Turner

• Bekijk het online materiaal voor leerlingen. Gebruik een scherm of digibord om dit materiaal tijdens de les aan je leerlingen te laten zien.
• Bouw het turnermodel eventueel van tevoren al, zodat het tijdens de les als voorbeeld kan dienen voor de leerlingen.
• Zorg ervoor dat je in een eerdere les de relevante concepten (d.w.z. de wetten van Newton) hebt behandeld.
• Houd rekening met de vaardigheden en achtergrond van je leerlingen. Pas de les aan om ervoor te zorgen dat iedereen eraan mee kan doen. Raadpleeg het gedeelte Differentiatie hieronder voor suggesties.

• Bekijk de leerlingenvideo hier of via het online materiaal voor leerlingen.

• Breng een kort gesprek op gang over de kracht die ervoor zorgt dat een turner aan een rekstok kan zwaaien.
• Stel vragen als:
  • Welke kracht is er nodig om de turner te laten bewegen? (Turners maken gebruik van duw- en trekkrachten met hun lichaam om een voorwaartse impuls te genereren en de zwaartekracht die hen naar beneden trekt, zo te kunnen doorbreken).
  • Hoe blijft de turner in beweging? (De eerste wet van Newton luidt: een object dat in beweging is, blijft bewegen totdat er een externe kracht op het object wordt uitgeoefend. Wanneer de turner stopt met duwen, zorgen de luchtweerstand en wrijving tussen de handen van de turner en de rekstok ervoor dat hij onderaan de rekstok blijft hangen, omdat de zwaartekracht hem naar beneden trekt).
• Vertel de leerlingen dat ze een door een turner aangedreven auto gaan bouwen.
• Geef iedere groep een set.

• Laat de leerlingen in tweetallen het turnermodel bouwen. Vertel je leerlingen dat ze om de beurt de stenen kunnen zoeken en kunnen bouwen, waarbij ze na iedere stap wisselen.
• Dit model kan in 15 à 20 minuten worden gebouwd. Laat de leerlingen hun model op een open plek testen zodra ze klaar zijn met bouwen.
• In het gedeelte Tips hieronder vind je extra ondersteuning voor tijdens het bouwen.
• Laat de leerlingen vervolgens de drie experimenten uit het materiaal voor leerlingen uitvoeren.

Experiment 1:

• Laat de leerlingen met afplaktape een lijn maken. Vervolgens kunnen ze de turner laten zwaaien, met de hefbomen met ratel ingeklapt, en observeren wat er gebeurt.

Experiment 2:

• Laat ze vervolgens onderzoeken hoe ze de slingerauto vooruit kunnen laten gaan met behulp van de hefbomen met ratel.
• Laat de leerlingen de voorste hefboom met ratel op hun auto inklappen.
• Laat ze hun modellen op de startlijn plaatsen, de slinger in een hoek van 90 graden naar achteren trekken en deze vervolgens loslaten.
• Laat ze op de plek waar hun auto is gestopt een LEGO^® steen plaatsen en laat ze de afstand vervolgens meten en op het werkblad noteren (Ondersteuning voor de leraar - Bijkomende hulpmiddelen).
• Laat ze nu voorspellen hoe ver hun auto zal komen als ze de slinger zo ver mogelijk terugtrekken (d.w.z. rond de 160 graden). Laat ze een andere steen bij de voorspelde afstand (p) plaatsen.
• Laat ze erachter komen of hun voorspelling juist was en laat ze de daadwerkelijk afgelegde afstand (a) op hun werkblad noteren (Ondersteuning voor de leraar - Bijkomende hulpmiddelen).

Experiment 3:

• Laat de leerlingen beide hefbomen met ratel inklappen. Laat ze nu observeren wat er gebeurt als ze de turner loslaten terwijl de auto hun hand aanraakt.

• Laat de leerlingen hun bevindingen aan klasgenoten presenteren.  
• Stel vragen als:
  • Waarom ging de auto heen en weer terwijl beide hefbomen met ratel waren ingeklapt? (Hij slingert heen en weer omdat de nettokracht nul is.)
  • Welke krachten worden er uitgeoefend? (Zwaartekracht trekt de turner naar beneden. De slingerbeweging creëert een impuls vanuit het draaipunt bovenin en er is weinig wrijving op de wielen/assen waardoor de auto licht op en neer beweegt wanneer de turner aan de rekstok zwaait. De voorwaartse beweging is min of meer gelijk aan de achterwaartse beweging, waardoor de auto eigenlijk op zijn plek blijft.)
  • Welk patroon heb je waargenomen in de beweging van de auto? (De auto vertraagt tussen elke zwaai van de turner.)
  • Waarom vermindert de afstand die de auto aflegt tussen elke zwaai? (De slinger beweegt iedere keer iets trager vanwege de luchtweerstand en de wrijving op de wielen en assen, en komt uiteindelijk op het laagste punt tot stilstand).
  • Welk effect had een grotere zwaai op de afstand die de auto aflegde? (De grotere zwaai creëerde een grotere impuls waardoor de auto een grotere afstand aflegde.)
  • Wat gebeurde er toen je de turner losliet terwijl de auto je hand aanraakte en de hefbomen met ratel waren ingeklapt? (Er is een gelijke en tegengesteld gerichte kracht, die je voelt wanneer de auto zich tegen je hand afzet)
  • Als de leerlingen moeite hebben de vragen te beantwoorden, kun je hen helpen door vragen te stellen als:
    • Heb je de auto geduwd?
    • Hoe kon de auto dan toch bewegen?

• Als er voldoende tijd is, stimuleer je leerlingen dan te onderzoeken hoe ze de auto achteruit kunnen laten rijden.
• Geef de leerlingen voldoende tijd om hun modellen uit elkaar te halen, de stenen in de juiste bakken op te bergen en het lokaal op te ruimen.

• Geef elke leerling feedback over zijn of haar prestaties.
• Zorg ervoor dat ze zichzelf evalueren.
• Gebruik de meegeleverde evaluatierubrieken om dit eenvoudiger te maken.

Observatiechecklist 

• Beoordeel hoe goed de leerlingen kunnen beschrijven hoe de massa van een object en de krachten die erop worden uitgeoefend, de beweging van dat object beïnvloeden.
• Maak naar eigen inzicht een schaalverdeling, bijvoorbeeld: 
  1. Heeft extra ondersteuning nodig
  2. Kan zelfstandig werken
  3. Kan het aan anderen uitleggen

Zelfevaluatie 

• Laat alle leerlingen een steen kiezen die volgens hen het best hun prestatie weergeeft: 
• Groen: Met een beetje hulp kan ik beschrijven hoe kracht en massa de beweging van een object beïnvloeden. 
• Blauw: Ik kan beschrijven hoe kracht en massa de beweging van een object beïnvloeden.
• Paars: Ik kan beschrijven en uitleggen hoe kracht en massa de beweging van een object beïnvloeden.

Feedback met klasgenoten

• Stimuleer je leerlingen om hun klasgenoten te evalueren door:
  • Aan de hand van bovenstaande schaal de prestaties van anderen te beoordelen
  • Hun ideeën te presenteren en constructieve feedback te geven

Modeltips

• De kans is groot dat de leerlingen een fout maken bij het bouwen van de armen van de turner (d.w.z. ze bouwen ze verkeerd om). Als dit gebeurt, laat ze dan een voltooid model zien en wijs ze op de verschillen.
• Herinner je leerlingen eraan dat het makkelijker is de stenen correct te plaatsen als ze de gaten in de balken en platen tellen.

Vereenvoudig deze les door:

• De leerlingen alleen experiment 1 en 3 te laten doen en de hefbomen met ratel over te slaan

Verhoog de moeilijkheidsgraad door:

• De leerlingen zelf uit te laten zoeken hoe ze de auto naar achteren kunnen laten bewegen. Laat ze vervolgens experiment 2 nogmaals uitvoeren (ze moeten de voorste hefboom met ratel inklappen en de achterste hefboom op het tandwiel laten zakken.)
• De leerlingen uit te dagen het model zo aan te passen dat het een grotere afstand aflegt, waarbij het gewicht van de stenen hetzelfde blijft als de slingermassa

(Let op: dit neemt extra tijd in beslag.)
Laat de leerlingen voor de ontwikkeling van hun rekenvaardigheid de turner in vijf verschillende hoeken naar achteren trekken, waarbij een van de hefbomen met ratel is ingeklapt. Laat ze de afgelegde afstand vanuit elke hoek noteren. Laat ze als extra uitdaging op een assenstelsel met x- en y-as plotten vanaf welke hoogte de slinger viel en welke afstand de auto heeft afgelegd. Laat ze uitleggen hoe de curve eruitziet en waarom.

Download het lesplan Persoonlijke leerkit in het gedeelte met hybride leermiddelen.