Базовый набор LEGO® MINDSTORMS Education EV3

Свободное падение

Постройте Испытательную башню, чтобы экспериментально определить ускорение свободного падения.

90–120 мин
Средний уровень
Классы 5–8
В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • узнать, как определить ускорение свободного падения;
  • узнать о гравитации, которая действует на все тела.
Для данного занятия можно использовать следующие операционные системы:
device_logo

Личностные результаты:

  • формирование ответственного отношения к обучению;
  • формирование способности к саморазвитию и самообразованию;
  • формирование коммуникативных навыков в общении и сотрудничестве;
    Метапредметные результаты:
  • формирование умения самостоятельно определять цели и задачи своего обучения овладение основами самоконтроля, самооценки;
  • отработка умений оценивать правильность выполнения учебной задачи;
  • отработка умений самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения;
  • формирование умений поиска информации;
    Предметные результаты:
    Математика и информатика
  • приобретение навыков решения учебных задач;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности;
  • для конкретного исполнителя; знакомство с основными алгоритмическими структурами;
  • развитие логического и математического мышления, приобретение представления о математических моделях;
  • развитие умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера;
    Естественнонаучные дисциплины
  • овладение научным подходом к решению задач;
  • овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
  • овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни;
  • формирование умений безопасного и эффективного использования лабораторного оборудования, проведения точных измерений и адекватной оценки полученных результатов, представления научно обоснованных аргументов своих действий, основанных на межпредметном анализе учебных задач;
    Физика
  • приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, понимание неизбежности погрешностей любых измерений;
  • понимание физических основ и принципов действия (работы) машин и механизмов, средств передвижения и связи;
  • усвоение основных идей механики, овладение понятийным аппаратом и символическим языком физики;
    Технология
  • активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов;
  • формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности.

Свободное падение

План урока

1. Подготовка

  • Ознакомьтесь с материалами для учащихся в приложении Education EV3 Classroom.
  • Соберите информацию о законах для свободно падающих тел.
  • Если у вас нет возможности провести спаренный урок, отведите на работу над этим проектом несколько занятий.

Часть А

2. Обсуждение (10 мин.)

  • Используйте идеи, приведённые в разделе Начало обсуждения, чтобы вовлечь учеников в дискуссию по теме занятия.
  • Разделите класс на пары.

3. Исследование (35 мин.)

  • Каждая пара учеников должна соорудить Испытательную башню.
  • Дайте им время, чтобы испытать модель и убедиться, что она построена правильно и работает должным образом.

Часть B

4. Объяснение (15 мин.)

  • Каждая команда должна выполнить эксперимент по крайней мере трижды и записать результаты.
  • Убедитесь, что они могут подготовить собственные таблицы результатов испытаний.

5. Дополнение (30 мин.)

  • Используя записанные данные, учащиеся должны рассчитать среднюю скорость и ускорение свободного падения с помощью законов для свободно падающих тел.
    *Попросите каждую команду кратко подвести итоги своих экспериментов.
  • Не забудьте оставить время для уборки.

6. Оценка

  • Дайте оценку работе каждого учащегося.
  • Для упрощения этой задачи вы можете использовать раздел оценки.

Начало обсуждения

Термин свободное падение описывает ускорение объекта, на который действует только сила тяжести (гравитация). Человек, выпрыгивающий из самолета, замедляет свое падение благодаря аэродинамическому сопротивлению. Но настоящее свободное падение возможно только в вакууме, где гравитация — единственная действующая сила. Испытательная среда для опытов такого рода имеется в исследовательском центре НАСА имени Гленна в Кливленде, штат Огайо (США).

Начните дискуссию о свободном падении, задавая соответствующие вопросы, например следующие.

  • Что означает термин свободное падение?
  • Какова связь между ускорением и скоростью?
  • С одинаковой ли скоростью будут падать бегемот и червяк в вакууме?
  • Как могут пригодиться знания о свободном падении?

Советы по сборке

Инструкция по сборке

Проверка в действии
Поместите модель на твёрдую и ровную поверхность. Запустите программу и подождите, пока на экране не отобразится Датчик касания. Для того чтобы начать эксперимент по свободному падению, поместите шар в захват и нажмите на Датчик касания на задней части Испытательной башни. Если эксперимент прошел успешно, на экране отобразятся смайлик и время падения. В противном случае смайлик на экране будет грустным. Захват для шара автоматически закрывается для следующего опыта.

Проведение эксперимента
При проведении эксперимента напомните ученикам следующее.

  • Если эксперимент пройдёт успешно, на экране отобразится время падения.
  • Необходимо записывать в таблицу результатов испытания номер эксперимента и время падения. Необходимо убедиться, что учащиеся оставили достаточно места под дополнительные столбцы для дальнейших расчётов.
  • Следует провести эксперимент не менее трех раз и использовать для расчётов средние значения, чтобы обеспечить максимальную достоверность результатов.

Советы по программированию

Программа

Индивидуальный подход

Способы упростить задание

  • Работайте вместе со своими учениками, чтобы помочь им с расчётами.

Способы сделать задание ещё интереснее

  • Предложите учащимся провести дополнительные расчёты с использованием измеренных показателей.
  • Объясните математический смысл средних значений (например, среднее арифметическое по сравнению с медианой, размах ряда чисел), которые можно использовать для оценки измерений с погрешностью.
  • Поставьте перед учениками задачу найти способы повышения точности своих экспериментов.

Возможности для оценки

Журнал педагога
Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие вашим задачам, например следующие.

  1. Задание выполнено частично.
  2. Задание выполнено полностью.
  3. Результаты превзошли ожидания. Используйте следующие критерии для оценки успеваемости учащихся.
  • Учащиеся определили ускорение свободного падения, используя математические понятия и (или) процессы.
  • Учащиеся объяснили, что величина ускорения шара остается постоянной.
  • Учащиеся определили независимые и контролируемые переменные в экспериментах.

Самостоятельная оценка
Попросите каждого ребёнка выбрать уровень, который, по его мнению, соответствует качеству его работы на занятии.

  • Бронзовый. Я провел(-а) эксперименты, но не вычислил(-а) ни среднюю скорость, ни ускорение свободного падения.
  • Серебряный. Мне потребовалась помощь, чтобы вычислить среднюю скорость и ускорение свободного падения.
  • Золотой. Я вычислил(-а) среднюю скорость и ускорение свободного падения.
  • Платиновый. Я не только вычислил(-а) среднюю скорость и ускорение свободного падения, но и выполнил(-а) дополнительные расчёты с использованием полученных значений.

Развитие языковых навыков

Для разностороннего развития языковых навыков предложите ученикам следующие задания.

  • Сделать краткий доклад по результатам своих экспериментов с объяснением того, как они соотносятся с общепринятым значением g (ускорение свободного падения на поверхности Земли).
  • Подготовить презентацию о том, что они узнали, с объяснением результатов своих экспериментов.
  • Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.*

Перспективы профессионального развития

Учащиеся, которым было интересно данное задание, могут попробовать себя в следующих сферах деятельности.

  • Производство и инженерное дело (предварительное проектирование).
  • Наука и техника, инженерное дело и математика (наука и математика).
В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • узнать, как определить ускорение свободного падения;
  • узнать о гравитации, которая действует на все тела.
Для данного занятия можно использовать следующие операционные системы:
device_logo

Личностные результаты:

  • формирование ответственного отношения к обучению;
  • формирование способности к саморазвитию и самообразованию;
  • формирование коммуникативных навыков в общении и сотрудничестве;
    Метапредметные результаты:
  • формирование умения самостоятельно определять цели и задачи своего обучения овладение основами самоконтроля, самооценки;
  • отработка умений оценивать правильность выполнения учебной задачи;
  • отработка умений самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения;
  • формирование умений поиска информации;
    Предметные результаты:
    Математика и информатика
  • приобретение навыков решения учебных задач;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности;
  • для конкретного исполнителя; знакомство с основными алгоритмическими структурами;
  • развитие логического и математического мышления, приобретение представления о математических моделях;
  • развитие умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера;
    Естественнонаучные дисциплины
  • овладение научным подходом к решению задач;
  • овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
  • овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни;
  • формирование умений безопасного и эффективного использования лабораторного оборудования, проведения точных измерений и адекватной оценки полученных результатов, представления научно обоснованных аргументов своих действий, основанных на межпредметном анализе учебных задач;
    Физика
  • приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, понимание неизбежности погрешностей любых измерений;
  • понимание физических основ и принципов действия (работы) машин и механизмов, средств передвижения и связи;
  • усвоение основных идей механики, овладение понятийным аппаратом и символическим языком физики;
    Технология
  • активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов;
  • формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности.

The maximum quantity of an item that can purchased in each transaction is 99.

To inquire about purchasing more than 99 of one item, please call 800-362-4738.