Tid for knebøyhopp

• Denne leksjonen utforsker potensiell energi. Ligningen for potensiell energi er E_p=mgh. Verdien til «g» er kjent, og man kan finne eller anslå verdien til «m». Den ukjente variabelen i denne leksjonen er høyden på et hopp, som elevene skal måle. De begynner med å bruke distansesensoren pekende nedover for å måle maksimal avstand fra bakken, når de hopper (sørg for at de er på en flat overflate). Senere utforsker de andre metoder ved bruk av akselerasjonssensoren til huben.

Starte en diskusjon

Start en diskusjon ved å stille spørsmål knyttet til leksjonen. Her ser du noen forslag:

• Hva er potensiell energi?
• Hvor høyt kan du hoppe?
• Hvor mye (potensiell) energi er det?

Be elevene skrive ned tankene sine som en hypotese.

• Be elevene om å bygge en frivektkule som kan registrere hopprelaterte data. De kan lage sine egne modeller, eller følge byggeinstruksjonene i appen for å bygge Frivektkule-modellen.
• Be elevene prøve ut modellene ved bruk av det foreslåtte programmet.
• Pass på at de hopper på en svært kontrollert måte, og vender frivektkulen rett mot en jevn overflate (unngå tepper).

• Gi elevene litt tid til å justere programmene for å forbedre ytelsen.
• Oppfordre dem til å registrere så mye data som mulig i løpet av eksperimentene.
• Få dem til å eksportere dataene sine som en CSV-fil, slik at de kan manipulere dem i annen programvare hvis de ønsker det.

• Hvis elevene fortsatt har tilgang til SPIKE Prime-settene sine, må du be dem fullføre oppgavene fra SPIKE-appen for å utdype med praktisk læring, for eksempel:
  • Be dem hoppe med mer masse (f.eks. ved å ha på seg en ryggsekk), og deretter beskrive sin potensielle energi når de hopper med en ryggsekk, sammenlignet med uten.
• Hvis elevene ikke har tilgang til settene sine, må du få dem til å fullføre notisboken for oppfinnere eller tilordne en av utvidelsesaktivitetene som er foreslått nedenfor. De fleste utvidelsesaktivitetene kan utføres ved bruk av dataene som samles inn under økten.
• Legge til rette for en delingsøkt der elevene utveksler informasjon. Dette kan gjøres ved bruk av hvilken/t metode/verktøy som er mest effektiv (det vil si, personlig eller på nettet).

• Gi tilbakemelding på elevenes arbeid.
• Du kan bruke de vedlagte vurderingsrubrikkene for å forenkle prosessen.

Observasjonssjekkliste for lærer
Lag en skala som oppfyller behovene dine, for eksempel:

• Delvis fullført
• Fullstendig fullført
• Overgikk forventningene

Bruk følgende kriterier til å evaluere elevenes arbeid:

• Elevene kan programmere en enhet som plotter data på en linjegraf.
• Elevene kan tolke verdiene som kommer fra linjegrafen.
• Elevene kan forklare potensiell energi med egne ord, skape nøyaktige forbindelser til masse og høyde.

Egenvurdering
Be hver elev om å velge klossen de mener beskriver arbeidet deres på best måte.

• Blå: Jeg kan plotte data ved bruk av programmet som er angitt i appen.
• Gul: Jeg kan lage min egen linjegraf og forklare resultatene mine.
• Fiolett: Jeg har laget nye eksperimenter på egen hånd.

Parvurdering

Oppmuntre elevene til å gi tilbakemelding til andre ved å:

• be en elev vurdere resultatene til hverandre ved bruk av den fargede klossen ovenfor.
• be dem gi konstruktiv tilbakemelding til hverandre for å øke prestasjonene i den neste leksjonen. Dette er en flott mulighet til å bruke videokonferanseverktøy eller bloggverktøy i et blandet læringsscenario.

Forenkle denne leksjonen ved å:

• be elevene om å gjenskape eksperimentet ved bruk av bare huben (og kanskje distansesensoren).
• sørge for at elevene justerer det foreslåtte programmet i SPIKE-appen til å samsvare med modellkonfigurasjonen.
  • Dataene skal være relevante for logging av akselerasjonsverdier, så lenge huben holdes vinkelrett mot bakken.

Ta denne leksjonen til neste nivå ved å:

• be elevene om å finne andre måter å bestemme høyden på et hopp på:
  • bruke akselerasjonssensoren til huben
  • bruke en video av hoppet (-ene)
  • bare bruke tid

Byggetips

Programmeringstips

Denne leksjonen er mens å spilles mens huben er koblet til via USB eller Bluetooth. Mens huben er tilkoblet så strømmes dataene som samles inn av huben, direkte til enheten din, og de plottes på linjediagrammet i sanntid.

Hovedprogram

Løsningsprogram

Tips om vitenskapsdata
Her ser du et eksempel på dataene elevene kan forvente av dette eksperimentet.

Flere ideer til matematikk

Legge til rette for utvikling av matematiske ferdigheter:

• I stedet for å plotte avstanden mellom bunnen av frivektkulen og bakken direkte med distansesensoren, ber du elevene om å bruke akselerasjonsverdier til å finne høyden på hoppet.
• Be elevene om å bruke hver av disse metodene (fra å måle avstanden og å beregne den fra akselerasjonsverdier) til å finne den potensielle energien, og deretter beskrive hvilken metode de trodde var den vanskeligste eller mest effektive, og hvorfor.

Vær oppmerksom på: Dette vil kreve ekstra tid.

Flere ideer til norskundervisningen

Legge til rette for utvikling av språklige ferdigheter:

• Be elevene skrive en oppgave som forklarer hva som skjer når noen hopper. Be dem om å undersøke muskelstyrke og biomekanikk, og deretter sammenligne menneskelig hoppytelse med flere ulike dyr.
• Be elevene om å undersøke en robotprototype som kan hoppe, og deretter skrive en oppgave som beskriver hvordan ingeniørene har forsøkt å gjenskape muskelimpuls.

Vær oppmerksom på: Dette vil kreve ekstra tid.

Lenker til karrieremuligheter

Elevene som likte denne leksjonen, kan også være interessert i å utforske disse karrieremulighetene:

• Terapeutiske tjenester
• Ingeniørvitenskap og teknologi