Úkol 13

Pomůcky pro dvojici/skupinu:

špejle, dřevěné špachtle, kolíčky, plastové lžičky, plastelína, gumičky různých velikostí, lepící páska nebo tavící pistole

Postup:

V  předchozích úkolech si žáci prozkoumali, jak padají předměty k  zemi, když jsou vystřeleny různým směrem a různou silou, a jak pád ovlivňuje to, jaký tvar má vrhaný předmět. Učitel nejdříve shrne, co už zkoumáním zjistili a začne diskusi o tom, jak lidé tyto informace v minulosti využívali. Také může jen přímo navázat na dvanáctý úkol a připomenout historické zařízení k  vrhání předmětů - katapult. Může žákům historické katapulty ukázat nebo se žáky diskutovat o jejich zkušenostech s katapultem (zda je již viděli, zda o  nich slyšeli, zda si jich všimli v  historických filmech, v  muzeích či v  pohádkách). Následně žákům navrhne, aby se pokusili vytvořit vlastní malý, ale funkční model katapultu, pomocí kterého by bylo možné vystřelit polystyrénovou kouli, kterou používali v předchozích úkolech a to tak, aby dopadla co nejdále (technická výzva).

Učitel ukáže žákům pomůcky, z nichž budou katapult stavět (špejle, dřevěné špachtle, kolíčky, plastové lžičky, plastelína, gumičky různých velikostí, lepící páska nebo tavící pistole). Jelikož od nich nejdříve bude požadovat tvorbu návrhu, tak jim materiály jen ukáže. Také vede žáky k tomu, aby si pozorně prohlédli nákres katapultu v Úkolu 13 a pokusili se nakreslit co nejjednodušší verzi z dostupných materiálů do vyhrazeného prostoru.

Při tvorbě návrhů vede učitel žáky k tomu, aby se pokusili zvážit, co všechno vědí o vystřelování předmětů a o tom, jak je dostat co nejdále. Klasické promyšlené technické řešení staví na přírodovědném poznání toho, jak se jev chová v různých podmínkách. Vhodné by bylo, kdyby se učitel v této fázi řešení vyhnul pokusu a omylu. Intuitivní řešení jsou také zajímavá v  rámci rozvoje technického vzdělávání, avšak tento úkol je záměrně zařazen za zkoumání šikmého vrhu, a proto by bylo zajímavé využít potenciál nabytých znalostí v  předchozích výzkumných úkolech. Podpoří se tím pragmatický význam přírodovědného poznávání (rozvoj představy o  vědě; 13. velká vědecká představa). Žáci si mohou své návrhy vzájemně prezentovat nebo je učitel vyzve, aby se je hned pokusili zrealizovat. Žáci vytvářejí prototyp katapultu podle vlastního návrhu. Už při samotném konstruování pravděpodobně zjistí, že ne všechno se dá zkonstruovat tak, jak předpokládali, a tak mohou dělat intuitivně změny. Jde zejména o způsoby spojování částí konstrukce, neboť tyto detaily návrhu obvykle žáci nemají velmi promyšlené, což však nelze považovat za chybu, jen mají málo zkušeností s konstruováním.

Jelikož katapult bylo třeba (dle výzvy) vytvořit tak, aby vystřelený předmět doletěl co nejdále, žáci si úspěšnost konstrukce katapultu prověří vzájemným porovnáváním toho, kam až dostřelí svým katapultem polystyrénovou kouli. Vítězný katapult je pak předmětem dalšího pozorování, kdy se žáci snaží usoudit, co je na katapultu konstruováno jinak, t. j. co způsobilo, že hází předměty dál. Na základě porovnání, ale i  precizního pozorování toho, jak se katapult choval při vystřelování koule, si mohou skupiny své katapulty upravit a znovu vyzkoušet. Právě ty změny, které žáci provedli na svých prototypech jsou podkladem pro tvorbu závěru, v  němž žáci konstatují, jak je třeba katapult sestrojit (co je na konstrukci podstatné), aby předmět doletěl co nejdále.