SPIKE™ Prime-Set

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Mithilfe eines Anleitungsvideos die Bewegungen eines Roboters für die Qualitätsprüfung kopieren

30-45 Min.
Einsteiger
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.
  • 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. Einführung (5 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 (20 Min.)

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in Zweiergruppen einen Roboter für die Qualitätsprüfung bauen.
  • Fordern Sie sie dazu auf, das Programm auszuführen und zu prüfen, ob ihr Roboter richtig funktioniert.

4. Erklären (5 Min.)

  • Sagen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern, dass sie das Video so oft ansehen können, wie sie möchten, um alle Bewegungen des Roboters zu erkennen.
  • Lassen Sie sie mit dem vorgegebenen Pseudocode einen neuen Programmierstapel erstellen.

5. Vertiefen (15 Min.)

  • Fordern Sie die Schülerinnen und Schüler dazu auf, das zweite Video anzusehen und die neuen Bewegungen des Roboters zu ermitteln.
  • Lassen Sie sie einen Pseudocode schreiben und neue Programmierstapel erstellen.
  • Dabei sollen sie über die Beziehung zwischen der Genauigkeit ihres Pseudocodes und der Effektivität ihres Programms nachdenken.
  • 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

Regen Sie eine Diskussion über das Zerlegen von Problemen an, indem Sie entsprechende Fragen stellen. Zum Beispiel:

  • Fallen euch zum Thema „Zerlegen eines Problems“ Beispiele aus dem Alltag ein?
  • Könnt ihr die Zerlegung am Beispiel eines Rezepts, Videospiels oder einer Matheaufgabe erklären?

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

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Bautipps

Tandem-Modell
Geben Sie jedem Teammitglied eine Bauaufgabe, damit sich alle aktiv beteiligen.

  • Teammitglied A: Ideen-Erkenner
  • Teammitglied B: Roboter-Kopf
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Motoren richtig ausrichten
Damit diese Aufgabe wie beabsichtigt funktioniert, achten Sie darauf, dass die Teams die Motoren richtig ausgerichtet haben.

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Empfindlichkeit des Farbsensors
Der Farbsensor erkennt manche Finger als „magentafarben“. Wenn die Schülerinnen und Schüler Steine vor den Sensor legen, müssen sie daher aufpassen, dass sich ihre Finger nicht zwischen Stein und Sensor befinden.

teacher-read-colors

Programmiertipps

teacher-pseudo

Hauptprogramm

SPIKE Kickstart your business Place-your-order Step03-Program de-de

Beispiellösung

SPIKE Kickstart your business Place-your-order Step04-Hint - de-de

Weitere Programme

SPIKE Kickstart your business Place-your-order Teacher-Solution - de-de

Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Genauer erklären, was ein Pseudocode ist, und dann einige Übungen mit alltäglichen Beispielen durchführen (z. B. ein Rezept schreiben, jemandem den Weg beschreiben)
  • Ein Arbeitsblatt mit Ideen für Pseudocodes austeilen, die als Anregung dienen sollen

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

  • Ein eigenes Video erstellen, das die Bewegungen des Roboters bei der Qualitätsprüfung zeigt, und die Schülerinnen und Schüler daran das Zerlegen von Problemen üben lassen

    ▷ Alternativ können die Schülerinnen und Schüler auch selbst Videos erstellen und untereinander austauschen

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 Pseudocode verwenden, um Programmierstapel zu erstellen.
  • Sie können Probleme (Handlungen) zerlegen und als Pseudocode darstellen.
  • Sie können mithilfe eigener Pseudocodes Handlungen programmieren.

Selbsteinschätzung

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

  • Blau: Ich habe eine Bewegung aus dem Video erfolgreich kopiert.
  • Gelb: Ich habe mehrere Bewegungen aus dem Video erfolgreich kopiert.
  • Lila: Ich habe mehrere Bewegungen aus dem Video erfolgreich kopiert und für alle Programmierstapel einen eigenen Pseudocode geschrieben.

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 ein 2-minütiges Anleitungsvideo erstellen oder eine kurze Bedienungsanleitung schreiben, worin sie erklären, wie der Roboter für die Qualitätsprüfung zusammengebaut und programmiert wird.

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)
  • Fertigungs- und Konstruktionstechnik (Maschinenbau)
  • Fertigungs- und Konstruktionstechnik (Planungsbüros)

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • ein komplexes Problem in kleinere Teilschritte zerlegen.

LEGO Education SPIKE Prime-Set

Naturwissenschaften und Technik

Produktentwicklung:

  • Funktion und Eigenschaften eines Produkts bewerten und Optimierungsansätze entwickeln

Ein bewegtes Objekt erfinden:

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

Technik

Arbeitsweisen:

  • Fehler erkennen und selbstständig Maßnahmen zur Fehlerbeseitigung durchführen

Mensch und Technik / Automatisierung / Produktionstechnik:

  • Modell einer industriellen bzw. computergestützten Fertigung planen, konstruieren und erstellen

Informatik

Programmierung / Algorithmen:

  • Abläufe (z. B. bedingte Bewegung eines Roboters) analysieren und diese in sinnvolle Teilschritte gliedern, um dazu eindeutige Handlungsvorschriften zu formulieren
  • Programmabläufe programmieren und diese in einer grafischen oder textbasierten Programmierumgebung implementieren

Robotik / automatisierte Prozesse:

  • Aufbau und Funktionsweise von Robotern bzw. eingebetteten Systemen beschreiben
  • Anwendungsgebiete von Robotern bzw. robotergestützten Systemen, z. B. Industrierobotern, nennen
  • aus vorgegebenen Bauteilen ein Informatiksystem konstruieren, z. B. einen Roboter

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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