Energian siirtyminen

(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 oppilaat rakentavat mallin, joka kuvastaa auringonvalon ja eläinten kasvamisen välistä suhdetta. Kannusta oppilaita suunnittelemaan ja rakentamaan omia ideoitaan ja muistuta, että ei ole vain yhtä oikeaa mallia.

• Taustatietoa – Energian siirtyminen:
  • Auringosta peräisin oleva energia sitoutuu eläinten syömään ruokaan (esim. eläinten syömissä kasveissa auringonvalo on muuttunut kemialliseksi energiaksi).
  • Kasveja syöviin eläimiin lukeutuu sekä herbivoreja (kasvinsyöjiä) ja omnivoreja (eläimiä, jotka syövät kasvien lisäksi - myös lihaa). Karnivorit syövät puolestaan vain lihaa. Muistuta oppilaista, että he eivät rakenna malliinsa kasveja syöviä lihansyöjiä.
• Kokoa aiemmin opittuja tietoja – Energian siirtyminen. Kertaa aiemmin opittuja tietoja oppimateriaalin, kuvien ja käsitteiden avulla.
  • Energiaa löytyy auringonvalosta, kasveista ja eläimistä.
  • Kasvit sitovat auringosta saatua energiaa ja hyödyntävät sitä kasvamiseen. Kun eläimet syövät näitä kasveja, kasveihin sitoutunut energia siirtyy eläimiin.
  • Osa eläimistä syö vain kasveja (herbivori eli kasvinsyöjä), osa vain toisia eläimiä (karnivori eli lihansyöjä) ja osa syö sekä kasveja että eläimiä (omnivori eli kaikkiruokainen eläin).
  • Eläimet hyödyntävät ruokaansa sitoutuneen energian elintoimintoihin, kuten kasvamiseen, liikkumiseen ja lämpimänä pysymiseen.
  • (Valinnainen) Jos käsitteet kasvinsyöjä, lihansyöjä ja kaikkiruokainen ovat oppilaille tuttuja, kertaa ne lyhyesti ja syvennä aiemmin opittua. Malliin sisältyvien, kasveja syövien eläimien tulee olla kasvinsyöjiä tai kaikkiruokaisia eläimiä.
  • Keskeinen sanasto: energia, siirtyminen, (tarvittaessa kasvinsyöjä, lihansyöjä ja kaikkiruokainen)
• Rakennus‑ ja ohjelmointikokemus: Ehdotukset näet jaksosuunnitelmasta. Muita ideoita tälle oppitunnille:
  • Kannusta oppilaita kokeilemaan opetustehtäviä, jotka löytyvät SPIKE‑sovelluksen Aloita-valikosta.
  • Kokeile yhtä tai useampaa Näkymätöntä luonnontiedettä ‑jaksosuunnitelman oppitunneista, niin oppilaat saavat enemmän rakennuskokemusta ja tutustuvat paremmin SPIKE-sovelluksen sanalohkoihin.

A-OSA (45 minuuttia)

• Esittele tarinan päähenkilö(t) ja ensimmäinen tehtävä: Daniel, Maria, Leo ja Sofie tietävät, että kasvit tarvitsevat auringonvaloa kasvaakseen. Mutta tarvitsevatko myös eläimet auringonvaloa kasvaakseen isommiksi? Rakenna malli, joka esittää auringonvalon ja eläinten kasvun välistä suhdetta.

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

  • Mistä kasvit saavat energiaa kasvaakseen? (auringosta)
  • Mistä eläimet saavat tarvitsemansa energian?(syömällä kasveja tai toisia eläimiä, jotka syövät kasveja)
  • Mihin eläimet käyttävät energiaa? (kasvamiseen, liikkumiseen ja loukkaantuneiden kehonosien parantamiseen, tasalämpöiset eläimet pitääkseen yllä ruumiinlämpöään)
  • Selitä oppilaille: Energia muuttaa muotoaan, kun se siirtyy auringosta kasveihin ja eläimiin. Esimerkiksi auringonvalon energia muuttuu kasveihin sitoutuneeksi kemialliseksi energiaksi.

• Jaa jokaiselle ryhmälle SPIKE Essential ‑pakkaus ja laite.

• Muistuta oppilaita, että tehtävä on avoin, ja he voivat suunnitella ja rakentaa millaisen mallin tahansa. Muistuta, että ei ole olemassa yhtä oikeaa mallia.
• Anna oppilaille nämä ohjeet:
  • Luonnostele erilaisia ideoita esimerkiksi piirtämällä.
  • Aloita mallin RAKENTAMINEN ja OHJELMOINTI, niin opit ymmärtämään auringonvalon ja eläinten kasvamisen välisen yhteyden. Mallien tulee kuvata energian siirtymistä ja sitä, miten eläimet saavat ja hyödyntävät auringon säteilyenergiaa.
• Keksikää ideoita, miten LEGO osat voisivat kuvata mallin eri osia (esim. valomatriisi esittää aurinkoa, ja moottorin avulla eläin saadaan liikkumaan eli kuluttamaan energiaa).
• Kun puolet oppitunnista on kulunut, ohjaa oppilaita ideoimaan yhdessä ja päivittämään mallejaan uusien ideoiden pohjalta.

• Pyydä kaikki oppilaat koolle. 

• Ohjaa jokaista ryhmää esittelemään mallinsa ja piirroksensa, kuvailemaan niitä ja kertomaan, mitkä osat ovat vielä keskeneräisiä. Rakennelman osien kautta on tarkoitus havainnollistaa:

  • Missä energiaa on? (esim. auringossa, kasveissa ja eläimissä).

  • Miten energia siirtyy auringosta kasveihin ja eläimiin?

  • Miten eläimet saavat ja käyttävät tätä energiaa?

• Ohjaa oppilaita keskustelemaan ja ehdottamaan ratkaisuja, jos ryhmillä on hankaluuksia mallin tiettyjen osien kanssa.

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

B-OSA (45 minuuttia)

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

• Anna oppilaille nämä ohjeet:

  • (10 min) Jatka RAKENTAMISTA ja OHJELMOINTIA hyödyntämällä keskusteluista saatuja ideoita.
  • (15 min) Kerro valmiin mallin avulla, mitä olet oppinut, ja vastaa oppitunnin tehtävän kysymykseen: Tarvitsevatko myös eläimet auringonvaloa kasvaakseen isommiksi? (Eivät suoraan. Eläimet kuitenkin saavat tarvitsemansa energian syömällä kasveja, jotka sitovat auringon säteilyenergiaa.)

• (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:

  • Mallit kuvaavat tarkasti, miten kasvit sitovat auringon säteilyenergiaa, joka puolestaan siirtyy kasveja syöviin eläimiin.
  • Oppilaat selittävät tarkasti, että eläinten ruoassa oleva energia on alun perin peräisin auringosta, vaikka se onkin muuttanut muotoaan.
  • Oppilaat mainitsevat vähintään yhden esimerkin siitä, miten eläimet hyödyntävät ruoasta saamaansa energiaa (esim. kasvamiseen, liikkumiseen ja ruumiinlämmön ylläpitämiseen).

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 oppilaille tuttu kasvinsyöjäeläin (esim. jänis tai hevonen), jota he käyttävät rakennelmassaan.

Nosta vaikeustasoa:

• Ohjeista oppilaita lisäämään rakennelmaan toinen esimerkki energian siirtymisestä, kuten kasvinsyöjiä syövä lihansyöjä.

• Ohjaa oppilaita tutkimaan, miten ihmiset hyödyntävät aurinkoenergiaa (esim. sähkön tuottaminen aurinkopaneelien avulla tai auringon hyödyntäminen passiivisesti kodin lämmityksessä).

Tämä ei kuulu 45 minuutin pituiseen oppituntiin.