Một sự thật nhiều người xem trận siêu cúp Super Bowl hơn là bỏ phiếu trong cuộc bầu cử tổng thống. Tại sao vậy? Tôi dừng công việc đang làm lại, và tự hỏi liệu sự phổ biến rộng rãi của môn thể thao này có thể được sử dụng như một cách để dạy STEM hay không.
Một sự thật nhiều người xem trận siêu cúp Super Bowl hơn là bỏ phiếu trong cuộc bầu cử tổng thống. Tại sao vậy? Tôi dừng công việc đang làm lại, và tự hỏi liệu sự phổ biến rộng rãi của môn thể thao này có thể được sử dụng như một cách để dạy STEM hay không.
Nguồn từ https://sotayhoctap.com/
Tôi đã thử trả lời vấn đề này cùng với nhà báo Allen St. John khi chúng tôi viết một cuốn sách gọi là Newton’s Football, một tựa đề mới từ Random House.
Chúng ta đã tìm thấy gì về khoa học trên sân bóng? Đáng ngạc nhiên, rất nhiều, và nhiều chủ đề nằm trong NGSS (Tiêu chuẩn Khoa học Thế hệ mới). Hãy để tôi chia sẻ một vài mục, điều này có thể hữu ích cho bạn trong lớp học của bạn.
Tại sao chim gõ kiến không bị chấn động?
Chúng tôi phát hiện ra rằng một con chim gõ kiến mổ khoảng 12.000 lần một ngày với tốc độ 20 lần mỗi giây. Vậy tại sao chúng không bị chấn động?
Trong khi tìm hiểu, Allen và tôi đã tìm thấy ba lý do.
1. Chim gõ kiến có bộ não nhỏ
Một bộ não con người có khối lượng 1.400 gram. Bộ não của một con chim gõ kiến chỉ có hai gam. Tức là tương đương khối lượng của hai chiếc ghim giấy. Bộ não càng nhỏ có thể tồn tại dưới các lực lớn hơn.
Một nhà khoa học gọi đây là hiện tượng mở rộng quy mô. Trong khi đó có vẻ giống như một khái niệm khoa học cao cả, đó là điều mà tất cả chúng ta đều hiểu một cách bản năng. Thả điện thoại di động của bạn từ bàn làm việc, và những gì có thể xảy ra? Bạn có thể sẽ lo lắng điện thoại hỏng, nhưng chiếc điện thoại lại không sao cả. Nhưng nếu đó là chiếc máy tính xách tay của bạn và cũng rơi từ độ cao đó, thì rất có thể bạn sẽ phải thực hiện một chuyến đi đến trung tâm sửa chữa máy tính ngay lập tức. Do kích thước não nhỏ, một con chim gõ kiến có thể tồn tại dưới lực mà có thể giết chết một người.
Bài học này so sánh một bộ não chim gõ kiến và bộ não con người, và là một điều gì đó bạn có thể sử dụng để dạy các phương trình cho bề mặt và khối lượng của một quả cầu, đó là các chủ đề NGSS. (Lưu ý: để tính toán như vậy, chúng tôi giả định rằng bộ não của chúng thực sự là một nửa hình cầu.) Và chúng ta xem xét diện tích của quả cầu chạm vào hộp sọ – đây được gọi là khu vực dự kiến. (Đối với toán học vui: một quả cầu có diện tích A = 4πr^2, do đó, khu vực dự kiến của nó là A = πr^2. Một mô tả cụ thể của bài học này đang được xây dựng. Vui lòng liên hệ với tôi nếu bạn muốn tìm hiểu thêm.)
2. Bộ não của chim gõ kiến được định hướng khác
Bộ não của con chim gõ kiến được bao quanh 90 độ so với bộ não con người, có nghĩa là lực được phân bố trên một diện tích lớn hơn. Diện tích lớn hơn có nghĩa là ít lực được đặt trực tiếp vào mô não. Đây là cơ hội để dạy về khái niệm về áp suất. Áp suất bằng với áp lực trên một đơn vị diện tích. Sự phân bố lực rộng hơn này là thủ thuật đằng sau của việc nằm trên chiếc giường đinh. Nhiều đầu nhọn của đinh sẽ trải rộng sức nặng cơ thể của bạn trên một diện tích lớn, trong khi chúng ta biết rằng, với đủ áp suất, thì một chiếc đinh có thể xuyên thủng ngay cả những chiếc lốp khó xuyên thủng nhất.
3. Bộ não của chim gõ kiến không dịch chuyển
Chim gõ kiến vẫn sống sót với 12.000 lần gõ một ngày bởi vì bộ não của nằm ngoan ngoãn bên trong hộp sọ của chúng. Việc thiếu không gian hạn chế sự dịch chuyển của bộ não. Một kết quả chấn động do sự va chạm của não với bên trong hộp sọ. Nếu không có không gian để não dịch chuyển, thì sẽ ít chấn động hơn.
Bây giờ, mô hình chim gõ kiến có thể có giá trị giới hạn trong việc tạo ra mũ bảo hiểm mới cho NFL (Liên đoàn Bóng đá Quốc gia,Mỹ), con chim nhỏ đó tạo ra một bài tập rất hấp dẫn để dạy các khái niệm khoa học có thể nhàm chán.
Một trong những đồ chơi yêu thích của tôi, thường được tìm thấy trên bàn làm việc của các chuyên gia kinh doanh, con lắc Newton. Nó có năm quả bóng bạc treo bằng sợi cước để chúng chuyển động theo hàng trên mặt bàn. Nếu bạn nhấc một quả bóng ở một bên ra khỏi vị trí của nó một chút và để nó va chạm với những quả khác, thì nó sẽ khiến quả bóng cuối cùng ở phía bên kia bay lên trên. Đây là động lượng. Thực tế là quả bóng cuối cùng bay khi bạn di chuyển quả bóng đầu tiên chứng tỏ một đặc tính của động lượng – nó được bảo toàn. Đây chỉ là một cách ưa thích để nói rằng động lượng trước bằng động lượng sau.
Nếu bạn muốn sinh viên hào hứng về động lực, hãy sử dụng bóng đá.
Động lượng là một thuật ngữ mà chúng ta luôn luôn nghe thấy. Nhưng từ quan điểm khoa học, nó mô tả chuyển động. Công thức của nó p = mv, có nghĩa là động lượng (p) bằng khối lượng (m) nhân với vận tốc (v). Nếu chúng ta đang nói về các cầu thủ bóng đá, con số này sẽ là trọng lượng của họ (tính ra khối lượng), và tốc độ nhanh như thế nào, họ chạy được vạch ngang 40 yard, được ghi lại trong NFL Scouting Combine (một buổi trình diễn của các cầu thủ bóng đá đại học thực hiện các bài kiểm tra thể chất và tinh thần trước các huấn luyện viên của NFL- wikipedia) .. Cả hai giá trị này có thể được tìm thấy trên web và có thể là một bài tập thú vị trong việc tìm ra người chơi nào có thể tạo ra nhiều động lượng nhất.
Allen và tôi đã tính toán cho cuốn sách và thấy rằng Aaron Gibson là bậc thầy của động lượng. Anh ta nặng 386 pounds và có thể chạy được khoảng cách 40 yard trong 5,35 giây, và kết quả là có nhiều động lượng hơn bất kỳ lựa chọn dự thảo nào của NFL trong thập kỷ qua.
Hãy thử kích thước này: nếu Aaron Gibson đang chạy hết tốc lực, va chạm với cầu thủ khác nặng 200 pound và chuyển tất cả động lượng của mình cho người chơi này, người chơi nhẹ hơn sẽ văng ra với vận tốc 21 m.p.h. Tôi không thể nghĩ ra một cách thú vị hơn để mô tả động lượng hơn thế này!
Và bạn có thể xây dựng từ bài tập này. Tìm hiểu xem sẽ có bao nhiêu người chơi nhỏ hơn để ngăn chặn Aaron. Khi hai hoặc nhiều người chơi đang chạy cùng nhau, động lượng của họ có thể được kết hợp. Cộng thêm số lượng người mà đội kia cần để phù hợp với động lực của Aaron Gibson.
Vì vậy, bạn có thể thấy một bài giảng nhàm chán về động lượng có thể trở nên thú vị như thế nào. Và thậm chí tốt hơn, một cuộc thảo luận về đà rơi dưới NGSS. Ai biết rằng NFL và NGSS là đồng minh STEM?
Trò chơi chỉ mới bắt đầu
Có những câu chuyện khoa học hấp dẫn khác để có được trên các khái niệm mà nếu không có thể làm cho những đôi mắt của học sinh mở to và lấp lánh hơn. Bạn có thể tạo một bài học về sinh học tiêu hóa (trong chương chúng ta gọi là “Làm thế nào để biến một máy Mac lớn thành một kẻ phản diện”), tiến hóa (một cuộc thảo luận về chim sẻ của Darwin song song với sự tiến hóa của trò chơi) và thiết kế kỹ thuật các nhà khoa học và kỹ sư suy nghĩ khác nhau về vấn đề chấn thương của giải đấu và làm thế nào mà có thể thiết kế của một chiếc mũ bảo hiểm bóng đá tốt hơn).
Bóng đá có thể được sử dụng để dạy STEM không? Có, và theo cách hấp dẫn và có sức ảnh hưởng tốt!