Készen áll, hogy továbblépjen?
Források
Linkgyűjtemény
Letölthető források
Tárgyi erőforrás
Pasco rendszer, amely magában foglalja a Pasco capstone szoftvert + force platformot, különböző puha/ütéscsillapító anyagok (vatta, homok, buborékfólia, hungarocell, levelek, fű, csomagolóanyagok stb.), fagolyó, mérőszalag, alumínium serpenyő, Sad / happy balls.
Előkészítés
Kérjük meg a tanulókat, hogy hozzanak magukkal az osztályba különböző ütéscsillapító anyagokat (ha a játszótéren van szemcsés anyagból készült burkolat, akkor ebből is hozhatnak mintát). Gyűjtsenek tartalék anyagokat a tevékenységhez (csomagolóanyagok, buborékfólia, szivacsok, hungarocell, homok stb.). Egyeztessen egy olyan laboratóriummal, amely rendelkezik Pasco vagy hasonló rendszerrel (középiskolákban).
Célok, üzenetek és koncepciók
Konkrét célok
- A játszótér kockázati és biztonsági szempontjainak megértése.
- A különböző típusú talajfelületek ütéselnyelő tulajdonságainak mérése.
- Ellenőrizze a játszótéren lévő talajburkolat ütéscsillapító tulajdonságait.
Konkrét üzenetek
- A játszótéri talajburkolat kialakításánál figyelembe kell venni az ütésállóságot és olyan tényezőket, mint az időjárás, a csúszás és a vízállóság.
- Az ütéscsillapítás gyorsulásmérővel mérhető.
- Minél jobb az ütéscsillapítás, annál kisebb a felületre ható erő.
Fő kifejezések
- Lengéscsillapítás
- Erő
Gyakorlatok és készségek
MTMI gyakorlatok
- Az adatok elemzése és értelmezése
- Magyarázatok konstruálása és megoldások tervezése
- Bizonyítékokra épülő érvelés
- Matematikai és informatikai gondolkodás használata
- Kérdések feltevése és problémák meghatározása
- Vizsgálatok tervezése és végrehajtása
Szociális képességek
- A bizonytalanság kezelése
- Csapatmunka és együttműködés
Menedzsment képességek
- Tervezés
- Az erőforrások felhasználása
Tevékenység menete
step 1
A kihívás a játszótéren történő esés során a talajjal való ütközés erejének csökkentése. Amikor egy tárgy leesik, kiszámítható a sebessége, a gyorsulása és a tárolt energiája, de sokkal nehezebb kiszámítani az ütközés erősségét.
step 2
Szomorú labda, boldog labda bemutató:
- Mutassunk a tanulóknak 2 azonos kinézetű labdát, amelyeknek hasonló a tömegük (hadd érezzék meg).
- Dobd le a labdákat egyszerre - az egyik labda felpattan, a másik a padlón marad.
- A tanulóknak különböző hipotéziseket kell felvetniük, például, hogy a labdák különböző anyagokból készültek - a pattogó labda szintetikus gumiból (neoprén), a másik labda pedig egy speciális anyagból (polinorbornen) készült, amely elnyeli az energiát, és megakadályozza, hogy egyáltalán pattogjon.
- Hosszabbítás: Miért pattog a "boldog" labda? Mi történt a "szomorú" labda energiájával? Következtetés: A padlóval való ütközés több tényezőtől függ, például a labda anyagától, a padlófelület anyagától, és viszonylag bonyolult kiszámítani az ütközés intenzitását.
step 3
Ezután a diákok gondolatkísérletet végeznek: Mitől függ az ütközés intenzitása? Egy gyermek elképzeli, hogy egy bowlinggolyót helyez a lábára. A tanulók átgondolják, hogy ez miben különbözik attól, ha derékmagasságból dobják le a labdát, és elmagyarázzák az eredmények mögött meghúzódó fizikai összefüggéseket. Végül pedig megvizsgálják, mi történne, ha egy szivacsot vagy más puha anyagot helyeznének a lábfejre, és miért (magyarázatot lásd az 1. függelékben).
step 4
A tanulók ezután kísérletet végeznek egy tojást egy kifeszített anyagnak dobva. Ezáltal megismerkednek a lengéscsillapítás fogalmával. Beszéljék meg, hogyan lehet mérni egy felület lengéscsillapító képességét (magyarázatot lásd az 1. függelékben).
step 5
Kutatási kérdés: Melyik felület a legalkalmasabb a játszótérre? A tanulók csoportmunkában ötletbörzét tartanak, és ötletet dolgoznak ki egy kísérletre a különböző anyagok ütéselnyelő képességének tesztelésére. Határozzák meg a legjobb módját ennek a tesztelésére, figyelembe véve, hogy a jeleség gyorsan zajlik le (nagyságrendileg ezredmásodpercek alatt).
step 6
Zuhanó tárgyakkal kapcsolatos kísérlet:
- Ez a tevékenység egy Pasco-erőérzékelő használatát foglalja magában, amely segít egy rögzített magasságból ledobott, ismert tömegű golyó becsapódási erejének mérésében.
- Helyezzen egy különböző anyagokat tartalmazó edényt az emelvényre, és dobd bele a labdát, ellenőrizve minden alkalommal a becsapódás erejét.
- A diákok különböző lehetséges anyagokat mutatnak be a vizsgálathoz (szemcsés és tömör anyagokat egyaránt).
- Kísérletezzen a szemcsés anyagok töltési mélységével, összehasonlítva, hogy a szemcseméret hogyan befolyásolja a becsapódási erőt.
- Csoportokban dolgozva minden csoport egy adott változót mér, megfogalmaz egy kutatási kérdést, és felállít egy hipotézist (a részletes módszert lásd a 3. függelékben).
- Beszélje meg, hogy melyik anyagtípus volt a leginkább ütéselnyelő, és milyen hátrányai voltak ennek az anyagnak. Tekintse át, hogy a vizsgálat során milyen tevékenységeket végeztek a felületre eső labda által kifejtett erő figyelembevételével. Mekkora erő tekinthető veszélyesnek? Ez egy összetett kérdés - sok tényező befolyásolja, és ne feledje, hogy egy labda nem szimulálja pontosan egy gyermek esését.
step 7
Magyarázza el, hogyan tesztelik a játszótéri felületeket annak érdekében, hogy a biztonsági előírásoknak megfeleljenek, egy gyermek esésének szimulálásával és az ütközés erősségének ellenőrzésével. Fedezze fel az egyéb tervezési tényezőket, mint például a tartósság, higiénia, könnyű karbantarthatóság, csúszásmentesség, víz- és időjárásállóság stb. A kiválasztott felület megfelel ezeknek a követelményeknek? Alkalmas-e a felület kerekesszék, mankó vagy látássérültek számára?
step 8
Kérdés a plenáris ülésen: Milyen talajburkolat lenne a legmegfelelőbb egy játszótér építésénél?
step 9
Hosszabbítás: Végezze el a "Tojás-kihívást" a játszótéren, figyelembe véve az ebben az egységben tanultakat.