STEM-урок на тему: «Вимірювання швидкості та розрахунок середньої швидкості»

STEM-урок на тему:

«Вимірювання швидкості та розрахунок середньої швидкості»

Розділ: Фізика та Математика

Рівень(клас): 8

Тип уроку: Інтегрований урок (Фізика + Математика)

Тема: «Вимірювання швидкості та розрахунок середньої швидкості»

Мета:

S (наука): ознайомити учнів з поняттям швидкості та середньої швидкості; розвинути розуміння фізичних явищ, пов’язаних з рухом.

T (технологія): навчити учнів користуватися вимірювальними приладами (секундоміри, лінійки); застосовувати комп’ютерні технології для обробки та аналізу даних.

E (інженерія): заохочувати учнів до проєктування експериментів для вимірювання швидкості; розвивати навички практичних завдань через конструювання простих пристроїв для вимірювання.

M (математика): розвинути вміння розраховувати середню швидкість за допомогою математичних формул; вчити аналізувати отримані числові дані, будувати графіки швидкості.

Обладнання: метрономи, секундоміри, лінійки, калькулятори, комп’ютери або планшети з доступом до Інтернету, таблиці та графіки для запису даних.

Хід уроку

І. Організація учнів до уроку

 Привітання та перевірка готовності до уроку.

 Сьогодні ми з вами проведемо дуже цікавий урок, на якому будемо досліджувати рух різних об’єктів та дізнаємось, як вимірювати їх швидкість.

ІІ. Актуалізація опорних знань. Постановка проблемного поняття

 Перш ніж розпочнемо нашу тему, пригадаймо деякі важливі поняття, які ми вже вивчали.

•          Що таке швидкість руху?
•          Які одиниці вимірювання швидкості ви знаєте?
•          Як можна виміряти швидкість руху тіла?

У нас виникають такі питання:

• «Як можна точно виміряти швидкість руху та чому це важливо для наукових досліджень?»
• «Як вимірювання швидкості може допомогти в розумінні руху об’єктів?»
• «Як можна покращити точність вимірювання швидкості в повсякденному житті?»

Для ефективної роботи ми об’єдналися в 2 групи, в кожній групі ми будемо виконувати дослідження та експериментувати.

ІІІ. Визначення теми й мети уроку

«Сьогодні ми поглибимо наші знання про те, як вимірювати швидкість руху об’єктів. Ми дізнаємось про різні методи інструментів для точних вимірів. Під час уроку ми проведемо практичні дослідження та експерименти. Чи можете ви вгадати, про яку тему буде сьогоднішній урок?»

IV. Зіткнення учнів з проблемою й висловлення первинних гіпотез

Постановка проблеми: «Як можна виміряти швидкість руху тіла з максимальною точністю?»

Мозковий штурм

 Пропоную вам подумати про різні способи вимірювання швидкості. Висловіть свої ідеї, не обмежуючись стандартними методами.

V. Робота над гіпотезами, висловлюваними учнями

Учні збирають та аналізують дані, необхідні для розв’язання проблеми.

Вчитель надає диференційну допомогу.

1. Робота в групах за науковим напрямком

Бесіда: Зараз ми будемо працювати в групах. Кожна група буде мати свій науковий напрямок та відповідні завдання. Перша група працюватиме над теоретичними аспектами. А друга група – над практичними.

Завдання для 1 групи:

1.     Прочитайте текст про рух та швидкість.
2.     Відповідайте на питання до тексту.
3.     Підготуйте коротке повідомлення про теоретичні аспекти вимірювання швидкості.

Текст. Рух та швидкість.

 Рух – це зміна положення об’єкта з часом відносно інших об’єктів або точки відліку. Швидкість це величина, яка показує, як швидко змінюється положення об’єкта. Формула для розрахунку швидкості виглядає так: . Середня швидкість визначається як загальна пройдена відстань, поділена на загальний час руху. Це важливі поняття у фізиці, які допомагають розуміти, як рухаються об’єкти.

Питання до тексту:

1.     Що таке рух?
2.     Як визначається швидкість?
3.     Як розрахувати середню швидкість?

Завдання для 2 групи:

1.     Прочитайте текст про методи вимірювання швидкості.
2.     Відповідайте на питання до тексту.
3.     Підготуйте коротке повідомлення про практичні методи вимірювання швидкості.

Текст. Методи вимірювання швидкості.

Існує кілька методів вимірювання швидкості об’єктів. Найпростіший метод – вимірювання часу, за який об’єкт проходить певну відстань, та обчислення швидкості за допомогою формули: . Для більш точних вимірювань використовуються спеціальні прилад, такі як радарні установки, які вимірюють швидкість за допомогою радіохвиль. Інший метод – відео аналіз, коли рух об’єкта записується на відео, а потім аналізується кадр за кадром.

Питання до тексту:

1.     Які є методи вимірювання швидкості?
2.     Як вимірюється швидкість за допомогою радари?
3.     Що таке відео аналіз і як він використовується для вимірювання швидкості?

2. Робота за дослідницьким напрямком

Група 1: Завдання.

1.     Виміряйте швидкість іграшкового автомобіля, використовуючи секундоміри та лінійки.
2.     Запишіть результати та розрахуйте середню швидкість автомобіля.

Дослід:

•          Виберіть трасу для іграшкового автомобіля.
•          Виміряйте довжину траси за допомогою лінійки.
•          Використовуйте секундоміри, щоб виміряти час, за який автомобіль проходить трасу.
•          Розрахуйте швидкість за формулою: .

Група 2: Завдання.

1.     Виміряйте швидкість руху іншого об’єкта (наприклад, кульки, що котиться по похилій площині).
2.     Запишіть результати та розрахуйте середню швидкість кульки.

Дослід:

•          Виберіть похилу площину для кульки.
•          Виміряйте довжину похилої площини за допомогою лінійки.
•          Використовуйте секундомір, щоб виміряти час, за який кулька проходить похилу площину.
•          Розрахуйте швидкість за формулою: : .

3. Робота за математичним напрямком

Завдання:

1.   Розрахуйте середню швидкість для різних ділянок шляху, по якому рухався об’єкт.
2.   Побудуйте графік швидкості, для об’єкта на основі отриманих даних.

Інструкції:

•          Запишіть відомості та часи для кожної ділянки шляху.
•          Використовуйте калькулятори для обчислення  швидкості на кожній ділянці.
•          Побудуйте графік, де по осі Х буде час, а по осі У – швидкість.

4. Робота за інженерним та творчим напрямком

Завдання:

1.   Сконструюйте прості пристрої для вимірювання швидкості (наприклад, доріжки для руху автомобіля або кульки).
2.     Підготуйте коротку презентацію про свої пристрої та їх застосування.

Інструкції:

•       Використовуйте доступні матеріали (картон, дерев’яні планки, скотч) для створення доріжок.
•       Переконайтеся, що доріжки мають точні розміри, щоб можна було виміряти відстань.
•                 Презентуйте свої пристрої та поясніть, як вони допомагають виміряти швидкість.

VI. Загальний висновок

Молодці! Сьогодні ми багато дізналися про рух та швидкість, а також випробували різні методи вимірювання швидкості на практиці. Всі ви чудово попрацювати в своїх групах і здобули нові знання та навички. Ми побачили, як теоретичні знання можна застосовувати на практиці для вирішення конкретних завдань. Навчилися працювати з вимірювальними приладами і проводити експерименти. Зрозуміли, що вимірювання швидкості є важливим у багатьох сферах життя, включаючи науку, техніку та повсякденні ситуації.

VIІ. Рефлексія

• Які нові ідеї ви сьогодні засвоїли про вимірювання швидкості?
•     Чи вдалося зрозуміти, як важливо точно вимірювали швидкість у різних сферах життя?
•        Які методи вимірювання виявилися найбільш ефективними особисто і чому?

Учні, як ви оцінюєте сьогоднішній урок та що вам сподобалось або що хотіли б покращити.