Viestintä valon ja äänen avulla

(HUOMAUTUS: Tämä oppitunti sisältää A‑ ja B-osan. Oppimistavoitteiden mukainen sisältö käsitellään kattavasti, kun molemmat osat suoritetaan. Jos aikaa on rajoitetusti, valitse osista oppilaittesi tarpeita vastaavat sisällöt.)

Tämän oppitunnin tärkeimpänä tavoitteena on suunnitella ja rakentaa laite, jolla voi viestiä paikasta toiseen valon tai äänen avulla. Oppilaat ohjelmoivat omia valoon tai ääneen perustuvia viestejä, rakentavat mallin ja testaavat viestejä hauskalla ja käytännönläheisellä tavalla rakennelmansa avulla. Oppitunti sisältää ehdotuksia viesteistä sekä rakennus‑ ja ohjelmointiesimerkkejä. Kannusta oppilaita keksimään omia viestejä ja laitteita.

• Taustatietoa – Viestintä valon ja äänen avulla: Ihmiset ovat jo aikojen alusta saakka keksineet tapoja viestiä toisilleen matkojen päähän.
  • Muinaisissa kulttuureissa viestimiseen käytettiin muun muassa rumpuja tai savumerkkejä. Kirjoitettuja viestejä saatettiin toimittaa juosten, tai sanansaattajat saattoivat toimittaa savilaattoihin raapustettuja tai papyruskääröihin piirrettyjä viestejä.
  • Myöhemmin viestintään alettiin käyttää myös koodeina toimivia lippuja, peilejä ja viittoja.
  • 1800-luvulla sähkölaitteiden yleistyessä (esim. lennätin, puhelin, radio, satelliitit ja internet) viestejä pystyttiin lähettämään ja vastaanottamaan myös pidempiä matkoja, eri puolilta maailmaa ja jopa avaruudesta.
• Kokoa aiemmin opittuja tietoja – Viestintä valon ja äänen avulla: Kertaa aiemmin opittuja tietoja oppimateriaalin, kuvien ja käsitteiden avulla.
  • Numerot (esim. 1–20) edustavat määriä, jotka voi laskea.
  • Ihmiset käyttävät ääntä ja valoa joka päivä esimerkiksi puhuessaan, käyttäessään digitaalisia laitteita ja elektronisia hälytyksiä sekä laittaessaan valot päälle tai pois.
  • Keskeinen sanasto: viesti, koodi, viestintä
• Rakennus‑ ja ohjelmointikokemus: Ehdotukset näet jaksosuunnitelmasta. Muita ideoita tälle oppitunnille:
  • Kannusta oppilaita kokeilemaan Valo-opetustehtävää, joka löytyy SPIKE‑sovelluksen Aloita-valikosta.
  • Ohjelmointia voi opiskella lisää Tapahtumalohkot-, Äänilohkot‑ ja Valolohkot-kohtien ohjeista, jotka löytyvät SPIKE‑sovelluksen valikosta Ohje > Kuvakelohkot.
  • Käytä Värähtely saa aikaan musiikkia ‑oppitunnilla opittuja asioita rakentaaksesi ääniä tuottavia laitteita.
• Tarvikkeet: Etsi tarvittaessa kuvia majakoista ja liikennevaloista, joita oppilaat voivat käyttää rakentelun apuna.

A-OSA (45 minuuttia)

• Esittele tarinan päähenkilö(t) ja ensimmäinen tehtävä: Daniel ja Sofie asuvat vastakkaisissa taloissa saman kadun varrella. Millaisella laitteella hän voisi lähettää Sofielle viestejä?

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

  • Kuvittele tilanne, että haluat keskustella kauempana olevan henkilön kanssa. Yritä lähettää hänelle viesti huoneen poikki. Älä kuitenkaan puhu ääneen. (Ohjaa oppilaat pohtimaan tilannetta niin, että viestimiseen olisi ehkä käytettävä valoa tai muuta ääntä kuin puhetta.
  • Entä jos henkilö ei ole samassa huoneessa? Mitä voisit kokeilla? (Puhelin, videopuhelu, sähköposti)
  • Millä tavoilla viestejä voi lähettää valon avulla? (Voit syventää osaamista näyttämällä kuvia esimerkiksi liikennevaloista, jotka osoittavat, että kuljettajan on pysähdyttävä tai lähdettävä liikkeelle, majakoista, joiden vilkkuvat valot opastavat vesilläliikkujia vaaroista sekä autoilijoita vilkuttamassa pitkiä valoja vastaantulijoille.)
  • Pohdi Danielin tilannetta. Millaisia kysymyksiä tulee mieleesi? Miten voisit auttaa häntä ratkaisemaan ongelman? (Oppilaat saattavat esimerkiksi kysyä, ovatko Danielin ja Sofien ikkunat auki vai kiinni ja pitäisikö ratkaisun toimia päivällä vai yöllä.)

• Jaa jokaiselle ryhmälle ”LEGO^® Education SPIKE^™ Essential – peruspakkaus” ja laite.

• Oppilaiden työskennellessä voit kertoa seuraavia esimerkkejä rakentamisen ja ohjelmoinnin tueksi. Painota, että kyseessä on vain esimerkki. Oppilaiden tulisi rakentaa ja ohjelmoida itse suunnittelemansa laite.

• Anna oppilaille nämä ohjeet:

  • Keskustele Danielin tilanteesta ja keksi tapoja sen ratkaisemiseksi.
  • Mieti muutamia tapoja, joissa valoa voisi käyttää viestien lähettämiseen. Kirjoita ideat muistiin (anna oppilaille esimerkkejä, kuten vilkkuu kerran = kyllä, vilkkuu kahdesti = ei, vilkkuu kolmesti = en tiedä).
  • SUUNNITTELE ja RAKENNA esimerkin avulla laite, jonka avulla voi viestiä valoja vilkuttamalla. Piirrä erilaisia ideoita.
  • OHJELMOI laite niin, että sen avulla voi lähettää suunniteltuihin valokoodeihin perustuvia viestejä.

• Keksikää tapoja, joilla SPIKE Essential ‑pakkauksen tarvikkeita voi käyttää apuna suunnittelussa:

  • Pyydä oppilaita valitsemaan, mitkä osat ovat tärkeimpiä, kun tarkoituksena on viestiä valon avulla (valomatriisi ja anturit).
  • Miten valon voi ohjelmoida vaihtamaan väriä monimutkaisemman viestin välittämiseksi (esim. punainen vilkkuu kerran = iloinen, sininen vilkkuu kerran = surullinen).

• Ohjaa oppilaita parantelemaan malliaan, kunnes se toimii toivotulla tavalla.

• Kun puolet oppitunnista on kulunut, ohjaa oppilaita ideoimaan yhdessä ja päivittämään mallejaan uusien ideoiden pohjalta.

Esimerkkejä ideoista

• Pyydä kaikki oppilaat koolle.

• Ohjeista jokaista ryhmää havainnollistamaan ja selittämään rakennelmansa ja piirrostensa avulla seuraavat asiat:

  • Minkä idean valitsit ja miksi?
  • Miten laite auttaa viestimään matkojen päähän?
  • Mikä oli hankalinta ongelman ratkaisemisessa?
  • Toimiko malli vai pitikö sitä muuttaa?
  • Millaisen viestin tai koodin keksit?

Jos haluat jatkaa B-osaan – Ohjeista oppilaita säilyttämään rakennelmat ehjinä tai anna lisäaikaa rakenteluun.

B-OSA (45 minuuttia)

• Toista A-osan vaiheet – Selitä tehtävä ja ohjaa ryhmiä esittelemään ja kuvailemaan oppimaansa.

• (5 min) Kerro taustatietoa, jonka avulla oppilaat pystyvät syventämään taitojaan:

  • Valon lisäksi lähetämme viestejä päivittäin myös äänen avulla.
  • Osaatko mainita muutamia esimerkkejä? Millaisia viestejä lähetämme? (Palohälytin, poliisiauton tai ambulanssin sireeni, puhelimen soittoääni ja ovikello ovat ääniä, jotka osoittavat, että niihin on kiinnitettävä huomiota. Ne saattavat myös ilmoittaa vaaratilanteesta.)
  • Pyydä oppilaita mainitsemaan esimerkkejä arjen tilanteisiin liittyvistä äänisignaaleista. Keksikää tapoja, joilla SPIKE-sovelluksen kolmea äänilohkoa voi käyttää apuna.
  • Voit esittää esimerkiksi seuraavanlaisia kysymyksiä: Millaisia ääniä voisit käyttää? (Katso mahdollisia vastauksia SPIKE-sovelluksen valikosta Ohje > Kuvakelohkot.)

• (15 min) Ohjaa oppilaita kehittämään mallejaan edelleen ja testaamaan niitä, jotta he saavat sovelluksen seuraavan tehtävän suoritettua:

  • Mieti muutamia tapoja, joissa ääntä voisi käyttää viestinä. Kirjoita ne muistiin. (Anna oppilaille esimerkkejä, kuten käsien taputtaminen = iloinen, koiran haukkuminen = haluaa leikkiä.)
  • Suunnittele ja rakenna laite, joka toistaa ääniä. Ohjelmoi se lähettämään ääniä, jotka välittävät viestejä. (Katso Värähtely saa aikaan musiikkia ‑oppitunnin Valmistaudu-osio, josta voi olla oppilaille apua.)

• (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:

  • He osaavat keksiä omia viestejä ja koodeja käyttämällä ääntä ja valoa.
  • He osaavat suunnitella, rakentaa ja kuvailla sellaisia laitteiden toimintoja, joilla voidaan viestiä matkojen päähän käyttämällä valoa ja ääntä viestin koodina.
  • He osaavat parannella laitteitaan, kunnes ne toimivat toivotulla tavalla.

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:

• Ehdota oppilaille helppoa viestiä tai koodia (esim. vilkkuu kerran = kyllä, vilkkuu kahdesti = ei, vilkkuu kolmesti = en tiedä, A = 1, B = 2, käsien taputtaminen = iloinen, koiran haukkuminen = haluaa leikkiä), niin oppilaat pääsevät nopeammin suunnittelemaan laitettaan. Jos tehtävä ei etene, voit käyttää Työskentele-osiossa annettuja esimerkkejä.

Nosta vaikeustasoa:

• Jaa oppilaat neljän hengen ryhmiin ja pyydä suunnittelemaan laitteita, joissa käytetään sekä valoa että ääntä viestimiseen matkan päähän.

• Ohjaa oppilaita kirjoittamaan ja piirtämään Työskentele‑ ja Syvennä-osioissa keksimänsä viestit tai koodit korttipohjille. Pyydä heitä käyttämään värejä, numeroita, kuvia sekä ääniä kuvaavia sanoja (esim. ”haukkua”). Pyydä heitä esittelemään tuotoksensa muille oppilaille tai perheenjäsenilleen ja kertomaan, miten heidän viestiään tai koodiaan käytetään viestimiseen.

Tämä ei kuulu 45 minuutin pituiseen oppituntiin.