מטלת סיום בהשתלמות רבדים-קורס הדפסת תלת מימד
שם הפעילות: גיאומטריה: חישוב נפחי צורות גיאומטריות
שמות היוצרים: מנון הרן, אהוד שונרי
תיאור קצר: הפעילות "גיאומטריה: חישוב נפחי צורות גיאומטריות" תשולב בשיעורי גיאומטריה בכתה ו'. מטרת הפעילות: היכר גופים תלת ממדיים והמחשת נוסחת חישוב הנפח שלהם. חלקה של הפעילות תומכת בתוכנית הלימודים (חישוב נפחים גופים משוכללים: קובייה, פירמידה, גליל וחרוט) וחלקה מהווה הרחבה והעשרה נוספת לתלמידים מעבר לנדרש בתוכנית הלימודים (חישוב נפח: תיבה, מנסרה ישרה ופירמידה ישרה בעלת בסיסים משולשים ומרובעים שונים).
שכבת גיל: שכבת ו'
רמת קושי: בינונית
משך הפעילות: 3 שיעורים
מיומנויות נדרשות: היכר נוסחאות חישוב שטח ונפח גופים תלת ממדיים, מיומנויות איתור מידע במרשתת, מיומנויות למידת חקר, מיומנויות שימוש בתוכנה טינקרקד.
זמן הדפסה (בין השיעורים): הדפסה תבוצע בתום השיעור הראשון והשני והדגמים המודפסים ישמשו לטובת חקר והשקת מסקנות בשיעור שלאחריו.
ציוד נדרש: מחשבונים, מחשבים עם חיבור לאינטרנט, חשבון כיתתי לתוכנת טינקרקד, מדפסת תלת מימד.
מטרות לימודיות:
1. היכר כלל סוגי הגופים התלת ממדיים הקיימים.
2. היכר והבנת נוסחת חישוב הנפח שלהם.
3. המחשת הנפח של הגופים השונים ע"י הדפסתם בתלת מימד ובדיקת עליית מפלס המים במנסרה.
התאמה לתוכנית הלימודים: חלקה של הפעילות תומכת בתוכנית הלימודים: חישוב נפחי גופים משוכללים קובייה, פירמידה, גליל וחרוט וחלקה מהווה הרחבה והעשרה נוספת לתלמידים מעבר לנדרש בתוכנית הלימודים: חישוב נפח תיבה, מנסרה ישרה ופירמידה ישרה בעלת בסיסים משולשים ומרובעים שונים.
מיומנויות נוספות: חשיבה יצירתית, תכנון שלבי עבודה תוך התחשבות בזמן הדפסה והשגת מדפסת פנויה (אילוץ שאינו בשליטת התלמיד).
הרחבות אפשריות: למידה עצמית של נפח צורות גיאומטריות לא משוכללות.
לפני הפרויקט - הכנות המורה:
א. הכנת מספר דגמים של מנסרות עם בסיס של מצולעים משוכללים בעלי מספר צלעות שונה (3, 5, 8, 12) והדפסתם. השימוש במנסרות אלו יהיה בשיעור השלישי.
קישור למנסרות:
ב. השגת מנסרה עגולה שקופה עם שנתות לצורך מדידת נפח גופים כפונקציה של עליית מפלס המים לאחר הכנסת גוף מודפס לתוכה.
מיומנויות נדרשות בטינקרקד : מיומנויות עבודה בסיסית עם צורות, העתקה, הדבקה, שינוי צורות, קביעת רוחב וגובה של צורה, קנה מידה, שליחה להדפסה.
מהלך היחידה
שיעור 1
א. אופן חישוב נפחים של גופים בהם הבסיס התחתון והבסיס העליון זהים (תיבה, קובייה, גליל).
ב. הגעה לנוסחה שהנפח שווה למכפלת שטח הבסיס בגובה.
תרגיל לבית: חישוב ומציאת צורה תלת ממדית שהנפח שלה שווה ל 10 סמ"ק. את הצורה יש לשלוח למורה לאישור ולאחר קבלת אישורו למדפסת להדפסה.
שיעור 2
א. ביצוע בדיקת נכונות התכנון של התלמידים.
1. המורה יצייר על הלוח טבלה עם העמודות: אורך, רוחב, רדיוס, גובה, שטח בסיס, נפח.
2. כל תלמיד בתורו יגיד מהם הממדים של הצורה אותה תכנון.
3. המורה ירשום על הלוח את הממדים.
4. הכיתה תבצע הערכה מהו הנפח של הצורה והאם עומד בקריטריון של 10 סמ"ק.
5. התלמיד יכניס את הצורה לתוך מנסרת המים השקופה ויגיד מהו הנפח של הצורה.
ב. ביצוע הכללה לניסוי, תיקוף הנוסחה והגעה למסקנות.
ג. הצגת נוסחת חישוב נפח גוף תלת מימד שהבסיס התחתון שלו משולש או ריבוע או מעגל והבסיס העליון שלו נקודה (פירמידה או חרוט).
תרגיל לבית: חישוב ומציאת גוף תלת ממד מסוג פירמידה או חרוט ושהנפח שלו שווה ל 5 סמ"ק. את הגוף יש לשלוח למורה לאישור ולאחר קבלת אישורו למדפסת להדפסה.
שיעור 3
א. חזרה על ביצוע בדיקת נכונות התכנון של התלמידים בהתאם לשלבים של השיעור השני (טבלה, ביצוע הערכה וניסויי)
ב. ביצוע הכללה לניסוי, תיקוף הנוסחה והגעה למסקנות.
ג. העשרה:
1. לימוד נושא מצולע משוכלל וחישוב שטח המצולע. הגעה משותפת לנוסחת נפח מנסרה.
2. המורה יציג מספר מנסרות שהכין.
3. המורה יצייר על הלוח טבלה חדשה בה ירשום את מספר הצלעות והממדים של המנסרות שהכין מראש.
4. הכיתה תבצע הערכה מהו הנפח של כל גוף.
5. המורה יכניס כל גוף לתוך מנסרת המים השקופה.
6. הכיתה תבצע הכללה לניסוי, תיקוף הנוסחה והגעה למסקנות.