WeDo 2.0 grunnsett

Trekke

Undersøke innvirkningene av balanserte og ubalanserte krefter på bevegelsen til et objekt.

120+ min.
Middels
3.-4. trinn
pulling-project-image

Forberedelser

(30 min.)

• Se kapittelet Ledelse i klasserommet for generelle forberedelser.
• Les over dette prosjektet, slik at du vet hva du skal gjøre.
• Definer hvordan du ønsker å introdusere dette prosjektet: Bruk den medfølgende videoen i prosjektet i WeDo 2.0 programvaren, eller bruk ditt eget materiale.
• Fastslå sluttresultatet til dette prosjektet: Parametrene som ligger til grunn for å presentere og produsere dokumentet.
• Sørg for at det er nok tid til å oppfylle alle disse forventningene.

Utforske-fasen

(30-60 min.)

pulling-thumbnail

Innføringsvideoen kan gi følgende ideer, som gjennomgås og diskuteres med elevene i forbindelse med dette prosjektet.

Innføringsvideo
Det er lenge siden menneskene forsøkte å flytte store objekter. Fra eldgamle sivilisasjoner til moderne tid, har det blitt brukt en rekke verktøy for å skyve og trekke objekter.

  1. Når du ikke lykkes med å trekke noe, er det fordi objektet trekkes i motsatt retning med samme eller større kraft.
  2. Når objektet begynner å bevege seg, betyr dette at en kraft er større i bevegelsesretningen.
  3. På jorden spiller friksjon en rolle.
  4. På en overflate med mindre friksjon er det enklere å trekke den samme vekten, enn om den befant seg på en ujevn overflate.

Dette emnet om kraft og bevegelse ble utforsket og forklart i detalj av Sir Isaac Newton i det 17. århundre. Du opplever de fysiske lovene han definerte hver eneste dag.

pulling-explore-phase

Diskusjonsspørsmål

  1. Hvordan kan du få et objekt til å bevege seg?
    Du kan bevege det ved å enten trekke eller skyve det, eller mer generelt, ved å la en kraft virke på objektet.
  2. Kan du forklare friksjon?
    Er det enklere å trekke noe på en normal overflate enn en glatt overflate? Dette spørsmålet handler om friksjon. Det er enklere å flytte et objekt på en glatt overflate enn en ujevn overflate. Avhengig av massen på objektet kan det også være vanskeligere å flytte objektet på en glatt overflate, fordi det er mindre grep til å skyve eller trekke.
  3. Kan du forutsi hva som kommer til å skje hvis trekkraften er større i én retning, enn den andre retningen?
    Dette svaret bør baseres på elevenes hypoteser fra begynnelsen av prosjektet. Det betyr at nå kan elevenes svar være feil. Etter at timen er ferdig bør elevene være i stand til å diskutere at objektet vil bevege seg i den retningen, som har den største kraften.

Be elevene samle sammen svarene sine med tekst og bilder i dokumentasjonsverktøyet.

Andre spørsmål som kan utforskes

  1. Kan du konkludere forholdet mellom balanserte krefter og objektets evne til å bevege seg?
    Ubalanserte krefter kan forårsake en endring i objektets bevegelse (øke farten, redusere farten også videre).

Skape-fasen

(45-60 min.)

Bygg og programmer en Trekk-robot
Elevene skal følge byggeinstruksjonene for å lage en Trekk-robot. Denne Trekkroboten kommer til å trekke noen objekter i kurven sin. Denne undersøkelsen kan gjøres på ulike overflater, som tregulv eller teppe. Bruk den samme overflaten gjennom hele undersøkelsen.

1. Bygg en Trekk-robot.
Krengemodulen som brukes i dette prosjektet, bruker et konisk tannhjul. Dette koniske tannhjulet endrer rotasjonsaksen, fra vertikal til horisontal, og overfører bevegelsen fra motoren til hjulene.
Kurven inneholder noen glidebrikker for å redusere friksjonen.

pull-robot-instructions-preview

2. Programmer roboten til å trekke.
Dette programmet sier tallene 3, 2, 1 før motoren slår seg på i 2 sek., ved motornivå 10.

pull-robot-program

Forslag
Før elevene starter denne undersøkelsen ber du dem om å endre parametrene for programmet, slik at de forstår det.

pull-robot

Test Trekk-roboten
Ved å bruke denne modellen bør elevene være i stand til å gjennomføre en undersøkelse om trekkrefter.

1. Undersøk ved å legge små objekter og deretter tunge objekter i kurven, helt til enheten stanser.
Det tar omtrent 300 gram på en vanlig overflate for å stanse Trekk-roboten. Elevene kan bruke hvilket som helst objekt, men hvert objekt bør ikke være for tungt. Målet med denne delen er nemlig å oppnå likevekt. Da er elevene nemlig vitne til balanserte krefter. Du kan bruke en pil til å symbolisere retningen til kraften.

Du kan også bruke de små dekkene som objekter, og legge dem i kurven. Dette øker friksjonen for selve kurven.

2. Bruk samme antall klosser, sett de store dekkene på modellen og test hva som skjer.
Elevene setter dekk på Trekk-roboten. Dette gjør at friksjonen mellom hjulene og overflaten er større for selve Trekk-roboten, noe som øker trekkraften i den retningen. Systemet blir øyeblikkelig ubalansert.

Dette resultatet støtter teorien om at når trekkraften er større enn den motsatt rettede kraften, skal objektet bevege seg.

3. Finn det tyngste objektet du kan trekke med roboten, når den bruker de største hjulene.
Det siste trinnet avhenger av friksjonen på overflaten som elevene bruker.

Undersøke mer
Bruk Undersøke mer-delen i elevprosjektet som en valgfri utvidelse. Vær oppmerksom på at disse oppgavene er en utvidelse av oppgavene i Undersøke-delen, og er egnet for eldre eller flinkere elever.

Trekk-roboten som elevene arbeider med, bruker en konisk tannhjulsmekanisme for å endre retningen til motorrotasjonen. Den øker ikke spesielt styrken på bevegelsen.

1. Bygg en annen Trekk-robot.
Be elevene utforske nye design for en Trekk-robot. Be dem om å bygge sin egen modell, gjennomføre de samme testene som de gjorde for den opprinnelige Trekk-roboten, og sammenligne resultatene fra de to undersøkelsene. Se i designbiblioteket for inspirasjon.

Forslag til samarbeid
Finn den sterkeste maskinen i klasserommet. Når du tror at gruppene er ferdig med testingen, organiserer du en trekkutfordring:

  • Del elevene inn i to lag.
  • Fest robotene bak hverandre med LEGO® kjeden.
  • Be lagene plassere like stor vekt og masse i kurven, før konkurransen starter.
  • Be dem starte motoren på ditt signal, slik at de beveger seg fra hverandre. Hvilket lag er sterkest?
tug-of-war

Dele-fasen

(45 min. eller mer)

Fullfør dokumentet
Be elevene dokumentere prosjektet sitt på en rekke måter (forslag kan inkludere):

  • Be dem om å ta et skjermbilde av resultatet.

  • Be elevene sammenligne disse bildene med bilder fra virkeligheten.

  • Be elevene filme seg selv når de beskriver prosjektet sitt.

    Forslag
    Elevene kan samle inn data i et diagramformat eller i et regneark.
    Elevene kan også lage en graf over resultatene sine.

Presenter resultatet
Mot slutten av prosjektet bør elevene presentere resultatet fra undersøkelsen sin.

Dette gjør du for å forbedre elevenes presentasjon:

  • Sørg for at elevene bruker ord som balansert kraft, ubalansert kraft, skyving, trekking, friksjon og vekt.
  • Be elevene bruke piler til å representere kraft.
  • Be dem om å sette forklaringen sin i sammenheng.
  • Be elevene analysere prosjektene med tanke på realistiske situasjoner, hvor de har observert balanserte og ubalanserte krefter.
  • Diskuter forbindelsen mellom resultatene og disse bestemte situasjonene.

Vurderingsrubrikker for prosjekt

Vurderingsrubrikker for prosjekt (vitenskap)
Du kan bruke disse vurderingsrubrikkene med observasjonsrubrikkene, som du finner i kapittelet Vurder med WeDo 2.0.

Utforske-fasen
Utforske-fasen I løpet av Utforske-fasen må du sørge for at eleven er aktivt involvert i diskusjoner, stiller og besvarer spørsmål og bruker begrepene skyving og trekking, krefter og friksjon i riktig sammenheng.

  1. Eleven er ikke i stand til å svare på spørsmål eller delta i diskusjoner på en tilstrekkelig måte, eller beskrive begrepene skyving og trekking og forstår at dette er krefter.
  2. Eleven er i stand til å, med veiledning, besvare spørsmål eller delta i diskusjoner på en tilstrekkelig måte eller med hjelp, og beskrive skyving og trekking som et eksempel på en kraft.
  3. Eleven er i stand til å gi tilstrekkelige svar på spørsmål og delta i diskusjoner i klasserommet, eller beskrive skyving og trekking som et eksempel på en kraft.
  4. Eleven er i stand til å utvide forklaringene i diskusjoner eller beskrive i detalj konseptet kraft med skyving og trekking.

Skape-fasen
I løpet av Skape-fasen må du sørge for at eleven arbeider som en del av en gruppe, kan utvikle hypoteser om det som skal skje og kan bruke informasjonen som ble samlet inn i Utforske-fasen.

  1. Eleven er ikke i stand til å arbeide i en gruppe, utvikle hypoteser om det som skal skje eller bruke informasjonen som ble samlet inn.
  2. Eleven er i stand til å arbeide i en gruppe og utvikle hypoteser, med litt hjelp, om det som kan skje i undersøkelsen.
  3. Eleven er i stand til å samle inn og bruke informasjonen med veiledning, arbeide i en gruppe og bidra til gruppediskusjonene, utvikle hypoteser og samle inn informasjon som kan brukes i en presentasjon for å forklare innholdet.
  4. Eleven er i stand til å arbeide i en gruppe, være leder av gruppen og begrunne hypoteser for å forklare begrepene skyving og trekking med informasjon.

Dele-fasen
I løpet av Dele-fasen må du sørge for at eleven kan forklare hva som skjer med modellen med tanke på kraft, har testet ulike kombinasjoner og utviklet hypoteser om andre, og kan bruke viktig informasjon fra prosjektet når eleven lager sin endelige rapport.

  1. Eleven er ikke i stand til å delta i diskusjoner om undersøkelsen, forklare modellen ved bruk av konseptet kraft eller bruke informasjonen for å lage et endelig prosjekt.
  2. Eleven er i stand til å, med veiledning, delta i diskusjoner om krefter, fullføre flere testscenarier for å utvikle hypoteser og bruke begrenset informasjon til å lage et endelig prosjekt.
  3. Eleven er i stand til å delta i diskusjoner om krefter og bruke informasjonen som ble samlet inn fra testene, til å lage et endelig prosjekt.
  4. Eleven er i stand til å delta aktivt i diskusjoner i klasserommet om emnet og bruke informasjonen som ble samlet inn for å lage det endelige prosjektet, som inkluderer ytterligere påkrevde elementer.

Vurderingsrubrikker for prosjekt (språk)
Du kan bruke disse vurderingsrubrikkene med observasjonsrubrikkene, som du finner i kapittelet Vurder med WeDo 2.0.

Utforske-fasen
I løpet av Utforske-fasen må du sørge for at eleven kan forklare sine egne ideer og forståelse effektivt, knyttet til spørsmålene som stilles.

  1. Eleven er ikke i stand til å dele sine ideer, knyttet til spørsmålene som stilles i løpet av Utforske-fasen.
  2. Eleven er i stand til å, med veiledning, dele sine ideer, knyttet til spørsmålene som stilles i løpet av Utforske-fasen.
  3. Eleven uttrykker sine ideer knyttet til spørsmålene som stilles i løpet av Utforske-fasen, på en tilstrekkelig måte.
  4. Eleven bruker detaljer for å utvide forklaringene av sine ideer, knyttet til spørsmålene som stilles i løpet av Utforske-fasen.

Skape-fasen
I løpet av Skape-fasen må du sørge for at eleven foretar riktige valg (det vil si, skjermbilde, bilde, video, tekst) og følger de angitte kriteriene for å dokumentere resultater.

  1. Eleven er ikke i stand til å dokumentere resultater i løpet av undersøkelsen.
  2. Eleven samler dokumentasjon for sine resultater, men dokumentasjonen er ufullstendig eller følger ikke alle de angitte kriteriene.
  3. Eleven dokumenterer resultatene sine for hver komponent i undersøkelsen på en tilstrekkelig måte, og foretar riktige valg.
  4. Eleven bruker en rekke riktige metoder for dokumentasjon, og overgår de angitte kriteriene.

Dele-fasen
I løpet av Dele-fasen må du sørge for at eleven bruker observasjoner fra sine egne resultater i løpet av undersøkelsen for å begrunne sitt resonnement, og at eleven følger de angitte retningslinjene for å presentere resultatene til en målgruppe.

  1. Eleven bruker ikke observasjoner fra sine resultater i forbindelse med ideer som ble delt i løpet av presentasjonen, eller følger ikke de angitte retningslinjene.
  2. Eleven bruker noen observasjoner fra sine resultater, men begrunnelsen er begrenset. Angitte retningslinjer følges generelt, med noen mangler her og der.
  3. Eleven fremlegger observasjoner på en tilstrekkelig måte for å begrunne sine resultater, og følger angitte retningslinjer for presentasjon.
  4. Eleven diskuterer sine resultater og tar grundig i bruk passende observasjoner for å begrunne sitt resonnement, samtidig som eleven følger alle angitte retningslinjer.

Tilpasning og variasjon

Vurder å gi mer veiledning om bygging og programmering for å sikre at prosjektet blir vellykket. Se nedenfor:

  • Forklar bruken av motorene.
  • Forklar enkle programmerings-kjeder.
  • Forklar hvordan de gjennomfører en undersøkelse.
  • Definer faktorer som de skal fokusere på, som trekk- og friksjonskraft.

Spesifiser også hvordan de skal presentere og dokumentere resultatene sine (vurder for eksempel å gjennomføre en deleøkt blant gruppene).

Undersøke mer
Hvis du vil gi enda en utfordring, kan du la elevene få tid til å eksperimentere selv. La dem designe, bygge og programmere egne modeller. Dette gjør at de får utforske de ytterligere lovene om skyving og trekking.
Du kan også be elevene sammenligne styrken til robotene sine, ved å gjennomføre en trekkutfordring. Gjør deg klar for oppspilte elever!

Misforståelser blant elevene
Elevene tror mest sannsynlig at hvis et objekt ikke beveger seg, er det ingen krefter som virker på objektet. Et godt eksempel på dette er når du forsøker å flytte bilen mens håndbrekket står på. Da bilen ikke beveger seg, tror elevene at det ikke er noen krefter involvert. Men det er det. Vitenskapen viser oss at det er flere balanserte krefter i aksjon.

Lærerstøtte

Elevene kommer til å:

  • Utforske hva krefter er, og hvordan de får objekter til å bevege seg.
  • Lage ditt eget program og egen robot for å undersøke innvirkningene av balanserte og ubalanserte krefter på bevegelsen til et objekt.
  • Dokumentere og presentere resultatene om krefter.

LEGO Education WeDo 2.0 grunnsett
WeDo 2.0 programvare eller Programmering-appen

Kunnskapsløftet: LK-06
Sentrale temaer fra læreplanen
Læreplan: Naturfag : NAT1-03
Kompetansemål etter 4. årstrinn
Læreplan i Matematikk: MAT1-04
Kompetansemål etter 4. årssteget
Læreplan i Norsk: NOR1-05

Elevmateriale

Last ned, vis eller del elevarket, enten som en HTML-side eller som en utskriftbar PDF.

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.