Proteggersi dai rischi naturali

(NOTA: questa lezione contiene una Parte A e una Parte B. Entrambi le parti sono importanti per accedere all’apprendimento completo dello standard. Se il tempo è limitato, rivedi entrambe le parti per selezionare gli elementi che soddisfano le esigenze degli alunni.)

In questa lezione, l’apprendimento avviene attraverso il confronto di diversi modi per ridurre l’impatto dei terremoti sugli edifici e sulle persone che li utilizzano. La classe deve quindi costruire più soluzioni diverse a supporto del confronto. Il modello/programma esemplificativo mostra alcuni possibili progetti di edifici, insieme a una macchina per il test. Incoraggia gli alunni a usare gli esempi come ispirazione e quindi a progettare e costruire la loro idea per una struttura antisismica.

• Notare che ogni gruppo di alunni crea un progetto di edificio. I gruppi confrontano quindi i progetti e i risultati. Aiuta gli alunni a creare criteri di confronto.

• Background scientifico – Terremoti: I processi naturali della Terra, come un improvviso movimento della crosta terrestre o attività vulcaniche, possono causare terremoti.

• Costruire le conoscenze di base – Prepararsi ai terremoti: usando i materiali scientifici di base (e i video, se reperiti – vedi Materiali), condividi informazioni, immagini e definizioni.

  • I terremoti sono un pericolo causato da un processo terrestre naturale (altri includono inondazioni, tsunami ed eruzioni vulcaniche). Durante un terremoto, il terreno può tremare violentemente, danneggiando o distruggendo gli edifici e minacciando la sicurezza delle persone.
  • Le persone possono ridurre gli impatti (effetti) dei terremoti in molti modi, per es. progettando edifici antisismici. Questi edifici utilizzano forme e materiali per ridurre il pericolo. Sono anche dotati di parti destinate a danneggiarsi per evitare che l’intero edificio crolli, come i parafanghi di un’auto, che assorbono gli impatti e l’energia in caso di incidente per proteggere le persone al suo interno.
  • La preparazione, ad esempio con l’installazione di sistemi di allarme antisismici, consente inoltre alle persone di mettersi rapidamente in salvo.
  • Terminologia chiave: processi terrestri, pericoli naturali, terremoti

• Esperienza di costruzione e programmazione: Esamina i suggerimenti contenuti nel Piano dell’unità. Per questa lezione, potresti anche

  • rinforzare i concetti con il tutorial del Motore nel menu Inizia dell’app SPIKE.
  • Utilizzare le sezioni Blocchi evento e motore nel menu Aiuto>Blocchi parole nell’app SPIKE per fornire ulteriore supporto.

• Materiali: se possibile, individua video di test antisismici (cerca: test antisismico). Se lo desideri, condividili quando eroghi le informazioni di base.

PARTE A (45 minuti)

• Presenta i personaggi principali della storia e la prima sfida: Leo sa che i terremoti sono molto frequenti in alcuni paesi. Per proteggere le persone, aiutalo a progettare edifici che non vengano distrutti dai terremoti.

• PENSA – avvia una breve discussione sull’argomento o sugli argomenti della lezione, usando l’immagine della storia, se lo desideri.

  • Quali forme di edifici hanno meno probabilità di rimanere danneggiate da un terremoto? Perché? (forme triangolari e piramidali; sono stabili e ondeggiano meno.)
  • Quali materiali edili resistono meglio alle forze sismiche? Perché? (acciaio; è resistente ma si piega piuttosto che rompersi.)
  • Come si possono progettare edifici per ridurre gli effetti dei terremoti? (Utilizzare materiali/forme appropriati, come l’acciaio + una forma triangolare; testare e ottimizzare i progetti per trovare la soluzione migliore.)

• Distribuisci un set SPIKE^™ Essential e un dispositivo a ciascun gruppo.

• Mentre gli alunni lavorano, potresti condividere gli esempi seguenti a supporto della costruzione o della programmazione. Chiarisci che mostrano suggerimenti per strutture antisismiche. I gruppi di alunni devono progettare e costruire la propria idea di una struttura di questo tipo.

• Gli alunni devono:

  • Usare il modello di base per COSTRUIRE un edificio e una macchina che vibra per simulare un terremoto. Usare la macchina per testare il progetto dell’edificio per vedere se verrà distrutto dal terremoto.
  • PROGRAMMARE il loro modello per scuotere l’edificio a diverse velocità del motore. Testare e registrare per quanto tempo resiste a diverse velocità (forza di scuotimento). Ricordarsi di iniziare il test da una velocità bassa e poi aumentare (25%, 50%, 75% e 100%). Identificare progetti di edifici che cadono subito. Perché?

• Facilita il brainstorming sui modi in cui utilizzare gli elementi LEGO^® per creare modelli di edifici che si comporteranno in modo diverso durante i test (ad esempio, perché sono di dimensioni o forme diverse, alti e stretti o pesanti con una base larga) o utilizza pezzi flessibili che si piegano ma non si rompono). Esplora modi per utilizzare la velocità del motore per rappresentare la forza crescente sull’edificio.

• A circa metà del tempo di lavoro, chiedi agli alunni di scambiarsi idee utilizzando una routine familiare in classe e poi di aggiornare i loro modelli con le idee scaturite dalla condivisione.

Idee esemplificative

• Riunisci gli alunni per la condivisione. 

• Chiedi a ogni gruppo di usare il proprio modello e i propri schizzi per dimostrare e spiegare:

  • Il design del loro edificio. (Chiedi loro di descrivere le dimensioni, la forma della base, la struttura o la flessibilità dei materiali.)
  • I risultati dei loro test.
  • Perché la soluzione di progettazione dell’edificio ha funzionato o meno.

• Chiedi agli alunni di utilizzare individualmente le spiegazioni presentate e i risultati dei test per decidere quale soluzione progettuale è più efficiente nel minimizzare gli effetti dei terremoti sulle persone. Devono confrontare almeno due progetti e spiegare la loro scelta.

• Invita gli alunni a parlare di come hanno modificato il loro modello per migliorarne le prestazioni.

Se desideri continuare con la Parte B – Spiega, chiedi agli alunni di non smontare i loro modelli oppure concedi loro del tempo per ricostruirli.

PARTE B (45 minuti)

• Ripeti i passaggi della Parte A – Spiega, chiedendo ad altri gruppi di dimostrare e spiegare ciò che hanno appreso.

• (5 min.) Condividi le informazioni di base per aiutare gli alunni nell’Elaborazione: In Italia, il sistema IT-alert (un sistema di allerta antisismico) attiva una sirena per avvertire le persone della presenza di un terremoto e di possibili scosse.

• (15 min.) Chiedi agli alunni di ripetere e testare i modelli creati per completare la sfida successiva nell’app:

  • Migliorare e programmare il modello dell’edificio in modo che un allarme avverta le persone di un terremoto imminente.

• (10 min.) Invita gli alunni a condividere conoscenze, idee o abilità che:

  • Li hanno aiutati a completare la sfida.
  • Hanno appreso mentre costruivano.

• Chiedi agli alunni di rimuovere i set e sgomberare le aree di lavoro.

• Poni domande guida per sollecitare i pensieri e le decisioni degli alunni durante l’ideazione, la costruzione e la programmazione.

Checklist di osservazione

• Rivedi gli obiettivi di apprendimento (riquadro Supporto per l’insegnante).

• Usa la checklist per osservare i progressi degli alunni:

  • Il loro modello e programma includono un edificio e un simulatore di terremoti che lavorano insieme per testare la resistenza alle scosse degli edifici.
  • Usano criteri per valutare l’efficienza della loro soluzione nel ridurre l’impatto di un terremoto sugli esseri umani.
  • La loro spiegazione confronta almeno due modelli di edifici per decidere quale funzioni meglio.

Auto-valutazione

Invita ogni alunno a scegliere il mattoncino che ritiene rappresenti meglio il suo lavoro.

• Mattoncino blu: ritengo di essere in grado di seguire le istruzioni per creare un programma.
• Mattoncino giallo: sono in grado di seguire le istruzioni per creare un programma.
• Mattoncino verde: sono in grado di seguire le istruzioni per creare un programma e posso anche aiutare un amico a farlo.

Feedback tra compagni

Chiedi agli alunni di discutere, nell’ambito dei loro piccoli gruppi, le loro esperienze di lavoro di squadra.
Incoraggiali a usare espressioni quali:

• Mi è piaciuto quando hai...
• Mi piacerebbe saperne di più su come hai...

Per semplificare la lezione:

• Modifica la prima sfida: Chiedi agli alunni di testare il loro edificio a una sola velocità. Stabilisci un limite di tempo per decidere se l’edificio cada “immediatamente”, ad esempio dopo 5 o 10 secondi.

Per aumentare il livello di difficoltà:

• Ampliando la sfida dell’Elaborazione: Chiedi agli alunni di modificare i loro modelli in “Elaborazione” per mostrare altri modi per avvisare le persone del pericolo di un evento naturale.

• Distribuisci documentazione didattica sui materiali utilizzati dagli antichi costruttori giapponesi, cinesi o romani per prevenire i danni causati dai terremoti. (Cerca antichi edifici antisismici cinesi/giapponesi/romani) Chiedi agli alunni di esaminare un esempio e condividere i concetti chiave e i dettagli del loro apprendimento.

Se facilitata, questa lezione durerà più a lungo dei 45 minuti standard.