In diesem Lernszenario erforschen die Schüler Zahnräder und Zahnradübersetzungen. Die Schüler sollen Robotermodelle bauen und testen, um zu erkennen, dass die Geschwindigkeit eines Zahnrads von seiner Position und der Anzahl der Zähne abhängt. Daher lernen die Schüler, wie man Zahnräder richtig und effizient einsetzt.
| Autor | Dimitra Dimitrakopoulou |
| Fach | Informatik |
| Länge | 90 Minuten |
| Ansatz | Problem-Basiertes Lernen |
| Kompetenzen | Wissen Studenten sollten: die richtige Einstellung der Gänge zu bestimmen Hoch- und Runterschalten definieren Fähigkeiten Problemerkennung Algorithmen Abstraktion Zerlegung |
| Klasse | 5-6. Klasse |
| Technologien | LEGO WeDo 1 Software, Lego Education WeDo 1 Basis-Set |
Beschreibung:
Einleitung:.
Der Lehrer zeigt zwei Zahnräder in der Klasse und die Schüler füllen die erste Frage auf den Arbeitsblättern aus (Zahnräder gibt es in Autos, Fahrrädern, Uhren, Aufzügen und Rolltreppen). Danach werden die SchülerInnen ermutigt, frei darüber zu sprechen.
Wo setzen wir diese ein? Was denken Sie darüber? Warum verwenden wir Zahnräder?
In der Klasse wird diskutiert, wie Zahnräder verwendet werden. Zahnräder werden verwendet, um Energie in Form von Bewegung von einem Ort zum anderen zu übertragen. Zwei Zahnräder arbeiten zusammen, um Kraft und Bewegung zu übertragen. Der Lehrer erklärt, dass das Zahnrad, das sich näher an der Kraftquelle befindet, das Antriebszahnrad ist und das Zahnrad, das die Kraft vom Antriebszahnrad erhält, das angetriebene oder nachfolgende Zahnrad ist. (15 Minuten)
Arbeitsblätter-Aktivitäten: Die Schüler bauen in Gruppen von 2-3 Kindern Roboter, indem sie den Anweisungen folgen. Sie testen sie und machen Beobachtungen. Sie arbeiten in ihrem eigenen Tempo und sollten bei der Durchführung der Aktivitäten erkennen, dass Zahnräder einen Prozess beschleunigen oder verlangsamen können. Die Lehrkraft greift an dieser Stelle des Lernprozesses nicht ein. (1 Stunde)
Diskussion: In der Klasse findet eine Diskussion über die Aktivitäten auf den Arbeitsblättern statt. Die Schüler stellen ihre Antworten zu jeder Aufgabe vor. Sie werden motiviert, frei darüber zu sprechen, was sie schwierig fanden, was sie nicht lösen konnten und was interessant war. (1 Stunde)
Arbeitsblätter
https://docs.google.com/document/d/1KSuzkH8Bf6ccBxQBQgu_gIvat-irGW0P82OLVuIA7Ng/edit
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1. Kannst du dir eine Maschine vorstellen, in der Zahnräder zu finden sind?
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2.1. Verwenden Sie die in der Abbildung unten dargestellten Materialien und bauen Sie das folgende Modell:
2.2. Programmieren Sie Ihr Modell so, dass es sich bewegt. Was können Sie beobachten?
A. Wenn sich ein Zahnrad bewegt, bewegt sich auch das andere.
Ja Nein
B. Das rechte Zahnrad wird als Antriebsrad bezeichnet? (Begründen Sie Ihre Antwort)
Ja Nein
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Das rechte Zahnrad ist das angetriebene Zahnrad? (Begründen Sie Ihre Antwort)
Ja Nein
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C. Das linke Zahnrad ist das Antriebsrad? (Begründen Sie Ihre Antwort)
Ja Nein
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Das linke Zahnrad ist das angetriebene Zahnrad? (Begründen Sie Ihre Antwort)
Ja Nein
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Drehen sich diese Zahnräder in die gleiche Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung?
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3. 1. Füge ein kleines Zahnrad hinzu und baue die beiden folgenden Modelle:
A B
3.2. Programmieren Sie Ihre Modelle so, dass sie sich bewegen. Was können Sie beobachten?
3.2.1 Wenn der Antrieb das große Zahnrad und das kleine Zahnrad das angetriebene ist, erhöht oder verringert sich die Geschwindigkeit?
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3.2.2 Zählen Sie die Anzahl der Zähne des Zahnrads.
Glauben Sie, dass die Geschwindigkeit von der Anzahl der Zähne des Zahnrads beeinflusst wird?
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