Lära av naturen

(OBS! Den här lektionen innehåller en A- och en B-del. Båda är viktiga för att få ut så mycket som möjligt av undervisningsmomentet. Om du har begränsat med tid ska du gå igenom båda delarna och välja ut delarna som bäst möter elevernas behov.)

Lärandemålet i den här lektionen handlar om teknisk design och biomimik. Hur människor använder idéer från naturen för att utforma lösningar på mänskliga problem. Eleverna kommer att utforma och bygga en sådan lösning.
Under lektionen får eleverna se några förslag som de kan använda om de känner att de behöver inspiration. Uppmuntra eleverna att utforma och bygga utifrån deras egen fantasi för att lösa ett mänskligt problem som de själva väljer. Understryk att det inte finns en specifik korrekt modell.

• Vetenskaplig bakgrund – Lära av naturen: Biomimik är en process där vi hämtar inspiration från andra levande varelser för att utforma lösningar på mänskliga problem.
  • Inspirationen kan komma från att vi förstår hur organismer använder sina sinnesorgan eller andra inre och yttre strukturer, inklusive mikroskopiska strukturer och processer.
  • I den här lektionen är eleverna begränsade i att de bara ska efterlikna djurens yttre strukturer, alltså de som vi människor kan se.
  • Exempel tillhandahålls tillsammans med rekommendationer om att dela de som innefattar ljus och ljud. Välj det antal och den typ av exempel som passar för dina elevers lärandebehov.
  • För att göra det lättare för eleverna att uppfinna kan du också gå igenom bilder och information som innehåller olika djurkroppsdelar för inspiration.
• Bygg upp förkunskaper – Lära av naturen: Använd ditt grundläggande naturkunskapsmaterial för att dela information, bilder och definitioner.
  • Yttre kroppsdelar på djur inkluderar horn, päls, gälar, ledben, vingar, näbbar, ögon, fjädrar, fjäll, öron, gaddar, antenner, nosar, ögonlock, skal, taggar och ljusa färger eller färgmönster.
  • Djur använder sina kroppsdelar för att föröka sig, växa och överleva i sin miljö, till exempel för att hålla sig säkra genom att smälta in i omgivningen, skydda sina kroppar eller hålla rovdjur borta.
  • Människor använder idéer från naturen för att skapa uppfinningar. Exempel på ljus och ljud: 1) utforma LED-lampor i form av en eldflugas lysdiod, vilket gör det möjligt för dem att skapa mer ljus med mindre energi, 2) designa tåg eller delar av vindkraftverk så att de blir tystare genom att de byggs för att efterlikna näbben på en kungsfiskare, vilket minskar bullret för närliggande stadsdelar eller 3) skapa ljuskänsliga material som ändrar färg beroende på ljusnivåer, vilket gör det möjligt för maskiner och människor att smälta in i bakgrunden.
  • Välkända uppfinningar och deras inspiration: flygplan – fågelvingar, helikoptrar – trollsländor och kolibrier, cykelhjälmar – sköldpaddsskal, ubåtsform – valar, konstgjorda armar – elefantsnablar (lektionen Djurens uppbyggnad).
  • Nyckelord: kroppsdelar, överleva, uppfinning
• Bygg- och programmeringserfarenhet: Granska förslagen i enhetsplaneringen. I den här lektionen kan det också vara bra att:
  • gå igenom samtliga instruktioner på startmenyn i SPIKE appen
  • prova en eller flera av de andra lektionerna i enheten Naturvetenskap: Se den! Hör den! Bygg den! för att få mer byggerfarenhet och bekanta dig med ikonblocken i SPIKE appen
  • förtydliga att programmering är valfritt i den här lektionen.
• Material: Använd bakgrunden ovan för att välja och hitta information, bilder eller videor om 1) yttre djurdelar och 2) biomimik som passar för dina elevernas ålder. Vad gäller det senare kan du söka efter ”biomimik exempel” eller ”biomimicry examples + light and sound”. Bestäm hur eleverna ska få ta del av den vetenskapliga informationen – hur många exempel, var du ska visa informationen, hur många valmöjligheter de ska få och så vidare. Samla in pysselmaterial för att hjälpa eleverna att förbättra sina modeller.

DEL A (45 minuter)

• Presentera berättelsens huvudperson(er) och den första utmaningen: Daniel, Sofie, Leo och Maria fick lära sig att vissa glödlampor tillverkades med inspiration från hur eldflugor skapar ljus. Hjälp dem att lära sig om andra idéer som vi fått från naturen.

• TÄNK – Berätta för eleverna om de exempel på biomimik och djurdelar som du hittat och håll en kort diskussion om lektionens ämnesområde.

  • Titta på de här bilderna. Hur använder djuren dessa delar för att överleva? Kan människor också göra så här? (Svaren kommer att variera beroende på vilka biomimikbilder du hittat: Nej, människor kan inte: skapa sitt eget ljus – eldfluga, flyga eller använda näbben för att röra sig tyst – fåglar, dyka djupt under vattnet – val, sticka in huvudet i ett skal – sköldpadda.)
  • Vad finns det för uppfinningar som påminner dig om saker som djur gör? (Exempel: flygplansvingar och helikopterblad för att flyga som en fågel eller insekt, ubåtar för att dyka som en val, hjälmar för att skydda våra huvuden som ett sköldpaddsskal, glödlampor som lyser som en eldfluga, tåg och vindkraftverk som rör sig tyst som en fågel.)
  • Titta på lite fler bilder. Vilka djurkroppsdelar visar de? (Svaren kommer att variera beroende på vilka yttre kroppsdelar på djur som finns med på bilderna: horn, päls, gälar, ledben, vingar, näbbar, ögon, fjädrar, fjäll, öron, gaddar, antenner, nosar, ögonlock, skal, taggar och ljusa färger eller färgmönster.)
  • Tänk på de olika kroppsdelarna på djuren. Vilket problem kan de hjälpa människor att lösa? (Diskutera och presentera elevernas tankar så att alla kan ta del av dem.)

• Dela ut ett SPIKE Essential Set och en enhet med appen installerad till varje grupp.

• Under tiden som eleverna arbetar ska du förtydliga att de kan utforma och bygga vilken lösning som helst på vilket mänskligt problem som helst, med inspiration från vilket djur som helst. Det finns några förslag i avsnittet Engagera. Understryk att eftersom det här är en lektion med ett öppet projekt så finns det inte en enda korrekt modell och att det är valfritt om man vill programmera den.

• Eleverna ska:

  • hämta inspiration från avsnittet Engagera för att välja ett mänskligt problem att lösa och en djurkroppsdel som kan användas för att lösa det.
  • rita sin idé, inklusive den djurkroppsdel som inspirerade dem och hur skapelsen kommer att hjälpa människor (låt eleverna namnge djurdelen och ringa in, märka eller visa hur de ska använda den i sitt koncept)
  • fundera över de bästa materialen att använda.
  • börja BYGGA en modell utifrån deras idé
  • (valfritt) börja PROGRAMMERA sin modell för att visa hur den fungerar.

• Efter halva byggtiden kan du låta eleverna prata med varandra om deras olika idéer för att sedan uppdatera modellerna utifrån vad de pratat om.

  • Testa sin modell. Göra ändringar för att få den att fungera som de vill.

• Dra igång en brainstormingsession om hur eleverna kan kombinera pysselmaterial och LEGO^® delar i sina designidéer. Uppmuntra eleverna att använda sin fantasi när det gäller problemen som de försöker lösa och materialen som de väljer.

• Samla eleverna så att de kan visa upp vad de åstadkommit.

• Låt varje grupp berätta om och förklara sin lösning så som den ser ut nu (modeller och skisser), inklusive:

  • problemet de vill lösa och varför
  • vilken djurkroppsdel de använde som inspiration och hur djuret använder den
  • hur de vill att deras uppfinning ska fungera (eleverna kan muntligt beskriva eller visuellt illustrera hur deras lösningar kommer att fungera men behöver inte presentera en fungerande modell.)
  • om designen fungerade eller om de var tvungna att ändra den.
  • utmaningar i designen som de vill ha hjälp med.

Om du vill fortsätta till del B – förklara, låt eleverna behålla sina modeller som de är nu eller ge dem tid att bygga om dem.

DEL B (45 minuter)

• Upprepa stegen från del A – Förklara så att fler grupper kan demonstrera och förklara vad de lärt sig.

• Eleverna ska:

  • (10 minuter) fortsätta att bygga vidare på och testa sina modeller tills de fungerar som de ska
  • (15 minuter) demonstrera uppfinningen och visa hur den löser ett mänskligt problem med hjälp av en idé från en djurkroppsdel.

• (5 minuter) Be eleverna att berätta om kunskaper, tankar eller färdigheter som:

  • hjälpte dem att slutföra utmaningen
  • de lärde sig medan de byggde.

• Låt eleverna plocka undan seten och städa upp.

• Ställ vägledande frågor som får eleverna att tänka och fatta beslut när de funderar, bygger och programmerar.

Observationschecklista

• Gå igenom lärandemålen (Stöd för lärare).

• Använd checklistan för att observera elevernas framsteg:

  • Deras beskrivning och utformning identifierar några exempel på hur djur använder yttre strukturer för att överleva (med hjälp av tillhandahållen vetenskaplig information).
  • Deras design löser ett mänskligt problem och innehåller en funktion som efterliknar en specifik djurkroppsdel. (eleverna kan muntligt beskriva eller visuellt illustrera hur deras lösningar kommer att fungera men behöver inte presentera en fungerande modell.)
  • De beskriver de material som de använde och funktionerna i deras skapelse.

Självutvärdering

Hjälp eleverna att välja den kloss de tycker bäst motsvarar deras individuella prestationer。

• Blå kloss: Jag tror att jag kan följa instruktioner för att skapa ett program.
• Gul kloss: Jag kan följa instruktioner för att skapa ett program.
• Grön kloss: Jag kan följa instruktioner för att skapa ett program, och jag kan även hjälpa en vän att göra det.

Gemensam återkoppling

Låt eleverna diskutera sina upplevelser med varandra i smågrupperna.
Uppmuntra dem att använda uttryck som:

• Jag gillade när du ...
• Jag skulle vilja höra mer om hur du ...

Förenkla lektionen genom att:

• minska valmöjligheterna eller tillhandahålla ett specifikt mänskligt problem och koppla det till ett specifikt djurs yttre struktur, samt betona att eleverna kan bygga sin utformningslösning utan att använda hubben eller programmera.
  Öka svårighetsgraden genom att:
• kräva att eleverna ska PROGRAMMERA sin modell för att visa hur deras uppfinning fungerar, och öka utmaningen från avsnittet Utveckla genom att kombinera två eller flera strukturer för att lösa flera problem.

• Låt eleverna skriva om sin designritning (från avsnittet Utforska) till ett flygblad eller en annons för deras uppfinning. Be dem använda pilar, cirklar och etiketter för att förklara hur uppfinningen fungerar. De kan också lägga till några ord eller en mening som talar om för andra varför de ska använda uppfinningen.

Om du väljer att göra detta krävs mer tid än en 45-minuterslektion.