Kelkkarata

• Tutustu verkossa oleviin oppilaan materiaaleihin. Heijasta nämä materiaalit projektorilla oppilaille oppitunnin aikana.
• Varmista, että olet käsitellyt etäisyyksien arvioimista 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 siitä, mitä voimia oppilaat ovat havainneet laskiessaan pulkalla tai katsoessaan kelkkailua.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Mikä voima saa kelkan liikkumaan? (Työntö)
  • Mikä muu saa kelkan liikkumaan? (Painovoima vetää massaa alaspäin. Mitä suurempi esineen massa on, sitä suurempi on sen nopeus. Tätä kutsutaan liikemääräksi. Mitä suurempi esineen liikemäärä on, sitä pidempään se pysyy liikkeessä ja sitä suurempi voima siihen vaikuttaa. Eli jos lisäät massaa, liikemäärä kasvaa. Siksi kelkka liukuu pidemmälle.)
• Kerro oppilaille, että heidän tehtävänään on rakentaa kelkka ja jäärata ja tutkia sitten, miten kelkan saa liikkumaan pidemmälle massaa suurentamalla.

• Ohjaa oppilaat työskentelemään pareittain ja rakentamaan kelkkaa 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 aikaa mallien rakenteluun tai kunnes kaikki ryhmät ovat saaneet valmiiksi vähintään kelkan ja painot sekä kelkkaradan rakennusohjeiden sivun 51 vaiheeseen 23 saakka. Pyydä oppilaita testaamaan jäärataa minihahmoilla ja kelkalla. Pyydä oppilaita laittamaan kelkka jääradan yläosaan violetin merkin kohdalle ja vapauttamaan kelkka. Jos ryhmät saivat jääradan ja laukaisimen rakennettua valmiiksi, oppilaat voivat lähettää kelkan matkaan kääntämällä kahvasta.

• Pyydä oppilaita mittaamaan viivoittimella kelkan kulkema matka jääradan alaosasta asti. Pyydä oppilaita merkitsemään matka muistiin oppilaan monisteeseen (Opettajan tuki – Lisäresurssit) tai vihkoon piirrettyyn kaavioon.
• Jotta testitulos olisi luotettava, pyydä oppilaita toistamaan testi kolme kertaa ja käyttämään keskimmäistä arvoa lopullisena mittaustuloksena. Pyydä oppilaita laittamaan palikka viivoittimen viereen kunkin yrityskerran etäisyyden mittaamista varten.
• Jos oppilaat eivät ole vielä rakentaneet laukaisinta, voit ohjata heitä rakentamaan sen nyt, jos aikaa riittää.

• Keskustelkaa yhdessä oppilaiden tekemistä havainnoista.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Minkä voiman ansiosta kelkka liukui alas jäärataa pitkin? (Painovoima)
  • Mitkä muut ilmiöt auttavat kelkkaa liukumaan nopeammin ja pidemmälle jäärataa pitkin? (Napakka työntö alussa auttaa, ja painavampi kelkka toimii paremmin. Kitkaa on vähemmän, kun kelkan alapuoli ja jääradan pinta ovat tasaiset.)
• Pyydä oppilaita pitelemään minihahmoja toisessa kädessään ja kahta yhteen liitettyä mustaa palikkaa toisessa.
  • Kysy, kumpi on painavampi (eli kumman massa on suurempi) ja kumpi liukuu pidemmälle.
  • Pyydä oppilaita merkitsemään arvionsa palikalla ja testaamaan sitten, arvasivatko he oikein.
• Pyydä oppilaita mittaamaan kuljettu matka viivoittimella ja merkitsemään tulos taulukkoon.
• Pyydä oppilaita ottamaan painotettu palikka ja vertaamaan sitä juuri testaamiinsa mustiin palikoihin.
• Pyydä oppilaita käyttämään jotain toista palikkaa, merkitsemään arvionsa ja testaamaan sitten, arvioivatko he oikein.
• Voit esittää esimerkiksi seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Mitä eroja huomasit? (Paino/massa)
  • Oliko niissä jotain samaa? (Tilavuus/väri)
  • Liukuuko se pidemmälle? (Sen pitäisi liukua pidemmälle, mutta jos pinta ei ole tasainen, muodostuu kitkaa, jolloin se liukuu lyhyemmän matkan.)

• Keskustelkaa yhdessä oppilaiden tekemistä testeistä.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Havaitsitko kelkan liikkeessä muutoksia, kun muutit sen massaa? (Painavin massa liukui pisimmälle.)
  • Osasitko arvioida, mitä tapahtuisi seuraavaksi?
• Varaa aikaa siihen, että oppilaat purkavat mallit, järjestävät palikat lajittelulokerikkoihin ja siistivät työpisteensä.

• Kannusta oppilaita tutkimaan kelkan liikettä rakentelun aikana. Voit esittää esimerkiksi seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Löysitkö kammen?
  • Mitä tapahtuu, kun sitä kääntää?
  • Kuinka monta kertaa sitä on käännettävä, jotta jääradan yläosa kallistuu?
• Esitä aiheeseen johdattelevia kysymyksiä, jotka kannustavat oppilaita ajattelemaan ääneen, kuvailemaan, miten he ratkaisivat ongelmia, ja selittämään rakentamisen aikana tekemiään päätöksiä.

Opettajan havainnot

• Arvioi, kuinka tarkasti oppilaat osaavat kuvata toistuvia muutoksia esineen liikkeessä sekä sitä, miten tätä liikemallia voi hyödyntää ennakoimaan liikettä tulevissa kokeiluissa.
• 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: Luulen osaavani havaita kelkan liikkeessä toistuvan mallin.
  • Sininen: Osaan havaita kelkan liikkeessä toistuvan mallin.
  • Violetti: Osaan havaita kelkan liikkeessä toistuvan mallin ja hyödyntää sitä mahdollisen tulevan liikkeen arvioimisessa. Pystyn selittämään asian myös toisille oppilaille.

Vertaispalaute

• Pyydä oppilaita keskustelemaan yhteistyöhön liittyvistä kokemuksistaan pienryhmissä.
• Kannusta heitä käyttämään seuraavia ilmauksia:
  • Minusta oli kiva, kun sinä…
  • Kuulisin mielelläni lisää siitä, miten sinä…

Mallivinkit
Oppilaiden tulee varata testausalueeksi vähintään metrin pituinen tasainen alusta. Kaikkien tulisi suorittaa testit samalla alustalla, koska tulokset vaihtelevat, jos alustana on esimerkiksi puu, kaakeli, paperi tai matto. Näiden materiaalien kitkakertoimet ovat erilaiset.

• Oppilaat merkitsevät teipillä tai muulla merkillä pöytään tai lattialle kohdan, jonka mukaan jäärata kohdistetaan. Näin rata pysyy varmasti samassa kohdassa jokaiselle yrityskerralla.

Tee oppitunnista yksinkertaisempi:

• Pyydä oppilaita käyttämään vain kelkkaa ja painotettua palikkaa (eli heidän ei tarvitse jatkaa rakentelua sivun 51 kohdasta 23 eteenpäin).

Nosta vaikeustasoa:

• Pyydä oppilaita rakentamaan vapaasti jotakin, jonka avulla kelkka liukuu pidemmälle (esim. painavampi kelkka, kitkaa vähentäviä ominaisuuksia [kuten renkaat], pidempi jäärata, työntölaite radan huipulle).
• Pyydä oppilaita suunnittelemaan ja rakentamaan ratkaisu, jonka avulla kelkan voi lähettää jääradan yläosasta matkaan juosten ja työntäen.
  • Kelkkakilpailun voittajat ovat onnistuneet optimoimaan massan ja lähettämään kelkan matkaan radan yläosasta suurimmalla ja nopeimmalla työnnöllä. Kun oppilaat ovat tutustuneet massaan, he voivat rakentaa jotakin, jonka avulla saadaan tuotettua suurempi työntö ja liu’utettua kelkkaa pidemmälle.

(Huomautus: Tämä vaatii lisäaikaa.)
Voit lisätä matemaattisten taitojen kehittymistä tukevan lisätehtävän, jossa pyydät oppilaita punnitsemaan erilaiset kelkkakokoonpanot. Pyydä oppilaita laatimaan taulukko, jossa pystyakseli viittaa erilaisten kelkkojen painoon ja vaaka-akseli kelkkojen kulkemaan matkaan. Pyydä oppilaita toistamaan testi 5 kertaa ja merkitsemään tulokset taulukkoon pisteillä. Keskustelkaa yhdessä siitä, miten suurta vaihtelua oppilaat havaitsivat ja millainen oli kelkan painon ja kuljetun matkan välinen suhde.

CCSS.MATH.CONTENT.3.MD.B.4