Bruke inspirasjon fra naturen

(MERK: Denne leksjonen inneholder en del A og en del B. Begge er viktige for å få fullt utbytte av undervisningsopplegget og nå kompetansemålene. Hvis du har begrenset med tid, kan du gå gjennom begge delene og velge ut elementer som dekker elevenes behov.)

I denne leksjonen lærer elevene maskinteknisk design og biomimikk, som er ulike måter mennesker henter inspirasjon fra naturen for å designe løsninger på menneskelige problemer. Elevene skal designe og bygge en slik løsning.
Leksjonen oppgir noen forslag som inspirasjon. Oppmuntre elevene til å designe og bygge sine egne ideer for å løse et menneskelig problem de selv har valgt. Gjør det tydelig at det ikke finnes noen fasitsvar for hvordan modellen skal se ut.

• Naturfaglig bakgrunn – Lære av naturen: Biomimikk er når vi henter inspirasjon fra andre levende vesener for å designe løsninger på menneskelige problemer.
  • Inspirasjonen kan komme fra å forstå hvordan organismer bruker sanseorganene sine eller andre innvendige og utvendige strukturer, inkludert mikroskopiske strukturer og prosesser.
  • I denne leksjoner begrenses elevene til å kun etterligne de utvendige strukturene til dyr som er synlige for det menneskelige øyet.
  • Eksemplene oppgis med anbefaling om å dele de som har med lys og lyd å gjøre (for å samsvare med emnet). Velg antallet og typen eksempler som møter læringsbehovene til elevene dine.
  • For å hjelpe elevene med å designe oppfinnelser kan du også dele bilder/informasjon om ulike dyrs kroppsdeler som inspirasjon.
• Bygg opp forkunnskaper – Lær av naturen: Bruk egnet undervisningsmateriell i naturfag til å dele informasjon, bilder og definisjoner.
  • Dyrs utvendige kroppsdeler inkluderer horn, pels, gjeller, bein med ledd, vinger, nebb, øyne, fjær, skjell, ører, brodder, antenner, neser, øyelokk, skall, vingefjær og sterke fargevariasjoner eller fargemønstre.
  • Dyr bruker kroppsdelene sine til å reprodusere, vokse og overleve i miljøet sitt, som for eksempel å holde seg trygge ved å kamuflere seg i omgivelsene sine, beskytte kroppene sine eller holde rovdyr unna.
  • Mennesker bruker inspirasjon fra naturen til å lage oppfinnelser. Følgende er eksempler for lys og lyd: 1) Formen til LED-lyspærer er inspirert av formen på lampene til ildfluer, noe som lar de produsere mer lys med mindre energi, 2) Tog og deler av vindturbiner har blitt designet for å være mer stille med inspirasjon fra nebbet til Isfugler, noe som reduserer lyden for nabolagene i nærheten, 3) Lyssensitive materialer har blitt designet til å endre farge avhengig av lysnivå, noe som lar maskiner og mennesker kamuflere seg i omgivelsene sine.
  • Eksempler på kjente oppfinnelser og inspirasjonen deres: fly er inspirert av fuglevinger, helikoptre er inspirert av øyenstikkere og kolibrier, sykkelhjelmer er inspirert av skallet til skilpadder, formen til ubåter er inspirert av hvaler og kunstige armer er inspirert av elefantsnabler (Leksjonen Dyrenes strukturer).
  • Ordliste: kroppsdeler, overleve, oppfinnelse
• Erfaring med bygging og programmering: Se gjennom forslagene i emneplanen. Til denne leksjonen kan det også være lurt å
  • gå gjennom alle veiledningene i startmenyen til SPIKE appen.
  • prøve en eller flere av leksjonene i emnet Naturfag: Se det! Hør det! Bygg det! for å få mer erfaring med bygging og bli kjent med Blokker i SPIKE appen
  • understreke at programmering er valgfritt i denne leksjonen
• Materiell: Bruk bakgrunnsinformasjonen ovenfor og finn og bruk alderstilpasset informasjon, bilder eller videoer om 1) dyrs utvendige kroppsdeler og 2) biomimikk. For sistnevnte kan du søke etter eksempler på biomimikk eller eksempler på biomimikk + lys og lyd. Finn ut hvordan du vil dele ut informasjonen til elevene, hvor mange eksempler, hvor du vil dele informasjonen, hvor mange valg du vil gi osv. Finn frem hobbymaterialer for å hjelpe elevene med å forbedre modellene sine.

DEL A (45 minutter)

• Introduser hovedpersonen(e) i historien og den første utfordringen: Daniel, Sofie, Leo og Maria har lært at noen lyspærer ble laget med inspirasjon fra hvordan ildfluer lager lys. Hjelp dem å lære mer om annen inspirasjon vi har hentet fra naturen.

• TENK: Del eksemplene på biomimikk og dyrs kroppsdeler, og legg til rette for en diskusjon om leksjonens emner.

  • Se på disse bildene. Hvordan bruker dyr disse kroppsdelene for å overleve? Kan mennesker også gjøre dette? (Svarene kommer til å avhenge av hvilke bilder av biomimikk du fant: Nei, mennesker kan ikke lage sitt eget lys (ildfluer), fly eller bruke nebb til å bevege seg stille (fugler), dykke dypt under vannet (hvaler), dra hodet sitt tilbake inn i et skall (skilpadder).)
  • Vet du om noen oppfinnelser som minner om ting dyr kan gjøre? (Eksempler: vingene på flyet og bladene på helikopteret lar oss fly som fugler eller insekter, ubåter lar oss dykke som en hval, hjelmer beskytter hodet vårt som skallet til en skilpadde, lyspærer lager lys som ildfluer, tog og vindturbiner kan bevege seg stille som en fugl)
  • Se på flere bilder. Hvilke kroppsdeler til dyr viser de? (Svarene kommer til å variere med bildene du fant av dyrs kroppsdeler: horn, pels, gjeller, bein med ledd, vinger, nebb, øyne, fjær, skjell, ører, brodder, antenner, neser, øyelokk, skall, vingefjær og sterke farger eller fargemønstre)
  • Tenk på de ulike dyrenes kroppsdeler. Hvilket problem kan de hjelpe deg med å løse for mennesker? (Få frem og publiser elevenes ideer til felles bruk.)

• Del ut et SPIKE^™ Essential sett og en enhet til hver gruppe.

• Understrek at elevene kan designe og bygge hvilken som helst løsning på et menneskelig problem ved å hente inspirasjon fra hvilket som helst dyr. Leksjonen Engasjere gir et par forslag. Understrek at det ikke finnes et fasitsvar for modellen og at det er valgfritt å programmere i denne leksjonen.

• Be elevene om å gjøre følgende:

  • Bruk inspirasjon fra delen Engasjere for å velge et menneskelig problem å løse og en kroppsdel fra et dyr som kan hjelpe til med å løse problemet.
  • Tegn ideen, inkludert kroppsdelen som inspirerte den og hvordan designet kommer til å hjelpe mennesker. (Be elevene om å navngi kroppsdelen og tegne en sirkel, merke eller vise hvordan de skal bruke den i ideen sin.)
  • Tenk på hvilke materialer som er best å bruke.
  • Begynn å BYGGE en modell av ideen.
  • (Valgfritt) Begynn å programmere modellen for å vise hvordan den fungerer.

• Du kan be elevene om å dele ideer halvveis gjennom byggeprosessen, og deretter oppdatere modellene sine med inspirasjon fra delingsøkten.

  • Test modellen. Endre den så den fungerer som planlagt.

• Legg til rette for idédugnad om måter en kan kombinere hobbymaterialer og LEGO^® elementer i elevenes designideer. Oppmuntre elevene til å være fantasifulle med problemene de designer for og materialene de velger.

• Samle elevene for å dele med hverandre.

• Be hver gruppe om å dele og forklare designløsningen sin (modeller og tegninger), inkludert følgende:

  • Problemet de vil løse og hvorfor de vil løse det.
  • Hvilken kroppsdel fra et dyr de brukte som inspirasjon og hvordan dyret bruker den.
  • Hvordan de vil at oppfinnelsen deres skal fungere. (Elevene kan beskrive muntlig eller vise visuelt hvordan løsningene skal fungere, men de trenger ikke å fullføre en fungerende modell.)
  • Om designet fungerte eller om de måtte endre det.
  • Designutfordringer de trenger hjelp med.

Hvis du vil fortsette til Del B: Forklare, bør elevene holde modellene sine hele, eller så må du legge inn tid til å bygge dem på nytt.

DEL B (45 minutter)

• Gjenta trinnene fra Del A: Forklare for å få flere grupper til å demonstrere og forklare det de har lært.

• Be elevene om å gjøre følgende:

  • (10 min) Fortsett å gjøre endringer og teste modellene til de fungerer som forventet.
  • (15 min) Demonstrer oppfinnelsen og vis hvordan den løser et menneskelig problem ved hjelp av inspirasjon fra kroppsdelen til et dyr.

• (5 min) Be elevene om å dele kunnskap, ideer eller ferdigheter som

  • hjalp dem med å fullføre utfordringen
  • de lærte mens de bygde

• Be elevene om å rydde settene og arbeidsområdene.

• Still veiledende spørsmål for å få frem tankegangen til elevene og avgjørelsene de tok mens de idémyldret, bygget og programmerte.

Observasjonssjekkliste

• Gå gjennom læringsmålene (Lærerstøtte-boksen).

• Bruk sjekklisten til å observere fremdriften til elevene:

  • Beskrivelsen og designet deres identifiserer eksempler på hvordan dyr bruker utvendige strukturer for å overleve (ved hjelp av utdelt informasjon).
  • Designet deres løser et menneskelig problem og inneholder en funksjon som etterligner en bestemt kroppsdel til et dyr. (Elevene kan beskrive muntlig eller vise visuelt hvordan løsningene skal fungere, men de trenger ikke å fullføre en fungerende modell.)
  • De beskriver materialene de brukte og funksjonene til designet.

Egenvurdering

Be hver elev om å velge klossen de mener beskriver arbeidet deres på best måte.

• Blå kloss: Jeg tror at jeg kan følge instruksjoner for å lage et program.
• Gul kloss: Jeg kan følge instruksjoner for å lage et program.
• Grønn kloss: Jeg kan følge instruksjoner for å lage et program, og jeg kan hjelpe en venn med å gjøre det samme.

Partilbakemelding

Be elevene om å parvis diskutere erfaringene med å jobbe sammen.
Oppmuntre dem til å bruke uttalelser som følgende:

• Jeg syntes det var bra at du ...
• Jeg vil gjerne høre mer om hvordan du ...

Forenkle denne leksjonen ved å gjøre følgende:

• Reduser antall valgmuligheter eller gi et bestemt menneskelig problem som du knytter til en bestemt utvendig struktur hos et dyr. Understrek at elevene kan bygge sine egne designløsninger uten å bruke huben eller programmering.
  Øk vanskelighetsgraden ved å gjøre følgende:
• Be elevene om å PROGRAMMERE modellen sin for å vise hvordan oppfinnelsen fungerer. Hvis du vil, kan du be dem om å utvide Utdype-utfordringen ved å kombinere to eller flere strukturer for å løse flere problemer.

• Be elevene om å gjøre tegningen av designet (fra Utforske) om til en brosjyre eller annonse for oppfinnelsen. Få dem til å bruke piler, sirkler og etiketter for å forklare hvordan oppfinnelsen fungerer. De kan også legge til noen ord eller en setning som informerer folk om hvorfor de bør bruke oppfinnelsen.

Dette vil ta mer tid enn 45 minutter.