Förbered dig för naturkatastrofer

(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.)

I den här lektionen sker lärandet genom att eleverna får jämföra flera sätt att lindra hur jordbävningar påverkar byggnader och människorna som använder dem. Klassen ska därför ta fram flera olika lösningar för att möjliggöra en jämförelse. Exempelmodellen och programmet visar några möjliga byggnadskonstruktioner, samt en maskin för testning. Handled eleverna till att använda exemplen om de behöver inspiration och sedan utforma och bygga en jordbävningssäker byggnad utifrån deras egna idéer.

• Observera att varje elevgrupp ska skapa en byggnadsdesign. Grupperna ska sedan jämföra designerna och resultaten. Hjälp eleverna att ta fram jämförelsekriterier.

• Vetenskaplig bakgrund – Jordbävningar: Naturliga processer på jorden, såsom att jordskorpan plötsligt glider eller vulkanisk aktivitet, kan orsaka jordbävningar.

• Bygg upp förkunskaper – Förbered dig för jordbävningar: Använd ditt grundläggande naturkunskapsmaterial (och videor om du kan hitta dem – se avsnittet Material) för att dela information, bilder och definitioner.

  • Jordbävningar är en fara som orsakas av en naturlig process i jorden (bland andra liknande naturkatastrofer finns översvämningar, tsunamier och vulkanutbrott). Under en jordbävning kan marken skaka våldsamt, vilket kan skada eller förstöra byggnader och hota människors säkerhet.
  • Det finns mycket människor kan göra för att lindra effekterna av jordbävningar, till exempel genom att skapa jordbävningssäkra byggnader. I sådana byggnader använder man både form och material för att minska risken. De har också delar som är avsedda att ta skadan för att förhindra att hela byggnaden faller sönder på samma sätt som att stötfångaren på en bil kan tryckas ihop för att skydda människorna som sitter i bilen genom att absorbera energin vid en olycka.
  • Beredskapsfunktioner, t.ex. nödlarmsystem, varnar också människor så att de snabbt kan sätta sig i säkerhet.
  • Nyckelord: Jordprocesser, naturkatastrofer, jordbävningar

• Bygg- och programmeringserfarenhet: Granska förslagen i enhetsplaneringen. I den här lektionen kan det också vara bra att:

  • förstärka kunskapen med anvisningarna för motorn på startmenyn i SPIKE appen
  • använda avsnitten Händelse- och Motorblock i menyn Hjälp>Ordblock i SPIKE appen om ytterligare stöd behövs.

• Material: Leta reda på videor som visar skaktester för jordbävningar (sök efter: “earthquake-resistant structures”). Om du vill kan du visa dessa under tiden som du berättar om bakgrundsinformationen.

DEL A (45 minuter)

• Presentera berättelsens huvudperson(er) och den första utmaningen: Leo vet att det sker jordbävningar på en del ställen. Hjälp honom att skapa byggnader som inte kommer att förstöras av jordbävningar för att skydda människorna som bor där.

• TÄNK – Ha en kort diskussion om lektionens ämnesområde. Använd berättelsebilden om du vill.

  • Vilka former av byggnader skulle ta minst skada vid en jordbävning? Varför? (Triangulära och pyramidformade: de är stabila och svajar minst.)
  • Vilka byggmaterial tål en jordbävnings skakande kraft bäst? Varför? (stål: det är starkt men böjer sig istället för att gå sönder.)
  • Hur kan människor utforma byggnader för att lindra effekterna av jordbävningar? (Använda lämpliga material/former, som stål + en triangulär form – testa och förbättra utformningar för att hitta den bästa lösningen.)

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

• Under tiden som eleverna arbetar kan du berätta om exemplen nedan för att underlätta byggandet eller programmeringen. Förtydliga att exemplen visar förslag på jordbävningssäkra byggnader. Elevgrupper ska utforma och bygga efter sin egen version av en sådan byggnad.

• Eleverna ska:

  • använda grundmodellen för att BYGGA en byggnad och en skakmaskin som simulerar en jordbävning använda maskinen för att testa byggnadens design för att se om den skulle förstöras av en jordbävning.
  • PROGRAMMERA sin modell så att den skakar byggnaden vid olika motorhastigheter, samt testa och anteckna hur länge byggnaden står vid olika hastigheter (styrkan på skakningarna). (kom ihåg att börja testet från en låg hastighet för att sedan öka den (25 %, 50 %, 75 % och 100 %)) identifiera byggnadskonstruktioner som faller direkt, samt förklara varför.

• Dra igång en brainstormingsession om olika sätt som man kan använda LEGO^® delar för att skapa byggnadsmodeller som kommer att bete sig olika under testerna (till exempel för att de har olika storlekar eller former, är höga och smala eller topptunga med en bred bas eller är byggda med flexibla delar som böjs istället för att gå sönder). Utforska olika sätt att använda motorhastigheten för att representera de ökande krafterna som byggnaden utsätts för.

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

Exempel på idéer

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

• Låt varje grupp använda sin modell och sina skisser för att demonstrera och förklara:

  • deras byggnadsdesign (Be dem beskriva storlek, basform, struktur eller materialflexibilitet.)
  • deras testresultat
  • varför deras design på byggnaden fungerade eller inte fungerade.

• Låt eleverna individuellt använda de förklaringar och testresultat som de lagt fram för att avgöra vilken designlösning som är bäst om man vill lindra hur en jordbävning påverkar människor. De bör jämföra minst två olika designer för att förklara sitt val.

• Be eleverna berätta om hur de ändrade sin modell för att göra den ännu bättre.

Om du vill fortsätta till del B (Förklara), låt då eleverna behålla sina modeller så 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.

• (5 minuter) Berätta om bakgrunden för att hjälpa eleverna att utveckla sina resonemang: I vissa delar av USA använder man ShakeAlert^®-ljudsystemet (ett som tidigt varnar om jordbävningar) för att tala om för människor att en jordbävning har börjat och att marken snart kommer att börja skaka.

• (15 minuter) Se till att eleverna upprepar och testar sina modeller för att utföra nästa utmaning i appen:

  • Förbättra och programmera byggnadsmodellerna så att ett larm varnar människor om att en jordbävning är på gång.

• (10 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 modell och program innefattar en byggnad och en jordbävningssimulator som arbetar tillsammans för att testa byggnadernas skaktålighet.
  • De använder kriterier för att utvärdera hur väl deras lösning fungerar för att lindra effekterna på människor från en jordbävning.
  • Deras förklaring jämför minst två byggnadsmodeller för att avgöra vilken som fungerar bäst.

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:

• Justera den första utmaningen: Låt eleverna testa sin byggnad med endast en skakningshastighet. Ange en tidsgräns för att avgöra om byggnaden faller ihop "omedelbart", till exempel 5 eller 10 sekunder.

Öka svårighetsgraden genom att:

• utöka utmaningen i avsnittet Utveckla: Låt eleverna ändra sina modeller från steget Utveckla för att visa ytterligare sätt att varna människor om en naturkatastrof.

• Tillhandahåll läromedel om de byggmaterial som användes av forntida japanska, kinesiska eller romerska byggare för att göra byggnader tåliga mot jordbävningar. (Sök efter forntida kinesiska/japanska/romerska jordbävningssäkra byggnader) Låt eleverna titta på ett exempel och sedan berätta om de viktigaste delarna och detaljerna av det de läst.

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