Исследование Магнитной Левитации

Цель

Большая Идея

Предисловие

Ищете классный способ заставить студентов задуматься о транспорте будущего? Этот урок использует широкий спектр стратегий, чтобы помочь студентам понять, как будущее транспортной инженерии включает в себя некоторые действительно интересные научные концепции.

Первый раздел начинается с рассмотрения разницы между потенциальной и кинетической энергией. Мои стратегии включают в себя обмен мыслями, обсуждение научных явлений и демонстрационную стратегию использования.

В разделе «исследование» я использую различные стратегии чтения и письма. Я использую Partner Read как способ поддержки чтения студентами технической информации. Нет ничего лучше хорошего графического органайзера, чтобы помочь организовать информацию так, чтобы студенты читали, они заполняли графический органайзер.

Я использую словарную стратегию под названием «Стена». Мои студенты читали статьи дважды. Первый раз-это поиск незнакомых слов. Научное чтение сильно отличается от их чтения ELA, и использование стены слов помогает моим студентам выучить слова, а затем использовать те же слова в своем письме. Мне нравится сочетать задание на чтение с видео, чтобы добавить интерес и информацию. Графический органайзер-это удобный способ упорядочить информацию из обоих источников.

Раздел «объяснение» состоит из двух частей. В книге «объясните: проблема проектирования» я использую стратегию, называемую «понимание инженерных моделей», когда студенты рассматривают, как можно протестировать поезда на магнитной подвеске. Я использую стратегию манипуляции в классе, чтобы дать своим студентам практический опыт работы с физическими моделями.

Раздел «объяснение: поиск наилучшего решения» содержит стратегии, поддерживающие студентов в процессе инженерного проектирования. Одна из стратегий называется поддержка генерации дизайнерских идей. Еще один называется содействие настойчивому тщательному отказу, помогает студентам понять итеративный процесс проектирования. Кроме того, студенты используют стратегию, называемую осознанием паттернов, при анализе данных.

В разделе оценки обсуждается моя формирующая и суммирующая оценка. Мои стратегии оценки включают формальное научное заключение. Я также использую контрольный список тестов дизайна в качестве стратегии, помогающей студентам самооцениться.

Чикагское Столичное агентство планирования (CMAP) было моим деловым партнером в этой деятельности. Моя община находится недалеко от Чикаго, и поставщик легкорельсовых поездов Metra-это обычный способ для семей добраться до центра города. Моя стратегия состоит в том, чтобы представить проблему дизайна. Я прошу студентов рассмотреть 2040 год. -Разве не было бы здорово, если бы поезд на магнитной подвеске довез тебя до Чикаго?

Заниматься

Я начинаю со следующих вопросов в стратегии «думай-пара-делись», потому что я знаю, что моих учеников учили передаче энергии в 7-м классе. Студенты будут запоминать разные материалы, и мое намерение состоит в том, чтобы дать им возможность напомнить друг другу о содержании и действиях, связанных с информацией. Кроме того, когда я хожу вокруг, я хочу оценить заблуждения студентов. Дискуссия также активизирует мышление (запоминание-это «тип» мышления, слушание новых идей и интеграция их в личное мышление могут создавать диссонанс, провоцировать вопросы и углублять понимание).

Я спрашиваю: «в чем разница между потенциальной и кинетической энергией? Приведите примеры кинетической и потенциальной энергии.»

Студенты заполняют запрос самостоятельно, а затем разбиваются на пары, чтобы обсудить свои ответы. Мы делимся как классом, так и обзором передачи энергии. Моя стратегия называется дискуссией о научном феномене. Бывали случаи, когда в моем арсенале было несколько демонстраций, чтобы студенты могли испытать передачу энергии. Я ссылаюсь на свои демонстрации, если мне нужно переучить концепцию. Ознакомьтесь с моим уроком кинетической и потенциальной энергии для более подробного введения в магнитную потенциальную энергию.

Исследуйте

Я использую научные статьи в качестве стратегии для изучения поездов магнитной левитации. Мое намерение состоит в том, чтобы продвигать техническое чтение. Мне нравится интегрировать Общий Базовый стандарт чтения 6-8-чтение научных и технических предметов.

Я использую любую недавнюю статью о поездах на магнитной подвеске. Статья, которую я использовал для этого урока, называется » Смотри, Ма без колес! Как поезда на магнитной подвеске достигают 500 км / ч. Я стараюсь использовать современные статьи, если они доступны. Моя резервная копия, если я не найду статью, — это поезда магнитной левитации о том, как все работает. Я использую стратегию партнерского чтения всякий раз, когда студенты читают технические статьи, потому что студенты могут помочь друг другу. Студенты плечом к плечу читают и заполняют графический органайзер статьи поезда вместе.

Я прошу студентов прочитать статью хотя бы дважды. В первый раз они ищут незнакомые слова. Я использую стратегический визуальный усилитель словарного запаса под названием «Стена». Я прошу студентов определить слова, которые они могут не знать, и предупредить меня об этих словах. Моя цель-формально оценить работу группы и собрать слова для моей словесной стены. Я использую стратегию обсуждения всего класса, чтобы дать студентам возможность поделиться тем, что они знают. В классном видео: Word Wall я объясняю, как слово Wall является справочником для чтения и письма. С видимой ссылкой студенты используют слово «стена» в своем письме. Мне нужны три слова стены слов в резюме. Слово «стена» значительно улучшило качество письма студентов, потому что они используют определенную лексику в своем письме.

В дополнение к научной статье я показываю фильм о поездах на магнитной подвеске. Моя стратегия заключается в том, чтобы сравнить и сопоставить информацию, полученную из фильма и статьи.

Я использую графический органайзер в качестве стратегии для организации информации из статьи и фильма. Студенты заполняют графический органайзер и пишут резюме по трем вопросам о поезде на магнитной подвеске: «как он работает?» «Как это повлияет на нашу окружающую среду?» и «как это повлияет на нашу экономику?» Поскольку это научная статья, я прошу студентов использовать статистику и факты в качестве доказательства понимания. Студенты будут использовать графический органайзер позже на уроке, чтобы завершить заключение. В зависимости от статьи вопросы по графическому органайзеру требуют навыков вывода.

Преимуществом данного раздела является возможность использования студентами научной практики №8: получение, оценка и передача информации. Студенты » критически читают научные тексты, адаптированные для использования в классе, чтобы определить основные идеи и/или получить научную и/или техническую информацию для описания закономерностей и / или доказательств о естественном и спроектированном мире(мирах)».

Поясните: Проблема Проектирования

Я начинаю с представления проблемы дизайна. Я говорю: «если бы Чикагское Столичное агентство планирования (CMAP) рассматривало возможность строительства поезда на магнитной подвеске, им потребовался бы некоторый вклад в вопросы проектирования. Наша задача-разработать метод использования магнитной потенциальной энергии для движения кабины по рельсам».

Используя открытия науки маглев поезд набор, моя стратегия заключается в проверке модели на магнитной подвеске. Прежде чем студенты приступят к практическому опыту, я использую стратегию понимания инженерных моделей. Я спрашиваю студентов: «зачем инженерам использовать модель?» Этот важный вопрос дает студентам возможность понять, как модель имитирует некоторые научные концепции, используемые в реальных магнитных левитационных поездах. Модели, которые мы используем в классе, имеют реальные приложения.

Затем студенты строят поезд на магнитной подвеске, используя наборы. В комплект входит инструктивный лист. Это легко и весело для детей, чтобы построить. В наборах используется контактный цемент, и точность необходима для того, чтобы «кабина» поезда двигалась по рельсам. Мы построили шесть дорожек для каждого из моих столов.

Моя стратегия включает в себя манипулирование физическими моделями для улучшения понимания научных концепций. Когда студенты сначала получают в свои руки материал, возникает момент недоверия. Некоторые студенты нуждаются в дополнительных объяснениях, чтобы понять, что два магнита отталкивают друг друга. В моей классной стратегии манипулирования видео студенты работают над тестированием моделей, пытаясь переместить кабину через трассу.

Шаг 2: Разработка плана расследования. Я поддерживаю своих студентов в постановке проверяемых вопросов и определении исследований, которые помогут ответить на вопросы. Используя шаблон Maglev, студенты определяют задачу проектирования и затем тестируют ее. Студенты проверяют величину потенциальной энергии, которая может наилучшим образом продвинуть кабину по рельсам. Студенты используют научную практику №3: Планирование и проведение исследований. Студенты: «планируйте исследование индивидуально и совместно, а также в процессе проектирования: определите независимые и зависимые переменные и элементы управления, какие инструменты необходимы для сбора данных, как будут записываться измерения и сколько данных необходимо для подтверждения утверждения».

Посмотрите, как студенты тестируют поезда на магнитной подвеске в видео ниже.

Объясните: поиск наилучшего решения

Шаг 3. проверьте количество магнитов, которые лучше всего продвигают кабину к концу пути: тестирование поездов на магнитной подвеске. Студенты заполняют таблицу данных. Я прошу их количественно оценить величину магнитов в таблице данных. В классе мы обсуждаем формы магнитов и их различные сильные стороны. Научная практика №3 усиливается, когда студенты «проводят исследование и/или оценивают и / или пересматривают экспериментальный проект, чтобы получить данные, которые послужат основой для доказательств, отвечающих целям исследования».

Я использую важную стратегию под названием Поддержка генерации дизайнерских идей. Из-за их энтузиазма к практическому компоненту урока студентам нужна помощь в целенаправленной разработке и тестировании дизайнерских идей. Я предлагаю небольшим группам студентов возможность записать свои дизайнерские идеи.

Важной частью плана является гибкость изменения дизайнерских идей. Студенты находят в своих тестах различные комбинации, которые работают лучше всего. Они хотят использовать предыдущие тесты, чтобы найти лучшее дизайнерское решение. Я позволяю им определить, как гибкость может улучшить дизайнерские идеи после сознательной проверки идеи. В классном видео: Поддержка генерации дизайнерских идей я объясняю, как я использую эту стратегию, чтобы помочь студентам понять процесс инженерного проектирования.

Некоторые треки работали очень хорошо,другие-не очень. Я использую стратегию, которая называется «поощрение настойчивости через неудачу». Я спрашиваю студентов: «почему неудача является хорошей вещью в этой деятельности?» В моем классном видео: поощрение настойчивости через неудачу, студенты обсуждают важность неудачи. Одна из замечательных особенностей этой стратегии заключается в том, что студенты не подделывают результаты и не обманывают, пытаясь получить «правильный» ответ.

Работая с треками, баланс-это проблема. Рельсы, которые не работали хорошо, стали другой проблемой инженерного проектирования. Как мы можем использовать магнитную энергию для управления кабиной поперек пути? Студенты используют практику №1, задавая вопросы и определяя проблемы, поскольку они «определяют проблему проектирования, которая может быть решена путем разработки процесса и включает в себя множество критериев и ограничений, включая научные знания, которые могут ограничить возможные решения».

Студенты думают и тестируют способы изменения треков, чтобы добиться успеха. Чтобы помочь решить эту проблему, студенты прикрепили магниты вдоль внешней стороны рельсов, чтобы помочь сбалансировать кабину.

Научная практика №6, построение объяснений и проектирование решений очень важны. Студенты пишут качественные наблюдения. Я прошу студентов сделать наблюдения в попытке потерпеть неудачу. Мое намерение состоит в том, чтобы студенты вносили изменения, основанные на испытаниях. Качественные наблюдения будут использованы для защиты позиции позже на уроке. Студенты должны «применять научные идеи, принципы и/или доказательства для построения, пересмотра и/или использования объяснения реальных явлений, примеров или событий».

Наконец, научная практика №4, анализ и интерпретация данных становится важной, поскольку студенты используют стратегию анализа паттернов в разделе шаблона Maglev под названием качественные наблюдения: ищите паттерны. Я прошу студентов искать общие проблемы и записывать проблему и след, по которому они записали наблюдение. Мое намерение состоит в том, чтобы поддерживать связь идей и находить закономерности между точками данных. Кроме того, данный раздел используется как способ организации информации для формального письменного заключения.

https://betterlesson.com/lesson/601238/exploring-magnetic-levitation

Ссылка на основную публикацию