MINDSTORMS EV3 Set

Objekte und Hindernisse

Mit dem Ultraschallsensor den Quader aufspüren und darauf reagieren.

45-90 Min.
Einsteiger
Klassen 5–8
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Unterrichtsplan

1. Vorbereiten

  • Lesen Sie das Schülermaterial in der EV3 Classroom App durch.
  • Tragen Sie einige Informationen über die Funktionsweise des Ultraschallsensors zusammen.
  • Sie benötigen ein Maßband, um abzumessen, wo der Quader für diese Aufgabe platziert werden muss.
  • Für diese Aufgabe müssen die Teams bereits das Fahrgestell gebaut haben. Dies dauert etwa 30 Minuten.

2. Einführen (5 Min.)

  • Nutzen Sie die unten stehenden Diskussionsideen, um ein Gespräch über diese Aufgabe anzuregen.
  • Teilen Sie die Klasse in Zweierteams auf.

3. Erkunden (20 Min.)

  • Lassen Sie die Teams den Quader und den Ultraschallsensor für das Fahrgestell bauen.
  • Geben Sie ihnen etwas Zeit, um mit den vorbereiteten Programmierstapeln zu untersuchen, wie der Ultraschallsensor verwendet wird.

4. Erklären (5 Min.)

  • Regen Sie eine Diskussion darüber an, wie man mit dem Ultraschallsensor Distanzen messen kann.

5. Vertiefen (15 Min.)

  • Lassen Sie die Teams ihr Fahrgestell so programmieren, dass es immer lauter oder schneller piept, je mehr es sich dem Quader nähert.
  • 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

Modulare Roboter sind nützlich, weil man sie erweitern und umbauen kann, sodass sie in der Lage sind, viele verschiedene Aufgaben zu erledigen. Wenn man sie mit Sensoren ausstattet, können sie auf ihre Umgebung reagieren, zum Beispiel, indem sie Hindernisse erkennen und Zusammenstöße vermeiden.

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Nutzen Sie diese Fragen, um mit Ihrer Klasse über Roboter zu sprechen, die Gegenstände erkennen können:

  • Kennt ihr Roboter, die Gegenstände wahrnehmen können?
  • Wieso ist es hilfreich, wenn Roboter Gegenstände erkennen können?
  • Was ist Ultraschall und wie funktioniert ein Ultraschallsensor?

Bautipps

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Bauanleitung

Das Fahrgestell sollte nach Abschluss der Aufgabe nicht auseinandergebaut werden.

Programmiertipps

Hauptprogramm

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Beispiellösung

EV3 Classroom-Programs 1-2-solution de-de

Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Ausführlicher erklären, wie der Ultraschallsensor verwendet wird

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

  • Die Teams einen autonomen Roboter programmieren lassen, der Hindernissen ausweicht
  • Die Teams einen Berührungssensor anstelle des Ultraschallsensors zum Erkennen von Hindernissen verwenden lassen

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 mit dem Ultraschallsensor einen Gegenstand erkennen.
  • Sie können die Parameter des Ultraschallsensor-Blocks anpassen, um unterschiedliche Abstände zu erfassen.
  • Sie können ihr Programm erweitern, um eine variable Reaktion auf die erfasste Distanz auszulösen.

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

  • Bronze: Ich habe den Ultraschallsensor verwendet, um vor einem Gegenstand anzuhalten.
  • Silber: Ich habe den Ultraschallsensor verwendet, um die Distanz zu einem Gegenstand zu erfassen.
  • Gold: Ich habe einen Aspekt des Programms so gestaltet, dass der Roboter variabel auf die sich verändernde Distanz zum Gegenstand reagiert.
  • Platin: Ich habe mehrere Aspekte des Programms so gestaltet, dass der Roboter variabel auf die sich verändernde Distanz zum Gegenstand reagiert.
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Erweiterung: sprachliche Ausdrucksfähigkeit

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

  • Lassen Sie die Teams eine Präsentation über die Funktionsweise des Ultraschallsensors ausarbeiten und halten.

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:

  • Fertigungstechnik und Maschinenbau (Maschinentechnik)
  • Fertigungstechnik und Maschinenbau (Planungsbüros)

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • den Ultraschallsensor verwenden, um einen Gegenstand zu erkennen und darauf zu reagieren.

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

  • Informationsaufnahme durch Sensoren
  • Gewinnung von Daten
  • Robotik
  • Prinzip der Steuerung

Prozessbezogene Kompetenzen

  • Erkenntnisgewinnung
  • Kommunikation
  • Bewertung
  • Herstellung

MATHEMATIK
Messen

  • Rationale Zahlen
  • Zahlenstrahl

Materialien für Schülerinnen und Schüler

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