BricQ Motion Essential

Pesista

Analizza i movimenti dei pesisti mentre si allenano in palestra. In che modo il vantaggio meccanico può aiutarli a sollevare un peso maggiore?

30-45 min.
Avanzato
Dagli 8 agli 11 anni
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Preparazione

  • Esamina il materiale online per gli alunni. Usa un proiettore per condividere questo materiale con i tuoi alunni durante la lezione. Prendi in considerazione la possibilità di costruire in anticipo un modello Pesista da utilizzare durante la lezione per aiutare gli alunni in difficoltà.
  • Questa lezione contiene concetti fondamentali quali quelli di gravità, moltiplicazione e demoltiplicazione, 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.

Coinvolgimento

(tutta la classe, 5 minuti)

  • Guarda il video per gli alunni qui o accedi tramite il materiale per l'alunno online.
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  • Avvia un breve dibattito sulle forze che gli alunni hanno osservato in azione mentre guardavano il video sui diversi tipi di sollevamento pesi.
  • Poni domande quali:
    • Quali forze aiutano un pesista a sollevare i pesi? (I muscoli tirano per far muovere i nostri corpi e spingono o tirano per sollevare e abbassare i pesi),
    • Quale forza attira i pesi verso il basso? (Gravità)
    • Cos'è una puleggia e cos'è un paranco? Come possono aiutare un pesista ad allenarsi? (Le pulegge sono ruote su cui scorrono corde o cavi. Un paranco è un sistema formato da due o più pulegge collegate da una corda o un cavo, in grado di fornire un vantaggio meccanico per sollevare un peso).
  • Spiega agli alunni che avranno il compito di costruire un modello di pesista e di eseguire esperimenti per esaminare le forze bilanciate e non bilanciate.

Esplorazione

(piccoli gruppi, 25 minuti)

  • Chiedi agli alunni di lavorare a coppie per costruire il modello Pesista. Chiedi loro di alternarsi (mentre uno cerca i mattoncini, l'altro costruisce) e di scambiarsi i ruoli al termine di ogni passaggio.
  • I passaggi del montaggio dal 21 al 29 possono risultare difficili per gli alunni. In questi passaggi, inizieranno a integrare un maggior numero di elementi LEGO® Technic nella costruzione e dimostreranno le loro capacità di osservazione allo scopo di posizionare correttamente la corda. Utilizza il modello di riferimento costruito prima della lezione per aiutare gli alunni a individuare autonomamente eventuali errori di costruzione.
  • La sezione Suggerimenti riportata di seguito fornisce assistenza per il montaggio.

Esperimento 1:

  • Invita gli alunni a testare il modello sollevando il bilanciere con la puleggia in posizione 1, come indicato nelle istruzioni di montaggio.
  • Chiedi loro di annotare queste osservazioni sul foglio di lavoro per l'alunno. (Questo modello non possiede alcun vantaggio meccanico, poiché non genera un aumento o una riduzione della velocità o dello sforzo necessari, ma cambia solo la direzione del movimento).
    • Con questa configurazione, il modello non è "abbastanza forte" da sollevare il bilanciere con tutti e 4 i pesi (dischi). Può sollevarlo solo se si riduce il numero di dischi.
  • Chiedi agli alunni di rimuovere dal bilanciere un disco alla volta, ripetendo l'esperimento con meno dischi e di annotare ciò che accade.

Spiegazione

(tutta la classe, 10 minuti)

  • Riunisci gli alunni affinché condividano ciò che hanno imparato.
  • Chiedi: La forza che agiva sul pesista era bilanciata o sbilanciata? (La forza era bilanciata, perché il modello non si è mosso fino a quando non è stato spinto/tirato su e giù manualmente).

Esperimento 2:

  • Mostra agli alunni come modificare il modello con la puleggia in posizione 2.
  • Invitali a testare il modello in questa posizione e ad annotare le loro osservazioni sul foglio di lavoro per l'alunno.

Elaborazione

(tutta la classe, 5 minuti)

  • Riunisci gli alunni affinché verifichino e discutano i loro esperimenti.
  • Poni domande quali:
    • Che cosa hai notato riguardo al movimento del pesista quando hai cambiato la posizione della corda? (Era più facile spostare il peso, che si muoveva da solo e non arrivava così in alto).
    • Cosa ha consentito al pesista di sollevare i pesi? (Il peso [ovvero, la forza di gravità] attira verso il basso; i mattoncini del peso e le pulegge convertono quel movimento verso il basso in una spinta verso l'alto).
    • Perché la puleggia in posizione 2 genera risultati diversi dalla posizione 1? (La posizione 2 conferisce al modello un vantaggio meccanico di 2 a 1. Questo significa che il modello dimezza lo sforzo necessario per sollevare il carico, ma dimezza anche l'altezza a cui il carico viene sollevato. Per sollevare il carico fino alla stessa altezza della posizione 1, sarebbe necessario tirare due volte la lunghezza della corda).
  • Concedi qualche minuto agli alunni per smontare i loro modelli, riporre in modo ordinato i mattoncini nei vassoi e sistemare le postazioni di lavoro.

Valutazione

(per tutta la durata della lezione)

  • 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 le forze bilanciate e sbilanciate che agiscono nel modello.
  • 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 descrivere le forze bilanciate e sbilanciate.
    • Blu: sono in grado di descrivere le forze bilanciate e sbilanciate.
    • Viola: sono in grado di descrivere le forze bilanciate e sbilanciate e di aiutare gli altri a comprenderle.

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...
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Suggerimenti

Suggerimenti per il modello

  • Le pulegge possono essere impostate come segue:
    • Posizione 1
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  • Posizione 2
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Differenziazione

Per semplificare la lezione:

  • Chiedi agli alunni di provare il modello prima senza i "pesi", spingendo verso il basso sull'asse giallo con una mano e appoggiando l'altra sulla parte superiore dei mattoncini del peso.
  • Invitali a descrivere ciò che vedono e sentono mentre esercitano la spinta verso il basso sull'asse giallo.

Per aumentare il livello di difficoltà:

  • Chiedi agli alunni di utilizzare i mattoncini o gli altri dischi del set per aggiungere peso extra sia al bilanciere che ai pesi posteriori e a sfidarsi a vicenda a riequilibrare il modello.
  • Incoraggiali a utilizzare i mattoncini del set per decorare i modelli.

Estensioni

(Nota: richiede una maggiore quantità di tempo)
Per promuovere lo sviluppo delle capacità matematiche, configura il modello Pesista utilizzando la puleggia in posizione 1 con il modulo di peso sollevato più in alto possibile. Il modello rimarrà bilanciato. Chiedi agli alunni di calcolare quanti dischi sarebbe necessario rimuovere per permettere al pesista di salire e al peso di scendere (ovvero, una forza sbilanciata).

Questi sono i pesi delle singole parti del modello Pesista:

  • Modulo di peso 121 g
  • Pesista 40 g
  • Dischi 23 g (ciascuno)

L'allineamento delle pulegge e la forza di attrito esercitata su di esse avranno un leggero effetto sui pesi, provocando una variazione del peso di ognuno dei lati.

Riferimento alle Indicazioni nazionali per i piani di studio nella scuola primaria - 3°, 4° e 5° anno - Matematica - Il numero, Geometria, Misura, Introduzione al pensiero razionale
Riferimento alle Indicazioni nazionali e ai nuovi scenari - Il pensiero matematico

Supporto per insegnante

Gli alunni saranno in grado di:

  • Sperimentare e misurare gli effetti delle forze bilanciate e sbilanciate su un oggetto
  • Analizzare il vantaggio meccanico di un sistema di pulegge e paranchi
  • Set LEGO® Education BricQ Motion Essential (uno ogni due alunni)

3° anno
ITALIANO

• Interagire nello scambio comunicativo.

MATEMATICA
Il numero
• Esplorare, rappresentare e risolvere situazioni problematiche utilizzando la moltiplicazione e la divisione.
• Eseguire moltiplicazioni e divisioni tra numeri naturali con metodi, strumenti e tecniche diversi.
• Sviluppare il calcolo mentale.
• Verbalizzare le operazioni compiute e usare i simboli dell'aritmetica per rappresentarle.

Geometria
• Costruire mediante modelli materiali, disegnare, denominare e descrivere alcune fondamentali figure geometriche del piano e dello spazio.

Misura
• Effettuare misure dirette ed indirette di grandezze (lunghezze, tempi, …) ed esprimerle secondo unità di misure convenzionali.

Introduzione al pensiero razionale
Analizzare analogie e differenze in contesti diversi.

SCIENZE
• Caratteristiche proprie di un oggetto e delle parti che lo compongono.
• Confrontare oggetti mediante misura delle grandezze fondamentali.

TECNOLOGIA
• La costruzione di modelli.

4° e 5° anno
ITALIANO
• Relazionare oralmente su un argomento di studio.
• Partecipare a discussioni di gruppo.

MATEMATICA
Il numero
• Avviare procedure e strategie di calcolo mentale, utilizzando le proprietà delle operazioni.
• Consolidare le quattro operazioni e i relativi algoritmi di calcolo.

Misura
• Identificare vari e diversi attributi misurabili di oggetti.

Introduzione al pensiero razionale
• Lessico ed espressioni matematiche relative a numeri, figure, dati, relazioni, simboli, ecc.
• In contesti diversi individuare, descrivere e costruire relazioni significative: analogie, differenze, regolarità.
• Riflettere sul procedimento risolutivo seguito e confrontarlo con altre possibili soluzioni.

Dati e previsioni
• Consolidare le capacità di raccolta dei dati.

SCIENZE
• Misurare lunghezze, pesi, volumi di oggetti materiali, e correlare grandezze diverse.

TECNOLOGIA E INFORMATICA
• Progettare e costruire modelli.

Materiale per studenti

Foglio di lavoro per lo studente

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