Växla

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.

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.

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?

Bygginstruktioner

• Växlat fordon

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.

Program

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

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.

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.

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)