MV-Nordic Lucernemarken Odense S Danmark Telefon mv-nordic.com

Transkript

1 1

2 LEGO MINDSTORMS Education EV3 Aktiviteter med fokus på matematik Här får ni förslag på aktiviteter som använder LEGO MINDSTORMS Education EV3-materiel tillsammans med vår matematikmatta. Fokus i de beskrivna aktiviteterna är hämtat från matematikens värld. Aktiviteterna är inriktade på undervisning i matematik från mellanstadiet och uppåt. I det här materialet beskriver vi några aktiviteter och processer som kan utföras på mattan. Samtidigt är det viktigt att understryka att mattan banar vägen för lärarnas och elevernas kreativa utveckling, varvid nya processer och aktiviteter framkommer. Vår tanke bakom aktiviteterna på mattan är att bidra till ett större fokus på de matematiska inlärningsmöjligheterna som LEGO MINDSTORMS Education EV3 ger. Därför rekommenderar vi också att ni lär känna LEGO MINDSTORMS Education EV3 innan ni börjar arbeta med mattan. Vi rekommenderar att ni går igenom Robot Educator-aktiviteterna innan ni börjar med aktiviteterna på mattan. Kunskapsuppdragen från Space-materialet till LEGO MINDSTORMS Education EV3 är också en bra plats att hämta hjälp, när ni ska göra er förtrogna med arbetet i LEGO MINDSTORMS Education EV3. Viktigt: Om ni arbetar med surfplattor, ipad och Chromebook kan uppgift 1 och uppgift 2 inte lösas på grund av programvaran i dessa versioner, skiljer sig från mjukvaran för PC och MAC. I beskrivningarna av de olika aktiviteterna har vi tagit med lösningsförslag på uppgifterna. Dessa är bara avsedda som förslag på lösningar och det är viktigt att understryka att det ofta finns många olika lösningar. Den robot, som vi i utgångspunkt har använt till alla aktiviteter, är standardroboten från LEGO MINDSTORMS Education EV3-materialet. Det är den robot som visas i bygginstruktionerna i EV3-lådan och som är med i alla bygginstruktioner i Robot Educator-aktiviteterna. Andra robotar kan också lösa uppgifterna. Vi hoppas att ni kommer att experimentera med andra robotar och själva komma med programmeringslösningar till aktiviteterna. Hämta program Alla aktiviteter på mattan utförs med materialen från LEGO MINDSTORMS Education EV3-grundpaketet. Det är alltså inte nödvändigt att köpa annat material för att utföra aktiviteterna. Till en del av de beskrivna aktiviteterna hänvisar vi till Robot Educator eller annat relevant LEGO Education-program eller -materiel. Program till LEGO MINDSTORMS Education EV3 hämtar ni kostnadsfritt här: Vi rekommenderar att ni hämtar och installerar följande LEGO MINDSTORMS Education EV3-program (glöm inte att välja språk innan nedladdning): 2

3 När programmet är installerat hämtar ni de olika tilläggsprogrammen från sidan under fliken: CURRICULUM CONTENT. De paket som kan användas för de beskrivna aktiviteterna heter: EV3 Design Engineering Projects och EV3 Space Challenge Curriculum. EV3 Science Curriculum kan med fördel också installeras, men används inte direkt i aktiviteterna på mattan. Språket ni valde innan nedladdning gäller sedan för allt materiel som installeras därefter. Hjälpfunktioner i EV3-programmet Kom ihåg att ni kan få hjälp under menypunkten "Hjälp" i EV3-programmet: 3

4 Beskrivning av mattan Mattan är mm bred och mm lång. Den passar till våra LEGO Education Innovation Studio-bord, vilket innebär att den också passar ett FIRST LEGO League-bord. Mattan kan användas av fyra grupper åt gången. Gruppernas områden är markerade med fyra färger: röd, gul, blå och grön. Till varje färg finns det tre baser med bokstäverna A, B och C. Er robot ska placeras i den bas som beskrivs för de olika aktiviteterna. En vit cirkel, med en diameter på 73 cm, medföljer mattan. Placera den innanför den svarta cirkeln, som är tecknad mitt på mattan, för att få en officiell sumobrottningsring på 77 cm. Sumoaktiviteten beskrivs senare i detta materiel. Vill ni ha en ritning för att bygga ett bord som passar till mattan, är ni varmt välkomna att kontakta oss. Så här ser matematikmattan ut: 4

5 Mattan passar i LEGO Education Innovation Studio-bordet: Aktiviteter på matematikmattan Uppgift 1. Välj ett bestämt avstånd med hjälp av matematikikonen Matematiska nyckelbegrepp som kan ingå i denna uppgift: multiplicera, dividera, omkrets på cirkel, pi, mått, decimaler, avstånd osv. Välj ett bestämt avstånd med hjälp av matematikikonen. Matematikikonen hittar ni i den röda menyn, som heter "Dataoperationer": Placera roboten i A-basen 5

6 Det finns många sätt att lösa den här uppgiften på! Det "bestämda avståndet" kan räknas ut genom att ta reda på hur långt er robot kan köra i en vända. Detta tar ni reda på genom att multiplicera hjulets diameter med pi. Hjulets diameter är 5,6 cm. OBS! Diameter och bredd står på LEGO däcken, men eleverna kan också mäta sig fram till diametern. Omkretsen på hjulet är därför 5,6 cm x pi, ungefär 17,6 cm. Experimentera med att få roboten att köra ut till var och en av de tre färgmarkerade pilarna. Det är viktigt att ni är noga när ni placerar er robot i basen. Om ni exempelvis har monterat hjul med en diameter på 5,6 cm så kommer roboten att köra exakt 104 cm (stå under a i första ikonen!) Skriv in pi under b i första ikonen: Uppgift 2. Visning av hastighet i robotens display Matematiska nyckelbegrepp som kan ingå i denna uppgift: multiplicera, dividera, omkrets på cirkel, pi, avstånd, hastighet, datakablar, avrundning av tal osv. Inspiration från Robot Educator, utöver grunderna, 10. Utmaningen är att programmera roboten att köra ett avstånd och visa hastigheten i displayen på EV3. Här är ett förslag på ett EV3-program som löser utmaningen. Roboten kör 100 cm vid motorstyrka 80. Väntaikonen sist i programmeringssekvensen bestämmer hur länge hastigheten visas i displayen: 6

7 I var och en av mattans sidor står ett centimetermått. Få roboten att köra ett specifikt avstånd, t.ex. 100 cm, från A-basen med olika hastigheter och att visa hastigheten i displayen. Hastigheten visas som cm/s. Uppgift 3. Flytta KUBEN från dess placering till ett av de färgade fälten inuti cirkeln på mitten av mattan. Matematiska nyckelbegrepp som kan ingå i denna uppgift: multiplicera, dividera, omkrets på cirkel, pi, mått, decimaler, avstånd osv. Flytta KUBEN med roboten från dess placering till valfritt färgat fält i cirkeln på mitten av mattan. Placera roboten i B-basen. Bygg en arm på roboten. Se eventuellt Robot Educator Grunderna Flytta objekt. Instruktionerna för att bygga armen heter Medelstor motor, körningsbas under bygginstruktioner. Här finns även instruktionerna för den KUB, som ska placeras på mattan. Bygginstruktionerna heter Kub. Experimentera med att flytta KUBEN till olika färgade fält i cirkeln. Uppgift 4. Använd gyrosensorn för att vrida roboten i olika vinklar Matematiska nyckelbegrepp som kan ingå i denna uppgift: vinklar, vinkelgrader, arealer, geometriska figurer osv. Placera roboten i B-basen på mattan och få den att vridas i olika grader. Använd visad cirkelbåge med de markerade vinklarna 30, 60, 90 och 120 för att få roboten att vrida sig dessa gradtal. Experimentera med andra gradtal. Var uppmärksam åt vilken håll roboten ska vridas, när ni kör de tre vinklarna. Hämta inspiration från övningen Robot Educator, Grunderna, 7. Härunder visas två programförslag till en robot som vrids -45 och 45. Experimentera med flera olika gradtal: 7

8 Uppgift 5. Få roboten att köra bestämda figurer I den här utmaningen ska ni få er robot att följa de geometriska figurerna som visas på mattan. Roboten ska starta i C-basen. Det visas rätvinkliga trekanter, en fyrkant och en cirkel. Det finns många sätt att få roboten att köra de visade figurerna på. Ni kan använda spakstyrning eller rattstyrning. Ni kan med fördel sätta gyrosensorn på roboten och få den att kontrollera det gradtal, som roboten ska vridas. Prova er fram och hitta en metod som passar för vald modell. Använd de färdigheter ni har uppnått i de fyra första uppgifterna! Beräkna arean på de figurer som ni kör. Ni kan använda linjaler och måttband för att mäta sidorna och diametern. Uppgift 6. Få er robot att rita olika geometriska figurer Lägg några stora pappersark på bordet, gärna A1 eller större. Nu ska er robot rita geometriska figurer trekanter, fyrkanter och cirklar. Beräkna sedan figurernas arealer, vinklar, radie och omkrets. I den här utmaningen måste ni först bygga en hållare för en tuschpenna. Viktigt: Tuschen kan tränga igenom papperet, om det är för tunt. Tips Rulla bort mattan inför den här uppgiften så att ni inte ritar på den! Det finns många alternativa sätt att bygga en pennhållare. I Projekt teknik och design Byggidéer 24/31 finns det förslag på hur man bygger en pennhållare: 8

9 Förslag på montering av pennhållaren på robotbasen. Vi har använt några extra LEGO delar för att få hållaren att sitta optimalt (observera att detta bara är ett förslag). Ni kan helt säkert själva bygga en annan hållare, som kan monteras på roboten. Det är till hjälp om tuschpennans spets är placerad i linje med axeln mitt emellan de två hjulen, som på bilderna här: Nu kan ni få roboten att rita. Härunder visas ett exempel på ett program som använder gyrosensorn när det ska ritas en trekant. Det finns många andra alternativ för att skapa program för roboten: Beräkna nu arean på den tecknade trekanten (utan att använda vare sig robot eller LEGO). Ni kan använda linjaler, måttband osv. Räkna ut volymen på era figurer Tidigare räknade ni ut arean på era figurer. Ni kan även använda LEGO MINDSTORMS Education EV3 för att räkna ut volymen på era figurer (cirklar, trekanter eller fyrkanter). Bygg vidare på er robot. Montera en ultraljudssensor på tvärstaget och sex LEGO element baktill på roboten. Se bilder nedan: 9

10 Slå på er EV3-kloss och gå till den tredje menypunkten i displayen. Välj Portview och klicka er fram till porten med ultraljudssensorn. Ni kan nu avläsa det avstånd som ultraljudssensorn registrerar om ni håller en hand över sensorn. Håll handen stilla så att ni får en exakt avläsning. Nu kan ni mäta höjden på er figur! Ställ EV3-roboten på högkant (bild 4) så att ultraljudssensorn pekar rakt upp. Avläs höjden i displayen. Kom ihåg att lägga till robotens längd, om ni vill att mätningen ska försiggå från bordsytan. Ni kan också få roboten att rita olika roliga geometriska mönster! Prova att montera pennhållaren i andra vinklar eller på andra sätt och se vad den ritar! Uppgift 7. Sumobrottning Tillsammans med matematikmattan fick ni en vit cirkel med en diameter på 73 cm. Denna cirkel ska placeras invändigt i den svarta cirkeln på mitten av mattan. Då får ni en cirkel på 77 cm i diameter (inklusive den svarta cirkeln), vilket är ett av de officiella måtten på en sumoring. Sumobrottning går ut på att två robotar kämpar mot varandra för att putta ut varandra ur cirkeln. Använd sensorer och motorer för att bygga den bästa sumoroboten. Se inspiration och regler här: Vi hoppas att dessa uppgifter har inspirerat er till nya matematiska utmaningar och eventuellt till att själva skapa nya uppgifter eller designa mattor med tillhörande utmaningar. 10