Opis Jeśli dostarczysz robotowi Dash więcej mocy, to pojedzie on szybciej. Co to oznacza? Prędkość, czas i droga przebyta przez Dasha są ściśle powiązane. W trakcie tej lekcji uczniowie przeprowadzą próby prędkości Dasha, a następnie wykonają obliczenia prędkości, czasu i drogi oraz porównają te wartości. Wielkość grupy 2-5 uczniów Klasy docelowe klasy 2-3 Wymagany czas 2 lub 3 jednostki lekcyjne, w zależności od aktywności klasy. Można się zdecydować na przeprowadzenie części zajęć na 1 jednostce lekcyjnej, wybierając z scenariusza to co nas interesuje. Załączniki/materiały do pobrania: - Załącznik 1 - Bloczki - Załącznik 2 Pomiar czasu - Załącznik 3 Pomiar drogi - Prezentacja Blockly START Cele Przeprowadzenie eksperymentu obejmującego wielokrotne próby. Uzyskanie wiedzy na temat prędkości oraz obliczanie prędkości mając podaną wartość czasu lub drogi. Przygotowanie doświadczenia dotyczącego zmiany prędkości Dasha w reakcji z Dotem. Analiza zdarzeń przyczynowo - skutkowa. Podstawa programowa Edukacja wczesnoszkolna: Treści nauczania wymagania szczegółowe 7. Edukacja matematyczna. Uczeń:
1) klasyfikuje obiekty i tworzy proste serie; dostrzega i kontynuuje regularności; 10) mierzy i zapisuje wynik pomiaru długości, szerokości i wysokości przedmiotów oraz odległości; posługuje się jednostkami: milimetr, centymetr, metr; wykonuje łatwe obliczenia dotyczące tych miar (bez wyrażeń dwumianowanych i zamiany jednostek w obliczeniach formalnych); używa pojęcia kilometr w sytuacjach życiowych, np. jechaliśmy autobusem 27 kilometrów (bez zamiany na metry); Co będzie potrzebne: Roboty i akcesoria: Dash, Dot Inne akcesoria Linijka, metr Taśma malarska (na której łatwo pisać) Stoper (np. na komórce)
Przebieg lekcji: Proponujemy realizację zajęć w cyklu 2 do 3 jednostek lekcyjnych: Lekcja 1: Wprowadzenie do prędkości, jednostki prędkości, eksperyment prędkości Dasha (60-120 min). Lekcja 2: Zmiany prędkości Dasha przy użyciu Dota (45 min). LEKCJA 1 Skąd się bierze prędkość? Jak szybki jest Dash? Wstęp: wprowadzimy ucznia w pojęcie prędkości, podamy przykłady, przeprowadzimy ćwiczenie poglądowe. O prędkości słyszeliśmy niejednokrotnie. Jakie przykłady prędkości potrafią przywołać uczniowie? Niektóre przykłady obejmują transport (samochody i ograniczenia prędkości), przyrodę (zwierzęta i wiatr), sport (rzucane lub kopane piłki) i przestrzeń kosmiczną (obroty Ziemi). Przykłady prędkości: V = 5 cm/min V = 110 m/min V = 60 km/h tzn. w ciągu minuty pokona drogę 5 centymetrów tzn. w ciągu minuty pokona odległość 110 metrów tzn. w ciągu godziny pokona drogę 60 kilometrów Prędkość to sposób określania tego, jak daleko obiekt przemieści się w danym okresie czasu. Ale czy wiecie, co naprawdę oznacza prędkość? Na przykład ograniczenie prędkości w pobliżu szkoły wynosi 30 km/h. Jeśli samochód porusza się z prędkością 30 km na godzinę, to jaką odległość przejedzie w ciągu 1 godziny? A jaką w 2 godziny? Wykonaj obliczenia razem z uczniami.
30 km/h czyli 1 godz.= 30 km 30 km/h czyli 2 godz.= 60 km Jednostką prędkości mogą być różne kombinacje długości i czasu np: km/h (kilometry na godzinę) m/h (metry na godzinę) m/min (metry na minutę Zapytaj uczniów, jakie zwierzęta lub pojazdy mogą poruszać się z taką prędkością? Jak obliczyć prędkość: Ćwiczenie: Prędkość = droga : czas Wyścig rowerowy na 100m Czas: Powyższa ilustracja przedstawia wyniki wyścigu rowerowego. Polecenia: - wskaż długość całego dystansu wyścigu - podaj w jakim czasie ten dystans pokonała Julia - pamiętaj o jednostkach przy danych wielkościach (sekundy, metry) - zwróć uwagę, czy uczniowie nie podają błędnie np. numerów roweru lub rekordu podanego na obrazku Wykorzystując te informacje, należy obliczyć prędkość każdego zawodnika korzystając z wzoru zamieszczonego powyżej. Obliczenia dokonuj razem z uczniami przy użyciu kalkulatora, kalkulatora w komórce lub darmowej aplikacji zainstalowanej na tablecie. Poproś uczniów o zapisanie własnych wyników i porównanie ich z innymi grupami. Przykład: Prędkość Julii to odległość podzielona przez jej czas, czyli:
100m : 28s 3,57 m/s 3,57 (metra na sekundę ) Czas na doświadczenia! Uczniowie przygotują 2 eksperymenty. Najpierw spróbują postawić swoje hipotezy do każdego z eksperymentów. Zadaniem głównym uczniów jest zmierzenie brakującej danej (czasu lub drogi) w zależności od tego, jak szybko będzie poruszał się Dash. Swoje wyniki każda z grup uczniów wpisuje na Kartach Pracy z piktogramami. Eksperyment 1: Stałą daną jest droga (odległość) - jej długość wynosi 100cm. Zadaniem uczniów jest zmierzenie czasu, w jakim Dash pokonał tą odległość, w zależności od różnej prędkości Dasha. W jaki sposób zmiana prędkości wpływa na czas przebytej drogi? Uczniowie powinni starać się odpowiedzieć na to pytanie (czyli postawić hipotezę) i podać szczegółowe wyjaśnienie swoich odpowiedzi. Przykładowa hipoteza: przy wyższych prędkościach potrzeba mniej czasu, aby pokonać ten sam dystans; przy niższych prędkościach zajmuje to więcej czasu. Po postawieniu hipotez, uczniowie mają za zadanie dokonać rzeczywistych pomiarów. W tym celu każda z grup uczniów powinna: 1) Zapoznać uczniów z podstawami obsługi aplikacji Blockly Zaznajamiamy ucznia z obsługą aplikacji Blockly (podstawy znajdują się w prezentacji Blockly - START ). Podczas pierwszych kroków z aplikacją, ułatwieniem dla uczniów będą wydruki bloczków, które można wyciąć i którymi można manipulować na stoliku (Załącznik 1 Bloczki) Bloczki pokażą uczniom, w jakiej kategorii klocków powinni odszukać właściwy blok. Podkreślmy różnice użycia bloczków. 2) Zaprogramować Dasha, by poruszał się tak szybko jak chcemy (dla uproszczenia zalecamy wprowadzenie tylko 3 poziomów prędkości: wolno (slow), normalnie (normal) i szybko (fast)). Można to wykonać np. poprzez zaprogramowanie 3 pomarańczowych przycisków, które znajdują się na głowie Dasha. Poniższy przykład kodu w Blockly spowoduje, że po naciśnięciu danego przycisku (1 z 3), Dash będzie poruszał się z określoną przez nas prędkością (wolno, normalnie lub szybko).
3) Skonstruować tor wyścigowy, po którym będzie jeździł Dash, a uczniowie będą dokonywali swoich pomiarów. Oznacz taśmą linię startu i użyj linijki do odmierzenia 100 cm. Wyraźnie odznacz linie startu i mety oraz zarysuj ścieżkę, po której Dash będzie się poruszał (na taśmie możesz umieścić jednostki długości). 4) Dokonać pomiarów czasu Zatrzymaj stoper, gdy Dash dotrze do linii mety, a następnie zatrzymaj Dasha. W ten sposób, w zmierzonym czasie Dash pokona 100 cm przy danej prędkości. Powtórz każdą próbę prędkości kilka razy, aby upewnić się, że wyniki są dokładne. 5) Nanieść wyniki na karcie pracy z pomiarem czasu (Załącznik 2). 6) Obliczyć na kalkulatorze prędkość i wpisać wyniki do ostatniej kolumny w tabeli. Przypomnij uczniom wzór na prędkość: odległość podzielona przez czas. Zapisz wzór na tablicy, jeśli to będzie potrzebne.
Upewnij się, że uczniowie używają jednostek w swoich odpowiedziach. Uczniowie mogą korzystać z kalkulatora, poproś o zapis cyfr do przecinka, pomijaj z dziećmi części. Eksperyment 2: Stałą daną jest czas - wynosi 5 sekund. Zadaniem uczniów jest zmierzenie drogi/odległości, jaką pokona Dash w tym czasie, w zależności od różnej prędkości Dasha. W jaki sposób zmiana prędkości wpływa na odległość przebytą w 5 sekund? Uczniowie powinni starać się odpowiedzieć na to pytanie (czyli postawić hipotezę) i podać szczegółowe wyjaśnienie swoich odpowiedzi. Przykładowa hipoteza: przy wyższych prędkościach Dash pokona większy dystans w tym samym czasie; przy niższych prędkościach Dash pokona mniejszą odległość. Po postawieniu hipotez uczniowie analogicznie jak w 1 eksperymencie mają za zadanie: 1) Dokonać pomiarów drogi/ odległości Zatrzymaj Dasha po upływie określonego czasu, zaznacz miejsce, w którym Dash zatrzymał się i zmierz tą odległość. Powtórz każdą próbę prędkości kilka razy, aby upewnić się, że wyniki są dokładne. 2) Nanieść wyniki na karcie pracy z pomiarem drogi (załącznik 3). 3) Obliczyć na kalkulatorze prędkość i wpisać wyniki do ostatniej kolumny w tabeli. WNIOSKI Z DOŚWIADCZEŃ: Po przeprowadzeniu doświadczeń przeanalizujmy wnioski z uczniami prowadząc dyskusję zgodnie z propozycją pytań poniżej: Wszelkie odstępstwa z wyjaśnieniem, dlaczego można je odrzucić np. ktoś nie uważał przy pomiarach, Dash trafił na przeszkodę lub koła Dasha nie były prowadzone prosto. Jeżeli doszło do różnic pomiędzy próbami z taką samą prędkością, co może je wyjaśnić? W jaki sposób można wybrać próbę, której czas nadaje się do przedstawienia prędkości Dasha? Mogą zaistnieć niewielkie różnice wynikające z zacięcia się lub poślizgu kół Dasha. Jeśli uczniowie nie ustawią prosto Dasha za każdym razem, zmierzona
odległość lub czas mogą się nieco różnić. Po usunięciu wartości skrajnych, każdy wybór będzie właściwy, ale uczniowie powinni wyjaśnić swój wybór (np. mogą wybrać prędkość najczęściej występującą lub prędkość środkową). Jak hipotezy mają się do uzyskanych danych? Czy uzyskane wyniki są takie same? Jakie są różnice między ustawieniami prędkości Dasha? Jaki jest związek między odległością, czasem i prędkością? LEKCJA 2 Próba zmiany prędkości Dasha. Wstęp: wprowadzimy ucznia w pojęcie przyspieszenia, podamy przykłady przyspieszenia, zastanowimy się, jak roboty mogą na siebie reagować. W kolejnym projekcie spróbujemy połączyć reakcję Dasha na Dota. Ponieważ przewodnim tematem zajęć jest prędkość, pokuśmy się o realizację scenariusza, w którym Dash będzie zmieniał prędkość w zależności od reakcji Dota! Wprowadzamy uczniom pojęcie przyspieszenia pojazdu, ale nie w kontekście matematycznych wzorów i definicji, tylko w zakresie zmiany prędkości przez poruszające się przedmioty. Uczniowie podają przykłady prędkości ze swojego otoczenia. Wykonują próby, np. bieg szybki i wolny, który uczeń szybciej przekroczy wyznaczony punkt trasy, który uczeń w wyznaczonym czasie jako pierwszy dobiegnie do nauczyciela. Zadajemy w klasie pytania: - co to jest przyspieszenie? - czy ty zawsze chodzisz z taką sama prędkością? - kiedy zmieniasz swoje tempo chodząc (w jakich sytuacjach)? Zwróćmy uwagę z dziećmi czy zawsze chodzimy tak samo, czy są sytuacje w których się spieszymy, jakie to są sytuacje. Jak zachowujemy się idąc z klasa na spacer, kiedy jesteśmy ustawieni w parach, czy nasze tempo jest zawsze takie samo, zastanówmy się jak się zachowujemy idąc w parze pierwszej a jak gdy jesteśmy np. czwartą parą w grupie. - kiedy pojazdy zmieniają swoją prędkość (w jakich sytuacjach)?
Przeprowadźmy dyskusję z dziećmi, korzystając z ich własnych obserwacji podczas drogi do szkoły lub podczas podróży z rodzicami. W jakich sytuacjach zwalniamy: czy na skutek pewnych zdarzeń, np. światła drogowe, korek, inne pojazdy poruszające się z mniejsza prędkością, rowerzysta na poboczu? Czy są takie sytuacje na drodze, kiedy pojazd powinien przyspieszyć np. wyjątkowa sytuacja zagrożenia? Czas na doświadczenia! 1) Przygotowujemy wydruk bloczków (załącznik 1) 2) Uruchamiamy aplikację Blockly. Uruchamiamy aplikację Blockly z dziećmi. Łączymy naszego Dasha i Dota z aplikacją. Zaglądamy do niebieskiej kategorii Drive i staramy się razem z dziećmi odszukać bloczków z naszego wydruku. Prezentujemy uczniom, w jaki sposób przeciągamy bloki i jak je łączymy. Odnajdujemy przycisk START znajdujący się w lewym dolnym rogu. Po naciśnięciu okienka Top button na tym bloczku, pokażą się wszystkie możliwe zdarzenia, na jakie może zareagować Dash. Ograniczmy się do tych, które będą nam potrzebne w projekcie, czyli Object behind, Object In front oraz See Dot. 3) Przedyskutujmy z dziećmi, co oznaczają poszczególne ikony. Możemy zademonstrować razem z dziećmi jak będzie wyglądał nasz
projekt. Jeśli ktoś stanie przed nami (np. pani staje przed uczniem), to uczeń wstaje lub porusza się w kierunku pani. Jeśli pani staje za uczniem, to uczeń siada lub porusza się tyłem do pani. 4) Planujemy nasze doświadczenie Pokazujemy uczniom, w jaki sposób Dot może reagować z Dashem. Spróbujmy tak zaprojektować Dasha, aby w sytuacji, gdy Dot znajdzie się z przodu to robot przyspieszy, a jeśli za nim to robot będzie zwalniał. Możemy pokusić się o rysunek na tablicy prezentujący zakres zadania. Decydujemy, czy chcemy, aby robot poruszał się cały czas, czy ma przejechać określoną długość. Propozycje obu wariantów znajdują się poniżej. 5) Budujemy schematy bloków w Blockly (uruchamiamy Dasha) Kiedy naciśniemy przycisk START, Dash może poruszać się ciągle z prędkością normalna lub w sytuacji drugiej, pokona tylko 50 centymetrów i się zatrzyma. Pozwólmy uczniom zadecydować o wyborze wariantu. lub W sytuacji pierwszej, należy dodać bloczki, które pozwolą zatrzymać Dasha na nasze żądanie. Przykładem takiej reakcji może być naciśnięcie głównego (białego) przycisku na głowie Dota - skrypt będzie wtedy wyglądał jak poniżej:
6) Budujemy schematy bloków w Blockly (przyspieszenie) Zaprogramujmy zmianę prędkości na szybki w sytuacji, gdy Dash zobaczy przed sobą Dota. Pamiętajmy, że Dash wykrywa Dota z odległości około 50 cm. lub 7) Budujemy schematy bloków w Blockly (zwalnianie) lub Jeśli chcemy, aby Dash zwolnił, spowodujmy zmianę prędkości na wolno po ustawieniu dowolnego przedmiotu za Dashem. Może to być Dot, pudełko, noga dziecka itp. WNIOSKI Z DOŚWIADCZEŃ: Po przeprowadzeniu zadania, przeanalizujmy wnioski z uczniami prowadząc dyskusję zgodnie z propozycją pytań poniżej: Jakie trudności pojawiły się podczas zabawy z Dashem i Dotem? Czy zawsze następowała zamierzona zmiana prędkości. W jakich sytuacjach Dash nie reagował na Dota.
Z jaką inną prędkością może poruszać się Dash? Która z wersji proponowanych wyżej jest lepsza? Dlaczego?