MINDSTORMS EV3 Grundset

Växla

Bygg ett växlat fordon för att undersöka hur olika kugghjulskombinationer påverkar.

45-90 min.
Medelnivå
Årskurs 5–8
lesson-header-2-3

Lektionsplanering

1. Förbered

  • Läs igenom elevmaterialet i EV3 Classroom App.
  • Samla information om transmission via kugghjul, så att eleverna får hjälp att förstå begrepp som växla upp och växla ned.

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 det växlade fordonet.
  • 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 minst tre gånger för varje föreslagen växel, och se till att de registrerar resultaten.
  • Se till att de kan skapa egna testtabeller.

5. Utveckla (10 minuter)

  • Låt eleverna analysera hur utväxlingsförhållandet påverkar fordonets hastighet och hur långt det kör.
  • 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

Det är svårt att köra i uppförsbacke eller i motvind på en cykel. Med ett effektivt växelsystem, det vill säga ett system av kugghjul, går det enklare att anpassa mängden energi som krävs för förflyttning. När du kör på jämn mark börjar du på en låg växel, för att sedan växla upp när du uppnått högre hastighet.

engage-2-3

Starta en diskussion om att växla, genom att ställa relevanta frågor som:

  • Vad avses med termerna transmission och kuggväxel?
  • Varför är växlar ofta inneslutna i ett hölje?
  • Vad är relationen mellan utväxlingsförhållandet och fordonets körsträcka?
  • I vilka situationer är det bra med kuggväxlar? I vilka situationer är de inte lämpliga?

Byggtips

Bygginstruktioner

Använda modellen
Placera fordonet minst 10 cm från en vägg, med ultraljudssensorn placerad vinkelrätt mot väggen. Kör programmet och vänta tills EV3-symbolen visas på displayen. Tryck på mittknappen på EV3-enheten för att starta testkörningen. Det ursprungliga avståndet till väggen mäts med hjälp av ultraljudssensorn, och timern nollställs. Fordonet åker bort från väggen genom att köra den stora motorn en rotation. Avståndet till väggen mäts igen och även hur lång tid som har gått, för att beräkna den körda sträckan, hastigheten och rotationshastigheten. De beräknade värdena visas på displayen tills mittknappen trycks in igen, för att göra klart för nästa testkörning.

Använda ultraljudssensorn
Ultraljudssensorn genererar ljudpulser som bildar en ”ljudkon”. Innanför ljudkonen kan föremål kännas av. Stå inte precis bredvid fordonet eller i ultraljudssensorns konformade avkänningsområde när experimentet påbörjas. Den bästa platsen är bakom ultraljudssensorn.

Utföra experimentet
Påminn eleverna om följande när de utför experimentet:

  • Körd sträcka (i cm), hastighet (i m/s) och rotationshastighet (i varv per sekund) visas på displayen.
  • Registrera experimentnumret, utväxlingsförhållandet, din hypotes om vad som kommer att hända, körd sträcka och hastighet i en testtabell. Kom ihåg att lämna plats för att registrera andra observationer.
  • Utför experimentet minst tre gånger för varje växel, och använd genomsnittsvärdena för att få så tillförlitliga resultat som möjligt.
  • Bilderna under ”Tips” visar hur man byter växlar.

Kodningstips

Program

EV3 Classroom-Programs 2-3-program sv-se

Differentiering

Förenkla lektionen genom att:

  • Hjälpa eleverna att analysera hur utväxlingsförhållandet påverkar den tillryggalagda körsträckan och fordonets hastighet
  • Minska antalet växlar som eleverna ska undersöka

Ta lektionen till nästa nivå genom att:

  • Förklara genomsnittsvärden (t.ex. aritmetiskt medelvärde, median, känslighet för extremvärden osv.) och hur de kan användas för att utjämna mätresultaten i en serie av upprepade experiment
  • Uppmuntra eleverna att definiera en funktion för att förutsäga körsträckan baserat på utväxlingsförhållandet
  • Utmana eleverna att komma på sätt att förbättra noggrannheten i experimenten

Utvärderingsmöjligheter

Observationschecklista för läraren
Skapa en lämplig skala, till exempel:

  1. Delvis genomfört
  2. Helt genomfört
  3. Genomfört över förväntan

Använd följande kriterier för att utvärdera elevernas prestationer:

  • Eleverna beskrev hur utväxlingsförhållandet gör det möjligt att förutsäga experimentresultatet.
  • Eleverna använde matematiska begrepp och/eller processer för att bestämma relationen mellan utväxlingsförhållandet och tillryggalagd sträcka.
  • Eleverna utvärderade experimentets procedurer och identifierade oberoende och beroende variabler samt styrvariabler.

Självutvärdering
Låt eleverna välja den nivå som de tycker bäst motsvarar deras individuella prestationer.

  • Brons: Jag utförde experimenten men beskrev inte hur utväxlingsförhållandet kan användas för att förutsäga experimentresultatet.
  • Silver: Med lite hjälp kunde jag beskriva hur utväxlingsförhållandet kan användas för att förutsäga experimentresultatet.
  • Guld: Jag använde min förståelse av utväxlingsförhållandets roll i experimenten för att förutsäga vilket utväxlingsförhållande som bör användas i ett fordon som är avsett för att flytta tunga laster.
  • Platina: Jag använde min förståelse av utväxlingsförhållandets roll i experimenten för att förutsäga vilket utväxlingsförhållande som bör användas i ett fordon som är avsett för att flytta tunga laster. Jag kunde också förutsäga vilket utväxlingsförhållande som bör användas för ett fordon som ska åka snabbt.
assessment-row

Fördjupning i språkfärdighet

För att integrera språkfärdighetsutveckling kan du låta eleverna:

  • Skapa en översiktlig rapport med fokus på experimentresultaten och verkliga situationer då det är användbart att kunna växla upp och växla ned
  • 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)
  • Transport (bilmekaniker)

Stöd för lärare

Eleverna kommer att:

  • Lära sig i vilka situationer som man växlar upp eller ner
  • Lära sig att ändrat utväxlingsförhållande leder till ändrad hastighet

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.
  • Elektriska sensorer för mätning och registrering av egenskaper hos omgivningen.

Matematik:

  • Hur algoritmer kan skapas och användas vid programmering. Programmering i visuella programmeringsmiljöer.
  • Hur algoritmer kan skapas, testas och förbättras vid programmering för matematisk problemlösning.
  • Lägesmåtten medelvärde, typvärde och median samt hur de kan användas i statistiska undersökningar.
  • 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.

Elevmaterial

Ladda ner, visa eller dela elevbladet, antingen som en HTML-sida eller som en utskrivbar 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.