Pista da sci

• Esamina il materiale online per gli alunni. Usa un proiettore per condividere questo materiale con i tuoi alunni durante la lezione.
• Verifica di aver già trattato la seconda legge della dinamica di Newton in una lezione precedente.
• Tieni in considerazione le capacità e il background di tutti i tuoi alunni. Differenzia la lezione per renderla accessibile a tutti. Nella sezione Differenziazione riportata di seguito potrai trovare utili suggerimenti.

• Guarda il video per gli alunni qui o accedi tramite il materiale per l'alunno online.

• Avvia un breve dibattito sulle forze che hanno effetti sul movimento di uno sciatore su una pista da sci.
• Poni domande quali:
  • Quali forze determinano il movimento di uno sciatore lungo un pendio? (Gravità)
  • Come influisce il peso sul movimento di uno sciatore? (Un peso maggiore genera più slancio).
• Spiega agli alunni che avranno il compito di costruire un modello di pista da sci da discesa libera.
• Distribuisci un set a ciascun gruppo.

• Invita gli alunni a lavorare a coppie per costruire il modello Pista da sci. Chiedi loro di alternarsi (mentre uno cerca i mattoncini, l'altro costruisce) e di scambiarsi i ruoli al termine di ogni passaggio.
• La sezione Suggerimenti riportata di seguito fornisce assistenza per il montaggio.
• Chiedi a tutti di interrompere la costruzione dopo 20 minuti. A questo punto, dovrebbero aver completato almeno la costruzione degli sciatori e della rampa con la scala per la misurazione degli angoli (fino al passaggio 25 a pagina 47). Se il tempo lo consente, possono aggiungere il sistema pneumatico in un secondo momento.

• Chiedi agli alunni di trovare una superficie liscia e uniforme lunga almeno 1 metro e di posizionare i loro modelli a una delle estremità.
• Spiega e dimostra come eseguire un test equo degli sciatori. Puoi definire questa attività come sistema di riferimento inerziale.
• Chiedi: questo esperimento sarebbe uguale se venisse svolto su un aereo che viaggia a 800 km/h? (Sì. Anche in questa classe abbiamo la sensazione di essere fermi, ma in realtà la terra sta ruotando a quasi 1600 km/h. Se il sistema inerziale di riferimento è questa stanza, allora il modello si muove lentamente. Se il sistema inerziale di riferimento è il sole, allora si muove velocissimo).

Esperimento 1:

• Chiedi agli alunni di impostare la pendenza della pista da sci su un angolo di 20 gradi e far scivolare gli sciatori verso il basso uno alla volta.
• Invitali a misurare la distanza percorsa da ogni sciatore e di annotarla nel foglio di lavoro per l'alunno o nel blocco note di scienze. L'ideale è eseguire tre o più discese per ogni sciatore e calcolare la distanza media di ciascuno di essi.

• Riunisci gli alunni affinché condividano ciò che hanno costruito.
• Poni domande quali:
  • Perché lo sciatore più pesante è arrivato più lontano? (Lo sciatore più pesante ha una massa maggiore e quindi più slancio; di conseguenza, continuerà a scivolare più a lungo).
  • Cosa accadrebbe se si togliessero gli sci allo sciatore più pesante?
  • Riunisci gli alunni intorno a uno dei modelli e dimostra che percorrerà una distanza più breve. (Rispetto agli sci con punta rettangolare netta, quelli curvi influiscono sulla distanza percorsa dallo sciatore perché riducono l'attrito mentre lo sciatore scivola fino al fondo della pista).

Esperimento 2:

• Ora chiedi agli alunni di impostare la pendenza della pista da sci su un angolo di 30 gradi e di prevedere il punto di arrivo di ogni sciatore. Per farlo, possono posizionare diversi mattoncini colorati accanto al metro.
• Invitali a far scivolare ogni sciatore lungo la rampa e a verificare se le loro previsioni erano corrette. Chiedi loro di calcolare una distanza media per ogni sciatore, come nell'esperimento precedente. Ricorda loro di annotare le distanze sul foglio di lavoro per l'alunno (Supporto per insegnante - Risorse aggiuntive) o nel blocco note di scienze.

• Riunisci gli alunni affinché verifichino e discutano i risultati dei loro esperimenti.
• Poni domande quali:
  • Quali schemi hai individuato nel movimento degli sciatori quando hai cambiato la pendenza della pista (maggiore è la pendenza della pista, maggiore è la distanza percorsa dagli sciatori).
  • Sei stato in grado di prevedere cosa sarebbe successo dopo?
• Se il tempo lo consente, incoraggia gli alunni a descrivere il fenomeno con parole proprie nel blocco note di scienze.
• Concedi qualche minuto agli alunni per smontare i loro modelli, riporre in modo ordinato i mattoncini nei vassoi e sistemare le postazioni di lavoro.

• Incoraggia gli alunni ad analizzare il movimento dei loro modelli mentre li costruiscono.
• Possono utilizzare la pompa pneumatica controllata dalla manovella per alzare e abbassare la rampa?
• Fornisci un riscontro su ciò che ogni alunno ha realizzato.
• Incoraggia l'autovalutazione.
• Per semplificare la procedura, puoi utilizzare le sezioni di valutazione fornite.

Checklist di osservazione

• Valuta la competenza degli alunni nel descrivere in che modo le forze più grandi causano cambiamenti più significativi nel movimento rispetto alle forze più piccole.
• Crea una scala adeguata alle tue esigenze. Ad esempio:
  1. Necessita di maggiore supporto.
  2. È in grado di lavorare in modo indipendente.
  3. È in grado di insegnare agli altri.

Auto-valutazione

• Invita ogni alunno a scegliere il mattoncino che ritiene rappresenti la qualità del suo lavoro.
  • Verde: con un po' di aiuto, sono in grado di descrivere come uno slancio maggiore provochi un cambiamento di movimento più significativo.
  • Blu: sono in grado di descrivere come uno slancio maggiore provochi un cambiamento di movimento più significativo.
  • Viola: sono in grado di descrivere come e perché uno slancio maggiore provochi un cambiamento di movimento più significativo.

Feedback tra compagni

• Incoraggia gli alunni a valutare i propri compagni:
  • Utilizzando la scala di mattoncini sopra indicata per una classificazione reciproca del lavoro svolto.
  • Presentando le proprie idee e fornendo un feedback costruttivo.

Suggerimenti per il modello

• Gli alunni dovranno contrassegnare una linea di partenza con una striscia di nastro adesivo. In alternativa, possono allineare i modelli lungo un segno sul tavolo o sul pavimento per garantire che la pista da sci mantenga la stessa posizione a ogni test.
• Per lanciare ogni sciatore, gli alunni devono posizionarlo in cima alla pista da sci e lasciarlo andare. Poiché i modelli sono di diverse lunghezze, chiedi agli alunni di misurare dalla cima del pendio al punto in cui ogni sciatore si ferma.

Per semplificare la lezione:

• Invita gli alunni ad analizzare il movimento di un solo sciatore dalle due diverse angolazioni.

Per aumentare il livello di difficoltà:

• Chiedi agli alunni di ripetere l'esperimento su una superficie diversa (ad esempio, con un grande foglio di carta di fronte alla pista da sci).
  • Per rendere la sfida più interessante, invitali a rimuovere gli sci dallo sciatore più pesante e a vedere cosa succede.
• Incoraggia gli alunni a costruire i propri sciatori, fare previsioni e testare i modelli per verificare se riescono ad andare ancora più lontano.

(Nota: richiede una maggiore quantità di tempo)
Per promuovere lo sviluppo delle capacità matematiche, chiedi agli alunni di calcolare e confrontare lo slancio di ogni sciatore:

• P (slancio), M (massa), V (velocità)
• P = M x V
  • (sciatore piccolo) P1 - 5g x ? m/s
  • (sciatore grande) P2 - 62g x ? m/s
• V = V (l'accelerazione dovuta alla gravità è la stessa per entrambi, con piccole differenze di attrito nello scivolamento, ma è possibile supporre che la velocità di ciascuno sia molto simile)
• P2 > P1

Riferimento alle Indicazioni nazionali per i piani di studio nella scuola secondaria di primo grado - 1°, 2° e 3° anno - Matematica - Geometria, Misura, Le relazioni, Dati e previsioni, Introduzione al pensiero razionale
Riferimento alle Indicazioni nazionali e ai nuovi scenari - Il pensiero matematico