Φόντο

Σε αυτήν την ενότητα, οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν το VEX GO για να δημιουργήσουν μια επίδειξη της περιστροφής της Γης. Αυτή η περιστροφή, μαζί με τον Ήλιο, προκαλεί τον κύκλο ημέρας και νύχτας και την φαινομενική κίνηση του Ήλιου στον ουρανό. Οι μαθητές θα δημιουργήσουν μια κατασκευή VEX GO για να μοντελοποιήσουν αυτό το φαινόμενο και να μάθουν περισσότερα για την περιστροφή της Γης και πώς αυτή δημιουργεί τα αναγνωρίσιμα μοτίβα ημέρας και νύχτας σε όλο τον κόσμο.

Τι προκαλεί την ημέρα και τη νύχτα στη Γη;

Η μέρα και η νύχτα στη Γη προκαλούνται από την περιστροφή της, η οποία είναι σαν να περιστρέφεται σε μια νοητή γραμμή που ονομάζεται άξονας και εκτείνεται από τον Βόρειο Πόλο στον Νότιο Πόλο. Περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του, και χρειάζεται περίπου 24 ώρες για να κάνει μια πλήρη περιστροφή. Έτσι, όταν ένα μέρος της Γης είναι στραμμένο προς τον ήλιο, είναι μέρα. Και όταν αυτό το μέρος της Γης είναι στραμμένο μακριά από τον ήλιο, είναι νύχτα. 

Η περιστροφή της Γης ξεκίνησε πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια και οφείλεται στον τρόπο που σχηματίστηκε η Γη. Όταν γεννήθηκε το Ηλιακό Σύστημα, ξεκίνησε ως ένα μεγάλο νέφος αερίου και σκόνης. Αυτό το σύννεφο κατέρρευσε υπό την ίδια του τη βαρύτητα και καθώς κατέρρεε, άρχισε να περιστρέφεται. Αυτό οφείλεται σε μια αρχή της φυσικής που είναι γνωστή ως η διατήρηση της στροφορμής.

Σκεφτείτε όταν παρακολουθείτε έναν αθλητή του καλλιτεχνικού πατινάζ να περιστρέφεται. Όταν τραβούν τα χέρια τους προς τα μέσα, περιστρέφονται πιο γρήγορα. Αυτό συμβαίνει επειδή διατηρούν την στροφορμή τους. Το ίδιο συνέβη και με το νέφος που έγινε το Ηλιακό μας Σύστημα. Καθώς κατέρρεε, περιστρεφόταν όλο και πιο γρήγορα. Όταν οι πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης της Γης, άρχισαν να σχηματίζονται από αυτόν τον περιστρεφόμενο δίσκο ύλης, κληρονόμησαν αυτήν την περιστροφή. Και μόλις ένα αντικείμενο στο διάστημα αρχίσει να περιστρέφεται, τείνει να συνεχίζει να περιστρέφεται. Δεν υπάρχει αέρας ή έδαφος στο διάστημα για να δημιουργηθεί τριβή, η οποία συνήθως επιβραδύνει τα πράγματα στη Γη. Έτσι, η Γη περιστρέφεται από τότε που σχηματίστηκε, κάτι που μας δίνει τις μέρες και τις νύχτες μας.

Υπολογισμός της περιστροφής της Γης

Στο Εργαστήριο 2, οι μαθητές θα διερευνήσουν γιατί φαίνεται ότι ο Ήλιος κινείται στον ουρανό καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας. Θα χρησιμοποιήσουν το VEXcode GO για να μοντελοποιήσουν την περιστροφή της Γης ανά μία ώρα κάθε φορά. Οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν το μπλοκ [Spin ​​for] για να περιστρέψουν τη Γη σε βήματα 15 μοιρών. Οι 15 βαθμοί προσδιορίστηκαν μέσω του ακόλουθου υπολογισμού: 

360 μοίρες / 24 ώρες = 15 μοίρες/ώρα

Επειδή η Γη ολοκληρώνει μια περιστροφή 360 μοιρών κάθε 24 ώρες, μπορείτε να υπολογίσετε ότι η Γη περιστρέφεται κατά 15 μοίρες ανά ώρα. 

Κοινές παρανοήσεις σχετικά με την περιστροφή της Γης

Καθώς οι μαθητές αρχίζουν να κατανοούν την περιστροφή της Γης, υπάρχουν ορισμένες παρανοήσεις που προκύπτουν συχνά. Είναι σημαντικό να διαλύσετε τις παρανοήσεις από νωρίς, ώστε να μην προκαλέσουν μεγαλύτερη σύγχυση καθώς η εργασία γίνεται πιο περίπλοκη.

Λανθασμένη αντίληψη: «Ο Ήλιος κινείται γύρω από τη Γη για να δημιουργήσει την ημέρα και τη νύχτα»
Είναι εύκολο να καταλάβει κανείς πώς οι μαθητές μπορεί να πέσουν σε αυτή την λανθασμένη αντίληψη, καθώς βλέπουν την κίνηση του Ήλιου στον ουρανό κάθε μέρα, έτσι δίνει την εντύπωση ότι περιστρέφεται γύρω από τη Γη. Στην πραγματικότητα, η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της, αλλά και γύρω από τον Ήλιο. Μοντελοποιώντας τον κύκλο ημέρας και νύχτας με τους μαθητές σε αυτό το Εργαστήριο STEM, θα είναι σε θέση να οπτικοποιήσουν την κίνηση της περιστροφής της Γης και να κατανοήσουν καλύτερα τη σύνδεση μεταξύ της περιστροφής και της ημέρας και της νύχτας.

 

Λανθασμένη αντίληψη: «Όλα τα μέρη βιώνουν την ημέρα και τη νύχτα ταυτόχρονα»
Μερικοί μαθητές πιστεύουν ότι όταν είναι ημέρα σε ένα μέρος της Γης, είναι ημέρα και παντού αλλού, και το ίδιο ισχύει και για τη νύχτα. Ωστόσο, η μέρα και η νύχτα βιώνονται σε διαφορετικές χρονικές στιγμές σε όλο τον κόσμο λόγω της περιστροφής της Γης. Αυτή η εσφαλμένη αντίληψη συχνά συνοδεύεται από παρεξηγήσεις σχετικά με τις ώρες και τις ζώνες ώρας. Η διατήρηση μιας οπτικής υπενθύμισης των διαφορετικών χρονικών περιόδων σε όλο τον κόσμο μπορεί να βοηθήσει να υπενθυμιστεί στους μαθητές ότι η μέρα και η νύχτα είναι σχετικές με το πού βρίσκονται στην επιφάνεια της Γης. Η ρύθμιση των ρολογιών σε διαφορετικές ζώνες ώρας ή ο έλεγχος ζωντανών ροών από κάμερες σε όλο τον κόσμο είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να υπενθυμίσετε στους μαθητές τις διαφορετικές περιοχές της Γης που βιώνουν διαφορετικές ώρες της ημέρας ή της νύχτας.

Να θυμάστε ότι η κατανόηση αυτών των εννοιών απαιτεί χρόνο και είναι εντάξει αν οι μαθητές δεν τις κατανοήσουν αμέσως. Χρησιμοποιήστε διαφορετικές μεθόδους διδασκαλίας για να ενισχύσετε την ιδέα και με την πάροδο του χρόνου, η σωστή κατανόηση θα πρέπει να αντικαταστήσει την εσφαλμένη αντίληψη.

Τι είναι το VEXcode GO;

Το VEXcode GO είναι ένα περιβάλλον κωδικοποίησης που χρησιμοποιείται για την επικοινωνία με τα ρομπότ VEX GO. Οι μαθητές χρησιμοποιούν τη διεπαφή μεταφοράς και απόθεσης για να δημιουργήσουν έργα VEXcode GO που ελέγχουν τις ενέργειες των ρομπότ τους στο Εργαστήριο 2. Ο σκοπός κάθε μπλοκ μπορεί να αναγνωριστεί χρησιμοποιώντας οπτικές ενδείξεις όπως το σχήμα, το χρώμα και η ετικέτα του. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο εργασίας με το VEXcode GO, ανατρέξτε στην ενότητα VEXcode GO της βιβλιοθήκης VEX.

Τα μπλοκ στο VEXcode GO αντιπροσωπεύουν εντολές ρομπότ που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός έργου στο VEXcode GO. Παρακάτω είναι μια λίστα με τα κύρια μπλοκ που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της Ενότητας.