LEGO® MINDSTORMS EV3 Set

Greifen und Loslassen

Ein motorisiertes Werkzeug bauen, um Gegenstände zu bewegen.

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

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • ein motorisiertes Werkzeug für das Fahrgestell entwickeln und
  • untersuchen, wie man Gegenstände greifen, bewegen und loslassen kann.
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
  • Sachgerechter Einsatz von Werkzeugen

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

Greifen und Loslassen

Unterrichtsplan

1. Vorbereiten

  • Lesen Sie das Schülermaterial in der EV3 Classroom App durch.
  • Tragen Sie einige Informationen über motorisierte Werkzeuge und deren Verwendung in der Robotik zusammen.
  • 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, den mittleren Motor und den Ultraschallsensor für das Fahrgestell bauen.
  • Geben Sie ihnen etwas Zeit, um mit den vorbereiteten Programmierstapeln zu untersuchen, wie man den Quader mit dem motorisierten Werkzeug bewegen kann.

4. Erklären (5 Min.)

  • Sprechen Sie mit Ihrer Klasse über die wichtigsten Merkmale des mittleren Motors und seine Grenzen.

5. Vertiefen (15 Min.)

  • Fordern Sie die Teams dazu heraus, das Fahrgestell so zu programmieren, dass es mithilfe des Ultraschallsensors vor dem Quader anhält, seinen Arm senkt, den Quader greift und zurückbringt.
  • 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

Man kann Roboter mit motorisierten Werkzeugen ausstatten, damit sie unterschiedliche Aufgaben erledigen können. Einige Werkzeuge sind sehr speziell und für einen bestimmten Zweck optimiert. Es gibt aber auch vielseitiger nutzbare Werkzeuge.

Nutzen Sie diese Fragen, um eine Diskussion darüber anzuregen, wie Roboter motorisierte Werkzeuge nutzen können:

  • Welche Aufgaben muss ein Werkzeug ausführen können, das dazu dient, Gegenstände zu bewegen?
  • In welchen Situationen würdet ihr ein Werkzeug auswählen, das speziell für eine Aufgabe optimiert wurde?
  • In welchen Situationen wäre ein vielseitig nutzbares Werkzeug die bessere Wahl?

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:

  • Die Teams den Quader an einer bestimmten Stelle platzieren lassen, sodass der Abstand bekannt ist
  • Ausführlicher erklären, wie der Ultraschallsensor verwendet wird

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

  • Die Teams den mittleren Motor so umbauen lassen, dass das Fahrgestell Gegenstände mit unterschiedlicher Form und Größe bewegen kann
  • Die Teams dazu herausfordern, eigene Werkzeuge für das Fahrgestell zu bauen

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 motorisierte Werkzeuge einsetzen, um einen Gegenstand zu greifen, zu bewegen und loszulassen.
  • Sie können das motorisierte Werkzeug mit dem Ultraschallsensor aktivieren.
  • Sie können ihr Programm erweitern, sodass das Fahrgestell den Gegenstand zur Ausgangsposition zurückbringt.

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

  • Bronze: Ich habe den Quader mit einem motorisierten Werkzeug gegriffen, bewegt und losgelassen
  • Silber: Ich habe ein motorisiertes Werkzeug zum richtigen Zeitpunkt mit dem Ultraschallsensor aktiviert, um den Quader zu bewegen und wieder loszulassen.
  • Gold: Ich habe ein motorisiertes Werkzeug zum richtigen Zeitpunkt mit dem Ultraschallsensor aktiviert und den Quader zum Ausgangspunkt des Fahrgestells zurückgebracht.
  • Platin: Ich habe ein motorisiertes Werkzeug zum richtigen Zeitpunkt mit dem Ultraschallsensor aktiviert und verschiedene Gegenstände zum Ausgangspunkt des Fahrgestells zurückgebracht.

Erweiterung: sprachliche Ausdrucksfähigkeit

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

  • Lassen Sie die Teams eine Präsentation darüber ausarbeiten und halten, wie ihr Fahrgestell das motorisierte Werkzeug nutzt, um Aufgaben zu erledigen. Dabei sollen sie die Stärken, verwendeten Bauteile usw. des Fahrgestells hervorheben.

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 (Naturwissenschaften und Mathematik)
Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • ein motorisiertes Werkzeug für das Fahrgestell entwickeln und
  • untersuchen, wie man Gegenstände greifen, bewegen und loslassen kann.
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
  • Sachgerechter Einsatz von Werkzeugen

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

Die maximale Anzahl an Produkte beträgt 99 Stück wurde erreicht.

Bei Anfragen von 99 Produkten oder mehr wenden Sie sich bitte an unseren Kundendienst.

To inquire about purchasing more than 99 of one item, please call 800-362-4738.