WeDo 2.0 basissæt

Træk

Undersøg virkningerne af kræfter i balance og kræfter i ubalance på en genstands bevægelse.

120+ min.
Let øvet
3.-5. klasse
pulling-project-image

Forberedelse

(30 min.)

• Læs om den overordnede forberedelse i kapitlet „Brug og indretning af klasseværelset“.
• Læs om projektet, så du har en god idé om, hvad der skal gøres.
• Definer, hvordan du vil præsentere dette projekt: Brug videoen fra projektet i WeDo 2.0 softwaren, eller brug materiale efter eget valg.
• Fastlæg slutresultatet af dette projekt, dvs. hvilke parametre der skal præsenteres, og lav dokumentet.
• Sørg for at planlægge tiden, så alle forventninger kan indfries.

Undersøgelsesfasen

(30­-60 min.)

pulling-thumbnail

Til dette projekt kan introduktionsvideoen danne udgangspunkt for gennemgang og diskussion med eleverne af de følgende idéer.

Introduktionsvideo
Det er meget længe siden, at mennesket første gang forsøgte at flytte store genstande. Fra de tidligste civilisationer til vores moderne tidsalder er der blevet brugt mange forskellige værktøjer til at skubbe eller trække genstande.

  1. Hvis man ikke er i stand til at trække noget, er det fordi det bliver trukket i den modsatte retning med tilsvarende eller større kraft.
  2. Når en genstand begynder at bevæge sig, betyder det, at den påvirkes af en større kraft i bevægelsesretningen.
  3. På Jorden spiller friktion en rolle i dette system.
  4. På en overflade med mindre friktion er det lettere at trække en vægt end på en ru overflade.

Dette område omkring kraft og bevægelse blev udforsket og forklaret i detaljer af Sir Isaac Newton i det 17. århundrede. De fysiske love, han definerede, oplever vi alle til daglig.

pulling-explore-phase

Samtalespørgsmål

  1. Nævn nogle måder, man kan få en genstand til at bevæge sig på?
    For at få noget til at bevæge sig, kan man trække eller skubbe det, eller generelt sagt påføre det en kraft.
    1. Kan I forklare, hvad friktion er? Er det lettere at trække noget på en normal overflade end på en glat?
      Dette spørgsmål handler om friktion. Det er lettere at flytte en genstand på en glat overflade end på en ru. Afhængigt af en genstands masse kan det også være vanskeligere at bevæge genstanden på en glat overflade, fordi der er mindre overfladekontakt at skubbe eller trække.
    2. Forudsig, hvad der sker, hvis trækkraften er større i én retning end i en anden.
      Svaret bør være baseret på elevernes forudsigelser fra start. Det betyder, at på dette tidspunkt kan elevernes svar være forkerte. Efter lektionen bør eleverne være i stand til at tale om det faktum, at genstandens bevægelse vil gå i retning af den største skubbe- eller trækkraft.

Bed eleverne om at give deres svar sammen med tekst eller billeder i dokumentationsværktøjet.

Andre spørgsmål til undersøgelse

  1. Kan I slutte jer til forholdet mellem kræfter i balance og genstandens evne til at blive bevæget? Kræfter i ubalance kan medføre en ændring i en genstands bevægelse (acceleration, deceleration osv.).

Byggefasen

(45-60 min.)

Byg og programmér en trækkerobot
Eleverne skal følge byggevejledningen og bygge en trækkerobot. Denne trækkerobot skal trække de genstande, som lægges i dens kurv. Denne undersøgelse kan udføres på forskellige overflader, f.eks. et trægulv eller et tæppe. Brug den samme overflade gennem hele projektet.

1. Byg en trækkerobot.
2. Slingremodulet i dette projekt bruger et konisk tandhjul. Det koniske tandhjul ændrer rotationsaksen fra lodret til vandret og overfører bevægelsen fra motoren til hjulene.

pull-robot-instructions-preview

2. Programmér robotten til at trække.
3. Dette program viser tallene 3, 2, 1, før motoren starter i 2 sek. ved motoreffekt 10.

pull-robot-program

Forslag
Før eleverne starter deres undersøgelse, skal de ændre programmets parametre, så de forstår det helt.

pull-robot

Test trækkerobotten
Ved hjælp af denne model bør eleverne være i stand til at foretage en undersøgelse om trækkræfter.

1. Undersøg ved at lægge små genstande og derefter tungere genstande i kurven, indtil enheden holder op med at bevæge sig.
Det kræver ca. 300 g på en almindelig overflade at få trækkerobotten til at holde op med at bevæge sig. Eleverne kan frit vælge genstande, men den enkelte genstand bør ikke være for tung, da formålet med denne del er at opnå ligevægt. På dette tidspunkt har eleverne kræfter i balance foran sig. Brug evt. en pil til at symbolisere kraftens retning.

Du kan også bruge de små dæk som genstande i kurven. De øger friktionen på kurvesiden.

2. Brug det samme antal klodser, men sæt de store dæk på modellen, og test, hvad der sker.
Eleverne skal sætte dæk på trækkerobotten. Dermed øges friktionen mellem hjulene og overfladen på trækkerobottens side, og dermed øges den kraft, som trækker i den retning. Systemet er pludselig i ubalance.

Dette underbygger idéen om, at når trækkraften er større end de kræfter, der modvirker den, bør en genstand bevæge sig.

3. Find den tungeste genstand, I kan trække med modellen, når den har dæk monteret.
Dette afsluttende trin afhænger af friktionen i den overflade, eleverne arbejder på.

Undersøg mere
Brug afsnittet „Undersøg mere“ i elevprojektet som mulighed for udvidet læring. Husk, at disse opgaver bygger videre på opgaverne i undersøgelsesafsnittet og er beregnet til ældre eller mere erfarne elever.

Trækkerobotten, som eleverne arbejder med, bruger en konisk tandhjulsmekanisme, der ændrer motorens rotationsretning. Den øger ikke styrken i bevægelsen markant.

1. Byg en anden trækkerobot.
Lad eleverne undersøge nye design til en trækkerobot. Lad dem bygge deres egen model, foretage de samme test som med deres oprindelige trækkerobot og sammenligne de to undersøgelsers resultater. Find inspiration i designbiblioteket.

Forslag til samarbejde
Find den stærkeste maskine i klassen. Organiser en tovtrækningskonkurrence, når du mener, at klassens grupper er færdige med deres test:

  • Sæt to grupper over for hinanden.
  • Forbind robotterne med fronten mod hinanden med LEGO® kæden.
  • Sørg for, at de to grupper lægger lige meget vægt og masse i kurven, før konkurrencen begynder.
  • Bed dem om at starte motoren på dit signal, så de trækker hver sin vej. Hvilken robot er stærkest?
tug-of-war

Delingsfasen

(45 min. eller mere)

Gør dokumentet færdigt
Få eleverne til at dokumentere deres projekt på forskellige måder (her er et par forslag):

  • Bed dem om at tage et skærmbillede af deres resultater.
  • Få dem til at sammenligne disse billeder med billeder fra virkelighedens verden.
  • Foreslå eleverne at optage en video af sig selv, hvor de beskriver deres projekt for klassen.

Forslag
Eleverne kan indsamle data i diagrammer eller i et regneark.
De kan også afbilde resultaterne af deres test grafisk.

Fremlæg resultaterne
Til sidst i projektet skal eleverne fremlægge resultatet af deres undersøgelse.

Sådan kan elevernes præsentation optimeres:

  • Eleverne skal bruge ord som kraft i balance, kraft i ubalance, skubbe, trække, friktion og vægt.
  • Bed dem om at bruge pile til at repræsentere kræfter.
  • Bed dem om at sætte deres forklaringer i en kontekst.
  • Bed dem om at analysere deres projekter i forhold til situationer fra virkeligheden, hvor de har observeret kræfter i balance og ubalance.
  • Snak om sammenhængen mellem deres resultater og disse situationer.

Projektevalueringsskemaer

Projektevalueringsskemaer, videnskab og teknologi
Du kan bruge disse tegn på læring sammen med evalueringsskemaet til observationer, som findes i kapitlet „Evaluering med WeDo 2.0“.

Undersøgelsesfasen
I undersøgelsesfasen skal eleven deltage aktivt i dialogen, stille og besvare spørgsmål samt bruge begreberne skubbe og trække, kræfter og friktion korrekt.

  1. Eleven kan ikke besvare spørgsmål, deltage tilstrækkeligt i dialoger, i tilstrækkeligt omfang beskrive idéerne bag skub og træk eller forklare, at det er kræfter.
  2. Eleven kan, med hjælp, besvare spørgsmål, deltage tilstrækkeligt i dialoger eller beskrive skub og træk som eksempler på kræfter.
  3. Eleven kan i tilstrækkeligt omfang besvare spørgsmål, deltage i dialoger på klassen eller beskrive skub og træk som eksempler på kræfter.
  4. Eleven kan uddybe forklaringerne i dialoger eller detaljeret beskrive begrebet kraft med eksemplerne skub og træk.

Byggefasen
I byggefasen skal eleven kunne arbejde som en del af en gruppe, være i stand til at forudsige, hvad der bør ske, og kunne bruge den information, der blev indsamlet i undersøgelsesfasen.

  1. Eleven er ikke god til at arbejde i en gruppe, forudsige, hvad der bør ske, eller bruge indsamlet information.
  2. Eleven kan godt arbejde i en gruppe og kan med hjælp forudsige, hvad der bør ske i undersøgelsen.
  3. Eleven kan med vejledning indsamle og bruge information, arbejde i en gruppe og bidrage til gruppens dialoger, lave forudsigelser og indsamle information, som kan anvendes i en præsentation til at forklare indholdet.
  4. Eleven kan arbejde i en gruppe, fungere som leder og bruge forudsigelser til at forklare kræfterne skub og træk i kombination med information.

Delingsfasen
I delingsfasen skal eleven kunne forklare, hvad der sker med modellen i relation til kraft, have testet forskellige kombinationer og kunne forudsige andre, og kunne bruge vigtig information fra gruppens projekt til at lave en endelig rapport.

  1. Eleven kan ikke indgå i dialogen om undersøgelsen, forklare modellen med begrebet kraft eller bruge informationerne til at lave en endelig rapport.
  2. Eleven kan, med hjælp, indgå i dialogen om kræfter, gennemføre flere testscenarier for at lave forudsigelser og bruge begrænset information til at lave en endelig rapport.
  3. Eleven kan indgå i dialoger om undersøgelsen og bruge den indsamlede information fra testene til at lave en endelig rapport.
  4. Eleven kan deltage omfattende i dialoger på klassen om emnet og bruge den indsamlede information til at lave en endelig rapport, som indeholder yderligere obligatoriske elementer.

Projektevalueringsskemaer, kommunikation
Du kan bruge disse tegn på læring sammen med evalueringsskemaet til observationer, som findes i kapitlet „Evaluering med WeDo 2.0“.

Undersøgelsesfasen I undersøgelsesfasen skal eleven effektivt kunne forklare sine egne idéer og sin egen forståelse vedrørende de stillede spørgsmål.

  1. Eleven kan ikke dele sine idéer vedrørende de spørgsmål, der blev stillet i undersøgelsesfasen.
  2. Eleven kan, med hjælp, dele sine idéer vedrørende de spørgsmål, der blev stillet i undersøgelsesfasen.
  3. Eleven er i tilstrækkeligt omfang i stand til at udtrykke sine idéer vedrørende de spørgsmål, der blev stillet i undersøgelsesfasen.
  4. Eleven bruger detaljer til at udvide forklaringen af sine idéer vedrørende de spørgsmål, der blev stillet i undersøgelsesfasen.

Byggefasen
I byggefasen skal eleven foretage passende valg (dvs. skærmbilleder, billeder, video, tekst) og følge de opstillede forventninger til dokumentation af resultater.

  1. Eleven kan ikke dokumentere resultater i løbet af undersøgelsen.
  2. Eleven indsamler dokumentation for sine resultater, men dokumentationen er ufuldstændig eller lever ikke op til alle de opstillede forventninger.
  3. Eleven dokumenterer i tilstrækkeligt omfang resultaterne for alle dele af undersøgelsen og foretager passende valg.
  4. Eleven bruger mange forskellige passende dokumentationsmetoder og overgår de opstillede forventninger.

Delingsfasen
I delingsfasen skal eleven bruge beviser fra sine egne undersøgelsesresultater til at underbygge sit ræsonnement og overholde opstillede retningslinjer for fremlæggelse af resultater til et publikum.

  1. Eleven bruger ikke beviser fra sine resultater i forbindelse med idéer, som deles under præsentationen, eller følger ikke de opstillede retningslinjer.
  2. Eleven bruger nogle beviser fra sine resultater, men underbyggelsen er begrænset. De opstillede retningslinjer følges generelt, men muligvis mangelfuldt på et eller flere områder.
  3. Eleven fremlægger i tilstrækkeligt omfang beviser til at underbygge sine resultater og følger de opstillede retningslinjer for præsentation.
  4. Eleven diskuterer i fuldt omfang sine resultater, bruger tilstrækkelig og grundig bevisførelse til at underbygge sit ræsonnement og følger alle opstillede retningslinjer.

Differentiering

Du kan sikre et vellykket projekt ved at vejlede eleverne om byggeri og programmering, f.eks.:

  • Forklar brugen af motorer.
  • Forklar enkle programstrenge.
  • Forklar, hvordan en undersøgelse foretages.
  • Definer, hvilke faktorer der skal fokuseres på, f.eks. træk- og friktionskræfter.

Vær også specifik omkring den måde, eleverne skal præsentere og dokumentere deres resultater på (overvej f.eks. at lade forskellige grupper dele deres resultater).

Undersøg mere
Som en ekstra udfordring kan du afsætte tid til, at eleverne kan eksperimentere med design, byggeri og programmering, som de selv skaber. Dermed kan de arbejde videre med lovene om træk og skub.
Som yderligere undersøgelse kan du bede eleverne om at sammenligne deres robotters styrke ved at lade dem trække om kap mod hinanden. Vær indstillet på stor begejstring!

Mulige misforståelser blandt eleverne
Eleverne kan godt forledes til at tro, at hvis noget ikke bevæger sig, bliver det ikke påvirket af nogen kræfter. Et godt eksempel at nævne er, hvis man forsøger at flytte en bil med håndbremsen trukket. Fordi bilen ikke bevæger sig, kan eleverne godt tro, at der ingen kræfter er involveret, men det er der. Fra et videnskabeligt synspunkt står det klart, at der er flere kræfter i balance indblandet.

Hjælp til lærere

I dette projekt skal du:
undersøge, hvad kræfter er, og hvordan de kan få genstande til at bevæge sig
bygge og programmere en robot for at undersøge, hvad kræfter i balance og kræfter i ubalance betyder for en genstands bevægelse
dokumentere og fremlægge dine resultater om kræfter.

LEGO Education WeDo 2.0 basissæt
WeDo 2.0 software eller programmerings-app

Elevmateriale

Download, se eller del elevarket, enten som en HTML-side eller som en pdf, der kan udskrives.

LEGO, the LEGO logo, the Minifigure, DUPLO, the SPIKE logo, MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks and/or copyrights of the LEGO Group. ©2020 The LEGO Group. All rights reserved. Use of this site signifies your agreement to the terms of use.