Πλαγιά του σκι

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 τον δεύτερο νόμο 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.

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 σύντομη συζήτηση σχετικά με τις δυνάμεις που επηρεάζουν έναν σκιέρ σε μια πίστα σκι.
• Κάντε ερωτήσεις, όπως:
• Ποιες δυνάμεις κάνουν έναν σκιέρ να κινείται σε μια πίστα; (Βαρύτητα)
• Πώς επηρεάζει το βάρος την κίνηση ενός σκιέρ; (Περισσότερο βάρος προκαλεί μεγαλύτερη ορμή).
• Πείτε στους μαθητές ότι θα κατασκευάσουν ένα μοντέλο μιας πίστας για σκι κατάβασης.
• Μοιράστε ένα σετ σε κάθε ομάδα.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 30 λεπτά)

• Ζητήστε από τους μαθητές να εργαστούν σε ζευγάρια για να κατασκευάσουν το μοντέλο της πίστας σκι. Πείτε τους να εναλλάσσονται, με τον ένα σύντροφο να ψάχνει για τα τουβλάκια ενώ ο άλλος χτίζει, αλλάζοντας ρόλους μετά από κάθε βήμα.
• Μπορείτε να βρείτε υποστήριξη για την κατασκευή στην ενότητα Συμβουλές παρακάτω.
• Ζητήστε από όλους να σταματήσουν την κατασκευή μετά από 20 λεπτά. Μέχρι αυτό το σημείο, θα πρέπει να έχουν κατασκευάσει τουλάχιστον τους σκιέρ και τη ράμπα με την κλίμακα για τη μέτρηση των γωνιών (μέχρι το βήμα 23 στη σελίδα 45). Αν ο χρόνος το επιτρέπει, μπορούν να προσθέσουν το pneumatic system αργότερα.
• Πείτε στους μαθητές να βρουν μια λεία επιφάνεια μήκους τουλάχιστον 1 μέτρο και να τοποθετήσουν τα μοντέλα τους στο ένα άκρο.
• Δείξτε πώς να εξασφαλίσετε μια δίκαιη δοκιμή των σκιέρ. Μπορείτε να αναφερθείτε σε αυτό ως το αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς.
• Ρωτήστε: Θα ήταν το ίδιο αυτό το πείραμα αν το κάνατε σε ένα αεροπλάνο που ταξιδεύει με 500 μίλια/ώρα; (Ναι. Ακόμη και σε αυτή την αίθουσα διδασκαλίας, αισθανόμαστε σαν να στεκόμαστε ακίνητοι, αλλά η γη περιστρέφεται με ταχύτητα κοντά στα 1000 μίλια/ 1600 χλμ/ώρα. Αν το αδρανειακό σας σύστημα αναφοράς είναι αυτή η αίθουσα, τότε το μοντέλο κινείται αργά. Αν το αδρανειακό σας σύστημα αναφοράς είναι ο ήλιος, τότε κινείται εξαιρετικά γρήγορα).

Πείραμα 1:

• Ζητήστε από τους μαθητές να ρυθμίσουν τη γωνία της πίστας του σκι στις 20 μοίρες και να κατεβάσουν τους σκιέρ έναν-έναν.
• Πείτε τους να μετρήσουν την απόσταση που διένυσε κάθε σκιέρ και να τη σημειώσουν στο Φύλλο Εργασίας Μαθητή ή στο τετράδιο φυσικών επιστημών τους. Είναι καλύτερο να κάνουν τρεις ή περισσότερες διαδρομές για κάθε σκιέρ και να υπολογίσουν τη μέση απόσταση για κάθε μία.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η τάξη, 5 λεπτά)

• Συγκεντρώστε τους μαθητές σας για να μοιραστούν αυτό που κατασκεύασαν.
• Κάντε ερωτήσεις, όπως:
• (Ο βαρύτερος σκιέρ έχει μεγαλύτερη μάζα, οπότε θα έχει μεγαλύτερη ορμή και θα συνεχίσει να γλιστράει για περισσότερο χρόνο).
• Τι θα συνέβαινε αν αφαιρούσαν τα σκι από τον βαρύτερο σκιέρ;
• Βάλτε τους να συγκεντρωθούν γύρω από ένα από τα μοντέλα και δείξτε ότι θα διανύσει μικρότερη απόσταση. (Τα καμπυλωτά σκι σε σχέση με μια αιχμηρή ορθογώνια γωνία επηρεάζουν την απόσταση που διανύει ο σκιέρ, επειδή μειώνουν την τριβή καθώς ο σκιέρ γλιστρά από τον πυθμένα της πλαγιάς).

Πείραμα 2:

• Τώρα βάλτε τους μαθητές σας να ρυθμίσουν τη γωνία της πίστας σκι στις 30 μοίρες και να προβλέψουν πού πιστεύουν ότι θα τερματίσει κάθε σκιέρ. Μπορούν να το κάνουν αυτό τοποθετώντας τούβλα διαφορετικού χρώματος δίπλα στο μέτρο.
• Ζητήστε τους να γλιστρήσουν κάθε σκιέρ στην ράμπα και να δουν αν οι προβλέψεις τους ήταν σωστές. Πείτε τους να υπολογίσουν μια μέση απόσταση για κάθε σκιέρ, όπως έκαναν στο προηγούμενο πείραμα. Υπενθυμίστε τους να καταγράψουν τις αποστάσεις στα Φύλλα Εργασίας Μαθητών (Υποστήριξη Εκπαιδευτικού – Πρόσθετοι Πόροι) ή στα τετράδιά τους για τις φυσικές επιστήμες.

 Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Ολόκληρη η τάξη, 5 λεπτά)

• Συγκεντρώστε τους μαθητές σας για να επανεξετάσουν και να συζητήσουν τα αποτελέσματα των πειραμάτων τους.
• Κάντε ερωτήσεις, όπως:
• (Όσο μεγαλύτερη ήταν η γωνία της πλαγιάς, τόσο πιο μακριά ταξίδευαν οι σκιέρ.)
• Ήσασταν σε θέση να προβλέψετε τι θα συνέβαινε στη συνέχεια;
• Αν ο χρόνος το επιτρέπει, ενθαρρύνετε τους μαθητές να περιγράψουν το φαινόμενο με δικά τους λόγια στο επιστημονικό τους τετράδιο.
• Αφήστε χρόνο στους μαθητές να αποσυναρμολογήσουν τα μοντέλα τους, να ταξινομήσουν τα τουβλάκια  πίσω στη θέση τους.

Αξιολόγηση  ( Evaluate )

(Συνεχίζεται καθ’ όλη τη διάρκεια του μαθήματος)

• Ενθαρρύνετε τους μαθητές σας να εξερευνήσουν την κίνηση των μοντέλων τους καθώς τα κατασκευάζουν.
• Μπορούν να χρησιμοποιήσουν την πνευματική αντλία που ελέγχεται από το μανιβέλα για να κάνουν τη ράμπα να ανεβοκατεβαίνει;
• Δώστε ανατροφοδότηση σχετικά με τις επιδόσεις κάθε μαθητή.
• Διευκολύνετε την αυτοαξιολόγηση.
• Χρησιμοποιήστε τις ρουμπρίκες αξιολόγησης που παρέχονται για να απλοποιήσετε τη διαδικασία.

Λίστα ελέγχου παρατήρησης

• Μετρήστε την ικανότητα των μαθητών σας να περιγράφουν ότι οι μεγαλύτερες δυνάμεις προκαλούν πιο σημαντικές αλλαγές στην κίνηση από ό,τι οι μικρότερες δυνάμεις.
• Δημιουργήστε μια κλίμακα που να ανταποκρίνεται στις ανάγκες σας.

 Για παράδειγμα:

• Χρειάζεται πρόσθετη υποστήριξη
• Μπορεί να εργαστεί ανεξάρτητα
• 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 η μεγαλύτερη ορμή προκαλεί μεγαλύτερη αλλαγή στην κίνηση.
• Μπλε: Μπορώ να περιγράψω πώς περισσότερη ορμή προκαλεί μεγαλύτερη αλλαγή στην κίνηση.
• Μωβ: Μπορώ να εξηγήσω πώς και γιατί περισσότερη ορμή προκαλεί μεγαλύτερη αλλαγή στην κίνηση.

Ανατροφοδότηση από ομότιμους

• Ενθαρρύνετε τους μαθητές σας να αξιολογούν 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

• Οι μαθητές θα πρέπει να σημειώσουν τη θέση της γραμμής εκκίνησης με ένα κομμάτι ταινίας. Εναλλακτικά, μπορούν να ευθυγραμμίσουν τα μοντέλα τους με ένα σημάδι στο τραπέζι ή στο πάτωμα για να διασφαλίσουν ότι η πίστα του σκι παραμένει στην ίδια θέση κάθε φορά που δοκιμάζουν.
• Για να εκτοξεύσουν κάθε σκιέρ, οι μαθητές θα πρέπει να τον τοποθετήσουν στην κορυφή της πίστας σκι και να τον αφήσουν να φύγει. Τα μοντέλα έχουν διαφορετικό μήκος, οπότε βάλτε τους μαθητές να μετρήσουν από την κορυφή της πλαγιάς μέχρι το σημείο που σταματάει κάθε σκιέρ.

Διαφοροποίηση

Απλοποιήστε αυτό το μάθημα με:

• Βάζοντας τους μαθητές σας να εξερευνήσουν την κίνηση ενός μόνο σκιέρ από τις δύο διαφορετικές οπτικές γωνίες

Αυξήστε τη δυσκολία έτσι ώστε:

• Να ξαναδοκιμάσουν οι μαθητές το πείραμα σε διαφορετική επιφάνεια (π.χ. με ένα μεγάλο φύλλο χαρτί μπροστά από την πίστα του σκι).
• Για μια επιπλέον πρόκληση, βάλτε τους να αφαιρέσουν τα σκι από τον βαρύτερο σκιέρ και να δουν τι θα συμβεί
• Προκαλέστε τους μαθητές σας να κατασκευάσουν τα δικά τους σκιέρ, να κάνουν προβλέψεις και να δοκιμάσουν τα μοντέλα τους για να δουν αν μπορούν να πάνε ακόμα πιο μακριά

Επέκταση

(Σημείωση: Αυτό θα απαιτήσει επιπλέον χρόνο.)

Για να ενσωματώσετε την ανάπτυξη μαθηματικών δεξιοτήτων, ζητήστε από τους μαθητές σας να υπολογίσουν και να συγκρίνουν την ορμή κάθε σκιέρ:

P (ορμή), M (μάζα), V (ταχύτητα).

P = M x V

(Μικρός σκιέρ) P1 = 5g x ? m/s

(Μεγάλος σκιέρ) P2 = 62g x ? m/s

V = V (η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι η ίδια και για τα δύο, με μικρές διαφορές στην τριβή ολίσθησης, αλλά μπορούμε να υποθέσουμε ότι η ταχύτητα του καθενός είναι πολύ παρόμοια)

P2 > P1

CCSS.MATH.CONTENT.6.EE.B.7

1:1 Υβριδική μάθηση

Κατεβάστε το σχέδιο μαθήματος Personal Learning Kit από τους πόρους υβριδικής μάθησης.

Πηγή:https://education.lego.com/en-us/lessons/bricq-motion-prime/ski-slope#engage