LEGO® Education > Σχέδια Μαθήματος > ΣΧΕΔΙΟ ΕΝΟΤΗΤΑΣ:

Προετοιμαστείτε για φυσικούς κινδύνους

Ο Leo γνωρίζει ότι σε ορισμένα μέρη συμβαίνουν σεισμοί. Για να κρατήσει τους ανθρώπους ασφαλείς, βοηθήστε τον να σχεδιάσει κτίρια που δεν θα καταστρέφονται από σεισμούς.

}

45-90 λεπτά

Τάξεις Δ Δημοτικού

Ενδιάμεσο

Προετοιμασία ( Prepare )

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αυτό το μάθημα περιλαμβάνει ένα μέρος Α και ένα μέρος Β. Και τα δύο είναι σημαντικά για την πλήρη εκμάθηση του προτύπου. Εάν ο χρόνος είναι περιορισμένος, επανεξετάστε και τα δύο μέρη για να επιλέξετε τα στοιχεία που ανταποκρίνονται στις ανάγκες των μαθητών σας.

  • Χρησιμοποιήστε τους βασικούς στόχους, το πρώτο πρότυπο NGSS (πλαίσιο “Υποστήριξη για τον εκπαιδευτικό”) και τον κατάλογο ελέγχου παρατήρησης (ενότητα “Αξιολόγηση”) για να παρακολουθείτε την πρόοδο και να υποστηρίζετε την επιτυχία.
  • Επανεξετάστε αυτό το σχέδιο μαθήματος και τη δραστηριότητα του μαθητή στην εφαρμογή LEGO® Education SPIKE™ App για να αποφασίσετε πότε και πώς να εισαγάγετε και να διαφοροποιήσετε το περιεχόμενο, τις δραστηριότητες ή τις έννοιες του μαθήματος.
    • Σε αυτό το μάθημα, η μάθηση πραγματοποιείται μέσω της σύγκρισης πολλαπλών τρόπων μείωσης των επιπτώσεων των σεισμών στα κτίρια και στους ανθρώπους που τα χρησιμοποιούν. Επομένως, η τάξη πρέπει να κατασκευάσει πολλαπλές διαφορετικές λύσεις για να υποστηρίξει τη σύγκριση. Το μοντέλο/πρόγραμμα του παραδείγματος δείχνει μερικά πιθανά σχέδια κτιρίων, μαζί με ένα μηχάνημα για δοκιμές. Καθοδηγήστε τους μαθητές να χρησιμοποιήσουν τα παραδείγματα για έμπνευση και στη συνέχεια να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν τη δική τους ιδέα για μια αντισεισμική κατασκευή.
    • Σημειώστε ότι κάθε ομάδα μαθητών δημιουργεί ένα σχέδιο κτιρίου. Οι ομάδες στη συνέχεια συγκρίνουν τα σχέδια και τα αποτελέσματα. Βοηθήστε τους μαθητές να δημιουργήσουν κριτήρια σύγκρισης.

Επιστημονικό υπόβαθρο – Σεισμοί: 

  • Οι φυσικές γήινες διεργασίες, όπως μια ξαφνική ολίσθηση του φλοιού της Γης ή η ηφαιστειακή δραστηριότητα, μπορούν να προκαλέσουν σεισμούς.

Ανάπτυξη προηγούμενων γνώσεων – Προετοιμασία για σεισμούς:

  • Χρησιμοποιώντας το βασικό επιστημονικό υλικό σας (και βίντεο αν υπάρχει – βλ. Υλικά), μοιραστείτε πληροφορίες, εικόνες και ορισμούς.
    • Οι σεισμοί είναι ένας από τους κινδύνους που προκύπτουν από μια φυσική διαδικασία στη Γη (άλλοι περιλαμβάνουν πλημμύρες, τσουνάμι και ηφαιστειακές εκρήξεις). Κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, το έδαφος μπορεί να ταρακουνηθεί βίαια, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει ζημιές ή να καταστρέψει κτίρια και να απειλήσει την ασφάλεια των ανθρώπων.
    • Οι άνθρωποι μπορούν να μειώσουν τις επιπτώσεις (συνέπειες) των σεισμών με πολλούς τρόπους, όπως ο σχεδιασμός αντισεισμικών κτιρίων. Τα κτίρια αυτά χρησιμοποιούν τόσο σχήματα όσο και υλικά για να μειώσουν τον κίνδυνο. Έχουν επίσης μέρη που προορίζονται να καταστραφούν για να μην καταστραφεί ολόκληρο το κτίριο, παρόμοια με το πώς τα φτερά ενός αυτοκινήτου μπορούν να τσακίσουν για να προστατεύσουν τους ανθρώπους που βρίσκονται μέσα απορροφώντας την ενέργεια από ένα ατύχημα.
    • Η ετοιμότητα, όπως με τα συστήματα συναγερμού έκτακτης ανάγκης κινδύνου, προειδοποιεί επίσης τους ανθρώπους να μεταβούν γρήγορα σε ασφαλές μέρος.
    • Βασικό λεξιλόγιο: Φυσικός κίνδυνος, σεισμός

Εμπειρία κατασκευής και προγραμματισμού: 

  • Επανεξετάστε τις προτάσεις που περιέχονται στο σχέδιο της ενότητας. Για αυτό το μάθημα, μπορεί επίσης να θέλετε να :
  • Ενισχύσετε με το σεμινάριο Motor στο μενού Έναρξη της εφαρμογής SPIKE.
  • Χρησιμοποιήσετε τις ενότητες Event και Motor Blocks του μενού Help>Word Blocks στην εφαρμογή SPIKE για να παρέχετε περισσότερη υποστήριξη.

 

Υλικά: 

  • Το μάθημα της διδασκαλίας του μαθητή θα πρέπει να έχει ως εξής: 1: Εντοπίστε βίντεο με δοκιμές σεισμικών δονήσεων (αναζήτηση: αντισεισμικές κατασκευές). Εάν επιθυμείτε, μοιραστείτε τα κατά την κατασκευή του φόντου.

Συμμετοχή ( Engage )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

Παρουσιάστε στους κύριους χαρακτήρες της ιστορίας την πρώτη πρόκληση: 

  • Ο Leo γνωρίζει ότι σε ορισμένα μέρη συμβαίνουν σεισμοί. Για να κρατήσει τους ανθρώπους ασφαλείς, βοηθήστε τον να σχεδιάσει κτίρια που δεν θα καταστρέφονται από σεισμούς.
     
  • Σκεφτείτε – Κάντε μια σύντομη συζήτηση σχετικά με το(α) θέμα(τα) του μαθήματος, χρησιμοποιώντας την εικόνα της ιστορίας, αν θέλετε.
    • Ποια σχήματα κτιρίων είναι λιγότερο πιθανό να καταστραφούν από σεισμούς; Γιατί; (τριγωνικά και πυραμιδικά σχήματα- είναι σταθερά και ταλαντεύονται λιγότερο).
    • Ποια οικοδομικά υλικά αντέχουν καλά στη δύναμη ταλάντωσης ενός σεισμού; Γιατί; (ατσάλι- είναι ισχυρό αλλά εξακολουθεί να λυγίζει παρά να σπάει).
    • Πώς μπορούν οι άνθρωποι να σχεδιάσουν κτίρια για να μειώσουν τις επιπτώσεις των σεισμών; (Χρησιμοποιούν κατάλληλα υλικά/σχήμα, όπως ατσάλι + τριγωνικό σχήμα- δοκιμάζουν και βελτιώνουν τα σχέδια για να βρουν την καλύτερη λύση).
  • Μοιράστε ένα SPIKE™ Essential Set και μια συσκευή σε κάθε ομάδα.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 25 λεπτά)

  • Καθώς οι μαθητές εργάζονται, σκεφτείτε να μοιραστείτε τα παρακάτω παραδείγματα ως υποστήριξη για την οικοδόμηση ή τον προγραμματισμό. Διευκρινίστε ότι παρουσιάζουν προτάσεις για αντισεισμικές κατασκευές. Οι ομάδες των μαθητών θα πρέπει να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν τη δική τους ιδέα για μια τέτοια δομή.
     
  • Ζητήστε από τους μαθητές:
    • Να χρησιμοποιήσουν το βασικό μοντέλο για να κατασκευάσουν ένα κτίριο και ένα μηχάνημα κουνήματος που προσομοιώνει έναν σεισμό. Να χρησιμοποιήσουν το μηχάνημα για να δοκιμάσετε το σχέδιο του κτιρίου για να δείτε αν θα καταστραφεί από τους σεισμούς.
    • Να προγραμματίσουν το μοντέλο τους για να ταρακουνήσουν το κτίριο σε διαφορετικές ταχύτητες του κινητήρα. Δοκιμάστε και καταγράψτε πόση ώρα στέκεται σε διαφορετικές ταχύτητες (δύναμη κουνήματος). Θυμηθείτε να ξεκινήσετε τη δοκιμή από μια χαμηλή ταχύτητα και στη συνέχεια να την αυξήσετε (25%, 50%, 75% και 100%). Εντοπίστε τα σχέδια κτιρίων που πέφτουν αμέσως. Γιατί;
  • Διευκολύνετε τον καταιγισμό ιδεών σχετικά με τρόπους χρήσης στοιχείων LEGO® για τη δημιουργία μοντέλων κτιρίων που θα συμπεριφέρονται διαφορετικά κατά τη διάρκεια της δοκιμής (π.χ. επειδή έχουν διαφορετικά μεγέθη ή σχήματα – ψηλά και στενά ή βαριά στην κορυφή με φαρδιά βάση – ή χρησιμοποιούν εύκαμπτα κομμάτια που λυγίζουν αλλά δεν σπάνε. Εξερευνήστε τρόπους χρήσης της ταχύτητας του κινητήρα για την αναπαράσταση της αυξανόμενης δύναμης στο κτίριο.
     
  • Στα μισά του χρόνου εργασίας, βάλτε τους μαθητές να ανταλλάξουν ιδέες χρησιμοποιώντας μια γνωστή ρουτίνα της τάξης και στη συνέχεια να ενημερώσουν τα μοντέλα τους με έμπνευση από την ανταλλαγή.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

  • Συγκεντρώστε τους μαθητές για ανταλλαγή απόψεων.
  • Ζητήστε από κάθε ομάδα να χρησιμοποιήσει το μοντέλο και τα σκίτσα της για να επιδείξει και να εξηγήσει:
      • Τον σχεδιασμό του κτιρίου τους. (Προτρέψτε τους να περιγράψουν το μέγεθος, το σχήμα της βάσης, τη δομή ή την ευελιξία των υλικών).
      • Τα αποτελέσματα των δοκιμών τους.
      • Γιατί η λύση του σχεδιασμού του κτιρίου λειτούργησε ή απέτυχε.
  • Ζητήστε από τους μαθητές ατομικά να χρησιμοποιήσουν τις εξηγήσεις που παρουσιάστηκαν και τα αποτελέσματα των δοκιμών για να αποφασίσουν ποια σχεδιαστική λύση θα μειώσει καλύτερα τις επιπτώσεις των σεισμών στους ανθρώπους. Θα πρέπει να συγκρίνουν τουλάχιστον δύο σχεδιασμούς για να εξηγήσουν την επιλογή τους.
  • Ζητήστε από τους μαθητές να μοιραστούν πώς άλλαξαν το μοντέλο τους για να βελτιώσουν την απόδοσή του.

Εάν επιθυμείτε να συνεχίσετε με το Μέρος Β-Εξήγηση, βάλτε τους μαθητές να κρατήσουν τα μοντέλα τους ανέπαφα ή δώστε χρόνο για ανακατασκευή.

 

 

ΜΕΡΟΣ Β (45 λεπτά)

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

  • Επαναλάβετε τα βήματα από το Μέρος Α-Εξήγηση για να επιδείξουν και άλλες ομάδες και να εξηγήσουν τη μάθησή τους.

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Ολόκληρη η τάξη, 30 λεπτά)

  • (5 λεπτά) Μοιραστείτε το ιστορικό για να βοηθήσετε τους μαθητές να αναπτύξουν: Σε ορισμένα μέρη των Ηνωμένων Πολιτειών, το σύστημα ShakeAlert® (ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για σεισμούς) ηχεί μια σειρήνα για να ειδοποιήσει τους ανθρώπους ότι έχει αρχίσει σεισμός και σύντομα θα γίνει σεισμός.
     
  • (15 λεπτά) Ζητήστε από τους μαθητές σας να επαναλάβουν και να δοκιμάσουν τα μοντέλα τους για να ολοκληρώσουν την επόμενη πρόκληση στην εφαρμογή:
    • Να βελτιώσουν και να προγραμματίσουν το μοντέλο του κτιρίου τους έτσι ώστε ένας συναγερμός να προειδοποιεί τους ανθρώπους ότι έρχεται σεισμός.
  • (10 λεπτά) Ζητήστε από τους μαθητές να μοιραστούν γνώσεις, ιδέες ή δεξιότητες που:
    • Τους βοήθησαν να ολοκληρώσουν την πρόκληση.
    • Έμαθαν κατά τη διάρκεια της κατασκευής.
  • Ζητήστε από τους μαθητές να καθαρίσουν τα σετ και τους χώρους εργασίας.

      Αξιολόγηση  ( Evaluate )

      (Ολόκληρη η τάξη, 5 λεπτά)

      • Κάντε καθοδηγητικές ερωτήσεις για να ενθαρρύνετε τους μαθητές σας να “σκεφτούν δυνατά” και να εξηγήσουν το σκεπτικό τους στις αποφάσεις που έλαβαν κατά την κατασκευή και τον προγραμματισμό.

      Λίστα ελέγχου παρατήρησης

      • Επανεξετάστε τους μαθησιακούς στόχους (πλαίσιο υποστήριξης του εκπαιδευτικού).
      • Μοιραστείτε συγκεκριμένες αντιδράσεις και συμπεριφορές των μαθητών σε διαφορετικά επίπεδα κατάκτησης.
      • Χρησιμοποιήστε τον κατάλογο ελέγχου για να παρατηρήσετε την πρόοδο των μαθητών:
        • Το μοντέλο και το πρόγραμμά τους περιλαμβάνουν ένα κτίριο και έναν προσομοιωτή σεισμού που συνεργάζονται για να ελέγξουν την αντίσταση του κτιρίου στον σεισμό.
        • Χρησιμοποιούν κριτήρια για να αξιολογήσουν πόσο καλά λειτουργεί η λύση τους για τη μείωση των επιπτώσεων ενός σεισμού στους ανθρώπους.
        • Η εξήγησή τους συγκρίνει τουλάχιστον δύο μοντέλα κτιρίων για να αποφασίσουν ποιο λειτουργεί καλύτερα.

      Ανατρέξτε στην ενότητα Πρόσθετοι πόροι, Αυτοαξιολόγηση και Ανατροφοδότηση από συνάδελφους, για περισσότερους τρόπους αξιολόγησης.

      Διαφοροποίηση

      Απλοποιήστε αυτό το μάθημα με:

      • Να δοκιμάσουν οι μαθητές το κτίριό τους μόνο με μία ταχύτητα κουνήματος. Δώστε ένα χρονικό όριο για να αποφασίσουν αν το κτίριο πέφτει “αμέσως”, όπως 5 ή 10 δευτερόλεπτα.

      Αυξήστε τη δυσκολία έτσι ώστε:

      • Επέκταση της πρόκλησης Elaborate: Βάλτε τους μαθητές να αλλάξουν τα μοντέλα τους Elaborate για να δείξουν πρόσθετους τρόπους προειδοποίησης των ανθρώπων για τον κίνδυνο ενός φυσικού κινδύνου.

      Επέκταση

      • Παρέχετε εκπαιδευτικό υλικό σχετικά με τα υλικά που χρησιμοποιούσαν οι αρχαίοι Ιάπωνες, Κινέζοι ή Ρωμαίοι κατασκευαστές για να αντιστέκονται στις ζημιές από σεισμούς. (Αναζητήστε αρχαία κινεζικά/ιαπωνικά/ρωμαϊκά αντισεισμικά κτίρια) Ζητήστε από τους μαθητές να εξετάσουν ένα παράδειγμα και να μοιραστούν τις βασικές έννοιες και λεπτομέρειες από τη μάθησή τους.

      Εάν διευκολυνθείτε, αυτό θα επεκταθεί πέρα από το 45λεπτο μάθημα.

      Γλωσσικές τέχνες: RI.4.3

        Υποστήριξη εκπαιδευτικών

        Οι μαθητές θα:

        • Σχεδιάστε ένα μοντέλο για κτίρια που θα μειώνει τις επιπτώσεις των σεισμών στον άνθρωπο.
        • Να χρησιμοποιήσουν το μοντέλο τους για να αξιολογήσουν την αποτελεσματικότητα της σχεδιαστικής τους λύσης.
        • Χρησιμοποιήστε διάφορα μοντέλα για να συγκρίνετε την αποτελεσματικότητα δύο ή περισσότερων σχεδιαστικών λύσεων.
        Πράγματα που θα χρειαστείτε

        (ένα για κάθε δύο μαθητές)

        • LEGO® Education SPIKE™ Essential Set
        • Συσκευή με εγκατεστημένη την εφαρμογή LEGO Education SPIKE
        • Βλέπε Προετοιμασία – Υλικά
        Εκπαιδευτικά πρότυπα
        • NGSS 4-ESS3-2: Δημιουργήστε και συγκρίνετε πολλαπλές λύσεις για τη μείωση των επιπτώσεων των φυσικών διεργασιών της Γης στον άνθρωπο.
        • NGSS 3-5-ETSI-1
        • CSTA 1B-AP-15
        • ISTE 1.4.γ
        • CCSS.ELA. LITERACY.SL.4.1

        Επέκταση γλωσσικών τεχνών

        • CCSS.ELA-LITERACY.RI.4.3