηφιακά εργαλεία για την ανάλυσή τους και αναπαριστούν τα δεδομένα με διάφορους τρόπους για να διευκολύνουν την επίλυση προβλημάτων και τη λήψη αποφάσεων.

        5d

        Οι μαθητές κατανοούν πώς λειτουργεί η αυτοματοποίηση και χρησιμοποιούν αλγοριθμική σκέψη για να αναπτύξουν μια ακολουθία βημάτων για τη δημιουργία και τη δοκιμή αυτοματοποιημένων λύσεων.

        Υβριδικοί μαθησιακοί πόροι

        https://education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blt2f5321e5305e7242/61e168e067d4b03377be32f1/FI-FI_Tips_Sheet_Blended_Learning_Digital.pdf