蹲跳时间

——本节课探索势能。势能方程式为 E_p=mgh。式中 “g” 值已知，“m” 值可以获取或估算。本节课的未知量是跳跃高度，学生将会测量它。首先，他们将使用指向下方的距离传感器测量自己的最大跳跃高度（确保他们站在平面上）。接着，他们将探索使用智能集线器加速度传感器的其它方法。

发起一次讨论

通过提出与本节课相关的问题，展开一次讨论。以下是一些示例：

• 什么是*势能*？
  ——你能跳多高？
  ——这具有多少能量（势能）？

让学生写下自己的猜测。

——让学生搭建壶铃，使其能够记录与跳跃相关的数据。他们既可以创建自己的壶铃模型，也可以根据 App 应用程序中的搭建手册搭建壶铃模型。
——让学生使用建议的程序来试验自己的模型。
——确保他们以非常可控的方式跳跃 ，将壶铃直接指向光滑的表面（避免指向地毯或地毯）。

——给学生一些时间调整他们的程序，提高模型性能。
——鼓励他们在实验过程中记录尽可能多的数据。
——让学生将数据导出为 CSV 文件，这样他们可以根据需要在其它软件中对其进行操作。

——如果学生仍然可以使用 SPIKE™ Prime 科创套装，让他们完成 SPIKE App 应用程序中的任务，通过动手实践方式深入探究，例如
——让学生负重跳跃（如背上背包），然后描述相对于空身跳跃，他们使用背包跳跃时的势能变化情况。
——如果学生无法使用他们的套装，可以让他们完成“学生创意笔记本”，或向他们布置一项下面建议的扩展活动。大多数扩展活动可以通过动手实践期间收集的数据完成
——组织一次分享会，促进学生交流信息。可以使用最有效的方法/工具（即面对面或在线）进行。

——对每位学生的课堂表现给予反馈。
——可借助所提供的评价标准来简化此环节。

观察检查清单
可根据教学需要设定等级，例如：

——部分完成
——全部完成
——超额完成

请使用下列成功完成任务的标准来评估学生的进度：

——能够对设备进行编程， 实现在线形图上记录数据。
——能够解释线形图中的值。
——能够用自己的语言解释势能，并绘制精确的势能与质量和高度的关系图。

自我评估
让每位学生选择一块最能代表自己当前水平的积木。

——蓝色：能够使用 App 应用程序中提供的程序将数据绘制成图形。
——黄色：能够创建自己的线形图并解释结果。
——紫色：能够独立创建新实验。

同伴互评

鼓励学生通过下列方式向同伴提供反馈：

——让一位学生根据上述彩色积木评价标准对另一位学生的表现进行评分。
——要求学生相互提供建设性反馈，提高他们在下一堂课中的表现。这是一个在混合式学习情境中使用视频会议工具或博客发布工具的好机会。

可通过如下方式简化本节课：

——让学生仅使用智能集线器（也可以包含距离传感器）重新进行实验。
——确保学生调整 SPIKE App 应用程序中建议的程序，匹配他们的模型配置。
——只要智能集线器保持与地面垂直，所采集的数据应与记录加速度值相关。

可通过如下方式提高学生的学习水平：

——要求学生找到其它方法来确定跳跃高度：
——使用智能集线器的加速度传感器
——通过跳跃视频
——仅使用时间

搭建要诀

编程要诀

本课的设计是在通过 USB 或蓝牙连接智能集线器时开始动起来。 连接时，智能集线器收集的数据将直接传输到设备，并可通过线形图进行实时跟踪。

主程序

解决方案程序

科学数据使用诀窍
下面示例展示了学生可从实验中获得的数据。

数学拓展

引入数学能力培养环节：

——让学生不要直接使用距离传感器记录壶铃底部与地面之间的距离，而要通过加速度值获得跳跃高度。
——让学生使用每种方法（测量距离和通过加速度值计算）来获取势能，然后描述他们认为哪种方法最难或最有效，以及为什么。

注意：这将需要额外的时间。

语言艺术拓展

引入语言艺术能力培养环节：

——让学生写一篇论文，解释跳跃过程中会发生什么。让他们研究肌肉力量和生物力学，然后比较人类与几种动物的跳跃表现。
——让学生调查可以跳跃的机器人原型，然后写一篇论文，描述制造机器人的工程师如何复制肌肉发力。

注意：这将需要额外的时间。

职业连接

喜欢这节课的学生可能会对以下相关职业产生兴趣：

——医疗服务
——工程与技术