De helling op

1. Voorbereiding

• Lees het materiaal voor de leerlingen in de EV3 Classroom-app goed door.
• Je hebt voor deze les een lange plaat of foamboard nodig om een helling mee te maken en boeken, blokken of andere objecten om de hellingshoek mee aan te passen.
• Gebruik een gradenboog om de hellingsgraad te meten of een meetlint om de helling te meten aan de hand van de richtingscoëfficiënt.
• Zorg ervoor dat de oplaadbare batterij van elke EV3-steen volledig is opgeladen of gebruik nieuwe batterijen zodat geen van de teams een eventueel voordeel heeft.
• Als je geen blokuur hebt, kun je deze les over meerdere sessies verspreiden.

Deel A

2. Activeren (10 min.)

• Maak gebruik van de ideeën in het deel Start een gesprek hieronder om je leerlingen te betrekken bij een gesprek over deze les.
• Leg kort uit wat het project precies inhoudt.
• Verdeel je leerlingen in tweetallen.

3. Onderzoeken (35 min.)

• Laat ieder tweetal ideeën bedenken voor het ontwerp van een robot die een steile helling kan oprijden.
• Moedig ze aan om meerdere prototypes te maken om zowel het bouwen als het programmeren uit te proberen.

Deel B

4. Uitleggen (10 min.)

• Laat ieder team minstens drie pogingen doen om de helling op te rijden en laat ze hun resultaten noteren.
• Zorg ervoor dat ze hun eigen tabellen kunnen maken.

5. Uitbreiden (35 min.)

• Laat ze aan hun robots werken totdat ze klaar zijn om de uitdaging uit te voeren.
• Zorg dat er ook nog tijd overblijft voor het opruimen.

6. Evalueren

• Geef elke leerling feedback over zijn of haar prestaties.
• Beoordeel de mate van creativiteit van de oplossing en hoe goed het team heeft samengewerkt.
• Je kunt gebruikmaken van de evaluatierubrieken om dit te vereenvoudigen.

Formula Off Road is een wedstrijd waarbij coureurs het tegen elkaar opnemen op extreme terreinen met onder andere steile hellingen. Het lijkt misschien helemaal niet zo moeilijk om een steile helling op te rijden, maar als je een voertuig wilt bouwen dat dit kan, moet je veel weten over draaimomenten, tandwielen en wrijving. De wedstrijd is in IJsland bedacht met als doel geld in te zamelen en aandacht te vragen voor reddingsteams die extreme terreinen moeten trotseren om levens te redden.

Gebruik de volgende vragen om je leerlingen te betrekken bij een gesprek over het oprijden van een helling:

• Hoe zou jij een steile helling omschrijven?
• Kun je situaties bedenken waarin het handig is als je een steile helling kunt oprijden?

Projectplan
Ontwerp, bouw en programmeer een robot die een zo steil mogelijke helling kan oprijden.

Hieronder vind je een voorbeeldoplossing die voldoet aan de criteria uit het projectplan:

Oplossingen met een open einde
Dit project is zo ontwikkeld dat elke leerling of team een eigen oplossing kan vinden. Stel de teams de volgende vragen om hen te helpen bij het bedenken van oplossingen voor het projectplan:

• Hoe kun je door middel van tandwielen het vermogen van de motor vergroten?
• In welke mate wordt het ontwerp van je robot beïnvloed als deze een helling moet kunnen oprijden?

De verstelbare helling opzetten
Maak van een lange plaat of foamboard van ongeveer 1 meter een verstelbare helling. Gebruik boeken, blokken of andere objecten om de hellingshoek te bepalen.

De test uitvoeren
Herinner je leerlingen tijdens het testen van de oplossingen aan het volgende:

• Noteer in een tabel het testnummer, de hellingshoek, de overbrengingsverhouding en het motorvermogen. Zorg ervoor dat er voldoende ruimte overblijft om nog andere waarnemingen te noteren.
• Test je robot op minstens drie verschillende hellingshoeken.
• Voer na iedere aanpassing een test uit om het effect te meten.

Voorbeeldoplossing
Deze voorbeeldoplossing voldoet aan de criteria in het projectplan:

• Gear Bot

Programma voor de oplossing

Vereenvoudig deze les door:

• Je leerlingen te helpen uitvogelen hoe ze door middel van een lagere versnelling het mechanische vermogen van de motoren kunnen vergroten
• Samen leren en elkaar ondersteunen aan te moedigen

Maak deze les wat moeilijker door:

• Je leerlingen het tegen elkaar te laten opnemen om te zien welk team het snelst de steile helling kan oprijden
• Een helling te maken van een stevige plaat met een enigszins glad oppervlak

Observatiechecklist docent
Maak naar eigen inzicht een schaalverdeling, bijvoorbeeld:

1. Gedeeltelijk uitgevoerd
2. Volledig uitgevoerd
3. Boven verwachting uitgevoerd

Gebruik de volgende criteria om de voortgang van je leerlingen te beoordelen:

• Leerlingen hebben een robot ontworpen die aan de vereisten van het projectplan voldoet.
• Leerlingen hebben begrepen hoe ze door middel van tandwieloverbrenging de draaimomenten van de robot kunnen vergroten.
• Leerlingen hebben creatieve oplossingen bedacht en verschillende soorten oplossingen in overweging genomen.

Zelfevaluatie
Laat alle leerlingen het niveau kiezen dat volgens hen het best hun prestatie weergeeft.

• Brons: Ik heb een robot gemaakt die over een vlakke ondergrond kan rijden.
• Zilver: Ik heb een robot gemaakt die een lichte helling kan oprijden (15 graden).
• Goud: Ik heb een robot gemaakt die een steile helling kan oprijden (30 graden).
• Platina: Ik heb een robot gemaakt die een zeer steile helling kan oprijden (45 graden).

Laat de leerlingen voor de ontwikkeling van hun taalvaardigheid:

• Een presentatie of video maken over de beste functies en prestaties van hun robot
• Een presentatie maken waarin ze een aantal belangrijke kenmerken van hun programma bespreken

Opmerking: Hiermee wordt de les langer.

Leerlingen die deze les leuk vonden, zijn misschien geïnteresseerd in een van de studierichtingen:

• Informatietechnologie (computerprogrammering)
• Productie en techniek (pre-engineering)
• Wetenschap, technologie, techniek en wiskunde (techniek en technologie)