Οριζόντια Βολή: μελέτη της κίνησης και εξαγωγή της εξίσωσης της τροχιάς με τη χρήση του Interactive Physics

Φυσική (ΔΕ) (Γενικό Λύκειο)

Οριζόντια Βολή: μελέτη της κίνησης και εξαγωγή της εξίσωσης της τροχιάς με τη χρήση του Interactive Physics

2 ώρες
Γενική περιγραφή περιεχομένου

Για το σενάριο αυτό θα χρησιμοποιήσουμε το λογισμικό Interactive Physics 2005 και συγκεκριμένα μια εφαρμογή φτιαγμένη εξ αρχής από εμάς για τις ανάγκες των δύο φύλλων εργασίας. Η εφαρμογή περιλαμβάνει: • μια μπάλα η οποία βάλλεται από συγκεκριμένο ύψος • τρία «κουμπιά-δείκτες» που ρυθμίζουν αντίστοιχα: «μάζα», «αρχική ταχύτητα», αρχικό ύψος» • «κουμπί» που ρυθμίζει την «επιτάχυνση της βαρύτητας» του τόπου • δύο μικρά παράθυρα που δείχνουν αντίστοιχα: «χρόνο κίνησης» και «βεληνεκές».


Εκπαιδευτικό Πρόβλημα

Οι μαθητές συνήθως συναντούν δυσκολία στην κατανόηση του σχήματος της τροχιάς. Με το συγκεκριμένο σενάριο (2ο Φ.Ε.) αφού αποτυπωθεί στην οθόνη, εξάγεται σταδιακά ως εξίσωση και τελικά κατανοούνται οι επιμέρους παράμετροί της. Επίσης μια άλλη δυσκολία που συναντούν είναι στην ισότητα των χρόνων των επιμέρους κινήσεων. Οφείλεται στην εγγενή δυσκολία του ανθρώπου να αντιληφθεί γρήγορες κινήσεις. Σταδιακά, μέσα από το σενάριο (1ο Φ.Ε.) ξεκαθαρίζεται και αυτό.
Οι εναλλακτικές ιδέες των μαθητών για την οριζόντια βολή (ΟΒ), σύμφωνα με την εγχώρια και τη διεθνή βιβλιογραφία καθώς και σύμφωνα με τις προσωπικές μας εμπειρίες μέσα στην τάξη είναι:
1. Όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα του σώματος τόσο μικρότερο είναι το βεληνεκές του. Σπανιότερα υπάρχει και η ακριβώς αντίθετη άποψη (η οποία στηρίζεται στην έννοια της αδράνειας).
2. Η ΟΒ είναι καμπύλη, άρα μεγαλύτερη διαδρομή, άρα θα πραγματοποιηθεί σε περισσότερο χρόνο.
3. Η ΕΠ είναι επιταχυνόμενη άρα θα πραγματοποιηθεί ταχύτερα από την ΕΟΚ.
4. Η ΟΒ είναι η ίδια σε όλα τα βαρυτικά πεδία.
5. Όσο μεγαλύτερο το αρχικό ύψος, τόσο μικρότερο το βεληνεκές.
6. Το σχήμα της τροχιάς είναι «τμήμα κύκλου».
Τις τρεις πρώτες εναλλακτικές ιδέες τις διαχειριζόμαστε στο 1ο Φ.Ε. και τις τρεις επόμενες στο 2ο .

at 50/100
Εκπαιδευτική Βαθμίδα που απευθύνεται το σενάριο
Γενικό Λύκειο
Θεματική Ταξινομία
Φυσική (ΔΕ) > Δυνάμεις και Κινήσεις > Τροχιά >
Τύπος Διαδραστικότητας
Ενεργός μάθηση
Επίπεδο Διαδραστικότητας
πολύ υψηλό
Προτεινόμενη ηλικιακή ομάδα:
-6
6-9
9-12
12-15
15-18
18-25
25+
Φάσεις Ψηφιακού Σεναρίου:
1η διδακτική ώρα: Φ.Ε.-Ι (ολοκλήρωση) και Φ.Ε.-ΙΙ
45λεπτά
Χώρος Υλοποίησης
εργαστήριο πληροφορικής (ομάδες 2-3 μαθητών)
2η διδακτική ώρα: Φ.Ε.-ΙΙ (ολοκλήρωση)
45λεπτά
Χώρος Υλοποίησης
εργαστήριο πληροφορικής (ομάδες 2-3 μαθητών)
Διδακτικοί Στόχοι
Να εξοικειωθούν με τις έννοιες: εξίσωση της τροχιάς, παραβολική τροχιά, βεληνεκές, χρόνος πτήσης.
Να κατανοήσουν τις έννοιες «εξαρτάται» και «είναι ανεξάρτητο» καθώς και τα διάφορα είδη εξαρτήσεων (
Να αντιληφθούν ότι ένα μέγεθος μπορεί να εξαρτάται από περισσότερα του ενός μεγέθη και να συνδυάσουν
Να χρησιμοποιούν πολλαπλές αναπαραστάσεις (πίνακας τιμών και γραφική παράσταση μαζί) για να περιγράφ
Να εμπεδώσουν τη διαδικασία της επιστημονικής μεθόδου κατά την οποία κρατάμε όλα τα μεγέθη εκτός από
Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου
οριζόντια βολή, βαρύτητα, ελεύθερη πτώση, παραβολή, εξίσωση τροχιάς, ευθύγραμμη ομαλή κίνηση, μάζα, αναλογία, ταχύτητα,
Υλικοτεχνική υποδομή
Το σενάριο θα πραγματοποιηθεί στο εργαστήριο πληροφορικής. Οι μαθητές οργανωμένοι σε ομάδες των δύο (2) ή το πολύ των τριών (3) ατόμων. Κάθε ομάδα θα βρίσκεται μπροστά σε έναν Η/Υ και θα έχει στη διάθεσή της τα δύο Φ.Ε. Ο καθηγητής θα επιτελεί επικουρικό ρόλο χρησιμοποιώντας ενίοτε τον πίνακα για τυχών απορίες.
Εναλλακτικά το σενάριο μπορεί να πραγματοποιηθεί στο εργαστήριο Φυσικών Επιστημών με τη χρήση ενός Η/Υ και ενός βιντεοπροβολέα και οθόνης τοίχου. Σε αυτή τη περίπτωση προτείνεται κάθε δραστηριότητα να πραγματοποιείται στον Η/Υ από διαφορετική ομάδα μαθητών ώστε να ενισχυθεί το αίσθημα της συμμετοχής στη διαδικασία.

Δημιουργός Σεναρίου: ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΝΕΖΗΣ (Εκπαιδευτικός)

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΤΙΚΟ (τι είναι;)