BricQ Motion Essential

Sztangista

Zobacz, jak porusza się sztangista trenujący na siłowni. Jak zysk mechaniczny może pomóc mu podnieść większy ciężar?

30-45 min
Poziom zaawansowany
Klasy 2-4
U2L5.Thumbnail.png

Przygotuj się

  • Przejrzyj materiały dla uczniów online. Za pomocą projektora pokażesz je uczniom w czasie zajęć. Zalecamy zbudować model sztangisty przed zajęciami, żeby pokazać go w czasie lekcji uczniom, którzy mają trudności z budowaniem.
  • Upewnij się, że pojęcia związane z tą lekcją (np. siła ciężkości i zmiana przełożenia na większe lub mniejsze) 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).
U2L5.EngageThumbnail.png
  • Poprowadź krótką dyskusję o tym, jakie siły zaobserwowali uczniowie podczas oglądania filmu o podnoszeniu ciężarów na różne sposoby.
  • Możesz zadać na przykład takie pytania:
    • Które siły pomagają sztangiście podnosić ciężary? (Mięśnie ciągną, żeby poruszać naszymi ciałami, oraz ciągną lub pchają, by podnosić i opuszczać ciężary).
    • Jaka siła ściąga sztangę z powrotem na ziemię? (Siła ciężkości).
    • Co to jest krążek linowy i wielokrążek? Jak mogą pomóc sztangiście podczas treningu? (Krążki linowe to kółka, po których przesuwa się lina lub łańcuch. Wielokrążek z kolei to układ co najmniej dwóch krążków z rozciągniętą między nimi liną lub łańcuchem. Taki układ pozwala osiągnąć zysk mechaniczny podczas ciągnięcia ciężaru).
  • Powiedz uczniom, że będą budować model sztangisty, a następnie przeprowadzać doświadczenia związane ze zrównoważonymi i niezrównoważonymi siłami.

Wymyśl

(Małe grupy, 25 minut)

  • Uczniowie pracują w parach. Budują model „Sztangista”. Budują na zmianę: jedna osoba szuka klocków, a druga je składa. Po zakończeniu każdego kroku zamieniają się rolami.
  • Kroki budowania 21–29 mogą być trudne. Wymagają one użycia większej liczby elementów LEGO® Technic i wykazania się umiejętnościami obserwacyjnymi, by prawidłowo poprowadzić sznurek. Pomóż uczniom w samodzielnym identyfikowaniu błędów przez porównywanie z przykładowym modelem zbudowanym przez Ciebie przed zajęciami.
  • Pomoc w budowaniu znajdziesz w sekcji Wskazówki poniżej.

Doświadczenie 1:

  • Uczniowie testują model z krążkiem w pozycji 1 przedstawionej w broszurze z instrukcjami budowania i podnoszą sztangę.
  • Obserwacje zapisują w swoich arkuszach. (Ten model nie zapewnia zysku mechanicznego, ponieważ nie zwiększa ani nie zmniejsza wymaganego wysiłku ani prędkości. Zmienia jedynie kierunek ruchu).
    • W tej konfiguracji model nie jest „wystarczająco silny”, by podnieść sztangę z czterema obciążnikami (kołami). Może podnieść tylko lżejszą sztangę.
  • Uczniowie zdejmują ze sztangi po jednym kole, powtarzają doświadczenie z mniejszą liczbą kół i zapisują wyniki.

Wytłumacz

(Cała klasa, 10 minut)

  • Zbierz uczniów i poproś, by opowiedzieli, czego się dowiedzieli.
  • Zapytaj: Czy siła działająca na sztangistę była zrównoważona czy niezrównoważona? (Siła była zrównoważona, ponieważ model nie poruszał się, dopóki nie został ręcznie popchnięty albo pociągnięty w górę i w dół).

Doświadczenie 2:

  • Pokaż uczniom, jak przesunąć krążek do pozycji 2.
  • Uczniowie testują model w takiej pozycji i zapisują obserwacje w swoich arkuszach.

Weryfikuj

(Cała klasa, 5 minut)

  • Zbierz uczniów i przedyskutujcie doświadczenia.
  • Możesz zadać na przykład takie pytania:
    • Co zauważyliście, jeśli chodzi o ruch sztangisty po zmianie pozycji sznurka? (Łatwiej było podnieść ciężar, sam się poruszał, ale nie podniósł się tak wysoko, jak poprzednio).
    • Co sprawia, że sztangista podnosi ciężary? (Waga [czyli siła ciężkości] ściąga obciążone klocki w dół, a krążki linowe zamieniają ten ruch w dół na ruch w górę).
    • Dlaczego pozycja 2 krążka linowego działa inaczej niż pozycja 1? (Pozycja 2 zapewnia modelowi zysk mechaniczny o wartości 2:1. To znaczy, że wysiłek potrzebny do podniesienia ciężaru jest o połowę mniejszy. O połowę mniejsza jest również wysokość, na jaką można go podnieść. Żeby podnieść ciężar na taką samą wysokość, jak w pozycji 1, należałoby przeciągnąć sznurek o dwa razy większej długości).
  • 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)

  • W czasie zajęć zadawaj pytania typu „dlaczego” i „jak”, by zachęcić uczniów do myślenia o pojęciach, z którymi pracują.
  • Zadawaj pytania pomocnicze, by zachęcić uczniów do „głośnego myślenia” i wyjaśniania swoich procesów myślowych oraz powodów decyzji, które podejmowali w trakcie budowania modeli.

Lista kontrolna obserwacji

  • Zmierz biegłość uczniów w opisywaniu sił zrównoważonych i niezrównoważonych występujących w tym modelu.
  • 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: Chyba potrafię opisać siły zrównoważone i niezrównoważone.
    • Niebieski: Na pewno potrafię opisać siły zrównoważone i niezrównoważone.
    • Fioletowy: Potrafię opisać siły zrównoważone i niezrównoważone w taki sposób, żeby zrozumieli to mój kolega lub koleżanka.

Opinie o pracy koleżanek i kolegów

  • W swoich zespołach uczniowie rozmawiają na temat tego, jak układała się ich wspólna praca.
  • Zachęć ich do używania na przykład takich wyrażeń:
    • Podobało mi się, kiedy Ty…
    • Chcę dowiedzieć się więcej o tym, jak Ty…
45401-assessment.png

Wskazówki

Wskazówki dotyczące modeli

  • Krążki linowe można ustawić w taki sposób:
    • Pozycja 1
U2L5.01.png
  • Pozycja 2
_U2L5.02.png

Zróżnicowanie

Jeśli chcesz, aby lekcja była łatwiejsza:

  • Poproś uczniów o przetestowanie modelu najpierw bez „ciężarów”. W tym celu trzeba nacisnąć jedną ręką żółtą oś, drugą rękę trzymając na obciążonych klockach.
  • Poproś uczniów o opisanie, co widzą i czują, gdy naciskają żółtą oś.

Jeśli chcesz, aby lekcja była trudniejsza:

  • Poproś uczniów o obciążenie sztangi oraz tylnych obciążników dodatkowymi klockami i kołami z zestawu, a następnie o ponowne zrównoważenie modelu na zmianę z drugą osobą z pary.
  • Poproś uczniów o udekorowanie modeli pozostałymi klockami z zestawu.

Rozszerzenia

(Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas).
Aby poszerzyć zajęcia o rozwój umiejętności matematycznych, ustaw model sztangisty z krążkiem linowym w pozycji 1 i modułem obciążników podniesionym tak wysoko, jak tylko się da. W takim ustawieniu model pozostanie zrównoważony. Poproś uczniów o obliczenie, ile kół muszą zdjąć, by sztangista się podniósł, a sztanga opadła (czyli żeby wystąpiła niezrównoważona siła).

Poszczególne części modelu mają następującą wagę:

  • Moduł obciążników: 121 g
  • Sztangista: 40 g
  • Koła: 23 g każde

Ustawienie krążków i siła tarcia na krążki ma pewien wpływ na wagę elementów, więc każda strona może mieć nieznacznie inną wagę.

I etap edukacyjny - II. Edukacja matematyczna pkt. 6.7

Wsparcie dla nauczyciela

Uczniowie:

  • Przeprowadzają doświadczenie i mierzą wpływ zrównoważonych i niezrównoważonych sił na ciało.
  • Poznają zysk mechaniczny płynący z zastosowania wielokrążka.
  • Zestaw LEGO® Education BricQ Motion Essential (po jednym zestawie na dwoje uczniów)

Edukacja matematyczna

Uczeń:
1.1 określa i prezentuje wzajemne położenie przedmiotów na płaszczyźnie i w przestrzeni; określa i prezentuje kierunek ruchu przedmiotów oraz osób; określa położenie przedmiotu na prawo/na lewo od osoby widzianej z przodu (także przedstawionej na fotografii czy obrazku);
2.4 porównuje liczby; porządkuje liczby od najmniejszej do największej i odwrotnie; rozumie sformułowania typu: liczba o 7 większa, liczba o 10 mniejsza; stosuje znaki: <, =, >.
5.2 mierzy długości odcinków, boków figur geometrycznych itp.; podaje wynik pomiaru, posługując się jednostkami długości: centymetr, metr, milimetr; wyjaśnia związki między jednostkami długości; posługuje się wyrażeniami dwumianowanymi; wyjaśnia pojęcie kilometr;
6.6 dokonuje obliczeń szacunkowych w różnych sytuacjach życiowych;
6.7 waży; używa określeń: kilogram, dekagram, gram, tona; zna zależności między tymi jednostkami; odmierza płyny; używa określeń: litr, pół litra, ćwierć litra;

Edukacja techniczna

Uczeń:
1.1 planuje i realizuje własne projekty/prace; realizując te projekty/prace współdziała w grupie;
1.2 wyjaśnia znaczenie oraz konieczność zachowania ładu, porządku i dobrej organizacji miejsca pracy ze względów bezpieczeństwa;
1.3 ocenia projekty/prace, wykorzystując poznane i zaakceptowane wartości: systematyczność działania, pracowitość, konsekwencja, gospodarność, oszczędność, umiar w odniesieniu do korzystania z czasu, materiałów, narzędzi i urządzeń;
1.4 organizuje pracę, wykorzystuje urządzenia techniczne i technologie; zwraca uwagę na zdrowie i zachowanie bezpieczeństwa, z uwzględnieniem selekcji informacji, wykonywania czynności użytecznych lub potrzebnych.

Edukacja polonistyczna

Uczeń:
1.1. słucha z uwagą wypowiedzi nauczyciela i innych osób z otoczenia w różnych sytuacjach życiowych, wymagających komunikacji i wzajemnego zrozumienia; okazuje szacunek wypowiadającej się osobie;
1.2. wykonuje zadanie według usłyszanej instrukcji; zadaje pytania w sytuacji braku rozumienia lub braku pewności zrozumienia słuchanej wypowiedzi;
2.2 formułuje pytania dotyczące sytuacji zadaniowych, wypowiedzi ustnych nauczyciela, uczniów lub innych osób z otoczenia;
2.5. układa w formie ustnej opowiadanie oraz składa ustne sprawozdanie z wykonanej pracy;

Edukacja społeczna

Uczeń:
1.10 wykorzystuje pracę zespołową w procesie uczenia się, w tym przyjmując rolę lidera zespołu i komunikuje się za pomocą nowych technologii.

Materiały dla uczniów

Arkusz dla ucznia

Pobierz, wyświetl lub udostępnij jako stronę internetową HTML lub plik PDF do wydrukowania.

Udostępnij za pomocą:

Google ClassroomGoogle Classroom
Legal NoticePrivacy PolicyCookies

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.