Tuulen nopeus

1. Valmistaudu

• Tutustu oppilaille tarkoitettuun materiaaliin LEGO ^® Education SPIKE^™ -sovelluksessa.

2. Keskustele

• Hyödynnä alla olevan Sytykkeitä keskusteluun -osan vinkit, ja aloita oppilaiden kanssa tähän oppituntiin liittyvä keskustelu.
• Kerro oppitunnista.

3. Työskentele (20 min)

• Oppilaat rakentavat pareittain tuulimittarin.
• Pyydä heitä suorittamaan ohjelma. Seuraa oppilaiden reaktioita. Muistuta heitä siitä, että heidän on valittava kaupunki, jotta ohjelma toimii.

4. Selitä (5 min)

• Pyydä oppilaita selittämään, miten pilvidata näytetään mallissa ja miten ne kuvaavat boforiasteikkoa.

5. Syvennä (15 min)

• Pyydä oppilaita laajentamaan ohjelmiaan kokeilemalla ehtolauseita ja ottamaan huomioon erilaiset boforiasteikon mukaiset tuulen nopeudet. He voivat tehdä tämän jakamalla asteikon neljään osaan.
• Pyydä oppilaita näyttämään tuulen suunta ohjelmissaan (esim. käyttämällä valomatriisin nuolia).
• Muista varata aikaa siivoamiseen.

6. Arvioi

• Anna jokaiselle oppilaalle henkilökohtaista palautetta työskentelystä.
• Voit yksinkertaistaa arviointia käyttämällä mukana tulevia arviointiohjeita.

Keskustelkaa tuulesta.

• Puhukaa siitä, mitä asioita voi ja ei voi tehdä tuulisina päivinä (esim. lennättää lennokkia tai leijaa, pelata jalkapalloa tai pesäpalloa, pitää juhlat ulkona).
• Tutustukaa erilaisiin yksiköihin, joilla voi havainnollistaa tuulen nopeutta (esim. boforiasteikko).
• Pyydä oppilaita miettimään erilaisia tapoja mitata tuulta.

Näytä tämä video oppilaille, jotta he näkevät, mitä tunnilla tullaan tekemään.

Sijoita moottorit oikein
Varmista, että oppilaat ovat sijoittaneet moottorin oikein rakentamisen aikana. Tämä vaikuttaa mallin ohjelmointiin.

Tätä mallia voi käyttää sopivasti muokattuna myös muilla oppitunneilla
Jos aikaa on vain vähän, käytä mallin perusversiota (eli jätä erikoisosat pois).

Käytä valomatriisia
Jos haluat näyttää tuulen suunnan, voit käyttää toista moottoria tai keskusyksikön valomatriisissa olevia nuolia.

Boforiasteikko
Mallin palikoiden värit vastaavat boforiasteikkoa, jonka kehitti irlantilainen Francis Beaufort vuonna 1805. Se on kuvattu seuraavasti:

• Sininen palikka: 1–3 boforia (0,5–5,5 m/s), heikko tai kohtalainen tuuli
• Vihreä: 4–6 boforia (5,5–13,8 m/s), kohtalainen tai navakka tuuli
• Keltainen palikka: 7–9 boforia (13,8–24,4 m/s), kova tai erittäin kova tuuli
• Punainen palikka: 10–12 boforia (24,4–32,7 m/s), myrsky tai hirmumyrsky

Pääohjelma

Mahdollinen ratkaisu

Muut ohjelmat

Tee oppitunnista yksinkertaisempi:

• Tehkää pieni tehtävä, joka tutustuttaa oppilaat tuulen nopeusalueisiin ja niitä kuvaaviin väreihin. Katso ideoita aiheeseen liittyvästä PDF-tiedostosta.

Vie oppitunti seuraavalle tasolle:

• Muokkaa boforimittaria niin, että se voi liikkua 180 asteen alueella. Seuraa, miten nopeasti oppilaat pystyvät tekemään muutokset.
• Pyydä oppilaita suunnittelemaan omat boforimittarit.

Opettajan havainnot
Määrittele haluamasi arviointiasteikko, esimerkiksi:

1. Osittain suoritettu
2. Täysin suoritettu
3. Tavoite ylitetty

Arvioi oppilaiden edistymistä seuraavien onnistumiskriteereiden avulla:

• Oppilaat osaavat käyttää ehtolauseita oman mittarinsa asteikon kalibrointiin.
• Oppilaat osaavat kalibroida asteikon riippumatta siitä, mitä yksiköitä he käyttävät.
• Oppilaat osaavat muokata ohjelmaa siten, että se käyttää kahta erilaista pilvidatan tyyppiä samanaikaisesti (tuulen nopeus ja tuulen suunta).

Itsearviointi
Pyydä oppilasta valitsemaan palikka, joka kuvaa parhaiten hänen suoriutumistaan.

• Sininen palikka: Ohjelmoin mallini näyttämään kaksi eri tuulen nopeutta kolmesta eri paikasta pilvidataa hyödyntäen.
• Keltainen palikka: Ohjelmoin mallini lukemaan neljä eri tuulen nopeusluokkaa boforiasteikolla kolmesta eri paikasta.
• Violetti palikka: Lisäsin ja ohjelmoin lisämoottorin ja valitsimen näyttämään tuulen suunnan kussakin paikassa.

Vertaisarviointi
Kannusta oppilaita antamaan palautetta toisilleen seuraavasti:

• Oppilaat voivat arvioida toistensa suoriutumista käyttämällä yllä olevaa väripalikka-asteikkoa.
• Oppilaat voivat antaa rakentavaa palautetta toisilleen, jotta heidän ryhmänsä suoriutuisi vielä paremmin seuraavassa tehtävässä.

Lisää kielitaidon kehittämistehtävä:

• Pyydä oppilaita kirjoittamaan tuulen nopeusennusteisiin perustuvia varoituksia ja esittämään niitä.
• Kehota heitä myös selittämään tuulen toimintaa ennusteiden yhteydessä.

Huomautus: Tämä pidentää oppituntia.

• Kun oppilaat ohjelmoivat moottorin kulmaa tuulen nopeuden näyttämiseksi;

  ▷ Selitä, että he tulkitsevat kahden luvun suhteellista sijaintia koskevia lauseita.
  ▷ Selitä, että he kirjoittavat todelliseen elämään liittyviä matemaattisia lauseita, jotka kuvaavat kahden rationaaliluvun suuruusvertailua (esim. he kirjoittavat ”tuulen nopeus 13,8 > 24,4 m/s” ilmaistakseen sen, että tuulen nopeus on nopeampi). He valitsevat sopivan kokoisia mittayksiköitä ja ohjelmoivat moottorin muuttamaan kulmaa oikeassa suhteessa.

• Pyydä oppilaita käyttämään eri mittayksiköitä (esim. mph, km/h, solmut).

Huomautus: Tämä pidentää oppituntia.

Jos oppilas piti tästä oppitunnista, häntä saattaisivat kiinnostaa seuraavat urapolut:

• Luonnontiede, teknologia, insinööritaidot ja matematiikka (insinööritaidot ja teknologia)
• Luonnontieteet, teknologia, insinööritaidot ja matematiikka (luonnontieteet ja matematiikka)