Gearskifte

1. Forbered dig

• Læs elevmaterialet igennem i EV3 Classroom-appen.
• Find oplysninger om tandhjulsforbindelser, som vil hjælpe eleverne med at forstå begreber som at geare op og geare ned.

2. Inddrag eleverne (5 min.)

• Brug idéerne i afsnittet Start en samtale nedenfor til at inddrage eleverne i en samtale om emnerne i denne lektion.
• Sæt eleverne sammen to og to.

3. Undersøg (20 min.)

• Få hvert elevpar til at bygge modellen Køretøj med gear.
• Giv dem tid til at udføre en testkørsel for at sikre, at modellen er bygget korrekt og fungerer som forventet.

4. Forklar (10 min.)

• Få hvert hold til at udføre eksperimentet mindst tre gange for hver af de foreslåede tandhjulssæt, og bed dem om at registrere deres resultater.
• Sørg for, at de kan udarbejde deres egne testskemaer.

5. Udbyg (10 min.)

• Få eleverne til at analysere, hvilken betydning udvekslingsforholdet har for køretøjets tilbagelagte afstand og hastighed.
• Bed dem om kort at opsummere resultaterne af deres eksperimenter.
• Husk at sætte tid af til oprydning.

6. Evaluer

• Giv feedback om hver elevs præstation.
• For at forenkle processen kan du bruge det medfølgende evalueringsskema.

Det er besværligt at cykle op ad bakke eller i modvind. Her er et godt gearsystem nyttigt, så man kan justere den kraft, der skal til for at bevare fremdriften. Når man kører på flad vej, starter man som regel i et lavt gear og skifter så til højere gear ved højere hastighed.

Start en samtale om at skifte gear ved at stille relevante spørgsmål, såsom:

• Hvad betyder udtrykkene transmission og gearreduktion?
• Hvorfor er gearenheder ofte indkapslede?
• Hvad er forholdet mellem udvekslingsforholdet og den tilbagelagte afstand?
• I hvilke situationer ønsker man en gearreduktion? I hvilke situationer gør man ikke?

Byggevejledning

• Køretøj med gear

Brug af modellen
Placer køretøjet mindst 10 cm fra en væg med ultralydssensoren i vinkelret position i forhold til væggen. Kør programmet, og vent, indtil EV3-ikonet vises på displayet. Tryk på midterknappen på EV3-klodsen for at starte testkørslen. Den oprindelige afstand til væggen måles ved hjælp af ultralydssensoren, og timeren nulstilles. Køretøjet bevæger sig væk fra væggen ved at køre den store motor én omdrejning. Afstanden til væggen måles igen, og den forløbne tid måles for at beregne den tilbagelagte afstand, hastigheden og omdrejningshastigheden. De beregnede værdier vises på displayet, indtil der trykkes på midterknappen igen for at gøre klar til en ny testkørsel.

Brug af ultralydssensoren
Ultralydssensoren genererer lydimpulser, som danner en lydkegle, hvori genstande kan registreres. Hold afstand til køretøjet og sensorens lydkegle, når eksperimentet går i gang. Stå gerne bag ved ultralydssensoren.

Kørsel af eksperimentet
Mind eleverne om følgende, når de kører deres eksperimenter:

• Den tilbagelagte afstand (i cm), hastigheden (i m/sek.) og omdrejningshastigheden (i omdrejninger pr. sekund) vises på displayet.
• Registrer eksperimentnummeret, udvekslingsforholdet, din forudsigelse af, hvad der vil ske, den tilbagelagte afstand og hastigheden i et testskema. Sørg for, at der er plads nok til at registrere andre observationer.
• Udfør eksperimentet mindst tre gange for hvert tandhjulssæt, og brug gennemsnitsværdierne til at sikre de mest pålidelige resultater.
• Se billederne i tippet for at finde ud af, hvordan man skifter tandhjulssættene.

Program

Du kan gøre denne lektion enklere ved at:

• arbejde sammen med eleverne for at hjælpe dem med at analysere, hvilken betydning udvekslingsforholdet har for den tilbagelagte afstand og køretøjets hastighed
• reducere antallet af tandhjulssæt, som eleverne skal undersøge

Du kan gøre denne lektion mere udfordrende ved at:

• forklare betydningen af gennemsnitsværdier (f.eks. aritmetisk gennemsnit kontra median, følsomhed over for ekstreme observationer), som kan bruges til at korrigere målefejl på tværs af en eksperimentrække
• tilskynde eleverne til at definere en funktion, der kan forudsige den tilbagelagte afstand på baggrund af udvekslingsforholdet
• udfordre eleverne til at finde på måder, de kan forbedre nøjagtigheden af deres eksperimenter på

Underviserens observationstjekliste
Lav en skala, der passer til dine behov, f.eks.:

1. Delvist gennemført
2. Gennemført
3. Gennemført over forventning

Brug de følgende succeskriterier til at evaluere elevernes fremskridt:

• Eleverne beskrev, hvilken rolle udvekslingsforholdet spillede, når de skulle forudsige resultaterne af deres eksperimenter.
• Eleverne anvendte matematiske begreber og/eller processer til at bestemme forholdet mellem udvekslingsforhold og den tilbagelagte afstand.
• Eleverne evaluerede eksperimenternes procedurer og identificerede uafhængige og afhængige variabler og kontrolvariabler.

Selvevaluering
Få hver elev til at vælge det niveau, de føler bedst repræsenterer deres præstation.

• Bronze: Jeg har udført eksperimenter, men ikke beskrevet, hvilken rolle udvekslingsforholdet spillede, når jeg skulle forudsige resultaterne af eksperimentet.
• Sølv: Med lidt hjælp har jeg beskrevet, hvilken rolle udvekslingsforholdet spillede, når jeg skulle forudsige resultaterne af eksperimentet.
• Guld: Jeg har brugt min forståelse af, hvilken rolle udvekslingsforholdet spiller i eksperimenterne, til at forudsige, hvilket udvekslingsforhold der skal bruges i et køretøj, som er egnet til at flytte tunge læs.
• Platin: Jeg har brugt min forståelse af, hvilken rolle udvekslingsforholdet spiller i eksperimenterne, til at forudsige, hvilket udvekslingsforhold der skal bruges i et køretøj, som er egnet til at flytte tunge læs. Jeg har også forudsagt, hvilket udvekslingsforhold der skal bruges til et hurtigt køretøj.

For at styrke elevernes færdigheder i faglig kommunikation kan du få dem til at:

• udarbejde en kort rapport med fokus på resultaterne af deres eksperimenter og virkelige eksempler på, hvornår det kan være nyttigt at geare op og ned
• lave en præsentation, hvor de forklarer resultaterne af deres eksperimenter, og hvad de har lært

Bemærk: Dette vil forlænge lektionen.

Hvis eleverne kunne lide denne lektion, ville de måske være interesserede i at undersøge karrieremuligheder inden for:

• Fremstilling og teknik (teknisk planlægning)
• Naturvidenskab, teknologi, ingeniørvidenskab og matematik (naturvidenskab og matematik)
• Transport (bilteknologi)