Конспект занятия по лего-конструированию «Механизмы. Шестерни» (2 класс)

Аннотация

На тему «Механизмы. Шестерни» отводится 3 уч. часа.  Данное  занятие второе по указанной теме, проводится вторым годом обучения.

На этом занятии учащиеся должны построить модель механического устройства карусели и запрограммировать.  Рассмотреть, как количество зубьев и диаметр зубчатого колеса влияет на скорость вращения карусели.

Сравнить большое и маленькое зубчатое колесо, установить соотношения между их диаметром, количеством зубьев и скоростью вращения.

Ученики уже имеют представление о следующих связанных с шестернями понятиях: ведущая шестерня,  ведомая шестерня, сцепление.

Дети уже работали с основными моделями и изучили шестерни. Поэтому понятия, используемые в данном упражнении, им будут понятны. Детям будет легче делать прогнозы, т.к. они станут основываться на проведенных ранее наблюдениях.

Тема  «Механизмы. Шестерни»

Цели:

-  рассмотреть действия уменьшение скорости вращения, увеличение

   скорости вращения карусели;

- изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в модели;

Задачи:

-  построить и испытать модель «карусели»;

-  формировать умения работать по предложенным инструкциям;

-  устанавливать соответствие полученного результата поставленной цели;

-  развивать творческие способности  школьников

-  воспитывать умение работать в группе;

Ход урока:

Обсудить следующие вопросы:

Что делают, чтобы запустить часы?

Что происходит после того, как они запустили часы?

Какой механизм  у часов передает вращение стрелок?

Как работают зубчатые колёса?   (Зубья одного зубчатого колеса входят в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса, передавая на них усилие, и если первое зубчатое колесо вращается, то и второе зубчатое колесо начинает вращаться.)

Дети любят ходить в парк развлечений. Больше всего здесь им нравится кататься на карусели. Это так весело – кружиться снова и снова, размахивая руками своим друзьям и родственникам!

А вам нравятся карусели?

Что в них вам нравится больше всего?

Какой простой механизм необходим карусели для того, чтобы она могла вращаться?

Давайте построим карусель!

Дети делятся на группы.  Каждая группа производит сборку двух моделей каруселей, для чего распределяются еще на две подгруппы в каждой группе.

Конструирование

Соберите модель, следуя пошаговым инструкциям.

Дети собирают модели каруселей A и Б и производят вращение.

- Проведем некоторые проверки.

- Проверните ручку модели А, чтобы убедиться, что карусель вращается.

- Удостоверьтесь, что игрушечные человечки надежно закреплены. Дети могут использовать обоих человечков. Но можно также сказать им, что при использовании одной фигурки будет проще сосчитать количество полных оборотов карусели.

  

Наблюдение

Сосчитайте количество зубцов на шестернях. Начинайте отсчет от красной точки.

В модели A  используется две шестерни: прямозубая 8-зубчая и корончатая 24-зубчатая.

- Внимательно посмотрите и сравните карусели модели A и модель Б.

- Обведите то, что их отличает.

- На что вы обратили внимание? Объясните, чем отличаются модели.

Дети должны обратить внимание на различие размеров и количества используемых в моделях A и Б шестерней.

Теперь внимательно посмотрите на модели каруселей и сделайте прогноз.

Если я сравниваю модели A и Б, то считаю, что карусель A будет вращаться быстрее.

Дети словами описывают, какое воздействие оказывает передаточное число используемых шестерней на поведение карусели. Для вышеприведенного прогноза правильным ответом будет Б, но на данном этапе не имеет значения, верный ли ответ дают ученики. Главное, чтобы они сделали прогноз, который впоследствии будет проверен на опыте.

- Протестируйте модель карусели A.

- Сколько раз вам нужно повернуть ручку для того, чтобы заставить  лего-человечка на карусели сделать один полный оборот?

Необходимо обратить внимание детей на начальные позиции ручки и фигурки человечка. Опыт проводят не один раз, чтобы удостовериться, что их наблюдения верны. Ученики должны записать свой ответ в листе с упражнениями.

Чтобы заставить модель карусели A сделать один полный оборот, ученикам нужно будет повернуть ручку 3 раза. Передаточное число составляет 3:1; это конфигурация, понижающая скорость (т.к. 24/8 = 3/1), поэтому карусель вращается медленно.

- Внимательно посмотрите на модель карусели Б

Дети определяют виды шестерней и сосчитать количество зубцов на каждой из них. В данной модели используется четыре шестерни: две маленьких прямозубых 8-зубчатых, корончатая 24-зубчатая и большая прямозубая с 40 зубцами.

- Протестируйте модель карусели Б.

- Сколько полных оборотов сделает лего-человечек, если вы повернете ручку карусели три раза?

Дети  обращают внимание на начальные позиции ручки и фигурки человечка, как было описано ранее. Проводят опыт не один раз, чтобы удостовериться, что их наблюдения верны.

Три оборота 40-забчатой шестерни приводят к пяти оборотам карусели. Передаточное отношение в данном случае 3:5 (потому что 24/40 = 3/5), и карусель вращается в гораздо более быстром темпе.

Дети делают вывод и сверяют его со своим прогнозом.

Модель карусели Б  вращается быстрее, потому что используется конфигурация, повышающая скорость, с 40-зубчатой ведущей шестерней и 24-зубчатой ведомой.

Продолжение

Дети производят запись результатов своих наблюдений.

Позвольте ученикам своими словами объяснить, какое влияние оказывает на карусель используемый передаточный коэффициент. При этом задавайте им вопросы, такие как:

- Опишите, что произошло, когда вы начали вращать ручку.

- Сколько раз вам потребовалось повернуть ручку для того, чтобы заставить карусель сделать один оборот? Как вы думаете, почему?

- Опишите, как работает модель.

- Что вы делали для того, чтобы убедиться, что ваши наблюдения были довольно точными?

Включить компьютеры

- Энергия передается от компьютера на мотор, вращающий маленькое зубчатое колесо. Это зубчатое колесо приводит в движение коронное зубчатое колесо, установленное на одной оси, где расположена пластина для вращения с лего-человечком. Сочетание работающих вместе зубчатых колёс называется зубчатой передачей.

-Создадим программу  для карусели.

Программа включает мотор и воспроизводит Звук 15 (звук работающего мотора. После этого программа выключает мотор.

Рефлексия
- Трудно ли было создавать эту модель?
- Что вам помогало в работе?
-  Модель называется «Карусель». Что же надо сделать, чтобы привести карусель в движение?  

Краткое описание документа:

Конспект  на тему «Механизмы. Шестерни» отводится 3 уч. часа.  Данное  занятие второе по указанной теме, проводится вторым годом обучения.

На этом занятии учащиеся должны построить модель механического устройства карусели и запрограммировать.  Рассмотреть, как количество зубьев и диаметр зубчатого колеса влияет на скорость вращения карусели.

Сравнить большое и маленькое зубчатое колесо, установить соотношения между их диаметром, количеством зубьев и скоростью вращения.

Ученики уже имеют представление о следующих связанных с шестернями понятиях: ведущая шестерня,  ведомая шестерня, сцепление.

Дети уже работали с основными моделями и изучили шестерни. Поэтому понятия, используемые в данном упражнении, им будут понятны. Детям будет легче делать прогнозы, т.к. они станут основываться на проведенных ранее наблюдениях.