Esta colección de actividades para los grados 3-5 proporciona ideas y estrategias para vincular la biomimética con los estándares de diseño de ciencia e ingeniería.
Introducción
Los estudiantes en los grados 3-5 están comenzando a captar ideas más complejas y comprender el mundo de formas cada vez más abstractas. Desarrollar y comprender modelos y sistemas es un enfoque en este nivel de grado. En cada nivel de grado, se desafía a los estudiantes a abordar problemas de ingeniería. Cada uno de estos desafíos requiere que los estudiantes piensen en las funciones necesarias para resolver varios problemas. Por ejemplo, en cuarto grado se les pide a los estudiantes que diseñen un dispositivo que convierte energía de una forma a otra. Las actividades provistas en este paquete comenzarán a ayudar tanto a los estudiantes como a los profesores a ver las funciones en el mundo natural y, potencialmente, utilizar el nuevo conocimiento de las funciones naturales y el sitio web de AskNature para inspirar soluciones a sus desafíos de ingeniería.
Estándares relevantes
Enfoque específico en los grados 3, 4 y 5 según lo abordan las Ideas Básicas Disciplinarias (DCI), las Prácticas de Ciencias e Ingeniería (SEP) y los Conceptos Transversales de los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación que se aplican a se parafrasean a continuación. Para leer más sobre los estándares y las tres dimensiones, haga clic en los enlaces.
3-5 Conceptos de diseño de ingeniería (NGSS 3-5 ETS1)
- Definir problemas y restricciones de diseño.
- Generar y comparar soluciones que se ajusten a las restricciones
- Realizar pruebas para determinar cómo se puede mejorar el diseño.
Conceptos de 3er Grado
- Centrarse en la estrategia biológica del comportamiento del grupo animal (3-LS2-1)
- Centrarse en los rasgos del organismo (como una introducción al estudio de la herencia) (3-LS3-1, 3-LS3-2)
- Estudiar cómo los organismos se ven afectados por el cambio ambiental (3-LS4-4)
- Evaluar soluciones de diseño de peligros naturales (3-ESS3-1)
Conceptos de 4to Grado
- Diseñe un dispositivo que convierta la energía de una forma a otra. (4-PS3-4)
- Comunicar y evaluar soluciones que utilizan patrones para transferir información. (4-PS4-3)
- Reconocer que los sistemas y los modelos de sistemas son inherentes al estudio de las estructuras internas y externas de plantas y animales y aprender cómo estas partes trabajan juntas para que el organismo sobreviva. (4-LS1-1)
- Compare soluciones que reducen los impactos de los procesos naturales de la Tierra. (4-ESS3-2)
Conceptos de 5to Grado
- Concéntrese en los procesos dentro de las plantas que les permiten formar materia vegetal a partir del aire y el agua con la luz solar a través de (5-PS3-1, 5-LS1-1)
- Piense en todo el sistema sobre cómo la materia se mueve alrededor de un ecosistema a través de una red alimentaria. (5-LS2-1)
- Explore formas en que las personas y las comunidades pueden proteger los recursos y el medio ambiente de la Tierra. (5-ESS3-1)
Acercamiento
Inicie el estudio de biomimética de los estudiantes profundizando en la naturaleza. Esta atractiva actividad hace que los estudiantes observen el mundo desde afuera muy de cerca. Los cuadernos de ciencias o los diarios de naturaleza son un complemento recomendado para que los estudiantes practiquen registrar observaciones, dibujar y registrar reflexiones.
Explorando árboles
El plan de estudios de Five Minute Field Trip contiene algunas actividades excelentes y clásicas para que los estudiantes exploren los árboles a un nivel más profundo, como sistemas. La actividad Hacer un árbol (página 30) es un ejercicio de cuerpo completo en el que los estudiantes se convierten en las estructuras internas del árbol y ven de primera mano cómo funcionan juntas esas estructuras. Esto puede ser precedido o seguido por la actividad Sé un árbol (página 10) donde se usan imágenes guiadas para ayudar a los estudiantes a comprender cómo es ser un árbol en el transcurso de un año y experimentar algunas de las funciones que ocurren dentro de un árbol. árbol.
Una simple caminata o caminata con observación de árboles adquiere un significado completamente nuevo después de estas actividades.
No estamos solos
A medida que el aprendizaje de los estudiantes pasa de la exploración de los fenómenos naturales a la comprensión de cómo las funciones de la naturaleza pueden inspirar soluciones humanas, continúe con el tema del árbol completando la actividad No estamos solos. Haber representado las funciones de un árbol debería brindarles a los estudiantes una gran perspectiva al hacer una lluvia de ideas sobre cómo se aplican estas funciones a una estructura hecha por el hombre: un edificio.
El breve video de AskNature Nugget "¿Cómo produce la naturaleza los materiales?" sirve como una gran introducción a esta actividad.
AskNature Nugget: "¿Cómo produce la naturaleza los materiales?
Más pepitas de AskNature están disponibles esta página
Unión de funciones
Después de que los estudiantes hayan comparado los sistemas y funciones dentro de un árbol, con los sistemas y funciones necesarios para un edificio alto, elabore este concepto con Function Junction. Esta actividad ayuda a los estudiantes a ver las muchas formas en que la naturaleza resuelve problemas que también deben ser resueltos por humanos, y que las soluciones de la naturaleza pueden inspirar las nuestras.
Reinventando con la naturaleza
Para darles a los estudiantes la oportunidad de aplicar lo que han aprendido de una nueva manera, esta breve actividad les permite pensar críticamente sobre diferentes objetos diseñados por humanos (un zapato, un teléfono celular, un automóvil y un edificio) en términos de su función y qué inspiración de la naturaleza podría mejorarlos.
