Паперовий літак як предмет навчання

Добре продумана STEM-діяльність допомагає учням початкової школи зрозуміти основи фізики й дизайну.

Мій батько, директор і вчитель з більш ніж 30-річним стажем, міг знайти предмет навчання навіть у тому, що інші називали сміттям. Паперові літаки, котрі зазвичай є причиною для зауважень, для нього могли стати приводом для імпровізованого уроку фізики, присвяченого опору і підіймальній силі.
Ставши вчителем, я перейняв освітню філософію батька. Виявилося, що вміння знаходити повчальні моменти в усьому, включаючи найпростіші предмети, дає можливість навчати дітей одночасно декільком дисциплінам. Адже за минулі роки я зрозумів, що повний аналіз паперових літаків, працює в усіх контекстах. У цій статті на прикладі свого уроку, я поясню Вам, що саме маю на увазі.

ПОЧАТОК УРОКУ

Мені подобається, коли мої учні проводять самостійні дослідження. Це робить проект зрозумілим для них з самого початку, а також розвиває їх навички пошуку, які їм знадобляться в майбутньому. Тому, коли я беру паперовий літак, я завжди пропоную своїм учням дізнатися ціни на квитки закордон. Таким чином, вони мають краще уявлення про відстань, яку повинен подолати літак, і час, протягом якого він повинен залишатись у повітрі.

Зазвичай, я обираю рейс у місце, яке добре знайоме мені, адже таким чином у відповідний момент я зможу розповісти дітям про культуру даного міста. Як тільки діти дізнаються про високі ціни на квитки, я прошу їх подумати: «Чому так?». Щоб допомогти їм з цим, я пропоную дізнатися, скільки годин і миль триває політ.
Озброївшись розумінням про відстань і час, мої учні зазвичай починають думати про велику кількість палива, необхідного для польоту, а потім встановлюють зв'язок між вартістю і паливом, що змушує їх критично задуматися про те, як скоротити їх.

ВСТУП У ФІЗИКУ

 Коли у дітей з'являється розуміння паливо = вартість, я запитую їх: «Як би ви побудували більш економний літак, щоб зробити його доступним для подорожей?» Зазвичай це ставить їх в глухий кут, і нам доводиться повертатися до фізики.

 На питання: "Що змушує літак літати?", діти часто не знають відповіді, тому я відправляю їх в Google, щоб вони самі знайшли її. Потім групуючись, ми обговорюємо все, що вони дізналися, і схематично зображуємо чотири сили польоту: підіймальна  сила, вага, тяга і опір.

 Далі ми говоримо про те, яку роль ці чотири сили грають у конструкції літака. Я питаю їх: «Як двигун допомагає літаку літати? У мого автомобіля теж є двигун, чому ж тоді він не літає?».
Ці підказки знову відправляють дітей в Google, де вони знаходять термін «підйом».
Встановивши, що двигун літака забезпечує підйомну силу, я питаю: «Чи може літак літати без двигуна?»

Діти навіть не намагаються це загуглити. Вони просто показують жестами те, як літак падає й вибухає.

Коли вони загуглили «політ без двигуна», вони здивувалися, дізнавшись, що більшість сучасних літаків можуть літати у разі відмови двигуна. Найчастіше діти швидко приходять до висновку, що чим далі літак може летіти, тим менше палива він споживає.

ДИЗАЙН

Коли ми переходимо до задачі, я наголошую: «Використовуйте те, що ви знаєте про чотири сили польоту, щоб сконструювати паперовий літак, який зможе летіти на великі відстані. Ваш літак має бути зробленим з одного аркуша паперу. Він повинен бути складеним або скріпленим скобами, а не склеєний, тому що це змінить опір».

Я встановив правила уроку: вони можуть досліджувати проекти паперових літачків на своїх комп'ютерах, можуть скласти і спробувати стільки дизайнів, скільки у них буде на це паперу. Потім я кажу їм, що вони поділяться своїм дизайном з класом і пояснять, чому, на їхню думку, це спрацювало або не спрацювало.

Учням я даю як мінімум два дні на роботу над своїми проектами, але ми часто настільки захоплені, що нам потрібно більше часу. Кожен день ми зустрічаємося, щоб випробувати наші літаки й обговорити, як ми можемо їх покращити. Цей метод проб і помилок - одна з найважливіших частин уроку й найважливіша частина для всіх учнів.

Ми завершуємо наш проект, відправляючи наші літаки в чисте місце. Діти керують своїми літаками і вимірюють відстань, яку вони можуть подолати. Учні, які вчаться дистанційно записують свої тестові польоти на відео й діляться ними з класом. Я нагадую учням, що це не змагання, і закликаю їх продовжувати доводити свої проекти до досконалості й обговорювати способи їх покращення.

Кожен раз, під час цього проекту, деякі учні складають традиційний паперовий літачок і дивуються чому ж він не летить, на відміну від більш оригінальних конструкцій, створених іншими дітьми. Їм важко усвідомити, що традиційний паперовий літачок - найгірший варіант. Вони часто продовжують складати одну і ту ж саму конструкцію знову і знову й все більше переймаються, оскільки вона не літає.

Я розглядаю це як один з тих моментів у житті, якому привчають дітей з дитинства: вони розуміють, що якщо їм завжди говорили: «Річ така, як має бути», значить вона й повинна бути такою. Я ж намагаюся своєю методикою показати дітям, що наука - це більше, ніж вивчення навколишнього середовища. Наука - це акт мрії про те, як все могло б бути, і як ми могли б це покращити.
Лорі Бреннейз