BricQ 趣动基础套装

推车德比大赛

搭建弹簧发射器和带可拆卸式刹车的汽车,用以探索推力、拉力和摩擦力的影响。

30-45分钟
中级
小学低年级
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课前准备

  • 查看在线学生学习材料。上课期间可使用投影仪与学生分享此材料。
  • 请确保在前面的课程中已介绍过相关概念(如推力、拉力、摩擦力、测量距离)。
  • 请清理出一块至少一米长度的光滑地面作为赛道,供学生测试他们的汽车。使用胶带标记起跑线。
  • 请考虑所有学生的能力水平和背景。进行分层化教学,让每个学生都可以参与其中。有关建议,请参阅下面的分层教学部分。

参与

(全班,5 分钟)

  • 请在播放视频之前提出以下问题:
    • 如何在不使用电机的情况下使汽车移动?
    • 你听说过推车德比大赛吗?
  • 请在此处观看学生学习视频,也可通过在线学习材料获得视频链接。
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  • 观看推车德比大赛视频,围绕视频中观察到的力展开一次讨论。
  • 如果学生需要指导,请通过如下问题给予帮助:
    • 什么使汽车快速或缓慢行驶?推力、小山、摩擦力。
    • 如果人们放开他们的车会发生什么?它会继续行驶。
    • 什么可以减慢汽车的速度?刹车、摩擦。
  • 告诉学生,他们将搭建一辆推车和一个弹簧发射器。
  • 向每组分发一套套装。

探究

(小组,25 分钟)

  • 让学生两人一组合作搭建推车模型。告诉他们轮流进行搭建,一位寻找积木,另一位进行搭建,每个步骤完成后交换角色。
  • 可从下面的提示部分找到搭建方面的帮助。
  • 当学生搭建完成后,让各小组将发射器放置在起跑线上。
  • 在启动汽车后,让学生测量车子的行驶距离。可以使用尺子,也可以使用其它测量工具。
  • 就测试任务向学生提供以下说明:
    • 向前推动或拉动弹簧,然后将其保持到位。强调此操作将使弹簧缩回并改变其形状。
    • 将汽车放在乐高小人仔旁边。
  • 提示:如果把汽车退回到起跑点最顶端,它会行驶得最远,所以在释放弹簧之前,汽车应接触黄色的推动积木。向学生展示这个操作。
    • 释放弹簧,观看汽车驶离。
    • 尝试按下黄色刹车,然后将其拆下,看汽车在没有刹车的情况下能够行驶多远。
    • 在使用刹车和不使用刹车的情况下分别测量 3 次。每次试验后,在汽车停止点放置另一个手持方格旗的乐高小人仔。如果突破前一次的距离,则移动乐高小人仔以标记新的停止点;否则,将其留在原处。
  • 学生可以在学生学习单上记录试验结果。

解释

(全班,5 分钟)

  • 召集学生一起分享他们所搭建的模型。

  • 可以提出如下问题:

    • 就刹车如何影响汽车的行驶距离,你注意到了什么?
      请说明刹车如何推压汽车的车轮,并使其减速。
      地板也会推压车轮。这些力被称为“摩擦力”。
    • 你认为为什么汽车在某些试验中比在另一些试验中行驶得远?
    • 关于推力你观察到了什么?
  • 让学生观看发射器上的箭头。

    • 为什么发射器上有两个箭头?
    • 它们指示什么(即推/拉)?
  • 为了进一步解释摩擦,让学生在空中挥手。解释因为摩擦力很小,所以这样做很容易。然后让他们用双手抚过桌面。请说明他们越用力向下推,就越难移动他们的双手。那是因为摩擦力较大。汽车的刹车具有相同的工作原理。

拓展

(全班,10 分钟)

  • 要求学生把他们所有的发射器排成一行,进行一场推车德比大赛。谁的汽车跑得最远?为什么?
  • 为学生留出一些时间拆解模型,将积木分类放回托盘,并清理工作台。

评估

(贯穿整节课)

  • 向学生提出引导性问题,鼓励他们通过“出声思维 *(Think Aloud)*”的方式,解释他们在模型搭建过程中进行决策时的思考和推理过程。

观察检查清单

  • 围绕主题:“不同类型的力是如何影响产生更大的推力或拉力,以使物体加速或减速”,评估学生的描述能力。
  • 可根据教学需要设定评估等级,例如:
    1. 需要额外帮助
    2. 能够独立工作
    3. 能够教别人

自我评估

  • 让每位学生选择一块最能代表自己当前水平的积木:
    • 绿色:我觉得自己能够描述“推力”和“拉力”的含义。
    • 蓝色:我知道自己能够描述“推力”和“拉力”的含义。
    • 紫色:我不仅能够描述“推力”和“拉力”的含义,还能帮助同伴理解。

同伴反馈

  • 让学生在各自小组内讨论他们的合作经验。
  • 鼓励他们使用如下表达方式:
    • 当你......我非常感兴趣
    • 当你......我想了解更多
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提示

搭建要诀

  • 这是一个具有挑战性的模型。如果你发现学生出了错,就要指出来,这样错误就不会随着搭建工作的深入而复杂化。在 20 分钟内,大多数学生应该至少完成发射器的搭建。最好在 20 分钟时让学生停止搭建,给他们时间做实验。如果他们还未完成汽车,他们可以推动一个标记物或一个纸球。
  • 请在上课之前预先搭建你自己的模型。可以它为例,向学生说明该模型应该如何工作。
  • 启动汽车时:
    • 一名同伴应向前拉动黄色箭头,并将发射器保持到位。
    • 另一位小组成员将汽车放在乐高小人仔旁边。为了最大限度地传递能量,确保汽车接触将推动它的积木。
    • 释放弹簧以启动汽车。

分层教学

可通过如下方式简化本节课:

  • 让学生只练习推汽车底盘,不带黄色车厢

可通过下列方式增加难度:

  • 向学生提出挑战,让他们重新搭建发射器,改变弹簧的位置,看这样能否提高发射器的性能(即发射器还需要加弹簧吗?)
  • 让学生设计能够行驶更远的新车

拓展

(注意:这将需要额外的时间。)
为了培养学生的数学技能,可让学生使用不同的测量单位记录他们汽车的行驶距离,并进行比较。例如,他们可以使用乐高积木块数量、积木上的凸粒数量、鞋子或其它具有创意的测量单位来测量汽车的行驶距离。

CCSS.MATH.CONTENT.2.MD.A

教师支持

学生将会:

  • 探索并解释力和摩擦力如何改变物体的运动速度,以及如何影响在推车比赛中所行驶的距离
  • LEGO® Education BricQ Motion Essential 套装(每两名学生一套)
  • 量尺(每组一把)

科学课程标准(2017)
知道推力和拉力是常见的力。知道力可以使物体的形状发生改变(小学1-2年级,科学课程标准,力部分)
知道日常生活中常见的摩擦力、弹力、浮力等都是直接施加在物体上的力(小学3-4年级,科学课程标准,力部分)'
数学课程标准(2011)
结合生活实际,经历用不同方式测量物体长度的过程,体会建立统一度量单位的重要性(小学1-3年级,数学课程标准,测量)

学生材料

学生学习单

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