BricQ Motion Prime

Akrobata

Co jest fajniejsze od drążka gimnastycznego? Drążek gimnastyczny na samochodzie! Zbudujmy samochód napędzany przez akrobatę.

30-45 min
Poziom podstawowy
Klasy 5-8
Hybrid
U3L2.Thumbnail.png

Przygotuj się

  • Przejrzyj materiały dla uczniów online. Za pomocą projektora pokażesz je uczniom w czasie zajęć.
  • Zalecamy zbudować model akrobaty przed zajęciami, żeby pokazać go w czasie lekcji uczniom, którzy mają trudności z budowaniem.
  • Upewnij się, że pojęcia związane z tą lekcją (czyli trzy zasady dynamiki Newtona) zostały omówione podczas wcześniejszych zajęć.
  • Weź pod uwagę umiejętności wszystkich swoich uczniów, a także środowisko, z jakiego się wywodzą. Dostosuj zajęcia tak, by były przystępne dla wszystkich. Podpowiedzi znajdziesz w sekcji Zróżnicowanie poniżej.

Włącz się

(Cała klasa, 5 minut)

  • Obejrzyjcie film dla uczniów (dostępny tutaj lub w materiałach dla uczniów online).
U3L2.EngageThumbnail.png
  • Poprowadź krótką dyskusję o sile, która pomaga akrobacie huśtać się na drążku gimnastycznym.
  • Możesz zadać na przykład takie pytania:
    • Jaka siła jest potrzebna, żeby wprawić akrobatę w ruch? (Akrobaci wykorzystują siłę swoich mięśni, pchając i ciągnąc, by wytworzyć pęd i pokonać siłę ciężkości, która ściąga ich w dół).
    • Dzięki czemu akrobata pozostaje w ruchu? (Pierwsza zasada dynamiki Newtona głosi, że poruszające się ciało będzie się poruszać, dopóki nie zadziała na nie zewnętrzna siła. Gdy mięśnie akrobaty przestaną go popychać, opór powietrza i tarcie między rękami a drążkiem sprawi w końcu, że akrobata zawiśnie bez ruchu u dołu drążka, ponieważ ściągnie go tam siła ciężkości).
  • Powiedz uczniom, że będą budować samochód napędzany przez akrobatę.
  • Rozdaj grupom zestawy.

Wymyśl

(Małe grupy, 30 minut)

  • Uczniowie pracują w parach. Budują model „Akrobata”. Budują na zmianę: jedna osoba szuka klocków, a druga je składa. Po zakończeniu każdego kroku zamieniają się rolami.
  • Budowanie tego modelu nie powinno zająć dłużej niż 15–20 minut. Po zakończeniu budowania uczniowie ustawiają modele na otwartej przestrzeni i testują je.
  • Pomoc w budowaniu znajdziesz w sekcji Wskazówki poniżej.
  • Następnie poproś uczniów o wykonanie trzech doświadczeń opisanych w materiałach dla uczniów.

Doświadczenie 1:

  • Uczniowie zaznaczają linię taśmą malarską i puszczają akrobatę w ruch ze złożonymi dźwigniami zapadkowymi. Co się dzieje?

Doświadczenie 2:

  • Następnie uczniowie wymyślają sposób, jak przesunąć samochód do przodu za pomocą dźwigni zapadkowych.
  • Przekładają przednią dźwignię zapadkową w dół.
  • Ustawiają modele na linii startowej, odchylają wahadło do tyłu o 90 stopni i puszczają.
  • Za pomocą klocka LEGO® zaznaczają odległość, jaką przejechał ich samochód. Zapisują ją też w swoich arkuszach.
  • Następnie uczniowie przewidują, jak daleko pojedzie samochód, jeśli odchylą wahadło tak daleko, jak się da (czyli o 160 stopni)*. Drugim klockiem zaznaczają przewidywaną odległość *(p).
  • Uczniowie sprawdzają, czy ich przewidywania były prawidłowe. Rzeczywistą odległość (a) zapisują w swoich arkuszach.

Doświadczenie 3:

  • Uczniowie składają obie dźwignie zapadkowe. Obserwują, co się stanie, gdy teraz puszczą wahadło, a z jednej strony przystawią do samochodu rękę.

Wytłumacz

(Cała klasa, 5 minut)

  • Zbierz uczniów i poproś, by opowiedzieli, co zaobserwowali w swoich grupach.  
  • Możesz zadać na przykład takie pytania:
    • Dlaczego samochód poruszał się w tył i w przód, gdy obie dźwignie zapadkowe były złożone? (Samochód oscyluje między ruchem w przód i w tył, ponieważ siła wypadkowa wynosi zero).
    • Jakie siły działają na mechanizm? (Siła ciężkości ciągnie akrobatę w dół. Wahadło jest sztywno przymocowane do sworznia na górze mechanizmu, a koła i osie wytwarzają niewielkie tarcie, więc huśtanie się akrobaty powoduje małe przesunięcia samochodu w przód i w tył. Ruch do przodu jest mniej więcej równy ruchowi do tyłu, więc samochód tak naprawdę nigdzie nie pojedzie).
    • Jakie wzorce zaobserwowaliście w ruchu samochodu? (Samochód zwalnia pomiędzy wahnięciami akrobaty).
    • Dlaczego odległość przebyta przez samochód zmniejsza się z każdym wahnięciem? (Wahadło powoli traci pęd z powodu tarcia na kołach i osiach oraz oporu powietrza i w końcu zatrzyma się w najniższym punkcie).
    • Jaki wpływ na przebytą odległość miało większe wahnięcie? (Większe wahnięcie wygenerowało większy pęd, więc samochód pojechał dalej).
    • Co się stało, gdy puściliście akrobatę w ruch bez podnoszenia dźwigni zapadkowych i przystawiliście do samochodu z jednej strony rękę? (Występuje siła o takiej samej wartości i kierunku, ale przeciwnym zwrocie. Można poczuć ją jako nacisk na rękę).
    • Jeśli uczniowie nie potrafią odpowiedzieć, zadaj pytania pomocnicze:
      • Czy popchnęliście samochód ręką?
      • To dlaczego się poruszył?

Weryfikuj

(Cała klasa, 5 minut)

  • Jeśli masz na to czas, zachęć uczniów do poeksperymentowania z przemieszczaniem samochodu do tyłu.
  • Daj uczniom czas na rozebranie modeli, posortowanie klocków i włożenie ich z powrotem do tacek, a także posprzątanie stanowisk pracy.

Ocena

(W czasie trwania zajęć)

  • Przekaż każdemu uczniowi opinię na temat jego pracy.
  • Zachęcaj uczniów do samooceny.
  • Aby uprościć ten proces, skorzystaj z podanych kryteriów oceny.

Lista kontrolna obserwacji

  • Zmierz biegłość uczniów w opisywaniu, jak masa ciała i działające na nie siły wpływają na jego ruch.
  • Przygotuj odpowiednią skalę, na przykład: 
    1. Wymaga pomocy
    2. Może pracować samodzielnie
    3. Może uczyć innych

Samoocena

  • Poproś uczniów o wybranie klocków, które ich zdaniem najlepiej reprezentują ich pracę: 
    • Zielony: Z niewielką pomocą potrafię opisać, jak masa ciała i działające na nie siły wpływają na jego ruch. 
    • Niebieski: Potrafię samodzielnie opisać, jak masa ciała i działające na nie siły wpływają na jego ruch.
    • Fioletowy: Potrafię opisać i wyjaśnić, jak masa ciała i działające na nie siły wpływają na jego ruch.

Opinie o pracy koleżanek i kolegów

  • Zachęć uczniów do oceny pracy ich kolegów i koleżanek poprzez:
    • Wzajemną ocenę pracy za pomocą powyższej skali z klocków.
    • Prezentowanie swoich pomysłów i konstruktywną dyskusję o nich.
45400-assessment.png

Wskazówki

WSKAZÓWKI DOTYCZĄCE MODELI

  • Uczniowie często popełniają błędy podczas budowania ramion akrobaty (zwykle budują je tyłem do przodu). W takim przypadku pokaż im gotowy model i wskaż różnice w konstrukcji.
  • Przypomnij uczniom, że liczenie otworów w belkach i płytkach pomoże im prawidłowo umieszczać klocki.

Zróżnicowanie

Jeśli chcesz, aby lekcja była łatwiejsza:

  • Omiń doświadczenie 2 z dźwigniami zapadkowymi.

Jeśli chcesz, aby lekcja była trudniejsza:

  • Poproś uczniów, by samodzielnie wymyślili, jak przemieścić samochód do tyłu, a potem powtórz doświadczenie nr 2. (Uczniowie będą musieli złożyć przednią dźwignię zapadkową i opuścić tylną dźwignię na koło zębate).
  • Poproś uczniów o przebudowanie modelu tak, by przemieszczał się na większą odległość przy tej samej masie wahadła.

Rozszerzenia

(Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas).
Aby poszerzyć zajęcia o rozwój umiejętności matematycznych, poproś uczniów o odchylanie akrobaty pod pięcioma różnymi kątami z opuszczoną jedną z dźwigni zapadkowych. Uczniowie zapisują odległość, jaką za każdym razem przejechał samochód. Trudniejsze zadanie: poproś, by narysowali wykres przedstawiający na osiach x i y wysokość, z jakiej opadało wahadło, oraz odległość, jaką przejechał samochód. Poproś, by wyjaśnili, jak wygląda wykres i dlaczego.

II etap edukacyjny - Matematyka kl. VII-VIII pkt XIII.1

Nauczanie hybrydowe 1:1

Pobierz scenariusz lekcji z wykorzystaniem zestawu do nauki indywidualnej należący do zasobów do nauczania hybrydowego.

Wsparcie dla nauczyciela

Uczniowie:

  • Zbadają ruch „akrobaty” (czyli wahadła) na kołach i wyjaśnią, w jaki sposób prezentuje on trzy zasady dynamiki Newtona.
  • Będą przewidywać, jak siły działające na ciało wpływają na jego ruch.
  • Zestaw LEGO® Education BricQ Motion Prime (po jednym zestawie na dwoje uczniów)
  • Taśma malarska
  • Miarka (jedna na grupę)

Fizyka
(Wymagania szczegółowe)

Uczeń:
I.2 wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;
I.3 rozróżnia pojęcia: obserwacja, pomiar, doświadczenie; przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów;
I.4 opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów;
I.8 rozpoznaje zależność rosnącą bądź malejącą na podstawie danych z tabeli lub na podstawie wykresu; rozpoznaje proporcjonalność prostą na podstawie wykresu;
I.9 przestrzega zasad bezpieczeństwa podczas wykonywania obserwacji, pomiarów i doświadczeń.
II.1 opisuje i wskazuje przykłady względności ruchu;
II.10 stosuje pojęcie siły jako działania skierowanego (wektor); wskazuje wartość, kierunek i zwrot wektora siły; posługuje się jednostką siły;
II.11 rozpoznaje i nazywa siły, podaje ich przykłady w różnych sytuacjach praktycznych (siły: ciężkości, nacisku, sprężystości, oporów ruchu);
II.12 wyznacza i rysuje siłę wypadkową dla sił o jednakowych kierunkach; opisuje i rysuje siły, które się równoważą;
II.13 opisuje wzajemne oddziaływanie ciał posługując się trzecią zasadą dynamiki;
II.14 analizuje zachowanie się ciał na podstawie pierwszej zasady dynamiki;
II.15 posługuje się pojęciem masy jako miary bezwładności ciał; analizuje zachowanie się ciał na podstawie drugiej zasady dynamiki i stosuje do obliczeń związek między siłą i masą a przyspieszeniem;
II.17 posługuje się pojęciem siły ciężkości; stosuje do obliczeń związek między siłą, masą i przyspieszeniem grawitacyjnym;
II.18.1 doświadczalnie ilustruje: I zasadę dynamiki, II zasadę dynamiki, III zasadę dynamiki,
III.3 posługuje się pojęciem energii kinetycznej, potencjalnej grawitacji i potencjalnej sprężystości; opisuje wykonaną pracę jako zmianę energii;
III.5 wykorzystuje zasadę zachowania energii do opisu zjawisk oraz zasadę zachowania energii mechanicznej do obliczeń.

Matematyka
(Wymagania ogólne)

I.1 Wykonywanie nieskomplikowanych obliczeń w pamięci lub w działaniach trudniejszych pisemnie oraz wykorzystanie tych umiejętności w sytuacjach praktycznych.
II.1 Odczytywanie i interpretowanie danych przedstawionych w różnej formie oraz ich przetwarzanie.
II.2 Interpretowanie i tworzenie tekstów o charakterze matematycznym oraz graficzne przedstawianie danych.
II.3 Używanie języka matematycznego do opisu rozumowania i uzyskanych wyników.
IV.1 Przeprowadzanie prostego rozumowania, podawanie argumentów uzasadniających poprawność rozumowania, rozróżnianie dowodu od przykładu.
IV.2 Dostrzeganie regularności, podobieństw oraz analogii i formułowanie wniosków na ich podstawie.

Technika
(Wymagania ogólne)

I.10 Projektowanie i konstruowanie modeli urządzeń technicznych z wykorzystaniem zestawów poliwalentnych.
II.2 Planowanie i wykonywanie pracy o różnym stopniu trudności.
II.3 Posługiwanie się rysunkiem technicznym, czytanie instrukcji słownej i rysunkowej podczas planowania i wykonywania pracy wytwórczej.
II.8 Wyszukiwanie informacji na temat możliwości udoskonalenia działania realizowanego wytworu.
II.14 Samoocena realizacji zaplanowanego wytworu technicznego.
III.5 Utrzymywanie ładu na stanowisku pracy. Przestrzeganie zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.
V.2 Rozwijanie zainteresowań technicznych.
V.3 Przyjmowanie postawy twórczej, racjonalizatorskiej.

Język polski
(Wymagania ogólne)

II.4 Kształcenie umiejętności porozumiewania się (słuchania, czytania, mówienia i pisania) w różnych sytuacjach oficjalnych i nieoficjalnych, w tym także z osobami doświadczającymi trudności w komunikowaniu się.
II.5 Kształcenie umiejętności poprawnego mówienia oraz pisania zgodnego z zasadami ortofonii oraz pisowni polskiej.
III.2 Rozwijanie umiejętności wypowiadania się w określonych formach wypowiedzi ustnych i pisemnych.
IV.1 Rozwijanie szacunku dla wiedzy, wyrabianie pasji poznawania świata i zachęcanie do praktycznego zastosowania zdobytych wiadomości.
IV.2 Rozwijanie umiejętności samodzielnego docierania do informacji, dokonywania ich selekcji, syntezy oraz wartościowania.
IV.6 Rozwijanie umiejętności efektywnego posługiwania się technologią informacyjną w poszukiwaniu, porządkowaniu i wykorzystywaniu pozyskanych informacji.

Materiały dla uczniów

Arkusz dla ucznia

Download, view or share the student worksheet, either as an online HTML page or a printable 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. ©2020 The LEGO Group. All rights reserved. Use of this site signifies your agreement to the terms of use.