Gara di auto a gravità

• Esamina il materiale online per gli alunni. Usa un proiettore per condividere questo materiale con i tuoi alunni durante la lezione.
• Questa lezione contiene concetti di fisica fondamentali quali quelli di forze bilanciate e sbilanciate, prova a definirli in modo semplice per gli alunni.
• 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 agiscono in una corsa go-kart o auto “soapbox” in discesa.
• Poni domande quali:
  • Cos'è una gara di auto “soapbox”? (È una gara in discesa tra auto prive di motore).
  • Ne ha mai vista una in TV?
  • Quale forza fa scivolare l'auto giù per la collina? (Gravità)
  • Quale forza fa rallentare l'auto? (Attrito)
  • Secondo te, quali fattori danno un vantaggio competitivo alle auto vincitrici?
• Spiega agli alunni che avranno il compito di costruire una rampa e un'auto a gravità e di eseguire esperimenti per individuare uno schema nel movimento dell'auto.

• Invita gli alunni a lavorare a coppie per costruire il modello Gara di auto a gravità. 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.

Esperimento 1:

• Chiedi agli alunni di posizionare il telaio dell'auto senza ruote sulla parte superiore della rampa, rilasciarlo e osservare cosa succede (potrebbe essere necessaria una piccola spinta).

Esperimento 2:

• Ora chiedi agli alunni di progettare e costruire un proprio modello di auto semplice.
• Informali che devono:
  • Includere un dispositivo di sicurezza che mantenga in posizione la minifigure del guidatore sul sedile scivoloso. Non puoi vincere la gara se il guidatore cade prima del traguardo.
  • Utilizzare un mattoncino per contrassegnare il punto in cui ritengono che l'auto si fermerà al termine della discesa dalla rampa, misurare la distanza prevista e annotarla sul foglio di lavoro per l'alunno.
  • Misurare la distanza effettiva percorsa e annotarla sul foglio di lavoro per l'alunno (Supporto per insegnante - Risorse aggiuntive).
• Incoraggiali a eseguire esperimenti con ruote di diverse dimensioni, mattoncini del peso e qualsiasi altra variabile per scoprire cosa consentirà alle loro auto di arrivare più lontano.

• Riunisci gli alunni affinché verifichino e discutano di ciò che hanno imparato.
• Poni domande quali:
  • Come ha fatto l'auto a muoversi lungo la rampa senza ruote? (È scivolata lungo la rampa a una velocità costante, controllata dall'attrito tra l'auto e la rampa stessa).
  • Quando l'auto si ferma improvvisamente, può accadere che il guidatore venga sbalzato fuori. Perché il conducente continua a muoversi anche se l'auto si è fermata? (Questa forza è chiamata "inerzia". Può essere spiegata con la prima legge della dinamica di Newton, secondo cui un oggetto in movimento rimane in movimento senza variazioni di direzione e velocità fino a quando su di esso non intervengono altre forze).
  • Quali differenze hai notato quando hai montato sull'auto delle ruote più grandi? (Meno attrito causato dalla resistenza al rotolamento, auto più pesante/massa maggiore).

• Lascia che gli alunni continuino a costruire e sperimentare per altri 5 minuti per scoprire quale auto arriva più lontano e perché.
• Se il tempo lo consente, incoraggiali a provare ad aggiungere il mattoncino del peso alle loro auto. Chiedi loro di prevedere il punto in cui l'auto si fermerà e di annotare previsioni e risultati sul foglio di lavoro per l'alunno.
• Concedi qualche minuto agli alunni per smontare i loro modelli, riporre in modo ordinato i mattoncini nei vassoi e sistemare le postazioni di lavoro.

• Nel corso della lezione poni domande del tipo "perché" e "come" per incoraggiare gli alunni a riflettere sui concetti con cui stanno lavorando.
• Poni domande guida per incoraggiarli a "pensare ad alta voce" e a spiegare il ragionamento seguito per decidere come risolvere i problemi che si sono presentati durante la costruzione.

Checklist di osservazione

• Valuta la competenza degli alunni nel descrivere gli effetti delle forze bilanciate e non bilanciate sul movimento di un'auto a gravità.
• 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: penso di poter capire gli effetti delle forze bilanciate e sbilanciate sul movimento dell'auto.
• Blu: sono in grado di capire gli effetti delle forze bilanciate e sbilanciate sul movimento dell'auto.
• Viola: sono in grado di dimostrare gli effetti delle forze bilanciate e sbilanciate sul movimento di un'auto a gravità.

Feedback tra compagni

• Chiedi agli alunni di discutere, nell'ambito dei singoli gruppi, le loro esperienze di lavoro di squadra.
• Incoraggiali a usare espressioni quali:
  • mi è piaciuto quando hai...
  • mi piacerebbe saperne di più su come hai...

Suggerimenti per il modello

• Sottolinea che le istruzioni di montaggio iniziano dalla costruzione della rampa con i mattoncini capovolti (pagine da 88 a 96).
• Al termine delle istruzioni di montaggio, le auto non avranno ruote. Gli alunni dovranno prima testare i modelli senza ruote per osservare gli effetti dell'attrito e, se la minifigure del guidatore cade dall'auto, anche dell'inerzia.
• Stringere con forza le ruote a un asse contro un telaio aumenterà l'attrito e rallenterà l'auto. Lasciare le ruote leggermente allentate le permetterà, invece, di arrivare molto più lontano.

Soluzione di esempio

Per semplificare la lezione:

• Invita gli alunni a iniziare con un'auto in grado di percorrere la maggiore distanza possibile senza la minifigure (incoraggiali a creare proposte semplici).

Per aumentare il livello di difficoltà:

• Chiedi agli alunni di rimuovere la piccola rampa alla base della rampa più grande per vedere cosa succede.
  • Se il tempo lo permette, invitali a riposizionare la rampa più piccola, sollevandola in modo da creare un piccolo salto.
  • Se necessario, possono collocare alcuni mattoncini sotto la rampa per sostenerla.
  • Incoraggiali a riprogettare le loro auto in modo che riescano a superare il salto senza problemi e arrivare comunque il più lontano possibile.

(Nota: richiede una maggiore quantità di tempo)
Per promuovere lo sviluppo delle capacità linguistiche, chiedi agli alunni di preparare un report o un breve video che descriva gli effetti delle forze bilanciate e sbilanciate sul movimento delle loro auto a gravità.

Riferimento alle Indicazioni nazionali per i piani di studio nella scuola primaria - 3°, 4° e 5° anno - Italiano - Comunicazione orale
Riferimento alle Indicazioni nazionali e ai nuovi scenari - Le lingue per la comunicazione e per la costruzione delle conoscenze