SPIKE™ Prime Set

Op het doel af

Verken kinetische energie tijdens een beweging met behulp van variabele snelheid.

45-90 min.
Expert
Groep 8 tot het tweede jaar
Aim for it - Lesson Header

Voorbereiden op gecombineerd leren

(Voor de les)

  • Bekijk de lesvideo op deze pagina.
  • Lees het lesmateriaal voor leerlingen door via de link op deze pagina of in de SPIKE app.
  • Zorg voor:
    • Geschikte hulpmiddelen en de juiste locatie. Het bekijken van een video, een tekstboek lezen of een praktische opdracht voorbereiden zijn activiteiten die eenvoudig thuis kunnen worden gedaan. Het uitvoeren van het experiment en het verzamelen van gegevens zijn gemakkelijker klassikaal te doen.
    • Verschillende hulpmiddelen om te gebruiken en diverse opties voor differentiatie. Hierdoor zullen leerlingen actiever aan de les deelnemen en meer nieuwe kennis opdoen.
    • Verschillende methoden om online samen te werken. Hier zijn een aantal voorbeelden:
      • Videoconferencing
      • Blogs, chats of berichten op een tijdlijn
      • Digitale versies van leerlingenwerkbladen
    • Een aangepast lesverloop, aangezien niet de hele les klassikaal zal worden gegeven. Hieronder vind je een voorbeeld van een lesverloop.
  • Hieronder vind je andere manieren om het lesverloop aan te passen aan de behoeften van de leerlingen:
    • Laat de leerlingen de video’s bekijken waarin wordt uitgelegd wat ze gaan doen. Je kunt hun de tip geven om de SPIKE app of de URL naar het leerlingenwerkblad te gebruiken.
    • Gebruik eventueel andere materialen over dit onderwerp die je al hebt klaarliggen.
    • Pas het uitvindersnotitieboekje voor leerlingen zo aan dat ze hun leerervaring zelf kunnen voorbereiden en hun bevindingen kunnen noteren (zie Bijkomende hulpmiddelen).
    • Inspireer de leerlingen aan de hand van de lesoverzichten (een gebruiksvriendelijk overzicht van één pagina om af te drukken) met een open uitdaging (zie Bijkomende hulpmiddelen).

Activeren

(Voor de les, 20 min.)

  • In deze les onderzoeken de leerlingen wat het verband is tussen kinetische energie en snelheid en massa. De leerlingen voeren een experiment uit waarbij ze de afgelegde afstand in een bepaalde tijd moeten meten aan de hand van het aantal wielrotaties. Op basis van een grafiek met het aantal rotaties van een wiel in een bepaalde tijd schetsen ze een grafiek met daarin de afgelegde afstand in een bepaalde tijd. Vervolgens moeten ze zelf een grafiek proberen te tekenen met de snelheid in een bepaalde tijd. Tot slot berekenen ze op basis van de maximale snelheid de kinetische energie met behulp van de volgende formule: Ek = ½mv2 m = 305 g
  • Gebruik verschillende materialen om de interesse van je leerlingen voor kinetische energie te wekken.

Start een gesprek
Begin een gesprek door vragen te stellen over het onderwerp van de les. Enkele suggesties:

  • Hoe ziet de grafiek met de afgelegde afstand in een bepaalde tijd eruit?
  • Hoe ziet de grafiek met de snelheid in een bepaalde tijd eruit?
  • Hoe ziet de grafiek met kinetische energie in een bepaalde tijd eruit?

Laat de leerlingen hierover nadenken en een hypothese opstellen.

Onderzoeken

(Tijdens de les, 30 min.)

  • Laat de leerlingen een voertuig bouwen waarvan de wielen vrij kunnen bewegen en dat het aantal wielrotaties kan tellen. Ze kunnen hun eigen model maken of de bouwinstructies in de app voor het curlingsteenmodel voor op straat volgen.
  • Laat de leerlingen hun modellen testen met behulp van het voorgestelde programma.
  • Laat ze een grafiek schetsen met de afgelegde afstand in een bepaalde tijd en laat ze beschrijven wat hen opvalt:
    • Wat betekenen de pieken in de grafiek?
    • Waarom zit er na verloop van tijd steeds meer ruimte tussen de pieken?

Uitleggen

(Tijdens de les, 15 min.)

  • Laat de leerlingen verdergaan met het experiment door ze:
    • De rotaties per seconde om te laten zetten in afstand
    • De afgelegde afstand in een bepaalde tijd om te laten zetten in snelheid
  • Geef de leerlingen wat tijd om hun programma aan te passen en te optimaliseren.
  • Moedig ze aan om tijdens de experimenten zoveel mogelijk gegevens te verzamelen.
  • Laat ze de gegevens als CSV-bestand exporteren, zodat ze deze eventueel ook met andere software kunnen gebruiken.

Uitbreiden

(Na de les, 20 min.)

  • Als de leerlingen hun SPIKE Prime set nog hebben, laat je ze de opdrachten in de SPIKE app uitvoeren voor een praktijkgerichte uitbreiding op de les, bijvoorbeeld:
    • Laat de leerlingen een wedstrijdje doen en noteren hoe goed ze gooien. Ze moeten hun curlingsteen een duw geven en ervoor proberen te zorgen dat de voorkant van hun model zo dicht mogelijk bij het midden van de cirkel tot stilstand komt. Leg uit dat iedere leerling of ieder team drie keer mag gooien en na iedere gooi de afstand tussen het midden van de cirkel en de voorkant van hun model moet meten. De leerling of het team dat na drie stenen opgeteld de kleinste afstand heeft, is de winnaar!
  • Als de leerlingen hun set niet meer hebben, laat je ze hun uitvindersnotitieboekje verder invullen of geef je ze een van de onderstaande uitbreidingsopdrachten. De meeste uitbreidingsopdrachten kunnen worden uitgevoerd met de gegevens die de leerlingen tijdens de praktijksessies hebben verzameld
  • Houd een bespreekmoment waarin de leerlingen informatie uitwisselen. Je bepaalt zelf welke methode of welk hulpmiddel je hiervoor het handigst vindt (bijvoorbeeld klassikaal of online).

Evalueren

  • Geef elke leerling feedback over zijn of haar prestaties.
  • Je kunt gebruikmaken van de meegeleverde evaluatierubrieken om dit eenvoudiger te maken.

Evaluatiemogelijkheden

Observatiechecklist leerkracht
Maak naar eigen inzicht een schaalverdeling, bijvoorbeeld:

  • Gedeeltelijk uitgevoerd
  • Volledig uitgevoerd
  • Boven verwachting uitgevoerd

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

  • De leerlingen kunnen een apparaat zo programmeren dat het gegevens op een lijngrafiek kan plotten.
  • De leerlingen weten hoe ze de waarden in de lijngrafiek moeten interpreteren.
  • De leerlingen kunnen uitleggen wat het verband is tussen kinetische energie en snelheid.

Zelfevaluatie
Laat alle leerlingen een steen kiezen die volgens hen het best hun prestatie weergeeft.

  • Blauw: Ik kan gegevens omzetten in een grafiek met behulp van het programma in de app.
  • Geel: Ik kan mijn eigen lijngrafiek maken en de resultaten toelichten.
  • Violet: Ik heb zelf nieuwe experimenten bedacht.

Feedback van de klasgenoten

Moedig de leerlingen aan om anderen feedback te geven door:

  • De leerlingen elkaar een score te laten geven aan de hand van de schaal met gekleurde stenen hierboven.
  • De leerlingen te vragen om constructieve feedback aan elkaar te geven, zodat ze hun eigen prestaties tijdens de volgende les kunnen verbeteren. Dit is een goed moment om hulpmiddelen voor videoconferencing of blogs in te zetten om zo in te spelen op gecombineerd leren.
assessment-general.png

Differentiatie

Vereenvoudig deze les door:

  • Tijdens de les alleen aandacht te besteden aan de verschillende afstanden die in een bepaalde tijd zijn afgelegd

Maak deze les wat moeilijker door:

  • De leerlingen zelf curlingstenen en een voertuig met vrij bewegende wielen te laten ontwerpen en bouwen, het experiment te laten herhalen en hun gegevens met die van een ander model te laten vergelijken (zoals de gegevens van een andere leerling).
  • De leerlingen hun eigen duwapparaat te laten ontwerpen en bouwen waarmee ze consistenter kunnen gooien, en ze het ontwerpproces te laten vastleggen
DIFF.png

Tips

Bouwtips

45678_Science_36.png

Programmeertips
Downloadmodus gebruiken
Deze les is ontwikkeld voor de downloadmodus. De downloadmodus zorgt ervoor dat de Hub sneller datasets kan verzamelen. Hierdoor krijgt de lijngrafiek een betere resolutie. Het betekent ook dat de gegevens moeten worden geïmporteerd nadat het programma is gestopt.

Het blok Stoppen gebruiken om datasets automatisch over te dragen
Met dit blok beëindig je het programma en worden de verzamelde gegevenssets automatisch van de Hub naar je apparaat geüpload als er een Bluetooth-verbinding is. Als je een USB-verbinding gebruikt, moet je de gegevenssets handmatig uploaden.

SPIKE PRIME Science Stop Block - en

Hoofdprogramma

SPIKE Prime Science Aim for It - Step03 - nl-nl

Tips voor wetenschappelijke gegevens
Hieronder vind je een voorbeeld van de gegevens waarmee leerlingen tijdens dit experiment te maken kunnen krijgen.

DATA-Sample.png

Uitbreidingen

Rekenuitbreiding

Ontwikkeling van de rekenvaardigheid:

  • Laat de leerlingen onderzoeken wat er gebeurt als ze de massa van hun curlingsteen veranderen door onderdelen (zoals een motor) of een zwaar voorwerp (zoals een waterflesje) toe te voegen. Laat ze hun modellen aanpassen, het experiment nogmaals uitvoeren en de grafieken met de snelheid in een bepaalde tijd voor de verschillende massa’s vergelijken.

Opmerking: dit neemt extra tijd in beslag.

MATH.png

Taaluitbreiding

Ontwikkeling van de taalvaardigheid:

  • Laat de leerlingen een marketingcampagne maken waarin ze de belangrijkste functies van hun model aanprijzen. Laat ze de technische eigenschappen van hun model in de campagne opnemen en wetenschappelijke feiten over snelheid en energie gebruiken om de voordelen van hun model te benadrukken.

Opmerking: dit neemt extra tijd in beslag.

LA.png

Carrièrelinks

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

  • Onderwijs en opleiding
  • Gezondheidswetenschappen

Ondersteuning voor de leraar

De leerlingen:

  • Berekenen de beginsnelheid voor een vertragende beweging aan de hand van een grafiek die de afgelegde afstand in een bepaalde tijd weergeeft
  • Berekenen op basis van deze geschatte snelheid de gemiddelde kinetische energie

LEGO® Education SPIKE Prime set
Apparaat met de LEGO Education SPIKE app

21e Eeuwse vaardigheden/computational thinking

  • De leerlingen leren door testen en aanpassen een zo optimaal mogelijk ontwerp maken;
  • De leerlingen leren digitale tools kiezen en gebruiken om een ontwerpproces vorm te geven.
  • De leerlingen leren data verzamelen, transformeren, analyseren en visualiseren.
  • De leerlingen leren modulaire programma’s te ontwerpen, schrijven en evalueren.
  • De leerlingen ontwikkelen inzicht in de mogelijkheden van de computer voor het uitvoeren van (zichzelf herhalende of eentonige) taken.

Kerndoelen PO en VO

  • De leerlingen leren oplossingen voor technische problemen te ontwerpen, deze uit te voeren en te evalueren. (PO KD 45, VO KD 33)
  • De leerlingen ontwikkelen kennis en inzicht over onderwerpen uit hun leefwereld. (PO KD 42, 45, VO KD 29)
  • De leerlingen leren te werken met theorieën en modellen door onderzoek te doen naar natuurkundige en scheikundige verschijnselen als elektriciteit, geluid, licht, beweging, energie en materie. (VO KD 32)
  • De leerlingen leren informele notaties, schematische voorstellingen, tabellen, grafieken en formules te gebruiken om greep te krijgen op verbanden tussen grootheden en variabelen. (VO KD 25)
  • De leerlingen leren gegevens systematisch te beschrijven, ordenen en visualiseren en gegevens, representaties en conclusies kritisch te beoordelen. (VO KD 27)
  • De leerlingen leren deel te nemen aan overleg, planning en discussie in een groep en leren een mondelinge presentatie te geven van hun bevindingen, ondersteund door multimedia. (PO KD 1,2, VO KD 6,7)

Materiaal voor de leerlingen

Leerlingenwerkblad

Download, bekijk of deel als online HTML-pagina of als een afdrukbare 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. ©2021 The LEGO Group. All rights reserved. Use of this site signifies your agreement to the terms of use.