BricQ Motion Prime

任意球

裁判吹响了哨子......犯规!球员得到一个任意球。如何才能做到每次任意球都能得分?

30-45分钟
中级
年级 6-8
Hybrid
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课前准备

  • 查看在线学生学习材料。上课期间可使用投影仪与学生分享此材料。
  • 请确保在前面的课程中已介绍牛顿三大运动定律。
  • 请考虑所有学生的能力水平和背景。进行分层化教学,让每个学生都可以参与其中。有关建议,请参阅下面的分层教学部分。

参与

(全班,5 分钟)

  • 请在此处观看学生学习视频,也可通过在线学习材料获得视频链接。
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  • 围绕帮助足球运动员进球的力展开一次快速讨论。
  • 可以提出如下问题:
    • 足球运动员踢球时会发生什么?(他们踢出的腿把动能[即运动]传递给球。球员腿的质量[即重量]和踢球速度[即速度]决定了球的移动距离。)
    • 是什么让足球运动员能够向不同的方向踢球?(足球运动员踢球时脚部的角度决定了球向哪个方向移动。)
  • 是什么使球停止?(空气阻力和球滚过的表面(像草皮)的摩擦力会使球停止。)
  • 告诉学生,他们将搭建踢球的机械脚、守门员和球门柱。
  • 向每组分发一套套装。

探究

(小组,30 分钟)

  • 让学生两人一组合作搭建任意球模型。告诉他们轮流进行搭建,一位寻找积木,另一位进行搭建,每个步骤完成后交换角色。
  • 可从下面的提示部分找到搭建方面的帮助。
  • 搭建此模型仅需 15-20 分钟。一旦学生完成搭建,让他们尝试自己的模型。
  • 告诉学生,现在他们将进行学生学习材料中的 3 个实验。

实验 1:

  • 要求学生拉回模型上的控制杆,将球放置在罚球点上,然后松开控制杆。
  • 球应该直接进入球门的底端。

实验 2:

  • 告诉学生把红色鞋换成黄色鞋。
  • 让他们预测当控制杆被拉回并释放时球的射出角度。让他们在学生学习单上记录自己的预测结果。

实验 3:

  • 现在,让他们把黄色鞋换成紫色鞋。
  • 再次让学生预测并记录当控制杆被拉回并释放时球的射出角度。

解释

(全班,5 分钟)

  • 召集学生一起分享他们在各自小组中观察到的内容。
  • 可以提出如下问题:
    • 为什么用黄色和紫色鞋子替换红色鞋子时,水平踢球装置会把球向上射出?(这些球鞋具有斜面,当它们与球碰撞时,所产生的力[即异常法向力 (abnormal normal force)]始终垂直[即以直角]于表面。
    • 球被球员从脚上踢出时的力被称为是什么力?(此力被称为“力矢量”, 它描述了在特定方向上施加的力的大小。)

拓展

(全班,5 分钟)

  • 如果时间允许,让学生探究如何突破守门员。一位学生设置守门员,而另一位选择最佳的鞋子来进球得分。即使球从球门顶部射入也可得分。
  • 为学生留出一些时间拆解模型,将积木分类放回托盘,并清理工作台。

评估

(贯穿整节课)

  • 为每位学生的课堂表现提供反馈。
  • 让学生进行自我评估。
  • 可借助所提供的评价量表来简化此环节。

观察检查清单

  • 评估学生描述以下内容的熟练程度:沿特定方向作用于物体的力如何改变其运动状态。
  • 可根据教学需要设定评估等级。例如:
    1. 需要额外帮助
    2. 能够独立工作
    3. 能够教别人

自我评估

  • 让每位学生选择一块最能代表自己当前水平的积木:
    • 绿色:借助一些帮助,我能够描述作用于物体的力如何改变其运动方向。
    • 蓝色:我知道自己能够描述作用于物体的力如何改变其运动方向。
    • 紫色:我能够描述并解释作用于物体的力如何改变其运动方向。

同伴反馈

  • 鼓励学生通过下列方式评估他们的同伴:
    • 使用上述积木标准进行相互评分
    • 表达他们的观点并给予建设性反馈
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提示

搭建要诀

  • 提醒学生计算梁和板上孔的数量,以帮助他们正确放置积木。
  • 如果在 20 分钟后他们仅搭建完踢球者和鞋子,那么让他们开始实验,用双手作为球门。

分层教学

可通过如下方式简化本节课:

  • 鼓励学生从探索红色和紫色足球鞋开始
  • 可通过下列方式增加难度:*
  • 让学生重新设计鞋子的形状,以实现从守门员旁侧进球(即如果守门员位于球门中心,则向左或向右进球)。

拓展

(注意:这将需要额外的时间。)
为了培养学生的数学技能,可让他们测量球被紫色和黄色鞋子射出的高度和距离,然后计算高度与距离的比值(例如,如果球射出的高度为 4 英寸,射出[水平]距离为 18 英寸,则比值为 4/18 = 2:9)。

CCSS.MATH.CONTENT.6.RP.A.1

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教师支持

学生将会:

  • 探究力矢量以及两个物体碰撞所产生的运动结果是如何帮助足球运动员将球射高或射低,从而进球得分的
  • 探索斜面/楔形的形状如何改变球的运动方向。
  • LEGO® Education BricQ Motion Prime 套装(每两名学生一套)

初中科学课程标准(2011)
描述牛顿第一定律,能用惯性解释有关的常见现明(7-9年级,科学课程标准,机械运动和力)
了解动能与势能与哪些因素有关,知道动能和势能可以相互转换以及机械能守衡的含义(7-9年级,科学课程标准,能的转换与能量守衡)
科学课程标准(2017)
知道日常生活中常见的摩擦力、弹力、浮力等都是直接施加在物体上的力'(3-4年级,科学课程标准,力部分)
数学课程标准(2011)
运用数来描述事物的某些特征,进一步体会数在日常生活中的作用(小学4-6年级,数学课程标准,数的认识)
在实际情境中理解比及按比例分配的含义,并能解决简单的问题(小学4-6年级,数学课程标准,正比例,反比例)

学生材料

学生学习单

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