Горнолыжный склон
Пора прокатиться по склону и устроить настоящее состязание! Что нужно для того, чтобы перейти от катания на склоне для новичков на профессиональный спуск?

Подготовка
- Ознакомьтесь с учебными онлайн-материалами для учащихся. Используйте проектор, чтобы продемонстрировать учащимся эти материалы.
- Перед началом урока обязательно изучите с детьми второй закон 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 обучающее видео, представленное здесь или в разделе учебных онлайн-материалов для учащихся.

- Коротко обсудите, какие силы действуют на лыжника на горнолыжном склоне.
- Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
- Благодаря какой силе лыжник движется вниз по склону? (Сила тяжести)
- Как вес лыжника влияет на его движение? (Больший вес создаёт больший импульс.)
- Расскажите учащимся, что они будут строить модель горнолыжного спуска.
- Раздайте наборы: по одному для каждой группы.
Исследование
(небольшие группы, 30 минут)
- Разбейте учеников на пары для сборки модели «Горнолыжный склон». 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.
- Остановите работу через 20 минут. К этому моменту дети должны собрать лыжников и пандус со шкалой для измерения углов (до шага 23 на стр. 45 буклета-инструкции). Позже, если позволит время, они могут добавить к своей модели пневматическую систему.
- Учащиеся должны найти гладкую поверхность длиной не менее 1 метра и разместить свои модели на одном её конце.
- Продемонстрируйте, как провести соревнования лыжников таким образом, чтобы получить справедливые результаты. Здесь можно использовать понятие инерциальной системы отсчёта.
- Задайте детям следующие вопросы. Если бы мы провели это испытание в самолёте, летящем со скоростью 800 км/ч, оно прошло бы так же? (Да. Даже сейчас, когда мы думаем, что стоим на месте, Земля вращается со скоростью около 1600 км/ч. Если ваша инерциальная система отсчёта — класс, где вы находитесь, модель движется медленно. Если же ваша инерциальная система отсчёта — Солнце, она движется сверхбыстро.)
Испытание 1:
- Попросите учащихся установить горнолыжный склон под углом 20 градусов и спустите лыжников вниз по одному.
- Пусть учащиеся измерят расстояние, пройденное каждым лыжником, и отметят его в своих рабочих листах или рабочих тетрадях. Оптимально будет выполнить по три спуска для каждого лыжника и в каждом случае рассчитать среднее расстояние.

Объяснение
(весь класс, 5 минут)
- Соберите всех вместе, чтобы обсудить результаты работы.
- Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
- Почему самый тяжёлый лыжник проехал дальше всех? (Масса тяжёлого лыжника больше, поэтому его импульс тоже будет больше и его хватит на более долгое скольжение.)
- Что произойдёт, если вы снимете лыжи с самого тяжёлого лыжника?
- Соберите учащихся вокруг одной из моделей и продемонстрируйте, что она пройдёт меньшее расстояние. (Наличие изогнутых лыж, которые, в отличие от элемента с резким прямым углом, обладают меньшим трением, значительно повлияет на расстояние, которое проедет лыжник.)
Испытание 2:
- Пусть дети увеличат угол склона до 30 градусов и попробуют спрогнозировать, где остановятся их лыжники. Прогнозируемые расстояния можно отметить разноцветными кубиками, поставленными возле линейки.
- После этого попросите учащихся спустить каждого лыжника вниз и проверить свои прогнозы. Они должны рассчитать среднее расстояние для каждого лыжника, как и в предыдущем испытании. Напомните ученикам, что им необходимо записывать полученные расстояния в свои рабочие листы или рабочие тетради.

Дополнение
(весь класс, 5 минут)
- Соберите учащихся вместе, чтобы проанализировать и обсудить ход и результаты испытаний.
- Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
- Какие закономерности вы увидели в движении лыжников, когда меняли высоту склона? (Чем выше угол склона, тем дальше уезжали лыжники.)
- Смогли ли вы правильно спрогнозировать, что произойдёт дальше?
- Если позволяет время, предложите учащимся описать это явление своими словами в рабочих тетрадях.
- 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)
- Предложите детям обдумать принцип движения своих моделей в процессе сборки.
- Смогут ли они поднять и опустить пандус, пользуясь пневматическим насосом, управляемым пусковой рукояткой?
- Дайте оценку работе каждого учащегося.
- Предложите учащимся самостоятельно оценить свою работу.
- Для упрощения этой задачи см. раздел «Оценки».
Лист наблюдений
- Оцените умение ваших учеников объяснить, как увеличение воздействующей на объект силы влияет на его движение (приводит к значительным изменениям).
- Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие поставленным задачам. Например:
- Учащийся нуждается в дополнительной поддержке.
- Ребёнок может работать самостоятельно.
- 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 объяснить, что чем больше импульс, тем сильнее изменится движение объекта.
- Синий: Я могу объяснить, что чем больше импульс, тем сильнее изменится движение объекта.
- Фиолетовый: Я могу объяснить, как и почему больший импульс вызывает большие изменения в движении 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
- Учащимся понадобится малярный скотч, чтобы отметить линию старта. Также они могут выстроить свои модели в ряд у отметки на столе или на полу, чтобы убедиться, что горнолыжный склон при каждом испытании сохраняет неизменное положение.
- Чтобы заставить лыжника съехать с горы, ученик должен поместить его на вершину горнолыжного склона и отпустить. Длина моделей может варьироваться, поэтому измерение проводится от вершины склона до точки, где остановился лыжник.
Индивидуальный подход
Способы упростить задание
- Пусть учащиеся исследуют движение только одного лыжника по пандусу с двумя разными углами наклона.
Способы сделать задание ещё интереснее
- Повторите испытание на другой поверхности (например, положив большой лист бумаги прямо перед горнолыжным склоном).
- В качестве дополнительного творческого задания попросите учеников перед заездом снять лыжи с самого тяжёлого лыжника и посмотреть, что произойдёт.
- Предложите учащимся собрать собственные модели лыжников, сделать прогнозы и в ходе испытаний выяснить, смогут ли они проехать ещё дальше.
Дополнительно
(Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.)
Для развития математических навыков попросите учащихся рассчитать и сравнить импульс каждого лыжника:
- P (Импульс), M (Масса), V (Скорость)
- P = M x V
- (маленький лыжник) P1 = 5 г x ? м/с
- (большой лыжник) P2 = 62 г x ? м/с
- V = V (ускорение свободного падения для них одинаково; есть незначительная разница в трении при скольжении, но в целом их скорость можно считать одинаковой)
- P2 > P1
ФГОС ООО 11.3 - Развитие умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера и задач из смежных дисцип
В помощь преподавателю
Учащиеся смогут:
- узнать, как силы влияют на движение лыжника на горнолыжных склонах разной высоты;
- понять связь между массой объекта и его движением по наклонной плоскости;
- понять, что такое инерциальная система отсчёта.
- 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:
• 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
Естественнонаучные дисциплины:
• овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты
• овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни
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.