Mäkiautokilpailu

• Tutustu verkossa oleviin oppilaan materiaaleihin. Heijasta nämä materiaalit projektorilla oppilaille oppitunnin aikana.
• Varmista, että olet käsitellyt erisuuruiset voimat 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 mäkiautojen taustalla.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Mistä mäkiautokilpailussa on kyse? (Näissä kilpailuissa kilpailevissa autoissa ei ole moottoria.)
  • Oletko nähnyt kilpailuja joskus televisiossa?
  • Minkä voiman ansiosta auto rullaa alamäkeen? (Painovoima)
  • Mikä voima saa auton hidastamaan vauhtia? (Kitka)
  • Minkä asioiden ansiosta auto voittaa kilpailun?
• Kerro oppilaille, että heidän tehtävänään on rakentaa ramppi ja painovoiman avulla liikkuva auto sekä testata sitä. Samalla oppilaat havainnoivat toistuvia muutoksia auton liikkeessä.

• Ohjaa oppilaat työskentelemään pareittain ja rakentamaan mäkiautoa 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.

Testi 1:

• Pyydä oppilaita asettamaan auton runko ilman pyöriä rampin yläosaan, päästämään se irti ja havainnoimaan, mitä tapahtuu (oppilaiden on ehkä työnnettävä autoa hieman).

Testi 2:

• Pyydä oppilaita suunnittelemaan ja rakentamaan oma yksinkertainen auto.
• Anna seuraavat ohjeet:
  • Sisällytä autoon turvalaite, ettei minihahmokuljettaja putoa liukkaalta istuimelta. Jos hahmo putoaa kyydistä ennen maaliviivaa, et ole enää kilpailussa mukana!
  • Pyydä oppilaita merkitsemään palikalla kohta, johon he arvioivat auton pysähtyvän sen jälkeen, kun se on päästetty irti rampin yläosassa. Mittaa arvioitu etäisyys ja merkitse se oppilaan monisteeseen.
  • Mittaa todellinen kuljettu matka ja merkitse se oppilaan monisteeseen (Opettajan tuki – Lisäresurssit).
• Kannusta oppilaita kokeilemaan erikokoisia renkaita, painotettua palikkaa ja muita muuttujia, löytääkseen vaihtoehdot, joiden avulla auto kulkee pisimmälle.

• Keskustelkaa yhdessä oppilaiden oppimista asioista.
• Esitä esim. seuraavanlaisia kysymyksiä:
  • Miten auto liikkui ramppia pitkin ilman renkaita? (Se liukui ramppia pitkin alas vakionopeudella, johon vaikuttaa auton ja rampin välinen kitka.)
  • Joskus kuljettaja putoaa autosta pois auton pysähtyessä yhtäkkiä. Miksi kuljettaja jatkaa matkaansa auton pysähtyessä? (Tätä kutsutaan inertiaksi, eli hitausvoimaksi. Newtonin I lain eli liikkeen jatkuvuuden lain mukaan kappale jatkaa suoraviivaista liikettä vakionopeudella, jos ulkoiset voimat eivät vaikuta siihen.)
  • Mitä eroa huomasit, kun vaihdoit autoon suuremmat renkaat? (Pienempi vierintävastuksen kitka, painavampi auto / suurempi massa)

• Anna oppilaiden jatkaa rakentelua ja testaamista vielä 5 minuutin ajan selvittääkseen, kenen auto liikkuu pisimmälle ja miksi.
• Jos aikaa riittää, pyydä heitä lisäämään painotettu palikka autoihinsa. Pyydä heitä arvioimaan, miten kauas auto liikkuu, ja merkitsemään arvionsa ja tuloksensa oppilaan monisteeseen.
• Varaa aikaa siihen, että oppilaat purkavat mallit, järjestävät palikat lajittelulokerikkoihin ja siistivät työpisteensä.

• Esitä aiheeseen johdattelevia kysymyksiä, jotka kannustavat oppilaita ajattelemaan ääneen, kuvailemaan ajatusprosessejaan ja selittämään mallien rakentamisen aikana tekemiään päätöksiä.

Opettajan havainnot

• Arvioi oppilaiden kykyä kuvailla painovoiman avulla liikkuvan auton liikkeeseen vaikuttavia erisuuruisia voimia.
• 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 ymmärtäväni erisuuruisten voimien vaikutukset auton liikkeeseen.
- Sininen: Ymmärrän erisuuruisten voimien vaikutukset auton liikkeeseen.
- Violetti: Osaan antaa esimerkkejä siitä, miten erisuuruiset voimat vaikuttavat painovoiman avulla liikkuvan auton liikkeeseen.

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

• Mainitse, että rakennusohjeissa rampin rakentaminen aloitetaan siten, että palikat ovat ylösalaisin (sivut 88–96).
• Kun oppilaat ovat rakentaneet autot rakennusohjeiden mukaan, niissä ei ole renkaita. Oppilaiden on ensin testattava mallejaan ilman renkaita havainnoidakseen kitkan vaikutuksia ja mahdollista hitausvoimaa, jos minihahmo putoaa pois auton kyydistä.
• Kun renkaita painetaan tiukasti runkoa vasten, kitka lisääntyy ja auton nopeus hidastuu. Kun renkaita heilutellaan hieman, ne asettuvat väljemmin ja myös rullaavat pidemmälle.

Esimerkkiratkaisu*

Tee oppitunnista yksinkertaisempi:

• Pyydä oppilaita testaamaan ensin, miten pitkälle autot kulkevat ilman minihahmoa (ohjaa oppilaita kokeilemaan yksinkertaisia ideoita).

Nosta vaikeustasoa:

• Pyydä oppilaita irrottamaan pieni ramppi suuremman rampin alaosasta ja tarkkailemaan, mitä tapahtuu.
  • Jos aikaa riittää, pyydä oppilaita kiinnittämään pienempi ramppi takaisin paikalleen ja tekemään siitä pieni hyppyri.
  • Rampin alle voi tarvittaessa asettaa palikoita tueksi.
  • Kannusta oppilaita rakentamaan autonsa uudelleen niin, että niillä on turvallista ajaa hyppyristä ja jatkaa silti matkaa mahdollisimman pitkälle.

(Huomautus: Tämä vaatii lisäaikaa.)
Voit lisätä kielitaidon kehittymistä tukevan lisätehtävän. Pyydä oppilaita laatimaan raportti tai lyhyt video, jossa he kuvailevat erisuuruisten voimien vaikutuksia painovoiman avulla liikkuvan auton liikkeeseen.

CCSS.ELA-LITERACY.W.3.2