Conjunto SPIKE™ Prime

Hora dos Saltos de Agachamento

Coloque em um gráfico a energia potencial na altura máxima de um salto.

30-45 min.
Avançado
6º ao 8º Ano do Ensino Fundamental
Squat Jumps - Lesson Header

Envolver

(Antes da aula, 20 min.)

  • Esta lição explora a energia potencial. A equação para energia potencial é Ep=mgh. O valor de "g" é conhecido, e "m" pode ser encontrado ou aproximado. A variável desconhecida nesta aula é a altura de um salto, que seus alunos medirão. Eles começarão usando o Sensor de Distância apontando para baixo para medir sua distância máxima do solo à medida que pulam (certifique-se de que estão em uma superfície plana). Mais tarde, eles explorarão outros métodos usando o Sensor de Aceleração do Hub.

Iniciar uma discussão

Comece uma discussão fazendo perguntas relacionadas à lição. Aqui estão algumas sugestões:

  • O que é energia potencial?
  • Quão alto você pode saltar?
  • Quanto de energia (potencial) é isso?

Faça com que seus alunos escrevam seus pensamentos como uma hipótese.

Explorar

(Na aula, 30 min.)

  • Peça aos seus alunos para construir um kettlebell que possa gravar dados relacionados ao salto. Eles podem criar seus próprios modelos, ou seguir as instruções de construção no aplicativo para construir o modelo do Kettlebell.
  • Peça aos seus alunos que experimentem seus modelos usando o programa sugerido.
  • Certifique-se de que eles saltem de forma muito controlada, apontando o kettlebell diretamente para uma superfície lisa (evite tapetes ou carpetes).

Explicar

(Na aula, 15 min.)

  • Deixe que seus alunos ajustem seus programas para melhorar o desempenho.
  • Encoraje-os a registrar o máximo de dados possível durante seus experimentos.
  • Faça-os exportar seus dados como um arquivo CSV, assim, eles podem manipulá-los em outros softwares, se desejarem.

Elaborar

(Depois da Aula, 25 min.)

  • Se seus alunos ainda tiverem acesso aos seus Conjuntos SPIKE Prime, peça que completem as tarefas no Aplicativo SPIKE, para elaborar com aprendizado prático, por exemplo:
    • Peça-lhes para saltar com mais massa (por exemplo, usando uma mochila) e, em seguida, descrever sua energia potencial ao saltar com uma mochila em comparação a um salto sem a mochila.
  • Se seus alunos não tiverem acesso aos seus conjuntos, faça-os preencher o Caderno de Alunos Inventores ou indicar uma das atividades de extensão sugeridas abaixo. A maioria das atividades de extensão pode ser feita usando os dados coletados durante a sessão prática
  • Facilite uma sessão de compartilhamento na qual seus alunos trocam informações. Isso pode ser feito usando qualquer método/ferramenta que seja mais eficiente (ou seja, presencial ou online).

Avaliar

  • Dê feedback sobre o desempenho de cada aluno.
  • Você pode utilizar a rubrica de avaliação fornecida para simplificar o processo.

Oportunidades de Avaliação

Lista de Observações do Professor
Estabeleça uma escala que atenda às suas necessidades, por exemplo:

  • Concluído parcialmente
  • Concluído completamente
  • Concluído além do esperado

Use os seguintes critérios de sucesso para avaliar o progresso dos seus alunos:

  • Os alunos podem programar um dispositivo para registrar dados em um gráfico de linha.
  • Os alunos podem interpretar os valores provenientes do gráfico de linha.
  • Os alunos podem explicar a energia potencial em suas próprias palavras, desenhando conexões precisas com massa e altura.

Autoavaliação
Solicite que cada aluno escolha a peça que achar que melhor representa seu desempenho.

  • Azul: Posso colocar dados num gráfico usando o programa fornecido no aplicativo.
  • Amarelo: Posso criar meu próprio gráfico de linha e explicar meus resultados.
  • Roxo: Criei novas experiências sozinho.

Avaliação dos Participantes

Incentive seus alunos a dar feedback aos outros ao:

  • Peça que um aluno classifique o desempenho de um colega usando a escala de peças coloridas acima.
  • Peça que eles apresentem feedback construtivo uns aos outros para que possam melhorar o desempenho de seu grupo durante a próxima aula. Esta é uma ótima oportunidade para usar ferramentas de videoconferência ou ferramentas de postagem em blogs em um cenário de ensino híbrido.
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Diferenciação

Simplifique esta aula:

  • Pedindo aos seus alunos que recriem o experimento usando apenas o Hub (e talvez o Sensor de Distância)
  • Certifique-se de que seus alunos ajustem o programa sugerido no aplicativo SPIKE para corresponder à configuração do modelo.
    • Os dados devem ser relevantes para os valores de aceleração do registro, desde que o Hub seja mantido perpendicularmente ao solo

Leve esta aula ao próximo nível:

  • Pedindo aos seus alunos que encontrem outras maneiras de determinar a altura de um salto:
    • Usando o sensor de aceleração do Hub
    • Usando um vídeo do seu pulo
    • Usando apenas o tempo
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Dicas

Dicas de Construção

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Dicas de Programação

Esta lição foi projetada para ser reproduzida enquanto o hub é conectado através de USB ou Bluetooth. Enquanto conectado, os dados coletados pelo Hub são transmitidos diretamente para o seu dispositivo e rastreados em tempo real no Gráfico de Linha.

Programa Principal

SPIKE Prime Science Time for Squat Jumps - STEP03 - en

Programa de Solução

SPIKE Time for Jump Squats - Solution - en

Dicas de dados científicos
Aqui está um exemplo dos dados que os alunos podem esperar deste experimento.

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Extensões

Extensão de Matemática

Para incorporar o desenvolvimento de habilidades matemáticas:

  • Em vez de registrar a distância entre o fundo da kettlebell e o chão direto com o sensor de distância, peça aos seus alunos que usem valores de aceleração para encontrar a altura do salto.
  • Faça com que seus alunos usem cada um desses métodos (desde medir a distância e calculá-la a partir de valores de aceleração) para encontrar a energia potencial, e então descrevam qual método eles acharam o mais difícil ou o mais eficiente, e por quê.

Observação: Isso exigirá tempo adicional.

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Extensão de Linguagem e Literatura

Para incorporar o desenvolvimento de habilidades de artes linguísticas:

  • Peça aos seus alunos que escrevam um artigo explicando o que acontece quando alguém salta. Faça com que eles pesquisem a força muscular e a biomecânica e, em seguida, comparem o desempenho do salto humano com o de vários animais.
  • Faça com que seus alunos investiguem um protótipo de robô que pode saltar, e então escrevam um artigo descrevendo como seus engenheiros tentaram replicar o impulso muscular.

Observação: Isso exigirá tempo adicional.

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Conexões com carreiras

Os alunos que gostaram dessa aula podem ter interesse em explorar estas carreiras:

  • Serviços Terapêuticos
  • Engenharia e Tecnologia

Suporte ao Professor

Os alunos vão:

  • Explorar maneiras de medir a altura de um salto
  • Usar esse valor para calcular a energia potencial

Conjunto SPIKE Prime LEGO® Education
Dispositivo com o aplicativo SPIKE LEGO Education instalado

BNCC
EM13MAT301
Resolver e elaborar problemas do cotidiano, da Matemática e de outras áreas do conhecimento, que envolvem equações lineares simultâneas, usando técnicas algébricas e gráficas, com ou sem apoio de tecnologias digitais.

BNCC
EM13MAT302
Construir modelos empregando as funções polinomiais de 1º ou 2º graus, para resolver problemas em contextos diversos, com ou sem apoio de tecnologias digitais.

BNCC
EM13MAT401
Converter representações algébricas de funções polinomiais de 1º grau em representações geométricas no plano cartesiano, distinguindo os casos nos quais o comportamento é proporcional, recorrendo ou não a softwares ou aplicativos de álgebra e geometria dinâmica.

BNCC
EM13MAT405
Utilizar conceitos iniciais de uma linguagem de programação na implementação de algoritmos escritos em linguagem corrente e/ou matemática.

BNCC
EM13MAT406
Construir e interpretar tabelas e gráficos de frequências com base em dados obtidos em pesquisas por amostras estatísticas, incluindo ou não o uso de softwares que inter-relacionem estatística, geometria e álgebra.

BNCC
EM13CNT101
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

BNCC
EM13LP12
Selecionar informações, dados e argumentos em fontes confiáveis, impressas e digitais, e utilizá-los de forma referenciada, para que o texto a ser produzido tenha um nível de aprofundamento adequado (para além do senso comum) e contemple a sustentação das posições defendidas.

BNCC
EM13LP30
Realizar pesquisas de diferentes tipos (bibliográfica, de campo, experimento científico, levantamento de dados etc.), usando fontes abertas e confiáveis, registrando o processo e comunicando os resultados, tendo em vista os objetivos pretendidos e demais elementos do contexto de produção, como forma de compreender como o conhecimento científico é produzido e apropriar-se dos procedimentos e dos gêneros textuais envolvidos na realização de pesquisas.

Material do aluno

Planilha do Aluno

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