Гимнаст

• 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.

• 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.

• 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.

• 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?

• 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.

• 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. 
  1. Учащийся нуждается в дополнительной поддержке.
  2. Ребёнок может работать самостоятельно.
  3. 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 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.

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.

(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

Загрузите план урока для Набора для индивидуального обучения в разделе, посвященном смешанному обучению.