SPIKE™ Prime-Set

Rücken an Rücken

Nicht jedes Programm wird für Computer geschrieben. Schreibe in Pseudocode, wie man ein LEGO® Modell baut.

45 min
Einsteiger
Klassen 5–8
Hybrid
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Übersicht

  • Im Rahmen dieser Aufgabe werden Ihre Schülerinnen und Schüler ein LEGO Modell bauen und in Pseudocode erklären, wie man es baut. Den Pseudocode teilen sie einem Partner mit.

Sie können die Aufgabe folgendermaßen einsetzen:

  • als Einführungsaufgabe für die Lerneinheit „Unternehmensgründung“
  • vor oder nach den Aufgaben Eine Bestellung aufgeben oder Außer Betrieb, um das Schreiben von Pseudocode vorzustellen oder zu vertiefen
  • vor der Aufgabe Automatisierung, um das Fundament für das Projekt mit offenem Ende zu legen
  • als Abschlussaufgabe der Lerneinheit, um das Lernerlebnis Ihrer Schülerinnen und Schüler zu erweitern
  • Die Schülerinnen und Schüler dürfen das Schülerset mit nach Hause nehmen. Bitte befolgen Sie die entsprechenden Richtlinien Ihrer Schule.
  • Unter „Zusätzliche Ressourcen“ in diesem Unterrichtsplan finden Sie eine visuelle Aufgabenpräsentation. Verwenden Sie diese Präsentation, um die Durchführung der Aufgabe zu unterstützen und Ihre Schülerinnen und Schüler durch jeden der fünf Schritte zu leiten.

Programmierkonzepte

  • Algorithmus: Eine Schritt-für-Schritt-Anweisung, um eine Aufgabe zu erledigen.
  • Fehler: Ein Problem in einem Programm. Bei der Fehlerbehebung wird das Problem gelöst.
  • Zerlegung: Das Programm in kleinere Teile bzw. kleinere Probleme zerlegen.
  • Pseudocode: Ein schriftlicher Plan, in dem die Schritte eines Algorithmus aufgeführt werden, bevor dieser auf einem Computer programmiert wird. Pseudocode hilft Programmierern dabei, Probleme (Fehler) zu erkennen und vorherzusehen und das Programm in mehrere Schritte zu zerlegen.

Einführen

(10 Minuten)

Führen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern eine kurze Diskussion, um ihre Vorkenntnisse über das Programmieren zu ermitteln.

  • Im Rahmen dieser Diskussion entwickeln Sie und Ihre Schülerinnen und Schüler gemeinsame Definitionen für die Begriffe „Programme“ und „Programmieren“.

Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel:

  • Was ist ein Programm? (Beispielantworten: etwas, das verwendet wird, um einer Maschine oder einem Roboter zu sagen, wie eine Aufgabe durchführt werden soll; oder etwas Unterhaltsames oder Kreatives wie das Programmieren eines Spiels auf einem Computer)
  • Kennt ihr andere Wörter für „Programme“? (Schülerinnen und Schüler, die mit dem Programmieren bereits vertraut sind, nennen vielleicht Wörter wie „Algorithmus“, „Pseudocode“ und „Fehler“. Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler, die bereits Erfahrungen mit diesen Konzepten gesammelt haben, ihr Wissen weitergeben.)
  • Wie sieht ein Programm aus? (Beispielantworten: Blöcke, Text, Zahlen)

Führen Sie die Diskussion fort und besprechen Sie den Sinn von klaren Anweisungen. Sagen Sie beispielsweise:

  • Bei einem Programm kann es sich um eine Reihe von Anweisungen handeln. Programmieren wir unsere Morgenroutinen! Wie würde dieses Programm aussehen? Was macht ihr als Erstes, nachdem ihr morgens aufgewacht seid? (Beispielantworten: Wecker ausschalten; aufstehen; anziehen; frühstücken; Zähne putzen usw.)
  • Welche Eigenschaften hat eine ideale Reihe von Anweisungen? (Beispielantworten: eindeutig; organisiert; in der richtigen Reihenfolge.)

Zeigen Sie die erste Folie zum Schritt Einführen aus der Aufgabenpräsentation.

  • Auf dieser Folie sind visuelle Anweisung zum Schuhebinden zu sehen.
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Setzen Sie die Diskussion mit Fragen wie diesen fort:

  • Wie funktioniert dieses Programm? (Beispielantworten: es zeigt, was man tun soll; es handelt sich um eine Reihe von Anweisungen)
  • Inwiefern sind diese Anweisungen hilfreich? (Beispielantwort: Die Zahlen zeigen die Reihenfolge der Schritte an.)
  • Welche Eigenschaften hat eine ideale Reihe von Anweisungen? (Beispielantworten: eindeutig; organisiert; in der richtigen Reihenfolge.)

Zeigen Sie die zweite Folie zum Schritt Einführen aus der Aufgabenpräsentation.

  • Auf dieser Folie ist ein Beispiel für ein LEGO Education SPIKE Prime-Programm aus der Aufgabe Eine Bestellung aufgeben zu sehen. Diese Aufgabe ist Teil der Lerneinheit Unternehmensgründung. Der abgebildete Programmierstapel steuert den Roboter für die Qualitätsprüfung.
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Setzen Sie die Diskussion fort. Sagen Sie beispielsweise:

  • Das ist der Programmierstapel für den Roboter für die Qualitätsprüfung. Dieses Programm startet den Roboter.
  • Welche Anweisungen werden dem Roboter mithilfe des Programms gegeben? (Die Schritte finden Sie unten in Pseudocode.)
  • Erklären Sie Ihren Schülerinnen und Schülern Folgendes: Indem sie das Programm in ihren eigenen Worten erklärt haben, haben sie geübt, einen Algorithmus zu erstellen. Zudem haben sie sich darauf vorbereitet, Pseudocode zu schreiben.
  1. Das Programm startet.
  2. Die Motoren A und F stellen die Geschwindigkeit auf 50 % ein.
  3. Die Motoren A und F bewegen sich auf dem kürzesten Weg in die Position 350 Grad.
  4. Sobald die Motoren die richtige Position erreicht haben, wird der Ton „Connect“ wiedergegeben.
  5. Die Abstandssensor-Leuchte leuchtet auf.
  6. Auf der Lichtmatrix blinkt zehn Mal ein Herzschlag.
  7. Die Lichtmatrix zeigt dauerhaft ein Herz an.

Tipps für den hybriden Unterricht in der Phase Einführen

Synchroner Unterricht

  • Führen Sie während des Unterrichts eine virtuelle Diskussion mit der ganzen Klasse. Reduzieren Sie Ihre Gesprächsanteile auf ein Minimum. Ermutigen Sie die Schülerinnen und Schüler, selbst Fragen zu stellen und zu beantworten. Probieren Sie ein Online-Umfrage-Tool oder die Chat-Funktion aus, um alle einzubeziehen.

Asynchroner Unterricht

  • Zeigen Sie die Folien zum Schritt Einführen aus der Aufgabenpräsentation und entscheiden Sie, ob die Schülerinnen und Schüler Ihnen einzeln antworten sollen oder gemeinsam mithilfe einer Klassen-Diskussionstafel. Online-Diskussionstafeln sind eine gute Möglichkeit, um die Schülerinnen und Schüler untereinander zu Interaktionen anzuregen, ohne dass sie dabei zur selben Zeit anwesend sein müssen.

Erforschen

(15 Minuten)

  • Fordern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler auf, ihre Schülersets zu öffnen und sich mit den Elementen vertraut zu machen.
  • Es gibt keine Bauanleitungen. Fordern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler auf, aus fünf Steinen das Modell eines Tieres zu bauen. Als Inspiration können Sie dieses LEGO Modell einer Ente verwenden.
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Weisen Sie die Schülerinnen und Schüler auf die Folie Erforschen aus der Aufgabenpräsentation hin, um sie durch die Aufgabe zu führen.

Im Rahmen dieser Aufgabe werden sie:

  • Bauen: Sie sollen ein LEGO Tier entwerfen, das eine andere Person bauen soll. Dazu sollen sie maximal fünf Steine verwenden.

  • Pseudocode schreiben: Fordern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler auf, die Schritte zu notieren, die erforderlich sind, um ihre Modelle zu bauen. Erklären Sie, dass es sich dabei um Pseudocode handelt.

  • Programmieren: Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in Zweierteams arbeiten. Erklären Sie, dass Teammitglied 1 seinen Pseudocode Teammitglied 2 mitteilen wird. Teammitglied 2 muss den Pseudocode von Teammitglied 1 genau befolgen. Lassen Sie sie dann die Rollen tauschen.

  • Sie können auch versuchen, diese Übung in Form eines Rollenspiels mit der ganzen Klasse durchzuführen. Fordern Sie alle Schülerinnen und Schüler auf, Pseudocode zu schreiben, um ein LEGO Modell zu bauen. Anschließend sollen sie ihren Pseudocode abwechselnd vorstellen. Die restliche Klasse versucht dann, den Pseudocode zu befolgen und das Modell zu bauen.

Tipps für den hybriden Unterricht in der Phase Erforschen
Gestalten Sie diese Phase sozial interaktiv. Schülerinnen und Schüler bauen gern gemeinsam.

Synchroner Unterricht

  • Wenn der Unterricht online stattfindet, können die Schülerinnen und Schüler gemeinsam als Klasse in einem Meeting-Raum bauen. Ein Schüler bzw. eine Schülerin präsentiert dabei der restlichen Klasse seinen bzw. ihren Pseudocode. Alternativ können Sie sie in kleinen Gruppen in Breakout-Räumen bauen lassen. Dann stellen sie ihren Pseudocode in den kleinen Gruppen vor.

Asynchroner Unterricht

  • Ermutigen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler dazu, gemeinsam mit ihrer Familie zu Hause einen Arbeitsplatz für Schulaufgaben zu schaffen. Ideal zum Bauen und Testen eignet sich eine gut beleuchtete, ebene, saubere und aufgeräumte Fläche. Bitte beachten Sie, dass bei allen Schülerinnen und Schülern zu Hause unterschiedliche Gegebenheiten vorherrschen.

Erklären

(10 Minuten)

  • Sobald die Schülerinnen und Schüler die Bau- und Programmier-Übung beendet haben, sollen sie sich mit ihren Teampartnern darüber austauschen.
  • Auf der Folie zum Schritt Erklären aus der Aufgabenpräsentation finden Sie Gesprächsstarter, die den Schülerinnen und Schülern dabei helfen sollen, Feedback zu geben und zu erhalten.
  • Erinnern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler daran, Blickkontakt zu halten, freundlich zu bleiben und beim Feedbackgeben spezifische Beispiele zu geben. Ermutigen Sie sie dazu, darüber nachzudenken, wie sie ihre Erfindungen auf Grundlage des erhaltenen Feedbacks verbessern können.

Folgendes könnten sie sagen, um Feedback zu geben:

  • Ich bin wirklich beeindruckt davon, ...
  • Ich würde gern mehr darüber erfahren, ...
  • Ich hatte dieselbe Idee ...
  • Ich hatte eine andere Idee ...
  • Ich schlage vor ...

Folgendes könnten sie sagen, wenn sie Feedback erhalten:

  • Welche Anweisungen waren gut verständlich?
  • Was kann ich verbessern?
  • Welche Fehler könnte ich beheben?

Nachdem Ihre Schülerinnen und Schüler einander Feedback gegeben haben, sollen sie erklären, inwiefern diese Übung dem tatsächlichen Programmieren entspricht.

Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel:

  • Inwiefern entspricht diese Übung dem Programmieren? (Beispielantwort: Wir schreiben Anweisungen, die jemand befolgen soll – genau wie man Programme schreibt, die ein Computer befolgen soll.)
  • Welche Vorteile hat das Schreiben von Pseudocode? (Beispielantworten: So kann man sein Programm planen, bevor man es am Computer schreibt, und potenzielle Fehler vorhersehen.)
  • Auf welche Details sollte beim Schreiben von Pseudocode besonders geachtet werden? (Beispielantworten: Bedeutung von Details; richtige Reihenfolge der Schritte.)

Tipps für den hybriden Unterricht in der Phase Erklären

Synchroner Unterricht

  • Zeigen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern im Online-Unterricht erneut die Feedback-Formulierungen auf der Folie Erklären aus der Aufgabenpräsentation. Lassen Sie sie dann in kleinen Gruppen in Breakout-Räumen einander Feedback geben.
  • Besuchen Sie die Breakout-Räume und prüfen Sie, ob die Schülerinnen und Schüler alles verstehen, indem Sie jede Gruppe ein bestimmtes Feedback geben lassen.
  • Beantworten Sie die Fragen der Schülerinnen und Schüler und sprechen Sie Missverständnisse direkt an, um ein tiefergehendes Verständnis des vorliegenden Konzepts zu fördern.

Asynchroner Unterricht

  • Ermutigen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler dazu, über ihr Feedback nachzudenken, indem sie mit der ganzen Gruppe darüber sprechen oder einen Kommentar in den Gruppenchat posten.

Erweitern

(5 Minuten)

  • Fordern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler auf, zu überlegen, wie sie diese Übung erneut mit einem anderen LEGO Modell durchführen könnten.
  • Zeigen Sie ihnen als Anregung die Modelle auf der Folie Erweitern aus der Aufgabenpräsentation.
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Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel:

  • Wie würdet ihr diese Übung mit einem neuen LEGO Modell durchführen?
  • Wie würdet ihr euren Pseudocode verbessern?
  • Welche Anweisungen können in Gruppen zusammengefasst werden?
  • Wir könnt ihr eure Programme gestalten, damit sie leicht zu befolgen sind?

Eventuell haben Sie nur Zeit, um neue Modellentwürfe und Pseudocode-Anweisungen zu entwickeln. Heben Sie sich in diesem Fall die Rollenspielübung für eine spätere Unterrichtsstunde auf.

Tipps für den hybriden Unterricht in der Phase Erweitern

Synchroner Unterricht

  • Veranstalten Sie eine Online-Präsentationsrunde, in der die Schülerinnen und Schüler vorstellen, wie sie ihre Lösungen überarbeiten könnten.

Asynchroner Unterricht

  • Veranstalten Sie einen virtuellen „Rundgang“, im Rahmen dessen die Schülerinnen und Schüler ihre Arbeit präsentieren können. Ermutigen Sie sie dazu, Bilder und Videos von ihrer Arbeit zu posten und sich auch die Arbeit ihrer Mitschüler anzusehen.

Evaluieren

(5 Minuten)

  • Fordern Sie die Schülerinnen und Schüler dazu auf, ein Beispiel dafür vorzustellen, inwiefern ihr Pseudocode eine Schritt-für-Schritt-Anleitung darstellt (d. h. ihren Algorithmus), sowie ein Beispiel dafür, wo sie in ihrem Pseudocode ein Problem identifiziert und behoben haben.

Fordern Sie die Schülerinnen und Schüler auf, einen farbigen Stein hochzuhalten, um die eigene Leistung zu bewerten:

  • Roter Stein: Ich kann mit ein wenig Hilfe Pseudocode schreiben und Fehler in einem Programm beheben.
  • Gelber Stein: Ich kann erklären, wie man Pseudocode schreibt und Fehler in einem Programm behebt.
  • Grüner Stein: Ich kann anderen beibringen, wie man Pseudocode schreibt und Fehler in einem Programm behebt.

Tipps für den hybriden Unterricht in der Phase Evaluieren
Es gibt viele Möglichkeiten, um eine Evaluierung durchzuführen: eine schriftliche Aufgabe, eine mündliche Präsentation (live oder aufgezeichnet) oder eine Zeichnung, die das Verständnis Ihrer Schülerinnen bzw. Schüler wiedergibt.

Synchroner Unterricht

  • Führen Sie während des Unterrichts eine virtuelle Diskussion mit der ganzen Klasse.

Asynchroner Unterricht

  • Lassen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler über ihre Arbeit reflektieren, indem sie eine Aufgabe schriftlich beantworten, eine mündliche Präsentation halten (live oder aufgezeichnet) oder indem sie eine Zeichnung anfertigen, die ihr Verständnis wiedergibt.

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • eine Schritt-für-Schritt-Anleitung in Pseudocode schreiben und befolgen,
  • Probleme im Pseudocode ermitteln, zerlegen und beheben.
  • LEGO® Education BricQ Motion Prime-Schülerset (1 pro Schülerin bzw. Schüler) bzw. andere LEGO Steine oder geeignete Materialien für jeden Schüler bzw. jede Schülerin
  • Aufgabenpräsentation (siehe Zusätzliche Ressourcen)
  • Papier (2 Blatt pro Schüler bzw. Schülerin)
  • Stifte (Füller, Bleistifte, Marker)