Επίλυση προβλημάτων όταν το περιβάλλον αλλάζει

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, οι μαθητές θα σχεδιάσουν και θα κατασκευάσουν μια λύση σε ένα πρόβλημα που προκαλεί η κατασκευή κτιρίων σε έναν υγρότοπο για ένα συγκεκριμένο ζώο. Ορισμένα προβλήματα προτείνονται κατά τη διάρκεια του Engage και παρέχονται ορισμένα παραδείγματα λύσεων για έμπνευση. Ενθαρρύνετε τους μαθητές να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν μια λύση για το ζώο και το πρόβλημα που επιλέγουν.

Ανάπτυξη προηγούμενης γνώσης – Επίλυση προβλημάτων που προκαλούνται από περιβαλλοντικές αλλαγές: 

• Χρησιμοποιώντας το βασικό επιστημονικό υλικό σας, μοιραστείτε πληροφορίες, εικόνες ή βίντεο και ορισμούς για την οικοδόμηση προηγούμενων γνώσεων.
• Το περιβάλλον αποτελείται από όλα τα ζωντανά και μη ζωντανά πράγματα που περιβάλλουν και επηρεάζουν ένα φυτό ή ζώο.
• Οι υγροβιότοποι είναι περιβάλλοντα όπου το έδαφος καλύπτεται από γλυκό νερό, αλμυρό νερό ή ένα μείγμα αυτών των δύο για μέρος ή όλο το χρόνο.
• Οι υγρότοποι φιλοξενούν μεγάλη ποικιλία ζώων και φυτών.
• Όταν οι άνθρωποι κατασκευάζουν κτίρια μέσα ή κοντά σε υγροτόπους, συχνά αποστραγγίζουν τον υγρότοπο ή γεμίζουν την περιοχή με επιπλέον χώμα. Αυτό μπορεί να αλλάξει το περιβάλλον με πολλούς τρόπους που επηρεάζουν τα φυτά και τα ζώα που ζουν εκεί.
• Ένας ισχυρισμός απαντά σε μια ερώτηση σχετικά με ένα πρόβλημα και υποστηρίζεται από ένα επιχείρημα που χρησιμοποιεί στοιχεία και συλλογισμούς για να πει γιατί μια λύση θα απαντήσει στο πρόβλημα. Τα αποδεικτικά στοιχεία μπορεί να περιλαμβάνουν λόγους, γεγονότα και λογικές σχέσεις αιτίου-αποτελέσματος (η προσθήκη χώματος θα μπορούσε να σκοτώσει τα φυτά που χρησιμοποιούν τα πουλιά για να φτιάξουν φωλιές- ένα ψηλό κτίριο θα μπορούσε να εμποδίσει το φως που χρειάζονται τα φυτά).
• Βασικό λεξιλόγιο: περιβάλλον, υγροβιότοπος, ισχυρισμός, αποδεικτικά στοιχεία.

Εμπειρία κατασκευσής και προγραμματισμού: 

• Επανεξετάστε τις προτάσεις στο Σχέδιο Ενότητας. Για αυτό το μάθημα, μπορεί επίσης να θέλετε να:
• Ενισχύστε με το σεμινάριο Motor στο μενού Έναρξη της εφαρμογής SPIKE.
• Χρησιμοποιήστε τις ενότητες Motor και Sound του μενού Help>Word Blocks στην εφαρμογή SPIKE για να παρέχετε περισσότερη υποστήριξη.
• Χρησιμοποιήστε το μάθημα Swamp Boat για να εισαγάγετε τους μαθητές στο θέμα των υγροτόπων.

Υλικά: 

• Εάν επιθυμείτε, εντοπίστε πληροφορίες, εικόνες ή/και βίντεο για τους υγροτόπους για να τα χρησιμοποιήσετε κατά τη διάρκεια του μαθήματος. Αναζητήστε τι είναι ένας υγροβιότοπος και χρησιμοποιήστε ιστότοπους από κυβερνητικές υπηρεσίες ή ιδιωτικούς οργανισμούς που εξερευνούν και προστατεύουν το περιβάλλον.

ΜΕΡΟΣ Α (45 λεπτά)

Συμμετοχή ( Engage )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

• Παρουσιάστε τον ή τους κύριους χαρακτήρες της ιστορίας και την πρώτη πρόκληση: Η Sofie έμαθε ότι οι άνθρωποι θα ανεγείρουν ένα ψηλό κτίριο στον υγρότοπο κοντά στο σπίτι της. Ανησυχεί ότι αυτό θα βλάψει τα πουλιά και τα άλλα ζώα που ζουν εκεί.
• Σκεφτείτε-Διευκολύνετε μια σύντομη συζήτηση σχετικά με το(α) θέμα(τα) του μαθήματος, χρησιμοποιώντας συλλεγμένες πηγές και την εικόνα της ιστορίας, αν θέλετε.
  • Τι είναι ένας υγροβιότοπος; (έλη ή/και βάλτοι- περιβάλλοντα όπου το έδαφος καλύπτεται από νερό για μέρος ή για όλο το χρόνο- δείξτε εικόνες και βίντεο, εφόσον χρειάζεται).
  • Ποια είδη φυτών ζουν στους υγροτόπους; (ψηλά φυτά που μοιάζουν με γρασίδι, χαμηλά φυτά που μοιάζουν με βρύα, μερικές φορές θάμνοι και δέντρα)
  • Ποια είδη ζώων ζουν στους υγροτόπους; (εκείνα των τοπικών υγροτόπων, στα οποία θα μπορούσαν να περιλαμβάνονται πάπιες και άλλα υδρόβια πτηνά, κάστορες, μοσχοπόντικες, αλιγάτορες, κροκόδειλοι, βάτραχοι, χελώνες, φίδια και πολλά διαφορετικά έντομα)
  • Ποιοι είναι ορισμένοι τρόποι με τους οποίους η οικοδόμηση σε έναν υγρότοπο θα μπορούσε να τον αλλάξει; Πώς αυτές οι αλλαγές θα δυσκόλευαν την επιβίωση των φυτών και των ζώων; (Αναφέρετε τις ιδέες των μαθητών, όπως ότι όταν αποστραγγίζεται νερό ή προστίθεται χώμα για να δημιουργηθεί χώρος για ένα κτίριο, μπορεί να αλλάξει η στάθμη του νερού. Αυτό θα μπορούσε να κάνει το έδαφος πιο ξηρό ή να παρέχει λιγότερο νερό για πόσιμο. Η αλλαγή των επιπέδων του νερού και του εδάφους μπορεί επίσης να καταστρέψει πηγές τροφής, κρυψώνες ή πηγές φωλιάσματος (δείτε το παράδειγμα λύσης μιας θέσης φωλιάσματος πουλιών). Το ίδιο το κτίριο μπορεί να αλλάξει τα επίπεδα φωτός εμποδίζοντας τον ήλιο).
  • Επιλέξτε ένα από αυτά τα προβλήματα για ένα ζώο στον υγρότοπο της Sofie. Σκεφτείτε πώς θα το λύσετε.
• Μοιράστε ένα SPIKE™ Essential Set και μια συσκευή σε κάθε ομάδα.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 25 λεπτά)

• Καθώς οι μαθητές εργάζονται:
  • Εξετάστε το ενδεχόμενο να μοιραστείτε τα παρακάτω παραδείγματα ως υποστήριξη για την οικοδόμηση ή τον προγραμματισμό, διευκρινίζοντας ότι τα παραδείγματα δείχνουν μια λύση για την αντικατάσταση των χαμένων πόρων φωλιάσματος. Οι μαθητές θα πρέπει να κατασκευάσουν μια λύση για το πρόβλημα που επέλεξαν.
  • Διευκολύνετε τον καταιγισμό ιδεών σχετικά με τα προβλήματα που επέλεξαν και τους τρόπους χρήσης στοιχείων LEGO® για να παρουσιάσουν λύσεις γι’ αυτά.
• Ζητήστε από τους μαθητές:
  • Να συζητήσουν το πρόβλημα που θα έχει το ζώο που επέλεξαν μετά την αλλαγή του υγροτόπου, καθώς και τις σχεδιαστικές τους ιδέες για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Τι θα χρειαστεί το ζώο;
  • Να εξερευνήσουν τις σχεδιαστικές τους ιδέες οπτικά, όπως με σκίτσα.
  • Αρχίσουν να κατασκευάσουν και να προγραμματίσουν ένα μοντέλο που λύνει ή μειώνει το πρόβλημα, χρησιμοποιώντας το παρεχόμενο βασικό μοντέλο και το πρόγραμμα για έμπνευση

Παράδειγμα ιδεών

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

• Συγκεντρώστε τους μαθητές για ανταλλαγή απόψεων. 
• Ζητήστε από κάθε ομάδα να χρησιμοποιήσει το μοντέλο προόδου και τα σκίτσα της για να επιδείξει και να εξηγήσει:
  • Ποιο πρόβλημα επέλεξαν, συμπεριλαμβανομένου του τι μπορεί να αλλάξει στον υγρότοπο και ποιο πρόβλημα μπορεί να προκαλέσει αυτό για το ζώο τους.
  • Πώς το σχέδιό τους μειώνει την αλλαγή στον υγρότοπο και το πρόβλημα για το ζώο.
  • Οι λόγοι για τους οποίους επέλεξαν αυτό το σχέδιο για την επίλυση του προβλήματος.
  • Τι κάνει το πρόγραμμά τους.
• Ζητήστε την ανταλλαγή απόψεων σχετικά με τις εργασίες των μαθητών που βρίσκονται σε εξέλιξη και ενθαρρύνετε τους μαθητές να χρησιμοποιήσουν έμπνευση από τις κοινές ιδέες.
• Ζητήστε από τους μαθητές να κρατήσουν τα μερικώς ολοκληρωμένα μοντέλα τους ανέπαφα για χρήση στο Μέρος Β, όπου θα κατασκευάσουν, προγραμματίσουν και εξηγήσουν περαιτέρω.
  

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)

• Βάλτε τους μαθητές:
  • (10 λεπτά) Να συνεχίσουν να κατασκευάζουν και να προγραμματίζουν, χρησιμοποιώντας έμπνευση από την ανταλλαγή απόψεων κατά τη διάρκεια της εξήγησης. Για παράδειγμα, θα μπορούσαν να βελτιώσουν τη λύση τους ώστε να ταιριάζει σε διαφορετικά μεγέθη του ζώου τους (π.χ. μικρά και μεγάλα πουλιά).
  • (10 λεπτά) Χρησιμοποιούν τα ολοκληρωμένα μοντέλα τους για να διατυπώσουν έναν ισχυρισμό σχετικά με το πώς η σχεδιαστική τους λύση θα βοηθήσει ένα ζώο να επιβιώσει μετά την έναρξη της κατασκευής στον υγροβιότοπο της Sofie, υποστηρίζοντας τον με λόγους και στοιχεία.
• (5 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 σκηνικά και τους χώρους εργασίας.
• Βάλτε τα παιδιά να συμμαζέψουν τα σετ και τον χώρο.

Αξιολόγηση  ( Evaluate )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

• Κάντε καθοδηγητικές ερωτήσεις για να αναδείξετε τη σκέψη των μαθητών και τις αποφάσεις τους κατά τη διάρκεια της ιδέας, της κατασκευής και του προγραμματισμού.

Λίστα ελέγχου παρατήρησης

• Επανεξετάστε τους μαθησιακούς στόχους (πλαίσιο υποστήριξης του εκπαιδευτικού).
• Μοιραστείτε μια κλίμακα με συγκεκριμένες απαντήσεις των μαθητών
• Επανεξετάστε τους μαθησιακούς στόχους και τις συμπεριφορές σε διαφορετικά επίπεδα κατάκτησης.
• Χρησιμοποιήστε τον κατάλογο ελέγχου για να παρατηρήσετε την πρόοδο των μαθητών:
  • Περιγράφουν με ακρίβεια ένα πρόβλημα που αντιμετωπίζουν τα ζώα όταν οι άνθρωποι χτίζουν σε έναν υγρότοπο, όπως η απώλεια τροφής, κρυψώνες ή πηγές φωλιάσματος.
  • Το μοντέλο τους δείχνει μια λύση στο πρόβλημα.
  • Διατυπώνουν έναν ισχυρισμό σχετικά με το πώς το σχέδιό τους θα μειώσει το πρόβλημα για το ζώο.
  • Υποστηρίζουν τον ισχυρισμό τους με αποδεικτικά στοιχεία σχετικά με τα προβλήματα που προκαλεί η αλλαγή του υγροτόπου (π.χ. η προσθήκη χώματος σημαίνει ότι τα φυτά που χρησιμοποιούν τα πουλιά για τις φωλιές τους δεν θα αναπτυχθούν και τα πουλιά χρειάζονται άλλο μέρος για να φωλιάσουν) και λόγους για τους οποίους το σχέδιό τους λύνει το πρόβλημα για το ζώο (π.χ. το σπιτάκι για τα πουλιά δίνει στα πουλιά άλλο μέρος για να φωλιάσουν και να μεγαλώσουν τα μικρά τους).

Δείτε την ενότητα Επιρόσθετοι πόροι: Αυτοαξιολόγηση και ανατροφοδότηση από ομότιμους, για περισσότερους τρόπους αξιολόγησης.

Διαφοροποίηση

Απλοποιήστε αυτό το μάθημα:

• Να σχεδιάσουν όλοι οι μαθητές λύσεις στο ίδιο πρόβλημα, όπως χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του σπιτιού πουλιών για να λύσουν το πρόβλημα των χαμένων πόρων φωλιάσματος.

Αυξήστε τη δυσκολία:

• Βάζοντας τους μαθητές να ασχοληθούν με πιθανές παραλλαγές στο πρόβλημα που επέλεξαν, όπως ότι σε ορισμένα πουλιά αρέσει να χτίζουν φωλιές στο έδαφος και άλλα προτιμούν να χτίζουν ψηλά στα δέντρα, και να σχεδιάσουν για να λύσουν και τα δύο προβλήματα.

Επέκταση

• Σύμφωνα με το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ, οι υγρότοποι παρέχουν βιότοπο για περίπου το ήμισυ των ψαριών, το ένα τρίτο των πτηνών, το ένα τέταρτο των φυτών και το ένα έκτο των θηλαστικών στις Ηνωμένες Πολιτείες που απειλούνται ή κινδυνεύουν με εξαφάνιση. Βάλτε τους μαθητές να αναπαραστήσουν και να συγκρίνουν αυτά τα κλασματικά μέρη ενός συνόλου χρωματίζοντας τετράγωνα, ομαδοποιώντας τετράγωνα ή με κάποια παρόμοια δραστηριότητα.
  

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

Πηγή: https://education.lego.com/en-us/lessons/spike-essential-animals-and-their-environments/spike-essential-solving-problems-when-environments-change