Mäenlaskuramppi

• Tutustu verkossa oleviin oppilaan materiaaleihin. Heijasta nämä materiaalit projektorilla oppilaille oppitunnin aikana.
• Varmista, että olet käsitellyt Newtonin toisen liikkeen lain aiemmalla oppitunnilla.
• Huomioi kaikkien oppilaiden erityistarpeet ja osaamistaso. Tarvittaessa eriytä oppituntia siten, että kaikki oppilaat voivat osallistua. Katso ideoita Eriyttäminen-osiosta, joka löytyy alempaa.

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

• Keskustelkaa lyhyesti voimista, jotka vaikuttavat ramppia pitkin liukuvaan mäenlaskijaan.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Minkä voiman vaikutuksesta laskija liikkuu mäkeä alas? (Painovoima)
  • Miten laskijan paino vaikuttaa sen liikkeeseen? (Mitä suurempi massa, sitä suurempi liikemäärä.)
• Kerro oppilaille, että heidän tehtävänään on rakentaa mäenlaskuramppia esittävä malli.
• Jaa setit kaikille ryhmille.

• Ohjaa oppilaat työskentelemään pareittain ja rakentamaan mäenlaskuramppia 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.
• Anna oppilaille 20 minuuttia rakenteluun. Tässä ajassa oppilaiden pitäisi saada valmiiksi vähintään mäenlaskija ja ramppi, jossa on asteikko kulmien mittaamista varten (sivun 47 vaiheeseen 25 saakka). Jos aikaa riittää, oppilaat voivat lisätä jälkikäteen paineilmajärjestelmän.

• Ohjaa oppilaita etsimään tasainen, vähintään 1 metrin mittainen alusta ja asettamaan mallinsa sen toiseen reunaan.
• Selvitä oppilaille, miten testi voidaan suorittaa niin, että se on tasapuolinen kaikille mäenlaskijoille. Voit kutsua tätä inertiaalikoordinaatistoksi.
• Voit esittää esimerkiksi seuraavanlaisia kysymyksiä: Toimisiko tämä koe samoin, jos se tehtäisiin lentokoneessa, jonka nopeus on 800 km/h? (Kyllä. Seisomme nyt paikoillamme luokkahuoneessa, vaikka maapallo pyörii liki 1 600 kilometrin tuntinopeudella. Jos inertiaalikoordinaatistosi on tämä huone, malli liikkuu hitaasti. Jos inertiaalikoordinaatistosi on aurinkokunta, malli liikkuu supernopeasti.)

Testi 1:

• Ohjaa oppilaita asettamaan mäenlaskuramppi 20 asteen kulmaan ja lähettämään mäenlaskijat matkaan yksi kerrallaan.
• Pyydä oppilaita mittaamaan jokaisen mäenlaskijan liikkuma matka ja merkitsemään se oppilaan monisteeseen tai vihkoon. Oppilaiden kannattaa tehdä vähintään kolme yrityskertaa jokaisella mäenlaskijalla ja laskea jokaisen laskijan keskiarvo.

• Keskustelkaa yhdessä oppilaiden rakennelmista.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Miksi painavampi mäenlaskija liukui pisimmälle? (Painavamman mäenlaskijan massa on suurempi, joten sillä on suurempi liikemäärä ja se liukuu siksi pidempään.)
  • Mitä tapahtuisi, jos ottaisit painavammalta mäenlaskijalta sukset pois?
  • Pyydä kaikki oppilaat yhden mallin ympärille ja havainnollista, että mäenlaskija liukuu lyhyemmän matkan. (Kaarevat suksenkärjet ja terävät suorakulmat vaikuttavat mäenlaskijan kulkemaan matkaan. Kaarevat suksenkärjet vähentävät kitkaa suksien liukuessa ramppia pitkin.)

Testi 2:

• Ohjaa nyt oppilaat asettamaan mäenlaskuramppi 30 asteen kulmaan ja arvioimaan, mihin kohtaan laskijat pysähtyvät. Kohdat voi merkitä viivoittimen viereen erivärisillä palikoilla.
• Pyydä oppilaita lähettämään mäenlaskijat matkaan ramppia pitkin yksi kerrallaan ja katsomaan, osuiko arvio oikeaan. Ohjaa heitä laskemaan kunkin mäenlaskijan kulkeman matkan keskiarvo, samalla tavalla kuin edellisessä testissä. Pyydä oppilaita merkitsemään kuljetut matkat muistiin oppilaan monisteeseen (Opettajan tuki – Lisäresurssit) tai vihkoon.

• Keskustelkaa yhdessä testien tuloksista.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Havaitsitko toistuvan muutoksen tai kaavan mäenlaskijoiden liikkeessä, kun muutit rampin kulmaa? (Mitä suurempi rampin kulma on, sitä kauemmas mäenlaskija liikkui.)
  • Osasitko arvioida, mitä tapahtuisi seuraavaksi?
• Jos aikaa riittää, ohjaa oppilaita kuvailemaan ilmiötä vihkoihinsa omin sanoin.
• Varaa aikaa siihen, että oppilaat purkavat mallit, järjestävät palikat lajittelulokerikkoihin ja siistivät työpisteensä.

• Kannusta oppilaita tutkimaan mallien liikettä rakentelun aikana.
  • Osaavatko oppilaat käyttää kammella toimivaa paineilmapumppua, jolla ramppia voi siirtää ylös ja alas?
• Anna jokaiselle oppilaalle henkilökohtaista palautetta työskentelystä.
• Ohjaa oppilaita arvioimaan omaa toimintaansa.
• Voit helpottaa arviointia käyttämällä mukana tulevia arviointiohjeita.

Opettajan havainnot

• Arvioi, kuinka tarkkaan oppilaat osaavat kuvailla, miten suuremmat voimat saavat aikaan merkittävämpiä muutoksia pienempiin voimiin verrattuna.
• 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 suurempi liikemäärä saa aikaan suuremman muutoksen liikkeessä.
  • Sininen: Osaan kuvailla, miten suurempi liikemäärä saa aikaan suuremman muutoksen liikkeessä.
  • Violetti: Osaan kuvailla, miten ja miksi suurempi liikemäärä saa aikaan suuremman muutoksen liikkeessä.

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

• Oppilaat merkitsevät lähtöviivan teipillä. Vaihtoehtoisesti he voivat laittaa mallinsa riviin pöytään tai lattialle kiinnitetyn merkin kohdalle. Näin mäenlaskuramppi pysyy varmasti samassa kohdassa jokaiselle testauskerralla.
• Mäenlaskijat lähetetään matkaan mäenlaskurampin yläosasta yksi kerrallaan. Mallit ovat eripituisia, joten kuljettu matka mitataan rampin yläosasta siihen kohtaan, jossa mäenlaskija pysähtyy.

Tee oppitunnista yksinkertaisempi:

• Ohjaa oppilaita tutkimaan vain yhden mäenlaskijan liikettä kahdesta rampin kulmasta.

Nosta vaikeustasoa:

• Pyydä oppilaita kokeilemaan testiä uudelleen erilaisella alustalla (esim. suurella paperiarkilla, joka laitetaan mäenlaskurampin eteen).
• Voit antaa lisähaastetta ja pyytää oppilaita ottamaan painavammalta laskijalta sukset pois ja havainnoimaan, mitä tapahtuu.
• Kannusta oppilaita rakentamaan omia mäenlaskijoita, tekemään arvioita ja testaamaan mallejaan nähdäkseen, liikkuvatko ne entistä pidemmälle.

(Huomautus: Tämä vaatii lisäaikaa.) Voit lisätä matemaattisten taitojen kehittymistä tukevan lisätehtävän. Pyydä oppilaita laskemaan kunkin mäenlaskijan liikemäärä ja vertailemaan tuloksia: - P (liikemäärä), M (massa), V (nopeus) - P = M x V - (pienempi mäenlaskija) P1 = 5 g x ? m/s - (suurempi mäenlaskija) P2 = 62 g x ? m/s - V = V (molempien mäenlaskijoiden kiihtyvyys on sama, koska painovoima on sama, liukukitkassa on pieniä eroja, mutta voidaan olettaa, että jokaisen nopeus on hyvin samanlainen) - P2 > P1

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