Konstruktionsprojekte von LEGO® Education für die EV3-Plattform sind ein Unterrichtspaket mit 30 Unterrichtsstunden und offenen Problemlösungsaktivitäten, die das Lernen in den MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) aufgrund von realistischen Aufgaben aus der Robotertechnik zu einem echten Erlebnis werden lassen.
Die Unterrichtsinhalte verteilen sich auf drei Hauptabschnitte mit jeweils fünf Konstruktionsprojekten. Insgesamt sind also 15 Konstruktionsprojekte enthalten.
Abschnitt 1 - Der Roboter soll sich bewegen: Den Schülerinnen und Schülern wird die Aufgabe gestellt, Roboter zu entwerfen, zu bauen und zu programmieren, die sich mithilfe von Motoren mit Rotationssensoren bewegen. Im Rahmen von fünf Projekten wenden sie ihr mathematisches und physikalisches Wissen an, um Roboter zu kreieren, die Entfernungen und Geschwindigkeiten messen, die sich ohne Räder bewegen, die ihre Kraft maximieren, um einen Anstieg zu bewältigen, und die sich so bewegen, dass der zurückgelegte Weg einem regelmäßigen Vieleck entspricht. Dabei greifen die Schüler auch auf ihr Wissen über einfache und komplexe Maschinen zurück.
Abschnitt 2 - Der Roboter wird intelligenter: Den Schülerinnen und Schülern wird die Aufgabe gestellt, ihre Roboter mit Sensoren zu versehen, um deren Verhalten steuern zu können und um Sensordaten zu messen, als Graph darzustellen und zu analysieren. Im Rahmen von fünf Projekten entwickeln sie Roboter, die Sensoren zur Messung von reflektiertem Licht und Umgebungslicht verwenden, die bestimmte Farben erkennen, die den Abstand zu einem Objekt messen, die den Status des Berührungssensors erkennen und die die Drehwinkel oder deren Änderungsrate messen.
Abschnitt 3 - Ein Roboter-System entsteht: Die Schülerinnen und Schüler erhalten die Aufgabe, aus Teilsystemen zusammengesetzte Roboter-Systeme zu entwerfen, zu bauen und zu programmieren. Im Rahmen von fünf Projekten entwickeln sie Systeme, die einen Ball bewegen, Objekte aufnehmen und gezielt wieder ablegen, Fertigungsprozesse simulieren, Farben sortieren und ihren jeweiligen Standort kommunizieren. Die Schülerinnen und Schüler testen ihr System, erfassen Daten und nutzen diese Erkenntnisse, um Optimierungen und Verbesserungen an dem System vorzunehmen.
Mit der Struktur der Aktivitäten in den Konstruktionsprojekten wird der Konstruktionsprozess nachvollzogen, den auch Wissenschaftler und Ingenieure anwenden. Jedes Projekt beginnt mit einer Konstruktionsaufgabe, die das Projekt erläutert und anhand von Videos, die Roboter in Aktion zeigen, die Verbindung zum wirklichen Leben herstellt. Das Ganze gipfelt schließlich in einem Abschlussprojekt, das den Mitschülern näher vorgestellt und präsentiert werden kann. Während des gesamten Prozesses zur Entwicklung und Konstruktion einer Lösung erwerben die Schülerinnen und Schüler nicht nur Wissen über Physik, Technik und Mathematik, sondern wenden dieses Wissen auch aktiv an. Diese Prozessstruktur soll den Schülern die Fähigkeit zu kreativem Denken, zum Lösen von Problemen, zur Teamarbeit und zur Kommunikation vermitteln. Hierbei handelt es sich um Schlüsselkompetenzen, die im 21. Jahrhundert für den Erfolg in Schule und Beruf unverzichtbar sind. Die Unterrichtsinhalte werden digital geliefert und direkt in der LEGO® MINDSTORMS® Education EV3- Lobby installiert. Der integrierte Inhalts-Editor ermöglicht es den Lehrkräften, die Unterrichtsinhalte anzupassen und eigene Unterrichtsstunden zu gestalten. Darüber hinaus gestattet der Inhalts-Editor den Schülerinnen und Schülern, ihre Arbeit direkt zu dokumentieren und so ihr eigenes digitales Arbeitsheft zu gestalten, was wiederum die Unterrichtsgestaltung und Bewertung erleichtert. Das Unterrichtspaket mit den Konstruktionsprojekten orientiert sich an den nationalen Bildungsstandards und eignet sich besonders zum Einsatz im kompetenzorientierten Unterricht.