Droonilaevade tootmine ja kasutamine

Füüsika

Tunnikava nr 3

Teema

Füüsika ja paatide liikumine - katsed (vee ääres)

Kestus

2 x 1 tund (2 x 45 min)

Eeldatavad eelteadmised

• Teise mehaanikaprintsiibi suhtes õpitud mõisted: kiirus, suhteline kiirus, kiirendus, inertsjõud, mehaaniline impulss (õppetund nr 1).
• Analüüsi ja probleemide lahendamise oskuste arendamine, mis on seotud paatide liikumisega seotud teoreetiliste probleemidega (õppetund nr 2).

Tunni eesmärk(id)

Õppimine eksperimentaalse uurimise kaudu, mis viiakse läbi erinevate füüsikaliste suuruste määramiseks, mis on seotud õpilaste ehitatud paatide liikumisega eksperimentideks valitud vee ääres (jõgi, järv, meri või bassein)

Peamine idee teema taga

• Oskuste arendamine teoreetiliste teadmiste seostamiseks katsete käigus täheldatud nähtustega.

• Näited (vt lingid):

• jõe voolukiirus;
• paadi suhteline kiirus võrreldes veega;
• paadi kiirus kalda suhtes;
• aeg, mille jooksul paat (mootoriga sisse/välja lülitatud) läbib teatava vahemaa jõe voolusuunas või vastassuunas;
• aeg, mille jooksul mootorpaat läbib jõge;
• mootorpaadi maksimaalne kiirus;
• kerekiirus (ehk paadi maksimaalne kiirus, mida see suudab saavutada ilma liuglemiseta).

Tunni tulemused

Kriitilise ja abstraktse mõtlemisvõime arendamine seoses füüsika disainielementide ja tegelike rakendustega

Pädevused

• Konkreetsed pädevused:

1. Oskuste ja võimete arendamine nii iseseisvaks kui ka meeskonnatööks.
2. Sõnavara korrektne kasutamine nähtuste kirjeldamisel.
3. Oskuste omandamine teoreetiliste teadmiste ja praktikas täheldatud nähtuste seostamiseks.

• Tuletatud pädevused:

1. Mõistete määratlemine ja fikseerimine: vahemaa, kiirus, aeg, suhteline kiirus, temperatuur (DC1).
2. Läbiviidavate katsete kirjeldus ja töömeetodid (DC2).
3. Selgitus, kuidas arvutada jõe kiirust, paadi suhtelist kiirust võrreldes maapinnaga (DC3).
4. Peamiste vigade allikate ja nende tekkepõhjuste täpsustamine (DC4).

Meetodid

• Õppemeetodid:

• Teadmiste kinnistamise vestlus;
• Selgitus;
• Probleemide lahendamine;
• Algoritmimine
• Katse;
• Õppimine avastusõppekaudu

• Tegevusvormid:

• Frontaalne - teadmiste ajakohastamiseks;
• Meeskondades - 5 rühma, milles igas on 4-5 õpilast

Seos õppekavaga

• Iseseisvate ja meeskonnatöö oskuste arendamine.
• Sõnavara õige kasutamine füüsika ja loodusnähtuste kirjeldamisel.
• Oskuste arendamine teoreetiliste teadmiste seostamiseks katsete käigus täheldatud nähtustega.
• Kasutatud töövahendite ja tööetappide kirjeldus.
• Eksperimentaalse uurimise peamiste vigade allikate ja nende tekkepõhjuste täpsustamine.
• Kriitilise ja abstraktse mõtlemisvõime arendamine seoses füüsika disainielementide ja tegelike rakendustega.
• Võib olla seotud:

• Keemia ja bioloogia, andurite proovivõtt, andmeedastus, filtreerimine ning mootorimoodulite koostamine.
• kaks sisuteemat 9. klassi füüsika õppekavas (klassikalise mehaanika põhimõtted ja seadused, muutuste teoreemid ja mehaanika säilitamisseadused);
• tehnoloogilised distsipliinid, kui need on õppekava tasemel kättesaadavad (näiteks viidates erinevate mehaaniliste mõõtmiste arvutamisele).

Sidusrühmade kaasamine

• Iseseisvad tegevused koolis (lõiming bioloogia- ja keemiakursustega).
• Võimalik abi ja/või toetus, mida pakuvad kohalikud ametiasutused ja/või kohalikud veemajandusasutused.

VAJALIKUD SEADMED JA MATERJALID

1 meeskond 5 õpilasega

See on soovitatav nimekiri:

Tähelepanekud

• Igas klassis/laboris on 1-2 tahvlit või tahvlit (magnetiline ja/või interaktiivne), millele saab kirjutada kriidiga või markeritega.
• Õpetajad pakuvad õpilastele vajalikku informatiivset ja praktilist tuge (töölehed, elektroonilised esitlused, veebipõhised teemapildid, videod ja õppematerjalid).

1. samm (2 minutit)

Korralduslik hetk (kohaloleku kontrollimine, tähelepanu püüdmine, didaktiliste materjalide ettevalmistamine jne).

2. samm (10 minutit)

• Õpetamiseks vajalike eelteadmiste aktiveerimine.
• Õpilastele esitatakse küsimusi, mis on seotud teoreetiliste mõistetega, näiteks:

• ühtlane sirgjooneline liikumine ja ühtlaselt varieeruv sirgjooneline liikumine;
• kiirus ja suhteline kiirus, vahemaa, aeg
• hõõrdejõud.

• Taotletavate pädevuste esitamine eksperimentaalsete tegevuste (DC1, DC2, DC3, DC4) käigus.

3. samm (70 min)

• Töömeetod

• Klass jagatakse 5 rühma, kuhu kuulub 4-5 õpilast, ja iga rühm saab tööaruande, mõõteriistad ja katseandmete tabeli.
• Õpetaja selgitab töövõtteid ja jagab infot ohutuse kohta.
• Õpetaja tutvustab tööetappe ning seejärel jälgib ja juhendab eksperimentaalset tegevust, järgides töömeetodit, mis on lisatud tööaruandesse.
• Õpilased töötavad rühmades ja täidavad töölehe andmetabelit arvutatud väärtustega.
• Õpetaja töötleb õpilaste abiga rühmade andmeid ja seejärel võrdleb saadud väärtusi rühmade vahel.

• Õpetaja selgitab peamiste vigade ilmnemist.

4. samm (6 minutit)

• Omandatud teadmiste kinnistamine tehtud lõppjärelduste kaudu.
• Tagasiside lühikeste küsimuste ja vastuste kaudu, mis on seotud eksperimentaalse tegevusega:

• "Millised on põhilised põhjused, mis põhjustavad raskeid vigu?"
• "Mis teile tunni ajal kõige rohkem meeldis?"
• "Milline rühm töötas kõige paremini?"

• T-T-S (Tean-Tahan teada-Sain teada) tabeli või diagrammi täitmine (kui see on vajalik/kohaldatav).

5. samm (2 minutit)

Järeldused:

• kodutöö täpsustamine (kui see on vajalik/kohaldatav);
• suuline ja/või kirjalik tunnustus (hinded) õpilastele, kes olid katsetegevuse ajal väga aktiivsed.

Hindamine

• Suuline tagasiside
• Õpilaste süsteemne jälgimine

Kasulikud lingid

• Inglise keeles:

• https://www.epa.ie/our-services/monitoring--assessment/freshwater--marine/rivers/water-level-and-flow/how-we-measure-water-level-and-flow-of-rivers/
• Terminite määratlus:

• Laevakere kiirus: kiirus, mille puhul laeva vöörilaine lainepikkus on võrdne laeva pikkusega. Purjelaevade ajastul peeti laevakere kiirust ligikaudseks piiriks kiirusele, mida laev võib saavutada. Sünonüüm: veeväljasurve kiirus (https://en.wiktionary.org/wiki/hull_speed)
• Lainepikkus: laine ühe tsükli pikkus, mida mõõdetakse laine ühe tipu või languse ja järgmise vahelisel kaugusel; füüsikas tähistatakse seda sageli λ-ga ja see vastab laine kiirusele, mis jagatakse selle sagedusega (https://en.wiktionary.org/wiki/wavelength).
• vöörilaine: laeva vööris tekkiv laine, mis moodustab laeva liikumisel läbi vee ja määratleb laeva lainetuse välised piirid (https://en.wiktionary.org/wiki/bow_wave).
• Laevajälg: laeva poolt veepinnale jäetud tee (https://en.wiktionary.org/wiki/wake).

• Rumeenia:

• https://youtu.be/mHyETKWaA3o

Rühma number

d

[m]

t

[s]

Va

[m/s]

Vm

[m/s]

I rühm

II rühm

III rühm

IV rühm

V rühm

Rühm

number

d m[]

Va

[m/s]

Vb

[m/s]

V1

[m/s]

V2

[m/s]

t1 (1)

[s]

t2 (1)

[s]

t1 (2)

[s]

t2 (2)

[s]

I rühm

II rühm

III rühm

IV rühm

V rühm

Erasmus+ koostööpartnerluse projekt

Purjetamine võimalustesse

No. 2023-1-LT01-KA220-SCH-000161306

Rahastab Euroopa Liit. Väljendatud seisukohad ja arvamused on siiski ainult autori(te) omad ega pruugi kajastada Euroopa Liidu või riikliku büroo seisukohti ja arvamusi. Euroopa Liit ega riiklik büroo ei saa nende eest vastutada.