Op ad bakke

• Emnet for denne lektion er energioverførsel. Eleverne skal lære, at for at en cyklist kan opretholde en konstant hastighed (dvs. konstant kinetisk energi), når det går op ad bakke (dvs. for at opnå potentiel energi), skal cyklisten tilføre energi. I denne lektion bruges en model af en elektrisk cykel. Dens energi kommer fra en stigning i motorens effektforbrug. I en virkelig situation ville denne energi komme fra en ekstra indsats fra cyklisten.
• Brug forskellige materialer til at engagere eleverne i emnet energioverførsel.

Start en samtale

Start en samtale ved at stille spørgsmål med relation til lektionen. Her er et par forslag:

• Hvad sker der med hastigheden, når du kører op ad en bakke?
• Hvilken type energi opnår du, mens du kører opad?
• Hvad skal du gøre for at opretholde et konstant energiniveau for dig selv på din cykel (dit system)?
• Hvad tror du det skyldes?

Bed eleverne om at skrive deres tanker ned som en hypotese.

• Få eleverne til at bygge en intelligent cykel, der kan registrere sin motors effektforbrug og en skrånings hældning. De kan skabe deres egne modeller eller følge byggevejledningen i appen for at bygge modellen Intelligent cykel.
• Bed eleverne om at afprøve deres modeller på en plan overflade ved hjælp af det foreslåede program i SPIKE-appen.
• Bed dem om at se på grafen og dokumentere, hvad de ser:
  • Hvorfor ser de to afbildede linjer ud, som de gør?

• Få eleverne til at gentage eksperimentet ved hjælp af en skråning, som de kan skabe ved hjælp af SPIKE Prime-æsken og en planke.
• Bed eleverne om at forklare, hvordan den intelligente cykels motor tilfører energi for at opretholde en konstant hastighed.
• Få dem til at forklare forholdet mellem motorens effektforbrug og hældningens vinkel.
• Bed dem om at eksportere deres data som en CSV-fil, så de kan manipulere dataene i anden software, hvis de ønsker det.

• Hvis eleverne stadig har adgang til deres SPIKE Prime-sæt, så få dem til at gennemføre opgaverne fra SPIKE-appen for at udbygge med fysisk læring, f.eks.:
  • Giv eleverne som udfordring at skabe deres egne baner. Bed dem om at skabe baner, der omfatter en flad overflade samt opadgående og nedadgående skråninger.
  • Få dem til at indtegne, hvordan de tror at grafen over motorens effektforbrug vil se ud. Bed dem derefter om at køre deres cykel hen ad banen for at se, om de havde ret.
• Hvis eleverne ikke har adgang til deres sæt, så bed dem om at udfylde deres opfinderjournal, eller lad dem prøve en af idéerne til videre arbejde, som er foreslået herunder. De fleste af idéerne til videre arbejde kan udføres ved hjælp af de data, der blev indsamlet i løbet af den fysiske lektion.
• Gør det muligt for eleverne at udveksle tanker og resultaterne af dette eksperiment. Brug den/det mest effektive metode/værktøj (dvs. i klassen eller online).

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

Underviserens observationstjekliste
Lav en skala, der opfylder de relevante behov, f.eks.:

• Delvist gennemført
• Gennemført
• Gennemført over forventning

Brug de følgende succeskriterier til at evaluere elevernes fremskridt:

• Eleverne kan programmere en enhed til at logge data i et linjediagram.
• Eleverne kan fortolke de værdier, linjediagrammet viser.
• Eleverne kan forklare overførsel af energi ved hjælp af passende begreber.

Selvevaluering
Få hver elev til at vælge den klods, de føler bedst repræsenterer deres præstation.

• Blå: Jeg kan afbilde data ved hjælp af programmet i appen.
• Gul: Jeg kan skabe mit eget linjediagram og forklare mine resultater.
• Violet: Jeg har selv skabt nye eksperimenter.

Fælles evaluering

Tilskynd eleverne til at give hinanden feedback:

• Få en elev til at bedømme en andens præstation ved hjælp af skalaen med farvede klodser ovenfor.
• Bed dem om at give hinanden konstruktiv feedback, så de kan forbedre gruppens præstation i den næste lektion. Dette er en fantastisk mulighed for at bruge værktøjer såsom videokonference eller blog-opslag i blandet læring.

Du kan gøre denne lektion enklere ved at:

• Tage dig tid sammen med eleverne til at beskrive, hvad direkte proportionalitet er.
• Bede eleverne om at give eksempler på direkte proportionalitet fra deres hverdag.

Du kan gøre denne lektion mere udfordrende ved at:

• Bede eleverne om at bygge deres egne intelligente cykler.
• Udfordre eleverne til at skabe deres egne videnskabelige protokoller og beslutte, hvilke(n) værdi(er) de vil afbilde, og hvordan de vil gøre det.

Byggetips

Programmeringstips

Denne lektion er beregnet til at blive afspillet, mens hubben er tilsluttet via USB eller Bluetooth. I denne tilstand streames de data, der indsamles af hubben, direkte til din enhed og afbildes i realtid i linjediagrammet.

Hovedprogram

Tips til videnskabelige data

Her er et eksempel på de data, eleverne kan forvente af dette eksperiment.

Idéer til videre arbejde – matematik

For at styrke elevernes færdigheder i matematik:

• Få eleverne til at indse, at de to værdier, der afbildes i løbet af denne lektion, registreres over tid (dvs. vinkel over tid og motoreffekt over tid).
• Få eleverne til at udføre datamanipulationer for at afbilde grafen over motoreffekten over hældningens vinkel, både manuelt og ved hjælp af onlineværktøjer.

Bemærk: Dette vil kræve ekstra tid.

Idéer til videre arbejde – faglig kommunikation

For at styrke elevernes færdigheder i faglig kommunikation:

• Få hver elev til at skrive en artikel til et videnskabeligt tidsskrift, der dokumenterer deres hypotese og konklusioner på samme måde, som en forsker ville gøre det.
• Få hver elev til at skrive en avisartikel om en ny stor videnskabelig opdagelse. Bed dem om at dokumentere de videnskabelige protokoller, der anvendes, som en journalist ville.
• Giv eksempler på videnskabelige avisartikler og videnskabelige tidsskrifter. Bed eleverne om at sammenligne de to og dokumentere deres observationer.

Bemærk: Dette vil kræve ekstra tid.

Mulige karrierer

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

• Sundhed
• Uddannelse og undervisning
• Naturvidenskab
• Transport, distribution og logistik