SPIKE™ Prime-Set

Etwas für eine andere Person entwickeln

Den kompletten Konstruktionsprozess anwenden, um ein echtes Problem zu lösen, das mit Prothesen zu tun hat

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.
  • Dieses Projekt ist für mehrere Unterrichtsstunden gedacht. Planen Sie daher entsprechend viel Zeit ein.

Teil A

2. Einführung (15 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.)

  • Geben Sie den Schülerinnen und Schülern Zeit, um Ideen zu sammeln.
  • Lassen Sie sie in Zweiergruppen jeweils 2 Ideen auswählen, die sie ausprobieren möchten.

Teil B

4. Erklären (45 Min.)

  • Lassen Sie die Teams die beiden ausgewählten Lösungen bauen und testen.
  • Achten Sie darauf, dass sie eigene Tabellen erstellen können, um Daten zu ihren Testverfahren aufzuzeichnen.

Teil C

5. Vertiefen (45 Min.)

  • Lassen Sie die Teams einzeln ihre Ergebnisse vorstellen.

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

Regen Sie eine Diskussion über Prothesen an. Fragen Sie, was die Schülerinnen und Schüler tun würden, wenn sie eine Hand-Prothese für jemanden entwickeln müssten.

  • Sprechen Sie über Menschen, denen ein Arm oder Bein fehlt, und darüber, was diese Menschen wohl am liebsten mithilfe einer Prothese tun würden.
  • Fordern Sie sie dazu auf, eine neue Hand zu erfinden und dabei besonders kreativ zu sein. Wie müsste eine Hand-Prothese für einen Koch, einen Mechaniker oder auch ein Kind aussehen?
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David Aguilar Amphoux

Bautipps

Aufgabe mit offenem Ende
Bei diesem Projekt können die Teams frei eigene Lösungen entwickeln.

Lösungsbeispiel
Als Ausgangspunkt sollen alle Teams diesen Arm bauen. Anschließend können sie ihn nach ihren Vorstellungen umgestalten, damit er eine bestimmte Funktion ausführen kann, wie zum Beispiel größere Gegenstände greifen.

Hier ist eine Idee, mit der Sie das Prinzip erklären können.

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Programmiertipps

Hauptprogramm

SPIKE Invention-Squad Design for Someone Teacher Solution de-de

Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Das Lösungsbeispiel als Ausgangspunkt verwenden
  • Die Aufgabe eingrenzen (z. B. ein Stück Obst aufheben oder die Türklinke herunterdrücken)

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

  • Einen Vortrag über Prothesen anhören, indem Sie einen Experten aus einem Krankenhaus, von einer Universität usw. einladen
  • Mit dem Experten besprechen, wie man eine echte Lösung für jemanden konstruiert
  • Teile verwenden, die mit einem 3-D-Drucker oder einem Laserschneider hergestellt wurden (falls verfügbar)

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 die wichtigsten Elemente eines Problems bestimmen.
  • Sie können selbstständig eine kreative Lösung finden und entwickeln.
  • Sie können ihre Ideen klar und deutlich kommunizieren.

Selbsteinschätzung

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

  • Blau: Ich habe erfolgreich eine neue Hand gebaut.
  • Gelb: Ich habe erfolgreich eine neue Hand gebaut, die auf kreative Weise eine bestimmte Funktion ausführen kann.
  • Lila: Ich habe erfolgreich eine neue Hand gebaut, die auf kreative Weise eine bestimmte Funktion ausführen kann. Außerdem habe ich meine Idee so vorgestellt, dass die anderen sie leicht verstehen 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.
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Erweiterung: sprachliche Ausdrucksfähigkeit

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

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler ihren Konstruktionsprozess mithilfe von Text, Bildern, Videos, Skizzen usw. aufzeichnen. All das wird dann in einem Erfinderheft zusammengefasst, um das Projekt zu dokumentieren.
  • Lassen Sie sie ihre Projekte vor einem größeren Publikum präsentieren (z. B. bei einer Wissenschaftsausstellung).

In welchen Berufen sind diese Fähigkeiten gefragt?

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

  • Gesundheitswissenschaft (Biomedizin)
  • Gesundheitswissenschaft (Ärzte & Pflegekräfte)
  • Gesundheitswissenschaft (medizinische Fachangestellte)
  • Fertigungs- und Konstruktionstechnik (Planungsbüros)

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • mithilfe des Konstruktionsprozesses eine Lösung für ein echtes Problem finden.

LEGO® Education SPIKE Prime-Set

Naturwissenschaften und Technik

Denk- und Arbeitsweisen / Arbeitsmethoden:

  • zur Dokumentation, Veranschaulichung, Deutung und Präsentation von Beobachtungen und Ergebnissen u. a. Tabellen und/oder Diagramme nutzen
  • technische Arbeitsmethoden anwenden (naturwissenschaftliches Wissen für den Alltag nutzbar machen): entwickeln, konstruieren, bauen, testen, optimieren
  • ein selbst hergestelltes technisches Produkt bewerten und den Herstellungsprozess beschreiben (Funktionalität, Fertigungsqualität, Ästhetik, Ansätze zur Optimierung)

Produktentwicklung:

  • ein Produkt mit definierter Funktion und bestimmter Eigenschaft entwickeln und konstruieren und ggf. zeichnerisch darstellen

Ein bewegtes Objekt erfinden:

  • technische Lösungen im Hinblick auf die Erfüllung der vorgegebenen Problemstellung vergleichen und optimieren

Technik

Werkstoffe und Produkte:

  • Konstruktionsaufgabe: ausgehend von einer konkreten Problemstellung einen technischen Gegenstand planen, entwickeln, fertigen

Mensch und Technik / Automatisierung / Produktionstechnik:

  • technische Systeme im Hinblick auf deren Funktion beschreiben und verschiedene technische Lösungen auf Vor- und Nachteile untersuchen

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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