Лего первые механизмы волчок
Обновлено: 02.05.2024
Исследуйте результат действия шестерёнок, уравновешенных и неуравновешенных сил на движение объекта.
1. Установление взаимосвязей
( 5-10 мин. )
Однажды, гуляя в парке, Дима и Катя увидели, как дети играют с волчками. Волчки у них долго крутились, не падая. Как весело! Дима и Катя задумались, как самим построить волчки, и очень скоро они уже вращали волчки собственной конструкции. Вот только их волчки крутились недолго, а пальцы начали болеть от постоянного подкручивания. Им нужно какое-нибудь устройство, которое заставит волчки вращаться быстрее и дольше!
Не могли бы вы помочь Диме и Кате сделать приспособление, которое заставит волчки вращаться?
Попробуйте!
2. Конструирование
( 10-15 мин. )
Соберите пусковой механизм и волчок инструкции № 2
Возьмите пусковой механизм и установите его конец, на котором находится шестерня, на синюю ось волчка.
Синяя шестерня на оси волчка должна сцепляться с большой желтой шестерней пускового механизма и вращаться, когда вы поворачиваете ручку.
Полезный совет
Чтобы запустить волчок, требуется хорошая координация движений!
Попробуйте сделать это сами.
идея
Чтобы запустить волчок, крутите ручку и поднимайте пусковой механизм строго вверх.
Полезный совет
Лучше дать маленьким детям сначала поиграть с волчком и пусковым механизмом и только потом перейти к «серьезным» опытам.
3. Рефлексия
( 10-15 мин. )
Кто дольше?
Волчок можно запустить двумя способами. Желтая шестерня пускового механизма может сцепляться как с синей, так и с красной
шестерней волчка. Проверьте, в каком случае волчок будет вращаться дольше.
Сначала попробуйте предположить, какой из волчков будет вращаться дольше. Запишите свое предположение, используя термины, предложенные в Рабочем бланке.
Запишите результаты, пользуясь терминами из Рабочего бланка.
Пусть дети поразмышляют над результатами своих исследований, а вы активизируйте этот процесс с помощью вопросов:
Попробуйте предположить, что случится и почему?
Напишите, что произошло.
Получился ли у вас чистый эксперимент?
С одинаковой ли скоростью вы вращали ручку в опытах А и Б? На одной ли поверхности вы проводили эксперименты?
Опишите, как работает модель.
Полезный совет
Чтобы точно измерить время вращения волчков, воспользуйтесь
обычным таймером.
Знаете ли вы?
У синей шестерни 8 зубьев, у красной — 24, а у желтой — все 40!
4. Развитие
( 10-15 мин. )
Можете ли вы придумать свою конструкцию волчка?
Придумайте и сделайте волчки собственной конструкции.
Подумайте, какие материалы лучше всего подойдут и какой формы должны быть волчки.Попробуйте создать с помощью волчков интересные оптические эффекты и смастерите волчки для разных видов игр.
Нарисуйте свой лучший проект волчка в Рабочем бланке.
В помощь преподавателю
• закрепление понятия энергия;
• введение понятия чистый эксперимент;
• знакомство с методами измерения;
• изучение вращения;
• изучение возможностей сочетания материалов;
• знакомство с передаточными механизмами;
• развитие умения оценивать полученные результаты;
• развитие способности придумывать игры.
Набор «Первые механизмы» (рекомендуется использовать один набор для двух учащихся)
Бумага
Ножницы
Свободное пространство на гладком, ровном полу (несколько квадратных метров)
Таймер или часы
Изучите такие физические понятия как типы сил и движений, возобновляемая энергия, а также накопление, хранение и использование энергии.
1. Установление взаимосвяей
( 5-10 мин. )
Дима и Катя нашли огромный тяжеленный сундук с сокровищами, закопанный у старой шахты. Клад оказался настолько тяжелым, что ребята никак не могут вытащить его из ямы своими силами.
Дети заинтересовались, нельзя ли как-то воспользоваться стоящим рядом с шахтой старым ветряком, который служил когда-то для откачки воды.
Пес Барбос тоже хорошо постарался, помогая ребятам выкапывать клад. Теперь он отошел в сторонку от Димы и Кати, чтобы отдохнуть, и случайно нашел длинный кусок веревки. Он побежал обратно к ребятам, чтобы предложить им выгуливать его на новом «поводке».
Дима однажды смотрел фильм, в котором для подъема различных грузов использовали ветряк и веревку, и сразу же поделился этой идеей с Катей. Дети поняли, что смогут придумать, как им вытащить сундук из ямы.
А как бы вы стали поднимать тяжелый груз при помощи ветряка и веревки? Подумайте!
2. Конструирование
( 20-25 мин. )
Соберите модель ветряка
(Технологические карты 8A и 8B, с. 12, шаг 17)
Раскрутите ветряк рукой. Плавно ли работает механизм?
Если вы чувствуете, что вращение затруднено, ослабьте втулки оси и проверьте, плотно ли подогнаны друг к другу остальные элементы конструкции.
Установка ветряка
ПРИМЕЧАНИЕ. Сначала соберите базовую модель и отметьте зону для проведения безопасных испытаний.
- Установите вентилятор на полу около розетки.
- Поставьте модель ветряка на расстоянии 2 м от вентилятора.
- Переключая мощность вентилятора и изменяя расстояние между ним и моделью, подберите такие параметры, при которых сила «ветра» ДОСТАТОЧНА для того, чтобы медленно поднимать груз ЛЕГО ® .
- ПРОВОДИТЕ ВСЕ ПОСЛЕДУЮЩИЕ ИСПЫТАНИЯ ПРИ ЭТИХ УСЛОВИЯХ (если только не захотите исследовать влияние скорости «ветра» на работу модели).
- Обозначьте (например, лентой) границу зоны проведения безопасных испытаний (минимальное расстояние от ветряка). В этой зоне (за обозначенной границей) несколько групп могут одновременно без всякого риска испытывать свои модели. Проследите, чтобы ветрякам «доставалось» одинаковое количество «ветра».
3. Рефлексия
( 20-25 мин. )
Сколько крыльев лучше всего установить на ветряк?
Какой ветряк, по вашему мнению, поднимет сундук с кладом (грузик ЛЕГО ® ) быстрее всего? Можете ли вы объяснить почему?
Вариант 3 дает наилучшие результаты. У этого ветряка самая большая площадь крыльев для «захвата» энергии ветра.
Удивительный факт!!
Вариант 2 с несимметрично расположенными крыльями – самый неудачный. Площадь захвата здесь больше, чем у модели 1 с двумя крыльями, но несбалансированность крыльев сводит на нет это преимущество.
Подумайте!
Какое значение имеет форма крыльев? Если у вас осталось свободное время, вырежьте из картона и испытайте на своей модели крылья (лопасти) различной формы, но с одинаковой площадью поверхности.
ПРИМЕЧАНИЕ
Площадь каждого крыла (лопасти) из набора составляет примерно 40 см^2^.
Как работает собачка храпового механизма, если:
груз уже поднят наверх, а ветер внезапно прекратился?
В этом случае ветряк останавливается, но храповой механизм не позволяет грузу упасть. Отличное устройство для обеспечения безопасности!
ветер продолжает дуть, а вы перебросите собачку в положение, показанное на рисунке?
Ветряк застопорится. При этом движущие силы будут противоположны друг другу по направлению.
груз поднят, ветер прекратился, а собачка установлена в положение, показанное на рисунке?
Ветряк превращается в вентилятор, работающий за счет запасенной поднятым грузом энергии – опускаясь (падая), груз вращает крылья ветряка, то есть ветер как бы «возвращается» обратно!
Силомер на основе резиновой ленты
Чтобы определить подъемную силу до того, как ветряк остановится, привяжите к подъемной веревке резиновую ленту, или пружинные весы (безмен), или динамометр. Измерьте, насколько они растянутся. Вы увидите, что мощность ветряка очень большая.
4. Развитие
( 25-30 мин. )
Все дело во вращении!
Как можно накапливать энергию, а затем ее использовать?
В этом упражнении мы поднимаем груз вручную, вращая рукоятку механизма. Для подъема груза можно также использовать энергию ветра, но тогда, прежде чем освободить волчок, надо будет снять лопасти.
Отсоедините коробку передач, как показано на с. 14, шаг 1, и сделайте три разных волчка (с. 14, 15 и 16).
Знаете ли вы?
Масса различных волчков составляет примерно:
2 г
8 г
16 г
- Вращая рукоятку, поднимите грузик (энергия подводится) и перебросьте собачку храпового механизма в запирающее положение, чтобы удержать грузик наверху (энергия сохраняется).
- Присоедините волчок.
- Расположите грузик таким образом, чтобы он мог опускаться, не задевая край стола.
- Перебросив собачку храпового механизма, высвободите накопленную энергию грузика (поднятого груза ЛЕГО ® ), которая начнет вращать волчок.
- Поднимите модель, чтобы волчок мог свободно крутиться.
- Который из волчков будет крутиться дольше и почему? Сделайте предположения, а потом проверьте их несколько раз с различными волчками.
Другие волчки
Смастерите свои волчки и проверьте, можно ли увеличить скорость и продолжительность их вращения.
Придумайте свои игры, основанные на вращении, и разработайте систему подсчета результатов.
В помощь преподавателю
Технология
- Использование механизмов – повышающая и понижающая зубчатая передача.
- Проектирование и конструирование.
- Сочетание материалов.
- Использование храпового механизма.
- Применение систем безопасности и управления.
Естественные науки
- Силы и движение.
- Возобновляемая энергия.
- Измерение массы.
- Измерение времени.
- Сила.
- Площадь.
- «Чистый» эксперимент.
- Поглощение, накопление и использование энергии.
- Методы исследования.
- Набор «Технология и основы механики» (9686) (рекомендуется использовать один набор для двух учащихся)
- Настольный вентилятор.
- Латунные грузики или пластилин.
- Секундомер или какой-нибудь другой таймер с секундной стрелкой.
- По желанию: картон и ножницы, чтобы сделать лопасти ветряка.
Технология
Определение требований к модели и раз- витие идей. Индивидуальная и групповая работа. Сборка и разборка моделей. Использование подходящих материалов и деталей, а также модульных конструкций для разработки и создания высококачественных действующих моделей. Испытание модели и определение необходимости внесения изменений. Сборка и разборка подобных моделей и проверка их соответствия поставленной задаче.
- Исследование зависимости эффективности использования энергии ветра от материала, формы и площади лопасти ветряка.
- Изучение конструкций.
- Разработка и создание для ветряка наиболее эффективной системы аккумулирования и использования энергии.
Естественные науки
Методы исследования, прогнозирование и измерение влияния переменных параметров на работу простых механизмов. Наблюдения, измерения и запись.
- Использование энергии ветра для приведения в движение различных агрегатов.
- Аккумулирование и передача энергии; переход кинетической энергии в потенциальную.
- Уравновешенные и неуравновешенные силы.
Математика
Применение на практике математических идей. Вычисления с использованием всех числовых операций. Вычисление площади, среднего значения и отношения величин и использование этих понятий. Измерение времени, расстояния и силы с необходимой точностью. Применение формул; решение простых уравнений для вычисления скорости. Выявление закономерностей, сбор данных и представление их в виде таблиц. Представление математических идей в устной, письменной и графической форме.
Сценарий урока по "Легоконструированию" для 1-2 классов. Дети знакомятся с видом шестерёнок и собирают простые модели.
Просмотр содержимого документа
«Сценарий занятия по "Легоконструированию" Волчки. Зубчатая передача.»
Сценарий урока по «Легоконструированию»
Учитель: Уральцева Светлана Владимировна, МБОУ Школа №162 им.Ю.А. Гагарина
Тема: «Волчки». Зубчатая передача
Тип урока: урок изучения и первичного закрепления нового материала.
Цель: Научить детей конструировать простой механизм «зубчатая передача движения» и использовать его в конструкции.
Формировать умение анализировать, рассуждать и ставить эксперименты.
Способствовать развитию навыков конструирования, развитие пространственного и логического мышления, мелкой моторики рук.
Влиять на формированием коммуникативных навыков у детей.
Воспитывать трудолюбие и аккуратность в работе по средствам конструктора Lego.
Понятийный аппарат: шестерёнка, ось, зубчатая передача, равновесие, устойчивый, неустойчивый, скорость, вращение, точка опоры.
Ожидаемые результаты:
Дети должны знать/понимать:
названия деталей конструктора;
способы крепления деталей друг к другу;
механизм построения зубчатой передачи;
меры безопасности при работе с оборудованием;
Дети должны уметь:
быстро найти нужную деталь конструктора;
скреплять детали конструктора между собой;
выделять путь решения в зависимости от поставленной задачи;
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, наглядный, частично-поисковый, игровой, исследовательский
Формы организации обучения: индивидуальная, фронтальная, групповая. Оборудование:Lego 9656 по количеству учащихся, мультимедийное оборудование.
Используемые учебники и учебные пособия:
LegoEducational «Первые механизмы: книга для учителя». – Институт новых технологий. – 2009656RM.
Время занятия: 30 минут
Постановка цели и задач – 2 минуты
Физминутка – 2 минуты
Конструирование- 12 минут
Проведение исследования - 4 минут
Рефлексия - 2 минуты
Ход занятия:
1.Организационный момент (установление взаимосвязей)
(2 слайд) Здравствуйте, ребята!
Ну, ребята, чур, молчок,
Будем вместе мы опять
Думать, строить, сочинять.
Будем дружно отвечать ,
-Мы продолжаем работать с набором наши «Первые механизмы» (3 слайд). Кто из вас хочет подружиться с очень весёлой и дружелюбной деталькойLego? Тогда посмотрите внимательно на экран (4слайд).
2.Беседа.(перед детьми стоят наборы Lego №9656)
-Скажите, пожалуйста, у нас с вами есть в наборах такая деталь? Найдите её и покажите мне. Какого цвета эта деталь? Какой формы? (круглой)
- Какие предметы вы знаете круглой формы? (дети перечисляют варианты)
-Так вот на самом деле эта деталь называется – колесо. Но оно не простое, чем это колесо отличается от обычного колеса? (зубчиками) Поэтому это колесо мы назовём «зубчатое колесо» или второе название шестерёнка.
- У этого зубчатого колеса есть друзья, которые очень похожи на него. Посмотрите в коробочку и найдите там другие зубчатые колёса. Покажите их мне. (5 слайд) Вот такие Зубчатые колёса у нас есть. А чем они отличаются?
- Возьмите в руки любое зубчатое колесо, рассмотрите его, потрогайте, прокатите их. Эта деталь не так проста и у неё есть своя история.
Сказка о шестеренке.
Жила-была шестеренка. Так, не большая, не маленькая, нормальная, в общем. Любила эта шестеренка вращаться. Не так, словно бездумная юла, а в каком-нибудь полезном механизме. Это было здорово, весело и приятно. Бывало, приходилось и постоять без движения, но всегда была уверенность, что сцепление с зубчиками других шестеренок имело смысл. Тысячи, миллионы оборотов, но её тело звенело от напряжения и удовольствия. Это была настоящая жизнь. Однажды шестеренкой заинтересовался инженер-исследователь. Посмотрел он на шестеренку и решил использовать её в различных механизмах, чтобы приносила она пользу людям.
Вот такая интересная деталь есть в конструкторе.
- Ребята, вы знаете, как зубчатые колеса приветствуют друг друга?
Скажите, как здороваются люди при встрече? (перечисляют варианты)Жмут друг другу руку (6 слайд).
- А у зубчатых колёс нет рук у них есть зубчики. И если шестеренки стоят рядышком, так что их зубчики соприкасаются – это значит, что они здороваются. Такое приветствие зубчатых колёс по-научному называется зубчатая передача движения (7слайд).
- Если одну из шестерёнок начать двигать в зубчатой передаче, то вторая тоже начнёт двигаться, и чем быстрее двигается одна, тем быстрее двигается и вторая шестерёнка. Вот такие дружные детальки.
- При помощи шестерёнки можно сделать замечательную игрушку, которая будет долго крутиться на одной ножке. Кто догадался, о чём идет речь? (варианты детей) Волчок (8 слайд).
3.Постановка цели и задач
- Как вы думаете, сможем ли мы сейчас с вами такую игрушку сделать? Да ещё и такой волчок, который бы крутился быстро- быстро? Предлагаю поставить цель нашего сегодняшнего занятия. (Дети ставят цель)
Цель: Сконструировать при помощи шестерёнок быстрый волчок.
Для того чтобы достичь нашу цель, чтобы у нас всё получилось, как мы с вами должны работать?
Работать дружно, сообща, помогать друг другу
Использовать в конструкции зубчатую передачу
4.Физминутка
Лего - умная игра, (пальчики сжимаем)
Завлекательна, хитра (руки в стороны).
Интересно здесь играть, (круговорот рук)
Строить, составлять, искать! (лесенка, хлопок, очки)
Приглашаю всех друзей (руками зовем к себе)
«Лего» собирать скорей.
- Теперь мы с вами готовы к работе. Приступаем к конструированию.
5.Конструирование по схеме (слайд 9)
6.Игра с волчками, проведение эксперимента.
- Покрутите волчок без помощи рукоятки. У кого дольше прокрутится волчок?
- А теперь сделайте зубчатую передачу и раскрутите волчок при помощи ручки. Конструкция должна стоять ровно, ось будет выполнять роль точки опоры.
- Понаблюдайте за шестерёнкой, как она будет быстрее крутиться, если вы раскрутите её рукой или ручкой с зубчатой передачей? Если при раскручивании в зубчатой передаче будет участвовать маленькая и большая шестерёнка или средняя и большая? При каком раскручивании наш волчок будет устойчивым? Неустойчивым?
7. Рефлексия
- С какой деталью мы сегодня познакомились?
- Как сделать так чтобы одна шестерёнка раскручивала другую?
- Когда будет волчок более устойчив, при каком раскручивании?
- Всё ли у вас получилось сегодня на занятии? Что не получилось? Какие были трудности?
- Похлопайте себе в ладошки, вы сегодня молодцы! (10 слайд)
Конструирование и моделирование из бумаги является не только увлекательным, но и одним из эффективных средств активизации творчества дошкольников. На этих занятиях развивается не только творческое мышление ребёнка, но и мелкая моторика рук, необходимая и в других видах деятельности. В результате происходит формирование у детей конструктивных умений (сравнение, анализ, синтез, классификация, которые способствуют формированию технического мышления.
С помощью лего-конструктора малыши могут создавать свой уникальный мир, попутно осваивая сложнейшие математические знания, развивая двигательную координацию, мелкую моторику, тренируя глазомер. Занятия по конструированию стимулируют любознательность, развивают образное и пространственное мышление, активизируют фантазию и воображение, пробуждают инициативность и самостоятельность, а также интерес к изобретательству и творчеству. Перед педагогом стоит важнейшая задача — создать необходимые условия для вовлечения детей в увлекательный вид деятельности, позволяющий раскрыть потенциальные способности своих воспитанников.
изготовление модели волчка из лего.
развитие сенсорных способностей детей;
развитие мелкой моторики;
развитие зрительного восприятия;
тренировка внимания, воображения, памяти, мышления детей;
развитие связной речи.
Материалы и оборудование
Конструктор мелкий лего, схема и игрушки для обыгрывания постройки.
1. Организационная часть (знакомство со схемом волчок из лего, подбором деталей подходящего размера и фактуры, правила обращения с отверткой и ключом)
2. Основная часть (Изготовление модели лего-волчка из лего по схеме). Показать способы соединения деталей мелкого лего.
дети научаться безопасно и правильно пользоваться ножницами, правильно склевать участки с одними и теми же номерами клеем, умеют называть условные обозначения и сгибать бумагу в разных направлениях, конструировать простые поделки из бумаги. Творчески оформить и обыграть поделку.
Конкретные, измеримые критерии и показатели достижения результатов
Дети научатся подбирать детали для данной схеме подходящего размера, познакомятся с основными схемами, смогут использовать полученную модель для обыгрывания, изготовленные своими руками, в игровой деятельности.
Перспективы дальнейшей реализации ОП КОП
При наличии высокой заинтересованности детей, прошедших КОП, возможно проведение занятий для других групп детей, расширение и усложнение ассортимента моделей, проведение выставок работ, проведение кружковой работы в течение всего учебного года.
1 встреча: Вступительная беседа, с помощью которой педагог привлекает внимание к теме занятия. Например, в начале занятия в подготовительной группе педагог рассказывает увлекательную сказку о доброй птичке, с которой никто не хотел дружить из-за её большого клюва. Птичка долго печалилась, но потом узнала, что существует на свете удивительная страна под названием Лего, в которой все животные и птицы живут очень дружно. В этой чудесной стране все предметы и даже жители сделаны из маленьких деталей. Попасть туда можно только одним способом — нужно пройти через волшебный мост, который превращает любого, ступившего на него, в горсть мелких кубиков и кирпичиков. Если дети правильно соберут фигурку птички по схеме, то помогут ей ожить и преодолеть все испытания на пути в страну дружбы и счастья, в которой она сможет подружиться с крокодильчиком и обезьянкой
2 встреча: 1. Вертушка
Конструирование из LEGO.
• изучение свойств материалов и возможностей их сочетания;
• формирование навыка сборки деталей;
• развитие умения оценивать полученные результаты.
В технический словарик
По пути из школы домой Дима и Катя повстречали группу детей, игравших с вертушками. Диме и Кате это занятие показалось очень увлекательным, и им тоже захотелось вертушку. Дома они стали обдумывать, какие лопасти лучше подойдут для вертушки: большие и широкие или маленькие и узкие. Катя сделала красивую вертушку с крошечными лопастями, но как Дима ни старался дуть посильнее, вертушка вращалась очень медленно.
Ребята, а вы можете помочь Диме и Кате сделать вертушку с такими лопастями, что она будет вращаться быстро?
СмартХаб работает как беспроводной соединитель между устройством и другими электронными компонентами, используя технологию Bluetooth Low Energy. Он получает программные строки от устройства и исполняет их.
Мотор
Мотор, заставляющий двигаться другие компоненты. Ось среднего мотора приводится в движение с помощью электричества. Мотор можно запускать в обоих направлениях, останавливать и переключать на разные скорости, а также активировать на определенное время (указанное в секундах).
Датчик наклона
Сообщает о направлении наклона; различает шесть положений: «Носом вверх», «Носом вниз», «На левый бок», «На правый бок», «Нет наклона» и «Любой наклон».
Датчик перемещения
Датчик обнаруживает изменения в расстоянии до объекта в его радиусе действия тремя способами: «Объект приближается»; «Объект удаляется»; «Объект изменяет положение».
Словарь основных терминов
Зубчатое колесо
Колесо, по периметру которого расположены зубья. Зубья одного колеса входят в зацепление с зубьями другого колеса и передают ему движение. Их часто называют шестернями.
Зубчатое колесо коронное
В таком колесе зубья располагаются на одной из его боковых поверхностей, придавая колесу сходство с короной. Коронное зубчатое колесо, работая в паре с обычным зубчатым колесом, изменяет направление вращения на 90°.
Зубчатое колесо,
Это цилиндр, имеющий один зуб, выполненный в виде спирали (наподобие винта). В паре с обычным зубчатым колесом используется для снижения скорости и повышения передаваемого усилия.
Замкнутая лента, надетая на два шкива, чтобы один из них мог вращать другой.
Колесо с канавкой (канавками) на ободе. На шкивы надевают ремни, цепи или тросы.
Читайте также: