BricQ Motion Prime

Сухопутный корабль

Может ли парусный корабль идти навстречу ветру? Исследуйте, как невидимые силы могут изменить движение объекта и как эта сила действует на расстоянии.

30-45 мин.
Средний уровень
Классы 5–8
U3L5.Thumbnail.png

Подготовка

  • Ознакомьтесь с учебными онлайн-материалами для учащихся. Используйте проектор, чтобы продемонстрировать учащимся эти материалы.
  • Перед началом урока обязательно изучите с детьми 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.
  • Установите вентиляторы на полу, оставив по крайней мере 3 метра перед каждым из них для перемещения парусников. Исходное положение перед каждым вентилятором отметьте малярным скотчем (перпендикулярно вентилятору).

Обсуждение

(весь класс, 5 минут)

  • Посмотрите обучающее видео, представленное здесь или в разделе учебных онлайн-материалов для учащихся.
U3L5.EngageThumbnail.png
  • Коротко обсудите, какая сила приводит в движение сухопутный парусник.
  • Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
    • Какие силы вы увидели в действии на видео о паруснике? (Толчок/тяга)
    • Какая сила приводила парусник в движение? (Толкающее усилие ветра.)
  • В каких ситуациях движение на паруснике невозможно? (Если ветер дует прямо на парусник, он не сможет двигаться против ветра.)
  • Расскажите учащимся, что они будут строить сухопутный буер и изучать, как ветер может изменить характер его движения.

Исследование

(небольшие группы, 30 минут)

  • Разбейте учеников на пары для сборки модели «Сухопутный буер». Пока один учащийся подбирает нужные элементы, второй выполняет сборку. После каждого этапа работы они меняются ролями.
  • Ниже приведены полезные Советы, если в процессе сборки кому-то понадобится помощь.
  • Предложите им перейти к разделу в учебном материале, где описаны три вида испытаний, и раздайте рабочие листы ученика.

Испытание 1: По ветру

  • Попросите учащихся разместить свои буеры вдоль линии старта, задней частью к вентилятору.
  • Попросите их включить вентиляторы и наблюдать за движением своих буеров по ветру (от вентиляторов). Для оптимизации движения угол паруса можно регулировать, поворачивая небольшую шестерёнку. Форму паруса также можно изменить, переместив красные втулки.
  • Пусть дети подберут оптимальные угол и форму паруса, чтобы парусник проехал на максимальное расстояние.
  • Эти данные нужно будет занести в рабочие листы.

Испытание 2: Боковой ветер

  • Попросите учащихся разместить свои сухопутные парусники вдоль линии старта так, чтобы передняя часть была повернута перпендикулярно вентилятору (90 градусов).
  • Скажите им, чтобы включили вентиляторы и выяснили, будут ли парусники двигаться вбок от вентилятора. (Им придётся снова отрегулировать угол паруса, чтобы оптимизировать движение буера.)
  • Пусть дети подберут оптимальный угол паруса и запишут его в рабочие листы.

Испытание 3: Навстречу ветру

  • Попросите учащихся расположить свои парусники в паре сантиметров от стартовой линии передней частью к вентилятору и проверить, под каким углом паруса буер сможет идти по направлению к вентилятору. Для измерения угла отклонения буера от стартовой линии дети могут использовать транспортир, который входит в набор. При правильном подборе угла ученики смогут направить свои парусники навстречу ветру, но не прямо против ветра.

Объяснение

(весь класс, 5 минут)

  • Соберите учащихся вместе, чтобы проанализировать и обсудить ход и результаты испытаний.
  • Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
    • Какой угол паруса лучше всего подходит для каждого испытания?
    • Каковы пределы величины угла? [Слишком сильный ветер под неправильным углом может опрокинуть буер. Именно для этого производится рифление парусов (уменьшение площади): чтобы судно не опрокинулось.]
    • Почему сухопутный парусник может идти навстречу ветру (к вентилятору) под углом не более 45 градусов? (Если угол больше, сумма векторов сил, действующих на судно, толкает его по ветру.)

Дополнение

  • Если позволяет время, подробно объясните, как действуют изучаемые на занятии силы (и как складываются их вектора).
  • 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

  • Оцените умение ваших учеников описывать, как различные силы могут менять движение объекта.
  • Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие поставленным задачам. Например:
    1. Учащийся нуждается в дополнительной поддержке.
    2. Ребёнок может работать самостоятельно.
    3. Учащийся может чему-то научить других.

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 невидимая сила может изменить движение объекта.
    • Синий: Я уверен в том, что могу описать, как невидимая сила может изменить движение объекта.
    • Фиолетовый: Я могу описать и объяснить, как невидимая сила может 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

  • Попросите учащихся приступить к испытаниям сразу по окончании сборки. Оптимально испытывать модели после корректировок угла паруса по очереди. Таким образом, у каждого будет возможность испытать модель.
  • Настройте ОДНУ скорость вентилятора для всех испытаний. Величина скорости в данном случае неважна.
  • Если вентиляторы слишком большие или слишком мощные, попробуйте перенести их дальше от стартовой линии. Часть воздушного потока можно также ограничить мебелью.
  • Если вентиляторы слишком малы, переместите их ближе к моделям или попробуйте перемещать их вручную следом за моделями.

Индивидуальный подход

Способы упростить задание

  • Пусть учащиеся проводят все испытания с парусом под углом 90 градусов.

Способы сделать задание ещё интереснее

  • Предложите учащимся попробовать установить треугольный парус.
  • Попросите их выяснить, как направить сухопутный парусник навстречу ветру.
U3L5.4.png

Дополнительно

(Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.)
Для развития математических навыков попросите учащихся запустить свои сухопутные парусники под углом 60 градусов к стартовой линии и измерить, как далеко проедет парусник, подсчитав количество оборотов колёс до полной остановки. Используя значения угла и пройденного расстояния, они могут рассчитать площадь получившегося треугольника.

Диаметр заднего колеса (D) = 43,2 мм
Длина окружности колеса = (π x D = L)

ФГОС ООО 11.3 - Развитие умений моделирования реальных ситуаций на языке геометрии, исследования построенной модели с использованием геометрических понятий

В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • понять, как сила ветра, действующая на расстоянии, может изменить движение объекта;
  • исследовать взаимосвязь между энергией и силами.
  • Набор BricQ Motion Prime LEGO® Education (по одному набору для каждой пары учащихся)
  • Малярный скотч
  • Настольные электрические вентиляторы среднего размера (оптимальный вариант: по одному на 10 учащихся)

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:
• развитие умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера и задач из смежных дисциплин с использованием при необходимости справочных материалов, компьютера, пользоваться оценкой и прикидкой при практических расчетах
• развитие умений моделирования реальных ситуаций на языке геометрии, исследования построенной модели с использованием геометрических понятий
Естественнонаучные дисциплины:
• овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты
• овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни
Физика:
• понимание физических основ и принципов действия (работы) машин и механизмов, средств передвижения и связи
• 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

Учебные материалы

Рабочий лист ученика

Download to view and share the student worksheet.

Поделиться через:

Класс GoogleКласс Google