Dzień i noc

(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).

Najważniejszym celem tej lekcji jest sporządzenie wykresu ilustrującego związek między ilością godzin światła dziennego i ciemności w określonym miesiącu. Zaprogramowanie latarni tak, aby włączała się, gdy jest ciemno i wyłączała, gdy jest jasno, stanowi okazję do nauki w ciekawy i praktyczny sposób. Zachęć uczniów, aby wykorzystali przykładowe ilustracje jako inspirację lub zaprojektowali i zbudowali dowolną programowalną latarnię według własnego pomysłu.

• Możesz też przydzielić każdej grupie inny miesiąc, dla którego zaprogramuje swój model.

• Podstawy naukowe – Dzień i noc:

  • Ważną zmienną w tej lekcji jest ciemność, a nie pora dnia.
  • Do przedstawienia danych najlepsze będą wykresy liniowe lub kołowe, które umożliwią uczniom pokazanie 1) liczby godzin światła dziennego dla różnych miesięcy w ciągu roku na wykresie liniowym lub 2) procentu światła i ciemności dla każdego miesiąca na serii wykresów kołowych.
  • Uczniowie mogą użyć średniej wartości dla liczby godzin dnia i nocy w danym miesiącu (np. danych z 15. dnia każdego miesiąca). Nie muszą pokazywać rozkładu zmian w ciągu miesiąca lub pór dnia.
  • Wybierz i przejrzyj typy wykresów odpowiednie dla swoich uczniów.

• Przekaż podstawowe informacje – Dzień i noc: Korzystając ze swoich standardowych pomocy naukowych, podziel się z uczniami odpowiednimi informacjami, obrazkami i definicjami:

  • Słońce codziennie wschodzi i zachodzi o porach, które można przewidzieć.
  • Długość dnia i nocy jest inna w zależności od miesiąca i pory roku.
  • Różne dane najlepiej jest przedstawiać w określony sposób, na przykład na wykresach liniowych i wykresach kołowych.
  • Ważne słownictwo: wschód słońca, zachód słońca

• Budowanie i programowanie: Zapoznaj się z sugestiami zawartymi w Planie modułu. W ramach tej lekcji warto również:

  • Poszerzyć wiedzę uczniów, korzystając z samouczka poświęconego światłu, dostępnego w menu Rozpocznij w aplikacji SPIKE.
  • Przejść do sekcji Bloki kontroli i Bloki światła w menu Pomoc > Bloki słów w aplikacji SPIKE, aby uzyskać więcej informacji.
  • Skorzystaj z lekcji Losowy selektor książek, aby uczniowie zdobyli doświadczenie w korzystaniu z matrycy świetlnej.

• Materiały: Wyszukaj odpowiednie dla wieku uczniów informacje na temat godzin światła dziennego w ich miejscu zamieszkania: miesięczne godziny wschodu/zachodu słońca i średnią całkowitą liczbę godzin światła dziennego w poszczególnych miesiącach. Wyszukuj informacje, używając frazy „średnia długość dnia według miesięcy” + nazwy pobliskiego miasta, wybierając witryny instytucji państwowych i inne wiarygodne źródła. Rozdaj papier milimetrowy i ołówki/flamastry do rysowania wykresów. W razie potrzeby utwórz szablony wykresów liniowych lub kołowych i zapoznaj się z ich użyciem.

CZĘŚĆ A (45 minut)

• Przedstaw głównych bohaterów historii i pierwsze zadanie: Sofie chce oświetlić ścieżkę w pobliżu swojego obozowiska, aby poczuć się bezpiecznie. Pomóż jej ustawić tam latarnię, która będzie świeciła w nocy, gdy jest ciemno.

• CHWILA NA ZASTANOWIENIE – poprowadź krótką dyskusję na temat lekcji:

  • O której mniej więcej wczoraj wzeszło i zaszło słońce? Mniej więcej ile godzin światła dziennego mamy w tym miesiącu? (Odpowiedzi mogą się różnić. Uczniowie powinni potrafić oszacować aktualną liczbę godzin światła dziennego i przybliżone godziny wschodu/zachodu słońca).
  • W jakich porach roku dzień jest najkrótszy i najdłuższy? (Na półkuli północnej dzień jest najkrótszy zimą i najdłuższy latem).

• Rozdaj każdej grupie zestaw SPIKE Essential i urządzenie.

• Podczas gdy uczniowie będą pracować, możesz pokazać im podane poniżej przykłady, żeby pomóc im w budowaniu i programowaniu. Wyjaśnij, że ilustracje przedstawiają tylko przykładowy pomysł, a uczniowie powinni zaprojektować i zbudować własny model programowalnej latarni.
• Poproś uczniów, aby:
  • Skorzystali z modelu podstawowego i ZBUDOWALI latarnię, która będzie oświetlać ścieżkę na kempingu Sofie w nocy, gdy jest ciemno, a następnie zdecydowali, jak długo ma być włączona. (W dalszej części lekcji mogą rozbudować swój model kempingu).
  • Na podstawie otrzymanych danych 1) przedstawili średnią liczbę godzin dnia i/lub nocy w swoim miejscu zamieszkania w poszczególnych miesiącach na wykresie liniowym lub na serii wykresów kołowych oraz 2) określili liczbę godzin nocy (ciemności) w miesiącu, który został im przydzielony. Zobacz sekcję „Wstęp do zajęć”, aby uzyskać więcej informacji na temat danych.
  • Użyli danych z wykresu dla przypisanego im miesiąca do ZAPROGRAMOWANIA latarni, tak by oświetlała ścieżkę w nocy, gdy jest ciemno.
• Zachęć uczniów, żeby zastanowili się, jak można zaprogramować latarnię, **na przykład przedstawiając każdą godzinę nocy jako jedną sekundę świecenia latarni. Dzięki temu będą mogli zobaczyć „noc”, nie czekając na nadejście prawdziwej nocy. **
• W połowie pracy poproś uczniów, aby wymienili się pomysłami, tak jak to zwykle robią podczas lekcji, a następnie aby zmodyfikowali swoje modele, inspirując się sugestiami innych.

Przykładowe pomysły
Poproś uczniów, aby nie rozkładali modeli, które zostaną wykorzystane w części B. Jeśli wolisz, poproś uczniów, aby wykonali część „Wytłumacz” dopiero po zbudowaniu modelu, a następnie zaprogramowali go i kontynuowali część „Wytłumacz” podczas części B.

CZĘŚĆ B (45 minut)

• Zbierz uczniów, aby mogli wymienić się spostrzeżeniami. 

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

  • jak skonstruowali latarnię kempingową;
  • jak ich wykres przedstawia otrzymane dane i jakie prawidłowości zauważyli;
  • ile godzin dnia i nocy (ciemności) przypada na wyznaczony im miesiąc.

• (15 min) Poproś uczniów, żeby przebudowali i przetestowali swoje modele, tak aby ukończyć kolejne zadanie w aplikacji: Niech dodadzą do modelu kempingu Sofie ścieżkę i drzewa, aby go powiększyć. Następnie niech przetestują swój model i program, tak aby latarnia oświetlała ścieżkę w nocy, gdy jest ciemno. Uczniowie powinni odpowiednio zmodyfikować swój model i program, tak aby poprawić działanie latarni, po czym ponownie ją przetestować.

• Jeśli czas na to pozwoli, poproś uczniów, aby rozbudowali swój model obozowiska o więcej szczegółów (np. namiot lub rośliny) lub dodali czujnik kolorów, aby Sofie mogła sterować światłem.

• (5 min) Poproś uczniów, aby podzielili się wiedzą, pomysłami lub umiejętnościami, które:

  • pomogły im ukończyć zadanie;
  • nabyli podczas tworzenia wykresów, budowania i programowania.

• 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:

  • Wyjaśniają, jak przekazane im dane pokazują miesięczne prawidłowości dotyczące liczby godzin światła dziennego i nocy (ciemności).
  • Ich wykresy przedstawiają dane dokładnie i przejrzyście.
  • Ich modele latarni kempingowych włączają się i wyłączają w odpowiednich momentach, odzwierciedlając czas trwania nocy (ciemności) w przypisanym im miesiącu.

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:

• Pokaż uczniom, jak korzystać z odpowiednich, wydrukowanych lub innych, szablonów i narzędzi do tworzenia wykresów.

Jeśli chcesz, żeby lekcja była trudniejsza:

• Poproś uczniów, aby użyli bloków Odtwórz komunikat i Czekaj oraz bloków Kiedy otrzymam komunikat i napisali kod sterujący latarnią przez kilka miesięcy.
• Przykładowy kod:

• Poproś uczniów, żeby sporządzili wykres z danymi pokazującymi godziny dnia i nocy dla innego miasta, znajdującego się bliżej równika lub bliżej jednego z biegunów, a następnie porównali wyniki dla nowej lokalizacji z otrzymanymi danymi dla swojego miejsca zamieszkania.

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