Verdensromutfordring Innledning

Transkript

1 Verdensromutfordring Innledning LEGO Education er stolte over å gi deg settet og aktivitetspakken LEGO MINDSTORMS Education EV3 Verdensromutfordring et morsomt, strukturert læringsprogram som vil bidra til å oppfylle læringsmålene for naturfag, teknologi og matematikk. Hvem er oppleggene laget for? Verdensromutfordring er laget for alle lærere som ønsker å undervise i naturfag, teknologi og matematikk gjennom praktisk problemløsing. Uansett om dette er første gang du bruker LEGO MINDSTORMS eller robotteknologi, eller du er en erfaren bruker, har dette læringsprogrammet blitt utviklet for å støtte deg og for å gjøre materiellet egnet for undervisning. Hva kan oppleggene brukes til? Med disse leksjonene som er testet i klasserommet og som enkelt kan implementeres, får du støtte til undervisningen i naturfag, teknologi og matematikk. Med Verdensromutfordring kan elevene ta ansvar for sin egen læring. De arbeider som unge forskere og ingeniører, de fordyper seg i motiverende aktiviteter i fagene naturfag, teknologi og matematikk som fører til kreativ problemløsing, kommunikasjon og teamarbeid. Hva er innholdet? Settet består av tre læringsmatter, én utfordringsmatte, dobbeltsidig tape og et stort antall LEGO elementer for å bygge de utfordrende modellene. På læringsmattene kan elevene bruke sine ferdigheter til å løse spesifikke oppgaver, som står beskrevet i Læringsoppdrag. På utfordringsmatten kan elevene arbeide med de utfordrende modellene det er en engasjerende og motiverende plattform hvor du på en kreativ måte kan ta i bruk kunnskapen fra naturfag, teknologi og matematikk. Elevene kan videre utvikle ferdigheter i problemløsing, ved at elevene utvikler løsninger på Verdensromutfordring. LEGO MINDSTORMS Education EV3 Verdensromutfordring er utformet for bruk med LEGO MINDSTORMS Education EV3 Kjernesett og LEGO MINDSTORMS Education EV3 programvaren. 1

2 1 cm in cm LEGO, the LEGO logo, MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the/sont des marques de commerce de/son marcas registradas de LEGO Group The LEGO Group Innledning Lære ved bruk av Verdensromutfordring-settet I Verdensromutfordring-settet finnes det sju utfordrende oppdrag, ni læringsoppdrag og ett -prosjekt inkludert i elev- og lærermaterialene i multimediamiljøet. 40 in. Hvert oppdrag og prosjekt presenterer en morsom læringsmulighet innenfor fagene naturfag, teknologi og matematikk. LEGO MINDSTORMS Innholdsredigering inneholder alle verktøyene elevene trenger for å dokumentere og presentere funnene og resultatene, når de jobber seg gjennom materialet Tre forskningsprosjekter, utviklet sammen med romfartsingeniører, gir elevene flotte muligheter til å utforske og skape innovative løsninger på gjeldende romfartsemner. Forskningsprosjektene er bygget på tre hovedproblemer, som forskerne rundt om i verden prøver å løse hvordan de kan sikre at mennesker overlever i verdensrommet, hvordan mennesker kan skaffe energi i verdensrommet og hvordan roboter kan hjelper mennesker med å utforske verdensrommet. Omfattende lærerveiledning I den detaljerte lærerveiledningen finner du alt du trenger for en enkel implementering, og hvordan du kan bruke mindre tid på å forberede timene. Lærerveiledningen inkluderer viktige læringsarenaer, forklaringer, tips, programmer og ideer for differensiering. Verdensromutfordring består av følgende hovedkategorier: Lær det grunnleggende om tannhjul slik at elevene kan bygge effektive roboter, ved å ta i bruk kunnskap om prinsipper innenfor naturvitenskap og matematikk. Læringsoppdrag Elevene undersøker, observerer, beregner og bruker sin kunnskap for å løse spesifikke oppgaver. Verdensromutfordring Elevene bruker og tilpasser ferdigheter i programmering og problemløsing for å få robotene til å løse utfordringer knyttet til romfart. Forskningsprosjekter Diskusjoner og prosjekter som er egnet for at elevene skal gjøre seg kjente med planlegging og utvikling av romfart. Verdensromutfordring inkluderer også flere kategorier med byggeinstruksjoner og annet støttemateriell. 2

3 Hvordan kommer jeg i gang? Før du begynner første time Hvis du aldri har arbeidet med LEGO MINDSTORMS Education EV3 før, bør du kontrollere at: 1. Hver elevdatamaskin har en forhåndsinstallert versjon av LEGO MINDSTORMS Education EV3 programvare. Les readme.txt-filen for installasjonsinstruksjoner. Du kan se hvilken versjon som er installert i den øverste linjen i programvaren. 2. Hver EV3-kloss har den nyeste programvareversjonen og er fullstendig oppladet. Firmware-oppdatering Avhengig av læringsmålene kan det hende at du ønsker at elevene skal forstå relevansen av elementene i klossettet. Diskuter navnene og de grunnleggende funksjonene til maskinvarekomponentene, og lag et sett regler for klossbehandling. Brukerveiledningen er din kilde for alt som har med LEGO MINDSTORMS EV3 maskinvaren å gjøre. Den første timen 1. Ta en titt på hurtigstartvideoene som er tilgjengelige i Lobby. Videoene Programmering og Programmeringsoversikt anbefales for de fleste brukerne. Vi anbefaler imidlertid at dere ser alle hurtigstartvideoene for å få en bedre forståelse av mulighetene med LEGO MINDSTORMS Education programvaren. 2. Be elevene om å gjennomgå Robot Educator-undervisningsopplegget Konfigurere ikoner i kategorien Grunnleggende. Dette undervisningsopplegget forklarer hvordan du konfigurerer programmeringsikoner. Fortsette med Verdensromutfordring Du kan bruke læringsprogrammet for Verdensromutfordring på mange måter for å nå dine spesifikke undervisningsmål. Vi foreslår følgende: 1. Led elevene gjennom prosjektet og la dem lære om tannhjulsforhold og mekaniske fordeler. 2. Deretter lar du elevene fortsette i sitt eget tempo gjennom læringsoppdragene. Det kan være smart å be elevene om å stoppe etter de første fem læringsoppdragene. Da har elevene lært alt det grunnleggende. De gjenværende læringsoppdragene gir elevene muligheten til å fortsette med mer avanserte programmer og funksjonaliteter. 3. Deretter kan elevene bruke ferdighetene ved å løse Verdensromutfordring. 4. Til slutt kan du utfordre elevene til å begynne sine egne forskningsprosjekter, hvor de skal designe praktiske løsninger på kompliserte utfordringer knyttet til romfart. 3

4 Tips for ledelse i klasserommet Innholdsredigering Tilpassede prosjekter Integrert innholdsredigering gir deg muligheten til å tilpasse prosjektfilene som leveres med Verdensromutfordring, for å lage dine egne tilpassede opplegg. Her får du noen ideer til hvordan du kan tilpasse prosjektene: Endre teksten slik at den passer til elevenes leseferdigheter. Legg til bilder som er mer relevante for elevene. Juster oppdragskriteriene for å øke eller minke vanskelighetsgraden. Endre aktivitetene for å utvide eller snevre inn omfanget av mulige løsninger. Opprett dine egne læringsoppdrag eller utfordrende oppdrag. Legg til dine egne rubrikker eller andre vurderingsverktøy. For å sikre at du ikke overskriver filene som leveres med Verdensromutfordring, vil eventuelle endringer som du gjør, lagres som et nytt prosjekt. Alle filene tilknyttet det opprinnelige prosjektet inkluderes også i den nye prosjektfilen, som du nå kan dele med elevene (for eksempel på en læringsplattform). Verktøy for elevdokumentasjon Med Innholdsredigering kan elevene også dokumentere fremdriften og funnene underveis. Med Innholdsredigering kan elevene skrive beskrivelser av robotenes atferd, observasjoner, resultater og refleksjoner, registrere sine data i tabeller eller grafer, sende lydopptak av det pågående arbeidet, diskusjoner og robotatferd, sette inn egne sider, legge til bilder og videoer av deres robot i aksjon og dele sine unike løsninger med andre. Hvis du vil ha mer informasjon om Innholdsredigering, kan du se hurtigstartvideoene om Innholdsredigering. 4

5 Tips for ledelse i klasserommet Hvor mye tid trenger jeg? Hvor lang tid det tar å gjennomføre hver verdensromutfordring, avhenger av en rekke faktorer, inkludert vanskelighetsgraden, elevens alder så vel som elevens erfaring med LEGO MINDSTORMS. De følgende forslagene vil gi et anslag på hvor mye tid som kreves for at en gjennomsnittlig elev fullfører byggingen og programmeringen per oppdrag: Kategori Foreslått varighet (minutter) Læringsoppdrag Utfordrende oppdrag Forskningsprosjekter Hvis dere ikke har dobbelttimer, kan elevene bruke de digitale verktøyene for å dokumentere sitt arbeid, og deretter fortsette arbeidet i neste time. Tips for ledelse i klasserommet Reduser byggetiden Del opp byggeinstruksjonene for de utfordrende modellene Rakett og utskytningsrampe og Krater og MSL i to deler. La elevene bygge halvparten av hver modell. Deretter kan du la elevene kombinere modelldelene sine. Oppbevare de utfordrende modellene Ikke ta ifra hverandre de utfordrende modellene etter bruk. Oppbevar modellene ved å pakke dem inn i tøy, papir eller plast. 5

6 Oversikt for verdensromutfordring Grunnleggende om tannhjul Læringsoppdrag Utfordrende oppdrag Forskningsprosjekter Grunnleggende om tannhjul Regler for verdensromutfordring Innledning til forskning Aktiver kommunikasjon Hvordan kan mennesker overleve i verdensrommet? Sving ved bruk av sensor Hvordan skaffer vi energi for mennesker utenfor jorda? Hvordan kan roboter hjelpe menneskene med å utforske ting? Send satellitten opp i bane 6

7 Viktige læringsaktiviteter Læringsaktiviteter som dekkes av undervisningsoppleggene Aktiviteter Stille spørsmål. Utvikle og bruke modeller. = dekkes = dekkes delvis Planlegge og gjennomføre undersøkelser. Analysere og tolke data. Bruke matematikk, informasjons- og datateknologi og beregninger. Konstruere forklaringer og designe løsninger. Argumentere ut fra evidens. Innhente, vurdere og kommunisere informasjon. Generelle begreper Mønstre. Årsak og virkning: Mekanisme og forklaring. Skala, forholdstall og antall. Systemer og systemmodeller. Energi og materie: Flyt, sykluser og bevaring. Struktur og funksjon. Stabilitet og endring. Naturfaglige begreper Bevegelse og stabilitet: Krefter og vekselvirkninger. Energi. GRUNNLEGGENDE OM TANNHJUL LÆRINGSOPPDRAG Sving ved bruk av sensor VERDENSROMUTFORDRING Aktivere kommunikasjoner Send satellitten opp i bane FORSKNINGSPROSJEKTER Hvordan kan mennesker overleve i verdensrommet? Hvordan skaffer vi energi for mennesker utenfor jorda? Hvordan kan roboter hjelpe menneskene med å utforske ting? Bølger og deres bruk i teknologier for informasjonsoverføring. Økosystemer. Biologisk evolusjon. Jordens plass i universet. Jordens systemer. Jorden og menneskelig aktivitet. Ingeniørdesign. Koblinger mellom ingeniørvitenskap, teknologi, naturvitenskap og samfunn. 1

8 Aktiviteter Læringsaktiviteter i matematikk som dekkes av undervisningsoppleggene = dekkes = dekkes delvis Forstå problemer og kom frem til løsninger. Argumentere abstrakt og kvantitativt. Utvikle holdbare argumenter og kritisk vurdere andres argumenter. Lage modeller basert på matematikk. Bruke riktige verktøy på en strategisk måte. Være nøyaktig. Være på utkikk etter og bruke strukturer. Se etter og uttrykke regelmessigheter i gjentatte argumenter. Forholdstall og proporsjonale forhold Forstå forholdstall og bruke forholdstenkning til å løse problemer. Analysere proporsjonale sammenhenger og bruke dette for å løse praktiske og matematiske problemer. Tallsystemet Bruke og utvide tidligere forståelser av multiplikasjon og divisjon for å dividere brøk med brøk. Beregne med flersifrede tall og finn felles faktorer og multiplum. GRUNNLEGGENDE OM TANNHJUL LÆRINGSOPPDRAG Sving ved bruk av sensor VERDENSROMUTFORDRING Aktivere kommunikasjoner Send satellitten opp i bane FORSKNINGSPROSJEKTER Hvordan kan mennesker overleve i verdensrommet? Hvordan skaffer vi energi for mennesker utenfor jorda? Hvordan kan roboter hjelpe menneskene med å utforske ting? Bruke og utvide tidligere forståelser av rasjonale tall. Bruke og utvide tidligere forståelse av brøkregning ved å addere, subtrahere, multiplisere og dividere rasjonelle tall. Uttrykk og ligninger Bruke og utvide tidligere forståelse av de grunnleggende regningsarter i algebraiske uttrykk. Forklare og løse ligninger og ulikheter med én variabel. Framstille og analysere kvantitative forhold mellom avhengige og uavhengige variabler. Løse realistiske og matematiske problemer ved bruk av numeriske og algebraiske uttrykk og ligninger. Forstå forholdet mellom proporsjonale forhold, linjer og lineære ligninger. Analysere og løse lineære ligninger og par med lineære ligninger. 2

9 Læringsaktiviteter i matematikk som dekkes av undervisningsoppleggene Funksjoner = dekkes = dekker delvis Definere, vurdere og sammenligne funksjoner. Bruke funksjoner for å modellere forhold mellom størrelser. Geometri Tegne, konstruere og beskrive geometriske figurer og forholdet mellom dem. Løse realistiske og matematiske problemer med måling av vinkler, areal, overflate og volum. Statistikk og sannsynlighet Utvikle en forståelse av statistisk variasjon. Undersøke statistiske prosesser og utvikle, bruke og vurdere sannsynlighetsmodeller. GRUNNLEGGENDE OM TANNHJUL LÆRINGSOPPDRAG Sving ved bruk av sensor VERDENSROMUTFORDRING Aktivere kommunikasjoner Send satellitten opp i bane FORSKNINGSPROSJEKTER Hvordan kan mennesker overleve i verdensrommet? Hvordan skaffer vi energi for mennesker utenfor jorda? Hvordan kan roboter hjelpe menneskene med å utforske ting? 3

10 Teknologikompetanse som dekkes av undervisningsoppleggene 1. Kreativitet og innovasjon = dekker = dekker delvis Elevene demonstrerer kreativ tenking, bygger kunnskap og utvikler innovative produkter og prosesser ved bruk av teknologi. Bruke eksisterende kunnskap for å generere nye ideer, produkter eller prosesser. Lage originale arbeider som et middel for personlig utfoldelse eller gruppeutfoldelse. Bruke modeller og simuleringer for å utforske komplekse systemer og problemer. Identifisere trender og forutse muligheter. 2. Kommunikasjon og samarbeid GRUNNLEGGENDE OM TANNHJUL Elevene bruker digitale medier og miljøer for å kommunisere og arbeide sammen, inkludert når de ikke er på skolen, for å støtte individuell læring og bidra til andres læring. Samhandle, samarbeide og publisere med jevnaldrende, eksperter eller andre ved bruk av en rekke digitale miljøer og medier. Kommunisere informasjon og ideer effektivt til flere målgrupper ved bruk av en rekke medier og formater. Bidra til prosjektteam for å produsere originale arbeider eller løse problemer. 3. Forskning og informasjonsvurdering Elever bruker digitale verktøyer til å samle inn, vurdere og bruke informasjon. Planlegge strategier for å gi hjelp til utforskningen. Finne, organisere, analysere, vurdere, sette sammen og bruke informasjon etisk fra en rekke kilder og medier. Vurdere og velge informasjonskilder og digitale verktøy basert på de spesifikke oppgavene. Behandle data og rapporter resultater. 4. Kritisk tenking, problemløsing og beslutninger Elevene bruker ferdigheter i kritisk tenking for å planlegge og gjennomføre undersøkelser, ha ansvar for prosjekter, løse problemer og ta informerte beslutninger ved bruk av riktige digitale verktøy og ressurser. Identifisere og definere autentiske problemer og viktige spørsmål for undersøkelser. Planlegge og administrere aktiviteter for å finne fram til en løsning eller fullføre et prosjekt. Samle inn og analysere data for å identifisere løsninger og/eller ta informerte beslutninger. Bruke flere prosesser og ulike perspektiver for å utforske alternative løsninger. LÆRINGSOPPDRAG Sving ved bruk av sensor VERDENSROMUTFORDRING Aktivere kommunikasjoner Send satellitten opp i bane FORSKNINGSPROSJEKTER Hvordan kan mennesker overleve i verdensrommet? Hvordan skaffer vi energi for mennesker utenfor jorda? Hvordan kan roboter hjelpe menneskene med å utforske ting? 4

11 Teknologikompetanse som dekkes av undervisningsoppleggene 5. Digitalt medborgerskap = dekkes = dekkes delvis Elevene forstår menneskelige, kulturelle og samfunnsproblemer knyttet til teknologi og oppfører seg lovlig og etisk. Fremme og utøve sikker, lovlig og ansvarlig bruk av informasjon og teknologi. Vise en positiv holdning til bruk av teknologi som støtter samarbeid, læring og produktivitet. Viser personlig ansvar for livslang læring. Utøve lederskap som digital borger. 6. Teknologiske operasjoner og begreper Elevene viser en god forståelse for teknologibegreper, -systemer og -operasjoner. Forstå og bruke teknologiske systemer. Velge og bruke applikasjoner på en effektiv og produktiv måte. Feilsøke systemer og applikasjoner. Overføre gjeldende kunnskap til læring av nye teknologier. GRUNNLEGGENDE OM TANNHJUL LÆRINGSOPPDRAG Sving ved bruk av sensor VERDENSROMUTFORDRING Aktivere kommunikasjoner Send satellitten opp i bane FORSKNINGSPROSJEKTER Hvordan kan mennesker overleve i verdensrommet? Hvordan skaffer vi energi for mennesker utenfor jorda? Hvordan kan roboter hjelpe menneskene med å utforske ting? 5