Tyngdekraft

(MERK: Denne leksjonen inneholder en del A og en del B. Begge er viktige for å få fullt utbytte av undervisningsopplegget og nå kompetansemålene. Hvis du har begrenset med tid, kan du gå gjennom begge delene og velge ut elementer som dekker elevenes behov.)

I denne leksjonen skal elevene bygge en balanserende fugl ved hjelp av eksempelbildene som inspirasjon. Oppmuntre dem til å designe og bygge sine egne versjoner av en balanserende fugl.

• Naturfaglig bakgrunn – Tyngdekraft:
  • Tyngdepunktet til en gjenstand er der vekten balanseres. Et lavt tyngdepunkt hjelper gjenstander med å holde seg stabile.
  • Når elevene vipper på modellen av fuglen, beveger gjennomsnittsvekten seg høyere og blir mindre stabil.
  • Tyngdekraften vil alltid dra fuglen tilbake slik at tyngdepunktet er så lavt som mulig.
  • Uansett hvordan fuglen vippes, drar tyngdekraften den tilbake mot jordens sentrum.
• Bygg opp forkunnskaper – Tyngdekraft: Bruk egnet undervisningsmateriell i naturfag og den oppgitte bakgrunnsinformasjonen til å dele informasjon, bilder og definisjoner.
  • Krefter er dytt eller trekk som virker i en bestemt retning.
  • Tyngdekraften er en kraft som utøves av jorden, og som drar gjenstander ned mot sentrum av planeten.
  • Et argument støtter en påstand om noe som skjer i naturen (f.eks. tyngdekraften som utøves av jorden på gjenstander drar nedover). Det bør inneholde bevis, data som fakta og/eller en modell som viser observasjoner.
  • Ordliste: kraft, tyngdekraft
• Erfaring med bygging og programmering: Se gjennom forslagene i emneplanen. For denne leksjonen kan det også være lurt å
  • gå gjennom veiledningen for gyrosensoren i startmenyen til SPIKE appen
  • bruke delene Hendelser og Lydblokker i menyen Hjelp > Ordblokker i SPIKE appen for å få mer støtte se delen Sensorer > Er vippet? for veiledning om denne sensoren, som krever at huben er i vater når modellen er i ro
  • bruke leksjonen Høyteknologisk lekeplass for å få mer erfaring med Hendelser-blokken

DEL A (45 minutter)

• Introduser hovedpersonen(e) i historien og den første utfordringen: Hjelp Daniel med å bygge en modell av en balanserende fugl.

• TENK: Legg til rette for en diskusjon om leksjonens emne(r):

  • Hva skjer når du holder en gjenstand i luften og slipper den? Hvorfor? (Gjenstanden faller ned til bakken fordi tyngdekraften drar den ned.)
  • Hva skjer når du drar en tråd eller pendel bakover og slipper den? Hvorfor? (Den ender til slutt opp med å henge stille på det laveste punktet fordi tyngdekraften drar den nedover.)

• Del ut et SPIKE^™ Essential sett og en enhet til hver gruppe.

• Du kan vurdere å dele eksemplene nedenfor som støtte for byggingen og programmeringen når elevene jobber. Forklar at bildene viser en idé, og at elevene kan designe og bygge sin egen idé av en balanserende fugl.

• Be elevene om å gjøre følgende:

  • Bruk grunnmodellen til å BYGGE en modell av en balanserende fugl som viser at tyngdekraften hjelper fuglen med å holde seg i sin originale stilling når den vippes.
  • Bruk den innebygde gyrosensoren med Hendelser og Lydblokker til å PROGRAMMERE modellen til å lage ulike fuglelyder når den vippes til høyre eller venstre, og når den står rett.

• Legg til rette for idédugnad om måter en kan bruke LEGO elementer til å lage en modell av en fugl som returnerer til sin originale stilling når den vippes. Demonstrer etter behov hvordan huben til grunnmodelen henger fra et dreiepunkt (f.eks. en kobling eller aksling), noe som lar den bevege seg og returnere til sin originale posisjon når den vippes og slippes. Elevene kan endre på grunnmodellen så lenge huben henger fra ett enkelt dreiepunkt.

• Du kan be elevene om å dele ideer halvveis gjennom byggeprosessen, og deretter oppdatere modellene sine med inspirasjon fra delingsøkten.

Eksempel på ideer

• Samle elevene for å dele med hverandre. 

• Be hver gruppe om å bruke modellen sin til å demonstrere og forklare følgende:

  • Retningen til tyngdekraften på fuglen sin («mot bakken»).
  • Hvordan tyngdekraften returnerer modellen deres til sin originale posisjon når den vippes.
  • Hvordan programmet deres bruker lyder til å vise de ulike posisjonene til fuglen.

• Hvis du vil fortsette til Del B: Forklare, bør elevene holde modellene sine hele, eller så må du legge inn tid til å bygge dem på nytt.

DEL B (45 minutter)

• Gjenta trinnene fra Del A: Forklare for å få flere grupper til å demonstrere og forklare det de har lært.

• (5 min) Del og bygg opp bakgrunnsinformasjon for å hjelpe elevene med å utdype.
• Be elevene om å snu fuglen sin 160 grader (nesten opp ned) og slippe.
• Gjenta det de kommer til å oppdage etter behov:
  • Huben må være over dreiepunktet for at modellen av fuglen skal fungere, siden den naturlig returnerer til sin mest stabile posisjon, som er å henge under dreiepunktet. Den tunge vekten over dreiepunktet er ikke stabil, siden tyngdekraften drar huben nedover igjen.
• (10 min) Be elevene om å gjøre endringer og teste modellene sine for å fullføre den neste utfordringen i appen:
  • Bygg en modell av en balanserende fugl som ikke inkluderer huben, men som holder seg i originalstillingen selv når den vippes. (Tips: Modellen av fuglen bør ha mer vekt under dreiepunktet enn over det.)
  • Vis at den nedre delen av fuglen er tyngre enn den øvre delen og forklar hvorfor dette må stemme i forhold til tyngdekraften. (Hvis den øvre delen av fuglen var tyngre enn den nedre delen, ville tyngdekraften dratt den tyngste delen ned og snu fuglen opp ned.)
• (15 min) Be elevene om å dele kunnskap, ideer eller ferdigheter som
  • hjalp dem med å fullføre utfordringen
  • de lærte mens de bygde
• Be elevene om å rydde settene og arbeidsområdene.

• Still veiledende spørsmål for å få frem tankegangen til elevene og avgjørelsene de tok mens de idémyldret, bygget og programmerte.

Observasjonssjekkliste

• Gå gjennom læringsmålene (Lærerstøtte-boksen ).

• De støtter opp et argument om at tyngdekraften som utøves av jorden på gjenstander drar nedover.

• Bruk sjekklisten til å observere fremdriften til elevene:

  • Modellen inkluderer en fugl som retter seg selv opp.
  • Del A: Forklaringen deres viser at tyngdekraften på modellen virker nedover. Den tunge huben dras nedover av tyngdekraften, noe som holder den lettere delen av fuglen øverst.
  • Del B: Forklaringen deres viser at den nedre delen av den nye fuglen må være tyngre enn den øvre delen av fuglen for å holde seg riktig vei. Utdype-fuglen skiller seg fra Forklare-fuglen på en viktig måte: den har ikke den tunge huben under dreiepunktet for å holde seg riktig vei.

Egenvurdering

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

• Blå kloss: Jeg tror at jeg kan følge instruksjoner for å lage et program.
• Gul kloss: Jeg kan følge instruksjoner for å lage et program.
• Grønn kloss: Jeg kan følge instruksjoner for å lage et program, og jeg kan hjelpe en venn med å gjøre det samme.

Partilbakemelding

Be elevene om å parvis diskutere erfaringene med å jobbe sammen.
Oppmuntre dem til å bruke uttalelser som følgende:

• Jeg syntes det var bra at du ...
• Jeg vil gjerne høre mer om hvordan du ...

Forenkle denne leksjonen ved å gjøre følgende:

• Stopp etter den første utfordringen: Bygg en modell av en balanserende fugl som inkluderer huben i den nedre delen. Still elevene Ja/Nei-spørsmål for å få frem forklaringen deres.

Øk vanskelighetsgraden ved å gjøre følgende:

• Utvide del A – Utforske-utfordringen: Be elevene om å bygge og programmere et annet dyr (ikke en fugl) og inkludere huben som i Del A, slik at den retter seg selv opp når den vippes. De kan for eksempel lage ekorn eller aper.

• Del ut læringsmateriell om måter ulike gjenstander, som for eksempel racerbiler og drikkekopper for babyer, er designet for å hindre velting. Be elevene om å lære om et eksempel og dele kunnskapen skriftlig, ved å for eksempel lage et manus til en videoreklame for et produkt.

Dette vil ta mer tid enn 45 minutter.