Ochrona przed wiatrem

(UWAGA: ta lekcja zawiera część A i część B. Obie są ważne dla zrealizowania pełnego zakresu standardu kształcenia. Jeśli czas na lekcję jest ograniczony, przejrzyj obie części, aby wybrać elementy, które odpowiadają potrzebom uczniów).

Celem ogólnym lekcji jest kształtowanie umiejętności porównywania różnych metod rozwiązań danego problemu. Każda grupa uczniów stworzy i zbuduje rozwiązanie projektowe mające na celu spowolnienie procesu zmiany kształtu terenu (w parku) przez wiatr lub zapobiegnięcie mu, a następnie grupy porównają różne rozwiązania zaproponowane przez uczniów w klasie.
Lekcja zawiera kilka przykładów dla inspiracji. Zachęć uczniów do zbudowania osłony przeciwwiatrowej lub innego rodzaju ochrony przed wiatrem według własnego pomysłu. Podkreśl, że nie ma jednego poprawnego modelu.

• Podstawy naukowe – Ochrona przed wiatrem: Model osłony przeciwwiatrowej opracowany w ramach tej lekcji może obejmować różne rozwiązania projektowe, w tym takie jak rzędy drzew lub krzewów, murki itp. Modele powinny sprawdzać się jako osłona przed wiatrem wytwarzanym przez wentylator.
• Przekaż podstawowe informacje – Ochrona przed wiatrem: Korzystając ze swoich standardowych pomocy naukowych, podziel się z uczniami odpowiednimi informacjami, obrazkami i definicjami.
  • Wiatr powoduje wietrzenie powierzchni lądu, uderzając przenoszonymi cząsteczkami o elementy rzeźby terenu takie jak skały i klify. W ten sposób powoli niszczy ich powierzchnię i rozbija je na mniejsze kawałki.
  • Wiatr powoduje też erozję powierzchni ziemi, unosząc lżejsze cząstki gleby, takie jak muł i piasek. Na miejscu pozostają cięższe cząsteczki, wskutek czego powierzchnia z czasem ulega obniżeniu i staje się bardziej skalista.
  • Ludzie starają się na różne sposoby spowolnić te zmiany ukształtowania terenu spowodowane wiatrem lub wodą lub im zapobiec, np. stawiając wiatrochrony w formie murów, drzew lub krzewów. W miejscach wystawionych na działanie wiatru rolnicy czasami sadzą rośliny takie jak trawy, które wiążą glebę, dzięki czemu nie ulega ona wywianiu.
  • Ważne słownictwo: erozja, erodować, wietrzenie (opcjonalnie – cząsteczki, elementy rzeźby terenu)
• Budowanie i programowanie: Uwzględnij sugestie zawarte w Planie modułu. W ramach tej lekcji warto również:
  • Przeprowadzić jedną lub więcej lekcji z części Niesamowity park rozrywki, aby uczniowie mogli popracować nad swoimi umiejętnościami budowania i programowania oraz mogli się przygotować do zadań zawartych w tej lekcji.
• Materiały:
  • Wyszukaj odpowiednie do wieku uczniów materiały dotyczące wietrzenia i erozji wietrznej na potrzeby części „Ćwiczenia dodatkowe” i przygotuj materiały do prac artystycznych i majsterkowania, które uczniowie będą mogli wykorzystać w swoich modelach. Zdecyduj, w jaki sposób udostępnisz je uczniom.

CZĘŚĆ A (45 minut)

• Przedstaw głównych bohaterów historii i pierwsze zadanie: Daniel, Sofie, Leo i Maria poczuli, że w parku wieje silny wiatr, który wywiał dużo znajdującej się tam ziemi. Co może się stać z mieszkającymi w parku zwierzętami? Czy możecie pomóc przyjaciołom ochronić tamtejszą glebę?

• CHWILA NA ZASTANOWIENIE – poprowadź krótką dyskusję na temat lekcji. Jeśli chcesz, możesz skorzystać z ilustracji.

  • Co może się stać z glebą w parku, jeśli wiatr będzie mocno wiał przez dłuższy czas? Jak zmieni to ukształtowanie terenu? (Wiatr może wydmuchać ziemię. Z czasem wiatr może zniszczyć glebę, a park stanie się bardziej skalisty i zmieni się jego charakter).
  • Co to jest wietrzenie? Co to jest erozja? Co je powoduje? Dlaczego te procesy mogą stanowić problem dla zwierząt mieszkających w parku? (Możliwe odpowiedzi: Wietrzenie ma miejsce, gdy woda lub wiatr z czasem rozbija duże elementy rzeźby terenu lub skały na coraz mniejsze cząsteczki. Do erozji dochodzi, gdy wiatr lub woda porywają najlżejsze cząsteczki z powierzchni lądu. Oba procesy mogą być spowodowane wiatrem, falami, deszczem i lodem. Oba zmieniają kształt terenu. Erozja, która powoduje wywiewanie gleby w parku, może stanowić problem dla zwierząt, negatywnie wpływając na ich siedlisko lub zasoby pożywienia).
  • W jaki sposób można chronić glebę w parku przed erozją wietrzną? (Możliwe odpowiedzi: Stworzyć osłonę przeciwwiatrową, na przykład zasadzić rząd drzew lub krzewów i/lub postawić murek).

• Rozdaj każdej grupie po zestawie SPIKE Essential i urządzeniu.

• Podczas pracy uczniów wyjaśnij, że ta lekcja ma charakter otwartego projektu – uczniowi mogą zaprojektować i zbudować dowolny model. Wiatrochron to tylko jeden z pomysłów. Inspirację może też stanowić model z lekcji „Zabezpieczenie przed niekorzystnymi warunkami pogodowymi”. Uczniowie mogą też wytworzyć podmuchy wiatru, wachlując pokrywką od zestawu. Podkreśl, że nie ma jednego poprawnego modelu.

• Poproś uczniów, aby:

  • Zaprojektowali rozwiązanie, które nie dopuści, aby wiatr zmienił charakter parku. Poproś, aby naszkicowali swoje pomysły.
  • Wymienili się pomysłami, tak jak to zwykle robią podczas lekcji, opowiadając sobie o proponowanych funkcjach modelu, a następnie, wykorzystując zdobyte informacje, wybrali najlepszy projekt, nad którym będą pracować.
  • Zaczęli BUDOWAĆ i PROGRAMOWAĆ model, który pomoże Danielowi, Sofie, Leo i Marii ochronić glebę w parku przed wiatrem.

• Zachęć uczniów, żeby zastanowili się, jak można wykorzystać elementy LEGO^® do budowy wiatrochronu. Na przykład zielone klocki mogą oznaczać drzewa, silnik może służyć do sterowania wiatrochronami itp.

• Zbierz uczniów, aby mogli wymienić się spostrzeżeniami. 

• Niech każda grupa użyje swojego powstającego modelu, aby zademonstrować i wyjaśnić:

  • który ze swoich pomysłów na projekt zdecydowała się zbudować? Dlaczego?
  • jak działa jej rozwiązanie chroniące park przed erozją wietrzną? (Powinno zatrzymywać wiatr).
  • dlaczego model lub sposób jego zaprogramowania sprawdza się albo nie sprawdza?
  • jakie zmiany wprowadziła do swojego rozwiązania, aby działało lepiej?

• Poproś obserwujących uczniów, aby zanotowali, które projekty ich zdaniem sprawdzą się najlepiej i dlaczego. W dalszej części lekcji będą porównywać projekty.

• Poproś uczniów, aby zachowali swoje częściowo ukończone modele i nie rozkładali ich, tak by można je było wykorzystać w Części B, lub przewidź czas na ich ponowne zbudowanie.

CZĘŚĆ B (45 minut)

• Daj możliwość prezentowania rozwiązań przez uczniów w znany im sposób, np. jeden partner w każdej parze prezentuje projekt, podczas gdy drugi przemieszcza się, oglądając projekty kolegów i koleżanek z klasy. Po upływie połowy czasu partnerzy zamieniają się rolami).

  • Uczniowie powinni ocenić każdy projekt pod kątem jego skuteczności spowalniania lub zapobiegania wydmuchiwaniu gleby. (aby osiągać ten cel, konstrukcja powinna osłaniać od wiatru).

• Poproś uczniów, aby:

  • (10 min) Kontynuowali BUDOWANIE i PROGRAMOWANIE swojego modelu rozwiązania chroniącego ziemię przed wiatrem.
  • (10 min) Na podstawie ukończonych modeli opowiedzieli, czego się nauczyli na temat zapobiegania wywiewaniu ziemi w parku przez wiatr.
  • (10 min) Na podstawie swoich notatek z części „Wytłumacz” i obserwacji ocenili wszystkie modele i zagłosowali na „tak” lub na „nie”, decydując, czy dany model będzie stanowił dobrą osłonę od wiatru, chroniąc glebę przed wywianiem. Podlicz głosy i wyłoń najlepsze rozwiązania.

• (5 min) Poproś uczniów, żeby powiedzieli, jakie wiadomości, pomysły lub umiejętności:

  • pomogły im ukończyć zadanie;
  • poznali podczas budowania.

• Poproś uczniów, żeby sprzątnęli zestawy i uporządkowali miejsca pracy.

• Zadawaj pytania naprowadzające, aby skłonić uczniów do myślenia i podejmowania decyzji podczas wymyślania, budowania i programowania.

Obserwacje – lista kontrolna

• Przejrzyj ponownie cele szczegółowe lekcji (sekcja Wsparcie dla nauczyciela).

• Korzystając z listy kontrolnej, odnotuj postępy uczniów:

  • Ich pomysły na projekty i szkice pokazują różne rozwiązania, służące spowolnieniu lub zapobiegnięciu zmianom, jakie działanie wiatru powoduje w terenie.
  • Ich model i program przedstawiają jedno wybrane rozwiązanie projektowe (np. wiatrochron z drzew) służące ochronie gleby w parku przed erozją wietrzną.
  • Ich notatki z obserwacji i końcowe głosowanie nad różnymi rozwiązaniami projektowymi zaproponowanymi przez klasę pokazują, że uczniowie rozumieją, że wiatrochron musi osłaniać glebę od wiatru, aby skutecznie zapobiegać erozji wietrznej.

Samoocena

Poproś uczniów o wybranie klocka, który ich zdaniem najlepiej pokazuje, jak im poszło.

• Niebieski klocek: wydaje mi się, że potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami.
• Żółty klocek: potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami.
• Zielony klocek: potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami, a do tego potrafię pomóc koledze lub koleżance.

Wrażenia ze wspólnej pracy

Niech uczniowie w swoich małych grupach porozmawiają na temat tego, jak układała się ich wspólna praca.
Zachęcaj ich do używania na przykład takich wyrażeń:

• Podobało mi się, kiedy ty…
• Opowiedz coś więcej o tym, kiedy ty…

Jeśli chcesz, żeby lekcja była łatwiejsza:

• Wyznacz jedno konkretne rozwiązanie projektowe, np. postawienie murku lub zasadzenie drzew.

Jeśli chcesz, żeby lekcja była trudniejsza:

• Zachęć uczniów do stworzenia projektu z uwzględnieniem bardziej szczegółowych czynników, takich jak wyższa prędkość wiatru lub dłuższy czas trwania wietrznej pogody. Który z tych czynników trudniej jest spowolnić lub mu przeciwdziałać?

• Udostępnij uczniom materiały edukacyjne na temat zmian ukształtowania terenu powodowanych przez erozję wodną. Poproś uczniów, aby zapoznali się z jednym przykładem erozji wodnej i ustnie przedstawili rozwiązanie, które pozwoli ją zatrzymać lub spowolnić.

Jeśli wykorzystasz to dodatkowe ćwiczenie, czas zajęć przekroczy przewidziane 45 minut.