Trekken

• Lees de algemene voorbereiding in het hoofdstuk Organisatie in de klas.
• Lees de projectbeschrijving zodat je goed weet wat je moet doen.
• Bepaal hoe je dit project wilt introduceren: gebruik het filmpje dat beschikbaar is in de WeDo 2.0-software of gebruik het materiaal van jouw keuze.
• Bepaal het eindresultaat van het project, d.w.z. de parameters die moeten worden gepresenteerd en vastgelegd.
• Zorg ervoor dat het met de tijdsplanning mogelijk is om aan de verwachtingen te voldoen.

De introductievideo vormt een voorbereiding op het controleren en bespreken van de volgende ideeën voor het project met je leerlingen.

Introductievideo
Het is alweer een hele tijd geleden dat mensen voor het eerst grote objecten probeerden te verplaatsen. Van de oude beschavingen tot de moderne tijd zijn verschillende instrumenten gebruikt om tegen objecten te duwen of eraan te trekken.

1. Als je er niet in slaagt om aan iets te trekken, komt dit omdat het object met dezelfde of een grotere kracht in de tegenovergesteld richting wordt getrokken.
2. Als een object begint te bewegen, betekent dit dat er zich in de richting van de beweging een grotere kracht voordoet.
3. Op aarde speelt wrijving een belangrijke rol in dit systeem.
4. Een gewicht trekken over een gladder oppervlak met minder wrijving is gemakkelijker dan over een ruwer oppervlak. Het onderwerp kracht en beweging is in de 17de eeuw door Sir Isaac Newton onderzocht en in detail uitgelegd. Elke dag ervaar je de wetten van de fysica die hij heeft gedefinieerd.

Discussievragen

1. Op welke manieren kun je een object laten bewegen?
   Om een object te laten bewegen trek je eraan of duw je ertegen. Kort gezegd oefen je er een kracht op uit.
2. Kun je uitleggen wat wrijving is? Is het gemakkelijker om aan iets te trekken op een ruw oppervlak dan op een glad oppervlak?
   Deze vraag gaat over wrijving. Het is gemakkelijker om een object te laten bewegen over een glad oppervlak dan over een ruw oppervlak. Naargelang de massa van een object, kan het ook moeilijker zijn een object over een glad oppervlak te bewegen, omdat er minder houvast is om te duwen of te trekken.
3. Voorspel wat er gebeurt wanneer de trekkracht in de ene richting groter is dan in de andere.
   Dit antwoord moet worden gebaseerd op de voorspellingen van de leerlingen aan het begin van het project. Dat wil zeggen dat de antwoorden van je leerlingen hier onjuist kunnen zijn. Na de les moeten de leerlingen in staat zijn om te bespreken dat een object in de richting van de grootste duw- of trekkracht beweegt.
4. Kun je het verband afleiden tussen krachten die in evenwicht zijn en de mogelijkheid van een object om te bewegen?
   Krachten die niet in evenwicht zijn kunnen de beweging van een object veranderen (sneller, trager, enz.).

Laat je leerlingen hun antwoorden verzamelen in de documentatietool. Hun antwoorden kunnen bestaan uit tekst of uit foto‘s.

Een trekrobot bouwen en programmeren
De leerlingen volgen de bouwinstructies om een trekrobot te maken. De trekrobot gaat aan een aantal objecten trekken die in zijn mand worden geplaatst. Dit onderzoek kan op verschillende soorten ondergrond worden uitgevoerd, zoals op hout of op tapijt. Gebruik tijdens het project steeds dezelfde ondergrond.

1. Bouw een trekrobot.
Voor de wobble-module in dit project wordt gebruikgemaakt van een kegelwiel. Dit kegelwiel verandert de rotatieas van verticaal naar horizontaal en brengt de beweging van de motor over op de wielen. Aan de onderkant van de mand zijn LEGO stenen bevestigd die goed schuiven om de wrijving te verminderen.

2. Programmeer de robot om aan het object te trekken.
Met dit programma worden de cijfers 3, 2, 1 weergeven voordat de motor gedurende twee seconden wordt ingeschakeld op vermogen 10.

Suggestie
Voordat je leerlingen hun onderzoek starten, laat je hen de parameters van het programma veranderen, zodat ze dit volledig begrijpen.

De trekrobot testen
Met behulp van dit model moeten de leerlingen in staat zijn om een onderzoek over trekkrachten uit te voeren.

1. Voer je onderzoek uit door kleine en daarna zware objecten aan de mand toe te voegen tot het apparaat stopt met bewegen.
Er is ongeveer 300 g voor nodig om de trekrobot te laten stoppen. De leerlingen kunnen om het even welk object gebruiken, maar de afzonderlijke objecten mogen niet te zwaar zijn omdat er een evenwicht moet worden bereikt. Wanneer de robot stopt, hebben de leerlingen krachten bereikt die in evenwicht zijn. Je kunt de richting van de kracht met een pijl aanduiden.

Je kunt de kleine banden ook in de mand plaatsen. Deze zorgen voor een grotere wrijving.

2. Gebruik dezelfde hoeveelheid stenen, plaats de grote banden op het model en kijk wat er gebeurt.
De leerlingen gaan banden plaatsen op de trekrobot. De wrijving van de wielen op de ondergrond wordt dan groter voor de trekrobot, wat ook de trekkracht in die richting vergroot. Het systeem is plots niet meer in evenwicht. Dit bewijsmateriaal ondersteunt het idee dat objecten bewegen als de trekkracht groter is dan de tegengestelde krachten.

3. Zoek het zwaarste object dat je met je model kunt trekken als je de banden erop hebt geplaatst.
Het resultaat van deze laatste stap hangt af van de wrijving van de ondergrond waarop de leerlingen werken.

Onderzoek verder
Gebruik het projectdeel Onderzoek verder als optionele uitbreiding. Houd er rekening mee dat de taken een uitbreiding zijn op de taken in het deel Onderzoek en dat ze zijn ontworpen voor oudere of meer gevorderde leerlingen.

De trekrobot waarmee de leerlingen werken is voorzien van een kegelwielmechanisme om de richting van de motorrotatie te veranderen. Het vergroot nauwelijks de kracht van de beweging.

1. Een andere trekrobot bouwen.
Laat je leerlingen een nieuw ontwerp creëren voor een trekmachine. Laat hen hun eigen model bouwen, dezelfde tests uitvoeren als met hun oorspronkelijke trekrobot en de bevindingen van de twee onderzoeken vergelijken. Kijk voor inspiratie in de ontwerpbibliotheek.

Suggestie voor samenwerking
Zoek de sterkste machine in het klaslokaal Als je denkt dat je teams klaar zijn met testen, organiseer je een krachtmeting.

• Laat twee teams samenwerken.
• Maak de robots met de achterkanten aan elkaar vast met een LEGO^® ketting.
• Laat de teams, voordat de wedstrijd begint, gelijke hoeveelheden gewicht en massa in de manden leggen.
• Laat hen op jouw teken de motor starten, zodat ze van elkaar weg worden getrokken. Welke robot is de sterkste?

Het document samenstellen
Laat je leerlingen op verschillende manieren hun project documenteren. Mogelijke suggesties zijn:

• Vraag hen een schermafbeelding van hun resultaten te maken.
• Laat hen deze afbeeldingen vergelijken met echte afbeeldingen.
• Vraag je leerlingen een video te maken van hun presentatie voor de klas.

Aanbevelingen
De leerlingen kunnen de gegevens verzamelen in een diagram of in een spreadsheet.
De leerlingen mogen de resultaten van hun tests ook grafisch vastleggen.

Resultaten presenteren
Aan het einde van dit project moeten de leerlingen het resultaat van hun onderzoek presenteren.

Voor een goede presentatie door je leerlingen:

• Zorg je ervoor dat de leerlingen woorden gebruiken zoals kracht, evenwicht, duwen, trekken, wrijving en gewicht.
• Vraag je hen pijlen te gebruiken om de krachten aan te geven.
• Vraag je hen hun uitleg in context te plaatsen.
• Vraag je hen hun projecten te analyseren op basis van kennis van alledaagse situaties waarin krachten wel of niet in evenwicht zijn.
• Bespreek je samen met je leerlingen het verband tussen hun bevindingen en deze alledaagse situaties.

Evaluatierubrieken Wetenschap en Technologie voor dit project
Je kunt deze evaluatierubrieken gebruiken in combinatie met het schema met observatierubrieken, dat je terugvindt in het hoofdstuk Evalueren met WeDo 2.0.

Onderzoeksfase
Zorg er tijdens de onderzoeksfase voor dat de leerling actief betrokken is bij de besprekingen, vragen stelt en beantwoordt en correct gebruikmaakt van de termen duwen, trekken, krachten en wrijving.

1. De leerling is niet in staat om vragen te beantwoorden, voldoende deel te nemen aan gesprekken of naar behoren de concepten duwen en trekken te beschrijven of te beschrijven dat dit krachten zijn.
2. De leerling is in staat om, na wat hulp, vragen te beantwoorden of voldoende deel te nemen aan gesprekken en duwen en trekken als krachten te beschrijven.
3. De leerling is in staat om vragen te beantwoorden en deel te nemen aan klassikale gesprekken of duwen en trekken als voorbeelden van een kracht te beschrijven.
4. De leerling is in staat om de toelichtingen in gesprekken uit te werken of in detail het concept van duw- en trekkrachten te beschrijven.

Creatiefase
Zie er tijdens de creatiefase op toe dat de leerling goed in teamverband werkt, voorspellingen kan doen over wat er zou moeten gebeuren en de informatie, verzameld tijdens de onderzoeksfase, kan toepassen.

1. De leerling is niet in staat om goed in team te werken, om voorspellingen te doen over wat er zou moeten gebeuren of om de verzamelde informatie toe te passen.
2. De leerling is in staat om goed in teamverband te werken en om, na wat hulp, te voorspellen wat er zou kunnen gebeuren tijdens het onderzoek.
3. De leerling is in staat om met begeleiding informatie te verzamelen en toe te passen, om goed in teamverband te werken en om bij te dragen aan teamgesprekken, om voorspellingen te doen en om informatie te verzamelen en toe te passen in een presentatie om de inhoud toe te lichten.
4. De leerling is in staat om goed in teamverband te werken, om de leidersrol op zich te nemen en om voorspellingen te verantwoorden om duw- en trekkrachten aan de hand van informatie uit te leggen.

Deelfase
Zorg er tijdens de deelfase voor dat de leerling kan uitleggen wat er met het model gebeurt wat betreft krachten, dat hij verschillende combinaties heeft getest en er andere zou kunnen voorspellen, en dat hij belangrijke informatie uit het project kan toepassen om een eindverslag te maken.

1. De leerling is niet in staat om het onderzoek te bespreken, om het model toe te lichten aan de hand van het concept van kracht of om de informatie toe te passen om een eindverslag te maken.
2. De leerling is in staat om, na wat hulp, de krachten te bespreken, om verschillende testscenario‘s te voltooien om voorspellingen te kunnen doen en om beperkte informatie te gebruiken om een eindverslag te maken.
3. De leerling is in staat om het onderzoek naar krachten te bespreken en om de informatie die tijdens de tests is verzameld toe te passen om een eindproject te maken.
4. De leerling is in staat om uitvoerig deel te nemen aan klassikale gesprekken over het onderwerp en om de verzamelde informatie toe te passen om een eindproject te maken dat voldoet aan aanvullende vereisten.

Evaluatierubrieken Taal voor dit project
Je kunt deze evaluatierubrieken gebruiken in combinatie met het schema met observatierubrieken, dat je terugvindt in het hoofdstuk Evalueren met WeDo 2.0.

Onderzoeksfase
Zorg er tijdens de onderzoeksfase voor dat de leerling zijn of haar eigen ideeën en begrip met betrekking tot de gestelde vragen efficiënt kan uitleggen.

1. De leerling is niet in staat om zijn of haar ideeën te delen met betrekking tot de vragen die in de onderzoeksfase zijn gesteld.
2. De leerling is in staat om, na wat hulp, zijn of haar ideeën te delen met betrekking tot de vragen die in de onderzoeksfase zijn gesteld.
3. De leerling is in staat om zijn of haar ideeën met betrekking tot de vragen die in de onderzoeksfase zijn gesteld naar behoren te beantwoorden.
4. De leerling verklaart in detail zijn of haar ideeën met betrekking tot de vragen die in de onderzoeksfase zijn gesteld.

Creatiefase
Zorg er tijdens de creatiefase voor dat de leerling geschikte keuzes maakt (d.w.z. schermafbeelding, foto, filmpje, tekst) en dat hij of zij de vastgelegde verwachtingen volgt voor het documenteren van de bevindingen.

1. De leerling slaagt er niet in om in de loop van het onderzoek zijn bevindingen te documenteren.
2. De leerling verzamelt informatie over zijn of haar bevindingen, maar de documentatie is onvolledig of is niet in lijn met de vastgelegde verwachtingen.
3. De leerling documenteert zijn bevindingen voldoende voor elk onderdeel van het onderzoek en maakt de juiste keuzes wat betreft de selectie.
4. De leerling maakt gebruik van verschillende geschikte documentatiemethoden en overtreft de vastgelegde verwachtingen.

Deelfase
Zie er in de deelfase op toe dat de leerling bewijsmateriaal uit zijn/haar eigen bevindingen gebruikt tijdens het onderzoek om zijn/haar redenering te verantwoorden en dat hij of zij de vastgelegde richtlijnen volgt voor het klassikaal presenteren van de bevindingen.

1. De leerling gebruikt geen bewijs uit zijn/haar bevindingen met betrekking tot ideeën die tijdens de presentatie zijn gedeeld en volgt de vastgestelde richtlijnen niet.
2. De leerling gebruikt enig bewijs uit zijn/haar bevindingen, maar de verantwoording is beperkt. De vastgestelde richtlijnen worden over het algemeen gevolgd, maar op bepaalde vlakken ook niet.
3. De leerling onderbouwt zijn/haar bevindingen met voldoende bewijzen en volgt de vastgestelde richtlijnen voor het presenteren van deze bewijzen.
4. De leerling bespreekt zijn/haar bevindingen volledig en maakt uitgebreid gebruik van passend bewijsmateriaal om zijn/haar redenering te verantwoorden en volgt hierbij alle vastgestelde richtlijnen.

Overweeg extra hulp te geven bij het bouwen en het programmeren om succes te garanderen. Je kunt bijvoorbeeld:

• Het gebruik van de motoren uitleggen.
• Eenvoudige programmalijnen uitleggen.
• Uitleggen hoe je leerlingen een onderzoek moeten uitvoeren.
• Factoren bepalen waar je leerlingen zich op moeten focussen, zoals trek- en wrijvingskrachten.

Wees ook specifiek over de manier waarop je wilt dat ze hun bevindingen presenteren en documenteren (denk bv. aan het organiseren van een deelsessie tussen teams).

Onderzoek verder
Als extra uitdaging kun je je leerlingen de tijd geven om te experimenteren met door leerlingen gemaakte ontwerpen, bouwwerken en programmalijnen. Hierdoor ontdekken ze meer over het samenspel tussen duw- en trekkrachten. Bovendien kun je, om verder onderzoek uit te voeren, je leerlingen vragen de kracht van hun robots te vergelijken door deze tegenover elkaar te plaatsen in een krachtmeting. Spannend!

Misvattingen van leerlingen
Leerlingen denken waarschijnlijk dat, als een object niet beweegt, er ook geen krachten op werken. Een goed voorbeeld om te bespreken is wanneer je probeert een auto te verplaatsen waarvan de handrem is aangetrokken. Omdat de auto niet beweegt, denken leerlingen dat er geen kracht op werkt, terwijl dat wél het geval is. Er zijn verschillende krachten die op de auto werken, alleen zijn deze krachten in evenwicht, waardoor de auto niet beweegt.