WeDo 2.0 grunnsett

Kraftige strukturer

Undersøke hvilke karakteristikker til en bygning som gjør at den tåler jordskjelv, ved bruk av en jordskjelvsimulator laget av LEGO® klosser.

120+ min.
Middels
3.-4. trinn
robust-structures-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.)

robust-structures-thumbnail

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

Innføringsvideo
Her ser du noen forslag til diskusjoner rundt videoen:

  1. Siden jorden ble formet, har den endret form. Jorden består av tektoniske plater som glir, beveger seg mot hverandre og kolliderer, akkurat som store kakebiter som skyves rundt på et lag med honning.
  2. Når dette oppstår, skaper denne friksjonen vibrasjoner på overflaten av jorden der du bor.
  3. Bygninger og andre strukturer kan bli skadet eller ødelagt i løpet av et jordskjelv, avhengig av styrken på vibrasjonene og en rekke andre faktorer.
  4. I dag kan man bygge bygninger som tåler jordskjelv mye bedre enn for bare et par tiår siden, takket være vitenskapelige oppdagelser som førte til designforbedringer.
robust-structures-explore-phase

Diskusjonsspørsmål
I Utforske-fasen bruker du disse spørsmålene for å se hva elevene vet om temaet og/eller oppsummere tidligere kunnskap, for å evaluere forventningene for dette prosjektet.

Be elevene dokumenterte sin forståelse, og henvise tilbake til disse spørsmålene i løpet av og etter Skape-fasen.

  1. Hva forårsaker jordskjelv, og hva er konsekvensene av jordskjelvet?
    Jordskjelv er vibrasjoner i jordskorpen som oppstår, når de tektoniske platene beveger seg.
  2. Hvordan klassifiserer forskere styrken på et jordskjelv?
    Forskere klassifiserer jordskjelv på en skala som heter Richters skala. Jo høyere tallet er fra 1 til 10, jo sterkere er vibrasjonene i jorden.
  3. Hvilke faktorer kan påvirke hvordan bygninger motstår jordskjelv?
    Dette svaret bør brukes som elevens hypotese. Det betyr at nå kan elevenes svar være feil.

Andre spørsmål som kan utforskes

  1. Hva la du merke til om forholdet mellom omfanget til bygningen, høyden og evnen til å motstå innvirkningen av et jordskjelv?
    Strukturer som er høye og tynne er som regel mindre stabile, og har større sjanse for å falle når de blir utsatt for sidekraft.
  2. Hvordan sikret du at testene ble gjennomført rettferdig hver gang?
    Bare én parameter ble endret om gangen.
  3. Hvilke andre faktorer burde også undersøkes?
    Strukturelle design og andre materialer er andre viktige faktorer som man bør ta i betraktning, når man tester hvor godt bygninger motstår jordskjelv.
  4. Hvordan er moderne bygninger laget for å kunne motstå jordskjelv?
    Arkitekter og ingeniører bruker strukturer, prinsipper og simuleringer for å teste prototyper for svakheter.
  5. Betyr «motstandsdyktig» det samme som «sterk»?
    Det avhenger av en rekke faktorer. Noen fleksible strukturer eller materialer er mer motstandsdyktige enn stive og sterke strukturer.

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

Skape-fasen

(45-60 min.)

Bygg og programmer en jordskjelvsimulator og lag bygninger
Elevene skal følge byggeinstruksjonene for å lage en jordskjelvsimulator. Med denne enheten samler de resultater for å avgjøre hvilke bygninger som består jordskjelvtesten.

1. Bygg en jordskjelvsimulator.
Rist-modellen som brukes i prosjektet, bruker et stempel for å skyve og trekke testplaten. Motorkraftnivået til programmet avgjør styrken til jordskjelvet som genereres.

earthquake-instructions-preview

2. Programmer simulatoren.
Dette programmet viser i begynnelsen tallet 0 på skjermen. Det vil gjenta en serie med handlinger fem ganger. Programmet vil legge til tallet 1 på skjermen, som da blir ristestyrken, slå på motoren på det nivået i 2 sek. og deretter vente i 1 sek.

earthquake-program

Viktig
Hvis elevene ønsker å prøve et sterkere eller svakere jordskjelv, må de endre antallet løkker i dette programmet. De kan også bruke sitt eget program hvis de ønsker det.

earthquake-model

Undersøk bygningens design
Nå som elevene forstår hvordan jordskjelvsimulatoren fungerer, kan de undersøke ulike faktorer ved å isolere én variabel om gangen.

buildings-a-b-c

1. Endre høyden.
Elevene bør bruke de korte og høye bygningene, og de smale soklene (bygning A og B).

Hvis de plasserer den høye bygningen på risteplaten, skal det en liten styrke til før det faller ned. Deretter bør de teste både den smale og korte bygningen, for å se om de motstår jordskjelvet bedre.

Elevene bør være i stand til å oppdage at hvis de bruker det samme fundamentet, vil den korte bygningen motstå jordskjelvet bedre enn den høye bygningen.

Viktig
Da ikke alle motorer fungerer på nøyaktig samme måte, er det mulig at gruppene får ulike styrker i undersøkelsene.

2. Endre bredden på sokkelen.
Be elevene bruke det samme programmet og teste om den høye bygningen med den smale sokkelen (bygning B) kan motstå jordskjelvet bedre, enn den høye bygningen med den brede sokkelen (bygning C).

Elevene bør være i stand til å oppdage at bygningene motstår jordskjelv bedre, når de står på en større sokkel.

Undersøk mer med jordskjelvsimulatoren
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.

Be elevene utforske flere elementer som kan ha innvirkning på hvor godt bygninger motstår vibrasjoner.

1. Endre styrken.
Be elevene gjette hva som ville ha skjedd med bygning A, B og C hvis styrken på jordskjelvet ble økt, til for eksempel nivå 8.
Be dem registrere sine hypoteser og teste hvert tilfelle.

2. Lag andre bygninger.
Siden elevene nå forstår at en større sokkel bidrar til at en bygning kan motstå sterkere vibrasjoner, utfordrer du dem til å bygge den høyeste bygningen som kan motstå et jordskjelv på nivå 8.

Be elevene utforske ulike byggesammensetninger:
• Utforsk ulike strukturelle former.
• Bruk nye materialer.

Forslag til samarbeid
La gruppene sammenligne sine design. Be en gruppe om å beskrive og teste arbeidet, som ble utført av en annen gruppe:
• Hva er styrkene til strukturen?
• Hva er svakhetene til strukturen?
• Kommer bygningen til å motstå jordskjelvet?

Dele-fasen

(45 min eller mer)

Fullfør dokumentet
Be elevene dokumentere prosjektet sitt på ulike måter:
• Be elevene filme hver test de gjennomfører, slik at de kan bevise påstandene sine.
• Be elevene sammenligne disse konklusjonene med virkelige tilfeller.

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:
• Be dem beskrive hvilke faktorer som ha innvirkning på bygningens stabilitet.
• Be dem sammenligne dette med resultatene sine.
• Be dem om å sette forklaringen sin i sammenheng:
• Be dem reflektere over sine konklusjoner.
• Ha en diskusjon om resultatene reflekterer virkeligheten.

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
I løpet av Utforske-fasen må du sørge for at eleven er aktivt involvert i diskusjoner, stiller og besvarer spørsmål og kan besvare spørsmål om jordskjelv med egne ord.

  1. Eleven er ikke i stand til å besvare spørsmål eller delta i diskusjoner på en tilstrekkelig måte.
  2. Eleven er i stand til å, med veiledning, besvare spørsmål eller delta i diskusjoner på en tilstrekkelig måte, eller beskrive elementer som kan påvirke hvor bra en struktur tåler et jordskjelv.
  3. Eleven er i stand til å besvare spørsmål på en tilstrekkelig måte, delta i diskusjoner i klasserommet og beskrive elementer som kan påvirke hvor bra en struktur tåler et jordskjelv.
  4. Eleven er i stand til å utvide forklaringene i diskusjoner og beskrive faktorene som kan påvirke hvor bra en struktur tåler et jordskjelv, i detalj.

Skape-fasen
I løpet av Skape-fasen må du sørge for at eleven bruker dokumentasjonsverktøyet til å registrere hypoteser og resultater, og bare endrer én variabel om gangen mens de gjennomfører undersøkelsene.

  1. Eleven fullfører ikke all nødvendig dokumentasjon i løpet av undersøkelsene, og endrer sjelden bare én variabel om gangen i løpet av undersøkelsene.
  2. Eleven bruker dokumentasjonsverktøyet, men det mangler en del svært viktige elementer. Eleven kan av og til endre flere enn én variabel om gangen i løpet av undersøkelsene.
  3. Eleven bruker tilstrekkelig med dokumentasjon for å registrere hypoteser og resultater, eller endrer vanligvis bare én variabel om gangen i løpet av undersøkelsene.
  4. Eleven bruker svært god dokumentasjon for å registrere hypoteser og resultater, eller endrer bare én variabel om gangen i løpet av undersøkelsene.

Dele-fasen
I løpet av Dele-fasen må du sørge for at eleven bruker dokumenter og verbal kommunikasjon effektivt for å forklare hva som skjer med jordskjelvsimulatoren, og hvilke konklusjoner man kan trekke fra testresultatene.

  1. Eleven gir ingen forklaring, verken i dokumentet eller gjennom verbal kommunikasjon.
  2. Eleven bruker dokumenter og verbal kommunikasjon på en ineffektiv måte for å forklare hva som skjer, og hvilke konklusjoner man kan trekke. Forklaringen kan være ufullstendig eller unøyaktig.
  3. Eleven bruker dokumenter og verbal kommunikasjon på en effektiv måte for å forklare hva som skjer, og hvilke konklusjoner man kan trekke.
  4. Eleven bruker dokumenter og verbal kommunikasjon på en effektiv måte for å gi en sofistikert og nøyaktig forklaring av hva som skjer, og hvilke konklusjoner man kan trekke.

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 sitt eget dokument med tekst og video for å forklare ideer, inkludert hva som skjedde, og hvorfor.

  1. Eleven bruker ikke resultater fra sitt eget dokument med tekst og video, og kan ikke forklare ideer inkludert hva som skjedde, og hvorfor.
  2. Eleven bruker noen resultater fra sitt eget dokument med tekst og video, men kan ikke helt forklare ideer inkludert hva som skjedde, og hvorfor.
  3. Eleven bruker resultater fra sitt eget dokument med tekst og video for å forklare ideer, inkludert hva som skjedde, og hvorfor.
  4. Eleven bruker resultater fra sitt eget dokument med tekst og video for å forklare ideer, inkludert hva som skjedde, og hvorfor.

Tilpasning og variasjon

Vurder å gi mer veiledning om bygging og programmering for å sikre at prosjektet blir vellykket. Se nedenfor:
• Forklar hvordan de gjennomfører en undersøkelse.
• Ta i bruk observasjoner for lage forklaringer.
• La elevene få arbeide med flere isolerte variabler, slik at de kan teste hypoteser.

Vær også spesifikk når du angir forventningene du har til elevene, i forbindelse med å presentere og dokumentere resultatene sine.

Forslag
La elever som er litt flinkere få litt mer tid til å bygge og programmere, slik at de kan bruke sine egne opplysninger for å lage undersøkelser. Elevene kan endre parametre, som nivået på jordskjelvsimulatoren, materialene som brukes til å bygge bygningene eller overflaten som bygningene står på.

Undersøke mer
Elevene skal designe den største bygningen som kan motstå et jordskjelv med nivå 8. De drar nytte av og tar i bruk opplysningene fra forrige undersøkelse.

Eventuelle misforståelser blant elevene
Det kan hende at elevene tror at jordskjelv bare skjer på tilfeldige steder på jorda. Nesten all seismisk aktivitet er knyttet til tektoniske plategrenser. Selv om overfladiske sprekker eventuelt dannes i løpet av et jordskjelv, på grunn av skred, «åpnes» ikke bakken langs en bruddlinje.

Lærerstøtte

Elevene kommer til å:

  • Utforske opprinnelsen og egenskapene til jordskjelv.
  • Lage og programmere en enhet som gjør at du kan teste bygningdesign.
  • Dokumentere evidens og presentere resultatene om hvilke strukturdesign som passer best for å motstå jordskjelv.

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

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.