Akrobata

• Przejrzyj materiały dla uczniów online. Za pomocą projektora pokażesz je uczniom w czasie zajęć.
• Zalecamy zbudować model akrobaty przed zajęciami, żeby pokazać go w czasie lekcji uczniom, którzy mają trudności z budowaniem.
• Upewnij się, że pojęcia związane z tą lekcją (czyli trzy zasady dynamiki Newtona) zostały omówione podczas wcześniejszych zajęć.
• Weź pod uwagę umiejętności wszystkich swoich uczniów, a także środowisko, z jakiego się wywodzą. Dostosuj zajęcia tak, by były przystępne dla wszystkich. Podpowiedzi znajdziesz w sekcji Zróżnicowanie poniżej.

• Obejrzyjcie film dla uczniów (dostępny tutaj lub w materiałach dla uczniów online).

• Poprowadź krótką dyskusję o sile, która pomaga akrobacie huśtać się na drążku gimnastycznym.
• Możesz zadać na przykład takie pytania:
  • Jaka siła jest potrzebna, żeby wprawić akrobatę w ruch? (Akrobaci wykorzystują siłę swoich mięśni, pchając i ciągnąc, by wytworzyć pęd i pokonać siłę ciężkości, która ściąga ich w dół).
  • Dzięki czemu akrobata pozostaje w ruchu? (Pierwsza zasada dynamiki Newtona głosi, że poruszające się ciało będzie się poruszać, dopóki nie zadziała na nie zewnętrzna siła. Gdy mięśnie akrobaty przestaną go popychać, opór powietrza i tarcie między rękami a drążkiem sprawi w końcu, że akrobata zawiśnie bez ruchu u dołu drążka, ponieważ ściągnie go tam siła ciężkości).
• Powiedz uczniom, że będą budować samochód napędzany przez akrobatę.
• Rozdaj grupom zestawy.

• Uczniowie pracują w parach. Budują model „Akrobata”. Budują na zmianę: jedna osoba szuka klocków, a druga je składa. Po zakończeniu każdego kroku zamieniają się rolami.
• Budowanie tego modelu nie powinno zająć dłużej niż 15–20 minut. Po zakończeniu budowania uczniowie ustawiają modele na otwartej przestrzeni i testują je.
• Pomoc w budowaniu znajdziesz w sekcji Wskazówki poniżej.
• Następnie poproś uczniów o wykonanie trzech doświadczeń opisanych w materiałach dla uczniów.

Doświadczenie 1:

• Uczniowie zaznaczają linię taśmą malarską i puszczają akrobatę w ruch ze złożonymi dźwigniami zapadkowymi. Co się dzieje?

Doświadczenie 2:

• Następnie uczniowie wymyślają sposób, jak przesunąć samochód do przodu za pomocą dźwigni zapadkowych.
• Przekładają przednią dźwignię zapadkową w dół.
• Ustawiają modele na linii startowej, odchylają wahadło do tyłu o 90 stopni i puszczają.
• Za pomocą klocka LEGO^® zaznaczają odległość, jaką przejechał ich samochód. Zapisują ją też w swoich arkuszach (Wsparcie dla nauczyciela - Dodatkowe zasoby).
• Następnie uczniowie przewidują, jak daleko pojedzie samochód, jeśli odchylą wahadło tak daleko, jak się da (czyli o 160 stopni). Drugim klockiem zaznaczają przewidywaną odległość (p).
• Uczniowie sprawdzają, czy ich przewidywania były prawidłowe. Rzeczywistą odległość (a) zapisują w swoich arkuszach (Wsparcie dla nauczyciela - Dodatkowe zasoby).

Doświadczenie 3:

• Uczniowie składają obie dźwignie zapadkowe. Obserwują, co się stanie, gdy teraz puszczą wahadło, a z jednej strony przystawią do samochodu rękę.

• Zbierz uczniów i poproś, by opowiedzieli, co zaobserwowali w swoich grupach.  
• Możesz zadać na przykład takie pytania:
  • Dlaczego samochód poruszał się w tył i w przód, gdy obie dźwignie zapadkowe były złożone? (Samochód oscyluje między ruchem w przód i w tył, ponieważ siła wypadkowa wynosi zero).
  • Jakie siły działają na mechanizm? (Siła ciężkości ciągnie akrobatę w dół. Wahadło jest sztywno przymocowane do sworznia na górze mechanizmu, a koła i osie wytwarzają niewielkie tarcie, więc huśtanie się akrobaty powoduje małe przesunięcia samochodu w przód i w tył. Ruch do przodu jest mniej więcej równy ruchowi do tyłu, więc samochód tak naprawdę nigdzie nie pojedzie).
  • Jakie wzorce zaobserwowaliście w ruchu samochodu? (Samochód zwalnia pomiędzy wahnięciami akrobaty).
  • Dlaczego odległość przebyta przez samochód zmniejsza się z każdym wahnięciem? (Wahadło powoli traci pęd z powodu tarcia na kołach i osiach oraz oporu powietrza i w końcu zatrzyma się w najniższym punkcie).
  • Jaki wpływ na przebytą odległość miało większe wahnięcie? (Większe wahnięcie wygenerowało większy pęd, więc samochód pojechał dalej).
  • Co się stało, gdy puściliście akrobatę w ruch bez podnoszenia dźwigni zapadkowych i przystawiliście do samochodu z jednej strony rękę? (Występuje siła o takiej samej wartości i kierunku, ale przeciwnym zwrocie. Można poczuć ją jako nacisk na rękę).
  • Jeśli uczniowie nie potrafią odpowiedzieć, zadaj pytania pomocnicze:
    • Czy popchnęliście samochód ręką?
    • To dlaczego się poruszył?

• Jeśli masz na to czas, zachęć uczniów do poeksperymentowania z przemieszczaniem samochodu do tyłu.
• Daj uczniom czas na rozebranie modeli, posortowanie klocków i włożenie ich z powrotem do tacek, a także posprzątanie stanowisk pracy.

• Przekaż każdemu uczniowi opinię na temat jego pracy.
• Zachęcaj uczniów do samooceny.
• Aby uprościć ten proces, skorzystaj z podanych kryteriów oceny.

Lista kontrolna obserwacji 

• Oceń biegłość uczniów w opisywaniu, jak masa ciała i działające na nie siły wpływają na jego ruch.
• Przygotuj odpowiednią skalę, na przykład: 
  1. Wymaga pomocy
  2. Może pracować samodzielnie
  3. Może uczyć innych

Samoocena 

• Poproś uczniów o wybranie klocków, które ich zdaniem najlepiej reprezentują ich pracę: 
  • Zielony: Z niewielką pomocą potrafię opisać, jak masa ciała i działające na nie siły wpływają na jego ruch. 
  • Niebieski: Potrafię samodzielnie opisać, jak masa ciała i działające na nie siły wpływają na jego ruch.
  • Fioletowy: Potrafię opisać i wyjaśnić, jak masa ciała i działające na nie siły wpływają na jego ruch.

Opinie o pracy koleżanek i kolegów

• Zachęć uczniów do oceny pracy ich kolegów i koleżanek poprzez:
  • Wzajemną ocenę pracy za pomocą powyższej skali z klocków.
  • Prezentowanie swoich pomysłów i konstruktywną dyskusję o nich.

Wskazówki dotyczące modeli

• Uczniowie często popełniają błędy podczas budowania ramion akrobaty (zwykle budują je tyłem do przodu). W takim przypadku pokaż im gotowy model i wskaż różnice w konstrukcji.
• Przypomnij uczniom, że liczenie otworów w belkach i płytkach pomoże im prawidłowo umieszczać klocki.

Jeśli chcesz, aby lekcja była łatwiejsza:

• Omiń doświadczenie 2 z dźwigniami zapadkowymi.

Jeśli chcesz, aby lekcja była trudniejsza:

• Poproś uczniów, by samodzielnie wymyślili, jak przemieścić samochód do tyłu, a potem powtórz doświadczenie 2. (Uczniowie będą musieli złożyć przednią dźwignię zapadkową i opuścić tylną dźwignię na koło zębate).
• Poproś uczniów o przebudowanie modelu tak, by przemieszczał się na większą odległość przy tej samej masie wahadła.

(Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas).
Aby poszerzyć zajęcia o rozwój umiejętności matematycznych, poproś uczniów o odchylanie akrobaty pod pięcioma różnymi kątami z opuszczoną jedną z dźwigni zapadkowych. Uczniowie zapisują odległość, jaką za każdym razem przejechał samochód. Trudniejsze zadanie: poproś, by narysowali wykres przedstawiający na osiach x i y wysokość, z jakiej opadało wahadło, oraz odległość, jaką przejechał samochód. Poproś, by wyjaśnili, jak wygląda wykres i dlaczego.

II etap edukacyjny - Matematyka kl. VII-VIII pkt XIII.1

Z zasobów do nauczania hybrydowego pobierz scenariusz lekcji z wykorzystaniem zestawu do nauki indywidualnej.