Умови рівноваги ГЕРБ-балансир (STEM-дослідження до Дня Гідності та Свободи)
Відкриваємо секрет стійкої рівноваги!
Тривалість: 40–45 хвилин
Для учнів 1–6 класів початкової та середньої школи
Тип уроку: STEM-дослідження з елементами інженерного проєктування
Ключове дослідження: як розташування вантажів впливає на рівновагу конструкції?
1. Мета уроку
Навчальна: сформувати початкове уявлення про рівновагу, центр мас і вплив розташування вантажів на стійкість конструкції; навчити дітей спостерігати, висувати припущення, перевіряти їх експериментально та формулювати висновки.
Розвивальна: розвивати допитливість, критичне мислення, просторову уяву, дрібну моторику, уміння співпрацювати та розв'язувати інженерні завдання.
Виховна: виховувати повагу до державних символів України, усвідомлення цінності гідності, свободи, взаємодопомоги й відповідальності.
Очікувані результати
Наприкінці уроку учень/учениця:
пояснює власними словами, що означає рівновага;
висуває припущення про те, як утримати герб вертикально;
створює модель із картону, шпажок і пластиліну;
спостерігає за результатом зміни положення або маси вантажів;
робить висновок на основі власних спостережень;
наводить приклади гідності, свободи та взаємопідтримки в житті.
2. Обладнання та матеріали
Картон
Два однакові шаблони тризуба для кожної конструкції.
Степлер
Дві довгі шпажки для розміщення вантажів.
Пластилін
Для виготовлення вантажів на кінцях шпажок.
Допоміжні матеріали
Клейка стрічка, клей, лінійка, олівці та робочий аркуш.
Учитель заздалегідь готує шаблони тризуба.
3. Хід уроку
Етап 1. Емоційне налаштування «Що допомагає нам триматися?»
Ціннісне налаштування
Слова вчителя:
«Діти, сьогодні ми досліджуватимемо незвичайний герб України. Він зможе утримуватися вертикально завдяки законам фізики. А ще ми поговоримо про гідність і свободу. Як ви думаєте, що допомагає людині не здаватися у складних ситуаціях?»
Запитання до дітей:
Що означає бути гідною людиною?
Чому важливо підтримувати одне одного?
Що символізує для нас герб України?
Учитель підсумовує: «Сьогодні ми дослідимо фізичну стійкість конструкції, а також згадаємо, як важливо підтримувати одне одного та поважати свободу».
Етап 2. Проблемна ситуація «Неможливе можливо?»
Постановка проблеми
Учитель демонструє готовий балансуючий герб або відео з експериментом.
Слова вчителя:
«Подивіться! Герб утримується вертикально, хоча здається, що він мав би впасти. Як ви думаєте, що допомагає йому зберігати рівновагу? Чи можна створити таку модель самостійно?»
Діти висловлюють припущення. Учитель записує їх на дошці:
Можливо, важливі пластилінові кульки.
Можливо, вантажі потрібно розмістити якомога далі від герба.
Можливо, усе залежить від місця кріплення шпажок.
Проблемне запитання уроку: як розташувати вантажі, щоб герб міг утримуватися вертикально?
Етап 3. Відкриваємо секрет рівноваги
Мініурок із фізики
Учитель проводить коротку демонстрацію: просить дітей спробувати втримати олівець на пальці, а потім пояснює, що для рівноваги важливе розташування маси предмета.
Пояснення для дітей:
«У кожного предмета є центр мас — умовна точка, у якій ніби зосереджена вся його маса. Якщо правильно розташувати вантажі, можна змінити положення центра мас усієї конструкції. Завдяки цьому герб може повертатися до стійкого положення».
Схема для пояснення
Учитель демонструє принцип на власноруч виготовленій моделі.
Учитель наголошує: «Ми не будемо просто вірити поясненню — ми перевіримо його власним дослідом!»
Етап 4. Інженерна майстерня «Створи свій герб»
Конструювання
Інструкція для учнів
Виріж два однакові шаблони тризуба з картону. Скріпи степлером.
Розмісти між ними дві шпажки відповідно до підготовленого вчителем зразка.
Надійно закріпи шпажки між картонними деталями.
Зроби дві пластилінові кульки приблизно однакової маси.
Закріпи кульки на кінцях шпажок.
Перевір, чи може модель утримуватися вертикально в передбаченій конструкцією точці опори або підвісу.
Учитель допомагає з кріпленням і за потреби коригує положення вантажів. Для першого класу можна підготувати частково зібрані моделі.
Етап 5. Дослідницька лабораторія «Знайди секрет!»
Експериментування
Діти працюють у парах або малих групах. Перед кожною зміною вони прогнозують результат, а потім перевіряють його.
Дослід 1. Чи впливає маса вантажів?
Порівняйте модель із двома однаковими пластиліновими кульками та модель, у якій одна кулька більша. Що змінилося?
Дослід 2. Чи впливає відстань між вантажами?
Якщо конструкція дозволяє безпечно змінювати положення шпажок, порівняйте два варіанти їх розміщення.
Дослід 3. Чи повертається герб до вертикального положення?
Обережно відхиліть модель на невеликий кут і відпустіть. Спостерігайте, чи повертається вона до початкового положення.
Подуйте на верхній кут герба, чт почала конструкція обертатися.
Пошукайте інші точки опори у класі.
Правило дослідника
Змінюймо лише один параметр за раз. Якщо одночасно змінити масу вантажів, відстань і точку опори, буде важко зрозуміти, що саме вплинуло на результат.
Етап 6. Фіксуємо результати та формулюємо висновок
Обговорення результатів
Учні завершують речення:
Я припускав/припускала, що…
Під час досліду я змінив/змінила…
Я помітив/помітила, що…
Тепер я розумію, що…
Підсумок учителя:
«Ми побачили, що рівновага залежить не лише від того, наскільки важкі вантажі, а й від того, де вони розташовані та як влаштована вся конструкція. Наукове відкриття починається із запитання, а перевіряється дослідом».
Етап 7. Рефлексія «Моя точка опори»
Цінності та самооцінювання
Учитель повертає дітей до теми Дня Гідності та Свободи.
Запитання для обговорення:
Що допомогло вашій команді виконати завдання?
Чому важливо слухати думки інших?
Як ми можемо підтримати людину, якій складно?
Що для мене означають гідність і свобода?
Діти завершують фразу: «Моя точка опори — це…» (родина, друзі, знання, взаємодопомога, власні цінності тощо).
Учитель підсумовує: «Сьогодні ми дізналися, що для рівноваги конструкції важливе правильне розташування її частин. А людям допомагають триматися гідність, свобода, взаємопідтримка та віра у власні сили».
Замовити повний STEM-комплект «Герб України, що тримає рівновагу» до Дня Гідності та Свободи!
4. Міжпредметні зв'язки STEM
S — Science (природничі науки)
Дослідження сили тяжіння, центра мас і стійкої рівноваги.
T — Technology (технології)
Використання відеодемонстрації, інструментів і матеріалів для створення моделі.
E — Engineering (інженерія)
Проєктування, складання, перевірка й удосконалення конструкції.
A — Art (мистецтво)
Оформлення тризуба, добір кольорів і створення власного дизайну.
M — Mathematics (математика)
Порівняння відстаней і мас, вимірювання, фіксація результатів та пошук закономірностей.
5. Оцінювання навчальних результатів
Для початкової школи доцільно використовувати формувальне оцінювання: спостерігати за процесом дослідження, а не лише за тим, чи вдалося дитині створити модель із першої спроби.
Критерій | Що спостерігає вчитель |
|---|---|
Дослідницькі вміння | Учень висуває припущення та перевіряє його. |
Практичні вміння | Бере участь у створенні моделі, дотримується правил безпеки. |
Наукове мислення | Помічає зміни та намагається пояснити результат. |
Співпраця | Слухає інших, домовляється, допомагає команді. |
Рефлексія | Може назвати відкриття, яке зробив/зробила під час уроку. |
6. Диференціація завдань за класами
1–2 класи
Я — дослідник-початківець
Збери модель за зразком, поспостерігай за її поведінкою та намалюй, як розміщені вантажі. Усно закінчи речення: «Мій герб утримується, тому що…»
3–4 класи
Я — юний інженер
Сформулюй гіпотезу, порівняй два варіанти розташування вантажів, зафіксуй результати у таблиці та поясни, чому один варіант виявився стійкішим за інший.
7. Домашнє завдання на вибір
Творче: намалювати власний балансуючий символ України.
Дослідницьке: знайти вдома три предмети, які можуть балансувати, та пояснити, що допомагає їм утримуватися в рівновазі.
Для допитливих: придумати іншу конструкцію, у якій вантажі допомагають предмету повертатися до стійкого положення.
8. Методична примітка для вчителя
Є одна важлива умова успіху уроку: модель має бути не просто прикрасою, а справжнім фізичним дослідом.
Якщо тризуб потрібно утримувати вертикально, заздалегідь перевірте, де саме він спирається або підвішується і як розташовані шпажки з вантажами. Якщо конструкція не повертається до вертикального положення після відхилення, діти можуть дослідити, що потрібно змінити. Це не невдача, а повноцінний етап інженерного проєктування.
Не оцінюйте дітей лише за готовим виробом. Важливіше, чи можуть вони пояснити, що спробували, що помітили та як удосконалили модель.
Підсумкова ідея уроку: через створення балансуючого герба діти відкривають закон фізики, вчаться досліджувати й співпрацювати та осмислюють цінності гідності, свободи й взаємопідтримки.
Наступним логічним кроком буде створення комплекту до уроку: робочого аркуша учня з місцем для гіпотези, таблицею експериментів, висновком і самооцінюванням, а також окремого шаблону тризуба для вирізання.
🚀 Замовляйте повний STEM-комплект «Балансуючий Герб України» до Дня Гідності та Свободи!
Готове практичне рішення для яскравого, інтерактивного та патріотичного уроку в 1–4 класах. Заощаджуйте час на підготовку та залучіть кожного учня до інженерного дослідження!
📦 Що входить у комплект:
💻 Інтерактивна онлайн-презентація — готове посилання в режимі перегляду (без можливості випадково змінити вміст чи зіпсувати слайди). Ідеально відображається на інтерактивній дошці, ноутбуці чи планшеті.
✂️ Інженерний шаблон герба (PDF) — готовий альбомний аркуш A4 під друк із 2 деталями для одного учня та чіткими лініями кріплення шпажок.
📝 Робочий аркуш дослідника (PDF) — яскравий матеріальний аркуш із закругленими картками, інженерним чеклістом, 3 дослідами та ціннісною рефлексією «Моя точка опори».
🔍 Про що ще цікаво дізнатися?
Дослідження рівноваги — це лише початок великої STEM-подорожі! Щоб зробити наступні уроки ще захопливішими та розширити кругозір учнів, ви можете дослідити з ними такі напрями:
Фізика навколо нас: де ще «заховався» центр мас?
Дізнайтеся разом із дітьми, чому не падає Пізанська вежа, як будують стійкі хмарочоси під час вітру чи землетрусів, як тримають рівновагу канатохідці в цирку та за яким принципом працюють дитячі іграшки-неваляшки.
Геометрія та таємниці українського Тризуба
Дослідіть із учнями симетрію та лінії нашого державного символу. Чому саме така форма є естетичною та гармонійною з точки зрения математики? Це чудова нагода поєднати мистецтво, історію та геометрію (STEAM-підхід).
Інші прості STEM-конструкції на рівновагу
Запропонуйте дітям створити інші моделі-балансири: класичну пташку, що тримається лише на кінчику дзьоба, паперового акробата або канатного ходока зі скріпок та шпажок. Порівняйте їхні точки опори з гербом.
Патріотичний STEM: поєднання цінностей та науки
Практичні ідеї про те, як інтегрувати національно-патріотичне виховання у STEM-дослідження до інших важливих дат — Дня Державного Прапора, Дня Незалежності України чи Дня науки.
💬 А як пройшов ваш урок? Поділіться в коментарях, які припущення висували ваші учні та чи вдалося їм одразу знайти секрет стійкості герба! Підписуйтесь на оновлення блогу, щоб не пропустити нові готові матеріали для вчителів.
.png)
.png)


.jpg)


