SPIKE™ Prime-Set

Meine Blöcke, unser Programm

Mit „eigenen Blöcken“ ein Programm schreiben, mit dem das erweiterte Fahrgestell schnell und zuverlässig Aktionen ausführt

90-120 Min.
Könner
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.
  • Um diese Aufgabe zu bearbeiten, müssen die Schülerinnen und Schüler bereits das erweiterte Fahrgestell gebaut haben.

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.)

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in Zweiergruppen die beiden Markierungen bauen.
  • Fordern Sie sie dazu auf, das Beispielprogramm „Eigener Block“ auszuprobieren.
  • Lassen Sie sie einen eigenen Block erstellen, mit dem das Fahrgestell in einem Viereck fährt.

4. Erklären (10 Min.)

  • Regen Sie eine Diskussion darüber an, wie man die eigenen Blöcke in einem Programm verwenden kann.
  • Besprechen Sie, warum es wichtig ist, dass alle Teammitglieder die Funktionsweise des Programms verstehen.

5. Vertiefen (40 Min.)

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler einen weiteren eigenen Block erstellen. Dieses Mal soll das Fahrgestell im Kreis fahren.
  • Anschließend sollen sie einen eigenen Block erstellen, mit dem das Fahrgestell in einem Dreieck fährt. Ermuntern Sie sie, die Markierungen zu platzieren und dann zu versuchen, in den verschiedenen Formen (Viereck, Kreis, Dreieck) um sie herumzufahren.
  • 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 effiziente Programmiermethoden in Roboterwettbewerben anzuregen:

  • Warum erledigen Wettbewerbsroboter Aufgaben in einer bestimmten Reihenfolge?
  • Warum kehren die Roboter zwischen zwei oder mehr Missionen zum Ausgangspunkt zurück?
  • Was macht ein effektives Programm für Roboterwettbewerbe aus?

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

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Bautipps

Verwenden der Markierungen
Die Schülerinnen und Schüler nutzen das erweiterte Fahrgestell und 2 Markierungen, um verschiedene Formen (Viereck, Kreis, Dreieck) zu fahren. Lassen Sie sie selbst entscheiden, wie groß oder klein die Formen sein sollen.

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Programmiertipps

Hauptprogramm

SPIKE Competition Ready My code our program Step03-Program - de-de

Beispiellösung

SPIKE Competition Ready My code our program Teacher-solution - de-de

Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Erläutern, wie man eigene Blöcke erstellt und verwendet

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

  • Mit dem Kreiselsensor das Fahrgestell so programmieren lassen, dass es in einem Dreieck fährt
  • Eine komplizierte Strecke vorgeben und die Teams so schnell wie möglich ein Programm erstellen lassen, mit dem das Fahrgestell diese Strecke entlangfährt
  • Übungen auf einem offiziellen Wettbewerbstisch mit verschiedenen Strecken durchführen und dabei berücksichtigen, dass sich das Fahrgestell nur innerhalb des Feldes bewegen darf

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 ein Programm mit eigenen Blöcken erstellen.
  • Sie verstehen, wie eigene Blöcke genutzt werden können, um ihre Programme und deren Verwendung zu vereinfachen.
  • Sie verstehen, dass eigene Blöcke in Wettbewerben schnell und effektiv neu angeordnet und für neue Zwecke verwendet werden können.

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

  • Blau: Ich habe einen eigenen Block erstellt.
  • Gelb: Ich habe zwei oder mehr eigene Blöcke erstellt.
  • Lila: Ich habe eine Reihe von Programmen mit eigenen Blöcken erstellt und weiß, wie man diese Blöcke schnell neu anordnet, um die Aktionen unseres Fahrgestells zu verändern.

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 die Schülerinnen und Schüler eine Präsentation darüber vorbereiten und halten, wie sie ihr erweitertes Fahrgestell programmiert und eigene Blöcke verwendet haben, um das Programm und dessen Verwendung zu vereinfachen.

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

Erweiterung: Mathematik

Um mathematische Fähigkeiten zu fördern, können Sie Folgendes tun:
Stellen Sie die folgende Aufgabe, um Distanzen mit dem Fahrgestell zu berechnen:

  • Lasst das Modell eine Sekunde, eine Umdrehung oder eine bestimmte Gradzahl vorwärts fahren. Messt die zurückgelegte Strecke und nutzt diese als Grundlage, um die gesamte Distanz zu schätzen.
  • Berechnet den Umfang des Rades und nutzt das Ergebnis, um die zurückgelegte Strecke zu berechnen (Umfang = Pi × Durchmesser; oder Umfang = Pi × 2 × Radius).

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)
  • Informationstechnik (Spiele-Programmierung)
  • Informationstechnik (IT- Anwendungen)

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • eigene Blöcke zum Organisieren ihrer Programme verwenden und
  • eine Präsentation für ihren Coach halten, in der sie klar und deutlich erklären, wie ihr Programm funktioniert.

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

Naturwissenschaften und Technik

Informationsaufnahme und -verarbeitung / Informatik:

  • direkte und indirekte Messverfahren vergleichen

Informatik

Programmierung / Algorithmen:

  • Algorithmen zum Lösen von gegebenen Problemstellungen aus verschiedenen Anwendungsgebieten entwerfen
  • einfache Programme und Programmabschnitte schrittweise testen und optimieren sowie deren Wirkung beschreiben
  • Algorithmen analysieren, interpretieren und modifizieren, um die Fähigkeit zu erlangen, fremde Programme flexibel und kritisch zu beurteilen und zu bewerten

Robotik / automatisierte Prozesse:

  • Programme implementieren, testen und optimieren, um mit dem konstruierten Roboter bzw. eingebetteten System eine Aufgabe zu lösen (z. B. Folgen einer Linie) bzw. zur Steuerung einer technischen Komponente

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

Größen und Messen:

  • Umfang eines Kreises mithilfe der Formel berechnen
  • Größen in einfachen (Sach-)Situationen (Länge – Umfang) darstellen bzw. anschaulich erläutern
  • Längen, Flächeninhalte, Volumina, Massen, Zeitspannen messen

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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