Probleme lösen, wenn sich Umgebungen ändern

(HINWEIS: Diese Aufgabe besteht aus zwei Teilen: Teil A und Teil B. Beide Teile sind wichtig, um das Lernziel zu erreichen. Wenn die Zeit begrenzt ist, lesen Sie sich beide Teile durch und wählen Sie die Elemente aus, die den Bedürfnissen Ihrer Schülerinnen am besten entsprechen.)*

In dieser Aufgabe entwerfen und bauen die Schülerinnen die Lösung für ein Problem, das durch den Bau von Gebäuden in einem Feuchtbiotop für ein bestimmtes Tier verursacht. Einige Probleme werden im Rahmen von „Einführen“ angesprochen und einige Beispiellösungen werden zur Anregung bereitgestellt. Fordern Sie die Schülerinnen auf, eine Lösung für das Tier und das gewählte Problem zu entwickeln und zu bauen.

• Vorwissen aufbauen – Probleme lösen, die durch Umweltveränderung entstehen Zum Aufbau von Vorwissen können Sie Lehrmaterialien aus den Naturwissenschaften wie Informationen, Bilder und Definitionen nutzen.
  • Eine Umgebung besteht aus allen lebenden und unbelebten Dingen, die eine Pflanze oder ein Tier umgeben und beeinflussen.
  • Feuchtbiotope sind Umgebungen, in denen der Boden teilweise oder das ganze Jahr über von Süßwasser, Salzwasser oder einer Mischung aus beidem bedeckt ist.
  • Feuchtbiotope beherbergen eine Vielzahl von Tieren und Pflanzen.
  • Wenn Gebäude in oder in der Nähe von Feuchtbiotopen errichtet werden, wird das Feuchtbiotop oft trocken gelegt oder das Gebiet mit zusätzlichem Boden aufgefüllt. Dies kann die Umgebung in vielerlei Hinsicht verändern, was sich auf die dort lebenden Pflanzen und Tiere auswirkt.
  • Eine Behauptung beantwortet eine Frage zu einem Problem und wird durch ein Argument gestützt, das Beweise und Begründungen verwendet, um zu erklären, warum eine Lösung ein Problem beseitigen kann. Beweise können Gründe, Fakten und logische Ursache-Wirkungs-Beziehungen sein (das Aufschütten von Erde kann Pflanzen töten, die Vögel zum Nestbau brauchen; ein hohes Gebäude könnte das Licht reduzieren, das Pflanzen zum Wachsen brauchen).
  • Die wichtigen Begriffe: Umgebung, Umwelt, Feuchtbiotop, Behauptung, Beweise.
• Bau- und Programmiererfahrung: Sehen Sie sich die Vorschläge im Unterrichtsplan an. Für diese Aufgabe empfiehlt sich auch,
  • das Motor-Tutorial im Startmenü der SPIKE App zur Unterstützung nutzen;
  • die Hilfestellungen im Abschnitt Motor- und Soundeffektblöcke im Menü Hilfe > Textblöcke in der SPIKE App zu nutzen;
  • die Schüler*innen mithilfe der Lerneinheit Sumpfboot an das Thema Feuchtbiotope heranzuführen.
• Materialien: Suchen Sie bei Bedarf nach Informationen, Bildern und/oder Videos zum Thema Feuchtbiotope, die Sie im Unterricht nutzen können. Suchen Sie was ist ein Feuchtbiotop und informieren Sie sich auf Webseiten öffentlicher und privater Organisationen, die sich mit der Erforschung und dem Schutz der Umwelt befassen.

TEIL A (45 Minuten)

• Stellen Sie die Hauptfigur(en) der Geschichte vor und erteilen Sie den ersten Arbeitsauftrag: Sofie hat erfahren, dass im Feuchtbiotop in der Nähe ihres Zuhauses ein Haus gebaut werden soll. Sie befürchtet, dass dies Vögel und andere Tiere, die dort leben, gefährden könnte.

• EINSTIEG – Regen Sie eine kurze Diskussion über das Thema an – unter Umständen mit Ihren eigenen, im Internet gefundenen Bildern und der Bildergeschichte.

  • Was ist ein Feuchtbiotop? (Moore und/oder Sümpfe; Umgebungen, in denen der Boden das ganze Jahr über mit Wasser bedeckt ist; zeigen Sie bei Bedarf Bilder und Videos.)
  • Welche Arten von Pflanzen leben in Feuchtbiotopen? (hohe grasartige Pflanzen, niedrige moosartige Pflanzen, manchmal Sträucher und Bäume)
  • Welche Arten von Tieren leben in Feuchtbiotopen? (Tiere aus lokalen Feuchtbiotopen, zu denen Enten und andere Wasservögel, Biber, Bisamratten, Alligatoren, Krokodile, Frösche, Schildkröten, Schlangen und viele verschiedene Insekten gehören können)
  • Auf welche Weise könnte das Bebauen von Feuchtbiotopen ihren Lebensraum verändern? Wie könnten diese Veränderungen dazu führen, dass das Leben von Pflanzen und Tieren erschwert wird? (Erstellen Sie eine Liste der Ideen der Schüler*innen, wie z. B. veränderter Wasserstand durch Trockenlegung oder Aufschütten mit Erde, um Platz für ein Gebäude zu schaffen. Dies könnte den Boden austrocknen oder die Trinkwassermenge reduzieren. Veränderte Wasserspiegel und Bodenverhältnisse können zudem Nahrungsquellen, Verstecke oder Nistmöglichkeiten zerstören (siehe Beispiellösung eines Vogelnistplatzes). Das Gebäude selbst könnte die Lichtverhältnisse verändern, wenn es die Sonne blockiert.)
  • Wählen Sie eines dieser Probleme aus, das für ein Tier im Feuchtbiotop in Sofies Umgebung entstehen könnte. Überlegen Sie, wie sich das Problem lösen ließe.

• Jede Gruppe erhält dafür ein SPIKE Essential-Set und ein digitales Endgerät.

• Während die Schüler*innen arbeiten,

  • könnten Sie die folgenden Beispiele nutzen, um sie beim Bauen und Programmieren zu unterstützen. Erläutern Sie, dass die Beispiele eine Lösung zeigen, wie sich verlorene Nistmöglichkeiten ersetzen lassen. Die Schüler*innen sollen eine Lösung für ihr gewähltes Problem entwickeln.
  • Sammeln Sie mit der Klasse Ideen zu den gewählten Problemen und überlegen Sie gemeinsam, wie sich damit Lösungen mit LEGO^® Elementen zeigen lassen.

• Lassen Sie die Schüler*innen

  • über das Problem diskutieren, das das ausgewählte Tier haben könnte, nachdem das Feuchtbiotop verändert wurde, und über ihre Vorschläge sprechen, wie sie das Problem lösen wollen; Was wird das das Tier brauchen?
  • ihre Modellideen visuell entwickeln, z. B. durch Skizzen;
  • ein Modell BAUEN und PROGRAMMIEREN, mit dem sich das Problem lösen oder verringern lässt, und sich dabei Anregung vom bereitgestellten Basismodell und -programm holen.

Beispielideen

• Sprechen Sie gemeinsam mit der Klasse über ihre Ideen. 

• Jedes Team soll sein Modell und seine Entwürfe vorstellen und anhand dessen Folgendes erklären:

  • Welches Problem hat das Team gewählt, was sich in den Feuchtbiotopen verändern kann, und welche Probleme können daraus für das gewählte Tier entstehen?
  • Wie verringert das Modell die Veränderungen in Feuchtbiotopen und die Problematik für das Tier?
  • Die Gründe, ein bestimmtes Modell zur Lösung des Problems zu wählen.
  • Was macht ihre Programmierung?

• Regen Sie die Schüler*innen dazu an, sich über die Arbeitsstände auszutauschen und sich von diesen Ideen inspirieren zu lassen.

• Die Schüler*innen sollen ihre teilweise fertigen Modelle in Teil B weiterverwenden. Dort sollen sie sie weiter bauen, programmieren und erklären.

TEIL B (45 Minuten)

• Wiederholen Sie die Schritte aus Teil A – Lassen Sie weitere Gruppen das Gelernte vorführen und erklären.

• Lassen Sie die Schüler*innen

  • (10 Min.) mit dem BAUEN und PROGRAMMIEREN fortfahren und die während des Austauschs im Abschnitt „Erklären“ gesammelten Ideen in die Modelle einarbeiten; Zum Beispiel könnten sie ihre Lösung so verbessern, dass sie zu verschiedenen Größen ihres Tieres passt (z. B. kleine und große Vögel).
  • (10 Min.) Anhand ihres fertigen Modells eine Behauptung darüber aufstellen, wie ihre Modelllösung einem Tier helfen kann, auch wenn in Sofies Feuchtbiotop gebaut wird, und diese Behauptung mit Begründungen und Belegen stützen.

• (5 Min.) Fragen Sie die Schüler*innen, welche Kenntnisse, Ideen und Fähigkeiten ...

  • ihnen geholfen haben, die Aufgabe zu erfüllen;
  • sie beim Bauen gelernt haben.

• Bitten Sie die Schüler*innen, die Sets und Arbeitsbereiche aufzuräumen.

• Ermutigen Sie die Teams durch Fragen dazu, nachzudenken und ihre Entscheidungen zu begründen, die sie beim Bauen und Programmieren getroffen haben.

Checkliste für Beobachtungen

• Sehen Sie sich die Lernziele an (Feld Unterstützung für Lehrkräfte).

• Wiederholen Sie die Lernziele und Verhaltensweisen der Schüler*innen in den jeweiligen Lernstufen.

• Ermitteln Sie den Fortschritt der Schüler*innen anhand der Checkliste:

  • Sie beschreiben genau ein Problem, mit dem Tiere konfrontiert sind, wenn Menschen in einem Feuchtbiotop bauen, wie z. B. den Verlust von Nahrung, Verstecken oder Nistmöglichkeiten.
  • Ihr Modell zeigt eine Lösung für das Problem.
  • Sie stellen eine Behauptung darüber auf, wie ihr Modell das Problem für das Tier verringern kann.
  • Sie stützen ihre Behauptung mit Beweisen für die Probleme, die das veränderte Feuchtbiotop verursacht (z. B. bedeutet das Aufschütten von Erde, dass Pflanzen, die Vögel als Nester verwenden, nicht wachsen und Vögel einen anderen Ort zum Nisten brauchen) und mit Argumenten, warum ihr Modell dieses Problem für ein Tier lösen kann (z. B. bietet das Vogelhaus den Vögeln einen weiteren Platz zum Nisten und Aufziehen ihrer Jungen).

Weitere Informationen finden Sie unter Zusätzliche Ressourcen : Selbsteinschätzung und Feedback von Mitschüler*innen, für mehr Evaluierungsmöglichkeiten.

Selbsteinschätzung

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

• Blauer Stein: Ich denke, ich kann Anweisungen befolgen, um ein Programm zu erstellen.
• Gelber Stein: Ich kann Anweisungen befolgen, um ein Programm zu erstellen.
• Grüner Stein: Ich kann Anweisungen befolgen, um ein Programm zu erstellen. Außerdem kann ich anderen dabei helfen.

Feedback von Mitschüler*innen

Lassen Sie die Schüler*innen in ihren Teams über ihre Zusammenarbeit sprechen.
Ermutigen Sie sie dazu, ihre Rückmeldungen wie folgt zu formulieren:

• Ich fand es gut, wie/dass du …
• Ich würde gern mehr darüber wissen, wie du …

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

• Alle Schüler*innen bekommen die Aufgabe, für die gleiche Problemstellung eine Lösung zu entwerfen, z. B. anhand des Vogelhausbeispiels das Problem der verlorenen Nistmöglichkeiten zu lösen.
  Um die Aufgabe anspruchsvoller zu gestalten, können Sie Folgendes tun:
• Die Schüler*innen können sich mit möglichen Varianten des von ihnen gewählten Problems befassen, z. B. dass einige Vögel am Boden, andere eher auf hohen Bäumen nisten, und dafür eine Lösung entwerfen, die beide Probleme in Angriff nimmt.

• Dem amerikanischen Landwirtschaftsministerium zufolge sind Feuchtbiotope der Lebensraum für etwa die Hälfte der Fische, ein Drittel der Vögel, ein Viertel der Pflanzen und ein Sechstel der Säugetiere in den Vereinigten Staaten, die bedroht oder gefährdet sind. Die Schüler*innen sollen diese Anteile anhand farbiger Quadrate, die Gruppierung von Bausteinen oder ähnlich darstellen und vergleichen.

Wenn Sie die Erweiterungen nutzen, dauert die Aufgabe länger als 45 Minuten.