SPIKE™ Prime Set

Bekijk je stappen

Verken kinetische energie tijdens een beweging met een constante snelheid.

45-90 min.
Expert
Groep 8 tot het tweede jaar
Watch your steps - Lesson Header

Voorbereiden op gecombineerd leren

(Voor de les)

  • Als je denkt dat het nodig is, bereid dan een les voor met behulp van het ‘aan de slag’-materiaal in de app. Hiermee raken jij en je leerlingen vertrouwd met SPIKE Prime.

  • 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 de kinetische energie van een persoon die op een constante snelheid loopt. De leerlingen meten eerst het aantal stappen dat ze hebben gezet. Vervolgens berekenen ze met die waarde de afgelegde afstand, de gemiddelde loopsnelheid en de gemiddelde kinetische energiewaarde voor die beweging. De Hub heeft een ingebouwde versnellingsmeter die beweging op de drie assen kan detecteren (i.e., van boven naar beneden, van links naar rechts en van voor naar achter). Als je de Hub aan je broek hangt, beweegt hij mee wanneer je loopt en registreert hij jouw versnellingswaarden. In de grafiek die op basis van deze gegevens kan worden opgesteld, staan de minimum- en maximumwaarden van de geregistreerde versnellingswaarden. De nauwkeurigheid van deze minimum- en maximumwaarden hangt af van de verticale positie van de Hub tijdens het lopen. De nauwkeurigheid van het aantal stappen hangt af van de kwaliteit van deze minimum- en maximumwaarden en de basiswaarden die in het programma worden gebruikt.

  • 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 kun je je loopsnelheid meten?
  • Hoe kun je de energie van een object in beweging meten of berekenen?
  • Welk type energie is dat?

Laat de leerlingen hierover nadenken en een hypothese opstellen.

Onderzoeken

(Tijdens de les, 30 min)

  • Laat de leerlingen een stappenteller maken die meet hoeveel stappen er worden gezet. Ze kunnen hun eigen model maken of de bouwinstructies in de app voor het stappentellermodel volgen.
  • Laat de leerlingen hun modellen testen met behulp van het voorgestelde programma.
  • Laat ze de versnellingsgrafiek in een bepaalde tijd bestuderen en uitleggen wat een ‘stap’ is.

Uitleggen

(Tijdens de les, 15 min.)

  • 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, 25 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 hun kinetische energie illustreren tijdens het lopen of als onderdeel van hun programma. Ze kunnen het docking station gebruiken en programmeren om deze opdracht tot een goed einde te brengen.
  • 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:

  • De leerlingen het experiment alleen met de Hub te laten uitvoeren. De gegevens kunnen worden gebruikt om het aantal stappen te tellen, mits de Hub loodrecht op de grond staat

Maak deze les wat moeilijker door:

  • De leerlingen hun eigen stappenteller te laten bouwen
  • De leerlingen het experiment nogmaals te laten uitvoeren met een telefoon of tablet als stappenteller en de resultaten van beide experimenten te laten vergelijken
  • Hiervoor hebben ze een app nodig die de sensorwaarden van het apparaat kan weergeven
DIFF.png

Tips

Bouwtips

45678_Science_20.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 Watch your Steps - 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-Example.png

Uitbreidingen

Rekenuitbreiding

Ontwikkeling van de rekenvaardigheid:

  • Laat de leerlingen aangeven voor welke elementen van hun experiment ze een schatting hebben moeten maken. Herinner ze eraan dat niemand altijd even grote stappen zet en dat stappentellers niet altijd even nauwkeurig zijn (er is namelijk altijd een foutmarge).
  • Laat de leerlingen bepalen hoe een optimale grafiek van een lopende persoon eruit zou zien.

Opmerking: dit neemt extra tijd in beslag.

MATH.png

Taaluitbreiding

Ontwikkeling van de taalvaardigheid:

  • Laat de leerlingen onderzoeken hoe een smartwatch of telefoon stappen telt. Laat ze een korte uitleg over de werking van deze technologie schrijven en laat ze hierbij ook iets over het foutenpercentage toevoegen.
  • Laat de leerlingen onderzoeken hoe patroonherkenning in combinatie met kunstmatige intelligentie ervoor zorgt dat deze slimme apparaten stappen kunnen tellen.

Opmerking: dit neemt extra tijd in beslag.

LA.png

Carrièrelinks

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

  • Paramedische beroepen
  • Techniek & technologie

Ondersteuning voor de leraar

De leerlingen:
• Leren hoe ze in een versnellingsgrafiek het aantal stappen in een bepaalde tijd kunnen aflezen
• Leren hoe ze op basis van het aantal stappen een gemiddelde snelheid en de gemiddelde kinetische energie tijdens het lopen kunnen berekenen

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.