Valoisa ja pimeä aika

(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.)

Tällä oppitunnilla opitaan määrittämään pimeän ja valoisan ajan tunnit tiettynä kuukautena kuvaajan avulla. Oppiminen tapahtuu hauskalla ja käytännönläheisellä tavalla, kun oppilaat ohjelmoivat lampun kytkeytymään päälle pimeällä ja pois päältä valoisalla. Ohjeista oppilaita käyttämään esimerkkikuvia apuna ideoinnissa tai suunnittelemaan ja rakentamaan ohjelmoitava lamppu itse keksityn mallin mukaan.

• Nimeä jokaiselle ryhmälle ohjelmoitavaksi eri kuukausi.

• Taustatietoa – Valoisa ja pimeä aika:

  • Tällä oppitunnilla tärkein muuttuja on pimeys, ei vuorokaudenaika.
  • Viiva‑ tai ympyräkaavio sopii parhaiten tietojen esittämiseen. Oppilaat esittävät 1) valoisan ajan tunnit vuoden jokaisena kuukautena viivakaavion avulla tai 2) kunkin kuukauden valoisan ja pimeän ajan tunnit prosentteina ympyräkaavioiden avulla.
  • Oppilaat voivat käyttää kuukauden keskimääräistä valoisan ja pimeän ajan jakaumaa (esim. kunkin kuukauden 15. päivänä), jolloin heidän ei tarvitse esittää joka päivältä omaa kaaviota.
  • Valitse ja kertaa oppilaille sopivat kaaviotyypit.

• Kokoa aiemmin opittuja tietoja – Valoisa ja pimeä aika: Kertaa aiemmin opittuja tietoja oppimateriaalin, kuvien ja käsitteiden avulla.

  • Aurinko nousee ja laskee joka päivä tiettyyn aikaan.
  • Valoisan ja pimeän ajan pituudet vaihtelevat kuukauden ja vuodenajan mukaan.
  • Tietoja voi havainnollistaa ja vertailla esimerkiksi viiva‑ tai ympyräkaavioiden avulla.
  • Keskeinen sanasto: auringonnousu, auringonlasku

• Rakennus‑ ja ohjelmointikokemus: Ehdotukset näet jaksosuunnitelmasta. Muita ideoita tälle oppitunnille:

  • Kannusta oppilaita kokeilemaan Valo-opetustehtävää, joka löytyy SPIKE‑sovelluksen Aloita-valikosta.
  • Käytä apuna Ohjauslohkot‑ ja Valolohkot-kohtien ohjeita, jotka löytyvät SPIKE‑sovelluksen valikosta Ohje > Sanalohkot.
  • Hyödynnä tietoja, jotka olet oppinut valomatriisista Kirjavinkkausvekotin-oppitunnilla.

• Tarvikkeet: Etsi ikätasolle sopivia paikkakuntakohtaisia tietoja auringon nousu‑ ja laskuajoista ja kuukauden keskimääräisestä valoisan ajan pituudesta. Etsi hakusanoilla ”keskimääräinen päivän pituus kuukausittain” ja paikkakuntasi nimi. Käytä luotettavien lähteiden, kuten valtion virastojen, tietoja. Jaa oppilaille paperia ja kyniä kaavioiden piirtämistä varten. Laadi tarvittaessa valmiita viiva‑ ja ympyräkaavioiden malleja ja kertaa niiden käyttötarkoitukset.

A-OSA (45 minuuttia)

• Esittele tarinan päähenkilö(t) ja ensimmäinen tehtävä: Sofie haluaa valaista läheiselle retkipaikalle johtavan polun, jotta se olisi turvallisempi. Auta häntä rakentamaan lyhtypylväs, jonka valo syttyy, kun on pimeää.

• IDEOINTI – Keskustelkaa hetken aikaa yhdessä oppitunnin aiheesta.

  • Mihin kellonaikaan aurinko nousi ja laski eilen? Kuinka monta tuntia vuorokaudesta on valoisaa aikaa tässä kuussa? (Vastausvaihtoehtoja on monia. Oppilaiden pitäisi pystyä arvioimaan valoisan ajan tuntimäärä sekä auringon nousu‑ ja laskuaika kyseisenä päivänä.)
  • Mihin vuodenaikaan valoisa aika on lyhimmillään ja pisimmillään? (Pohjoisella pallonpuoliskolla valoisa aika on lyhimmillään talvella ja pisimmillään kesällä.)

• Jaa jokaiselle ryhmälle SPIKE Essential ‑pakkaus ja laite.

• Oppilaiden työskennellessä voit kertoa seuraavia esimerkkejä rakentamisen ja ohjelmoinnin tueksi. Kerro, että kuvassa esitellään vain yksi mahdollinen esimerkki. Oppilaiden tehtävänä on suunnitella ja rakentaa oma versionsa ohjelmoitavasta lampusta.
• Anna oppilaille nämä ohjeet:
  • RAKENNA esimerkin avulla lyhtypylväs, joka valaisee Sofien lähellä sijaitsevalle retkipaikalle johtavan polun yöllä pimeään aikaan. Mieti myös, kuinka kauan lampun tulee olla päällä. (Oppilaat voivat täydentää retkipaikan rakennelmaa myöhemmin oppitunnin aikana.)
  • Esitä annettujen tietojen avulla 1) paikkakunnan valoisan ja pimeän ajan keskimääräinen tuntimäärä vuorokaudessa kuukausittain viivakaaviossa tai ympyräkaavioissa ja 2) määritä pimeän ajan tuntimäärä vuorokaudessa yhden tietyn kuukauden osalta. Lue lisää Valmistaudu-osiosta.
  • OHJELMOI lyhtypylvään valo kytkeytymään päälle pimeään aikaan. Katso aika kaaviosta tietyn kuukauden kohdalta.
• Keksikää ideoita valon ohjelmointiin. **Ohjelmointitehtävässä yksi sekunti voi vastata yhtä vuorokauden tuntia. Näin oppilaiden ei tarvitse odottaa oikeasti nähdäkseen, kun ilta pimenee. **
• Kun puolet oppitunnista on kulunut, ohjaa oppilaita ideoimaan yhdessä ja päivittämään mallejaan uusien ideoiden pohjalta.

Esimerkkejä ideoista
Ohjeista oppilaita säilyttämään rakennelmat ehjinä B-osaa varten. Rakentelun jälkeen voit jatkaa Selitä-osioon ja jatkaa ohjelmointia ja kuvailua B-osassa.

B-OSA (45 minuuttia)

• Pyydä kaikki oppilaat koolle. 

• Ohjeista jokaista ryhmää havainnollistamaan ja selittämään valmiiden rakennelmiensa ja kaavioidensa avulla seuraavat asiat:

  • Millaisen lyhtypylvään rakensit retkipaikalle?
  • Miten annetut tiedot esitetään kaavioissa? Havaitsitko mitään malleja tai toistuvia muutoksia?
  • Miten monta tuntia ryhmälle nimetyssä kuukaudessa on valoisaa ja pimeää aikaa?

• (15 min) Ohjaa oppilaita kehittämään mallejaan edelleen ja testaamaan niitä, jotta he saavat sovelluksen seuraavan tehtävän suoritettua: Täydennä retkipaikkaa polulla ja puilla. Testaa mallia ja ohjelmoi se niin, että valo syttyy ja valaisee polun pimeään aikaan. Muuta ohjelmaa, jotta lamppu toimii paremmin. Testaa uudelleen.

• Jos aikaa riittää, ohjeista oppilaita täydentämään retkipaikkaa muilla yksityiskohdilla (esim. teltalla tai kasveilla) tai lisäämään värianturi, jotta Sofie voi ohjata valoa.

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

  • auttoivat heitä suorittamaan tehtävän
  • he oppivat kaavioiden piirtämisen, mallin rakentelun sekä ohjelmoinnin aikana.

• 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:

  • Oppilaat osaavat kuvailla, miten valoisan ja pimeän ajan tuntimäärässä voi havaita mallin tai toistuvan muutoksen annettujen tietojen perusteella.
  • Oppilaiden kaaviot esittävät tiedot selkeästi ja tarkasti.
  • Retkipaikan lyhtypylvään valo kytkeytyy päälle ja pois päältä sopivan pituiseksi ajaksi kuvastaen pimeää aikaa oppilaille nimettynä kuukautena.

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:

• Kannusta oppilaita käyttämään esimerkiksi tulostettuja kaaviomalleja sekä sopivia tarvikkeita.

Nosta vaikeustasoa:

• Ohjeista oppilaita ohjelmoimaan lyhtypylvään toimintaa useiksi kuukausiksi eteenpäin käyttämällä Lähetä viesti ja odota‑ ja Kun saan viestin ‑lohkoja.
• Esimerkkikoodi:

• Ohjeista oppilaita piirtämään kaavio valoisasta ja pimeästä ajasta jollakin toisella paikkakunnalla, joka on lähempänä päiväntasaajaa tai jompaakumpaa napa-aluetta. Pyydä heitä sitten vertaamaan uuden paikkakunnan tietoja oman asuinpaikkansa tietoihin.

Tämä ei kuulu 45 minuutin pituiseen oppituntiin.