Materia

*(UWAGA: ta lekcja zawiera część A i część B. Obie są ważne dla zrealizowania pełnego zakresu standardu kształcenia. Jeśli czas na lekcję jest ograniczony, przejrzyj obie części, aby wybrać elementy, które odpowiadają potrzebom uczniów).

Podczas tej lekcji uczniowie zbudują wentylator, inspirując się przykładowymi zdjęciami. Zachęć ich do zaprojektowania i zbudowania własnego modelu wentylatora.

• Podstawy naukowe – Materia:
  • Materia to substancje, z których zrobione są przedmioty.
  • Materia ma masę i zajmuje przestrzeń w postaci stałej, ciekłej lub gazowej.
• Przekaż podstawowe informacje – Materia: Korzystając ze swoich standardowych pomocy naukowych, podziel się z uczniami odpowiednimi informacjami, obrazkami i definicjami.
  • Wiatr porusza powietrzem. Powietrze, podobnie jak każda materia, składa się z cząsteczek fizycznych, które są zbyt małe, aby je zobaczyć. (pamiętaj, że uczniowie nie muszą wiedzieć, że jest coś takiego jak cząsteczki ani znać gazów, z których składa się powietrze).
  • Ważne słownictwo: materia, powietrze, cząsteczka
• Budowanie i programowanie: Zapoznaj się z sugestiami zawartymi w Planie modułu. W ramach tej lekcji warto również:
  • Poszerzyć wiedzę uczniów, korzystając z samouczka poświęconego silnikowi, dostępnego w menu Rozpocznij w aplikacji SPIKE.
  • Przejść do sekcji Bloki czujników i Bloki dźwięku w menu Pomoc > Bloki słów w aplikacji SPIKE, aby uzyskać więcej informacji.
• Materiały: Zrób wieże z papieru, wykonując następujące czynności: 1) Przetnij każdy arkusz papieru A4 wzdłuż na trzy części. 2) Oba dłuższe boki każdej powstałej w ten sposób jednej trzeciej arkusza zagnij, aby utworzyć podpory. 3) Sprawdź, czy papier stoi pionowo, gdy nie jest poruszany i przewraca się przy lekkim podmuchu powietrza (zob. szablon). Jeśli chcesz, poproś uczniów, aby podczas lekcji zrobili własne wieże z papieru.

CZĘŚĆ A (45 minut)

• Przedstaw głównych bohaterów historii i pierwsze zadanie: Maria zauważa, że kiedy otwiera okno, kartki na jej biurku zaczynają fruwać po pokoju. Jak to się dzieje?

• CHWILA NA ZASTANOWIENIE – poprowadź krótką dyskusję na temat lekcji

  • Co to jest powietrze? Czy to tylko pusta przestrzeń? (Nie, powietrze składa się z cząsteczek zbyt małych, aby je zobaczyć).
  • Jakie potraficie podać dowody z życia codziennego na to, że powietrze to nie tylko pusta przestrzeń? (Przykłady będą różne. Uczniowie mogą mówić o nadmuchiwaniu balonów lub opon, oddychaniu, odczuwaniu wiejącego wiatru, itp.)

• Rozdaj każdej grupie zestaw LEGO^® Education SPIKE^™ Essential i urządzenie.

• Podczas gdy uczniowie będą pracować, możesz pokazać im podane poniżej przykłady, żeby pomóc im w budowaniu i programowaniu. Wyjaśnij, że ilustracje przedstawiają przykładowy pomysł, a uczniowie powinni zaprojektować i zbudować własny model wentylatora.

• Poproś uczniów, aby:

  • Użyli modelu podstawowego i ZBUDOWALI wentylator, którego podmuch zwieje papierową wieżę.
  • ZAPROGRAMOWALI swój model tak, aby łopatki wentylatora obracały się od razu z prędkością 100%. Uczniowie mogą sprawdzić i zaobserwować wpływ działania wentylatora, umieszczając papierową wieżę 1) z przodu, 2) z boku lub 3) w różnych odległościach od wentylatora.
  • Sprawdzili, czy ich model potrafi przewrócić papierową wieżę.
  • W razie potrzeby przeprojektowali i ponownie przetestowali model.

• Zachęć uczniów, żeby zastanowili się, jak można wykorzystać klocki LEGO do zbudowania działających łopatek wentylatora, który zdmuchnie papierową wieżę.

• W połowie pracy poproś uczniów, aby wymienili się pomysłami, tak jak to zwykle robią podczas lekcji, a następnie aby zmodyfikowali swoje modele, inspirując się sugestiami innych.

Przykładowe pomysły

• Zbierz uczniów, aby mogli wymienić się spostrzeżeniami. 

• Niech każda grupa zademonstruje na swoim modelu i wyjaśni, w jaki sposób jej wentylator:

  • potrafi poruszyć cząsteczki powietrza.
  • może przewrócić papierową wieżę bez dotykania jej.

• Poproś uczniów, żeby opowiedzieli, jak zmodyfikowali swój model, aby go ulepszyć.

• Jeśli chcesz przejść do części B – Wytłumacz, poproś uczniów, aby nie rozkładali swoich modeli lub przewidź czas na ich ponowne zbudowanie.

CZĘŚĆ B (45 minut)

• Powtórz kroki z części A – Wyjaśnienie, żeby dodatkowe grupy mogły pokazać i wyjaśnić, czego się nauczyły.

• (5 min) Przekaż uczniom dodatkowe informacje, aby ułatwić im dalszą pracę nad tematem: Z kartonu lub innych materiałów można wykonać skuteczniejsze łopatki wentylatora niż z klocków LEGO, bo mogą one wprawiać w ruch większe ilości powietrza.

• (20 min) Poproś uczniów, by przebudowali i przetestowali modele, aby ukończyć kolejne zadanie w aplikacji: Użyjcie kartonu lub innych materiałów, aby zaprojektować lepsze łopatki wentylatora. Ponownie przetestujcie swój wentylator. Co się stało?

• (5 min) Poproś uczniów, żeby powiedzieli, jakie wiadomości, pomysły lub umiejętności:
  • pomogły im ukończyć zadanie lub czego nauczyli się podczas budowania.
• Poproś uczniów, żeby sprzątnęli zestawy i uporządkowali miejsca pracy.

• Zadawaj pytania naprowadzające, aby skłonić uczniów do myślenia i podejmowania decyzji podczas wymyślania, budowania i programowania.

Obserwacje – lista kontrolna

• Przejrzyj ponownie cele szczegółowe lekcji (sekcja Wsparcie dla nauczyciela).
• Korzystając z listy kontrolnej, odnotuj postępy uczniów:
  • Ich wentylator potrafi zdmuchnąć papierową wieżę stojącą w niewielkiej odległości.
  • Uczniowie potrafią wyjaśnić, że cząsteczki powietrza porywane przez wentylator przewróciły papier, mimo że te cząsteczki są zbyt małe, aby je zobaczyć.

Samoocena

Poproś uczniów o wybranie klocka, który ich zdaniem najlepiej pokazuje, jak im poszło.

• Niebieski klocek: wydaje mi się, że potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami.
• Żółty klocek: potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami.
• Zielony klocek: potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami, a do tego potrafię pomóc koledze lub koleżance.

Wrażenia ze wspólnej pracy

Niech uczniowie w swoich małych grupach porozmawiają na temat tego, jak układała się ich wspólna praca.
Zachęcaj ich do używania na przykład takich wyrażeń:

• Podobało mi się, kiedy ty…
• Opowiedz coś więcej o tym, kiedy ty…

Jeśli chcesz, żeby lekcja była łatwiejsza:

• Zakończ lekcję po pierwszym zadaniu: Zbudujcie model wentylatora, który będzie pokazywał, że cząsteczki powietrza mogą przewrócić papierową wieżę. Zadawaj uczniom pytania, na które mogą odpowiedzieć „tak” lub „nie”, aby uzyskać wyjaśnienie.
  Jeśli chcesz, żeby lekcja była trudniejsza:
• Poproś uczniów, aby zbadali i porównali, co zmieni się, kiedy zastosują różne prędkości silnika, np. domyślną prędkość 75% w porównaniu z maksymalną 100%. Poproś ich, aby narysowali i oznaczyli wykres wyjaśniający, jak ta zmiana wpływa na cząsteczki powietrza i innych rodzajów materii.

• Przekaż uczniom materiały edukacyjne na temat skali Beauforta, która służy do pomiaru siły wiatru. Poproś uczniów, aby przygotowali artykuł lub reklamę skali Beauforta, wyjaśniającą, dlaczego warto mieć skalę do pomiaru siły wiatru, zamiast polegać na subiektywnych wrażeniach ludzi.

Jeśli wykorzystasz to dodatkowe ćwiczenie, czas zajęć przekroczy przewidziane 45 minut.