Första växeln
Bygg en kugghjulsmodell för att lära dig mer om kugghjul.
Lektionsplanering
1. Förbered
- Läs igenom elevmaterialet i EV3 Classroom App.
- Samla information om kugghjul, så att eleverna får hjälp att förstå begrepp som utväxlingsförhållande, ingångs- och utgångsdrev (drivande och drivet kugghjul) och mellandrev.
2. Engagera (5 minuter)
- Använd idéerna i avsnittet Starta en diskussion nedan för att få eleverna att diskutera lektionsinnehållet.
- Dela in eleverna i par.
3. Utforska (20 minuter)
- Låt varje elevpar bygga kugghjulsmodellen.
- Ge dem tid att provköra för att kontrollera att modellen är rätt byggd och fungerar som den ska.
4. Förklara (10 minuter)
- Låt varje grupp utföra experimentet med varje föreslagen kugghjulskombination, och se till att de registrerar resultaten.
- Se till att de kan skapa egna testtabeller.
5. Utveckla (10 minuter)
- Låt eleverna analysera hur de olika kugghjulskombinationerna påverkar antalet rotationer och rotationsriktningen.
- Be varje grupp att sammanfatta experimentresultatet kortfattat.
- Glöm inte att avsätta tid för att plocka undan.
6. Utvärdera
- Ge återkoppling kring varje elevs prestation.
- Du kan förenkla processen genom att använda utvärderingsmatrisen.
Starta en diskussion
Kugghjul finns på många platser i vår omgivning. Ett kugghjul är, enkelt beskrivet, ett tandat hjul. Två eller fler kugghjul som hakar i varandra kan användas för att överföra kraft, öka eller minska hastigheten och ändra en rotationsrörelses riktning.
Starta en diskussion om kugghjul genom att ställa frågor som:
- Vad är ett kugghjul?
- Känner du till någon maskin där kugghjul används?
- Vad händer med rotationsriktningen när två kugghjul hakar i varandra?
- Hur beror utväxlingsförhållandet på det antal tänder som kugghjulen har?
Byggtips
Bygginstruktioner
Använda modellen
Placera modellen på en stabil och plan yta. Se till att både kugghjulspilen och pekaren på referensmotorn pekar uppåt. Kör programmet och håll koll på kugghjulspilen för att räkna antalet rotationer. Båda motorerna ska göra exakt en rotation. Eleverna kommer att ändra utväxlingen för den högra motorn och använda den vänstra motorn som referens.
Utföra experimentet
Påminn eleverna om följande när de utför experimentet:
- Registrera experimentnumret, utväxlingsförhållandet, om upp- eller nedväxling sker, din hypotes om vad som kommer att hända, antalet observerade rotationer samt rotationsriktningen i en tabell. Se till att lämna plats för att registrera andra observationer.
- Utför experimentet med varje kugghjulskombination.
Kodningstips
Program
Differentiering
Förenkla lektionen genom att:
- Hjälpa eleverna att analysera vilken inverkan olika kugghjulskombinationer har på antalet rotationer och kugghjulspilens rotationsriktning
- Minska antalet kugghjulskombinationer som eleverna ska undersöka
Ta lektionen till nästa nivå genom att:
- Uppmuntra eleverna att definiera en funktion för att förutsäga antalet rotationer baserat på utväxlingsförhållandet
- Utmana eleverna att modifiera programmet för varje kugghjulskombination, så att kugghjulspilen gör exakt en rotation
Utvärderingsmöjligheter
Observationschecklista för läraren
Skapa en lämplig skala, till exempel:
- Delvis genomfört
- Helt genomfört
- Genomfört över förväntan
Använd följande kriterier för att utvärdera elevernas prestationer:
- Eleverna förstod hur kugghjul påverkar rotationsriktningen för det drivna hjulet.
- Eleverna förklarade utväxlingsförhållandets relation till antalet rotationer hos det drivna hjulet.
- Eleverna lärde sig att beräkna utväxlingsförhållandet baserat på kugghjulens tandantal.
Självutvärdering
Låt eleverna välja den nivå som de tycker bäst motsvarar deras individuella prestationer.
- Brons: Jag utförde experimenten men förutspådde inte resultaten baserat på kugghjulskombinationerna.
- Silver: Med lite hjälp förutspådde jag rotationsriktningen i experimenten baserat på vilken kugghjulskombination som användes.
- Guld: Jag använde mina kunskaper om kugghjulskombinationer för att göra en korrekt förutsägelse av rotationsriktningen och antalet rotationer i experimenten.
- Platina: Jag använde mina kunskaper om kugghjulskombinationer för att göra en korrekt förutsägelse av rotationsriktningen och antalet rotationer i experimenten. Jag förutsåg också hur det påverkade det drivna hjulets hastighet och vridmoment.
Fördjupning i språkfärdighet
För att integrera språkfärdighetsutveckling kan du låta eleverna:
- Skapa en kortfattad rapport som fokuserar på experimentresultaten och verkliga exempel på maskiner där kugghjul används
- Skapa en presentation där de förklarar experimentresultaten och vad de har lärt sig
OBS! Det här gör att lektionen tar längre tid.
Yrkeslänkar
Elever som uppskattar den här lektionen kanske är intresserade av att utforska följande yrkesområden:
- Tillverkning och konstruktion (ingenjör)
- Naturvetenskap, teknik, ingenjörskonst och matematik (forskare och matematiker)
Stöd för lärare
Eleverna kommer att:
- Lära sig att beräkna utväxlingsförhållanden
- Lära sig att använda enklare växlar
Följande områden från det centrala innehållet i undervisningen, åk 4–6 och åk 7–9, i Läroplan för grundskolan (Lgr 11) behandlas i aktiviteten. Lektionens differentiering påverkar vilka områden som kan bli aktuella.
Teknik:
Att styra egna konstruktioner eller andra föremål med programmering.
Strategier för problemlösning i vardagliga situationer och inom olika ämnesområden samt värdering av valda strategier och metoder.
Teknikutvecklingsarbetets olika faser: identifiering av behov, undersökning, förslag till lösningar, konstruktion och utprövning. Hur faserna i arbetsprocessen samverkar.
Vardagliga föremål som består av rörliga delar och hur de rörliga delarna är sammanfogade med hjälp av olika mekanismer för att överföra och förstärka krafter.
Dokumentation i form av manuella och digitala skisser och ritningar med förklarande ord och begrepp, symboler och måttangivelser samt dokumentation med fysiska och digitala modeller. Enkla, skriftliga rapporter som beskriver och sammanfattar konstruktions- och teknikutvecklingsarbete.
Fysik:
- Systematiska undersökningar och hur simuleringar kan användas som stöd vid modellering. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering.
- Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter, såväl med som utan digitala verktyg.
- Krafter, rörelser och rörelseförändringar i vardagliga situationer och hur kunskaper om detta kan användas, till exempel i frågor om trafiksäkerhet.
Matematik:
- Jämförelse, uppskattning och mätning av längd, area, volym, massa, tid och vinkel med vanliga måttenheter. Mätningar med användning av nutida och äldre metoder.
- Centrala metoder för beräkningar med naturliga tal och enkla tal i decimalform vid överslagsräkning, huvudräkning samt vid beräkningar med skriftliga metoder och digitala verktyg. Metodernas användning i olika situationer.
- Hur algoritmer kan skapas och användas vid programmering. Programmering i visuella programmeringsmiljöer.
- Hur algoritmer kan skapas, testas och förbättras vid programmering för matematisk problemlösning.
- Tabeller och diagram för att beskriva resultat från undersökningar, såväl med som utan digitala verktyg. Tolkning av data i tabeller och diagram.
Svenska:
- Muntliga presentationer och muntligt berättande för olika mottagare, om ämnen hämtade från skola och samhällsliv. Anpassning av språk, innehåll och disposition efter syfte och mottagare. Olika hjälpmedel, till exempel digitala medier och verktyg, för att planera och genomföra muntliga presentationer.