Õpilastele selgitatakse läbi praktiliste ülesannete füüsikalisi jõudusid.
- Õpilased ehitavad indidvduaalselt Kerbal Space Programmis raketi ja lennutavad selle orbiidile ning toovad tagasi planeedile Maa.
- Läbi arvutiprogrammi uuritakse kuidas füüsikalised jõud mõjuvad raketile õhkutõusmisel, lendamisel, atmosfääri läbimisel ja maandumisel.
- Arutletakse, mis saab raketist, kui ta ei naase tagasi Maale ehk arutletakse teemal "Kosmoseprügi" ja ka rakettide taaskasutamisest.
Õppeprogramm toetab III kooliastme füüsika aineava.
Programmis saab osaleda 24 õpilast.
Seos õppekavaga ja ainetevaheline lõiming:
Seos õppekava üldosaga: suhtluspädevus: arutelus osaledes väljendavad end selgelt ja viisakalt; küsimustele vastab täpselt, lühidalt ning korrektseid mõisteid kasutades. Matemaatika-, loodusteaduste ja tehnoloogiaalane pädevus: on võimeline ümbritsevat maailma tõlgendama loodusteaduslikult ning saab aru matemaatika, loodusteaduste ning tehnoloogia tähtsusest maailma teaduslikule mõistmisele. Läheneb probleemidele ning ülesannetele loodusteaduslikult. Väärtustab end ümbritsevat elukeskkonda ja mõistab, miks on ökoloogiline jätkusuutlikkus oluline. Digipädevus: oskab digimaailmas käituda headele tavadele ja normidele vastavalt. Sotsiaalne- ja kodanikupädevus: loodusteaduslike probleemide lahendamisel arvestab ka ühiskondlike ja sotsiaalsete aspektidega.
Seos õppekavaga:
Loodusõpetuse ainekava (III kooliaste): füüsika ainekava: mehaanika, kehade vastastikmõju - gravitatsioon; atmosfäär; raskusjõud;füüsikaliste jõudude eristamine, füüsikaliste tegurite ja tingimuste mõj; keskkonnakaitse vajalikkus. Seostab vastavaid loodusteaduslikke teemasid, probleeme ja küsimusi, tuginedes loodusteaduslikele teadmistele, teeb tõendusmaterjalide põhjal järeldusi ja otsustusi.
Keskkonnateadlikkus ja säästev areng - kosmoseprügi küsimused on suuremad probleemid seoses ühe suureneva satelliitide hulgaga Maa lähimas ümbruses. Raketi osade uuesti kasutamine ja ringmajandus nende ehitus materjalidele.
Õpitulemused:
Nimetab millistest kihtidest koosneb atmosfäär ja selgitab, kuidas atmosfäär kaitseb meie planeeti.
Mõistab, mis on õhutakistus ja miks kiiresti läbi õhu liikuvad kehad peavad olema voolujoonelised.
Kirjeldab gravitatsiooni, raketi massi ja kuidas raketi tõstejõu suhe mõjutab raketi õhku tõusmist, saades teadmise, et mida suurem on mass, seda suurem peab olema tõstejõud.
Teab, kuidas mõjub gravitatsioon kehadele Maal ja demonstreerib arvuti programmi abil gravitatsiooni mõju õhkutõusvale raketile.
Saab aru kosmoseprügi probleemist ja selle mõjust planeedile Maa ning teeb tulevikus keskkonda säästvamaid valikuid.
Teab milliseid materjale on võimalik taaskasutada. ringlusse tagasi saata ja kuhu neid viima peab.
Mõistab, mis on õhutakistus ja miks kiiresti läbi õhu liikuvad kehad peavad olema voolujoonelised.
Kirjeldab gravitatsiooni, raketi massi ja kuidas raketi tõstejõu suhe mõjutab raketi õhku tõusmist, saades teadmise, et mida suurem on mass, seda suurem peab olema tõstejõud.
Teab, kuidas mõjub gravitatsioon kehadele Maal ja demonstreerib arvuti programmi abil gravitatsiooni mõju õhkutõusvale raketile.
Saab aru kosmoseprügi probleemist ja selle mõjust planeedile Maa ning teeb tulevikus keskkonda säästvamaid valikuid.
Teab milliseid materjale on võimalik taaskasutada. ringlusse tagasi saata ja kuhu neid viima peab.
Üldpädevused:
digipädevus
matemaatika, loodusteaduste ja tehnoloogiaalne pädevus
õpipädevus
sotsiaalne ja kodanikupädevus
suhtluspädevus
Meetodid ja vahendid:
Meetodid: juhitud vestlus (õpetaja juhib ja suunab vestlust õppeteemadel), individuaaltööna raketi mudeli ehitamine Kerbal Space Programmis.
Vahendid: 24 arvutit, koos eelnevalt alla laetud programmiga, õpetaja poolt koostatud abivahendid (tööjuhendid) ja esitlus.
Juhis õpetajale:
Õpetaja on tuttav programmi sisu ning eesmärkidega; jälgib, et õpilased käituksid hea tava nõuetele vastavalt ning motiveerib neid programmis aktiivselt osalema, nt küsimusi esitama ja neile vastama ning programmi tegevustes kaasa tegema. Vajadusel täidab programmi käigus kokku lepitud ülesandeid.
NB! Kaasa vahetusjalanõud
Õppeprogrammi toimumise järel kogume kohapeal õpetajatelt tagasisidet.
Sihtrühm:
7-9 kl III kooliaste
Kestus:
2 x 45 minutit
Grupi suurus:
24
Toimumise aeg:
Kevad
Sügis
Talv
Hind:
160€
Lisainfo:
Õppetöö toimub Pernova Hariduskeskuse Tehnikamajas Kooli 6b, Pärnu.
Hoone on III korruseline, õpe viiakse läbi 0 korruse klassiruumides.
Grupi suurus 12- 24 õpilast.
Maksumus:
kuni 12-le õpilasele 2x45 min 80€;
kuni 24-le õpilasele 2x45 min 160€.
Suurema grupi puhul võimalus valida kõrvale teine programm.
Vajadusel erikokkulepped toitlustuse osas (nt programmipäeva tellimisel).
Programm ei sobi erivajadustega õpilasele, v.a liikumispuudega õpilane - ratastooliga ligipääs hoovialal ja majas.
Parkimine: keskusel olemas parkla (ka bussid, jalgrattad).
Läbiviimise koht:
arvutiklass, Pernova Tehnikamaja, Kooli 6b, Pärnu
Läbiviimise asukoht:
58.3622577, 24.561849
Maakond:
Pärnumaa
Keskus:
Otsekontakt:
Programmi läbiviija:
Madis Kool (Tehnika ja IT-õpetaja, PKHK IT-eriala, TÜ pedagoogika kursus, õppeprogrammide õpetaja). Teele Karro - Teenuste disain ja juhtimine MSc (Tartu Ülikool), rakendusinformaatika BSc (Tartu Ülikool).
Keel:
Eesti keel
Õppeprogrammi tegevused ja ajakava:
Sissejuhatus (7 min): programmi tegevuste, struktuuri kirjeldus ja ohutusnõuded. Õpetaja selgitab ohutusnõudeid klassis ja arvutiga töötamisel.
Teemaarendus (20 min): juhitud vestlus, õpetaja juhib ja suunab vestlust, et selgitada, mida õpilased teavad kosmosest ja kosmoserakettidest. Vestluse käigus räägitakse/selgitatakse peamisi füüsikalisi jõudusid, mis mõjutavad raketi lendu. Selgitatakse vajalikke mõisteid, mida ilmestavad visuaalsed slaidid (e esitlus). Lisaks räägitakse milline on praegune rakettide ringmajandus ja taaskasutus.
- Gravitatsioon - kuidas ja miks see mõjutab raketi lendu. Tutvustatakse Isaac Newton, kes avastas gravitatsiooni e uuris, miks asjad langevad maale ja miks need langevad erineva kiirusega.
- Atmosfäär - millest koosneb atmosfäär ja kuidas õhutakistus määrab, mis kujuga rakett peab olema, et läbida atmosfääri. Miks on atmosfäär planeet Maale oluline?
- Kliimamuutused - kuidas atmosfääris olev liigne CO2 mõjutab meie kliimat ja raketi õhkutõusmist ning miks?
- Hõõrdumine - kuidas toimub õhu hõõrdumine atmosfäärist väljuvate ja sisenevate kehadega.
- Orbiit - mis on orbiit ja mida peab tegema, et rakett jõuaks orbiidile.
- Rakettide taaskasutus - miks on oluline taaskasutada raketi osi (nt esimesed staadiumid)? Kuidas aitab see säästa ressursse ja vähendada kulusid? Milliseid materjale saaks kosmosesõidukitest taaskasutada? SpaceX-i ja Blue Origini rakettide taaskasutuse näited.
- Materjalide efektiivne kasutamine - miks on raketi ehitamisel oluline kasutada võimalikult kergeid ja vastupidavaid materjale? Kuidas aitab materjalide efektiivne disain vähendada jäätmeid ja kulusid?
- Ressursside säästmine - arutatakse, kuidas kosmosetehnoloogia areng aitab Maa ressursse paremini kasutada ja säästa. Näiteks satelliidid, mis jälgivad põllumajandust, metsatulekahjusid ja kliimamuutusi.
Arutatakse läbi peamised raketi osad, mis võimaldavad sellel õhku tõusta, lennata ja tervelt maanduda.
Töö käik (50 min): Iga õpilane töötab individuaalselt. Raketi ehituseks kasutatakse Kerbal Space Program õppemängu, millega ehitatakse kaks raketti.
- Esimene rakett: õpilased ehitavad raketi vastavalt õpetaja poolt etteantud juhiste järgi programmis Kerbal Space Program. Arutatakse, mis on raketi lendamise staadiumid ja kuidas need töötavad, millised jõud raketile mõjuvad ja miks. Õpilastel palutakse jälgida, mis juhtub raketiga, kui see ülesse lendab ja kui tagasi maale hakkab maanduma. Millal toimub raketil õhu hõõrdumine, kuidas see visuaalselt väljendub.
- Teine rakett: õpilased ehitavad iseseisvatööna - õpilane peab ehitama raketi, mis lendab tervelt kosmosesse. Õpilane võrdleb ja analüüsib oma esimest ja teist ehitatud raketti – võrdleb rakette, analüüsib lennu õnnestumist /ebaõnnestumist ja teeb järeldused.
- Koos õpetajaga arutletakse, mis saab nendest rakettidest, mis kosmoses plahvatasid või mida ei olnud võimalik Maale tagasi tuua. Arutletakse teemal "Kosmoseprügi".
Kokkuvõte(15 min): tuuakse välja, mis oli raketi õhkutõusul ja maandumisel oluline ning millised füüsikalised jõud mõjusid. Lõpetuseks jagatakse õpilased paaridesse ja palutakse mõelda, mida uut õpiti või teada saadi. Iga õpilaste paar saab lühidalt esitada oma vastuse.