Zestaw SPIKE™ Prime

Rozgrzewka

Ćwiczenia w tworzeniu wykresów przedstawiających wartość wirtualnej energii. Uczniowie:

30-45 min
Poziom zaawansowany
Klasy 5-8
Hybrid
Warm up - Lesson Header

Przygotuj się do nauczania mieszanego

  • Te zajęcia wykorzystują głównie aplikację SPIKE. Uczniowie przygotują w niej symulację za pomocą bloków programistycznych i bez połączenia z Hubem SPIKE Prime. Jeśli wolisz przeprowadzić tę lekcję z wykorzystaniem zestawu SPIKE Prime, instrukcje budowania znajdziesz w sekcji Dodatkowe zasoby na tej stronie.
  • 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))

  • Tematem tych zajęć jest energia metaboliczna. Uczniowie przygotują wykres wartości wirtualnych kalorii spalanych podczas ćwiczeń fizycznych. Wartości te przedstawione są w przybliżonej formie liczby MET (równoważnika metabolicznego), co pozwoli uczniom zbadać różne rodzaje energii. Jest to wstęp do dokładniejszego omówienia energii kinetycznej i potencjalnej w późniejszych zajęciach z tego modułu.
  • Wykorzystaj różne materiały, by zaangażować uczniów w rozmowę na temat energii metabolicznej.

Dyskusja

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

  • Czy potrafisz podać dwa przykłady urządzeń do monitorowania aktywności fizycznej i opisać, co mierzą?
  • Jakiego rodzaju energię zużywasz podczas ćwiczeń fizycznych?
  • Jak można zmierzyć tę energię?
  • W jakich jednostkach najlepiej to zrobić?

Poproś uczniów o zapisanie ich przemyśleń i sformułowanie hipotezy.

Wymyśl

(Podczas zajęć (30 min))

  • Poproś uczniów o przyjrzenie się programowi, który znajduje się na kanwie programistycznej.
  • Poproś ich o wyjaśnienie, co widzą w narzędziu do tworzenia wykresów liniowych podczas spalania wirtualnych kalorii.

Wytłumacz

(Podczas zajęć (15 min))

  • Poproś uczniów o przygotowanie symulowanego treningu. Wyjaśnij, że ćwiczenia będzie wykonywał symulowany robot widoczny na ekranie.
  • Poproś uczniów o przygotowanie wykresu przedstawiającego liczbę wirtualnych kalorii spalanych przez robota podczas wykonywania ćwiczeń.
  • Uczniowie powinni korzystać z gotowego zestawu danych załadowanego razem z wykresem liniowym.

Weryfikuj

(Po zajęciach (20 min))

  • Zadaj uczniom dodatkowe zadanie, by mogli poszerzyć zdobytą wiedzę. Oto kilka propozycji:
    • Poproś każdego ucznia o nagranie filmu, na którym będą wykonywać te same ćwiczenia co symulowany robot.
    • Poproś każdego ucznia o opisanie, co to jest „liczba MET” i w jaki sposób może im pomóc w rejestrowaniu spalanej przez nich energii.

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 przygotowywać wykresy wartości wirtualnych kalorii.
  • Uczniowie potrafią eksportować wartości do dalszego użytku.
  • Uczniowie potrafią przygotowywać wirtualne treningi, tworzyć wykresy wirtualnych wartości i używać tych wykresów do wyjaśniania, czym jest energia metaboliczna.

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

  • Niebieski: potrafię przygotować krótki program wyświetlający zdjęcia robota.
  • Żółty: potrafię przygotować program generujący wykres liniowy.
  • Fioletowy: potrafię przygotować program generujący skomplikowany wykres liniowy składający się z różnych linii krzywych.

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 trudniejsza:

  • Poproś uczniów o zbudowanie fizycznego modelu zgodnie z instrukcjami budowania modelu Olbrzym, a następnie o wykorzystanie go do ponownego przeprowadzenia doświadczenia.
  • Przypilnuj, aby uczniowie odpowiednio zmodyfikowali program sugerowany w aplikacji SPIKE i dopasowali go do własnych modeli.

Wskazówki

Wskazówki dotyczące budowania
Modele potrzebne do tej lekcji
Jeśli masz dostęp do zestawu SPIKE Prime, możesz wykorzystać ten model.

ALL_ROBOTS.png

Wskazówki dotyczące programowania
Używanie trybu strumienia
Aby odtworzyć program bez łączenia się z Hubem, musisz użyć trybu strumienia. W tym trybie bloki programistyczne są uruchamiane z poziomu urządzenia.

Główny program (bez modelu)

SPIKE Prime Science Warm Up - Step02 - pl-pl

Możliwy program (z użyciem sugerowanego modelu)

SPIKE Prime Science Warm Up Robot - pl-pl

Wskazówki dotyczące danych

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

Science-Data.png

Rozwój umiejętności

Rozwój umiejętności matematycznych
Aby dodatkowo rozwijać umiejętności matematyczne:

  • Poproś uczniów o rozwiązanie kolejnych równań w formie y = mx + b i opisanie, co zauważają na ich temat.
  • Poproś uczniów o pisemną odpowiedź na poniższe pytania:
    • Dlaczego przygotowany wykres zaczyna się na początku układu współrzędnych (w punkcje 0,0)?
    • Dlaczego niektóre krzywizny są bardziej strome od innych?
    • Jak można wygenerować krzywizny skierowane w dół?
    • Co oznaczałyby takie krzywizny?

Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas.

MATH.png

Rozwój umiejętności językowych
Aby dodatkowo rozwijać umiejętności językowe:

  • Poproś uczniów o zebranie informacji na temat różnych rodzajów energii (np. metabolicznej, potencjalnej, kinetycznej, elektrycznej) i opisanie lub naszkicowanie przykładów. Uczniowie powinni skupić się zwłaszcza na energii potencjalnej i kinetycznej, ponieważ te zagadnienia będą wykorzystywane w ramach tego modułu.

Uwaga: potrzebny będzie dodatkowy czas.

LA.png

Powiązanie z przyszłym zawodem
Uczniowie, którym podobała się ta lekcja, mogą być zainteresowani pracą zawodową w następującej dziedzinie:

  • Nauki medyczne

Wsparcie dla nauczyciela

  • Napiszą program, dzięki któremu poznają narzędzie do tworzenia wykresów liniowych LEGO® Education SPIKE Prime.
  • Przygotują wykres wartości wirtualnej energii.

Urządzenie z zainstalowaną aplikacją LEGO Education SPIKE
Zestaw LEGO Education SPIKE Prime (opcjonalnie)

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:

  • 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.