רעות קינן

reut.keinan@weizmann.ac.il

חמד"ע רחובות

הערכה למשך הזמן הנדרש מהתלמיד בבית:  2 שעות

הערכה למשך הזמן שהפעילות אורכת בכיתה:  4 שעות

רצף במהלך ההוראה: לאחר לימודי הקינמטיקה בממד אחד

דרישות מוקדמות: התלמידים מיומנים בעבודה עם אקסל מפעילויות ניסויי קודמות

מטרות:

o        הכרת המשמעות וההגדרה של וקטור ההעתק, וקטור המהירות ווקטור התאוצה במרחב דו מימדי

o        יכולת להציג וקטורים אלו בהצגה פולרית והצגה קרטזית

o        חישוב הגדלים בצורה גאומטרית ובצורה אלגברית

o        יכולת יישום המושגים הנ"ל לתיאור תנועה אמתית שהם מכירים במרחב הדו ממדי.

חומרי עזר נדרשים:

מחשבים

תוכנת אקסל

תוכנת tracker (הורדה חינמית מהאינטרנט)

מהלך הפעילות:

שיעור 1: המורה מציג תרשים עקבות של תנועה על הלוח, ניתן להשתמש בצילומים של אדג'רטון . מתקיים דיון בכיתה על  הקשר בין המקומות שבהם עבר הגוף לבין ההעתקים שעבר הגוף בכל פרק זמן . מתקיים דיון גם על  ההעתק הכולל שעבר הגוף. המסקנה מהדיון שהעתקים "מתחברים" בצורה גאומטרית (כלל המשולש) ומוגדרת פעולת "חיבור העתקים".

התלמידים מקבלים סרטון וידאו של תנועה כלשהיא. תוך שימוש בתוכנת tracker הם מבצעים מעקב אחר הגוף הנע ומקבלים מהתוכנה סדרת זמנים ומיקומים בהם היה הגוף

התלמידים נשלחים הביתה עם משימה לביצוע תוך שימוש בתוכנת האקסל בה עליהם:

1.      להציג בשני ייצוגים את ההעתקים החלקיים שעבר הגוף

2.      חישוב סכום הגדלים של וקטורי ההעתק הסבר מה מייצג המספר שהתקבל

3.      חישוב הסכום הוקטורי של ההעתקים (גודל וכיוון) והסבר מה מייצג המספר שהתקבל.

4.      תאור התנועה בציר x ובציר y

שיעור 2: בדיון משותף בכיתה מגיעים להגדרת מהירות במרחב דו ממדי ולדרך לייצוג המהירות בשני ייצוגים.

התלמידים נשלחים הביתה להמשיך ונתח את תנועת הגוף ולהוסיף לניתוח:

1.      יצוגי המהירות בשתי צורות ההצגות

2.      תיאור התנועה בציר x ובציר y

3.      השוואה בין וקטורי ההעתק והמהירות

שיעור 3: בדיון משותף בכיתה מגיעים להגדרת תאוצה במרחב דו ממדי ולדרך החישוב של הוקטור. משתמשים בחיסור וקטורי אלגברי וגאומטרי כדי למצוא את גודל וכיוון התאוצה במקרים שונים.

התלמידים נשלחים הביתה להמשיך ונתח את תנועת הגוף ולהוסיף לניתוח:

1.      גרף מהירות-זמן בציר ה X, גרף מהירות-זמן בציר ה Y.

1.      זיהוי ערך התאוצה בכל ציר מהגרפים

2.      שרטוט גאומטרי של וקטורי התאוצה בנקודות שונות על ידי שימוש בחיסור וקטורי.

3.      תיאור התנועה בציר x ובציר y

-           

קשיים ואתגרים אופייניים בהפעלת פעילות כמו שלכם ורעיונות להתמודדות עם הקשיים הללו.

התלמידים חוו במהלך העבודה קשיים שונים:

o        קושי ביישום הפעולות האלגבריות השונות.

o        קושי להסיק מסקנות מהתוצאות שקיבלו מהחישובים

o        קושי להפוך את המספרים לתיאור טוב יותר של תנועה כלשהיא.

קשיי התלמידים הפכו לבסיס לדיאלוג בין התלמיד למורה , דיאלוג שהסתיים במקרים רבים בתחושת הצלחה של התלמיד ושל "נפילת האסימון".

משוב לתלמידים:

*        ניתן לתת לתלמיד משוב בכל שלב של העבודה ובאופן ספציפי לפי המטלה אותה התבקש לבצע. אני קיימתי "דיאלוג" אישי במיילים מול כל תלמיד ששלח לי אקסל לבדיקה או שאלה "איך להתקדם". נושאים שחזרו על עצמם ממספר תלמידים עלו על ידי בשיעור והובהרו לכיתה באופן משותף.

*        אני בחרתי להשתמש בפעילות ללימוד החומר ולא לתת עליה ציון מספרי . הרגשתי שבשלב זה התלמידים רק מתחילים לדבר את השפה החדשה וזה לא הזמן להערכה מסכמת .

*        על מנת לבצע הערכה מסכמת קיימת אפשרות לתת סרטון נוסף לתלמידים ולבקש מהם לנתח אותו קינמטית  בדרך הטובה ביותר ללא הנחיות מפורטות. בצורה זו ניתן לבדוק לאלו מושגים בחר התלמיד להתייחס ועל אילו ויתר, כיצד ביצע את החישובים השונים, האם הגיע למסקנות מכלילות על התנועה  וכו.

תובנות אישיות

*        העבודה הבהירה לתלמידים שביצעו אותה איך "ההגדרות על הלוח" קשורות למציאות מוכרת.

*        העבודה דורשת מהתלמידים "הגדלת ראש" וצורת עבודה לא שגרתית. לחלקם זה מתאים ולחלקם פחות.

*        מצאתי עצמי משתמשת במסקנות מהעבודה הנ"ל גם בשיעורי דינמיקה.

*        אני אישית אמשיך בביצוע הפעילות הנ"ל בשנים הבאות.