Distanzen schätzen

1. Vorbereitung

• Lesen Sie sich in der LEGO^® Education SPIKE^™ App die Materialien für Schülerinnen und Schüler durch.
• Falls Sie es für nötig erachten, planen Sie eine Unterrichtsstunde ein, in der Sie zur Einführung die Erste-Schritte-Materialien in der App bearbeiten. Dies wird Ihrer Klasse dabei helfen, sich mit LEGO^® Education SPIKE^™ Prime vertraut zu machen.

2. Einführen (3 Min.)

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

3. Erforschen (12 Min.)

• Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in Zweiergruppen das Nashorn-Modell bauen.
• Sie sollen das Nashorn so programmieren, dass es sich 1 Meter vorwärts bewegt und dann so nah wie möglich an einem aufrecht stehenden LEGO Stein anhält, ohne ihn zu berühren.
• Fordern Sie die Teams einzeln dazu auf, ihr Nashorn 1 Meter vom LEGO Stein entfernt zu platzieren, das Programm auszuführen und das Ergebnis zu beobachten.
• Ermutigen Sie sie dazu, ihre Berechnungen aufzuzeichnen, um sie auch bei den nächsten beiden Aufgaben nutzen zu können.

4. Erklären (10 Min.)

• Besprechen Sie verschiedene Methoden, wie man berechnen könnte, dass das Nashorn-Modell vom Ausgangspunkt aus genau 1 Meter vorwärts fährt.
• Fordern Sie die Schülerinnen und Schüler dazu auf, mit ihren fertigen Berechnungen die Werte in den Programmierblöcken so anzupassen, dass das Nashorn eine Strecke von 120 cm zurücklegt.
• Erlauben Sie nur einen Versuch für diese Aufgabe.

5. Erweitern (15 Min.)

• Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler den Kraftsensor auf der Nase des Nashorns so programmieren, dass der Motor anhält, wenn der Sensor eine „Steinmauer“ berührt.
• Fragen Sie, worin der Unterschied zwischen den beiden Methoden besteht (das Modell mithilfe von Berechnungen bzw. mithilfe eines Sensors vor einem Gegenstand anhalten lassen).
• Denken Sie daran, ausreichend Zeit zum Aufräumen einzuplanen.

6. Evaluieren

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

Regen Sie eine Diskussion darüber an, wie die Schülerinnen und Schüler normalerweise lernen, etwas Neues zu verwenden.

• Lesen Sie das Benutzerhandbuch?
• Verwenden Sie eine Kurzanleitung?
• Probieren Sie es einfach aus, bis sie es selbst herausgefunden haben?

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

Tandem-Modell
Dieses Modell kann separat in 2 Teilen zusammengebaut werden.

• Teil A: der Körper des Nashorns
• Teil B: der Kopf des Nashorns

Damit das Bauen nicht allzu lange dauert, können Sie für diese Aufgabe auch nur Teil A verwenden (ein einfaches Fahrgestell). Einzige Ausnahme ist die letzte Mission, für die auch Teil B erforderlich ist.

Radumfang
Der Radumfang ist eine wichtige Grundlage für diese Aufgabe. Das verwendete Rad hat einen Durchmesser von 5,6 cm und legt pro Umdrehung eine Distanz von 17,6 cm zurück.

Hauptprogramm

Beispiellösung

Weitere Programme

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

• Den Wert für die Distanz so festlegen, dass er ein Mehrfaches einer vollen Radumdrehung ist:

  ▷ Wenn der Raddurchmesser 5,6 cm beträgt und die zurückgelegte Distanz pro Umdrehung 17,6 cm entspricht, dann benötigt man 5 Umdrehungen, um 88 cm zurückzulegen.

• Die Teams dazu auffordern, mit Umdrehungen zu arbeiten statt mit Sekunden, selbst wenn sie beim Umgang mit dieser Einheit noch unsicher sind. Dadurch bewegt sich das Fahrgestell mit einer größeren Genauigkeit, weil es keinen Zusammenhang zwischen den Radumdrehungen (oder der Gradzahl) und der Motorgeschwindigkeit gibt.

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

• Die Schülerinnen und Schüler dazu auffordern, die Geschwindigkeit von 75 % auf 25 % zu verringern. Achten Sie auf ihre Reaktionen!
• Die Aufgabe stellen, kleinere Räder zu verwenden. Achten Sie darauf, wie schnell sie diese Aufgabe lösen.

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 im Team auf ein gemeinsames Ziel hingearbeitet.
• Sie haben es geschafft, dass jedes Teammitglied einen wirkungsvolleren Beitrag leisten konnte.
• Sie haben jedem Teammitglied dabei geholfen, neue Ziele zu erreichen.

Selbsteinschätzung

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

• Blau: Wir haben als Team zusammengearbeitet und die Aufgaben gemeinsam gelöst.
• Gelb: Wir haben die Aufgaben als Team gelöst und jedes Teammitglied unterstützt.
• Lila: Wir haben die Missionen als Team abgeschlossen und jedes Teammitglied so unterstützt, dass neue Ziele erreicht werden konnten.

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.

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

• Fordern Sie die Schülerinnen und Schüler dazu auf, Argumente für die ihrer Meinung nach effektivste Methode zu finden, um die Werte für die Programmierblöcke zu berechnen.
• Bitten Sie sie am Ende der Stunde, einzeln ihre bevorzugte Methode vorzustellen.

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

In dieser Lerneinheit behandeln Sie bereits verschiedene mathematische Inhalte, wie zum Beispiel:

• Distanzen schätzen
• mit Pi × d den Radumfang berechnen

Sie können aber noch ein weiteres mathematisches Element hinzufügen:

• Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, eine Tabelle zu erstellen, in die sie die Werte für die Radumdrehung und die zurückgelegte Distanz eintragen.
• Fordern Sie sie dazu auf, mithilfe dieser Tabelle vorherzusagen, wie viele Radumdrehungen erforderlich sind, um eine bestimmte Distanz zurückzulegen (z. B.: 2,5 m, 400 cm, 3500 mm).

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