Läpinäkyvyys

(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 etenkin suunnittelemaan ja tutkimaan, miten eri materiaalit vaikuttavat valoon. Oppilaat rakentavat mallin, joka toimii valonlähteenä. Rakentaminen on hauska tapa testata eri materiaaleja ja tehdä havaintoja. Ideoinnin avuksi annetaan esimerkkejä. Kannusta oppilaita keksimään valonlähteenä toimivia malleja ja rakentamaan ne.

• Taustatietoa – Valo:
  • Valo etenee suoraviivaisesti valonsäteinä.
  • Jos materiaali on läpinäkyvää (kuten muovi tai sävyttämätön lasi), suurin osa valonsäteen valosta läpäisee sen.
  • Jos materiaali on läpikuultavaa (kuten nenäliina), sen läpi kulkee jonkin verran valoa.
  • Jos materiaali on läpinäkymätöntä (kuten puulevy), valo ei läpäise sitä ollenkaan.
  • Voit esitellä näitä ominaisuuksia Keskustele-osion aikana muutamilla luokasta löytyvillä tavaroilla.
• Kokoa aiemmin opittuja tietoja – Valo: Kertaa aiemmin opittuja tietoja oppimateriaalin, kuvien ja käsitteiden avulla.
  • Ihmisten näköaisti perustuu valoon.
  • On olemassa valonlähteitä (aurinko, salama, LED-polttimot), jotka tuottavat valoa, sekä esineitä, jotka eivät tuota valoa (tuolit, puut, puupöydät).
  • Esineitä valmistetaan monenlaisista materiaaleista. Eri materiaalit vaikuttavat valonsäteisiin eri tavalla.
  • Keskeinen sanasto: valonlähde, valonsäde, materiaali
• Rakennus‑ ja ohjelmointikokemus: Ehdotukset näet jaksosuunnitelmasta. Muita ideoita tälle oppitunnille:
  • Käytä apuna Tapahtumalohkot‑ ja Valolohkot-kohtien ohjeita, jotka löytyvät SPIKE‑sovelluksen valikosta Ohje > Kuvakelohkot.
• Tarvikkeet:
  • Lajittele luokasta löytyvät esineet sen mukaan, miten niiden valmistusmateriaali päästää läpi valoa. Valitse esimerkiksi metallista, puusta, muovista, lasista, puuvillasta tai muusta läpikuultavasta kankaasta valmistettuja esineitä.
  • Kerää lajiteltavaksi erilaisia materiaaleja, joilla on erilaisia ominaisuuksia: läpinäkyvä (muovikelmu, sellofaani), läpikuultava (vahapaperi, voipaperi, nenäliina) ja läpinäkymätön (pahvi, alumiinifolio). Aseta ne esille oppilaita varten (esim. laatikkoon, pöydälle tai eri lajittelupisteisiin).
  • Voit helpottaa oppilaiden lajittelutyötä esimerkiksi kirjoittamalla lajittelulaatikoihin nimilaput, liimaamalla niihin lamppujen kuvat tai piirtämällä taululle aputaulukon. Tai voit ohjata oppilaita lajittelemaan materiaalit luokan eri puolille merkittyihin lajittelupisteisiin.
  • Pohdi, miten huoneen valaistusta voi himmentää niin, että valonlähde näkyy paremmin ja on helpompi peittää.

A-OSA (45 minuuttia)

• Esittele tarinan päähenkilö(t) ja ensimmäinen tehtävä: Leo haluaa rakentaa aurinkovarjon. Mitä materiaaleja hänen kannattaa käyttää? Tutki Leolle sopivia vaihtoehtoja.

• IDEOINTI – Keskustelkaa hetken aikaa yhdessä oppitunnin aiheesta (tai aiheista). Voit käyttää apuna luokan esineitä ja tarinan kuvaa.

  • Osoita muutamia luokassa olevia esineitä ja kysy: Mistä materiaaleista nämä on valmistettu? (muovista, lasista, puuvillasta, metallista, puusta)
  • Mitä valonsäteelle tapahtuu, kun se osuu näihin eri materiaaleihin? Läpäiseekö se materiaalin? (Valonsäde saattaa läpäistä – esimerkiksi muovisen tai lasisen – esineen ja valaista esineen takana olevan kohteen. Tai materiaali – esimerkiksi kangas tai nenäliina – päästää läpi vain jonkin verran valoa, joten sen taakse ei näe selvästi. Osa materiaaleista – esimerkiksi metalli tai puu – eivät päästä läpi ollenkaan valoa, vaan luovat varjon esineen taakse.)
  • Osaatko auttaa Leoa etsimään aurinkovarjoon sopivan materiaalin? Miten voit testata materiaaleja? Ideoi vieressä istuvan oppilaan kanssa. (Valon voi kohdistaa eri materiaaleihin ja tutkia, mitkä materiaalit varjostavat valoa riittävästi. Ohjaa oppilaita testaamaan ideoita yhdessä. Esimerkkejä: tutki luokasta löytyviä esineitä, arvioi esineiden läpinäkyvyyttä/läpikuultavuutta ja testaa valolla, osuuko arvio oikeaan.)
  • Näytä esimerkiksi kokoamiasi esineitä ja ohjeista oppilaita näin: Valitse muutamia eri materiaaleista valmistettuja esineitä. Luuletko, että valo läpäisee nämä esineet? Valitaan näistä vaihtoehdoista: ”valo läpäisee esineen kokonaan”, ”valo läpäisee esineen osittain” tai ”valo ei läpäise esinettä ollenkaan”. (Varmista, että esineet ovat oppilaiden käytettävissä.)

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

• Oppilaiden työskennellessä voit kertoa seuraavia esimerkkejä rakentamisen tai ohjelmoinnin tueksi.

• Kerro, että kuvissa on esimerkkejä ratkaisuista mutta oppilaiden tehtävänä on rakentaa itse keksimänsä valonlähde.

• Ohjaa oppilaita suorittamaan seuraavat tehtävät pareittain:

  • RAKENNA esimerkissä näkyvä valonlähde, jonka avulla Leo voi testata eri materiaaleista valmistettuja esineitä.
  • OHJELMOI malli niin, että siihen syttyy valo.
  • Suunnittele testi, jolla voit kokeilla minkä verran valoa esineet päästävät läpi.
  • Ohjaa oppilaita ideoimaan eri tapoja käyttää valomatriisia. Testauksessa kannattaa käyttää keltaista tai valkoista väriä. Kannusta oppilaita tekemään testistä suunnitelma, joissa esineet ja niiden lajittelupaikat on mietitty huolella (katso kohta Valmistaudu).

• Pimennä luokka, jotta valomatriisin valonsäde näkyy selkeämmin. Ohjaa oppilaita testaamaan valitsemansa esineet yksitellen suunnitelmansa mukaan seuraavasti:

  • Tutki valitsemiasi esineitä.
  • Kerro uudelleen Keskustele-kohdassa esittämäsi arvio siitä, mitä arvelet tapahtuvan valonsäteen osuessa kuhunkin esineeseen.
  • Aseta esineet yksi kerrallaan valonsäteen eteen.
  • Kuvaile, minkä verran eri esineet päästävät läpi valoa käyttämällä vaihtoehtoja ”esine päästää läpi kaiken valon”, ”esine päästää läpi jonkin verran valoa” tai ”esine ei päästä ollenkaan valoa läpi”.

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

Esimerkkejä ideoista

• Pyydä kaikki oppilaat koolle.

• Ohjaa jokaista ryhmää esittämään ja kuvailemaan seuraavat asiat valorakennelmansa ja testisuunnitelmansa avulla:

  • Mitä esineitä he testasivat ja mistä materiaaleista esineet oli valmistettu?
  • Mitkä materiaalit ovat sellaisia, että valo läpäisee ne kokonaan tai ei ollenkaan?
  • Mistä materiaaleista aurinkovarjo kannattaisi rakentaa? (Paras aurinkovarjo syntyy materiaaleista, jotka päästävät läpi jonkin verran valoa tai eivät päästä läpi ollenkaan valoa. Oppilaat saattavat perustella, että jos aurinkovarjo ei päästäisi ollenkaan valoa läpi, sen alla olisi liian hämärää.)
  • Toimiko tutkimussuunnitelma vai pitikö sitä muuttaa?

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: Saako aurinkovarjon materiaali päästää läpi jonkin verran valoa vai ei ollenkaan valoa? Keskustelkaa yhdessä, miten mallia voisi käyttää apuna.

• (20 min) Ohjaa oppilaita rakentamaan malli hiekkalaatikosta, jonka rungon varaan voi asettaa varjostavan esineen. Oppilaiden tehtävänä on testata eri materiaaliryhmiä auringonvalossa (ulkona tai ikkunalaudalla) ja valita toimivimmat materiaalit: läpinäkyvät (päästää läpi kaiken valon), läpikuultavat (päästää läpi jonkin verran valoa) vai läpinäkymättömät (ei päästä läpi ollenkaan valoa).

• (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

• Tutustu tärkeimpiin tavoitteisiin (Opettajan tuki ‑ruutu).

• Seuraa oppilaiden edistymistä:

  • Oppilaat rakentavat valonlähteenä toimivan laitteen, jolla testataan valonsäteen kulkemista eri materiaalien läpi.
  • Oppilaiden testisuunnitelma sisältää tavan tutkia, testata ja luokitella materiaaleja.
  • Oppilaat kuvaavat testituloksia tarkasti ja luokittelevat materiaalit sen mukaan, miten valonsäteet läpäisevät niitä.
  • Oppilaat osaavat esittää vastauksen kysymykseen aurinkovarjon materiaalista ja perustella vastauksen testituloksillaan.

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:

• Valitse testattavaksi vähemmän materiaaleja ja selkeytä lajittelutapoja.

Nosta vaikeustasoa:

• Ohjaa oppilaita lisäämään Syvennä-kohdassa rakentamiinsa malleihin keskusyksikkö ja anturit tai moottorit ja testaamaan malliensa toimivuutta erilaisissa valaistuksissa (jotka kuvaavat esimerkiksi pilvistä tai sateista päivää).

• Anna oppilaiden tehtäväksi toteuttaa kuvakirjaan yksi sivu, jossa he käyttävät perheensä kanssa läpinäkyviä tai läpikuultavia esineitä. Kokoa sivuista koko luokan yhteinen kirja ja ohjaa oppilaita laskemaan ja numeroimaan sivut yhdessä. Halutessaan oppilaat voivat
  piirtää tarinaan myös LEGO^® minihahmoja.

Tämä ei kuulu 45 minuutin pituiseen oppituntiin.