Informatieoverdracht

(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 gaat het in de eerste plaats om het vergelijken van verschillende manieren om berichten met behulp van patronen (codes) te versturen. Het model biedt een leuke, praktische manier om de codes die leerlingen ontwerpen te testen en met elkaar te vergelijken. Moedig de leerlingen aan om hun eigen codes en apparaten te ontwerpen en te bouwen om er vervolgens berichten mee te verzenden. Benadruk dat er niet één juist model is.

• Wetenschappelijke achtergrond - Informatieoverdracht:
  • Maak jezelf vertrouwd met de voorgestelde coderingsopties in Onderzoeken, waarin leerlingen de Licht- en Geluidsblokken gebruiken om op verschillende manieren berichten te verzenden met behulp van patronen.
  • Beide aangeboden methoden zijn vervangingscodes waarbij elke letter een getal wordt. dat wordt weergegeven door een of meer lichtflitsen of geluiden - A = 1, B = 2, etc.
  • Leerlingen hebben criteria en beperkingen nodig om nuttige tests te kunnen ontwerpen, die tijdens het gedeelte Activeren kunnen worden opgesteld.
• Voorkennis opbouwen - Informatieoverdracht: Deel informatie, afbeeldingen en definities met behulp van je wetenschappelijke kernmaterialen:
  • Codes zijn een reeks patronen die cijfers, letters, geluiden, lichten en/of symbolen gebruiken om berichten weer te geven. In Morse wordt elke letter bijvoorbeeld weergegeven met lange of korte flitsen of pieptonen.
  • Mensen hebben in verschillende tijden en op verschillende plekken allerlei patroonsystemen gebruikt om gecodeerde informatie te verzenden.
  • Tegenwoordig wordt informatie vaak elektronisch overgedragen van de ene bron naar de andere. Dit gebeurt met binaire codepatronen die enen (1) en nullen (0) gebruiken om de tekst, het geluid en de afbeeldingen weer te geven. De nummers worden door elektronische apparaten zoals mobiele telefoons gedecodeerd in een vorm die we herkennen.
  • Criteria zijn de vereisten waaraan moet worden voldaan om een project succesvol te laten zijn. Denk hierbij aan zaken zoals gebruiksvriendelijkheid en veiligheid.
    Beperkingen zijn de limieten van het project, zoals tijd of kosten.
  • Belangrijkste begrippen: patronen, code, informatieoverdracht, criteria, beperkingen
• Bouw- en programmeerervaring: Bekijk de suggesties in het lesplan. Voor deze les kun je ook:
  • De oefenactiviteiten De lichtmatrix en De kleursensor in het menu Starten van de SPIKE app doorlopen.
  • Probeer een of meer lessen uit de eenheid Wetenschap om meer bouwervaring op te doen en vertrouwd te raken met Woordblokken in de SPIKE app.
  • Gebruik de les Communiceren met licht en geluid om inspiratie op te doen en ondersteuning te bieden bij het bouwen.
• Materialen: Zoek een gedrukt of digitaal voorbeeld van Morsecode om te delen tijdens het gedeelte Activeren.

DEEL A (45 minuten)

• Introduceer de hoofdpersoon/hoofdpersonen van het verhaal en de eerste uitdaging: Maria, Leo, Daniel en Sofie gebruiken een speciale codetaal om ideeën met elkaar te delen. Maak je eigen codetaal om met je vrienden te communiceren!

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

  • Op welke manieren worden patronen gebruikt om informatie over te dragen? (Drum- of geluidspatronen; Morsecode, waarbij een patroon van lange en korte signalen wordt gebruikt; signaallichten op een luchthaven of vanaf een schip. Overweeg om een voorbeeld van Morsecode te laten zien of horen.)
  • Wat zijn een aantal criteria om een code op te stellen? (Een patroon wordt gebruikt om de informatie te coderen, het bericht wordt nauwkeurig verzonden, het systeem is eenvoudig te gebruiken en werkt snel)
  • Hoe zit het met beperkingen? (Afstand, materialen, veiligheid, d.w.z. het voorkomen dat te veel leerlingen zich tegelijk verplaatsen; een code waarbij het lang duurt voor het bericht verzonden is, is niet handig in het geval van dringende informatie.)
  • Help de leerlingen bij het definiëren van de criteria en beperkingen die ze gaan gebruiken: Een test van één klas maakt het makkelijker om vergelijkingen tussen groepen te maken. Een breed aanbod aan keuzes zal de diversiteit van oplossingen juist bevorderen.

• Geef elke groep een SPIKE Essential Set en een apparaat.

• Als de leerlingen aan het werk zijn, kun je de onderstaande voorbeelden gebruiken als ondersteuning bij het programmeren. Benadruk dat er niet één juist model of programma is. Leerlingen kunnen in deze open projectles elk model en elke gewenste berichtcode ontwerpen en bouwen.

• Laat leerlingen:

  • Ten minste twee verschillende codes maken en opschrijven voor het verzenden van woorden met de letters A-E (bijvoorbeeld A = wolvengeluid; B = vogelgeluid; C = kattengeluid; en ga zo maar door).
  • Beginnen met het BOUWEN en PROGRAMMEREN van een model om gecodeerde berichten te verzenden met behulp van verschillende systemen. Laat ze demonstreren hoe dit zal helpen om met vrienden te communiceren.
  • Hun codes testen als partners of met andere groepen, aan de hand van vastgestelde criteria en beperkingen.

• Brainstorm samen over manieren om de lichtmatrix te programmeren om een patroon te creëren dat informatie overdraagt. Leerlingen kunnen bijvoorbeeld gedeelde ontwerpcriteria en -beperkingen gebruiken en vervolgens de onderstaande ideeën testen:

  • BED geschreven in aantallen pixels op de lichtmatrix, met code voor alle letters A-E.
  • BAD geschreven in dierengeluiden, met code voor alle letters A-E.

• 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

• Verzamel leerlingen om het werk te bespreken. 

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

  • Hoe hun codeontwerpen verschillende patronen gebruiken om informatie over te dragen.
  • De criteria en beperkingen die worden gebruikt in hun ontwerpoplossingen.
  • Een vergelijking van testresultaten voor hun twee codeontwerpen.
  • Of en hoe hun codes het makkelijk maakten om informatie te delen.

• Vraag leerlingen om informatie te geven over delen van hun model of programma en suggesties te doen als er groepen zijn die het moeilijk vinden.

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 meer ideeën te delen, te brainstormen en inspiratie op te doen voor het programmeren van modellen.

• Organiseer een manier voor je leerlingen om informatie te delen en elkaars ontwerpen te evalueren. Je kunt hiervoor de oorspronkelijke groepen uit elkaar halen en nieuwe groepen vormen, of je zet twee cirkels tegenover elkaar om informatie te delen en elke cirkel draait vervolgens in tegengestelde richting zodat iedereen een nieuwe partner krijgt. Verzamel of laat leerlingen vergelijkingsgegevens vastleggen voor elk model dat ze bekijken, inclusief hoe de functies zich verhouden tot die van henzelf voor de belangrijkste criteria: snelheid, nauwkeurigheid en gebruiksgemak. Moedig ze aan om ideeën te noteren die ze willen uitproberen en om te overwegen welk ontwerp het beste het probleem van het verzenden van geheime berichten naar vrienden oplost.

• Laat leerlingen:

  • (15 minuten) Ga door met het BOUWEN en PROGRAMMEREN en gebruik de inspiratie uit de deelactiviteit.
  • (10 minuten) Gebruik de voltooide modellen van je leerlingen om het ontwerp en de tests met de klas te delen en samen te vergelijken hoe goed de verschillende codeontwerpen voldoen aan de criteria van snelheid, nauwkeurigheid en gebruiksgemak. Laat leerlingen stemmen op het codeontwerp dat het meest geschikt is om geheime berichten naar vrienden te verzenden.

• (5 minuten) Laat de leerlingen kennis, ideeën of vaardigheden delen die:

  • hebben geholpen om de uitdaging te voltooien.
  • Ze tijdens het ontwerpen en programmeren van hun modellen 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

• Bekijk de leerdoelen (vak Ondersteuning voor de leraar).

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

  • Ontwerp ten minste twee verschillende codes om informatie over te brengen.
  • Stel criteria vast (bijv. is het bericht correct verzonden, wordt er een patroon voor het coderen van informatie gebruikt, is het systeem snel en eenvoudig te gebruiken) en beperkingen (bijv. afstand, materialen, veiligheid) voor het testen en gebruiken van het systeem.
  • Evalueer elke code en ontwerpoplossing op basis van snelheid, nauwkeurigheid en gebruiksgemak.

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:

• De activiteit te beperken tot het ontwerpen van een codepatroon voor het beantwoorden van eenvoudige vragen met één flits voor "nee" en twee flitsen voor "ja". Vereenvoudig vervolgens de vergelijking met ja/nee-vragen of minder criteria.

Verhoog de moeilijkheidsgraad door:

• De leerlingen hun ontwerpoplossingen uit te laten breiden met extra letters van het alfabet om informatie met andere woorden over te brengen. (De voorbeeldcodes bevatten alleen A-E-woorden.) Bereid ze erop voor dat ze mogelijk tegen problemen in hun systeem aanlopen, aangezien sommige codes niet schaalbaar zijn.

• Verstrek leermateriaal over codes en patronen die worden gebruikt om informatie over te dragen, ook tijdens belangrijke momenten in de geschiedenis (bijv. Morsecode; Vlagcodes uit de burgeroorlog; Choctaw-codes uit de Eerste Wereldoorlog; Enigma-apparaat uit de Tweede Wereldoorlog; of zoek op "beste codes in de geschiedenis"). Laat de leerlingen één methode verkennen en vervolgens presenteren wat ze geleerd hebben via een poster die uitlegt en illustreert hoe het werkt.

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