1
LEGO MINDSTORMS Education EV3 aktiviteter med fokus på matematik Her får du forslag til aktiviteter, der benytter LEGO MINDSTORMS Education EV3 materialer sammen med vores Matematik-måtte. Fokus i de beskrevne aktiviteter er hentet fra matematikkens verden. Aktiviteterne er henvendt til undervisning i Matematik fra mellemtrinnet og op. I dette materiale beskriver vi nogle aktiviteter og faglige forløb, som kan udføres på måtten. Samtidig er det vigtigt at understrege, at måtten lægger op til lærernes og elevernes kreative udfoldelse, hvorved nye forløb og aktiviteter fremkommer. Vores tanker med aktiviteterne på måtten er at hjælpe med at fokusere endnu mere på de matematiske læringsmuligheder, der er i LEGO MINDSTORMS Education EV3. Derfor anbefaler vi også, at I er fortrolige med LEGO MINDSTORMS Education EV3, inden I begynder på arbejdet på denne måtte. Vi anbefaler, at I har gennemgået Robot Educator aktiviteterne, før I går i gang med aktiviteterne på måtten. Læringsmissionerne fra Space materialet til LEGO MINDSTORMS Education EV3 er også et godt sted at hente hjælp, når I skal blive fortrolige med arbejdet i LEGO MINDSTORMS Education EV3. Vigtigt: Hvis I arbejder på tablets, ipads og Chromebooks, kan opgave 1 og opgave 2 ikke løses. Det skyldes softwarebegrænsninger i disse versioner. I beskrivelserne af de forskellige aktiviteter har vi medtaget løsningsforslag på opgaverne. Dette er kun tænkt som et forslag på en løsning. Det er vigtigt at understrege, at der ofte er mange forskellige løsninger. Den robot, vi som udgangspunkt har anvendt til alle aktiviteterne, er standardrobotten fra LEGO MINDSTORMS Education EV3 materialet. Det er dén robot, der er vist i byggevejledningen i EV3 kassen, og det er også den robot, der er med i alle byggevejledningerne i Robot Educator aktiviteterne. Andre robotter kan også løse opgaverne. Vi håber, at I vil eksperimentere med andre robotter og selv komme med programmeringsløsninger til aktiviteterne. Download software Alle aktiviteter på måtten udføres med materialerne fra LEGO MINDSTORMS Education EV3 grundsættet. Det er altså ikke nødvendigt at købe andet materiale for at benytte aktiviteterne. Til en del af de beskrevne aktiviteter har vi henvisninger til Robot Educator eller anden relevant LEGO Education software eller materiale. Software til LEGO MINDSTORMS Education EV3 hentes gratis på denne side: www.legoeducation.com/start Vi anbefaler, at I downloader og installerer følgende LEGO MINDSTORMS Education EV3 software - husk at vælge Dansk sprog, inden I downloader: 2
Når softwaren er installeret, henter I de forskellige tillægssoftwarepakker fra siden under fanen: CURRICULUM CONTENT. De pakker, der kan benyttes til de beskrevne aktiviteter, hedder: EV3 Design Engineering Projects og EV3 Space Challenge Curriculum. EV3 Science Curriculum kan med fordel også installeres, men den benyttes ikke direkte i aktiviteterne på måtten. Når I har valgt sproget Dansk inden download, vil al materiale, der efterfølgende installeres, også være på dansk. Hjælpefunktioner i EV3 softwaren Husk, at du kan få hjælp i EV3 softwarens menulinje Hjælp: 3
Beskrivelse af måtten Måtten er 1148 mm bred og 2370 mm lang. Den passer til vores LEGO Education Innovation Studio bord. Det betyder, at den også passer til et FIRST LEGO League bord. Der er plads til 4 hold ad gangen på måtten. Holdenes placering er markeret med fire farver rød, gul, blå og grøn. Til hver farve er der 3 baser, som har bogstaverne A, B og C. Til de forskellige aktiviteter skal jeres robot placeres i den beskrevne base. Med måtten følger en hvid cirkelskive, som har en diameter på 73 cm. Placeres den indenfor den sorte cirkel, som er tegnet midt på måtten, har I en officiel Sumo-bane på 77 cm. Sumo-aktiviteten beskrives senere i dette materiale. Ønsker I en arbejdstegning til at bygge et bord, der passer til måtten, må I endelig tage kontakt til os. Matematik-måtten ser sådan ud: 4
Måtten passer i LEGO Education Innovation Studio bordet: Aktiviteter på matematik-måtten Opgave 1. Kør en bestemt afstand ved brug af matematik-ikonet Matematiske nøglebegreber, der kan indgå i denne opgave: Gange, dividere, omkreds på cirkel, pi, måle, decimaler, afstand m.fl. Kør en bestemt afstand ved brug af matematik-ikonet. Matematik-ikonet finder I i den røde menu, som hedder Dataoperationer: Robotten placeres i Base A 5
Der er mange måder at løse denne opgave på! Kør en bestemt afstand' kan udregnes ved at finde ud af, hvor langt din robot kan køre på en omgang. Dette findes ved at tage diameteren på hjulet og gange det med Pi. Hjulets diameter er 5,6 cm. Bemærk: Diameter og bredde står på LEGO dækkene, men eleverne kan også måle sig frem til diameteren. Omkredsen på hjulet er derfor pi X 5,6 = 17,6 cm. Eksperimentér med at få din robot til at køre præcist ud til hver af de tre farvemarkerede pile. Det er vigtigt, at du er nøjagtig, når du placerer din robot i basen. Eksemplet her - der har monteret hjul, som har en diameter på 5,6 cm - får din robot til at køre præcist 104 cm (stå under a i første ikon!) Pi indsættes under b i første ikon: Opgave 2. Visning af hastighed i robottens display Matematiske nøglebegreber, der kan indgå i denne opgave: Gange, dividere, omkreds på cirkel, pi, afstand, hastighed, datakabler, afrunding af tal m.fl. Inspiration fra Robot Educator Videregående opgave 10. Udfordringen er at programmere robotten til at køre en afstand og vise hastigheden i EV3 s display. Her et forslag til et EV3-program, der løser udfordringen. Robotten kører 100 cm ved motorstyrke 80. Vent -ikonet sidst i programmeringssekvensen bestemmer, hvor lang tid hastigheden vises i displayet: 6
I hver af måttens sider er der påtegnet centimetermål. Få din robot til at køre en specifik afstand, fx 100 cm, fra Base A med forskellige hastighed, og få robotten til at vise hastigheden i displayet. Hastighed vises som cm/s. Opgave 3. Flyt CUBEN fra dens placering til et af de farvede felter inde i cirklen på midten af måtten. Matematiske nøglebegreber, der kan indgå i denne opgave: Gange, dividere, omkreds på cirkel, pi, måle, decimaler, afstand m.fl. Flyt CUBEN med robotten fra dens placering til et valgt farvet felt i cirklen på midten af måtten. Robotten placeres i Base B. Byg en arm på din robot. Se evt. Robot Educator Grundlæggende Flyt en genstand. Vejledningen til at bygge armen hedder Mellemstor motor Chassis. Her kommer også vejledningen til den CUBE, der skal placeres på måtten. Byggevejledningen hedder Kubus. Eksperimentér med at flytte CUBEN til forskellige, farvede felter i cirklen. Opgave 4. Brug Gyrosensoren til at få Robotten til at dreje i forskellige vinkler Matematiske nøglebegreber, der kan indgå i denne opgave: Vinkler, Vinkelgrader, arealer, geometriske figurer m.fl. Placer robotten i Base B på måtten, og få den til at dreje forskellige grader. Brug den viste cirkelbue med de markerede vinkler: 30, 60, 90 og 120 til at få robotten til at dreje disse gradtal. Eksperimentér med andre gradtal. Vær opmærksom på, hvilken vej jeres robot skal dreje, når de tre vinkler skal køres. Hent inspiration fra øvelsen Robot Educator Grundlæggende 7. Herunder vises to programforslag til en robot, der drejer -45 og 45. Eksperimentér med flere forskellige gradtal: 7
Opgave 5. Få din robot til at køre bestemte figurer I denne udfordring skal du få din robot til at følge de geometriske figurer, der vises på måtten. Din robot skal starte i Base C. Der er vist retvinklede trekanter, en firkant og en cirkel. Der er mange måder at få din robot til at køre de viste figurer på. Du kan bruge Tankstyring eller Bevægelsesstyring. Du kan med fordel sætte gyrosensoren på robotten og få den til at kontrollere det gradtal, robotten skal dreje. Prøv dig frem, og find en metode, der passer til den valgte figur. Du får brug for de færdigheder, du har opnået i de 4 første opgaver! Beregn arealet af de figurer, I kører. I kan bruge linealer og målebånd til at måle siderne og diameter med. Opgave 6. Få din Robot til at tegne forskellige geometriske figurer Nu skal I have nogle store stykker papir på bordet, gerne A1 eller større. For nu skal jeres robot tegne geometriske figurer trekanter, firkanter og cirkler. Beregn herefter arealer, vinkler, radius og omkreds af figurerne. I denne udfordring skal du først have bygget en holder til en tusch. VIGTIGT: Tuschen kan trænge igennem papiret, hvis det er for tyndt. Tips rul måtten væk til denne opgave, så I ikke tegner på den! Der er mange muligheder for at bygge en tuschholder. I Tekniske Designprojekter byggeideer 24/31 er der forslag til at bygge en Pen-holder: 8
Forslag til montage af Pen-holderen på basisrobotten. Vi har brugt lidt ekstra LEGO dele, for at få den til at sidde optimalt (bemærk, at dette kun er et forslag). I kan helt sikkert selv bygge en anden holder, der kan monteres på robotten. Det er en hjælp, hvis Tusch-spidsen er placeret på linje med akslen midt mellem de to hjul som på billederne her: Nu er du klar til at få din robot til at tegne. Herunder ses et eksempel på et program, der benytter Gyrosensoren, når der skal tegnes en trekant. Der er mange andre muligheder for at lave programmer til robotten: Beregn nu arealet af den tegnede trekant (uden brug af robot og LEGO). Du kan bruge linealer, målebånd m.m. Beregn rumfang af dine figurer Ovenfor udregnede du arealet af dine figurer. Du kan også bruge LEGO MINDSTORMS Education EV3 til at udregne rumfanget af dine figurer: cirkler, trekanter eller firkanter. 9
Byg lidt videre på din robot. Du skal montere en Ultralydssensor på tværstangen samt montere 6 LEGO Elementer bagpå robotten. Se billeder herunder: Tænd din EV3 klods og gå til 3. menupunkt i displayet. Vælg Portview, og klik dig frem til den port, du har sat Ultralydssensoren i. Du kan nu aflæse den afstand, som Ultralydssensoren registrerer, hvis du sætter din hånd over sensoren. Hold hånden stille, så du får en præcis aflæsning. Nu er du klar til at måle højder på din figur! Stil din EV3 robot på højkant (billede 4.), så Ultralydssensoren peger lodret op. Højden aflæses i displayet. Husk at tillægge længden af din robot, hvis du ønsker at målingen skal foregå fra bordpladen. Du kan også få din robot til at tegne forskellige sjove geometriske mønstre! Prøv at montere Pen-holderen i andre vinkler eller på andre måder og se, hvad den tegner! Opgave 7. Sumobrydning Sammen med matematik-måtten modtog du en hvid cirkel med en diameter på 73 cm. Den skal placeres indvendigt i den sorte cirkel på midten af måtten. Så nu har I (inkl. den sorte cirkel) en cirkel på 77 cm i diameter, som er et af de officielle mål for en Sumocirkel. Sumobrydning handler om, at to robotter skal kæmpe mod hinanden om at skubbe hinanden ud af cirklen. Brug sensorer og motorer til at bygge den bedste Sumorobot. Se inspiration og regler her: http://legolab.daimi.au.dk/danish.dir/sumowrestling/index.html 10
Vi håber, at disse opgaver har inspireret jer til nye faglige udfordringer og eventuelt til selv at skabe nye opgaver på banen eller designe måtter med tilhørende udfordringer. 11