Spielen

Teil 1 - Schritt für Schritt

1. AnweisungenWeisen Sie die Schüler an, mithilfe ihrer Datenerfassungsblätter Daten zu den Zahnrädern des Uhrbaus zu erfassen. Sie werden sich jedes Zahnrad einzeln ansehen, um es mit dem darauffolgenden zu vergleichen. Unter Zahnrad 1 notieren die Schüler, ob es kleiner, größer oder gleich groß wie Zahnrad 2 ist. Journalisten zeichnen außerdem auf, ob sich Gang 1 schneller, langsamer oder gleich schnell wie Gang 2 bewegt. Bei Gear 2 vergleichen sie es mit Gear 3.

   

2. ModellModell mithilfe einer Gruppenuhr, wie die acht verschiedenen Gänge identifiziert werden. Modellieren Sie dann das Drehen der Kurbel, identifizieren Sie Zahnrad 1 und kreisen Sie in der Datentabelle ein, dass Zahnrad 1 hinsichtlich Größe und Drehungen Zahnrad 2 entspricht. Wenn die Schüler nicht sicher sind, wie sie die Bewegung der Zahnräder erkennen sollen, lassen Sie sie einen Zahn finden und sich auf diesen konzentrieren. Bei Bedarf können die Schüler mit einem Bleistift eine Markierung auf einen Zahn zeichnen, damit sie die Bewegung des Zahns verfolgen können. Sehen Sie sich die Animation unten an, um zu sehen, wie sich die Zahnräder bewegen, wenn der Knopf gedreht wird.

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3. ModerierenModerieren Sie, während jede Gruppe die Untersuchung durchführt. Stellen Sie sicher, dass jede Gruppe alle Gänge richtig identifiziert und vergleicht. Loben Sie Schüler, die gute Teamarbeit und Zusammenarbeit zeigen. Stellen Sie den einzelnen Gruppen bei Ihrer Runde durch den Raum die folgenden Fragen:
   1. Was untersuchen Sie?
   2. Welche Art von Daten sammelt Ihre Gruppe?

   

4. ErinnernErinnern Sie die Gruppen daran, dass sie arbeiten, wenn sie den Griff drehen. Die Zahnräder drehen die Zeiger der Uhr. Bitten Sie die Gruppen im Rundgang durch das Klassenzimmer, die Aufgaben für Sie zu definieren. Dies sollte ihnen aus früheren Laborübungen in der Einheit „Einfache Maschinen“ bekannt sein.
5. FrageBitten Sie die Schüler, darüber nachzudenken, ob es ein Muster zwischen der Zahnradgröße (z. B. das erste Zahnrad ist kleiner als das zweite) und der Drehgeschwindigkeit des Zahnrads (z. B. dreht sich das erste Zahnrad schneller als das zweite) gibt. Sehen Sie sich die Animation unten an, um zu sehen, wie sich die Zahnräder bewegen, wenn sie zusammen gedreht werden.

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Spielpause & Gruppendiskussion

Sobald jede Gruppe ihren Datenerfassungsbogenausgefüllt hat, kommen Sie zu einem kurzen Gespräch zusammen.

• Welche Muster sind Ihnen zwischen den Gängen aufgefallen? Überprüfen Sie Ihr Datenerfassungsblatt und prüfen Sie, ob Sie in Ihren Daten Muster erkennen können.
• Der erste Gang wird auch Antriebsgang genannt, da er den nächsten Gang steuert oder „antreibt“. Das zweite Zahnrad wird als angetriebenes Zahnrad bezeichnet, da es vom davor liegenden Zahnrad gesteuert bzw. „angetrieben“ wird. 
• Wenn das Antriebszahnrad kleiner ist als das Abtriebszahnrad, entsteht mehr Leistung. Wenn das Antriebszahnrad größer als das Abtriebszahnrad ist, wird das Zahnrad schneller. Haben Ihre Gruppen diese zusätzliche Geschwindigkeit während Spielteil 1 bemerkt? 
• Schauen wir uns die Gänge 8 und 9 an.
   

Teil 2 - Schritt für Schritt

1. AnweisungWeisen Sie die Schüler an, ihrer Uhr ein neuntes Zahnrad hinzuzufügen und Vorhersagen darüber zu treffen, wie sich dies auf die Bewegung der anderen Zahnräder auswirkt.

   Werden die anderen Zahnräder durch das Hinzufügen eines kleineren Zahnrads schneller geschaltet? oder langsamer? Was sagt Ihnen das über die vom Getriebe geleistete Arbeit?

   • Jede Gruppe macht vor dem Test Vorhersagen und schreibt sie in den Vorhersagebereich des Abschnitts „Spiel 2“ ihres Datenerfassungsblattes.
   • Die Gruppen fügen zunächst ein kleines rotes Zahnrad hinzu und testen dessen Auswirkung auf den Uhraufbau. Anschließend werden sie ein größeres Pink Gear hinzufügen und testen.
2. ModellModell, wie der zusätzliche 9. Gang hinzugefügt wird. Die Schüler müssen zwei verschiedene Ausrüstungsoptionen testen. Bei Option A fügen die Schüler einen kleineren 9. Gang als den 8. Gang hinzu. Bei Option B fügen die Schüler ein Zahnrad derselben Größe wie Zahnrad 8 hinzu.

   
   

   
   

3. ModerierenModerieren Sie, während jede Gruppe ihre Vorhersagen testet. Loben Sie Schüler, die bei ihren Untersuchungen Vokabeln verwenden. Achten Sie auf folgendes Vokabular:
   • Getriebe
   • Untersuchung
   • Vorhersage
   • Arbeiten

   

4. ErinnernErinnern Sie die Gruppen daran, bei Gear 9 auf Option B umzusteigen. Stellen Sie sicher, dass die Schüler demselben Testverfahren folgen wie bei Option A.

   

5. FrageFragen Sie die Schüler, wie die Zahnräder die Arbeit erleichtern. Wenn die Festigkeit durch stärkeres Drehen der Antriebsräder gegenüber den angetriebenen Zahnrädern zunimmt, welche Festigkeit nimmt dann möglicherweise zu, wenn die Antriebsräder weniger stark gedreht werden als die angetriebenen Zahnräder? Die Schüler sollten damit aus der Spielpause vertraut sein, aber geben Sie ihnen die Chance, es in eigenen Worten auszudrücken.