Tyngdekraft

(BEMÆRK: Denne lektion består af del A og del B. Begge dele er vigtige for at nå det fulde læringsmål. Hvis tiden er knap, kan du læse begge dele igennem og udvælge de elementer, der opfylder dine elevers behov).

I denne lektion skal eleverne bygge en balancefugl ved at bruge modelbillederne som inspiration. Tilskynd dem til at designe og bygge deres egen idé til en balancefugl.

• Videnskabelig baggrund – Tyngdekraft:
  • En genstands tyngdepunkt er dér, hvor dens vægt er i balance. Et lavt tyngdepunkt hjælper med at holde genstande stabile.
  • Når eleverne vipper fuglemodellen, bevæger dens gennemsnitsvægt sig højere op, og den bliver mindre stabil.
  • Tyngdekraften vil altid trække fuglen nedad, så dens tyngdepunkt er så lavt som muligt.
  • Uanset hvordan fuglen vippes, vil den tyngdekraft, der indvirker på den, trække den lige ned mod Jordens kerne.
• Opbyg viden – Tyngdekraft: Brug tilgængelige naturvidenskabelige materialer og baggrundsoplysningerne til at dele information, billeder og definitioner.
  • Kræfter er skubbe- eller trækkræfter, der virker i en bestemt retning.
  • Tyngdekraften er en kraft, der udøves af Jorden, som trækker genstande ned mod planetens kerne.
  • Et argument underbygger en påstand eller et udsagn om noget, der sker i naturen (f.eks. "Tyngdekraften, der udøves af Jorden på genstande, er nedadgående"). Det bør omfatte beviser såsom ræsonnementer, data såsom fakta og/eller en model, der viser observationer.
  • Nøgleord: kraft, tyngdekraft
• Bygge- og programmeringserfaring: Gennemgå forslagene i forløbsplanen. Til denne lektion kan det også være en god idé at:
  • supplere med gyrosensor-demoen fra Start-menuen i SPIKE-appen
  • bruge afsnittene Hændelser-blokke og Lyd-blokke fra menuen Hjælp>Ordblokke i SPIKE-appen som yderligere støtte. Find vejledning om denne sensor i afsnittet Sensor-blokke>Er vippet? Hubben skal være plan, når grundmodellen er i ro
  • bruge lektionen Højteknologisk legeplads, som kan give erfaring med Hændelser-blokken.

DEL A (45 minutter)

• Præsenter historiens hovedperson(er) og den første udfordring: Hjælp Daniel med at bygge en model af en balancefugl.

• TÆNK – Start en kort samtale om lektionens emne(r):

  • Hvad sker der, når I holder en genstand op i luften og giver slip? Hvorfor? (Genstanden falder ned på jorden, fordi tyngdekraften trækker den ned).
  • Hvad sker der, når I trækker en gynge eller et pendul tilbage og giver slip? Hvorfor? (Gyngen vender tilbage til sin laveste hvileposition, fordi tyngdekraften trækker den ned).

• Giv hver gruppe et SPIKE Essential-sæt og en enhed.

• Overvej at dele eksemplerne nedenfor som hjælp til at bygge og programmere, mens eleverne arbejder. Understreg, at billederne blot er eksempler, og at eleverne skal designe og bygge deres egen idé til en balancefugl.

• Bed eleverne om at:

  • bruge grundmodellen til at BYGGE en model af en balancefugl til Daniel, der viser, at tyngdekraftens nedadgående kraft vil få fuglen til at blive i sin oprindelige oprejste position, når den vippes
  • bruge den indbyggede gyrosensor sammen med Hændelser-blokke og Lyd-blokke til at PROGRAMMERE deres model til at lave forskellige fuglelyde, når den vippes til højre eller venstre, og når den er oprejst.

• Start en brainstorm om forskellige måder at bruge LEGO elementerne på til at lave en model af en fugl, der vender tilbage til sin oprindelige oprejste position, når den vippes. Demonstrer evt., hvordan grundmodellens hub hænger fra et drejepunkt (f.eks. et forbindelseselement eller en aksel), så den kan bevæge sig og vende tilbage til sin oprindelige oprejste position, når den vippes og slippes. Eleverne kan variere grundmodellen, så længe hubben hænger fra et enkelt omdrejningspunkt.

• Når halvdelen af tiden er gået: Hjælp eleverne med at udveksle idéer med en metode, de er vant til at bruge i klassen. Derefter kan eleverne justere deres modeller med inspiration fra idéudvekslingen.

Eksempler på idéer

• Saml eleverne, så de kan dele viden. 

• Bed hver gruppe om at bruge deres model til at demonstrere og forklare:

  • tyngdekraftens retning på deres fugl ("mod jorden")
  • hvordan tyngdekraften bringer deres model tilbage til sin oprindelige position, når den vippes
  • hvordan deres program bruger lyde til at vise fuglens forskellige positioner.

• Bed eleverne om ikke at skille deres modeller ad, hvis I vil gå videre til del B (Forklar), eller giv dem tid til at bygge dem igen.

DEL B (45 minutter)

• Gentag trinnene fra del A (Forklar) for at få flere grupper til at demonstrere og forklare, hvad de har lært.

• (5 min.) Del og opbyg baggrundsviden for at hjælpe eleverne med at udbygge.
• Få eleverne til at vende deres fugle 160 grader (næsten på hovedet) og give slip.
• Forklar evt., hvad de vil opdage:
  • Hubben skal være over drejepunktet, for at fuglemodellen kan fungere, fordi den naturligt vender tilbage til sin mest stabile position, som er at hænge under drejepunktet. Den tunge vægt over drejepunktet er ikke stabil, da tyngdekraften trækker hubben ned igen.
• (10 min.) Bed eleverne om at gentage og teste deres modeller for at gennemføre den næste udfordring i appen:
  • Byg en model af en balancefugl uden hubben, som forbliver oprejst, selv når den vippes. (Tip: I modellerne skal den del af fuglen, der er under drejepunktet, veje mere end delen over).
  • Vis, at den nederste del af fuglen er tungere end den øverste del, og forklar, hvorfor dette skal være tilfældet med hensyn til tyngdekraften. (Hvis den øverste del af fuglen var tungere end den nederste del, ville tyngdekraften trække den øverste del ned og vende fuglen om).
• (15 min.) Bed eleverne om at dele viden, forslag eller færdigheder, som:
  • hjalp dem med at gennemføre udfordringen
  • de lærte, mens de byggede.
• Bed eleverne om at rydde op i sættene og ved arbejdsområderne.

• Stil vejledende spørgsmål, der belyser elevernes overvejelser og valg under idégenerering, byggeri og programmering.

Observationstjekliste

• Gennemgå de primære læringsmål (i panelet Hjælp til lærere).

• De underbygger et argument om, at den tyngdekraft, der udøves af Jorden på genstande, er nedadgående.

• Brug tjeklisten til at observere elevernes udvikling:

  • Deres model omfatter en fugl, der retter sig selv op.
  • Del A: Deres forklaring demonstrerer, at tyngdekraften virker i nedadgående retning på modellen. Den tunge hub trækkes ned af tyngdekraften og lader de lettere dele af fuglen forblive øverst.
  • Del B: Deres forklaring demonstrerer, at den nederste halvdel af den nye fugl skal være tungere end den øverste halvdel, for at fuglen kan forblive oprejst. Fuglen fra Udbyg-aktiviteten adskiller sig fra fuglen under Forklar-aktiviteten på en væsentlig måde: Den har ikke den tunge hub under drejepunktet til at holde den oprejst.

Selvevaluering

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

• Blå klods: Jeg tror, jeg kan følge en vejledning og lave et program.
• Gul klods: Jeg kan følge en vejledning og lave et program.
• Grøn klods: Jeg kan følge en vejledning og lave et program, og jeg kan også hjælpe en ven med at gøre det.

Fælles feedback

Eleverne skal i deres små grupper snakke om deres erfaringer med at samarbejde.
Bed dem om at bruge udsagn som:

• Jeg kunne godt lide, da du ...
• Jeg vil gerne høre mere om, hvordan du ...

Du kan gøre denne lektion enklere ved at:

• stoppe efter den første udfordring: Byg en model af en balancefugl med hubben i den nederste halvdel. Stil eleverne ja/nej-spørgsmål for at støtte dem i deres forklaring.

Du kan gøre denne lektion mere udfordrende ved at:

• udvide udfordringen i del A (Undersøg): Få eleverne til at bygge og programmere et andet dyr (ikke en fugl) og bruge hubben som i del A, så dyret retter sig selv op, når det vippes. Det kan f.eks. være egern eller aber.

• Find undervisningsmateriale om måder, hvorpå forskellige genstande, f.eks. racerbiler og drikkekopper til babyer, er designet til ikke at vælte. Lad eleverne lære om ét eksempel og derefter dele det skriftligt, f.eks. ved at skrive et manuskript til en videoreklame for et produkt.

Dette vil lægge mere tid til lektionens 45 minutter.