Communiceren met licht en geluid

(LET OP: Deze les bevat een deel A en een deel B. Beide delen zijn belangrijk om de standaard volledig te kunnen leren. Als de tijd beperkt is, neem dan beide delen door om elementen te kiezen die aansluiten op de behoeften van je leerlingen.)

In deze les is de belangrijkste leerstof het ontwerpen en bouwen van een apparaat dat licht of geluid gebruikt om over een afstand te communiceren. Leerlingen ontwerpen hun eigen licht- of geluidsberichtcodes en maken vervolgens een modelapparaat als een leuke, praktische manier om die codes te testen. De les biedt zowel codesuggesties als bouw-/programmeervoorbeelden ter inspiratie. Moedig je leerlingen aan om hun eigen berichtcodes en apparaten te ontwerpen.

• Wetenschappelijke achtergrond - Communiceren met licht of geluid: Al sinds het begin van de mensheid wordt er nagedacht over oplossingen voor communiceren op afstand.
  • Oude culturen gebruikten trommels, lopers die verbale boodschappen overbrachten, koeriers met berichten die in klei of op papyrus waren vastgelegd, en rooksignalen.
  • Later werden er ook vlaggen, spiegels en seinpalen gebruikt om met codes te communiceren.
  • Sinds de negentiende eeuw hebben elektrische apparaten (de telegraaf, telefoon, radio, satellieten en het internet) de afstanden waarop mensen berichten kunnen verzenden en ontvangen vergroot, en kan er over de hele wereld en zelfs in de ruimte gecommuniceerd worden.
• Voorkennis opbouwen - Communiceren met licht of geluid: Deel informatie, afbeeldingen en definities met behulp van je belangrijkste wetenschappelijke en wiskundige materialen.
  • Getallen (zoals 1 tot en met 20) vertegenwoordigen hoeveelheden die kunnen worden geteld.
  • Mensen gebruiken geluid en licht in hun dagelijks leven wanneer ze spreken, digitale apparaten gebruiken, elektronische alarmen gebruiken, lampen aan- en uitzetten, etc.
  • Belangrijkste begrippen: code, communiceren.
• Bouw- en programmeerervaring: Bekijk de suggesties in het lesplan. Voor deze les kun je ook:
  • De oefenactiviteit De lichtmatrix in het menu Starten van de SPIKE app doorlopen.
  • De secties Gebeurtenisblokken, Geluidsblokken en Lichtblokken in het menu Help > Pictogramblokken in de SPIKE app gebruiken om kennis op te doen over manieren om met geluid en licht te programmeren om berichten te verzenden.
  • De les Muzikale trillingen gebruiken om ervaring op te doen met het ontwerpen van apparaten die geluid maken.
• Materialen: Ga eventueel op zoek naar afbeeldingen van vuurtorens en verkeerslichten om je leerlingen voorbeelden te geven.

DEEL A (45 minuten)

• Introduceer de hoofdpersoon/hoofdpersonen van het verhaal en de eerste uitdaging: Daniel woont tegenover Sofie. Wat kan hij bouwen om berichten naar haar te sturen?

• DENKEN: Breng een korte bespreking van het lesonderwerp op gang, eventueel met behulp van de verhaalafbeelding.

  • Stel dat je met iemand wilt praten die niet in de buurt is. Probeer een bericht te sturen naar iemand aan de andere kant van het klaslokaal. Maar doe dit zonder te praten. (Begeleid de gedachten van leerlingen in de richting dat we misschien met een licht- of geluidseffect moeten communiceren.)
  • Wat als de ander zich niet in dezelfde ruimte bevindt? Wat zou je dan kunnen doen? (Telefoon, videogesprek, e-mails)
  • Op welke manieren gebruiken mensen licht om berichten te verzenden? (Je kunt afbeeldingen laten zien om het opbouwen van kennis te ondersteunen, bijvoorbeeld van verkeerslichten die knipperen om bestuurders te laten weten dat ze moeten stoppen of juist kunnen doorrijden, vuurtorens die knipperen om mensen op boten weg te leiden van gevaar en mensen die met hun koplampen knipperen om signalen af te geven).
  • Laten we eens nadenken over Daniels probleem. Welke vragen heb je op dit moment? Hoe kunnen we hem helpen het probleem op te lossen? (Leerlingen willen misschien weten of de ramen van Daniels en Sofies huis open of dicht zijn, of de oplossing overdag of 's nachts moet werken, etc.)

• Geef elke groep een LEGO^® Education SPIKE^™ Essential set en een apparaat.

• Als de leerlingen aan het werk zijn, kun je de onderstaande voorbeeldideeën gebruiken als ondersteuning bij het bouwen of programmeren. Maak duidelijk dat het hier om een voorbeeld gaat. Leerlingen moeten het apparaat dat ze hebben ontworpen bouwen en programmeren.

• Laat leerlingen:

  • Bespreek Daniels probleem en de manieren om het op te lossen.
  • Plan een aantal manieren om licht te gebruiken als code voor berichten. Schrijf ze op (help je leerlingen op weg met voorbeelden, zoals één keer knipperen = ja; twee keer knipperen = nee; drie keer knipperen = ik weet het niet).
  • Gebruik het basismodel om een apparaat te ONTWERPEN en BOUWEN dat kan communiceren door middel van knipperende lichten, te beginnen met schetsen om hun ideeën te verkennen.
  • PROGRAMMEER het apparaat zodat het berichten kan verzenden met de geplande lichtcodes.

• Brainstorm samen over manieren om de SPIKE^™ Essential Set te gebruiken om ontwerpideeën te ondersteunen, zoals:

  • Door leerlingen te laten kiezen welke vaste elementen het belangrijkst zijn voor het communiceren met gebruik van licht (de Lichtmatrix en sensoren).
  • Hoe je de lichtsensor kunt programmeren om van kleur te veranderen voor interessantere codes (bijv. één keer rood knipperen = blij; één keer blauw knipperen = verdrietig).

• Moedig je leerlingen aan om aan het model te blijven werken tot het werkt zoals ze verwachten.

• Laat de leerlingen halverwege de werktijd ideeën uitwisselen volgens een vertrouwde routine in de klas en geef ze vervolgens de tijd om hun modellen aan te passen met inspiratie uit de zojuist gedeelde ideeën.

Voorbeeldideeën

• Laat leerlingen bij elkaar komen om hun ideeën met elkaar te delen.

• Laat elke groep hun model- en ontwerpplannen gebruiken om het volgende te demonstreren en uit te leggen:

  • Hun ontwerpidee en waarom ze daarvoor hebben gekozen.
  • Hoe hun apparaat helpt om over afstanden te communiceren.
  • Het moeilijkste onderdeel van het oplossen van het probleem.
  • Of hun ontwerp werkte of dat ze het moesten aanpassen.
  • Welke code ze hebben bedacht.

Als je door wilt gaan naar Deel B — Uitleggen, laat de leerlingen dan hun modellen intact houden of geef ze de tijd om die opnieuw op te bouwen.

DEEL B (45 minuten)

• Herhaal de stappen uit Deel A — Uitleggen om extra groepen hun leerproces te laten demonstreren en uitleggen.

• (5 minuten) Deel achtergrondinformatie om leerlingen te helpen met het gedeelte Uitbreiden:

  • Naast licht gebruiken mensen geluid om signalen te sturen in het dagelijks leven.
  • Wat zijn een aantal voorbeelden? Welke berichten versturen ze? (Brandalarmen, sirenes van politieauto's of ambulances, beltonen van telefoons en deurbellen. Deze geluiden laten mensen meestal weten dat ze moeten opletten en waarschuwen hen soms voor een gevaarlijke situatie).
  • Moedig leerlingen aan om meer geluidssignalen in het dagelijks leven uit te leggen. Brainstorm vervolgens kort samen over manieren om de drie geluidsblokken in de SPIKE app te gebruiken.
  • Stel de volgende vraag: Welke geluiden kun je gebruiken? (Zie SPIKE app > menu Help > Pictogramblokken voor antwoorden.)

• (15 min) Laat de leerlingen modellen bedenken en testen waarmee ze de volgende uitdaging in de app kunnen voltooien:

  • Plan een aantal manieren om geluid te gebruiken als code voor berichten. Schrijf ze op. (Help je leerlingen op weg met voorbeelden zoals in de handen klappen = blij; blaffende hond = graag willen spelen).
  • Ontwerp en bouw een apparaat dat geluid maakt. Programmeer het om de geluiden te gebruiken om gecodeerde berichten te verzenden. (Zie het gedeelte Voorbereiden voor een verwijzing naar de les Muzikale trillingen, die de leerlingen kan helpen.)

• (5 minuten) Vraag je leerlingen om kennis, ideeën of vaardigheden te delen die:

  • hebben geholpen om de uitdaging te voltooien.
  • ze al doende hebben geleerd.

• Vraag je leerlingen om de sets en werkplekken op te ruimen.

• Stel sturende vragen om leerlingen aan het denken te zetten over hun beslissingen tijdens het bedenken, bouwen en programmeren.

Observatiechecklist

• Neem de leerdoelen door (vak Ondersteuning voor de leraar).

• Gebruik de checklist om de voortgang van de leerlingen te observeren:

  • Ze kunnen hun eigen codes ontwikkelen met behulp van geluid en licht.
  • Ze kunnen de functies van apparaten die licht en geluid gebruiken om het probleem van communicatie op afstand op te lossen ontwerpen, bouwen en beschrijven.
  • Ze kunnen hun apparaten blijven aanpassen totdat ze werken zoals ze verwachten.

Zelfevaluatie

Laat alle leerlingen een steen kiezen die volgens hen het best hun prestatie weergeeft.

• Blauwe steen: Met een beetje hulp kan ik instructies opvolgen om een programma te maken.
• Gele steen: Ik kan instructies opvolgen om een programma te maken.
• Groene steen: Ik kan instructies opvolgen om een programma te maken en ik kan een klasgenoot hierbij helpen.

Feedback met klasgenoten

Laat de leerlingen in kleine groepjes bespreken hoe ze de samenwerking hebben ervaren.
Moedig ze aan om hun boodschap als volgt te verwoorden:

• ik vond het leuk dat je...
• Ik zou graag willen weten hoe je...

Vereenvoudig deze les door:

• Een eenvoudige code voor te stellen (bijv. één keer knipperen = ja; twee keer knipperen = nee; drie keer knipperen = ik weet het niet; A = 1, B = 2; geluid van klappende handen = blij; blaffende hond = wil graag spelen) om leerlingen te helpen snel over te gaan tot het ontwerpen van hun apparaat. Als je leerlingen vastlopen, kun je de voorbeelden in het gedeelte Onderzoeken gebruiken om aan het denken te zetten.

Verhoog de moeilijkheidsgraad door:

• Groepjes van vier te vormen en hen uit te dagen om apparaten te ontwerpen die licht en geluid combineren om op afstand te communiceren.

• Laat de leerlingen de codes die ze hebben gemaakt voor de gedeeltes Onderzoeken en Uitbreiden op flashcards schrijven en tekenen. Vraag ze om kleuren, cijfers, afbeeldingen en klankwoorden (bijv. "blaffen") te gebruiken om de flashcards te maken. Moedig ze aan om de flashcards te delen met hun vrienden en familie om uit te leggen hoe hun codes kunnen worden gebruikt om te communiceren.

Als je de leerlingen hiermee aan de slag laat gaan, duurt de les langer dan 45 minuten.