Lekcja 3 z 7

BricQ Motion Prime

Stok narciarski

Czas ruszać na stoki! Czy uda Ci się opuścić oślą łączkę i poszusować po mistrzostwo w wyścigach narciarskich?

30–45 min

Poziom średniozaawansowany

Klasy 4–8

Przygotuj się

Przejrzyj materiały dla uczniów online. Za pomocą projektora pokażesz je uczniom w czasie zajęć.
Upewnij się, że druga zasada dynamiki Newtona została omówiona 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.

Włącz się

(Cała klasa, 5 minut)

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

Poprowadź krótką dyskusję na temat sił, jakie działają na narciarza na stoku narciarskim.
Możesz zadać na przykład takie pytania:
- Jakie siły sprawiają, że narciarz zjeżdża w dół? (Siła ciężkości).
- Jak waga narciarza wpływa na jego ruch? (Większa waga to większy pęd).
Powiedz uczniom, że będą budować model stoku narciarskiego.
Rozdaj grupom zestawy.

Wymyśl

(Małe grupy, 30 minut)

Uczniowie pracują w parach. Budują model „Stok narciarski”. Budują na zmianę: jedna osoba szuka klocków, a druga je składa. Po zakończeniu każdego kroku zamieniają się rolami.
Pomoc w budowaniu znajdziesz w sekcji Wskazówki poniżej.
Po 20 minutach poproś wszystkich, by przerwali budowanie. Do tego momentu uczniowie powinni zbudować przynajmniej narciarzy i rampę ze skalą do mierzenia kątów (do kroku 25 na stronie 47). Układ pneumatyczny mogą dodać później, jeśli będzie na to czas.

Uczniowie ustawiają modele na jednym końcu gładkiej powierzchni o długości co najmniej 1 metra.
Pokaż uczniom, jak sprawiedliwie przetestować narciarzy. Możesz opisać to jako inercjalny układ odniesienia.
Zapytaj: Czy doświadczenie przebiegałoby tak samo na pokładzie samolotu lecącego z prędkością 800 km/h? (Tak. Może wydawać się, że w klasie stoimy nieruchomo, ale tak naprawdę Ziemia obraca się z prędkością bliską 1600 km/h. Jeśli układem odniesienia jest pomieszczenie, model przesuwa się powoli. A jeśli jest nim Słońce, przesuwa się bardzo szybko).

Doświadczenie 1:

Uczniowie ustawiają kąt nachylenia stoku na 20 stopni i puszczają w dół narciarzy jednego po drugim.
Uczniowie mierzą odległość przebytą przez każdego narciarza i zaznaczają ją w swoich arkuszach lub zeszytach. Najlepiej puścić każdego narciarza co najmniej trzy razy i obliczyć średnią odległość, jaką przebył.

Wytłumacz

(Cała klasa, 5 minut)

Zbierz uczniów i poproś, by pokazali swoje modele.
Możesz zadać na przykład takie pytania:
Dlaczego cięższy narciarz zajechał najdalej? (Im większą masę ma narciarz, tym większy jest jego pęd i tym dłużej będzie się posuwał).
Co się stanie, gdy zdejmiemy narty z cięższego narciarza?
Zbierz uczniów przy jednym z modeli i pokaż im, że narciarz przejedzie krótszy dystans. (Zakrzywione narty zwiększają odległość przebytą przez narciarza, ponieważ zmniejszają tarcie podczas zjeżdżania w dół stoku lepiej niż ostry, prostokątny kant).

Doświadczenie 2:

Teraz uczniowie ustawiają kąt nachylenia stoku na 30 stopni i próbują przewidzieć, jak daleko pojedzie każdy z narciarzy. Mogą to zaznaczyć kolorowymi klockami obok miarki.
Uczniowie puszczają narciarzy w dół rampy i sprawdzają, czy ich przewidywania były prawidłowe. Tak jak poprzednio obliczają średnią odległość przebytą przez każdego z narciarzy. Przypomnij uczniom, żeby zapisywali te odległości w swoich arkuszach (Wsparcie dla nauczyciela - Dodatkowe zasoby) lub zeszytach.

Weryfikuj

(Cała klasa, 5 minut)

Zbierz uczniów i przedyskutujcie wyniki doświadczeń.
Możesz zadać na przykład takie pytania:
- Jakie zależności zauważyliście w ruchu narciarzy po zmianie wysokości stoku? (Im większy kąt nachylenia stoku, tym dalej jadą narciarze).
- Czy udało się Wam przewidzieć, co się stanie dalej?
Jeśli masz czas, zachęć uczniów do opisania tego zjawiska własnymi słowami w zeszytach.
Daj uczniom czas na rozebranie modeli, posortowanie klocków i włożenie ich z powrotem do tacek, a także posprzątanie stanowisk pracy.

Ocena

(W czasie trwania zajęć)

Zachęcaj uczniów do sprawdzania, jak poruszają się budowane przez nich modele.
Czy pompą pneumatyczną sterowaną za pomocą korbki można podnosić i opuszczać rampę?
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 faktu, że większe siły wywołują większe zmiany w ruchu niż mniejsze siły.
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 większy pęd wywołuje większe zmiany w ruchu.
- Niebieski: Potrafię samodzielnie opisać, jak większy pęd wywołuje większe zmiany w ruchu.
- Fioletowy: Potrafię wyjaśnić, jak i dlaczego większy pęd wywołuje większe zmiany w ruchu.

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

Wskazówki dotyczące modeli

Uczniowie powinni oznaczyć linię startu kawałkiem taśmy. Mogą też ustawić modele wzdłuż linii zaznaczonej na stole lub podłodze. Stok narciarski powinien znajdować się w tym samym miejscu podczas każdego testu.
Żeby narciarz zjechał w dół, uczniowie powinni ustawić go na szczycie stoku i puścić. Modele mają różne długości, więc odległość przejechaną przez narciarzy należy mierzyć od szczytu stoku.

Zróżnicowanie

Jeśli chcesz, aby lekcja była łatwiejsza:

Poproś uczniów o zbadanie ruchu tylko jednego narciarza przy dwóch różnych nachyleniach stoku.

Jeśli chcesz, aby lekcja była trudniejsza:

Poproś uczniów o przeprowadzenie kolejnego doświadczenia na innej powierzchni. Można na przykład położyć przed stokiem dużą kartkę papieru.
Dodatkowe utrudnienie: uczniowie zdejmują narty z cięższego narciarza i sprawdzają, co się stanie.
Zachęć uczniów do zbudowania własnych narciarzy oraz przewidywania i przetestowania ich skuteczności. Czy ich modele pojadą jeszcze dalej?

Rozszerzenia

(Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas).
Aby poszerzyć zajęcia o rozwój umiejętności matematycznych, poproś uczniów o obliczenie i porównanie pędu każdego z narciarzy:

p (pęd), m (masa), v (prędkość)
p = m × v
- Mały narciarz: p1 = 5 g × ? m/s
- Duży narciarz: p2 = 62 g × ? m/s
v = v (przyspieszenie wywołane siłą ciężkości jest takie samo w przypadku obu narciarzy, występują niewielkie różnice w sile tarcia; można jednak przyjąć, że prędkość obu narciarzy jest bardzo podobna)
p2 > p1

II etap edukacyjny - Matematyka kl. IV-VI pkt VI.2

Wsparcie dla nauczyciela

Uczniowie:

Dowiedzą się, jak siły zmieniają ruch narciarza na stokach o różnym nachyleniu.
Poznają zależność między masą ciała a jego ruchem po równi pochyłej.
Dowiedzą się, czym jest inercjalny układ odniesienia.

Zestaw LEGO^® Education BricQ Motion Prime (po jednym zestawie na dwoje uczniów)
Taśma malarska
Miarka (jedna na grupę)

Instrukcja budowania, strony 24–54 Arkusz dla ucznia Rubryka oceny

Fizyka
(Wymagania szczegółowe)

Uczeń:
I.2 wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;
I.3 rozróżnia pojęcia: obserwacja, pomiar, doświadczenie; przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia, korzystając z ich opisów;
I.4 opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów;
I.8 rozpoznaje zależność rosnącą bądź malejącą na podstawie danych z tabeli lub na podstawie wykresu; rozpoznaje proporcjonalność prostą na podstawie wykresu;
I.9 przestrzega zasad bezpieczeństwa podczas wykonywania obserwacji, pomiarów i doświadczeń.
II.1 opisuje i wskazuje przykłady względności ruchu;
II.2 wyróżnia pojęcia tor i droga;
II.4 posługuje się pojęciem prędkości do opisu ruchu prostoliniowego; oblicza jej wartość i przelicza jej jednostki; stosuje do obliczeń związek prędkości z drogą i czasem, w którym została przebyta;
II.10 stosuje pojęcie siły jako działania skierowanego (wektor); wskazuje wartość, kierunek i zwrot wektora siły; posługuje się jednostką siły;
II.11 rozpoznaje i nazywa siły, podaje ich przykłady w różnych sytuacjach praktycznych (siły: ciężkości, nacisku, sprężystości, oporów ruchu);
II.12 wyznacza i rysuje siłę wypadkową dla sił o jednakowych kierunkach; opisuje i rysuje siły, które się równoważą;
II.13 opisuje wzajemne oddziaływanie ciał posługując się trzecią zasadą dynamiki;
II.14 analizuje zachowanie się ciał na podstawie pierwszej zasady dynamiki;
II.15 posługuje się pojęciem masy jako miary bezwładności ciał; analizuje zachowanie się ciał na podstawie drugiej zasady dynamiki i stosuje do obliczeń związek między siłą i masą a przyspieszeniem;
II.17 posługuje się pojęciem siły ciężkości; stosuje do obliczeń związek między siłą, masą i przyspieszeniem grawitacyjnym;
II.18.1 doświadczalnie ilustruje: I zasadę dynamiki, II zasadę dynamiki, III zasadę dynamiki,
II.18.2 doświadczalnie wyznacza prędkość z pomiaru czasu i drogi z użyciem przyrządów analogowych lub cyfrowych bądź oprogramowania do pomiarów na obrazach wideo,

Matematyka
(Wymagania ogólne)

I.1 Wykonywanie nieskomplikowanych obliczeń w pamięci lub w działaniach trudniejszych pisemnie oraz wykorzystanie tych umiejętności w sytuacjach praktycznych.
II.1 Odczytywanie i interpretowanie danych przedstawionych w różnej formie oraz ich przetwarzanie.
II.2 Interpretowanie i tworzenie tekstów o charakterze matematycznym oraz graficzne przedstawianie danych.
II.3 Używanie języka matematycznego do opisu rozumowania i uzyskanych wyników.
IV.1 Przeprowadzanie prostego rozumowania, podawanie argumentów uzasadniających poprawność rozumowania, rozróżnianie dowodu od przykładu.
IV.2 Dostrzeganie regularności, podobieństw oraz analogii i formułowanie wniosków na ich podstawie.

Technika
(Wymagania ogólne)

I.10 Projektowanie i konstruowanie modeli urządzeń technicznych z wykorzystaniem zestawów poliwalentnych.
II.2 Planowanie i wykonywanie pracy o różnym stopniu trudności.
II.3 Posługiwanie się rysunkiem technicznym, czytanie instrukcji słownej i rysunkowej podczas planowania i wykonywania pracy wytwórczej.
II.8 Wyszukiwanie informacji na temat możliwości udoskonalenia działania realizowanego wytworu.
II.14 Samoocena realizacji zaplanowanego wytworu technicznego.
III.5 Utrzymywanie ładu na stanowisku pracy. Przestrzeganie zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.
V.2 Rozwijanie zainteresowań technicznych.
V.3 Przyjmowanie postawy twórczej, racjonalizatorskiej.

Język polski
(Wymagania ogólne)

II.4 Kształcenie umiejętności porozumiewania się (słuchania, czytania, mówienia i pisania) w różnych sytuacjach oficjalnych i nieoficjalnych, w tym także z osobami doświadczającymi trudności w komunikowaniu się.
II.5 Kształcenie umiejętności poprawnego mówienia oraz pisania zgodnego z zasadami ortofonii oraz pisowni polskiej.
III.2 Rozwijanie umiejętności wypowiadania się w określonych formach wypowiedzi ustnych i pisemnych.
IV.1 Rozwijanie szacunku dla wiedzy, wyrabianie pasji poznawania świata i zachęcanie do praktycznego zastosowania zdobytych wiadomości.
IV.2 Rozwijanie umiejętności samodzielnego docierania do informacji, dokonywania ich selekcji, syntezy oraz wartościowania.
IV.6 Rozwijanie umiejętności efektywnego posługiwania się technologią informacyjną w poszukiwaniu, porządkowaniu i wykorzystywaniu pozyskanych informacji.

Materiały dla uczniów

Arkusz dla ucznia

Download, view or share the student worksheet, either as an online HTML page or a printable PDF

Wyświetl online