Halterci

• Çevrimiçi öğrenci materyalini inceleyin. Bu materyali ders sırasında projektör kullanarak öğrencilerinizle paylaşın. Modelleri inşa etmekte zorlanan öğrencilere yardımcı olmak için Halterci modelini ders sırasında kullanmak üzere önceden inşa edebilirsiniz.
• İlgili kavramları (örn. yer çekimi, vites arttırma, vites küçültme) önceki derslerde işlediğinizden emin olun.
• Tüm öğrencilerinizin beceri ve bilgi düzeylerini göz önünde bulundurun. Dersleri herkesin anlayabileceği şekilde farklılaştırın. Öneriler için aşağıdaki Farklılaşım bölümüne bakabilirsiniz.

• Öğrenci videosunu buradan izleyin ya da çevrimiçi öğrenci materyalinden erişin.

• Öğrencilerin videodaki farklı ağırlık kaldırma türlerinde hangi kuvvetleri gördüğüyle ilgili kısa bir tartışma başlatın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • Hangi kuvvetler haltercinin ağırlıkları kaldırmasına yardımcı olur? (Kaslar çekme kuvvetiyle vücutlarımızı hareket ettirir, kasların itme ve çekme kuvvetiyle ağırlıkları kaldırıp indiririz.)
  • Hangi kuvvetler ağırlıkların yere düşmesine neden olur? (Yer çekimi)
  • Makara nedir? Palanga nedir? Bunlar bir haltercinin antrenman yapmasına nasıl yardımcı olabilir? (Makaralar, bir halatın ya da kablonun üzerinde dönebileceği tekerleklerdir. Palanga, aralarından bir halatın ya da kablonun geçtiği iki ya da daha fazla makaradan oluşan, bir ağırlığı kaldırırken mekanik avantaj (kuvvet kazancı) sağlayan bir sistemdir.)
• Öğrencilere bir halterci modeli inşa edeceklerini ve ardından dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetleri araştırmak için deney yapacaklarını söyleyin.

• Öğrencilerinizin ikili gruplar halinde çalışarak Halterci modelini inşa etmelerini sağlayın. Öğrencilere, sırayla çalışarak birinin tuğlaları ararken diğerinin inşa etmesini, bir adımı tamamladıktan sonra diğerine geçerken rolleri değiştirmelerini söyleyin.
• 21-29 arası inşa adımları öğrencilere zor gelebilir. Bu adımlarda modellerine daha fazla LEGO^® Technic parçaları eklemeye ve ipi doğru yere yerleştirirken gözlem becerilerini göstermeye başlarlar. Öğrencilerin inşa ederken yaptıkları hataları kendilerinin bulabilmesi için önceden yaptığınız modeli referans olarak kullanın.
• İnşa konusunda aşağıdaki İpuçları bölümünden yardım alabilirsiniz.

1. Deney:

• Öğrencilerin inşa yönergelerinden makara konumu 1 ile halteri kaldırarak modeli test etmelerini sağlayın.
• Gözlemlerini Öğrenci Çalışma Kağıtlarına kaydetmelerini söyleyin (Öğretmen Desteği - Ek kaynaklar). (Bu modelin hiçbir mekanik avantajı (kuvvet kazancı) yoktur çünkü gereken çabanın veya hızın artmasına ya da azalmasına yol açmaz. Yalnızca hareketin yönünü değiştirir.)
  • Model, bu konfigürasyonda 4 ağırlık (plaka) takılı halde halteri kaldıracak kadar “güçlü değildir”. Ancak daha az ağırlığı kaldırabilir.
• Öğrencilerden her seferinde halterden bir plaka çıkararak deneyi daha az plakayla tekrarlamalarını ve ne olduğunu kaydetmelerini isteyin.

• Öğrencilerinizi bir araya toplayarak öğrendiklerini paylaşmalarını sağlayın.
• Öğrencilere şu soruyu sorun: Halterciye etki eden kuvvet dengelenmiş miydi dengelenmemiş miydi? (Kuvvet dengelenmişti çünkü model, elle yukarı itilene/aşağı çekilene kadar hareket etmedi.)

2. Deney:

• Öğrencilere modeli makara konumu 2’ye nasıl getireceklerini gösterin.
• Modeli bu konumda test etmelerini ve gözlemlerini, Öğrenci Çalışma Sayfalarına kaydetmelerini isteyin.

• Öğrencilerinizi bir araya toplayarak deneylerinin sonuçlarını gözden geçirin ve tartışın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • İp konumunu değiştirdiğinde haltercinin hareketinde ne dikkatini çekti? (Ağırlığı hareket ettirmek daha kolaydı, kendi kendine hareket etti ve o kadar yükseğe çıkmadı.)
  • Haltercinin ağırlıkları kaldırmasını sağlayan nedir? (Ağırlık [yani yer çekimi kuvveti] ağırlıklı tuğlaları aşağı çeker, makaralar da bu aşağı hareketi bir yukarı harekete dönüştürür.)
  • Makara konumu 2’nin sonucu, neden makara konumu 1’den farklı? (Konum 2, modele 2’ye 1 oranda bir mekanik avantaj (kuvvet kazancı) . Yükü, makara konumu 1 ile aynı yüksekliğe kaldırmak için iki kat uzunlukta ip gereklidir.)sağlıyor. Yani model, ağırlığı kaldırmak için gerekli çabayı yarıya indiriyor ama aynı zamanda yükün kaldırıldığı yüksekliği de yarıya indiriyor
• Öğrencilerinizin modellerini bozmaları, tuğlaları sınıflandırıp tepsiye geri koymaları ve masalarını toparlamaları için zaman ayırın.

• Öğrencilerinizin, üzerinde çalıştıkları kavramları düşünmelerini sağlamak için ders boyunca “neden” ve “nasıl” sözcüklerini içeren sorular sorun.
• Öğrencilerinizi “sesli düşünmeye” ve modellerini oluştururken problem çözmeye yönelik aldıkları kararlarının arkasındaki düşünce süreçlerini ve akıl yürütmelerini açıklamaya teşvik etmek için yol gösterici sorular sorun.

Gözlem Kontrol Listesi

• Öğrencilerinizin, modele etki eden dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetleri açıklamadaki yeterliklerini ölçün.
• İhtiyaçlarınızı karşılayan bir ölçek oluşturun. Örneğin:
  1. Ek desteğe ihtiyacı var.
  2. Bağımsız çalışabilir.
  3. Başkalarına öğretebilir.

Öz Değerlendirme

• Her öğrenciden, kendi performansını en iyi temsil ettiğini düşündüğü tuğlayı seçmesini isteyin:
  • Yeşil: Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetleri anlatabileceğimi düşünüyorum.
  • Mavi: Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetleri anlatabileceğimi biliyorum.
  • Mor: Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetleri anlatabilirim ve bir arkadaşımın da anlamasına yardımcı olabilirim.

Akran Değerlendirmesi

• Öğrencilerin ekiplerinde birlikte çalışma deneyimleri hakkında tartışma yapmalarını sağlayın.
• Tartışma sırasında aşağıdaki gibi ifadeler kullanmaya teşvik edin:
  • Şöyle şöyle yapmanı beğendim.
  • Şunu nasıl yaptığını merak ediyorum.

Model İpuçları

• Makaralar aşağıdaki gibi ayarlanabilir:
  • Konum 1

• Konum 2

Bu dersi basitleştirmek için:

• Öğrencilerinizin modeli önce “ağırlıklar” olmadan, bir elleriyle sarı aksı aşağı iterek, diğer ellerini de ağırlıklı tuğlaların üzerine koyarak denemelerini sağlayabilirsiniz.
• Sarı aksı aşağı ittiklerinde ne gördüklerini ve hissettiklerini anlatmalarını isteyebilirsiniz.

Bu dersin zorluğunu arttırmak için:

• Öğrencilerin setteki tuğlaları ya da diğer tekerlekleri kullanarak hem haltere hem de arka ağırlıklara ekstra ağırlık eklemesini sağlayabilir, sonra birbirlerine modeli yeniden dengelemeleri için meydan okumalarını isteyebilirsiniz.
• Öğrencilerden, setteki tuğlaları kullanarak modellerine karakter katmalarını isteyebilirsiniz.

(Not: Bunun için ekstra süre gerekecektir.)
Matematik becerileri gelişimini de desteklemek için, ağırlık modülünü çıkabildiği kadar yükseğe kaldırmışken, Halterci modelini makara konumunu 1’e getirerek ayarlayın. Model dengede kalacaktır. Haltercinin kalkması ve ağırlığın düşmesi (yani dengelenmemiş kuvvet) için kaç plakayı çıkarmaları gerektiğini öğrencilere hesaplatın.

Halterci modelinin parçalarının ağırlıkları aşağıdaki gibidir:

• Ağırlık modülü 121 g
• Halterci 40 g
• Plakalar 23 g (her biri)

Makaraların hizalanması ve makaralar üzerindeki sürtünme kuvveti ağırlıkları biraz etkileyecektir, bu nedenle iki tarafın ağırlığı farklılık gösterecektir.