Varaudu rajuilmaan

(HUOMAUTUS: Tämä oppitunti sisältää A‑ ja B-osan. Oppimistavoitteiden mukainen sisältö käsitellään kattavasti, kun molemmat osat suoritetaan. Jos aikaa on rajoitetusti, yhdistele eri osien sisältöjä tarpeen mukaan.)

Tällä oppitunnilla opitaan perustelemaan väitettä, että oppilaiden suunnittelema rakennelma ratkaisee tietyn ongelman. Oppilaat suunnittelevat ja rakentavat koirankopin tai eläinsuojan. Esimerkkikuvista voi saada ideoita. Kannusta heitä suunnittelemaan ja rakentamaan omanlainen pienoismalli lemmikkieläimen suojaksi.

• Taustatietoa – Varaudu rajuilmaan: Kun rakennetaan säänkestäviä rakennuksia, otetaan huomioon erilaiset sääolosuhteet:
  • Tuulen nopeus ja suunta sekä rakenteen muoto vaikuttavat rakenteen vakauteen. Rakennukset, joissa on hyvät liitokset, kestävät kovaakin tuulta, ja tuulta voidaan ohjata sijoittamalla rakenne jonkin suojaavan kohteen taakse (esim. riviin istutetut puut).
  • Painava ja rakenteisiin epätasaisesti kasautunut lumi voi rikkoa katon. Tukirakenteet parantavat kantavuutta, ja lumi liukuu parhaiten alas kaltevilta pinnoilta.
  • Tulvavahinkoja voidaan vähentää riittävällä maavaralla, vedenkestävillä materiaaleilla ja varmistamalla maanpinnan riittävä kaltevuus, jotta vesi valuu pois rakenteiden läheltä.
  • Ukkosmyrskyn aikana salamat saattavat vaurioittaa rakenteita joko suoraan tai iskiessään puuhun, joka kaatuu rakenteen päälle.
• Kokoa aiemmin opittuja tietoja – Varaudu säähän kuin säähän: Kertaa aiemmin opittuja tietoja oppimateriaalin, kuvien ja käsitteiden avulla.
  • Kova tuuli, tulvat, salamaniskut tai lumi voivat aiheuttaa säävahinkoja rakennuksille.
  • Rakennusten sijainti ja rakennustapa vaikuttavat siihen, vaurioituvatko ne myrskyssä.
  • Väite on vastaus ongelmasta esitettyyn kysymykseen. Väite perustellaan aineistolla tai havainnoilla, jotka osoittavat, että ratkaisu vastaa ongelmaan. Perusteluun voi sisältyä esimerkiksi syitä, tietoja ja loogisia syy-seuraussuhteita (rankkasateet aiheuttavat tulvia, salamat sytyttävät tulipaloja).
  • Keskeinen sanasto: vaara, väite, perustelu
• Rakennus‑ ja ohjelmointikokemus: Ehdotukset näet jaksosuunnitelmasta. Muita ideoita tälle oppitunnille:
  • Kannusta oppilaita kokeilemaan Sisäänrakennettu gyroanturi‑ ja Valo-opetustehtäviä, jotka löytyvät SPIKE‑sovelluksen Aloita-valikosta.
  • Käytä apuna Sensorilohkot-, Äänilohkot‑ ja Valolohkot-kohtien ohjeita, jotka löytyvät SPIKE‑sovelluksen valikosta Ohje > Sanalohkot. Niistä löydät lisätietoa siitä, miten erilaisia myrskyolosuhteita voidaan simuloida ohjelmoimalla gyroanturi, valomatriisi ja ääniä.
  • Harjoittele kallistusanturin käyttöä Heiluva helikopteri ‑oppitunnin sisällön avulla.

A-OSA (45 minuuttia)

Esittele tarinan päähenkilö(t) ja ensimmäinen tehtävä: Daniel on kuullut, että koirankoppi voi vaurioitua rajussa myrskyssä. Auta häntä suunnittelemaan koirankoppi tai muu suoja, jossa lemmikkien on turvallista olla myös myrskysäällä.

• IDEOINTI – Keskustelkaa hetken aikaa yhdessä oppitunnin aiheesta (tai aiheista). Voit näyttää oppilaille tarinaan liittyvän kuvan.

  • Millaisia vaaratilanteita sään ääri-ilmiöistä, kuten myrskyistä, voi aiheutua? (Tulvat, painava lumi, kovat tuulet, salamat, tornadot)
  • Miten voidaan suunnitella rakennuksia, joissa nämä vaarat on minimoitu? (Mahdollisia vastauksia: rakentaminen paalujen varaan ja vedenkestävien materiaalien käyttö tulva-alueilla; painavaa lunta kestävien kattojen rakentaminen ja niiden riittävä kaltevuus, jotta lumi pääsee liukumaan maahan; suurten tasapintojen välttäminen vaarallisen tuulikuorman estämiseksi; tuulen ohjaaminen istutuksilla; ukkosenjohdattimien käyttö; tornadosuojiksi tarkoitettujen myrskykellareiden rakentaminen.)
  • Valitse yksi myrskyyn liittyvä vaaratilanne, ja rakenna siltä suojattu koirankoppi tai muu eläinsuoja.

• Jaa jokaiselle ryhmälle SPIKE Essential ‑pakkaus ja laite.

• Oppilaiden työskennellessä voit kertoa seuraavia esimerkkejä rakentamisen tai ohjelmoinnin tueksi. Kerro, että rakennelmassa on oltava moottoroitu tuulensuoja. Oppilaiden rakentamissa malleissa on oltava mukana valittu myrskyvaara ja suunnitelma vaaralta suojautumiseen.

• Anna oppilaille nämä ohjeet:

  • RAKENNA ja OHJELMOI Danielin koiralle koppi, joka suojaa yhdeltä myrskyvaaralta. Voit käyttää ideointiapuna esimerkkimallia ja ‑ohjelmaa.

• Ideoikaa yhdessä eri tapoja myrskyolosuhteiden ohjelmointiin ja myrskyturvallisten koirankoppien rakentamiseen. Miten ukkosta ja salamaniskua voisi simuloida valomatriisin ja äänitehosteen avulla? Miten kallistusanturin voisi ohjelmoida havaitsemaan, onko koppi kaatumassa? Tai miten rakennelmaan lisätään esimerkin mukainen moottoroitu tuulensuoja?

• Pyydä kaikki oppilaat koolle. 

• Ohjaa jokaista ryhmää esittämään, kuvailemaan ja perustelemaan seuraavat asiat rakennelmansa avulla:

  • Miltä vaaratilanteilta rakennelma on suunnittelu suojaamaan?
  • Miten rakennelma vähentää säästä aiheutuvaa vaaraa?
  • Mistä syistä oppilaat valitsivat juuri tämän rakennelman ratkaistakseen ongelman?
  • Mitä heidän ohjelmansa tekee?

• Keskustelkaa yhdessä oppilaiden keskeneräisistä rakennelmista. Kannusta oppilaita hyödyntämään yhdessä keksittyjä ideoita.

• Ohjeista oppilaita säilyttämään osittain valmiit rakennelmat ehjinä B-osaa varten. B-osassa jatketaan rakentamista, ohjelmointia ja keskustelua. Tai voit antaa oppilaille lisäaikaa rakentaa mallinsa uudella tavalla.

B-OSA (45 minuuttia)

• Kertaa A-osan vaiheet – Selitä tarkemmin, jotta oppilaat osaavat toimia ja ideoida yhdessä sekä rakentaa ja ohjelmoida mallejaan eteenpäin.

• Anna oppilaille nämä ohjeet:

  • (10 min) Jatka RAKENTAMISTA ja OHJELMOINTIA hyödyntämällä Selitä-osuuden yhteisiä ideoita. Oppilaat voivat kehittää rakennelmaansa esimerkiksi lisäämällä ja ohjelmoimalla siihen muita antureita.
  • (10 min) Esitä valmiin rakennelman perusteella väite siitä, miten rakennelma suojaa lemmikkejä. Käytä apuna aiemmissa vaiheissa antamiasi perusteluja.

• (5 min) Ohjaa oppilaita kertomaan muille tiedoista, ideoista tai taidoista, jotka

  • auttoivat heitä suorittamaan tehtävän
  • he oppivat rakentaessaan.

• Ohjaa oppilaita laittamaan setit paikoilleen ja siivoamaan työpisteet.

• Esitä ohjaavia kysymyksiä, joiden pohjalta oppilaat osaavat pohtia laaja-alaisemmin ideoidessaan, rakentaessaan ja ohjelmoidessaan.

Opettajan havainnot

• Kertaa oppimistavoitteet (Opettajan tuki ‑ruutu).

• Seuraa oppilaiden edistymistä:

  • Oppilaiden rakennelmassa on jokin yksityiskohta, jonka tarkoituksena on vähentää sään ääri-ilmiöistä aiheutuvaa vaaraa.
  • Oppilaat esittävät väitteen rakennelmansa jostakin yksityiskohdasta, joka suojaa lemmikkiä vaaralta.
  • Oppilaat perustelevat väitettään luettelemalla vaaroista aiheutuvia vaarallisia seurauksia (esim. talvimyrskyssä koirankopin katolle kertyy painavaa lunta, jonka painosta koppi voi romahtaa) ja perusteluja siitä, miksi heidän suunnittelemansa koirankoppi ratkaisee tämän ongelman (esim. katto ei romahda, koska lumi pääsee liukumaan maahan kaltevalta katolta).

Itsearviointi

Ohjaa oppilasta valitsemaan palikka, joka kuvaa parhaiten hänen suoriutumistaan.

• Sininen palikka: Luulen osaavani tehdä ohjelman noudattamalla ohjeita.
• Keltainen palikka: Osaan tehdä ohjelman noudattamalla ohjeita.
• Vihreä palikka: Osaan tehdä ohjelman noudattamalla ohjeita ja pystyn auttamaan siinä myös toisia oppilaita.

Vertaispalaute

Pyydä oppilaita keskustelemaan yhteistyön tekemiseen liittyvistä kokemuksistaan pienryhmissä.
Kannusta heitä käyttämään seuraavia ilmauksia:

• Pidin siitä, kun sinä…
• Haluaisin kuulla enemmän siitä, miten sinä…

Yksinkertaista oppituntia näin:

• Keskity vain yhteen tai kahteen myrskyvaaraan, kuten esimerkkimallissa/‑ohjelmassa ehdotettuun tuulensuojaan. Esitä oppilaille kyllä/ei-kysymyksiä, joiden pohjalta he voivat muodostaa selityksensä.
  Nosta vaikeustasoa:
• Ohjaa oppilaita varautumaan vähintään kahteen säähän liittyvään vaaratilanteeseen rakennelmassaan.

Ohjaa oppilaita tutkimaan, miten heidän asuinalueensa rakennusten suunnittelussa otetaan huomioon säähän liittyviltä vaaroilta suojautuminen. Tutkimustulokset esitetään muille esimerkiksi kirjallisesti, suullisesti tai videon välityksellä.

Tämä ei kuulu 45 minuutin pituiseen oppituntiin.