BricQ Motion Prime

Samochód śmigłowy

Mimo że żaglówka (ani żaglowóz) nie może pływać ani jeździć pod wiatr, można to osiągnąć za pomocą sprytnej konstrukcji inżynieryjnej. Sprawdź, jak siły mechaniczne wpływają na ruch ciała i jak robią to na odległość.

30-45 min
Poziom zaawansowany
Klasy 5-8
U3L6.Thumbnail.png

Przygotuj się

  • Przejrzyj materiały dla uczniów online. Za pomocą projektora pokażesz je uczniom w czasie zajęć.
  • Upewnij się, że 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.
  • Ustaw wiatraki na podłodze. Przed nimi powinno być ok. 3 m wolnego miejsca, po którym będą poruszać się samochody śmigłowe. Kawałkiem taśmy zaznacz linię startową przed każdym z wiatraków (prostopadle do wiatraka).

Włącz się

(Cała klasa, 5 minut)

  • Obejrzyjcie film dla uczniów (dostępny tutaj lub w materiałach dla uczniów online).
U3L6.EngageThumbnail.png
  • Poprowadź krótką dyskusję o tym, jakie rodzaje sił poruszają samochodem śmigłowym.
  • Możesz zadać na przykład takie pytania:
    • Co napędza turbinę wiatrową? (Wiatr wywoływany przez różnice w ciśnieniu atmosferycznym).
    • Jakie siły ją napędzają? (Kształt łopat wpływa na wektory siły wiatru, czego efektem jest ruch obrotowy).
  • Powiedz uczniom, że będą budować samochód śmigłowy i sprawdzać, jak siła wiatru wpływa na jego ruch.

Wymyśl

(Małe grupy, 30 minut)

  • Uczniowie pracują w parach. Budują model „Samochód śmigłowy”. Budują na zmianę: jedna osoba szuka klocków, a druga je składa. Po zakończeniu każdego kroku zamieniają się rolami.

    Pomoc w budowaniu znajdziesz w sekcji Wskazówki poniżej.

  • Wskaż uczniom trzy doświadczenia opisane w materiałach i rozdaj im arkusze do pracy.

Doświadczenie 1: Pod wiatr

  • Uczniowie ustawiają samochody na linii startowej przodem do wiatraków.
  • Włączają wiatraki i obserwują ruch samochodów.
  • Obserwacje zapisują w swoich arkuszach.

Doświadczenie 2: Z wiatrem

  • Uczniowie obracają śmigło, tak by było ustawione tyłem do przodu, albo przekręcają przekładnię górą do dołu, tak by szare koło zębate było u góry.
  • Włączają wiatrak i obserwują ruch pojazdów — najpierw ustawionych przodem, a potem tyłem do wiatraków.
  • Obserwacje zapisują w swoich arkuszach.
U3L6.03.png

Doświadczenie 3: Więcej łopatek

  • Uczniowie dodają jeszcze jedną łopatkę do śmigła i ponownie przeprowadzają doświadczenie. Jeśli masz czas, wypróbuj inne warianty doświadczenia:
    • Przekładnia śmigła ustawiona do góry
    • Przekładnia śmigła ustawiona do dołu
    • Przekładnia śmigła ustawiona do tyłu
    • Śmigło z 4 łopatkami
    • Śmigło z 6 łopatkami (na stronie 3 w broszurze z instrukcjami budowania znajdziesz wskazówkę)
U3L6.06.png

Wytłumacz

(Cała klasa, 5 minut)

  • Zbierz uczniów i przedyskutujcie doświadczenia.
  • Możesz zadać na przykład takie pytania:
    • Co trzeba zmienić, żeby samochód jechał nie w kierunku wiatru (pod wiatr), a w przeciwnym kierunku (z wiatrem)*? *(Przekładnię albo kierunek ustawienia śmigła).
    • Co sprawia, że samochód śmigłowy jedzie pod wiatr (w kierunku wiatraka)*? *(Suma działających na niego wektorów sił pcha go w kierunku, z którego wieje wiatr).
    • Czy samochód z napędem wiatrowym może osiągnąć większą prędkość niż prędkość wiatru? (Tak! Niektóre samochody na filmie wyświetlanym na początku zajęć jechały o wiele szybciej niż wynosiła prędkość wiatru).

Weryfikuj

(Cała klasa, 5 minut)

  • Jeśli masz na to czas, szczegółowo omów siły (wektory sił) działające na żaglowóz.
  • 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, możesz skorzystać z podanych kryteriów oceny.

Lista kontrolna obserwacji

  • Zmierz biegłość uczniów w opisywaniu, jak różne siły i mechanizmy wpływają na ruch ciała.
  • 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 niewidoczna siła w połączeniu z przekładnią zębatą wpływa na ruch ciała.
    • Niebieski: Potrafię samodzielnie opisać, jak niewidoczna siła w połączeniu z przekładnią zębatą wpływa na ruch ciała.
    • Fioletowy: Potrafię opisać i wyjaśnić, jak niewidoczna siła w połączeniu z przekładnią zębatą wpływa na ruch ciała.

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

  • Grupy powinny zacząć testować swoje modele, jak tylko skończą je budować. Mogą na zmianę testować modele i zmieniać konfigurację pojazdów, tak by każdy miał szansę wypróbować działanie modelu.
  • Do wszystkich prób należy używać TEJ SAMEJ prędkości wiatraka. Może to być dowolna prędkość.
  • Jeśli wiatrak jest za duży albo za mocny, odsuń go dalej od linii startowej. Przepływ powietrza można zablokować częściowo jakimś meblem.
  • Jeśli wiatrak jest za mały, przysuń go bliżej modeli lub trzymaj go w ręce i przesuwaj za poruszającymi się modelami.

Zróżnicowanie

Jeśli chcesz, aby lekcja była łatwiejsza:

  • Poproś uczniów o wypróbowanie tylko podstawowego modelu jadącego pod wiatr.

Jeśli chcesz, aby lekcja była trudniejsza:

  • Poproś uczniów o wymyślenie, co zrobić, żeby samochody jeszcze lepiej jeździły pod wiatr.
  • Poproś uczniów o wymyślenie, jak zamienić śmigło na koło zamachowe i zbudować działający samochód.

Extensions

(Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas).
Aby poszerzyć zajęcia o rozwój umiejętności matematycznych, możesz wprowadzić pojęcie stosunku liczbowego. Poproś uczniów o opisanie przełożenia przekładni, czyli stosunku między prędkością obrotu łopat śmigła a prędkością, z jaką obracają się koła.

II etap edukacyjny - Matematyka kl. IV-VI pkt IV.2

Wsparcie dla nauczyciela

Uczniowie:

  • Dowiedzą się, jak siły mogą zmieniać ruch ciała.
  • Dowiedzą się, jak siły mogą działać na odległość.
  • Poznają zależność między energią a siłami.
  • Zestaw LEGO® Education BricQ Motion Prime (po jednym zestawie na dwoje uczniów)
  • Taśma malarska
  • Średniej wielkości wiatraki elektryczne (najlepiej po 1 na 10 uczniów)

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.2 wyróżnia pojęcia tor i droga;
II.4 posługuje się pojęciem prędkości do opisu ruchu prostoliniowego; oblicza jej wartość i przelicza jej jednostki; stosuje do obliczeń związek prędkości z drogą i czasem, w którym została przebyta;
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.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.18.1 doświadczalnie ilustruje: I zasadę dynamiki, II zasadę dynamiki, III zasadę dynamiki,
II.18.2 doświadczalnie wyznacza prędkość z pomiaru czasu i drogi z użyciem przyrządów analogowych lub cyfrowych bądź oprogramowania do pomiarów na obrazach wideo,

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.