אינטראקציה, כוחות ותנועה

PDF בעל תוכן
מורחב להורדה

על מה מדובר?

בדוגמה זו מציגים בפני התלמידים אסטרטגיה המפרקת בעיה מורכבת לתת-שלבים; המעבר משלב לשלב הוא מבחינה קוגניטיבית פשוט יותר מהקפיצה הנדרשת לשם פתרון הבעיה במהלך ישיר אחד. הפעלת האסטרטגיה מלווה בלמידה של המושגים ושל העקרונות המשולבים בבעיה. האסטרטגיה מיושמת על כמה בעיות, ובסופו של התהליך התלמיד מסוגל לענות ישירות על שאלות חדשות, ללא שימוש באסטרטגיה.

מבנה האסטרטגיה
שלב א – מיפוי האירוע (סיטואציה)
שלב זה כולל שני תת-שלבים:
א. תרגום הסיטואציה לתרשים מלבנים הכוללים את הגופים המשתתפים.
ב. עריכת טבלת אינטראקציות של כל הגופים המשתתפים באירוע.
תרשים המלבנים וטבלת האינטראקציות מאפשרים לתלמידים לערוך ניתוח ראשוני של האירוע המתואר בבעיה.
מוצגת, לדוגמה, הסיטואציה שרוצים לנתח: אדם מושך כלב, אך הכלב אינו זז. השאלה המובילה היא "למה הכלב אינו זז?"

אדם וכלב
בניית דיאגרמת מלבנים:

אדם

רצועה

כלב

ואחר כך טבלת אינטראקציות:

אדם

רצועה

כלב

אדם

0

+

רצועה

+

0

+

כלב

+

0

כאשר "+" מציין "באינטראקציה", "- " מציין "לא באינטראקציה" ו- "0 " מציין "לא רלוונטי" לאחר הוראת נושא האינטראקציה עם כדור הארץ, מעדכנים את דיאגרמת המלבנים ואת טבלת האינטראקציות:

אדם

רצועה

כלב

רצפה

כדור הארץ


אדם

רצועה

כלב

רצפה

כדור הארץ

אדם

0

+

+

+

רצועה

+

0

+

+

כלב

+

0

+

+

רצפה

+

+

0

+

כדור הארץ

+

+

+

+

0

שלב ב – מעבר מאינטראקציות לכוחות מטרתו של שלב זה היא להביא את התלמיד לבניית תרשים כוחות של גוף נבחר. התהליך מתבצע בשני תת-שלבים:
  1. סימון כל זוגות הכוחות על פני תרשים המלבנים בעזרת טבלת אינטראקציות (חוק שלישי של ניוטון).
  2. בחירת גוף ו"איסוף" כל הכוחות הפועלים עליו מתוך תרשים המלבנים.
בשלב זה אין התייחסות לגודל היחסי של הכוחות המופעלים על הגוף. ובהמשך לדוגמה שהבאנו, הוספת כוחות לתרשים המלבנים:
תרשים חצים

בידוד הגוף הנבחר, הכלב במקרה זה, עם שמות הגופים המפעילים את הכוחות: 

תרשים רצועה כלב רצפה כדור הארץ

שלב ג – מעבר מכוחות לתנועה

שלב זה אמור לאפשר לתלמידים להתייחס לאירוע ולנתח אותו באמצעות תרשים הכוחות. התלמידים מונחים לבנות תרשים כוחות מלא. אורכם היחסי של החיצים המייצגים כוחות יכול להיקבע על סמך מידע הנתון בבעיה (למשל: הכוח המופעל על גוף ימינה על ידי X גדול מזה המופעל שמאלה על ידי Y) או על פי מאפייני התנועה של הגוף. כלי זה מאפשר לתלמידים לקשור בין כוחות לבין תנועה (כמתואר בחוק הראשון/שני של ניוטון). בתום שלב זה יוכלו התלמידים להציג את הפתרון לבעיה באופן מלא.

בהמשך לדוגמה שהובאה למעלה, על פי תרשים הכוחות החלקי של הגוף המבודד, הכלב אמור להגדיל את מהירותו ימינה. על פי האירוע, הדבר אינו קורה, כלומר בתרשים חסר כוח נוסף המונע תנועה אפשרית זו של הכלב – זהו כוח החיכוך.

התלמיד משלים את תרשים הכוחות של הכלב על פי מאפייני תנועת הגוף הנתונים בסיטואציה, ומציג את ההסבר בעזרת חוקי ניוטון.

תרשים רצועה כלב רצפה כדור הארץ חיכוך עם הרצפה
איך משתמשים בה?
לחצו על הרכיבים כדי לקרוא את הפירוט עליהם

להורדת הפרקטיקה כPDF
הכוללת את תוכן הדף בהרחבה

שיעור לדוגמא:

דוגמאות ליישום הפרקטיקה

בדוגמה זו מציגים בפני התלמידים אסטרטגיה המפרקת בעיה מורכבת לתת-שלבים.
בדוגמה זו מציגים בפני התלמידים אסטרטגיה המפרקת בעיה מורכבת לתת-שלבים

פרקטיקות נוספות שיכולות לעניין אותך

קשרים בין יצוגים

שיח כיתתי מחויב

פיתוח אוריינות מתמטית