LEGO® Education > Σχέδια Μαθήματος > ΣΧΕΔΙΟ ΕΝΟΤΗΤΑΣ:

Χερσαίο γιοτ

Μπορεί ένα χερσαίο γιοτ να πλεύσει στον άνεμο; Διερευνήστε πώς αόρατες δυνάμεις μπορούν να αλλάξουν την κίνηση ενός αντικειμένου και πώς η δύναμη αυτή δρα από απόσταση.

 

}

30 - 45 λεπτά

Τάξεις Ε’ Δημοτικού- Α’ Γυμνασίου

Ενδιάμεσο Επίπεδο

Προετοιμασία ( Prepare )

  • Επανεξετάστε το ηλεκτρονικό υλικό για τους μαθητές. Χρησιμοποιήστε έναν βιντεοπροβολέα για να μοιραστείτε αυτό το υλικό με τους μαθητές σας κατά τη διάρκεια του μαθήματος.
  • Βεβαιωθείτε ότι έχετε καλύψει τους τρεις νόμους του Νεύτωνα για την κίνηση σε προηγούμενο μάθημα.
  • Λάβετε υπόψη τις ικανότητες και το υπόβαθρο όλων των μαθητών σας. Διαφοροποιήστε το μάθημα για να το κάνετε προσιτό σε όλους. Ανατρέξτε στην ενότητα Διαφοροποίηση παρακάτω για προτάσεις.
  • Τοποθετήστε τους ανεμιστήρες στο πάτωμα, αφήνοντας τουλάχιστον 3 μέτρα μπροστά από τον καθένα, ώστε τα χερσαία σκάφη να έχουν χώρο να κινηθούν. Χρησιμοποιήστε μια λωρίδα ταινίας για να σημειώσετε μια θέση εκκίνησης μπροστά από κάθε ανεμιστήρα (κάθετα προς τον ανεμιστήρα).

Συμμετοχή ( Engage )

(Ολόκληρη η τάξη, 5 λεπτά)

  • Παρακολουθήστε το βίντεο του μαθητή εδώ, ή αποκτήστε πρόσβαση σε αυτό μέσω του διαδικτυακού υλικού του μαθητή.
  • Διευκολύνετε μια γρήγορη συζήτηση σχετικά με το ποια δύναμη κάνει ένα σκάφος στεριάς να κινείται.
  • Κάντε ερωτήσεις, όπως:
  • (έλξη/πίεση).
  • Ποια δύναμη έκανε το ιστιοφόρο να κινηθεί (ήταν η δύναμη ώθησης του ανέμου).
  • Σε ποιες περιπτώσεις δεν λειτουργεί το ιστιοφόρο; (Αν ο άνεμος φυσάει κατευθείαν προς το ιστιοφόρο, το σκάφος δεν μπορεί να πλεύσει κατευθείαν προς τον άνεμο).
  • Πείτε στους μαθητές ότι πρόκειται να κατασκευάσουν ένα σκάφος ξηράς και να διερευνήσουν πώς η δύναμη του ανέμου μπορεί να αλλάξει την κίνησή του.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 30 λεπτά)

  • Ζητήστε από τους μαθητές να εργαστούν σε ζευγάρια για να κατασκευάσουν το μοντέλο του Land Yacht. Πείτε τους να εναλλάσσονται, με τον ένα σύντροφο να ψάχνει για τα τούβλα ενώ ο άλλος χτίζει, αλλάζοντας ρόλους μετά από κάθε βήμα.
  • Μπορείτε να βρείτε υποστήριξη για την κατασκευή στην ενότητα Συμβουλές παρακάτω.
  • Καθοδηγήστε τους στα τρία πειράματα στο υλικό για τους μαθητές και μοιράστε τους τα Φύλλα Εργασίας για τους μαθητές (Υποστήριξη για τον εκπαιδευτικό – Πρόσθετοι πόροι)

Πείραμα 1: Κάτω από τον άνεμο

  • Ζητήστε από τους μαθητές να τοποθετήσουν τα ιστιοπλοϊκά σκάφη στεριάς τους στη γραμμή εκκίνησης, στραμμένα μακριά από τους ανεμιστήρες.
  • Πείτε τους να ενεργοποιήσουν τους ανεμιστήρες και να αφήσουν τα σκάφη στεριάς τους να φυσήξουν προς τον άνεμο (ευθεία μακριά από τους ανεμιστήρες) και να κάνουν παρατηρήσεις σχετικά με την κίνησή τους. Για να βελτιστοποιήσετε την κίνηση του σκάφους ξηράς, η γωνία του πανιού μπορεί να ρυθμιστεί γυρίζοντας το μικρό γρανάζι. Οι κόκκινοι δακτύλιοι μπορούν επίσης να μετακινηθούν για να αλλάξει το σχήμα του πανιού.
  • Προκαλέστε τους μαθητές σας να βρουν την καλύτερη γωνία και το καλύτερο σχήμα πανιού για να κάνουν το σκάφος ξηράς να διανύσει τη μεγαλύτερη απόσταση.
  • Ζητήστε τους να καταγράψουν την καλύτερη γωνία και το καλύτερο σχήμα στα Φύλλα Εργασίας Μαθητή.

Πείραμα 2: Πλευρικός άνεμος

  • Ζητήστε από τους μαθητές να τοποθετήσουν τα σκάφη στεριάς τους στη γραμμή εκκίνησης σε ορθή γωνία, 90 μοίρες κάθετα στον ανεμιστήρα.
  • Βάλτε τους να ενεργοποιήσουν τους ανεμιστήρες για να δουν αν τα σκάφη στεριάς τους κινούνται προς την πλευρά του ανεμιστήρα. (Θα πρέπει να ρυθμίσουν ξανά τη γωνία του πανιού για να βελτιστοποιήσουν την κίνηση του σκάφους ξηράς).
  • Προκαλέστε τους μαθητές σας να βρουν την καλύτερη γωνία του πανιού και να την καταγράψουν στα φύλλα εργασίας τους.

Πείραμα 3: Μέσα στον άνεμο

Βάλτε τους μαθητές να στρέψουν τα σκάφη στεριάς τους ελαφρώς εκτός της γραμμής εκκίνησης και προς τον ανεμιστήρα για να δουν ποια γωνία πανιού μπορεί να κάνει το σκάφος στεριάς να κινηθεί “προς τον άνεμο” προς την κατεύθυνση από την οποία έρχεται ο άνεμος. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν το εργαλείο μέτρησης γωνιών από τα σετ τους για να μετρήσουν τη γωνία του σκάφους ξηράς προς τον άνεμο από τη γραμμή. Με τις σωστές ρυθμίσεις, οι μαθητές θα μπορέσουν να κάνουν το σκάφος στεριάς τους να κινείται προς τον άνεμο, αλλά όχι κατευθείαν προς τον άνεμο.

    Εξηγήστε το ( Explain )

    (Ολόκληρη η τάξη, 5 λεπτά)

    • Συγκεντρώστε τους μαθητές σας για να επανεξετάσουν και να συζητήσουν τα πειράματά τους.
    • Κάντε ερωτήσεις, όπως:
    • Ποια γωνία ήταν η καλύτερη για κάθε πείραμα;
    • Ποια ήταν τα όρια; (Ο πολύς άνεμος σε λάθος γωνία μπορεί να κάνει το σκάφος ξηράς να αναποδογυρίσει. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ιστιοφόρα “υφάλουν” τα πανιά τους για να μειώσουν την επιφάνεια του πανιού, ώστε το σκάφος να μην ανατραπεί και να μην ανατραπεί).
    • Γιατί το σκάφος στεριάς δεν μπορεί να πάει περισσότερο από 45 μοίρες προς τον άνεμο (προς τον ανεμιστήρα); (Το άθροισμα των διανυσμάτων δυνάμεων που ασκούνται στο όχημα το ωθεί προς τον άνεμο).

     Εξελίξτε το ( Elaborate )

    (Ολόκληρη η τάξη, 5 λεπτά)

    • Αν ο χρόνος το επιτρέπει, εξηγήστε λεπτομερώς τις δυνάμεις που δρουν (διανύσματα δυνάμεων).
    • Αφήστε χρόνο στους μαθητές να αποσυναρμολογήσουν τα μοντέλα τους, να ταξινομήσουν τα τουβλάκια πισω στη θεση τους.

    Αξιολόγηση  ( Evaluate )

    (Συνεχίζεται καθ’ όλη τη διάρκεια του μαθήματος)

    • Ανατροφοδοτήστε την απόδοση κάθε μαθητή.
    • Διευκολύνετε την αυτοαξιολόγηση.
    • Χρησιμοποιήστε τις ρουμπρίκες αξιολόγησης που παρέχονται για να απλοποιήσετε τη διαδικασία.

    Λίστα ελέγχου παρατήρησης

    • Μετρήστε την επάρκεια των μαθητών σας στην περιγραφή του τρόπου με τον οποίο διαφορετικές δυνάμεις μπορούν να αλλάξουν την κίνηση ενός αντικειμένου.

      Δημιουργήστε μια κλίμακα που να ανταποκρίνεται στις ανάγκες σας. Για παράδειγμα:

      1. Χρειάζεται πρόσθετη υποστήριξη
      2. Μπορεί να εργαστεί ανεξάρτητα
      3. Μπορεί να διδάξει άλλους

    Αυτοαξιολόγηση

    • Ζητήστε από κάθε μαθητή να επιλέξει το τουβλάκι  που πιστεύει ότι αντιπροσωπεύει καλύτερα την απόδοσή του:
    • Πράσινο: Με λίγη βοήθεια, μπορώ να περιγράψω πώς μια αόρατη δύναμη μπορεί να αλλάξει την κίνηση ενός αντικειμένου.
    • Μπλε: Ξέρω ότι μπορώ να περιγράψω πώς μια αόρατη δύναμη μπορεί να αλλάξει την κίνηση ενός αντικειμένου.
    • Μωβ: Μπορώ να περιγράψω και να εξηγήσω πώς μια αόρατη δύναμη μπορεί να αλλάξει την κίνηση ενός αντικειμένου.

    Ανατροφοδότηση από ομότιμους

      • Ενθαρρύνετε τους μαθητές σας να αξιολογήσουν τους συμμαθητές τους με τα εξής:
      • Χρησιμοποιώντας την παραπάνω κλίμακα με τα τουβλάκια για να βαθμολογήσουν τις επιδόσεις των άλλων
      • Παρουσιάζοντας τις ιδέες τους και δίνοντας εποικοδομητική ανατροφοδότηση

        Συμβουλές

        Συμβουλή μοντέλου

        • Βάλτε τις ομάδες να αρχίσουν τις δοκιμές μόλις τελειώσουν την κατασκευή. Θα πρέπει να εναλλάσσονται καθώς κάνουν προσαρμογές στα πανιά για να διασφαλίσουν ότι όλοι θα έχουν την ευκαιρία να δοκιμάσουν τα μοντέλα.
        • Επιλέξτε ΜΙΑ ρύθμιση ταχύτητας ανεμιστήρα για όλες τις δοκιμές. Οποιαδήποτε ταχύτητα αρκεί.
        • Αν ο ανεμιστήρας σας είναι πολύ μεγάλος ή πολύ ισχυρός, δοκιμάστε να τον μετακινήσετε πιο πίσω από τη γραμμή εκκίνησης. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα έπιπλο για να μπλοκάρετε μέρος της ροής του αέρα του ανεμιστήρα.
        • Αν ο ανεμιστήρας σας είναι πολύ μικρός, μετακινήστε τον πιο κοντά στα μοντέλα ή δοκιμάστε να μετακινήσετε τον ανεμιστήρα με το χέρι, ακολουθώντας τα μοντέλα.

         

        Διαφοροποίηση

        Απλοποιήστε αυτό το μάθημα με:

        • Έχοντας οι μαθητές σας να ρυθμίσουν το πανί στις 90 μοίρες για κάθε μία από τις δοκιμασίες

        Αυξήστε τη δυσκολία έτσι ώστε:

        • Ενθάρρυνση των μαθητών να προσαρμόσουν το σχήμα του τριγωνικού πανιού
        • Προκαλώντας τους μαθητές σας να σκεφτούν πώς να κάνουν το σκάφος να κινείται με τον άνεμο

         

        Επέκταση

        (Σημείωση: Αυτό θα απαιτήσει επιπλέον χρόνο.)

        Για να ενσωματώσετε την ανάπτυξη μαθηματικών δεξιοτήτων, βάλτε τους μαθητές να αφήσουν τα χερσαία σκάφη τους να φύγουν με γωνία 60 μοιρών από τη γραμμή εκκίνησης και μετρήστε πόσο μακριά ταξιδεύουν μετρώντας πόσες στροφές έκαναν οι πίσω τροχοί πριν σταματήσουν. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη γωνία και την απόσταση που διένυσαν για να υπολογίσουν το εμβαδόν του τριγώνου που δημιουργήθηκε.

        Διάμετρος πίσω τροχού = 43,2 mm

        Περιφέρεια του τροχού = (π x D = C)

        CCSS.MATH.CONTENT.6.G.A.1

        Υποστήριξη εκπαιδευτικών

        Οι μαθητές θα:

        • Κατανοήσουν πώς η δύναμη του ανέμου που ενεργεί από απόσταση μπορεί να αλλάξει την κίνηση ενός αντικειμένου
        • Διερευνήσουν τη σχέση μεταξύ ενέργειας και δυνάμεων
        Πράγματα που θα χρειαστείτε
        • LEGO® Education BricQ Motion Prime Set (ένα για κάθε δύο μαθητές)
        • Ταινία κάλυψης
        • Ηλεκτρικοί ανεμιστήρες μεσαίου μεγέθους (ιδανικά, 1 για κάθε 10 μαθητές)
        Εκπαιδευτικά πρότυπα
        • NGSS MS-PS2-2
        • ISTE 7c
        • CCSS.ELA-LITERACY.SL.6.4

        Επέκταση μαθήματος.O

        • CCSS.MATH.CONTENT.6.G.A.1