Dehnen mit Daten

• In dieser Aufgabe werden die Schülerinnen und Schüler Datenwerte zum Nick-, Roll- und Gierwinkel übertragen, um in Echtzeit ein Liniendiagramm zu erstellen. Anschließend verwenden sie dieses Diagramm, um ihre Bewegungen so zu koordinieren, dass die übertragenen Daten zum vorbereiteten Diagramm passen.
  -Die Datenwerte zum Nick-, Roll- und Gierwinkel beziehen sich auf den Winkel eines Gegenstands im Verhältnis zu seinen drei Achsen:

  • Nicken: Drehung um die Y-Achse (Querachse)
  • Rollen: Drehung um die X-Achse (Längsachse)
  • Gieren: Drehung um die Z-Achse (Vertikalachse)

• Verwenden Sie verschiedene Materialien, um Ihrer Klasse die Bezeichnungen „Nicken“, „Rollen“ und „Gieren“ sowie die damit zusammenhängenden Datenwerte vorzustellen.

Eine Diskussion anregen

Beginnen Sie ein Gespräch, indem Sie relevante Fragen stellen. Hier sind einige Vorschläge:

• Welche Möglichkeiten gibt es, um zu bestimmen, ob eine Bewegung präzise oder unpräzise ist?
• Wie könnte man Werte so darstellen, dass sie echte Bewegungen nachbilden?

Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler ihre Gedanken als Hypothese aufschreiben.

• Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler einen Yoga-Ring bauen. Sie können eigene Modelle bauen oder sich an die Bauanleitung für den Yoga-Ring in der App halten.
• Erklären Sie, dass dieses Gerät die Nick-, Roll- und Gierwinkel verschiedener Bewegungen aufzeichnet.
• Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler ihre Modelle ausprobieren. Dazu sollen sie das in der SPIKE App vorgeschlagene Programm verwenden. Bei der ersten Bewegung müssen sie den Ring vor das Gesicht halten (LED-Matrix des Hubs auf Augenhöhe) und dann nach oben bis über den Kopf bewegen (siehe Video).
• Dann sollen sie sich im Diagramm ansehen, wie sich der Nickwinkel im Zeitverlauf verändert hat, und ihre Beobachtungen dokumentieren.

• Geben Sie den Schülerinnen und Schülern etwas Zeit, um ihre Programme anzupassen und andere Werte aufzuzeichnen.
• Dann sollen sie versuchen, das zweite Diagramm, das im Liniendiagramm vorbereitet ist, mit ihren Bewegungen nachzuzeichnen.
• Achten Sie darauf, dass alle verstanden haben, dass die Geschwindigkeit der Bewegung Einfluss auf die „Form“ des Diagramms hat.

• Falls die Schülerinnen und Schüler auch nach dem Unterricht Zugang zu den SPIKE Prime-Sets haben, lassen Sie sie die Aufgaben aus der SPIKE App abschließen, um das praktische Lernerlebnis zu erweitern. Beispiel:
  • Das letzte vorbereitete Diagramm zeigt zwei Werte gleichzeitig. Die Schülerinnen und Schüler müssen daher beide Bewegungen zu einer längeren Dehneinheit kombinieren.
• Falls Ihre Schülerinnen und Schüler keinen Zugang zu den Sets haben, sollen sie an ihrem Schüler-Erfinderheft arbeiten oder eine der unten aufgeführten Erweiterungsübungen erledigen. Die meisten Erweiterungsübungen können mithilfe der Daten bearbeitet werden, die sie bei der praktischen Arbeit erfasst haben.
• Organisieren Sie eine Gesprächsrunde, bei der sich alle Schülerinnen und Schüler über ihre Überlegungen und die Ergebnisse ihrer Experimente austauschen können. Hierfür können Sie flexibel die am besten geeignete Vorgehensweise auswählen (persönlich oder online).

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

Checkliste für Beobachtungen
Erstellen Sie eine geeignete Bewertungsskala, wie zum Beispiel:

• Erwartungen zum Teil erfüllt
• Erwartungen vollständig erfüllt
• Erwartungen übertroffen

Nutzen Sie die folgenden Kriterien, um den Lernfortschritt der Schülerinnen und Schüler zu beurteilen:

• Sie können ein Gerät so programmieren, dass es Daten als Liniendiagramm aufzeichnet.
• Sie können eine Korrelation zwischen der Bewegung eines physischen Geräts und dem darauf basierenden Liniendiagramm herstellen.
• Sie können erklären, was „Nicken“, „Rollen“ und „Gieren“ bedeutet.

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

• Blau: Ich kann Daten mit dem Programm in der App grafisch darstellen.
• Gelb: Ich kann ein eigenes Experiment durchführen und dabei ein Liniendiagramm verwenden.
• Lila: Ich kann ein eigenes Experiment durchführen, ein Liniendiagramm verwenden und Schlussfolgerungen aus dem Diagramm ziehen.

Lernbeobachtung durch Mitschüler

Ermutigen Sie die Schülerinnen und Schüler dazu, einander Rückmeldungen zu geben:

• Lassen Sie sie einander mit der Steine-Skala (siehe oben) bewerten.
• Lassen Sie sie einander konstruktives Feedback geben, damit sie ihre Leistung in der nächsten Unterrichtsstunde verbessern können. Dies ist eine großartige Gelegenheit, um im Rahmen des integrierten Lernens Online-Tools für Videokonferenzen oder Blogs einzubinden.

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

• Die Schülerinnen und Schüler das Experiment nur mit dem Hub durchführen lassen, wobei darauf geachtet werden muss, dass der Hub in der richtigen Position gehalten wird
• Sicherstellen, dass die Schülerinnen und Schüler das vorgeschlagene Programm in der SPIKE App so anpassen, dass es für ihr eigenes Modell geeignet ist

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

• Die Schülerinnen und Schüler eigene Yoga-Ringe bauen lassen
• Die Schülerinnen und Schüler in Zweierteams aufteilen, sodass sie die Yoga-Bewegungen des Partners aufzeichnen, ihre Diagramme austauschen und anschließend mithilfe der Diagrammdaten die Bewegungen des anderen kopieren können

Bautipps

Programmiertipps

Für diese Aufgabe sollte der Hub per USB-Kabel oder Bluetooth mit dem Gerät verbunden werden. Wenn die Verbindung hergestellt ist, werden die vom Hub erfassten Daten direkt auf das Gerät übertragen und in Echtzeit als Liniendiagramm dargestellt.

Hauptprogramm

Beispielprogramm

Tipp: Wissenschaftliche Daten
Hier sehen Sie ein Beispiel dafür, mit welchen Daten die Schülerinnen und Schüler bei diesem Experiment zu tun haben werden.

Erweiterung: Mathematik

Um die Entwicklung mathematischer Fähigkeiten zu fördern, können Sie Folgendes tun:

• Verwenden Sie die Beispieldaten für diese Aufgabe (oder eigene Daten) und lassen Sie die Schülerinnen und Schüler beschreiben, welche Bewegung das Diagramm abbildet, wenn die Linie gerade verläuft bzw. wenn sie eine Kurve macht.
• Lassen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler den mathematischen Ausdruck für einen Linienabschnitt ihres Diagramms oder in den Beispieldaten bestimmen. Dazu sollen sie die Gleichung y = mx + b verwenden.
• Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler diese Gleichungen ersten Grades (y = mx + b) sowohl per Hand als auch mit einem digitalen Tool bestimmen.

* Hinweis: Die Erweiterungen erfordern zusätzliche Zeit.*

Erweiterung: sprachliche Ausdrucksfähigkeit

Um die Entwicklung der sprachlichen Ausdrucksfähigkeit zu fördern, können Sie Folgendes tun:

• Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler mithilfe von digitalen Medien die Aufgabe und ihre Ergebnisse erläutern. Hier sind einige Möglichkeiten, wie sie das tun könnten:
  • Ein Video drehen
  • Bilder und Kommentare auf einer Lernplattform veröffentlichen (falls verfügbar)
  • Sich mit Yoga-Lehrern in Verbindung setzen, um herauszufinden, ob ein Gerät wie das Yoga-Ring-Modell tatsächlich nützlich sein könnte

* Hinweis: Die Erweiterungen erfordern zusätzliche Zeit.*

In welchen Berufen sind diese Fähigkeiten gefragt?

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

• Therapeutische Dienstleistungen
• Maschinenbau und Technik