Базовый набор WeDo 2.0

Скорость

Изучите факторы, влияющие на скорость модели машины, чтобы предугадывать результаты будущих заездов этой модели.

Более 120 мин.
Средний уровень
Классы 3–4
speed-project-image

Подготовка

15-30 мин.

• Ознакомьтесь с процессом общей подготовки в главе «Управление работой в классе».
• Ознакомьтесь с проектом, чтобы хорошо представлять порядок действий.
• Определите, как вы хотите представить этот проект: используйте видео, представленное в проекте в ПО WeDo 2.0 или используйте материалы по своему усмотрению.
• Определите конечный результат данного проекта: параметры для представления и создания документа.
• Убедитесь, что отведенного времени достаточно для достижения целей.

Исследование

30-60 мин.

speed-thumbnail

Вступительный ролик может подготовить почву для рассмотрения и обсуждения с учащимися последующих идей по этому проекту.

Вступительный ролик
Вот несколько предлагаемых тем для обсуждения видео:

  1. Автомобилипозволяю тнамбыстреедобр атьсяизоднойточкивдр угую. Но когда-то автомобили передвигались медленнее, чем лошади.
  2. Чтобыулучшитьконстр укцию, р азработчикиав томобилейискалиэ лементы, которые могли бы повлиять на скорость автомобиля.
  3. Инженерыизучаливсекомпонентыав томобиля, чтобыспроек тировать более мощные двигатели и механизмы.
  4. Инженерыулучшаликолес аишиныиизменялиихр азмерыиматериалы.
  5. Сегодня автомобили могут двигаться быстрее 400 км/ ч.
speed-explore-phase

Вопросы для обсуждения
1.Какие улучшения были сделаны, чтобы заставить автомобили ездить быстрее?
Есть много факторов, которые могут повлиять на скорость автомобиля. Размер колес, мощность двигателя, шестерни, аэродинамика и вес — наиболее распространенные из них. Цвет автомобиля, марка или водитель не должны рассматриваться в качестве потенциальных элементов для исследования.

2.Какие элементы могут влиять на время, необходимое для наиболее быстрого перемещения автомобиля на некоторое расстояние?
Ответ на этот вопрос должен обеспечить предварительное представление о понимании учащимися содержания задания. Это означает, что в начале урока ответы учащихся могут быть неверными. Тем не менее к концу урока учащиеся должны дать точный ответ на этот вопрос.

3.Какой вывод можно сделать о взаимосвязи между размером колеса и временем, необходимым для того, чтобы автомобиль проехал определенное расстояние?
Чем больше размер колеса, тем быстрее автомобиль будет проезжать данное расстояние, если все остальные параметры остаются постоянными.

4.Что можно сказать о конфигурации шкива и его влиянии на скорость автомобиля?
Одна из конфигураций шкива позволяет автомобилю двигаться быстрее, а другая снижает скорость автомобиля.

5.Как можно измерить скорость объекта?
Скорость определяется путем деления пройденного расстояния на затраченное время. Единица скорости — это всегда расстояние, пройденное за определенное время.

Дополнительно можно предложить учащимся ответить на вопросы, используя текст или иллюстрации в инструменте документации после урока.

Создание

45-60 мин.

Построение и программирование гоночного автомобиля
Учащиеся будут следовать инструкциям по сборке для создания гоночного автомобиля. Эти типы транспортных средств оптимизированы для быстрого перемещения.

1. Постройте гоночный автомобиль.
В качестве модуля привода в данном проекте используется шкив. Систему шкивов можно собрать в двух различных положениях: положение для снижения скорости (маленький шкив и большой шкив) или положение для нормальной скорости (два больших шкива).

race-car-instructions-preview

2. Запрограммируйте гоночный автомобиль для расчета времени.
Учащимся необходимо держать руку перед гоночным автомобилем до запуска программы. Программа начинается с отображения знака «0» и ожидания стартового сигнала. Когда учащиеся уберут руки программа запустит двигатель, разгонит до максимальной мощности, затем повторит цикл, добавив «1» на экране. Цикл будет повторяться до окончания гонки. Затем двигатель будет отключен.

race-car-program

Важно
Для выполнения этой программы учащимся необходимо держать руку перед автомобилем, прежде чем выполнить строку программы. Когда они уберут руки, автомобиль начнет движение.

Важно
Для этого исследования важно, чтобы настройки не изменялись на протяжении всего испытания. Это единственный способ, которым учащиеся могут выделить один фактор за одно испытание:
• Стартовая линия должна быть всегда на одинаковом расстоянии от линии финиша, например стены или окна.
• Расстояние между стартовой и финишной линиями должно превышать 2 метра.

race-car

Исследуйте факторы, влияющие на скорость
На этой модели учащиеся должны проверять различные факторы по одному. Они должны использовать расстояние более 2 метров, чтобы получить значимые результаты.

1. Начните гонку с НЕБОЛЬШИМИ колесами на мощности двигателя «10».
При выполнении этого испытания учащиеся должны записать число, показанное на экране. Они должны повторить тест трижды, чтобы убедиться в согласованности результатов.
Если значение в одном из трех испытаний не соответствует остальным, повторите испытание в четвертый раз. Это значение — приблизительное время в секундах, которое потребовалось гоночному автомобилю, чтобы пройти данное расстояние.

2. Начните гонку с БОЛЬШИМИ колесами на мощности двигателя «10».
После замены колёс гоночный автомобиль должен потратить меньше времени, чтобы пройти то же расстояние, и, следовательно, развить большую скорость. Повторите испытание трижды, чтобы убедиться в согласованности результатов. Если значение в одном из трех испытаний не соответствует остальным, повторите испытание в четвертый раз.

Предложение
Чтобы достичь более точного результата, можно рассмотреть другие варианты, в том числе увеличение числа испытаний или нахождение среднего значения.

3. Спрогнозируйте время, которое потребуется, чтобы пройти вдвое большее расстояние.
Если расстояние удваивается, а уровень мощности двигателя и размер шин остаются такими же, как и в предыдущем испытании, то время в секундах также должно удвоиться.

Исследуйте другие факторы, влияющие на скорость
Используйте раздел «Дополнительные исследования» учебного проекта, чтобы расширить задание, если это необходимо для учащихся. Имейте в виду, что эти задачи выходят за рамки раздела «Исследование» и предназначены для старших или более подготовленных учащихся.

Используя эту же модель гоночного автомобиля и те же настройки, учащиеся могут предположить и проверить другие факторы, которые могут повлиять на скорость автомобиля.

1. Измените мощность двигателя.
Изменение уровня мощности двигателя с «10» до «5» приведёт к тому, что гоночный автомобиль затратит больше времени, чтобы пройти то же расстояние.

2. Измените механизм привода (конфигурацию шкивов).
Изменение механизма привода из нормального положения в положение пониженной скорости заставит гоночный автомобиль потратить больше времени, чтобы пройти то же расстояние.

pulley-configurations

3. Исследуйте другой фактор.
Попросите учащихся провести исследование на основании еще одного фактора, который, по их мнению, может повлиять на скорость гоночного автомобиля: ширина, длина, высота, вес или любой другой фактор по их выбору.

Предложение для совместной работы
Предоставьте учащимся время, чтобы спроектировать и построить собственные гоночные автомобили, применить свои выводы и сделать автомобили более быстрыми. Предложите группам организовать совместную гонку и посмотреть, чья машина окажется самой быстрой.

Обмен результатами

45+ мин.

Создание документа
Попросите учащихся документировать свой проект различными способами. Например:

  • попросите их сделать снимок экрана с результатами;
  • предложите учащимся сравнить эти изображения с реальными;
  • попросите учащихся записать видео, описывающее их проект, и представить его в классе.

Предложения
Учащиеся могут собирать данные в формате диаграммы или таблицы.
Учащиеся могут построить график результатов своих испытаний.

Представление результатов
По окончании этого проекта учащиеся должны продемонстрировать, какие факторы влияют на скорость автомобиля. Выводы должны отражать тот факт, что большие шины и более мощные двигатели позволяют достичь гораздо более высокой скорости.

Чтобы улучшить презентации учащихся, выполните следующее:

  • попросите их изложить объяснение в контексте;
  • попросите их проанализировать ситуации из реальной жизни, в которых они наблюдали скорость как фактор;
  • обсудите связь между их выводами и этими конкретными ситуациями.

Категории оценки проекта согласно ФГОС

Категории оценки проекта согласно ФГОС
Можно использовать эти категории оценки вместе с сеткой категорий наблюдения, приведенной в главе «Оценка с помощью WeDo 2.0».

Исследование
На этапе исследования убедитесь, что учащийся активно участвует в обсуждениях, задает вопросы и отвечает на них и может описать факторы, которые влияют на скорость автомобилей.

  1. Учащийсянеможетдатьответынавопросы, адекватноучаствоватьв обсуждении или описать факторы, которые влияют на скорость.
  2. Учащийся с помощью подсказок может отвечать на вопросы, адекватно участвовать в обсуждении или с помощью учителя описать факторы, которые влияют на скорость.
  3. Учащийся может отвечатьнавопросы, адекватноучаствоватьвобс уждении или описать факторы, которые влияют на скорость, но недостаточно подробно.
  4. Учащийся может дополнятьоб ъяснениявх одеобс ужденияилиподробно описать факторы, которые влияют на скорость.

Создание
На этапе создания убедитесь, что учащийся способен работать в группе, рассматривает в ходе эксперимента по одному фактору, чтобы определить его влияние на скорость, и использует информацию, собранную на этапе исследования.

  1. Учащийсянеможетх орошор аботатьвгр уппеиизучатькаж дыйфак тор, влияющий на скорость, чтобы затем использовать эту информацию.
  2. Учащийсяможетр аботатьвгр уппеисдополнительнойпомощьюизучать каждый фактор, влияющий на скорость, чтобы затем использовать эту информацию.
  3. Учащийсяможетр аботатьвгр уппе, участвоватьвгр упповомобс уждениии изучать каждый фактор, чтобы затем использовать эту информацию.
  4. Учащийсяможетр аботатьвгр уппе, бытьлидеромир асширятьизучение факторов, влияющих на скорость, за пределы стандартных рамок.

Обмен результатами
На этапе обмена результатами убедитесь, что учащийся может участвовать в обсуждении исследования, объяснять свои выводы и использовать важную информацию из своего проекта, чтобы создать итоговый отчет.

  1. Учащийсянеможетучаствоватьвобс ужденииисследованияи использовать информацию для создания итогового проекта.
  2. Учащийсясподсказкамиможетучаствоватьвобс ужденииисследованияи использовать ограниченную информацию для создания итогового проекта.
  3. Учащийсяможетучаствоватьвобс ужденииисследованияиисполь зовать собранную информацию для создания итогового проекта.
  4. Учащийсяможетак тивноучаствоватьвобс уждениивклассеподанной теме и использовать собранную информацию для создания итогового проекта, который включает в себя дополнительные необходимые элементы.

Категории оценки проекта согласно РК
Можно использовать эти категории оценки вместе с сеткой категорий наблюдения, приведенной в главе «Оценка с помощью WeDo 2.0».

Исследование
На этапе исследования убедитесь, что учащийся может предметно разъяснять свои идеи и то, как он понимает поставленные вопросы.

  1. Учащийсянеможетподелитьсясвоимиидеями, св язаннымисвопрос ами, заданными на этапе исследования.
  2. Учащийсясподсказкамиможетподелитьсясвоимиидеями, св язанными с вопросами, заданными на этапе исследования.
  3. Учащийсяадекватновыр ажаетсвоиидеи, св язанныесвопрос ами, заданными на этапе исследования.
  4. Учащийсяисполь зуетдетали, чтобыдополнитьоб ъяснениесвоихидей, связанных с вопросами, заданными на этапе исследования.

Создание
На этапе создания убедитесь, что учащийся делает правильный выбор (т. е. снимок экрана, изображение, видео, текст) и следует заданным правилам для документирования результатов.

  1. Учащийсянедокументир уетрезуль татынапрот яжениивсегоисследования.
  2. Учащийсядокументир уетсвоирезуль таты, нодокументациянеполнаялибо не соответствует заданным правилам.
  3. Учащийсяведетадекватнуюдокументациюрезуль татовдлякаж дого компонента исследования и делает соответствующий выбор в настройках.
  4. Учащийсяисполь зуетр азличныеспособыдокументированияипревосх одит ожидаемые результаты.

Обмен результатами
На этапе обмена результатами убедитесь, что учащийся для обоснования своих рассуждений использует доказательства, полученные в ходе своего исследования, и придерживается установленных норм для представления результатов перед аудиторией.

  1. Учащийсянеисполь зуетдоказательства, полученныеврезуль татер аботы, для подтверждения идей, представляемых в ходе презентации, или не следует установленным рекомендациям.
  2. Учащийсяисполь зуетнекоторыеданныеизсвоихрезуль татов, но представленное обоснование недостаточно. Заданные рекомендации, как правило, выполняются, но не для всех областей.
  3. Учащийсяадекватнопредостав ляетдоказательствадляобоснованиясвоих результатов и следует установленным рекомендациям для презентации.
  4. Учащийсявполномоб ъемеобс уждаетсвоирезуль татыиисполь зует соответствующие доказательства для обоснования своих рассуждений, следуя всем рекомендациям.

Индивидуальный подход

Чтобы обеспечить успех, можно предложить дополнительные рекомендации по сборке и программированию. Например:

  • объясните, как проводить исследование;
  • определите факторы, на которых следует сосредоточиться учащимся, например размер колес, мощность двигателя или тип установки шкива.

Кроме того, ясно опишите требования к представлению и документированию учащимися своих выводов.

Дополнительное исследование
В качестве дополнительной задачи выделите время для исследований с использованием созданных учащимися конструкций и программ. Это позволит им исследовать прочие факторы, которые влияют на скорость.

Ошибочные представления у учащихся
Учащимся часто трудно различить скорость и ускорение. Устоявшимся распространенным заблуждением является представление о том, что если скорость постоянна, то ускорение также постоянно. Скорость и ускорение — это два разных понятия, которые связаны друг с другом, и если скорость не изменяется, то ускорение или замедление отсутствует.

В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • изучите особенности гоночного автомобиля;
  • создадите и запрограммируете гоночный автомобиль для изучения факторов, влияющих на его скорость;
  • задокументируете и представите способы увеличения скорости автомобиля.

Учебные материалы

Загрузите и просмотрите рабочий лист или разошлите его в формате HTML-страницы или PDF.