SPIKE™ Prime-Set

Zusammenbauen des erweiterten Fahrgestells

Durch Teamwork ein leistungsstarkes Fahrgestell bauen und präsentieren, das in Wettbewerben eingesetzt werden kann

90-120 Min.
Fortgeschrittene
Klassen 5–8
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Unterrichtsplan

1. Vorbereitung

  • Lesen Sie sich in der LEGO® Education SPIKE App die Materialien für Schülerinnen und Schüler durch.

2. Einführung (10 Min.)

  • Nutzen Sie die unten stehenden Diskussionsideen, um ein Gespräch über den Inhalt dieser Aufgabe anzuregen.
  • Erklären Sie diese Aufgabe mithilfe des Videos.

3. Erkunden (30 Min.)

  • Die Schülerinnen und Schüler sollen in Vierergruppen jeweils ein erweitertes Fahrgestell bauen.

    ▷ Jedes Teammitglied ist für eine der 4 Bauanleitungen verantwortlich.

  • Wenn alle im Team ihren Teil fertiggestellt haben, müssen sie gemeinsam die einzelnen Module zum fertigen Modell zusammensetzen. Erinnern Sie sie daran, die Kabelanschlüsse zu prüfen und sich über die Kabelführung Gedanken zu machen.
  • Fordern Sie sie dazu auf, das erste Programm zu starten, um das Fahrgestell zu testen.

4. Erklären (10 Min.)

  • Regen Sie eine Diskussion über die Hauptmerkmale der 4 Module an und darüber, wie sie zusammen ein robustes Fahrgestell bilden.

5. Vertiefen (40 Min.)

  • Lassen Sie die Gruppen die übrigen Beispielprogramme ausprobieren, damit diese ein Gefühl für die Bewegungen des erweiterten Fahrgestells bekommen.
  • Bitten Sie die einzelnen Gruppen, nacheinander ihr Fahrgestell vorzustellen und dabei zu erklären, wie sie es gebaut und programmiert haben.

    ▷ Dabei sollen die Schülerinnen und Schüler jeweils einzeln erläutern, was sie gemacht haben.

  • 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 auch die Bewertungsraster nutzen.

Eine Diskussion anregen

Planen Sie Zeit ein, um Videos mit Wettbewerbsrobotern in Aktion anzusehen. Versuchen Sie dabei, auf bewährte Methoden hinzuweisen. Nutzen Sie diese Fragen, um eine Diskussion über erfolgreiche Teams und ein zweckmäßiges Roboter-Design anzuregen:

  • Was bedeutet Teamwork?
  • Warum muss jeder in der Gruppe einen Beitrag leisten?
  • Was macht einen effektiven Wettbewerbsroboter aus?

Zeigen Sie dieses Video, damit die Schülerinnen und Schüler eine Vorstellung davon bekommen, was sie jetzt tun sollen.

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Bautipps

Das erweiterte Fahrgestell
Dieses erweiterte Fahrgestell nutzt

  • 2 große Motoren für den Antrieb,
  • 2 mittelgroße Motoren zum Antreiben von Werkzeugen sowie
  • 2 Farbsensoren.

Sobald alle Gruppen ihr Fahrgestell zusammengebaut haben, sollen sie es sich ganz genau ansehen.

Fordern Sie sie dazu auf, alle Merkmale zu beschreiben. Sie sollen so tun, als würden sie eine kurze Präsentation für einen Juror (also in diesem Fall für Sie) halten. Diese und ähnliche Fragen können den Schülerinnen und Schülern helfen, die nicht genau wissen, wie sie anfangen sollen:

  • Wie fühlt sich das Fahrgestell an?
  • Worin unterscheidet sich dieses Design von dem Übungs-Fahrgestell?
  • Warum ist eine modulare Bauweise nützlich?
  • Warum werden die Räder auch außen abgestützt?
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Programmiertipps

Hauptprogramm

SPIKE Competition Ready Advance Driving Base Step03-Program - de-de

Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Sicherstellen, dass die Schülerinnen und Schüler die vorherigen Aufgaben dieser Lerneinheit abgeschlossen haben
  • Die Schülerinnen und Schüler in Zweiergruppen an einem Modul arbeiten lassen

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

  • Den Teams nur die Bauanleitung für die linke Rad-Baugruppe geben, sodass sie die rechte Seite ohne Bauanleitung fertigstellen müssen
  • Einen Hindernisparcours mit den übrigen Steinen vorbereiten und die Teams ein Programm schreiben lassen, welches das Fahrgestell um die Hindernisse herumfahren lässt, ohne sie umzuwerfen

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 haben eigenständig ihre jeweiligen Module des Fahrgestells zusammengebaut.
  • Sie haben alle aktiv im Team mitgearbeitet und niemand wurde ausgegrenzt.
  • Sie haben das Fahrgestell als Team vorgestellt und dabei klar und präzise die Designmerkmale beschrieben.

Selbsteinschätzung

Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler selbst den Stein auswählen, der am besten ihrer Leistung entspricht.

  • Blau: Ich habe mit den anderen im Team zusammengearbeitet, um unser erweitertes Fahrgestell zusammenzubauen.
  • Gelb: Ich habe mit den anderen im Team zusammengearbeitet, um unser erweitertes Fahrgestell zusammenzubauen und zu testen.
  • Lila: Ich habe unser erweitertes Fahrgestell zusammen mit meinem Team vorgestellt und dabei klar und deutlich meinen Beitrag erklärt.

Lernbeobachtung durch Mitschüler
Ermutigen Sie die Schülerinnen und Schüler dazu, ihren Klassenkameraden Rückmeldungen zu geben:

  • Lassen Sie sie einander mit der Steine-Skala (siehe oben) bewerten.
  • Lassen Sie sie einander konstruktives Feedback geben, um die Gruppenleistung in der nächsten Unterrichtsstunde zu verbessern.
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Erweiterung: sprachliche Ausdrucksfähigkeit

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

  • Lassen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler eine Präsentation darüber vorbereiten und halten, wie sie das erweiterte Fahrgestell gebaut haben. Sie sollen dabei insbesondere seine Stärken, die benutzten Komponenten usw. hervorheben.

In welchen Berufen sind diese Fähigkeiten gefragt?

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

  • Fertigungs- und Konstruktionstechnik (Maschinenbau)
  • Fertigungs- und Konstruktionstechnik (Planungsbüros)
  • Transportwesen (Autoreparatur)
  • Transportwesen (Automobiltechnik)

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • ein Fahrgestell für einen Wettbewerb zusammenbauen und
  • die wesentlichen Merkmale des Fahrgestells klar und deutlich beschreiben.

LEGO® Education SPIKE Prime-Set
LEGO® Education SPIKE Prime-Erweiterungsset

Naturwissenschaften und Technik

Produktentwicklung:

  • Ein Objekt mit Antrieb konstruieren, fertigen und optimieren

Ein bewegtes Objekt erfinden:

  • technische Lösungen im Hinblick auf die Erfüllung der vorgegebenen Problemstellung vergleichen und optimieren
  • einfachen Antrieb nutzen (z. B. Gummiband, Elektromotor)

Technik

Systeme und Prozesse / Information und Kommunikation:

  • mit vorgegebenen Bauteilen ein einfaches technisches System (z. B. Fahrzeug, Roboterarm) erstellen, das durch Sensoren gesteuert wird
  • Ansteuerungen von Aktoren (u. a. LED, Motor) realisieren

Folgende Kompetenzen aus den Bildungsplänen für Technik und Informatik sind implizit vorhanden:

  • Veränderungen in Systemen als Prozesse beschreiben (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Prinzip)
  • Informationsverarbeitung nach dem EVA-Prinzip (Zusammenwirken von Sensoren, Prozessoren, Aktoren) beschreiben
  • Typen von Sensoren, Aktoren und Verarbeitungskomponenten von technischen Geräten benennen und sie der Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe zuordnen

Mathematik

Folgende Kompetenzen aus den Bildungsplänen für Mathematik sind implizit vorhanden:

  • mit Größenangaben rechnen und dabei Einheiten korrekt anwenden
  • Terme aufstellen, deren Wert bestimmen und zur Problemlösung nutzen
  • Zahlen vergleichen und anordnen
  • (rationale) Zahlen in Bruch- und in Dezimaldarstellung addieren, subtrahieren, multiplizieren und dividieren
  • einfache Formeln nach jeder Variablen auflösen
  • Gleichungen mit einer Variablen lösen

Prozessbezogene Kompetenzen
Zusätzlich zu den genannten inhaltlichen Kompetenzen gelten diese prozessbezogenen Kompetenzen, die den Kern des gesamten LEGO® Education SPIKE Prime-Sets ausmachen:

Prozesse strukturieren und vernetzen:

  • Handlungsschritte chronologisch ordnen (auch aufgrund von kausalen Zusammenhängen)
  • Teillösungen zur Lösung des Gesamtproblems nutzen
  • Zusammenhänge und Analogien zwischen bekannten informatischen Inhalten bzw. Methoden erkennen und diese auch in neuen Kontexten und Anwendungsbereichen nutzen

Überlegungen, Lösungswege und Ergebnisse darstellen:

  • Sachverhalte und eigene Ideen zielgruppenorientiert und unter Beachtung der informatischen Terminologie erläutern und strukturiert darstellen
  • Beobachtungen und Messdaten schriftlich festhalten, daraus Schlussfolgerungen ableiten und Ergebnisse verallgemeinern

Kooperativ arbeiten:

  • arbeitsteilig als Team Aufgaben planen, strukturieren, ausführen, reflektieren und präsentieren
  • mit einem Partner oder in einer Gruppe gleichberechtigt, zielgerichtet und zuverlässig arbeiten und dabei unterschiedliche Sichtweisen achten

Materialien für Schülerinnen und Schüler

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