Zestaw SPIKE™ Prime

Naukowe rozciąganie

Dopasowywanie wartości na wykresach i badanie marginesów błędu pod kątem jakościowym.

30-45 min
Poziom zaawansowany
Klasy 5-8
Stretch with Data - Lesson header

Przygotuj się do nauczania mieszanego

(Przed zajęciami)

  • Jeśli uważasz, że to potrzebne, zaplanuj lekcję przy użyciu materiałów wprowadzających w aplikacji. Pomoże Ci to zaznajomić siebie oraz uczniów z zestawem SPIKE Prime.

  • Obejrzyj film do zajęć na tej stronie.

  • Przeczytaj materiały dla uczniów, korzystając z aplikacji SPIKE lub linków podanych na tej stronie.

  • Zastanów się nad tymi kwestiami:

    • Wybór odpowiednich narzędzi i miejsca. Na przykład obejrzenie filmu, przeczytanie podręcznika lub przygotowanie doświadczenia praktycznego będzie łatwe w domu. Natomiast przeprowadzenie doświadczenia i gromadzenie danych empirycznych będzie łatwiejsze w klasie.
    • Wykorzystanie różnorodnych narzędzi i zapewnienie szerokiego zróżnicowania zajęć. Zwiększy to zaangażowanie uczniów i poprawi wyniki uczenia się.
    • Zapewnienie różnych metod wirtualnej współpracy, takich jak:
      • wideokonferencje,
      • blogi, czaty lub posty w social mediach,
      • cyfrowe wersje arkuszy dla ucznia.
    • dostosowanie przebiegu zajęć do faktu, że nie odbywają się one w całości w klasie. Poniżej znajdziesz przykładowy przebieg zajęć.
  • Zajęcia można dostosować do potrzeb uczniów również na inne sposoby:
    • Poproś uczniów o obejrzenie filmów, z których dowiedzą się, co będą robić. Mogą to zrobić w aplikacji SPIKE lub za pomocą adresu URL podanego w arkuszu dla ucznia.
    • Wykorzystaj inne materiały na dany temat, które masz już przygotowane.
    • Dostosuj Notatnik wynalazcy w taki sposób, aby uczniowie sami przygotowali swoje doświadczenia i zastanowili się nad jego rezultatami (patrz: Dodatkowe zasoby).
    • Skorzystaj z Opisu lekcji (przystępne podsumowanie lekcji do wydrukowania na jednej stronie), aby zainspirować uczniów do podjęcia otwartego wyzwania (patrz: Dodatkowe zasoby).

Włącz się

(Przed zajęciami (20 min))

  • Podczas tych zajęć uczniowie będą przesyłać strumieniowo wartości kątów RPY (pochylenia, obrotu i odchylenia), aby tworzyć wykres liniowy w czasie rzeczywistym. Na podstawie tego wykresu będą koordynować swoje ruchy w taki sposób, aby dopasować przesyłane dane do podanego im wykresu.

  • Wartości kątów RPY (pochylenia, obrotu i odchylenia) opisują kąt nachylenia obiektu względem jego trzech osi:

    • pochylenie: nachylenie względem osi y;
    • obrót: nachylenie względem osi x;
    • odchylenie: nachylenie względem osi z.
  • Wykorzystaj różne materiały, aby zaangażować uczniów w rozmowę na temat wartości kątów RPY (pochylenia, obrotu i odchylenia).

Dyskusja

Rozpocznij dyskusję, zadając pytania związane z zajęciami. Oto kilka propozycji:

  • Jak można sprawdzić, czy ruch jest precyzyjny?
  • Jak można zapisać na wykresie wartości przedstawiające rzeczywisty ruch?

Poproś uczniów o zapisanie ich przemyśleń w formie hipotezy.

Wymyśl

(Podczas zajęć (30 min))

  • Poproś uczniów o zbudowanie modelu Obręcz do jogi. Mogą zbudować własny model lub model Obręcz do jogi według instrukcji budowania w aplikacji.
  • Wyjaśnij, że to urządzenie będzie rejestrować wartości kątów RPY różnych ruchów.
  • Poproś uczniów o przetestowanie modeli za pomocą sugerowanego programu, który znajdą w aplikacji SPIKE. Pierwszy ruch wymaga trzymania obręczy przed sobą w wyciągniętych rękach (wyświetlaczem LED do siebie), a następnie podniesienia jej powyżej głowy (patrz film).
  • Poproś uczniów o przyjrzenie się wykresowi pochylenia w czasie i opisanie, co widzą.

Wytłumacz

(Podczas zajęć (15 min))

  • Daj uczniom czas na dostosowanie programów i prześledzenie innych wartości.
  • Poproś ich o dopasowanie ruchów do drugiego wykresu (gotowego wykresu ładowanego na wykresie liniowym).
  • Sprawdź, czy wiedzą, że prędkość ruchu wpłynie na kształt wykresu.

Weryfikuj

(Po zajęciach (20 min))

  • Jeśli uczniowie nadal mają dostęp do zestawów SPIKE Prime, poproś ich o wykonanie zadań z aplikacji SPIKE, które rozwiną ich wiedzę praktyczną, na przykład:
    • Ostatni gotowy wykres przedstawia dwie wartości jednocześnie. Uczniowie muszą połączyć oba ruchy podczas jednej długiej sesji rozciągania.
  • Jeśli uczniowie nie mają dostępu do zestawów, poproś ich o uzupełnienie Notatnika wynalazcy lub zadaj im do wykonania jedno z zaproponowanych niżej ćwiczeń rozwijających umiejętności. Większość z ćwiczeń rozwijających umiejętności można wykonać za pomocą danych zgromadzonych podczas sesji zajęć praktycznych.
  • Poprowadź sesję, podczas której uczniowie podzielą się swoimi przemyśleniami i wynikami doświadczeń z kolegami i koleżankami z klasy. Sesję można przeprowadzić za pomocą dowolnych, najskuteczniejszych metod lub narzędzi (np. w klasie lub online).

Ocena

  • Przekaż każdemu uczniowi opinię na temat jego pracy.
  • Aby uprościć ten proces, możesz skorzystać z podanych kryteriów oceny.

Możliwości oceny

Lista kontrolna obserwacji nauczyciela
Przygotuj odpowiednią skalę, na przykład:

  • Częściowo zrealizowane
  • Całkowicie zrealizowane
  • Powyżej oczekiwań

Aby ocenić postępy uczniów, wykorzystaj następujące kryteria:

  • Uczniowie potrafią zaprogramować urządzenie tak, aby rejestrowało dane na wykresie liniowym.
  • Uczniowie potrafią powiązać ruch urządzenia fizycznego z generowanym przez nie wykresem liniowym.
  • Uczniowie potrafią wyjaśnić pojęcia pochylenia, obrotu i odchylenia.

Samoocena
Poproś uczniów o wybranie klocków, które ich zdaniem najlepiej reprezentują ich pracę.

  • Niebieski: potrafię narysować wykres z danymi za pomocą programu podanego w aplikacji.
  • Żółty: potrafię przygotować własne doświadczenie z wykorzystaniem wykresu liniowego.
  • Fioletowy: potrafię przygotować własne doświadczenie z wykorzystaniem wykresu liniowego i wyciągnąć wnioski z wykresu.

Opinie o pracy koleżanek i kolegów

Zachęć uczniów, aby dzielili się opiniami na temat innych w następujący sposób:

  • Niech wzajemnie oceniają swoją pracę na powyższej kolorowej skali z klocków.
  • Niech wyrażają konstruktywne opinie o pracy innych, tak aby podczas kolejnej lekcji osiągnęli lepsze wyniki. To dobra okazja do wykorzystania narzędzi do wideokonferencji lub postów na blogu w scenariuszu nauczania mieszanego.
assessment-general.png

Zróżnicowanie

Jeśli chcesz, aby lekcja była łatwiejsza:

  • Poproś uczniów o odtworzenie doświadczenia tylko przy pomocy Huba (to znaczy w pozycji opisanej na zajęciach powinni trzymać sam Hub).
  • Przypilnuj, aby uczniowie odpowiednio zmodyfikowali program sugerowany w aplikacji SPIKE i dopasowali go do własnych modeli.

Jeśli chcesz, aby lekcja była trudniejsza:

  • Poproś uczniów o zbudowanie ich własnych obręczy do jogi.
  • Poproś uczniów o zapisanie na wykresie ruchów innej osoby i wymienienie się wykresami między sobą. Następnie niech uczniowie spróbują odtworzyć ruchy innej osoby jedynie na podstawie wykresu.
DIFF.png

Wskazówki

Wskazówki dotyczące budowania

45678_Science_04.png

Wskazówki dotyczące programowania
Używanie trybu strumienia
Te zajęcia należy przeprowadzić w trybie strumienia. W tym trybie dane gromadzone przez Hub są przesyłane bezpośrednio na urządzenie i umieszczane na wykresie liniowym w czasie rzeczywistym.

Program główny

SPIKE Prime Science Stretch with data - STEP03 - pl-pl

Wskazówki dotyczące danych
Oto przykładowe dane, jakie uczniowie mogą uzyskać podczas tego doświadczenia.

DATA-Example.png

Rozwój umiejętności

Rozwój umiejętności matematycznych

Aby dodatkowo rozwijać umiejętności matematyczne:

  • Na podstawie przykładowych danych dostępnych do tych zajęć (lub Twoich własnych danych) poproś uczniów o opisanie, jaki ruch wywołuje wygenerowanie na wykresie linii prostej, a jaki krzywej.
  • Poproś uczniów o znalezienie wyrażenia matematycznego (w formie y = mx + b) dla fragmentu linii na ich wykresach. Mogą wykorzystać przykładowe lub własne dane.
  • Poproś uczniów o rozwiązanie tych równań pierwszego stopnia (y = mx + b) zarówno ręcznie, jak i za pomocą narzędzia cyfrowego.

Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas.

MATH.png

Rozwój umiejętności językowych

Aby dodatkowo rozwijać umiejętności językowe:

  • Poproś uczniów o wykorzystanie mediów cyfrowych do wyjaśnienia lekcji i tego, czego się podczas niej nauczyli. Mogą na przykład:
    • nakręcić film;
    • przesłać zdjęcia i komentarze do systemu zarządzania uczeniem (jeśli korzystacie z takiego systemu);
    • skontaktować się z instruktorem jogi i zapytać go, czy urządzenie takie jak zbudowana przez nich obręcz do jogi mogłoby być przydatne podczas zajęć.

Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas.

LA.png

Powiązanie z przyszłym zawodem

Uczniowie, którym podobała się ta lekcja, mogą być zainteresowani pracą zawodową w następujących dziedzinach:

  • Usługi terapeutyczne
  • Inżynieria i technologia

Wsparcie dla nauczyciela

Uczniowie:
• Napiszą program, dzięki któremu poznają narzędzie do tworzenia wykresów liniowych LEGO® Education SPIKE Prime.
• Narysują wykres prawdziwych danych zgromadzonych przez czujnik.
• Powiążą krzywe na wykresie z ruchami wykonywanymi w rzeczywistości.

• Zestaw LEGO Education SPIKE Prime
• Urządzenie z zainstalowaną aplikacją LEGO Education SPIKE

Fizyka

Uczeń:

  • 1.1 wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; ilustruje je w różnych postaciach;
  • 1.2 wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;
  • 1.3 rozróżnia pojęcia: obserwacja, pomiar, doświadczenie; przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów;
  • 1.4 opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów;
  • 1.6 przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych;
  • 1.8 rozpoznaje zależność rosnącą bądź malejącą na podstawie danych z tabeli lub na podstawie wykresu; rozpoznaje proporcjonalność prostą na podstawie wykresu;
  • 3.3 posługuje się pojęciem energii kinetycznej, potencjalnej grawitacji i potencjalnej sprężystości; opisuje wykonaną pracę jako zmianę energii;

Matematyka

Uczeń:

  • 3.1 zapisuje wyniki podanych działań w postaci wyrażeń algebraicznych jednej lub kilku zmiennych;
  • 3.2 oblicza wartości liczbowe wyrażeń algebraicznych;
  • 3.3 zapisuje zależności przedstawione w zadaniach w postaci wyrażeń algebraicznych jednej lub kilku zmiennych;
  • 4.1 porządkuje jednomiany i dodaje jednomiany podobne (tzn. różniące się jedynie współczynnikiem liczbowym);
  • 4.2 dodaje i odejmuje sumy algebraiczne, dokonując przy tym redukcji wyrazów podobnych;
  • 6.2 rozwiązuje równania pierwszego stopnia z jedną niewiadomą metodą równań równoważnych;
  • 6.5 przekształca proste wzory, aby wyznaczyć zadaną wielkość we wzorach geometrycznych (np. pól figur) i fizycznych (np. dotyczących prędkości, drogi i czasu).
  • 10.2 znajduje współrzędne danych (na rysunku) punktów kratowych w układzie współrzędnych na płaszczyźnie;
  • 10.3 rysuje w układzie współrzędnych na płaszczyźnie punkty kratowe o danych współrzędnych całkowitych (dowolnego znaku);
  • 13.1 interpretuje dane przedstawione za pomocą tabel, diagramów słupkowych i kołowych, wykresów, w tym także wykresów w układzie współrzędnych;
  • 13.2 tworzy diagramy słupkowe i kołowe oraz wykresy liniowe na podstawie zebranych przez siebie danych lub danych pochodzących z różnych źródeł;

Język polski

Uczeń:

  • 3.1.2 gromadzi i porządkuje materiał rzeczowy potrzebny do tworzenia wypowiedzi; redaguje plan kompozycyjny własnej wypowiedzi;
  • 4.1 rzetelnie, z poszanowaniem praw autorskich, korzysta z informacji;
  • 4.4 uczestniczy w projektach edukacyjnych (np. tworzy różnorodne prezentacje, projekty wystaw, realizuje krótkie filmy z wykorzystaniem technologii multimedialnych);
  • 4.6 rozwija umiejętności samodzielnej prezentacji wyników swojej pracy;
  • 4.8 rozwija umiejętność krytycznego myślenia i formułowania opinii.

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.