Set di base WeDo 2.0

Prevenzione delle inondazioni

Progetta una chiusa automatica LEGO per controllare l'acqua secondo vari schemi di precipitazioni.

Oltre 120 min.
Intermedio
Dagli 8 agli 11 anni
prevent-flooding-project-image

1. Preparazione

15-30 minuti

• Leggi la preparazione generale nel capitolo “Gestione della classe”. • Informati sul progetto per capire cosa fare. • Definisci come desideri presentare il progetto: Utilizza il video fornito nel progetto all’interno del software WeDo 2.0 o utilizza il materiale che preferisci. • Determina il risultato finale del progetto: i parametri per presentare e produrre il documento. • Assicurati che le tempistiche ti consentano di soddisfare le aspettative. Importante Questa è una descrizione del progetto. Consulta il capitolo "WeDo 2.0 nel Programma di studio" per ulteriori spiegazioni sulle prassi di progettazione.

2. Fase di esplorazione

30-60 minuti

Il video introduttivo può essere utile a porre le basi per rivedere e discutere le seguenti idee per il progetto con gli studenti. Video introduttivo Nel corso dei secoli, gli esseri umani hanno creato congegni per impedire all’acqua di inondare le aree popolate: 1. Durante l’anno, le condizioni atmosferiche variano e portano vari tipi di precipitazioni. 2. Talvolta, l’acqua di fiumi e torrenti è talmente tanta che è impossibile contenerla. 3. L'erosione è un fenomeno naturale che si verifica spesso in aree soggette a forti precipitazioni. 4. Le chiuse sono congegni che consentono all’acqua di fluire a valle in canali o fiumi. 5. Quando le precipitazioni sono normali, le chiuse rimangono aperte per mantenere basso il livello del bacino idrico. 6. Quando le precipitazioni sono intense, le chiuse vengono sbarrate per riempire il bacino idrico con acqua supplementare. Per avere un’idea di come funziona una chiusa, puoi riempire una vasca da bagno: • L’apertura delle barriere consente a un flusso maggiore di acqua di andare da monte a valle o dal rubinetto alla vasca da bagno per poi defluire nello scarico. • La chiusura della chiusa impedisce completamente all’acqua di defluire dando origine a un’inondazione, o riempendo la vasca da bagno.

prevent-flooding-explore-phase

Domande per il dibattito 1. Rappresenta in un grafico a barre i livelli di precipitazione raggiunti in ciascuna stagione nella tua area geografica. La risposta a questa domanda varia a seconda della località. Descrivi in modo articolato termini come stagione delle piogge intense, stagione con scarse precipitazioni e inondazione. La barra del grafico deve mostrare il livello di precipitazioni: alto, basso, o medio. 2. In che modo le precipitazioni influenzano i livelli di acqua di un fiume? Le precipitazioni non sono l’unico fattore che influenza il livello di acqua dei fiumi, ma in generale: • Le precipitazioni intense aumentano il livello di acqua. • Le precipitazioni scarse abbassano il livello di acqua. 3. Elenca i modi in cui è possibile prevenire un’inondazione. Gli esseri umani si avvalgono di vari modi per prevenire le inondazioni: dighe, argini, dighe, fossati, rimboscamento e così via. 4. Immagina un congegno in grado di prevenire le inondazioni. La risposta a questa domanda guiderà gli studenti nel processo di progettazione. 5. Che cosa è l'erosione idrica? L’erosione idrica è un processo naturale secondo il quale l’acqua modifica la conformazione del suolo. 6. In cosa si distingue questo grafico a barre da quello relativo alla tua regione? La risposta a questa domanda varia a seconda della località dello studente. Chiedi agli studenti di raccogliere le proprie risposte, corredate di testo o immagini, nello strumento di documentazione.

3. Fase di creazione

45-60 minuti

Costruzione e programmazione di una chiusa Gli studenti seguiranno le istruzioni di montaggio per creare una chiusa. Per aprire e chiudere la barriera si utilizza il motore. 1. Costruisci una chiusa. Nel modulo utilizzato per il progetto viene impiegato un ingranaggio conico che può modificare l'asse di rotazione, consentendo alla chiusa di aprirsi e chiudersi.

floodgate-instructions-preview

2. Programma il modello per aprire e chiudere la chiusa. Questo programma visualizzerà l'immagine delle precipitazioni e attiverà il motore in una direzione per 2 secondi. Quindi visualizzerà l'immagine del sole e attiverà il motore nell’altra direzione per 2 secondi.

floodgate-program

Importante L'uso del grafico a barre dovrebbe aiutare gli studenti a spiegare perché è necessario chiudere o aprire la chiusa. Suggerimento Prima che gli studenti inizino a progettare soluzioni, chiedi loro di modificare i parametri del programma in modo che lo capiscano completamente.

floodgate

Automatizzazione della chiusa Servendosi di questo modello, gli studenti devono essere in grado di aggiungere sensori allo stesso per far reagire la chiusa all’ambiente circostante. Devono considerare almeno una delle seguenti opzioni: 1. Aggiungi una maniglia dotata di sensore di inclinazione per azionare la barriera. La maniglia con il sensore di inclinazione consentirà all’operatore a terra di aprire e chiudere la barriera. 2. Aggiungi un sensore di movimento per rilevare l’acqua in aumento. Un sensore di movimento consentirà di aprire e chiudere la barriera in base ai livelli di acqua. Usa le mani o mattoncini LEGO per simulare livelli d'acqua diversi. 3. Aggiungi un input al sensore acustico per attivare il protocollo di emergenza. Il protocollo di emergenza può essere utilizzato per riprodurre un suono, far lampeggiare le luci, inviare un messaggio di testo o chiudere le chiuse. Importante È importante tenere presente che poiché il modello di uno studente varia a seconda delle sue scelte, non esistono istruzioni di montaggio né programmi di esempio disponibili per gli studenti per questa parte del progetto.

Progettazione di ulteriori soluzioni (facoltativo, 45-60 minuti) La sezione “Progettazione di ulteriori soluzioni” del progetto dello studente è un approfondimento facoltativo. Tieni presente che queste sono attività di approfondimento della sezione precedente e sono progettate per gli studenti più grandi o più esperti. Inondazioni ed erosioni non hanno luogo ovunque. 1. Disegna una mappa con la posizione della chiusa, includendo le zone di terra e fiume: • Chiedi agli studenti di creare una mappa o una schermata del fiume con altri elementi, come montagne, valli, città e così via. • Chiedi loro di descrivere dove potrebbe essere utile una chiusa. • Chiedi loro di illustrare da dove proviene l’acqua e dove è diretta. 2. Trova altri utilizzi della chiusa. Puoi utilizzare la chiusa in altre situazioni diverse da un'inondazione. Invita gli studenti a pensare ai cancelli o alle porte in generale. Suggerimento per la collaborazione Si può utilizzare la chiusa anche in una scenario di navigazione con canale. Accoppia i team così che possano illustrare ciò che potrebbe accadere in una sequenza di trasporto di una barca. 3. Programma due chiuse per controllare il corso d’acqua dentro e fuori una sezione del fiume. Invita gli studenti a descrivere e programmare la sequenza di funzionamento delle chiuse.

4. Fase di condivisione

45+ minuti

Completamento del documento Chiedi agli studenti di documentare i progetti in modi diversi: • Chiedi agli studenti di scattare foto di ciascuna versione creata. Portali a spiegare qual è la soluzione migliore e a giustificare con prove concrete il loro ragionamento. • Chiedi agli studenti di confrontare queste immagini con immagini di vita reale. • Chiedi agli studenti di riprendersi in un video in cui descrivono i loro progetti. Presentazione dei risultati In questo progetto specifico, invita gli studenti a presentare funzionamento della chiusa con l’uso di un sensore. Per migliorare le presentazioni degli studenti: • Assicurati che siano in grado di spiegare perché la chiusa può impedire all’acqua di modificare la conformazione del suolo. • Chiedi loro di contestualizzare la spiegazione fornita: Dove ha luogo l’evento? In quale stagione? In quali condizioni?

Valutazione del progetto

Rubriche di valutazione del progetto NGSS (Next Generation Science Standards, Standard scientifici di prossima generazione, utilizzati negli USA) Puoi utilizzare queste sezioni di valutazione con la griglia delle sezioni di osservazione, che si trova nel capitolo "Valutazione con WeDo 2.0". Fase di esplorazione Durante la fase di esplorazione, assicurati che lo studente sia coinvolto attivamente nel dibattito, ponga e risponda alle domande e sia in grado di creare un grafico delle precipitazioni per ogni stagione: 1. Lo studente non è in grado di rispondere alle domande o partecipare al dibattito in modo adeguato o se aiutato, né creare un grafico delle precipitazioni per ogni stagione. 2. Lo studente è in grado, su richiesta dell’insegnante, di rispondere alle domande o partecipare al dibattito in modo adeguato o se aiutato, nonché creare un grafico delle precipitazioni per ogni stagione. 3. Lo studente è in grado di rispondere alle domande e partecipare al dibattito in classe in modo adeguato e sa creare un grafico delle precipitazioni per ogni stagione. 4. Lo studente è in grado di approfondire le spiegazioni durante il dibattito e creare un grafico delle precipitazioni per ogni stagione. Fase di creazione Durante la fase di creazione, assicurati che lo lavori bene all’interno di un team, giustifichi la soluzione migliore individuata e utilizzi le informazioni raccolte nella fase di esplorazione. 1. Lo studente non è in grado di lavorare all’interno di un team, giustificare le soluzioni sviluppate e utilizzare le informazioni raccolte per sviluppare ulteriormente il progetto. 2. Lo studente è in grado di lavorare all’interno di un team, raccogliere e utilizzare informazioni, se guidato o aiutato, per giustificare le soluzioni sviluppate. 3. Lo studente è in grado di lavorare all’interno di un team e contribuire al dibattito, giustificare le soluzioni sviluppate e raccogliere e utilizzare informazioni sui contenuti. 4. Lo studente è in grado di lavorare all’interno di un team rivestendo il ruolo di leader e giustificare e discutere le soluzioni che consentono la raccolta e l'utilizzo delle informazioni. Fase di condivisione Durante la fase di condivisione, assicurati che lo studente sia in grado di spiegare come è stato creato il nuovo progetto della chiusa, abbia utilizzato i sensori per controllare la chiusa e che sia in grado di utilizzare informazioni importanti sul progetto per creare un rapporto finale. 1. Lo studente non è in grado partecipare al dibattito sulla progettazione, né spiegare il modello utilizzando i sensori e utilizzare le informazioni per creare un progetto finale. 2. Lo studente è in grado, su richiesta dell’insegnante, di partecipare al dibattito sulla progettazione della chiusa e sull’uso dei sensori e si avvale di informazioni limitate per creare un progetto finale. 3. Lo studente è in grado di partecipare al dibattito sulla progettazione della chiusa e sull’uso dei sensori e si avvale delle informazioni raccolte per produrre un progetto finale. 4. Lo studente è in grado di contribuire al dibattito in classe con approfondimenti sull’argomento trattato e utilizzare le informazioni raccolte per creare un progetto finale comprensivo di ulteriori elementi richiesti. Sessioni di valutazione del progetto ELA Puoi utilizzare queste sezioni di valutazione con la griglia delle sezioni di osservazione, che si trova nel capitolo "Valutazione con WeDo 2.0". Fase di esplorazione Durante la fase di esplorazione, assicurati che lo studenti sia di grado di spiegare bene le proprie idee e di aver compreso le domande poste. 1. Lo studente non è in grado di condividere le proprie idee derivanti dalle domande poste durante la fase di esplorazione. 2. Lo studente è in grado, su richiesta dell’insegnante, di condividere le proprie idee derivanti dalle domande poste durante la fase di esplorazione. 3. Lo studente sa esporre le proprie idee derivanti dalle domande poste durante la fase di esplorazione in modo adeguato. 4. Lo studente fornisce spiegazioni approfondite e dettagliate delle proprie idee derivanti dalle domande poste durante la fase di esplorazione. Fase di creazione Durante la fase di creazione, assicurati che lo studente compia le scelte appropriate (vale a dire, fermi immagine, video, testo) e documenti i risultati come da aspettative. 1. Lo studente non riesce a documentare i risultati durante tutta l'indagine. 2. Lo studente documenta i propri risultati, ma la documentazione è incompleta o non soddisfa le aspettative stabilite. 3. Lo studente documenta i propri risultati per ciascun componente dell’indagine in modo adeguato e seleziona scelte appropriate. 4. Lo studente si avvale di vari metodi appropriati per documentare i propri risultati e supera le aspettative stabilite. Fase di condivisione Durante la fase di condivisione, assicurati che lo studente si serva dei risultati ottenuti dall’indagine come prova giustificativa del ragionamento svolto. Lo studente si attiene alle linee guida stabilite per presentare risultati ottenuti al pubblico. 1. Lo studente non si avvale dei risultati ottenuti come prova nelle idee condivise durante la presentazione. Lo studente non si attiene alle linee guida stabilite. 2. Lo studente si avvale di alcune prove ottenute dai risultati dell’indagine, ma la giustificazione fornita è limitata. Le linee guida stabilite vengono generalmente seguite, ma presentano una o più lacune. 3. Lo studente fornisce le prove per giustificare i risultati ottenuti in modo adeguato e si attiene alle linee guida stabilite durante la presentazione. 4. Lo studente discute i risultati ottenuti e si serve completamente delle prove per giustificare il ragionamento svolto attenendosi a tutte le linee guida stabilite.

5. Differenziazione

Per garantire un lavoro di successo, fornisci ulteriori istruzioni sulla costruzione e programmazione, ad esempio: • Spiega come utilizzare sensori. • Definisci i tipi di precipitazioni in ogni stagione con i tuoi studenti e aiutali a stabilire su quali devono concentrarsi. • Spiega la progettazione basata sull’ingegneria. Inoltre, fornisci indicazioni specifiche sul modo in cui desideri che gli studenti presentino e documentino i propri risultati, ad esempio, potresti organizzare una sessione di condivisione tra i team. Suggerimento Per gli studenti più esperti, puoi concedere più tempo per costruire e programmare in modo da consentire loro di creare tipi di congegni diversi e più elaborati. Chiedi loro di utilizzare il processo di progettazione per spiegare tutte le versioni che hanno realizzato. Progettazione di ulteriori soluzioni Per progettare ulteriori soluzioni, chiedi agli studenti di sfruttare le proprie conoscenze sulle chiuse e sulle diverse fonti idriche per descrivere il flusso dell’acqua che cercano di controllare e la posizione di montagne, città e laghi. Offri loro opportunità per ampliare il processo di progettazione in modo da includere altre idee sul funzionamento della chiusa o altri tipi di barriere automatiche. Fraintendimenti degli studenti Gli studenti tendono a vedere la terra come statica, stabile e immutabile. Spesso hanno difficoltà a credere che le rocce possono cambiare o usurarsi a causa degli agenti atmosferici. Spesso hanno difficoltà a comprendere il ruolo di una diga o di una chiusa nella protezione delle masse terresti.

Supporto per insegnante

Gli studenti effettueranno le seguenti attività: Esplorare i vari modi in cui le precipitazioni possono cambiare nel corso delle stagioni e i possibili danni causati dall’acqua se non viene controllata. Creare e programmare una chiusa per controllare il livello di acqua in un fiume. Presentare e documentare più soluzioni progettate per impedire che l’acqua modifichi la conformazione del suolo.

NGSS
2-ESS2-1
3-ESS2-1
3-ESS3-1
4-ESS2-2

CCSS
CCSS.ELA-Literacy.W.2.7
CCSS.ELA-Literacy.SL.3.1.a
CCSS.ELA-Literacy.RL3.7

Materiale per studenti

Download, view or share the student worksheet, either as an online HTML page or a printable PDF

LEGO, the LEGO logo, the Minifigure, DUPLO, the SPIKE logo, MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks and/or copyrights of the LEGO Group. ©2020 The LEGO Group. All rights reserved. Use of this site signifies your agreement to the terms of use.