LEGO® MINDSTORMS EV3 Set

Bewegungen & Drehungen

Mit dem Fahrgestell präzise Bewegungen ausführen.

45-90 Min.
Einsteiger
Klassen 5–8
Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler lernen,

  • wie man mithilfe von Befehlen ein Fahrgestell präzise Bewegungen ausführen lässt (z. B.: Geradeausfahrt, Wenden, Kurvenfahrt).

Bauanleitung

Diese Aufgabe ist mit folgenden Betriebssystemen kompatibel:
device_logo

INFORMATIK
Algorithmen

  • Grundlagenverständnis Algorithmen
  • Algorithmen als Verknüpfung von Anweisungen und Kontrollstrukturen
  • Algorithmen verändern oder entwerfen

NATURWISSENSCHAFTEN UND TECHNIK
Denk- und Arbeitsweisen der Naturwissenschaften und Technik

  • Vorgehensweisen planen, beschreiben und erläutern
  • Messwerte erfassen
  • Ergebnisse protokollieren
  • Systeme und Prozesse

Stoffe und Produkte

  • Produktentwicklung
  • Herstellung eines Produkts
  • Herstellungsprozesse bewerten und beschreiben

Informationsaufnahme- und verarbeitung

  • Gewinnung von Daten
  • Robotik
  • Prinzip der Steuerung

Prozessbezogene Kompetenzen

  • Erkenntnisgewinnung
  • Kommunikation
  • Bewertung
  • Herstellung

MATHEMATIK
Messen

  • Berechnungen am Kreis

Lesson Plan

Unterrichtsplan

1. Vorbereiten

  • Lesen Sie das Schülermaterial in der EV3 Classroom App durch.
  • Tragen Sie einige Informationen über Motoren mit Messgebern und ihre Verwendung in fahrenden Robotern zusammen.
  • Sie benötigen ein Maßband, um die vom Fahrgestell zurückgelegte Strecke zu messen.
  • Falls Sie es für nötig erachten, planen Sie eine Unterrichtsstunde ein, in der Sie zur Einführung die Erste-Schritte-Übungen in der App bearbeiten. Dies wird Ihren Schülerinnen und Schülern dabei helfen, sich mit LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 vertraut zu machen.
  • Für diese Aufgabe müssen die Teams bereits das Fahrgestell aus der Erste-Schritte-Übung Erste Bewegungen gebaut haben. Dies dauert etwa 30 Minuten.

2. Einführen (10 Min.)

  • Sehen Sie sich das Video an und nutzen Sie die unten stehenden Diskussionsideen, um ein Gespräch über diese Lerneinheit und diese Aufgabe anzuregen.
  • Teilen Sie die Klasse in Zweierteams auf.

3. Erkunden (15 Min.)

  • Geben Sie den Teams etwas Zeit, um mit den vorgegebenen Programmierstapeln die Bewegungen des Fahrgestells auszuprobieren.
  • Bitten Sie sie, die beobachteten Drehungen und Kurvenfahrten zu beschreiben.
  • Lassen Sie sie die Programmierstapel neu anordnen, um unterschiedliche Bewegungen auszuprobieren.

4. Erklären (10 Min.)

  • Sprechen Sie mit Ihrer Klasse darüber, wie wichtig es ist, beim Programmieren jeden Schritt zu planen.
  • Erklären Sie, was ein Pseudocode ist und wie er beim Planen der Programme helfen kann.

5. Vertiefen (10 Min.)

  • Lassen Sie die Teams eine Möglichkeit finden, um ihr Fahrgestell eine Strecke von 84 cm fahren zu lassen.
  • Denken Sie daran, ausreichend Zeit zum Aufräumen einzuplanen.

6. Beurteilen

  • Geben Sie allen Schülerinnen und Schülern einzeln Rückmeldung zu ihrer jeweiligen Leistung.
  • Zur Unterstützung können Sie hierfür die Bewertungsraster benutzen.

Eine Diskussion anregen

Autonome Roboter mit Rädern sind ein gebräuchlicher mobiler Robotertyp. Zu Hause kommen sie noch selten zum Einsatz, dafür aber umso häufiger in Fabriken und Lagerhallen. Auf der ganzen Welt helfen sie dort dabei, Arbeiten automatisch auszuführen. Jeder fahrende Roboter muss seine Motoren nutzen können, um präzise Bewegungen auszuführen – das ist eine der grundlegendsten Fähigkeiten.

Video preview

Sehen Sie sich das Video an und sprechen Sie mit Ihrer Klasse darüber, welche Rolle fahrende Roboter beim Automatisieren von Arbeiten spielen können. Stellen Sie Fragen wie:

  • Wie können Roboter mit Rädern so konstruiert und programmiert werden, dass sie eine bestimmte Aufgabe erledigen können?
  • Welche Bewegungen müssen sie ausführen können?
  • Wie können sie sicher mit Menschen zusammenarbeiten?

Bautipps

Bauanleitung

Das Fahrgestell sollte nach Abschluss der Aufgabe nicht auseinandergebaut werden.

Programmiertipps

Hauptprogramm

Beispiellösung

Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Ausführlicher erklären, was jeder Parameter in den Programmierblöcken steuert

Um die Aufgabe anspruchsvoller zu gestalten, können Sie Folgendes tun:

  • Die Teams ihr Fahrgestell so programmieren lassen, dass es eine Acht fährt – oder den ersten Buchstaben ihres Namens usw.
  • Einen Hindernisparcours aufbauen, in dem das Fahrgestell verschiedene Drehungen und Wendungen vollführen muss

Leistungsbewertung

Checkliste für Beobachtungen
Erstellen Sie eine geeignete Bewertungsskala, wie zum Beispiel:

  1. Erwartungen zum Teil erfüllt
  2. Erwartungen vollständig erfüllt
  3. Erwartungen übertroffen

Nutzen Sie die folgenden Kriterien, um den Lernfortschritt der Schülerinnen und Schüler zu beurteilen:

  • Sie können geeignete Blöcke auswählen, um präzise Bewegungen auszuführen.
  • Sie können die Parameter der Blöcke wiederholt verändern.
  • Sie können geeignete Bewegungsblöcke zu Programmen zusammensetzen.

Selbsteinschätzung:
Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler ihre Leistung anhand der folgenden Skala selbst beurteilen.

  • Bronze: Ich habe das Fahrgestell auf eine bestimmte Weise zusammengebaut.
  • Silber: Ich habe das Fahrgestell auf unterschiedliche Weisen zusammengebaut.
  • Gold: Ich habe ein Programm erstellt, mit dem das Fahrgestell eine Strecke von 84 cm vorwärts fährt.
  • Platin: Ich habe mein Mathewissen genutzt, um ein Programm zu erstellen, mit dem das Fahrgestell exakt 84 cm vorwärts fährt.

Erweiterung: sprachliche Ausdrucksfähigkeit

Um die sprachliche Ausdrucksfähigkeit zu fördern, können Sie Folgendes tun:

  • Lassen Sie die Teams herausfinden, mit welcher dieser Optionen das Fahrgestell am genauesten eine Strecke von zwei Metern fährt:
  • Bewegung in Sekunden
  • Bewegung in Gradzahl
  • Bewegung in Umdrehungen
  • Bitten Sie die Teams, schriftlich festzuhalten, in welchen Situationen sie die einzelnen Optionen verwenden würden und warum.

Hinweis: Die Erweiterung erfordert zusätzliche Zeit und verlängert die Aufgabe.

In welchen Berufen sind diese Fähigkeiten gefragt?

Schülerinnen und Schüler, die sich für diese Aufgabe begeistern, könnten sich auch für folgende Berufszweige interessieren:

  • Informationstechnik (Computer-Programmierung)
  • Naturwissenschaften, Technik, Maschinenbau und Mathematik (Maschinenbau und Technik)
Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler lernen,

  • wie man mithilfe von Befehlen ein Fahrgestell präzise Bewegungen ausführen lässt (z. B.: Geradeausfahrt, Wenden, Kurvenfahrt).

Bauanleitung

Diese Aufgabe ist mit folgenden Betriebssystemen kompatibel:
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INFORMATIK
Algorithmen

  • Grundlagenverständnis Algorithmen
  • Algorithmen als Verknüpfung von Anweisungen und Kontrollstrukturen
  • Algorithmen verändern oder entwerfen

NATURWISSENSCHAFTEN UND TECHNIK
Denk- und Arbeitsweisen der Naturwissenschaften und Technik

  • Vorgehensweisen planen, beschreiben und erläutern
  • Messwerte erfassen
  • Ergebnisse protokollieren
  • Systeme und Prozesse

Stoffe und Produkte

  • Produktentwicklung
  • Herstellung eines Produkts
  • Herstellungsprozesse bewerten und beschreiben

Informationsaufnahme- und verarbeitung

  • Gewinnung von Daten
  • Robotik
  • Prinzip der Steuerung

Prozessbezogene Kompetenzen

  • Erkenntnisgewinnung
  • Kommunikation
  • Bewertung
  • Herstellung

MATHEMATIK
Messen

  • Berechnungen am Kreis