Gravità

(NOTA: questa lezione contiene una Parte A e una Parte B. Entrambi le parti sono importanti per accedere all’apprendimento completo dello standard. Se il tempo è limitato, rivedi entrambe le parti per selezionare gli elementi che soddisfano le esigenze dei tuoi alunni.)

In questa lezione, gli alunni costruiranno un uccello in equilibrio, usando le immagini esemplificative per ispirazione. Incoraggiali a progettare e costruire la loro idea di un uccello in equilibrio.

• Background scientifico – Gravità:
  • Il baricentro di un oggetto è il punto in cui tutta la massa dell’oggetto è concentrata. Se il baricentro è basso, l’oggetto sarà più stabile.
  • Man mano che gli alunni inclinano il loro modello, il baricentro si sposterà verso l’alto e il modello diventerà meno stabile.
  • La forza di gravità attira l’uccello sempre verso il basso perché il suo baricentro venga a trovarsi nel punto più basso possibile.
  • Non importa come sia inclinato l’uccello, la forza gravitazionale che agisce su di esso lo tirerà verso il centro della Terra.
• Costruire le conoscenze di base – Gravità: Utilizzando i materiali scientifici di base e il background fornito, condividi informazioni, immagini e definizioni.
  • Le forze sono meccanismi di spinta o trazione che agiscono in una direzione specifica.
  • La gravità è una forza esercitata dalla Terra, che attira gli oggetti verso il centro del pianeta.
  • Un’argomentazione supporta un’affermazione circa eventi che accadono in natura (ad esempio, la forza gravitazionale esercitata dalla Terra sugli oggetti è sempre verso il basso). Dovrebbe includere prove come motivazioni, dati come fatti e/o un modello che dimostri le osservazioni.
  • Terminologia chiave: forza, gravità
• Esperienza di costruzione e programmazione: Esamina i suggerimenti contenuti nel Piano dell’unità. Per questa lezione, potresti anche
  • Rinforzare i concetti con il tutorial del Sensore giroscopico nel menu Inizia dell’app SPIKE.
  • Utilizza le sezioni Blocchi eventi e Blocchi suono del menu Aiuto>Blocchi parole nell’app SPIKE per fornire ulteriore supporto. Vedere Blocco sensore>È inclinato? per indicazioni su questo sensore, che richiede che l’Hub sia in piano quando il modello base è a riposo.
  • Usa la lezione Parco giochi high-tech per fare esperienza con il Blocco evento.

PARTE A (45 minuti)

• Presenta i personaggi principali della storia e la prima sfida: Aiuta Daniel a costruire un modello di uccello in equilibrio.

• PENSA – facilita una breve discussione sull’argomento o sugli argomenti della lezione:

  • Cosa succede quando si solleva un oggetto in aria e lo si fa cadere? Perché? (L’oggetto cade a terra perché la forza di gravità lo attira verso il basso.)
  • Cosa succede quando tiri indietro un’altalena o un pendolo e lasci andare? Perché? (L’altalena ritorna nella sua posizione di riposo più bassa perché la forza di gravità la tira verso il basso.)

• Distribuisci un set e un dispositivo SPIKE^™ Essential a ciascun gruppo.

• Mentre gli alunni lavorano, potresti condividere gli esempi seguenti come supporto per la costruzione o la programmazione. Spiega che le immagini mostrano un’idea e che gli alunni devono progettare e costruire la loro idea di un uccello in equilibrio.

• Gli alunni devono:

  • Usare il modello di base per COSTRUIRE un modello di uccello in equilibrio per Daniel, dimostrando che la forza di gravità manterrà l’uccello nella sua posizione verticale originale quando viene inclinato.
  • Usare il Sensore giroscopico integrato con Blocchi eventi e suono per PROGRAMMARE il loro modello in modo emetta cinguettii diversi quando è inclinato verso destra o sinistra e quando si trova in posizione verticale.

• Facilita il brainstorming su come utilizzare gli elementi LEGO per creare un modello di uccello che ritorna nella sua posizione verticale originale quando viene inclinato. Se necessario, devono dimostrare come l’Hub del modello base sia appeso a un punto di rotazione (ad esempio, un connettore o un asse), consentendogli di muoversi e tornare nella posizione verticale originale quando viene inclinato e rilasciato. Gli alunni possono variare il modello di base purché l’Hub sia appeso a un singolo punto di rotazione.

• A circa metà del tempo di lavoro, chiedi agli alunni di scambiarsi idee utilizzando una routine familiare in classe e poi di aggiornare i loro modelli con le idee scaturite dalla condivisione.

Idee esemplificative

• Riunisci gli alunni per la condivisione. 

• Chiedi a ciascun gruppo di usare il proprio modello per dimostrare e spiegare:

  • La direzione della forza gravitazionale sul loro uccello (“verso terra”)
  • Come la gravità riporta il loro modello nella sua posizione originale quando viene inclinato.
  • Come il loro programma utilizza i suoni per mostrare le varie posizioni dell’uccello.

• Se desideri continuare con la Parte B – Spiega, chiedi agli alunni di non smontare i loro modelli oppure concedi loro del tempo per ricostruirli.

PARTE B (45 minuti)

• Ripeti i passaggi della Parte A – Spiega perché altri gruppi dimostrino e spieghino il loro apprendimento.

• (5 min.) Condividi e consolida le conoscenze di base per aiutare gli alunni a Elaborare.
• Chiedi agli alunni di ruotare il loro modello di uccello di 160 gradi (quasi a testa in giù) e di lasciarlo andare.
• Se necessario, ribadisci ciò che scopriranno:
  • L’Hub deve trovarsi al di sopra del punto di rotazione affinché il modello di uccello funzioni, in quanto ritornerà naturalmente nella sua posizione più stabile, ovvero al di sotto del punto di rotazione. Il peso elevato al di sopra del punto di rotazione non è stabile in quanto la forza di gravità cerca di tirare l’Hub verso il basso.
• (10 min.) Chiedi agli alunni di ripetere e testare i modelli creati per completare la sfida successiva nell’app:
  • Costruire un modello di uccello in equilibrio che non includa l’Hub, ma che riesca a rimanere in posizione verticale, anche quando è inclinato. (Suggerimento: la parte del modello di uccello che si trova sotto il punto di rotazione deve pesare di più della parte che si trova al di sopra.)
  • La parte inferiore dell’uccello è più pesante di quella superiore: spiega perché questo concetto sia vero in termini di forze gravitazionali. (Se la parte superiore dell’uccello fosse più pesante della parte inferiore, la forza di gravità tirerebbe verso il basso la parte superiore più pesante, capovolgendo l’uccello.)
• (15 min.) Invita gli alunni a condividere conoscenze, idee o abilità che:
  • Li hanno aiutati a completare la sfida.
  • Hanno appreso mentre costruivano.
• Chiedi agli alunni di rimuovere i set e sgomberare le aree di lavoro.

• Poni domande guida per sollecitare i pensieri e le decisioni degli alunni durante l’ideazione, la costruzione e la programmazione.

Checklist di osservazione

• Rivedi gli obiettivi di apprendimento (riquadro Supporto per l’insegnante).

• Supportano la tesi che la forza gravitazionale esercitata dalla Terra sugli oggetti è sempre verso il basso.

• Usa la checklist per osservare i progressi degli alunni:

  • Il loro modello include un uccello auto-compensante (che ritorna da solo nella posizione originale).
  • Parte A: la loro spiegazione dimostra che la forza gravitazionale sul modello agisce verso il basso. L’hub pesante viene attirato verso il basso dalla gravità, lasciando le parti più leggere dell’uccello in cima.
  • Parte B: la loro spiegazione dimostra che la metà inferiore del nuovo uccello deve essere più pesante della metà superiore affinché l’uccello rimanga in posizione verticale. L’uccello in Elaborazione differisce dall’uccello in Spiega in modo significativo: non ha l’hub pesante al di sotto del punto di rotazione per tenerlo in posizione verticale.

Auto-valutazione

Invita ogni alunno a scegliere il mattoncino che ritiene rappresenti meglio il suo lavoro.

• Mattoncino blu: ritengo di essere in grado di seguire le istruzioni per creare un programma.
• Mattoncino giallo: sono in grado di seguire le istruzioni per creare un programma.
• Mattoncino verde: sono in grado di seguire le istruzioni per creare un programma e posso anche aiutare un amico a farlo.

Feedback tra compagni

Chiedi agli alunni di discutere, nell’ambito dei loro piccoli 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...

Per semplificare la lezione:

• Sospendi l’attività dopo la prima sfida: costruisci un modello di uccello in equilibrio che includa l’Hub nella metà inferiore. Poni agli alunni domande sì/no e ascolta la loro spiegazione.

Per aumentare il livello di difficoltà:

• Estensione della Parte A – sfida Esplorazione: Chiedi agli alunni di costruire e programmare un animale diverso (non un uccello), includendo l’Hub usato nella Parte A, in modo che si auto-compensi (si raddrizzi da solo) quando viene inclinato. Alcuni esempi: scoiattoli o scimmie.

• Distribuisci materiale didattico sui modi in cui vari oggetti, come auto da corsa e tazze per bebè, sono progettati per prevenire il ribaltamento. Chiedi agli alunni di esplorare un esempio e quindi di condividerlo per iscritto, per es. creando il testo di un video pubblicitario di un prodotto.

Se facilitata, questa lezione durerà più a lungo dei 45 minuti standard.