Potkuriauto

• Tutustu verkossa oleviin oppilaan materiaaleihin. Heijasta nämä materiaalit projektorilla oppilaille oppitunnin aikana.
• Varmista, että olet käsitellyt Newtonin kolme liikelakia aiemmalla oppitunnilla.
• Huomioi kaikkien oppilaiden erityistarpeet ja osaamistaso. Tarvittaessa eriytä oppituntia siten, että kaikki oppilaat voivat osallistua. Katso ideoita Eriyttäminen-osiosta, joka löytyy alempaa.
• Aseta tuulettimet lattialle siten, että niiden edessä on noin 3 metriä vapaata tilaa, jossa potkuriautot mahtuvat liikkumaan. Merkitse lähtöviiva teipillä kohtisuoraan kunkin tuulettimen eteen.

• Katso oppilaan video tässä tai verkossa olevien oppilaan materiaalien kautta.

• Keskustelkaa lyhyesti siitä, mitkä voimat saavat potkuriauton liikkumaan.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Mikä saa tuuliturbiinin pyörimään? (Tuuli, joka syntyy ilmanpaine-erojen seurauksena.)
  • Mitkä voimat saavat tuuliturbiinin pyörimään? (Lapojen muoto vaikuttaa tuulen voimavektoreihin, mikä saa aikaan pyörimisliikkeen.)
• Kerro oppilaille, että heidän tehtävänään on rakentaa potkuriauto ja tutkia, miten tuulivoima muuttaa sen liikettä.

• Ohjaa oppilaat työskentelemään pareittain ja rakentamaan potkuriautoa esittävä malli. Muistuta oppilaita rakentamaan vuorotellen: yksi voi etsiä palikoita ja toinen rakentaa. Vuoroa vaihdetaan aina, kun yksi vaihe on valmis.
• Tutustu alla olevaan Vinkit-osioon, josta saat vinkkejä ja neuvoja rakenteluun.
• Jaa tehtävämonisteet ja ohjaa heidät suorittamaan oppilaan materiaaleista löytyvät 3 testiä (Opettajan tuki – Lisäresurssit).

Testi 1: Myötätuuli

• Ohjaa oppilaita asettamaan potkuriautot lähtöviivalle keulat tuulettimista poispäin.
• Pyydä oppilaita laittamaan tuulettimet päälle ja havainnoimaan, miten autot liikkuvat.
• Pyydä oppilaita kirjaamaan havaintonsa oppilaan monisteeseen.

Testi 2: Myötätuuli

• Ohjaa oppilaita muuttamaan potkurien paikkaa niin, että ne osoittavat taaksepäin, tai kääntämään hammaspyöräkokoonpano ylösalaisin niin, että harmaa hammaspyörä on ylhäällä.
• Pyydä oppilaita laittamaan tuuletin päälle ja havainnoimaan, mitä autoille tapahtuu, kun niiden keula osoittaa eteenpäin ja sitten taaksepäin.
• Pyydä oppilaita kirjaamaan havaintonsa oppilaan monisteeseen.

Testi 3: Useampia lapoja

• Ohjaa oppilaita lisäämään potkuriin useampia lapoja ja tekemään testi uudelleen. Jos aikaa riittää, oppilaat voivat kokeilla eri vaihtoehtoja:
  • Potkurin hammaspyörä ylhäällä
  • Potkurin hammaspyörä alhaalla
  • Potkurin hammaspyörä osoittaa taaksepäin
  • Potkuri jossa on 4 lapaa
  • Potkuri, jossa on 6 lapaa (katso vinkkejä rakennusohjeen sivulta 3)

• Keskustelkaa yhdessä oppilaiden tekemistä testeistä.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Mitä voisit muuttaa, että saisit auton vaihtamaan suuntaa ja liikkumaan vastatuulesta myötätuuleen? (Hammaspyörästöä tai potkurien suuntaa.)
  • Mikä saa potkuriauton liikkumaan myötätuuleen (tuuletinta kohti)? (Kulkuvälineeseen vaikuttava voimavektoreiden summa työntää sitä vastatuuleen.)
  • Pystyykö tuulivoimalla toimiva auto liikkumaan tuulen nopeutta nopeammin? (Kyllä. Oppitunnin alussa katsomassamme videossa näimme autoja, jotka kulkivat huomattavasti tuulen nopeutta nopeammin.)

• Jos aikaa riittää, kuvaile tässä toimivia voimia yksityiskohtaisesti (voimavektorit).
• Varaa aikaa siihen, että oppilaat purkavat mallit, järjestävät palikat lajittelulokerikkoihin ja siistivät työpisteensä.

• Anna jokaiselle oppilaalle henkilökohtaista palautetta työskentelystä.
• Ohjaa oppilaita arvioimaan omaa toimintaansa.
• Voit helpottaa arviointia käyttämällä mukana tulevia arviointiohjeita.

Opettajan havainnot

• Arvioi oppilaiden kykyä kuvailla sitä, kuinka erilaiset voimat ja mekanismit voivat muuttaa esineen liikettä.
• Laadi tarpeisiisi sopiva arviointiasteikko. Esimerkiksi:
  1. Tarvitsee lisätukea
  2. Osaa työskennellä itsenäisesti
  3. Pystyy opettamaan muita

Itsearviointi

• Pyydä oppilasta valitsemaan palikka, joka kuvaa parhaiten hänen suoriutumistaan:
  • Vihreä: Jos saan hieman apua, osaan kuvailla, miten näkymätön voima ja hammaspyörästö voivat yhdessä muuttaa esineen liikettä.
  • Sininen: Osaan kuvailla, miten näkymätön voima ja hammaspyörästö voivat yhdessä muuttaa esineen liikettä.
  • Violetti: Osaan kuvailla ja selittää, miten näkymätön voima ja hammaspyörästö voivat yhdessä muuttaa esineen liikettä.

Vertaispalaute

• Kannusta oppilaita antamaan palautetta toisilleen seuraavasti:
  • Oppilaat voivat arvioida toistensa suoriutumista käyttämällä yllä olevaa väripalikka-asteikkoa.
  • Oppilaat voivat antaa toisilleen ideoita ja rakentavaa palautetta.

Mallivinkit

• Ohjaa oppilaita aloittamaan mallien testaus heti rakentelun jälkeen. Ohjaa oppilaita tekemään säätöjä vuorotellen, että kaikki saavat mahdollisuuden kokeilla malleja.
• Valitse YKSI tuulettimen asetus, jota käytetään kaikissa testeissä. Voit valita haluamasi nopeuden.
• Jos tuuletin on liian suuri tai tehokas, kokeile siirtää siitä kauemmaksi lähtöviivan taakse. Voit käyttää apuna myös huonekalua, joka estää osan tuulettimen ilmavirrasta.
• Jos tuuletin on liian pieni, siirrä sitä lähemmäksi malleja tai siirrä sitä käsin mallien perässä.

Tee oppitunnista yksinkertaisempi:

• Ohjaa oppilaita kokeilemaan vain auton perusmallia, jonka he yrittävät saada liikkumaan vastatuuleen.

Nosta vaikeustasoa:

• Haasta oppilaat selvittämään, miten autot saisi liikkumaan vastatuuleen tehokkaammin.
• Pyydä oppilaita selvittämään, miten autot liikkeelle saavan tuulettimen voisi korvata vauhtipyörällä.

(Huomautus: Tämä vaatii lisäaikaa.)
Voit lisätä matemaattisten taitojen kehittymistä tukevan lisätehtävän. Pyydä oppilaita tutkimaan välityssuhteen käsitettä ja kuvailemaan potkurin lapojen kääntymisen ja pyörien pyörimisnopeuden välityssuhteita.

CCSS.MATH.CONTENT.6.RP.A.1