LEGO® Education > Σχέδια Μαθήματος > ΣΧΕΔΙΟ ΕΝΟΤΗΤΑΣ:

Προσέξτε τα βήματά σας

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

 

}

45-90 λεπτά

Προχωρημένο

Τάξεις Ε’ Δημοτικού- Α’ Γυμνασίου

Υβριδικό

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 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 την κινητική ενέργεια ενός ατόμου που περπατά με σταθερή ταχύτητα. Οι μαθητές σας θα ξεκινήσουν με τη μέτρηση του αριθμού των βημάτων που έχουν κάνει. Θα χρησιμοποιήσουν αυτή την τιμή για να υπολογίσουν την απόσταση που διένυσαν, τη μέση ταχύτητα βαδίσματος και τη μέση τιμή κινητικής ενέργειας για αυτή την κίνηση. Το Hub διαθέτει ένα εσωτερικό επιταχυνσιόμετρο που μπορεί να ανιχνεύσει την κίνηση στους 3 άξονες (δηλ. πάνω-κάτω, αριστερά-δεξιά, μπροστά-πίσω). Όταν το Hub συνδεθεί στο ισχίο κάποιου, κινείται καθώς περπατάει και καταγράφει τις τιμές επιτάχυνσης. Το γράφημα που προκύπτει δείχνει τις ελάχιστες και μέγιστες τιμές των καταγεγραμμένων τιμών επιτάχυνσης. Η ακρίβεια αυτών των ελάχιστων και μέγιστων τιμών εξαρτάται από την κατακόρυφη θέση του Hub ενώ ο μαθητής περπατάει. Η ακρίβεια της “καταμέτρησης βημάτων” θα εξαρτηθεί από την ποιότητα αυτών των ελάχιστων και μέγιστων τιμών και από τις τιμές βαθμονόμησης που χρησιμοποιούνται στο πρόγραμμα.
  • Χρησιμοποιήστε διάφορα υλικά για να εμπλέξετε τους μαθητές σας στο θέμα της κινητικής ενέργειας.
  • Ξεκινήστε μια συζήτηση
  • Ξεκινήστε μια συζήτηση θέτοντας ερωτήσεις σχετικές με το μάθημα. Ακολουθούν μερικές προτάσεις:

-Πώς μπορείτε να μετρήσετε πόσο γρήγορα περπατάτε;

-Πώς μπορείτε να μετρήσετε ή να υπολογίσετε την ενέργεια ενός αντικειμένου σε κίνηση;

-Ποιο είδος ενέργειας είναι αυτό;

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

Ξεκινήστε μια συζήτηση

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

  • Τι είναι η δυνητική ενέργεια;
  • Πόσο ψηλά μπορείτε να πηδήξετε;
  • Πόση (δυνητική) ενέργεια είναι αυτή;

 

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 βηματόμετρο που μπορεί να μετράει τον αριθμό των βημάτων που έχουν κάνει. Μπορούν να δημιουργήσουν τα δικά τους μοντέλα ή να ακολουθήσουν τις οδηγίες κατασκευής στην εφαρμογή για να κατασκευάσουν το μοντέλο του βηματόμετρου.
  • Ζητήστε από τους μαθητές σας να δοκιμάσουν τα μοντέλα τους χρησιμοποιώντας το προτεινόμενο πρόγραμμα.
  • Πείτε τους να κοιτάξουν τη γραφική παράσταση της επιτάχυνσης με την πάροδο του χρόνου και να περιγράψουν τι είναι ένα “βήμα”.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Στην τάξη, 15 λεπτά)

  • Αφήστε στους μαθητές σας λίγο χρόνο για να προσαρμόσουν τα προγράμματά τους ώστε να βελτιώσουν την απόδοσή τους.
  • Ενθαρρύνετε 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, 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:
    • Ζητήστε τους να απεικονίσουν την κινητική τους ενέργεια καθώς περπατούν ή στο πλαίσιο του προγράμματός τους. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν το σταθμό σύνδεσης ως μία συσκευή προγραμματισμού για να ολοκληρώσουν αυτή την εργασία.
    • Αν οι μαθητές σας δεν έχουν πρόσβαση στις συσκευές τους, ζητήστε τους να συμπληρώσουν το σημειωματάριο Student Inventor 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 άσκησης
    • Διευκολύνετε μια συνεδρία ανταλλαγής πληροφοριών κατά την οποία οι μαθητές σας ανταλλάσσουν πληροφορίες. Αυτό μπορεί να γίνει με όποια μέθοδο/εργαλείο είναι πιο αποδοτικό (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

    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 παρέχουν ανατροφοδότηση στους 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:

    • Ζητώντας από τους μαθητές σας να αναπαραστήσουν το πείραμα χρησιμοποιώντας μόνο τον κόμβο. Τα δεδομένα θα πρέπει να είναι σχετικά με την καταμέτρηση των βημάτων εφόσον ο κόμβος κρατιέται κάθετα στο έδαφος.

    Πηγαίνετε αυτό το μάθημα στο επόμενο επίπεδο:

    • Ζητώντας από τους μαθητές σας να κατασκευάσουν τα δικά τους βηματόμετρα
    • Βάλτε τους μαθητές σας να επαναλάβουν το πείραμα χρησιμοποιώντας ένα τηλέφωνο ή ένα tablet ως βηματόμετρο, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα και των δύο πειραμάτων
    • Αυτό θα απαιτήσει μια εφαρμογή που να μπορεί να απεικονίσει τις τιμές των αισθητήρων της συσκευής

      Συμβουλές κατασκευής

      Συμβουλές κατασκευής

      Συμβουλές κωδικοποίησης

      Χρήση της λειτουργίας λήψης

      Αυτό το μάθημα έχει σχεδιαστεί για αναπαραγωγή 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

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

      Επεκτάσεις

      Επέκταση μαθηματικών

      Να ενσωματώσει την ανάπτυξη μαθηματικών δεξιοτήτων:

      • Ζητήστε από τους μαθητές σας να προσδιορίσουν τα στοιχεία των πειραμάτων τους που απαιτούσαν προσέγγιση. Πείτε τους να έχουν κατά νου ότι τα μήκη των βημάτων δεν είναι πάντα σταθερά και ότι τα βηματόμετρα έχουν περιορισμένο ποσοστό επιτυχίας (δηλ. είναι ακριβή μέσα σε ένα περιθώριο σφάλματος).
      • Ζητήστε από τους μαθητές σας να αναπτύξουν θεωρητικές εκδοχές των πειραμάτων τους, περιγράφοντας ποια είναι η ιδανική καμπύλη που θα περιέγραφε ένα βήμα.
      • Σημείωση: Αυτό θα απαιτήσει επιπλέον χρόνο.

      Επέκταση γλωσσικών τεχνών

      Να ενσωματώσει την ανάπτυξη γλωσσικών δεξιοτήτων:

      • Ζητήστε από τους μαθητές σας να ερευνήσουν πώς τα έξυπνα ρολόγια ή τηλέφωνα καταγράφουν τα βήματα. Ζητήστε τους να γράψουν μια σύντομη εξήγηση του τρόπου λειτουργίας της τεχνολογίας, συμπεριλαμβανομένου του ποσοστού σφάλματος.
      • Ζητήστε από τους μαθητές σας να διερευνήσουν πώς η αναγνώριση μοτίβων, από την άποψη της τεχνητής νοημοσύνης, βοηθά αυτές τις έξυπνες συσκευές να ανιχνεύουν τα βήματα.

      Σημείωση: Αυτό θα απαιτήσει επιπλέον χρόνο.

      Σύνδεσμοι καριέρας

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

      • Θεραπευτικές Υπηρεσίες
      • Μηχανική & Τεχνολογία
      Υποστήριξη εκπαιδευτικών

      Οι μαθητές θα:

      • Μάθουν να αναγνωρίζουν τον αριθμό των βημάτων που γίνονται, όπως φαίνεται σε ένα διάγραμμα επιτάχυνσης με την πάροδο του χρόνου
      • Μετατρέψουν τον αριθμό των βημάτων σε μέση ταχύτητα και σε μέση κινητική ενέργεια κατά το περπάτημα
      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-01

      Να προτείνουν βελτιώσεις στο σχεδιασμό υπολογιστικών συσκευών, με βάση την ανάλυση του τρόπου αλληλεπίδρασης των χρηστών με τις συσκευές.

      2-CS-02

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

      2-DA-08

      Συλλογή δεδομένων με τη χρήση υπολογιστικών εργαλείων και μετασχηματισμός των δεδομένων ώστε να καταστούν πιο χρήσιμα και αξιόπιστα.

      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.

      Πόροι υβριδικής μάθησης