SPIKE™ Prime-Set

Hindernisparcours

Die Umwandlung potenzieller und kinetischer Energie abbilden.

120+ Min.
Könner
Klassen 5–8
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Vorbereiten für integriertes Lernen

(Vor dem Unterricht)

  • Dieses Projekt ist für mehrere Unterrichtsstunden gedacht. Planen Sie daher entsprechend viel Zeit ein.
  • Sehen Sie sich das Video auf dieser Seite an.
  • Lesen Sie sich das Schülermaterial für diese Aufgabe durch. Klicken Sie dazu auf den entsprechenden Link auf dieser Seite oder in der SPIKE App.
  • Folgende Aspekte sollten Sie gegebenenfalls vorab bedenken:
    • Wählen Sie die richtigen Hilfsmittel und den richtigen Ort aus. Videos anzusehen, im Lehrbuch zu lesen oder sich auf eine praktische Übung vorzubereiten, ist zum Beispiel problemlos von zu Hause aus möglich. Das Experiment durchzuführen und Daten bei der praktischen Arbeit zu erfassen, sind eher Aufgaben für das Klassenzimmer.
    • Verwenden Sie verschiedene Hilfsmittel und Möglichkeiten zur Differenzierung. Auf diese Weise können Sie alle Schülerinnen und Schüler besser einbeziehen und die Lernergebnisse verbessern.
    • Bieten Sie verschiedene Möglichkeiten für die virtuelle Zusammenarbeit an. Hier sind einige Beispiele:
      • Videokonferenzen
      • Blogs, Chats oder Pinnwände
      • Digitale Versionen der Schülerarbeitsblätter
    • Passen Sie den Ablauf der Aufgabe an, wenn nicht die gesamte Aufgabe im Klassenzimmer erledigt werden kann. Unten finden Sie einen beispielhaften Ablauf.
  • Hier sind einige weitere Möglichkeiten, mit denen Sie die Aufgabe an die Bedürfnisse Ihrer Klasse anpassen können:
    • Zeigen Sie die Videos, in denen erklärt wird, was die Schülerinnen und Schüler tun sollen. Verweisen Sie auf die SPIKE App oder die URL auf dem Schülerarbeitsblatt.
    • Verwenden Sie eigene Materialien, die Sie zum jeweiligen Thema bereits vorbereitet haben.
    • Passen Sie das Schüler-Erfinderheft so an, dass sich die Schülerinnen und Schüler damit auf das Lernerlebnis vorbereiten und über ihre Ergebnisse nachdenken können. (Siehe „Zusätzliche Ressourcen“.)
    • Verwenden Sie den Aufgaben-Überblick (eine einfach zu verwendende Übersichtsseite), um die Schülerinnen und Schüler mit einer offenen Aufgabe herauszufordern. (Siehe „Zusätzliche Ressourcen“.)

Einführen

(Projektteil A, Vor dem Unterricht, 30 Min.)

  • In dieser Aufgabe wenden die Schülerinnen und Schüler die Kenntnisse an, die sie sich über potenzielle und kinetische Energie bereits angeeignet haben. Sie bearbeiten ein offenes Projekt und wenden dabei den Konstruktionsprozess an. Sie bauen einen Hindernisparcours und zeigen damit, wie gut sie die beiden Konzepte verstehen.
  • Für dieses Projekt eignen sich am besten Hindernisse, die eine Pendel-, Wipp- oder andere Auf- und Abwärtsbewegung machen.
  • 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:

  • Wie hängen kinetische und potenzielle Energie zusammen?
  • Kennt ihr Hindernisparcours-Spiele?

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

Erforschen

(Projektteil A, Im Unterricht, 45 Min.)

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in Zweierteams Ideen für zwei oder drei Hindernisse zusammentragen, die sie bauen könnten.
    • Dabei sollen sie auch darüber nachdenken, wie sie die Werte aufzeichnen könnten, um die Energieumwandlung zu veranschaulichen.
    • Achten Sie darauf, dass bei ihren Ideen die Verwendung von Daten eine Rolle spielt.
    • Geben Sie ihnen etwas Zeit, um Prototypen ihrer Ideen zu bauen.

Erklären

(Projektteil B, Im Unterricht, 45 Min.)

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler ihre Experimente durchführen.
  • Ermutigen Sie sie dazu, möglichst viele Daten aufzuzeichnen, mit denen sie später arbeiten können. Lassen Sie sie außerdem beschreiben, welche Werte sie grafisch darstellen werden.
  • Fordern Sie sie dazu auf, eine Demonstration ihrer Modelle zu filmen.

Erweitern

(Projektteil B, Nach dem Unterricht, 45 Min.)

  • Organisieren Sie eine gemeinsame Besprechung, in der Ihre Schülerinnen und Schüler Informationen austauschen können. Hierfür können Sie flexibel die am besten geeignete Vorgehensweise auswählen (persönlich oder online).

Evaluieren

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

Leistungsbewertung

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 die wichtigsten Elemente eines Problems bestimmen.
  • Sie arbeiten selbstständig an einer kreativen und geeigneten Lösung.
  • 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 ein Modell von einem Hindernisparcours gebaut.
  • Gelb: Ich habe erfolgreich ein Modell von einem Hindernisparcours gebaut und Daten aufgezeichnet, um die Umwandlung von Energie zu veranschaulichen.
  • Lila: Ich habe erfolgreich ein Modell von einem Hindernisparcours gebaut. Außerdem habe ich Daten aufgezeichnet, um die Umwandlung von Energie zu veranschaulichen, und meine Ideen klar und deutlich vorgestellt.

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 Teamleistung in der nächsten Unterrichtsstunde verbessern können.
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Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Vier oder fünf Hindernisse vorschlagen, aus denen die Teams auswählen sollen, wie zum Beispiel:
    • Turnreck-Hindernis
    • Ringschaukel-Hindernis
    • Seilbahn-Hindernis
    • Leiter-Hindernis
  • Mit dem Turnreck-Hindernis zeigen, was die Schülerinnen und Schüler tun sollen

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

  • Die ganze Klasse gemeinsam Ideen für die Modelle diskutieren und zusammentragen lassen, sodass jedes Team mehrere Ideen zur Auswahl hat
  • Ideen für Hindernisse sowie für die Verwendung von Motoren und Sensoren austauschen
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Tipps

Bautipps

Offene Aufgabe
Bei diesem Projekt können die Teams frei eigene Lösungen entwickeln.

Lösungsbeispiel
Hier ist eine Idee, die als Anregung für den Konstruktionsprozess dienen kann.

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Programmiertipps
Hauptprogramm

SPIKE Prime The Obstacle Course - de-de

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

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Erweiterungen

Erweiterung: Mathematik

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

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler auch außerhalb des Klassenzimmers Daten mit dem Hub aufzeichnen. Beispielsweise könnten Sie die Beschleunigungswerte in einem Fahrstuhl, auf dem Spielplatz oder sogar in einem Freizeitpark dokumentieren. Anschließend sollen sie die Diagramme, die an den verschiedenen Orten aufgezeichnet wurden, beschreiben und miteinander vergleichen.

Hinweis: Die Erweiterungen erfordern zusätzliche Zeit.

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Erweiterung: sprachliche Ausdrucksfähigkeit

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

  • Lassen Sie jeweils zwei Zweierteams in der Erweiterungsphase zusammenarbeiten. Ein Team soll sein Modell vorstellen, während das andere zuhört, Notizen macht und Fragen stellt. Anschließend werden die Rollen getauscht. Wenn beide Teams ihr Modell vorgestellt haben, soll jedes Team einen Blogartikel verfassen oder ein Video aufnehmen, in dem es seine Beobachtungen dokumentiert.

Hinweis: Die Erweiterungen erfordern zusätzliche Zeit.

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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

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • einen Hindernisparcours bauen, der die Anwendung von potenzieller und kinetischer Energie veranschaulicht.

LEGO® Education SPIKE Prime-Set
Gerät, auf dem die LEGO Education SPIKE App installiert ist
Sonstige relevante Materialien

PHYSIK

Energie

  • Energieerhaltung beschreiben
  • Beispiele für Energieübertragungsketten in Alltag und Technik beschreiben

Kinematik

  • Bewegungen beschreiben und klassifizieren

MATHEMATIK

Daten

  • Daten erheben, auswerten und interpretieren

TECHNIK

Systeme und Prozesse

  • physikalische Größen mit Sensoren erfassen

INFORMATIK

Algorithmen

  • Algorithmen in einer geeigneten Programmierumgebung anpassen
  • ein Softwareprojekt unter Anleitung durchführen

Prozessbezogene Kompetenzen

  • Vernetzen
  • Kommunizieren
  • Problemlösen

Materialien für Schülerinnen und Schüler

Schülerarbeitsblatt

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