Sammakon muodonmuutos

• Lue yleiset valmisteluohjeet luvusta ”Luokkahuoneen hallinta”.
• Perehdy projektin materiaaliin, jotta tiedät, miten se etenee.
• Päätä, miten haluat esitellä projektin oppilaille: Käytä WeDo 2.0 -ohjelmiston projektivideota tai itse valitsemiasi materiaaleja.
• Määritä projektin lopputuotos sekä ohjeet projektin dokumentointiin ja esittelyyn.
• Varmista, että oppilailla on riittävästi aikaa oppitunnin tehtävien suorittamiseen.

Tärkeää
Tässä projektissa malli esittää tosielämän ilmiötä. Se esittelee sammakon elämän yhtenä esimerkkinä eliön elinkaaresta. Projektissa on tarkoitus soveltaa oppilaiden aiempia tietoja kasvien ja eläinten elinkaaresta.

Esittelyvideon ohjaamana oppilaat voivat keskustella ja pohtia seuraavia ajatuksia.

Esittelyvideo
Toisin kuin nisäkkäät, sammakot kokevat elämänsä aikana muodonmuutoksen, eli metamorfoosin:

1. Sammakot aloittavat elämänsä munina. Kaikki munat eivät selviydy, sillä pedot syövät niistä monet.
2. Munista kuoriutuu nuijapäitä, jotka alkavat etsiä ruokaa. Kun nuijapäille kasvaa jalat, niistä tulee nuoria sammakoita. Monien sammakkolajien kohdalla sammakko on saavuttanut aikuisen sammakon muodon noin kahdentoista viikon iässä ja on valmis hyppimään, syömään kärpäsiä ja lisääntymään. Vaikka tämä vaihtelee sammakkolajien kesken, sammakon metamorfoosi syntymästä täysikasvuiseksi kestää keskimäärin 16 viikkoa. Kun sammakko on täysikasvuinen, se voi lisääntyä. On olemassa sammakkolajeja, joiden elinkaari on alle kaksi vuotta, kun taas toiset lajit voivat elää jopa yli 15 vuotta.

Keskustelukysymyksiä

1. Mitkä sammakon ulkoisista ominaisuuksista muuttuvat, kun se kehittyy nuijapäästä aikuiseksi? Leuan muoto muuttuu, pyrstö katoaa ja kieli kehittyy, jotta sillä voi pyydystää kärpäsiä. Ensin takajalat ja sitten etujalat alkavat kasvaa, ja keuhkot kehittyvät samalla, kun kidukset katoavat. Tässä luettelossa on vain joitakin ilmeisimpiä muutoksia, joita sammakko käy läpi metamorfoosin aikana, eikä sitä ole tarkoitettu kaiken kattavaksi kuvaukseksi.
2. Millaisia yhteyksiä sammakon läpikäymien muutosten ja sen elinympäristön välillä löytyy? Eläimet muuttuvat, selviytyäkseen uudessa ympäristössä. Nuijapäät muuttavat usein vedestä maalle, kun ne muuttuvat aikuisiksi sammakoiksi, joten niiden ruumiinrakenteen täytyy sopeutua erilaisiin syömis-, hengitys- ja liikkumistapoihin. Miten kasvien ja eläinten elinkaaret muistuttavat toisiaan? Kasveilla on samanlainen elinkaari kuin sammakoilla, koska myös ne muuttavat muotoaan elämänsä aikana ja molemmilla on sellainen kehitysvaihe, jossa ne eivät muistuta ulkonäöltään täysikasvuista (sammakon tapauksessa nuijapää, kasvin tapauksessa siemen). Mitkä ovat sammakon elämän kehitysvaiheet? Sammakoilla kehitysvaiheet ovat muna --> nuijapää --> nuori sammakko --> täysikasvuinen sammakko. Muilla eläimillä vastaukset vaihtelevat. Ovatko sammakot ainoita eläimiä, jotka käyvät läpi metamorfoosin elämänsä aikana? Eivät ole. Perhoset ja koiperhoset käyvät läpi täydellisen metamorfoosin, ja sudenkorennot sekä monet kalat epätäydellisen metamorfoosin (samoin kuin useat muut lajit). Tapahtuuko ihmisille metamorfoosi? Mistä tiedät? Vaikka ihmisten keho muuttuu elämän aikana, ihminen ei vaihda kehitysvaihetta, kuten sammakko. Anna oppilaiden valita sopivimmat työkalut pseudokoodinsa tallentamiseen ja jakamiseen. Kannusta heitä käyttämään tekstiä, videoita, kuvia, luonnosmuistiinpanoja tai muita luovia ilmaisukeinoja.

1. Rakenna nuijapään malli (toukka).
Oppilaat alkavat rakentaa nuijapäätä, jolla on ensin vain silmät ja pitkä pyrstö mutta ei aluksi ollenkaan etujalkoja. Pyydä oppilaita dokumentoimaan se ottamalla kuva tästä vaiheesta tai luonnostelemalla se, ennen kuin he tekevät siitä nuoren sammakon.

2. Rakenna nuoren sammakon malli.
Oppilaat muuttavat nuijapään nuoreksi sammakoksi rakennusohjeiden mukaan. Malli voi liikkua, jos se aktivoidaan ohjelmalla. Anna oppilaiden kuvailla havaitsemiaan muutoksia, kun he mallintavat kehitystä. Yksi uusi ja tärkeä ominaisuus, joka on muuttunut, on takajalkojen kehittyminen. Projektin perustalla olevassa Kävelijä-mallissa käytetään hammaspyöriä. Ne liikuttavat takajalkoja. Oppilaiden tulee taas dokumentoida mallinsa kuvien ja/tai luonnosten avulla.

3. Ohjelmoi nuori sammakko.
Tämä ohjelma käynnistää moottorin yhteen suuntaan teholla 8, pyörittää sitä kolmen sekunnin ajan ja sammuttaa sen.

Ehdotus
Ennen kuin oppilaat alkavat muunnella malliaan, pyydä heitä muokkaamaan ohjelmaa, kunnes ymmärtävät sen täydellisesti.

Muuttuminen nuoresta sammakosta täysikasvuiseksi sammakoksi
Nuoren sammakon rakentamisen jälkeen oppilaiden tulee muokata siitä täysikasvuinen oman mielikuvituksen mukaan. Mahdollisia ratkaisuja on useita. Tässä on muutamia esimerkkejä:

1. Muuta etu- ja takajalat erilaisiksi.
Elämänsä aikana nuorelle sammakolle kehittyy sekä etu- että takajalat. Oppilaat voivat rakentaa taakse isommat jalat ja rakentaa etujalat. Oppilaat voivat myös muuttaa jalkojen asentoa mallintamaan aikuisen sammakon tekemiä erilaisia liikkeitä. Oppilaat voivat muuttaa nykyisiä ohjelmiaan tai luoda uusia uusien jalkojen liikuttamiseksi.

2. Muut muutokset ulkonäössä.
Pyrstön poistaminen, täysikasvuisen kielen lisääminen, silmien paikan muuttaminen ja kuvioiden lisääminen ihoon ovat muita tapoja, joilla mallin saa näyttämään aikuiselta sammakolta.

3. Matki aikuisen sammakon käytöstä.
Oppilaat voivat käyttää ääniä tai liikeanturia sammakon käyttäytymisen muuttamiseen. Esimerkiksi, kun liikeanturi on asetettu sammakon päähän, se voidaan ohjelmoida odottamaan, kunnes se havaitsee esineen, kuten käden, ja liikkumaan sitten taaksepäin.

Tärkeää
On tärkeää huomioida, että tässä vaiheessa oppilaille ei ole rakennusohjeita tai malliohjelmia, vaan oppilaat saavat rakentaa sammakkonsa oman mielensä mukaan.

Kokeile lisää (valinnainen, 45–60 minuuttia)
Oppilasprojektin ”Kokeile lisää” -osio on valinnainen laajennus. Muista, että nämä tehtävät käsittelevät laajemmin ”Käytä mallia”-osion tehtäviä ja ne on suunniteltu vanhemmille tai edistyneemmille oppilaille. Sammakot ovat sammakkoeläimiä ja erittäin herkkiä ympäristölle. Niillä on esimerkiksi huokoinen iho, minkä takia kemikaalit voivat vaikuttaa niiden kehitykseen. Pyydä oppilaita tutkimaan, millaisilla ulkoisilla haittatekijöillä voi olla vaikutusta, sammakoiden elinkaareen.
Esimerkki:
• Muutokset elinympäristöissä (vahingoittuminen tai tuhoutuminen): sammakot eivät löydä kumppania, eivät voi liikkua vapaasti tai etsiä tarvitsemaansa ruokaa.
• Saasteet tai taudit: sammakot voivat kokea mutaation kasvattamalla ylimääräisen jalan tai menettämällä yhden niistä. Pyydä oppilaita kuvaamaan rakentamansa sammakon avulla tällaisten tekijöiden vaikutusta sammakon käytökseen ja elinkaareen.

Ehdotus
Tiedeopetuksessa painotetaan, että kasveilla ja eläimillä on ennustettavia ominaisuuksia elämän prosessien, muutoksen ja kasvun suhteen. Eläimillä ja kasveilla on samanlaisia kasvuprosesseja, ja osa eliön ominaisuuksista periytyy seuraavalle sukupolvelle. Tätä mallinnusprojektia voi laajentaa myös kasveihin ja muihin eläimiin.

Yhteistyöehdotus
Pyydä tiimejä vertailemaan ja jakamaan havaintojaan sekä kertomaan toisilleen ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta sammakkoyhteisöihin.

Viimeistele dokumentointi
Pyydä oppilaita dokumentoimaan projektiaan monipuolisesti:
• Pyydä heitä ottamaan kuvia jokaisesta rakentamastaan vaiheesta ja valmistautumaan keskustelemaan siitä, miten malli havainnollistaa sammakon metamorfoosia.
• Pyydä heitä vertaamaan malliensa kuvia tosielämän kuviin.
• Pyydä heitä kuvaamaan video, jolla he kuvailevat projektiaan.

Esittele tulokset
Projektin päätteeksi oppilaat esittelevät, mitä he ovat oppineet. Voit ohjata oppilaita esitysten tekemisessä esim. seuraavilla tavoilla:
• Pyydä oppilaita selittämään sammakon elinkaari.
• Varmista, että he osaavat selittää eri kehitysvaiheet.
• Pyydä heitä vertaamaan tätä elinkaarta muihin eläimiin.
• Pyydä oppilaita kuvailemaan mallinsa rajoituksia.
• Pyydä heitä luomaan näyttely, jossa sammakon metamorfoosi on sijoitettu sen elinympäristöön.

NGSS-projektinarviointikategoriat
Voit käyttää näitä arviointikategorioita ja havainnointikategoriaruudukkoa, joka löytyy ”Arviointi WeDo 2.0:n avulla” -luvusta.

Tutki-vaihe
Varmista Tutki-vaiheessa, että oppilas osallistuu aktiivisesti keskusteluun, esittää kysymyksiä ja vastaa niihin, dokumentoi projektia ja tarjoaa omin sanoin vastauksia kysymyksiin, kuten mitkä ovat sammakon elämän eri vaiheet.

1. Oppilas ei osallistu keskusteluun Tutki-vaiheen aikana eikä dokumentoi vastauksia.
2. Oppilas osallistuu hiukan keskusteluun Tutki-vaiheen aikana ja dokumentoi joitakin vastauksiaan. Oppilas osallistuu riittävästi keskusteluun Tutki-vaiheen aikana ja dokumentoi vastauksiaan riittävällä tarkkuudella. Oppilas osallistuu aktiivisesti keskusteluun Tutki-vaiheen aikana ja dokumentoi vastauksiaan. Luo-vaihe Varmista luomisvaiheessa, että oppilas kokeilee erilaisia ratkaisumalleja aktiivisesti: suunnittelee, kehittää ja tarvittaessa rakentaa uudestaan, sekä osaa soveltaa ymmärrystään sammakon elinkaaresta ja esittää sen rakentamansa mallin avulla. Oppilas jättää rakentamatta sammakon elinkaarta esittävän mallin, eikä osoita osoittaakseen aiheeseen liittyvää tietoa. Oppilas rakentaa sammakon elinkaarta esittävän mallin, ja osoittaa ymmärtävänsä osan aiheista. Oppilas rakentaa onnistuneesti sammakon elinkaarta esittävän mallin ja osoittaa riittäviä todisteita aiheeseen liittyvästä ymmärryksestä. Oppilas luo sammakon elinkaarta esittävän mallin ja osoittaa todisteita erittäin kehittyneestä ymmärryksestä. Jaa-vaiheVarmista jakamisvaiheessa, että oppilas osaa selittää sammakon elinkaaren ja sen kokemat muutokset, hän tunnistaa mallinsa rajoitukset (mikä on lähellä todellisuutta ja mikä ei) ja käyttää tärkeitä tietoja projektistaan loppuraportissa. Oppilas ei keskustele mallin rajoituksista tai sammakon elinkaaresta. Hän ei tuo esille tietojaan loppuraportissa. Oppilas kykenee pyydettäessä keskustelemaan mallin muutamista rajoituksista ja sammakon elinkaaresta. Hän tuo esille osan tiedoistaan loppuraportissa. Oppilas kykenee keskustelemaan riittävästi mallin rajoituksista ja sammakon elinkaaresta, sekä tuo esille kaikki tarvittavat tiedot loppuraportissaan. Oppilas keskustelee mallin rajoituksista ja sammakon elinkaaresta ja tuo esille kaikki tarvittavat tiedot loppuraportissaan. ELA-projektinarviointikriteerit Voit käyttää näitä arviointikriteereitä ja havainnointitaulukkoa, joka löytyy ”Arviointi WeDo 2.0:n avulla” -luvusta. Tutki-vaihe Varmista Tutki-vaiheen aikana, että oppilas osaa selittää tehokkaasti omia ajatuksiaan yhteistyössä toisten kanssa. Oppilas ei kerro Tutki-vaiheen aikana esitettyihin kysymyksiin liittyviä ajatuksiaan eikä tee yhteistyötä toisten oppilaiden kanssa. Oppilas kykenee Tutki-vaiheen aikana pyydettäessä kertomaan ajatuksiaan yhteistyössä toisten oppilaiden kanssa. Oppilas kykenee kertomaan ajatuksiaan riittävästi Tutki-vaiheen aikana yhteistyössä toisten oppilaiden kanssa. Oppilas kertoo omaperäisiä ideoita yksityiskohtaisesti Tutki-vaiheen aikana yhteistyössä toisten oppilaiden kanssa. Luo-vaihe Varmista luomisvaiheen aikana, että oppilas käyttää täsmällistä kieltä ja asianmukaista sanastoa sekä dokumentoi työtään sopivilla tavoilla. Oppilas ei käytä täsmällistä kieltä tai asianmukaista sanastoa eikä dokumentoi työtään ajatuksen kanssa tai sopivilla tavoilla. Kehotettaessa oppilas voi käyttää jonkin verran asianmukaista sanastoa ja dokumentoi työtään suurimmaksi osaksi sopivilla tavoilla. Oppilas käyttää täsmällistä kieltä ja asianmukaista sanastoa sekä dokumentoi työtään sopivilla tavoilla. Oppilas käyttää täsmällistä kieltä ja edistynyttä sanastoa sekä dokumentoi työtään sopivilla tavoilla. Jaa-vaihe Varmista jakamisvaiheessa, että oppilas kuvailee rakentamansa mallin ja aiheeseen liittyvien käsitteiden välisiä suhteita käyttäen asianmukaista sanastoa. Oppilas ei kuvaile rakentamansa mallin ja aiheeseen liittyvien käsitteiden välisiä suhteita käyttäen asianmukaista sanastoa. Oppilas kuvailee rakentamansa mallin ja aiheeseen liittyvien käsitteiden välisiä suhteita, mutta kuvailussa on asiavirheitä ja merkityksellisiä tietoja puuttuu. Oppilas kuvailee riittävästi rakentamansa mallin ja aiheeseen liittyvien käsitteiden välisiä suhteita käyttäen asianmukaista sanastoa.. Oppilas kuvailee yksityiskohtaisesti rakentamansa mallin ja aiheeseen liittyvien käsitteiden välisiä suhteita käyttäen kehittynyttä sanastoa.

Anna tarvittaessa lisäohjeita rakentamiseen ja ohjelmointiin, esimerkiksi:
• Miten takajaloista saa pidemmät tai miten etujalat rakennetaan
• Miten sammakon ulkonäköä muutetaan muuttamalla sen silmiä
• Käytä liikeanturia petojen havaitsemiseen ja pakenemiseen. Anna täsmälliset ohjeet siitä, miten haluat oppilaiden esittelevän ja dokumentoivan havaintonsa, esimerkiksi varaa tietty aika, jolloin ryhmät esittelevät työnsä toisilleen.

Ehdotus
Voit varata kokeneemmille oppilaille lisäaikaa rakentamiseen ja ohjelmointiin, jotta he voivat rakentaa malleja eri eläimistä. Voit pyytää heitä vertailemaan eri eläinten elinkaarimalleja. Voit palata nuijapäämalliin ja haastaa oppilaita rakentamaan sille toimivan pyrstön. Etsi apua mallikirjastosta.

Kokeile lisää
Pyydä oppilaita hakemaan tietoa tekijöistä, jotka voivat vaikuttaa sammakon elinkaareen ja kehoon. Esimerkkejä: saasteiden vaikutukset, petoeläimet ja muutokset populaatiossa.

Oppilaiden väärinkäsityksiä
Oppilaat saattavat ajatella, että kaikki eläimet käyvät läpi metamorfoosin. Joillakin eläimillä on hyvin samankaltaiset elinkaaret ja toisilla hyvinkin erilaiset. Esimerkiksi nisäkkäillä ja hyönteisillä on hyvin erilaiset elinkaaret, mutta hevosella ja kissalla on samanlaiset, koska ne ovat molemmat nisäkkäitä. Tutki seuraavia käsitteitä elinkaarta määrittäessäsi.