Гимнаст
Что может быть круче гимнастических упражнений на перекладине? Гимнастические упражнения на перекладине, установленной на машине! Давайте сделаем машину на «гимнастическом» двигателе.

Подготовка
- Ознакомьтесь с учебными онлайн-материалами. Используйте проектор, чтобы продемонстрировать учащимся эти материалы.
- Рассмотрите возможность собрать эту модель заранее, чтобы использовать её для помощи ученикам, испытывающим сложности со сборкой.
- Перед началом урока обязательно изучите с детьми все необходимые понятия (такие как три закона Ньютона).
- Оцените способности и подготовку всех учащихся. Адаптируйте задания, чтобы сделать их интересными для всех. В разделе Индивидуальный подход ниже собраны советы и рекомендации по адаптации материала.
Обсуждение
(весь класс, 5 минут)
- Посмотрите учебное видео здесь или получите к нему доступ через учебные онлайн-материалы.

- Коротко обсудите, какая сила помогает гимнасту раскачиваться на горизонтальной перекладине.
- Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
- Какая сила помогает гимнасту раскачиваться? (Гимнасты, мышцы которых работают на сжатие и растяжение, создают таким образом импульс и преодолевают силу тяжести, которая тянет их вниз.)
- Что заставляет гимнаста двигаться? (Первый закон Ньютона гласит, что, если на тело не действуют силы или их действие скомпенсировано, данное тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Когда гимнаст прекращает прилагать мышечные усилия, сопротивление воздуха и трение между его ладонями и перекладиной в итоге заставляют его остановиться внизу, потому что на него воздействует сила тяжести.)
- Расскажите учащимся, что они будут собирать машину, движущей силой которой станет гимнаст.
- Раздайте наборы: по одному для каждой группы.
Исследование
(небольшие группы, 30 минут)
- Разбейте учеников на пары для сборки модели «Гимнаст». Пока один учащийся подбирает нужные элементы, второй выполняет сборку. После каждого этапа работы они меняются ролями.
- Сборка этой модели занимает всего 15–20 минут. Когда сборка будет завершена, предложите учащимся испытать свои модели.
- Ниже приведены полезные Советы, если в процессе сборки кому-то понадобится помощь.
- Затем попросите их провести три вида испытаний, описанных в учебных материалах.
Испытание 1:
- Пусть дети отметят линию полосой малярного скотча, а затем запустят качели с гимнастом со сложенными храповыми рычагами и понаблюдают за тем, что произойдёт.
Испытание 2:
- В ходе этого испытания детям нужно будет изучить, как приводить в движение маятниковую машинку, используя храповые рычаги.
- Попросите учащихся откинуть передний храповой рычаг на своих машинах.
- Затем они должны разместить свои модели на стартовой линии, перевести маятник назад на 90 градусов и отпустить его.
- Посоветуйте им использовать® кубик LEGO, чтобы отметить пройденное расстояние, которое необходимо измерить и занести в рабочий лист.
- Теперь им нужно спрогнозировать, насколько далеко уедет машина, если максимально поднять маятник (т. е. на угол около 160 градусов). Попросите учащихся отметить прогнозируемое расстояние (П) ещё одним кубиком.
- Попросите учащихся провести испытание, которое подтвердит или опровергнет их прогноз, и записать фактическое пройденное расстояние (Ф) в рабочий лист.
Испытание 3:
- Попросите учащихся сложить оба храповых рычага. Объясните, что теперь они будут наблюдать, что произойдёт, когда они заставят гимнаста раскачиваться, при этом касаясь машины рукой.
Объяснение
(весь класс, 5 минут)
- Соберите учащихся вместе, чтобы группы могли обменяться своими наблюдениями.
- Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
- Почему машина двигалась вперёд и назад при сложенных храповых рычагах? (Она колебалась вперёд-назад из-за того, что суммарная сила оказалась равна нулю.)
- Какие силы здесь задействованы? (Сила тяжести тянет гимнаста вниз; импульс перекладины жестко связан с осью вращения наверху. Кроме того, небольшое трение на колёсах/оси заставляет машину двигаться вперёд и назад, когда гимнаст раскачивается. Расстояние, пройденное при движении вперёд, более или менее равно расстоянию при движении назад, поэтому на самом деле машина никуда не едет.)
- Какую закономерность в движении машины вы заметили? (Машина замедляется между раскачиваниями гимнаста.)
- Почему после каждого раскачивания пройденное расстояние уменьшается? (Маятник медленно теряет импульс из-за трения на колёсах и осях, а также сопротивления воздуха, поэтому машина остановится вместе с маятником, когда он будет в самой низкой точке.)
- Если маятник будет качаться сильнее, как это повлияет на пройденное расстояние? (Более сильное раскачивание маятника будет создавать больший импульс, благодаря которому машина проедет дальше.)
- Расскажите, что произошло, когда вы заставили гимнаста раскачиваться, при этом касаясь машины (со сложенными храповыми рычагами) рукой? (Возникла равнодействующая разнонаправленная сила, которую вы можете почувствовать, когда машинка отталкивается от вашей руки.)
- Если дети затрудняются с ответом, задайте им наводящие вопросы.
- Вы толкали свою машину?
- Почему она двигалась?
Дополнение
(весь класс, 5 минут)
- Если позволяет время, предложите учащимся подумать, как сделать так, чтобы машина ехала назад.
- Оставьте немного времени, чтобы ученики успели разобрать свои модели, рассортировать кубики, сложить их обратно в лотки и убрать свои рабочие места.
Оценка
(в течение всего урока)
- Дайте оценку работе каждого учащегося.
- Предложите учащимся самостоятельно оценить свою работу.
- Для упрощения этой задачи см. раздел «Оценки».
Лист наблюдений педагога
- Оцените умение ваших учеников описывать влияние массы объекта и действующих на него сил на его движение.
- Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие поставленным задачам.
- Учащийся нуждается в дополнительной поддержке.
- Ребёнок может работать самостоятельно.
- Учащийся может чему-то научить других детей.
Самостоятельная оценка
- Попросите каждого ребёнка выбрать кубик, который, по его мнению, наилучшим образом соответствует качеству его работы на занятии.
- Зелёный: С некоторой помощью я могу описать, как сила и масса могут изменить движение объекта.
- Синий: Я уверен, что могу описать, как сила и масса могут изменить движение объекта.
- Фиолетовый: Я могу описать и объяснить, как сила и масса могут изменить движение объекта.
Взаимная оценка
- Предложите своим ученикам дать оценку работы друг друга.
- Пусть дети оценят работу друг друга, используя шкалу цветных кубиков, приведенную выше.
- Пусть ученики прокомментируют изложенные другими идеи и предоставят друг другу конструктивную обратную связь.

Советы
СОВЕТЫ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ МОДЕЛЕЙ
- Дети зачастую совершают ошибки при сборке рук гимнаста (прикрепляют их задом наперёд). Если это произойдёт, покажите им готовую модель и укажите на различия.
- Напомните учащимся, что подсчёт отверстий в балке и пластине поможет им правильно разместить кубики.
Индивидуальный подход
Способы упростить задание
- Пусть ученики проведут только испытания 1 и 3, минуя испытание с храповыми рычагами.
Способы сделать задание ещё интереснее
- После того как ученики выяснят, как заставить машину двигаться назад, попросите их повторить испытание 2. (Им необходимо сложить передний храповой рычаг и опустить задний на шестерёнку.)
- Дайте им задание перестроить модель так, чтобы она ехала ещё дальше с кубиками, масса которых равна массе маятника.
Дополнительно
(Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.)
Для развития математических навыков попросите учащихся провести следующее испытание: запускать гимнаста под пятью разными углами с одним откинутым храповым рычагом. Попросите их записать расстояние, пройденное машиной при запуске с каждого угла. В качестве дополнительного задания попросите их построить график зависимости пройденного машиной расстояния от высоты падения маятника. Попросите их объяснить, почему их график выглядит именно так.
ФГОС ООО 11.3 - Овладение простейшими способами представления и анализа статистических данных
Смешанное обучение 1 : 1
Загрузите план урока для Набора для индивидуального обучения в разделе, посвященном смешанному обучению.
В помощь преподавателю
Учащиеся смогут:
- изучить движения «гимнаста» (т. е. маятника) на колёсах и объяснить, как он демонстрирует три закона Ньютона;
- предсказать, как силы, действующие на объект, могут изменить характер его движения.
- Набор BricQ Motion Prime LEGO® Education (по одному набору для каждой пары учащихся)
- Малярный скотч
- Измерительная линейка длиной 1 метр (по одной на группу)
По ФГОС основного общего образования.
Личностные результаты:
• формирование ответственного отношения к обучению
• формирование способности к саморазвитию и самообразованию
• формирование коммуникативных навыков в общении и сотрудничестве
Метапредметные результаты:
• формирование умений работать самостоятельно и в группе
• формирование умения самостоятельно определять цели и задачи своего обучения
• отработка умений оценивать правильность выполнения учебной задачи
Математика и информатика:
• овладение простейшими способами представления и анализа статистических данных
Естественнонаучные дисциплины:
• овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты
Физика:
• приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, понимание неизбежности погрешностей любых измерений
Технология:
• активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов
• совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности
• овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления
Физическая культура:
• понимание роли и значения физической культуры в формировании личностных качеств, в активном включении в здоровый образ жизни, укреплении и сохранении индивидуального здоровья
Учебные материалы
Рабочий лист ученика
Загрузите и просмотрите эти материалы или разошлите их учащимся в формате HTML-страницы или документа PDF, который можно распечатать.