BricQ Motion Prime

Гимнаст

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

30-45 мин.
Начальный уровень
Классы 5–8
Hybrid
U3L2.Thumbnail.png

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.
U3L2.EngageThumbnail.png
  • 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. 
    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.
45400-assessment.png

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.