Μαθηματικά με... πυραύλους

Υλικά

Μέρος 1:

• 5 μικρά σχέδια πυραύλων – Λήψη PDF
• 1 χάρτινο πιάτο
• Πίνακας της τάξης, φανελοπίνακας, ή χαρτί του μέτρου (μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στο Μέρος 2)
• Περιοδικό ή ένα κομμάτι χαρτί, 1 ανά μαθητή
• Μαρκαδόροι, μολύβια ή κραγιόνια

Μέρος 2ο:

• Αντίγραφα σχεδίου μικρών πυραύλων, 1 σετ με 5 μικρούς πυραύλους ανά ομάδα 2 μαθητών
• 1 χάρτινο πιάτο, ανά ομάδα 2 μαθητών
• Χαρτί, 1 τεμάχιο ανά μαθητή
• Μαρκαδόροι, μολύβια ή κραγιόνια

Επεκτάσεις:

• 1 μεγάλο σχέδιο πυραύλων – Λήψη PDF
• Μεγάλη χάρτινη αριθμογραμμή ή ταινία και μαρκαδόρος για να το φτιάξετε στο πάτωμα
• Ένα ζάρι
• Κιμωλία

Διαχείριση

• Χρωματίστε, κόψτε, πλαστικοποιήστε και προετοιμάστε σχήματα πυραύλων που χρησιμοποιούνται στο Μέρος 1 και στις Επεκτάσεις.
• Εάν χρησιμοποιείτε τον πίνακα ή φανελοπίνακα, μπορεί να χρειαστεί να επικολλήσετε μαγνητικές λωρίδες ή λωρίδες Velcro στα μικρά σχήματα πυραύλων για να έχετε ελεύθερα τα χέρια σας.
• Ανάλογα με τις λεπτές κινητικές δεξιότητες των μαθητών και τους χρονικούς περιορισμούς του μαθήματος, σκεφτείτε να ζητήσετε από τους μαθητές να χρωματίσουν και να κόψουν τα σχήματα πυραύλων που απαιτούνται στο Μέρος 2 πριν από το μάθημα.
• Αυτή η δραστηριότητα μπορεί να ολοκληρωθεί σε μία ώρα ή κάθε μέρος μπορεί να ολοκληρωθεί σε ξεχωριστές ημέρες.

Ιστορικό

Οι άνθρωποι πειραματίζονται με τους πυραύλους και τις έννοιες που εμπλέκονται στην πτήση τους για σχεδόν 1.000 χρόνια. Οι σύγχρονοι πρωτοπόροι των πυραύλων δημιούργησαν αυτό που ήταν υλικό επιστημονικής φαντασίας μόλις πριν από 100 χρόνια: πυραυλοπροωθούμενες συσκευές που μπορούν να εξερευνήσουν τη γη, τη θάλασσα, τον αέρα και το διάστημα. Με την εφαρμογή προηγμένων επιστημονικών και μηχανικών αρχών, οι πύραυλοι οδήγησαν στην εφεύρεση σημαντικών ανακαλύψεων στο εμπόριο, τον πόλεμο, τα ταξίδια και την έρευνα.

Πύραυλοι έχουν εκτοξεύσει διαστημόπλοια σε κάθε πλανήτη του ηλιακού συστήματος και έχουν στείλει ακόμη και ανθρώπους στη Σελήνη.

Το πρόγραμμα Artemis της NASA θα επιστρέψει τους ανθρώπους στη Σελήνη στέλνοντας την πρώτη γυναίκα και το πρώτο έγχρωμο άτομο στη σεληνιακή επιφάνεια. Ένα θεμελιώδες κομμάτι του προγράμματος είναι το Space Launch System της NASA, ή SLS, ένας πύραυλος που θα επιτρέψει την ανθρώπινη εξερεύνηση πέρα από την τροχιά της Γης. Το SLS θα χρησιμοποιηθεί στο πρόγραμμα Artemis για μια σειρά αποστολών χωρίς πλήρωμα, μεταφέροντας τελικά αστροναύτες στη Σελήνη κατά τη διάρκεια της αποστολής Artemis III. Η NASA σχεδιάζει να συνεχίσει να στέλνει αποστολές στη Σελήνη περίπου μία φορά το χρόνο μετά από αυτό, ενώ θα χρησιμοποιήσει επίσης το SLS για την εκτόξευση ρομποτικών επιστημονικών αποστολών σε μέρη όπως η Σελήνη, ο Άρης, ο Κρόνος και ο Δίας.

Διαδικασίες

Μέρος 1

Δείξτε στην τάξη το σετ των πέντε μικρών πυραύλων. Παρουσιάστε τους πυραύλους (στον πίνακα, ή έναν φανελοπίνακα, ή στο χαρτί του μέτρου) ώστε οι μαθητές να μπορούν να τους δουν. Ζητήστε από την τάξη να μετρήσει τον αριθμό τους. Δείξτε στους μαθητές το χάρτινο πιάτο. Καλύψτε όλες τις ρουκέτες με το πιάτο. Βγάλτε δύο ρουκέτες από κάτω από το πιάτο. Ζητήστε από την τάξη να μετρήσει τους πυραύλους που μπορεί να δει. Ζητήστε από τους μαθητές να καταλάβουν τον αριθμό των ρουκετών που έχουν απομείνει κάτω από το πιάτο. Αφαιρέστε το πιάτο και επιβεβαιώστε ότι η απάντησή τους είναι σωστή. Ρωτήστε τους μαθητές πώς προσδιόρισαν την απάντηση (μετρώντας, αφαίρεση κ.λπ.). Πείτε στους μαθητές ότι πρέπει να σχεδιάσουν μια εικόνα ή αναπαράσταση αυτού που βλέπουν. Δείξτε πώς να σχεδιάσετε την παράσταση στον πίνακα ή στο χαρτί. Σχεδιάστε έναν μεγάλο κύκλο για να αναπαραστήσετε το πιάτο. Χρησιμοποιήστε ένα χρώμα για να σχεδιάσετε δύο ρουκέτες ή κουκκίδες έξω από τον κύκλο. Αυτά αντιπροσωπεύουν τους πύραυλους που αφήσατε έξω από το πιάτο. Επισημάνετε τον κατάλληλο αριθμό. Χρησιμοποιήστε ένα άλλο χρώμα για να σχεδιάσετε 3 μικρούς πυραύλους ή κουκκίδες μέσα στον κύκλο. Αυτά αντιπροσωπεύουν τους πύραυλους που κρύψατε κάτω από το πιάτο. Επισημάνετε τον κατάλληλο αριθμό. Γράψτε τον αριθμό "5" για να δείξετε τον συνολικό αριθμό των πυραύλων. Μοιράστε ένα τετράδιο ή ένα φύλλο χαρτιού σε κάθε μαθητή. Αφήστε τους να εξασκηθούν στη σχεδίαση της αναπαράστασης. Επαναλάβετε τη δραστηριότητα αρκετές φορές, αλλάζοντας τον αριθμό των ρουκετών που κρύψατε από κάτω από την πλάκα. Κάθε φορά, ζητήστε από τους μαθητές να ζωγραφίσουν μια εικόνα για να αναπαραστήσουν αυτό που βλέπουν. Για να εξοικονομήσετε χαρτί, προτείνετε να σχεδιάσουν δύο γραμμές για να χωρίσουν το χαρτί σε τέσσερα τμήματα ή/και να χρησιμοποιήσουν και τις δύο πλευρές του χαρτιού. Μέρος 2ο Χωρίστε την τάξη σε ομάδες των δύο μαθητών. Μοιράστε ένα χάρτινο πιάτο και πέντε ρουκέτες σε κάθε ζευγάρι. Επιτρέψτε στους μαθητές να χρωματίσουν και να κόψουν μικρούς πυραύλους. Μοιράστε περιοδικά ή ένα φύλλο χαρτιού σε κάθε μαθητή. Ζητήστε από τα ζευγάρια των μαθητών να εξασκήσουν τη δραστηριότητα ανεξάρτητα, τοποθετώντας και αφαιρώντας τους πυραύλους με τη σειρά. Οι μαθητές θα πρέπει εναλλάξ να λένε στον συμμαθητή τους πόσοι πύραυλοι βρίσκονται κάτω από το πιάτο. Ενθαρρύνετέ τα να πουν ο ένας στον άλλον πώς κατάλαβαν πόσοι πύραυλοι είχαν απομείνει. Επαναλάβετε αρκετές φορές. Κάθε φορά που η δραστηριότητα επαναλαμβάνεται, ζητήστε από τους μαθητές να ζωγραφίζουν μια εικόνα στο τετράδιό τους ή στο χαρτί για να αναπαραστήσουν αυτό που βλέπουν. Υπενθυμίστε τους να επισημάνουν την εικόνα με τους κατάλληλους αριθμούς. Ζητήστε από τους μαθητές να μοιραστούν τις ζωγραφιές τους στην τάξη. Αφού ένας μαθητής δείξει τη ζωγραφιά του, ρωτήστε εάν κάποιος άλλος μαθητής ή ομάδα έχει μια εικόνα που δείχνει έναν διαφορετικό συνδυασμό καλυμμένων και ακάλυπτων πυραύλων. Μοιραστείτε τους διαφορετικούς συνδυασμούς καλυμμένων και ακάλυπτων πυραύλων που βρήκαν. Καθώς οι μαθητές εξοικειώνονται με τη διαδικασία, διαφοροποιήστε τον συνολικό αριθμό των πυραύλων που χρησιμοποιούνται. Επαναλάβετε τη δραστηριότητα. Ανάλογα με το επίπεδο ικανότητας των μαθητών, ζητήστε τους να γράψουν απλές προτάσεις πρόσθεσης και αφαίρεσης. Για παράδειγμα, για να αναπαραστήσουν τα σχέδιά τους, οι μαθητές θα μπορούσαν να γράψουν: 1+4 = 5 ή 5 – 1 = 4

Αξιολόγηση

Παρατηρήστε τους μαθητές καθώς επαναλαμβάνουν αυτή τη δραστηριότητα. Συζητήστε και αξιολογήστε τα σχέδιά τους. Βεβαιωθείτε ότι κάθε σχέδιο έχει συνολικά πέντε ρουκέτες (ή έχει τον κατάλληλο αριθμό ρουκετών, εάν χρησιμοποιούνται περισσότερες ή λιγότερες).

Επεκτάσεις

Επιτρέψτε στους μαθητές να εξασκηθούν στην εύρεση του προσθετέου που λείπει χρησιμοποιώντας μια αριθμογραμμή από το 0 έως το 10.

1. Εισάγετε ή επαναλάβετε την έννοια της αριθμογραμμής.
2. Τοποθετήστε μια αριθμητική γραμμή στο πάτωμα (προκατασκευασμένη ή με κολλητική ταινία και μαρκαδόρο).
3. Χρωματίστε και κόψτε τον μεγάλο πύραυλο (Δείτε Υλικά και Διαχείριση).
4. Οι μαθητές τοποθετούν τον πύραυλο στην αρχή της αριθμογραμμής, έτοιμο για εκτόξευση.
5. Οι μαθητές ή ο δάσκαλος ρίχνουν ένα ζάρι. Μετακινήστε τον πύραυλο στον κατάλληλο αριθμό διαστημάτων στην αριθμητική γραμμή.
6. Συνεχίστε να ρίχνετε το ζάρι και μετακινήστε τον πύραυλο στον κατάλληλο αριθμό διαστημάτων έως ότου ο πύραυλος φτάσει τα 10. Για παράδειγμα, ο μαθητής ρίχνει ένα 6 και μετακινεί τον πύραυλο στο 6. Ο μαθητής ρίχνει ένα 1 και μετακινεί τον πύραυλο στο 7. Ο μαθητής θα συνέχιζε να ρίχνει το ζάρι μέχρι να φέρει 3 για να φτάσει το 10. Εάν ο αριθμός που θα τύχει είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό που χρειάζεται για να φτάσει το 10, μην μετακινήσετε τον πύραυλο προς τα εμπρός. Ρίξτε ξανά μέχρι ο πύραυλος να φτάσει στο 10 χωρίς να το περάσει.
7. Όταν ο πύραυλος φτάσει στο 10, ζητήστε από τους μαθητές να αντιστρέψουν την κατεύθυνση του πυραύλου. Ρίξτε το ζάρι μέχρι ο πύραυλος να επιστρέψει στο 0.
8. Βοηθήστε τους μαθητές να αναπτύξουν τρόπους καταγραφής των δεδομένων. Ενθαρρύνετε τους να χρησιμοποιούν τα δεδομένα σε απλές προτάσεις πρόσθεσης και αφαίρεσης. Εάν είναι πιο κατάλληλο, διπλώστε την αριθμογραμμή στη μέση και ζητήστε από τους μαθητές να ρίξουν το ζάρι για να φτάσουν στο 5.

Στην αυλή:

1. Σχεδιάστε μια σειρά από 11 τετράγωνα στο πεζοδρόμιο με κιμωλία.
2. Σημειώστε κάθε τετράγωνο με έναν αριθμό από το 0 έως το 10.
3. Δείξτε στους μαθητές πώς να παίζουν αυτή τη μαθηματική έκδοση του "πατό". Τα τετράγωνα του "πατό" γίνονται αριθμητική γραμμή.
4. Ένας μαθητής στέκεται στο τετράγωνο 0. Ρίξτε ένα ζάρι. Ο αριθμός στο ζάρι καθορίζει τον αριθμό των τετραγώνων που θα πηδήξει ο μαθητής.
5. Οι μαθητές ρίχνουν το ζάρι και πηδούν τον κατάλληλο αριθμό τετραγώνων μέχρι να φτάσουν το 10. Εάν ο αριθμός είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό που χρειάζεται για να φτάσει το 10, να μην πηδήξουν μετά το δέκα, απλά να ξαναρίξουν το ζάρι.
6. Όταν ο μαθητής φτάσει στο 10, θα πρέπει να γυρίσει και να επαναλάβει τη δραστηριότητα για να φτάσει στο 0.
7. Ενθαρρύνετε τους μαθητές να καταγράφουν τα δεδομένα σε απλές προτάσεις πρόσθεσης και αφαίρεσης.