LEGO® Education > Σχέδια Μαθήματος > ΣΧΕΔΙΟ ΕΝΟΤΗΤΑΣ:

Ανηφορικός δρόμος

Γραφική παράσταση της κατανάλωσης ενέργειας για την απόκτηση δυνητικής ενέργειας.

 

}

30-45 λεπτά

Προχωρημένο επίπεδο

Τάξεις Ε’ Δημοτικού- Α’ Γυμνασίου

Προετοιμαστείτε για τη μικτή μάθηση

(Πριν την τάξη)

  • Αν θεωρείτε ότι είναι απαραίτητο, σχεδιάστε ένα μάθημα χρησιμοποιώντας το υλικό για την έναρξη στην εφαρμογή. Αυτό θα σας βοηθήσει να εξοικειωθείτε εσείς και οι μαθητές σας με το SPIKE Prime.
  • Φροντίστε να παρακολουθήσετε το βίντεο του μαθήματος σε αυτή τη σελίδα.
  • Διαβάστε το υλικό για τους μαθητές για αυτό το μάθημα μέσω του συνδέσμου σε αυτή τη σελίδα ή στην εφαρμογή SPIKE.

Ίσως να θέλετε να εξετάσετε:

  • Να επιλέξετε το(α) 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 μιας ποικιλίας 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))

  • Το θέμα αυτού του μαθήματος είναι η μεταφορά ενέργειας. Οι μαθητές σας θα μάθουν ότι προκειμένου ένας ποδηλάτης να διατηρήσει σταθερή ταχύτητα (δηλαδή σταθερή κινητική ενέργεια) όταν ανεβαίνει ανηφόρα (δηλαδή να κερδίσει δυνητική ενέργεια), πρέπει να εισάγει ενέργεια. Σε αυτό το μάθημα χρησιμοποιείται ένα μοντέλο ηλεκτρικού ποδηλάτου. Η ενέργειά του θα προέρχεται από την αύξηση της κατανάλωσης ισχύος του κινητήρα του. Σε μια πραγματική κατάσταση, η ενέργεια αυτή θα προερχόταν από την επιπλέον προσπάθεια του ποδηλάτη. 
  • Χρησιμοποιήστε διάφορα υλικά για να απασχολήσετε τους μαθητές σας με το θέμα της μεταφοράς ενέργειας.

Ξεκινήστε μια συζήτηση

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

  • Τι θα συμβεί στην ταχύτητά σας όταν ανεβαίνετε μια ανηφόρα;
  • Τι είδους ενέργεια κερδίζετε καθώς ανεβαίνετε;
  • Τι πρέπει να κάνετε για να διατηρήσετε ένα σταθερό επίπεδο ενέργειας από εσάς στο ποδήλατό σας (το σύστημά σας);
  • Γιατί πιστεύετε ότι συμβαίνει αυτό;

Βάλτε τους μαθητές σας να καταγράψουν τις σκέψεις τους ως υπόθεση.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Στην τάξη, 30 λεπτά)

  • Βάλτε τους μαθητές σας να κατασκευάσουν ένα έξυπνο ποδήλατο που μπορεί να καταγράφει την κατανάλωση ενέργειας του κινητήρα του και τη γωνία μιας πλαγιάς. Μπορούν να δημιουργήσουν τα δικά τους μοντέλα ή να ακολουθήσουν τις οδηγίες κατασκευής στην εφαρμογή για να κατασκευάσουν το μοντέλο του έξυπνου ποδηλάτου.
  • Ζητήστε από τους μαθητές σας να δοκιμάσουν τα μοντέλα τους σε μια επίπεδη επιφάνεια χρησιμοποιώντας το προτεινόμενο πρόγραμμα στην εφαρμογή SPIKE.
  • Πείτε τους να κοιτάξουν το γράφημα και να καταγράψουν τι βλέπουν:
  • Πώς μπορούν να εξηγήσουν την έκρηξη στις τιμές ισχύος του κινητήρα όταν ξεκινά η κίνηση;
  • Γιατί οι δύο γραμμές που απεικονίζονται στο διάγραμμα μοιάζουν έτσι;

Εξηγήστε το ( Explain )

(Στην τάξη, 45 λεπτά)

  • Ζητήστε από τους μαθητές σας να επαναλάβουν το πείραμα χρησιμοποιώντας μια κλίση, την οποία μπορούν να δημιουργήσουν χρησιμοποιώντας το κουτί SPIKE Prime και μια σανίδα.
  • Ζητήστε από τους μαθητές σας να εξηγήσουν πώς ο κινητήρας του έξυπνου ποδηλάτου προσθέτει ενέργεια για να διατηρήσει σταθερή ταχύτητα.
  • Ζητήστε τους να εξηγήσουν τη σχέση μεταξύ της κατανάλωσης ενέργειας του κινητήρα και της γωνίας της κλίσης.
  • Πείτε 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, 25 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 επεξεργαστούν την πρακτική μάθηση:
    • Προκαλέστε τους μαθητές σας να δημιουργήσουν τα δικά τους μονοπάτια. Ζητήστε τους να δημιουργήσουν μονοπάτια που περιλαμβάνουν μια επίπεδη επιφάνεια και ανοδικές και καθοδικές κλίσεις.
    • Βάλτε τους να εντοπίσουν πώς νομίζουν ότι θα μοιάζει η γραφική παράσταση της κατανάλωσης ισχύος του κινητήρα. Στη συνέχεια, ζητήστε τους να τρέξουν το ποδήλατό τους κατά μήκος της διαδρομής για να δουν αν είχαν δίκιο.
    • 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 απόψεων στην οποία οι μαθητές σας θα ανταλλάξουν τις σκέψεις τους και τα αποτελέσματα αυτού του πειράματος. Αυτό μπορεί να γίνει με όποια μέθοδο/εργαλείο είναι πιο αποδοτικό (π.χ. αυτοπροσώπως 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 από τον εκπαιδευτικό

    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 τη μεταφορά ενέργειας χρησιμοποιώντας κατάλληλους όρους.

      Αυτοαξιολόγηση

      Ζητήστε από 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 ανατροφοδοτούν τους άλλους:

      • 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

        Απλοποιήστε αυτό το μάθημα:

        • Αφιερώστε χρόνο για να περιγράψετε με τους μαθητές σας τι είναι η άμεση αναλογία.
        • Ζητείστε από τους μαθητές σας να δώσουν παραδείγματα άμεσης αναλογίας από την καθημερινή τους ζωή.

          Πηγαίνετε αυτό το μάθημα στο επόμενο επίπεδο:

          • Ζητώντας από τους μαθητές σας να κατασκευάσουν τα δικά τους έξυπνα ποδήλατα
          • Προσκαλώντας τους μαθητές σας να δημιουργήσουν τα δικά τους επιστημονικά πρωτόκολλα και να αποφασίσουν ποιες τιμές θα παρακολουθούν και πώς θα το κάνουν.

            Συμβουλές

            Συμβουλές κατασκευής

            Συμβουλές κώδικα

            Χρήση της λειτουργίας λήψης

            Αυτό το μάθημα έχει σχεδιαστεί για αναπαραγωγή σε Λειτουργία Λήψης, αλλά μπορεί επίσης να αναπαραχθεί σε Λειτουργία Steaming. Η λειτουργία λήψης επιτρέπει υψηλότερο ρυθμό δειγματοληψίας της συλλογής 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.

            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 (π.χ. γωνία με την πάροδο του χρόνου και ισχύς του κινητήρα με την πάροδο του χρόνου):

            • Βάλτε τους μαθητές σας να εκτελέσουν χειρισμούς δεδομένων για να εντοπίσουν τη γραφική παράσταση της ισχύος του κινητήρα σε σχέση με τη γωνία της κλίσης, τόσο χειροκίνητα όσο και με τη χρήση διαδικτυακών εργαλείων.

            Σημείωση: Αυτό θα απαιτήσει επιπλέον χρόνο.

            Σύνδεσμοι καριέρας

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

            • Επιστήμη της Υγείας
            • Εκπαίδευση και κατάρτιση
            • Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική & Μαθηματικά
            • Μεταφορές, διανομή και εφοδιαστική
            Υποστήριξη εκπαιδευτικών

            Οι μαθητές θα:

            • Εκτελέσουν ένα πείραμα που απεικονίζει τη μεταφορά ενέργειας, από ηλεκτρική σε δυναμική ενέργεια
            Πράγματα που θα χρειαστείτε
            • Σετ LEGO® Education SPIKE™ Prime Set
            • Συσκευή με εγκατεστημένη την εφαρμογή LEGO Education SPIKE App
            • Μια σανίδα ή κάτι άλλο για να δημιουργήσετε μια κλίση
            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 αναλογική 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.