Schutz vor Wind

(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 Schüler*innen am besten entsprechen.)

In dieser Aufgabe geht es vor allem darum, mehrere Lösungen für ein Problem zu vergleichen. Jedes Team entwirft und baut eine Lösung, mit der verhindert oder verlangsamt wird, dass der Wind die Landform (im Park) verändert. Danach vergleichen die Teams die verschiedenen Lösungen der Klasse miteinander.
Die Aufgabe enthält einige Anregungen. Ermutigen Sie die Schüler*innen, ihre eigenen Ideen für einen Windbrecher oder eine andere Windschutzmaßnahme in einem Modell umzusetzen. Betonen Sie, dass es nicht nur ein einziges richtiges Modell gibt.

• Naturwissenschaftlicher Hintergrund – Schutz vor Wind: Das Windschutzmodell in dieser Aufgabe kann ganz unterschiedlich gelöst werden, z. B. eine Baum- oder Buschreihe, Mauern usw. Die Modelle sollten als Schutz vor Wind von der Stärke eines Ventilators dienen.
• Vorwissen aufbauen – Schutz vor Wind: Nutzen Sie Lehrmaterialien aus den Naturwissenschaften wie Informationen, Bilder und Definitionen.
  • Der Wind trägt die Landoberfläche ab, wenn er Partikel gegen Landformen wie Felsen und Klippen bläst. Dadurch wird die Oberfläche langsam abgetragen und zerfällt in immer kleinere Stücke.
  • Der Wind erodiert die Oberfläche, indem er die leichteren Bodenpartikel wie Schlamm und Sand fortträgt. Dadurch bleiben die schwereren Partikel zurück und die Landoberfläche wird im Laufe der Zeit tiefer und felsiger.
  • Die Menschen nutzen verschiedene Methoden, um die durch Wind oder Wasser verursachten Veränderungen der Form des Landes zu verlangsamen oder zu verhindern, z. B. durch Windschutz, der entweder aus Mauern, Bäumen oder Büschen besteht. Manchmal bauen Landwirte und Landwirtinnen in windreichen Gebieten Pflanzen wie Gräser an, weil sie helfen, den Boden festzuhalten, damit er nicht weggeweht werden kann.
  • Die wichtigen Begriffe: Erosion, erodieren, Verwitterung (optional – Partikel, Landformen)
• Bau- und Programmiererfahrung: Sehen Sie sich die Vorschläge im Unterrichtsplan an. Für diese Aufgabe empfiehlt sich auch,
  • eine oder mehrere Aufgaben aus der Unterrichtseinheit Fabelhafter Freizeitpark zu nutzen, um den Schüler*innen zu helfen, ihr Bau- und Programmierfähigkeiten zu entwickeln und sie auf die Aufgaben in dieser Unterrichtseinheit vorzubereiten.
    __Materialien- :
  • Suchen Sie nach altersgerechten Materialien zum Thema Verwitterung und Winderosion für die Erweiterung sowie Baumaterialien, die die Schülerinnen in ihren Unterrichtsmodellen verwenden können. Überlegen Sie, wie Sie sie den Schülerinnen zur Verfügung stellen.

TEIL A (45 Minuten)

• Stellen Sie die Hauptfigur(en) der Geschichte vor und erteilen Sie den ersten Arbeitsauftrag: Daniel, Sofie, Leo und Maria haben im Park einen starken Wind erlebt. Er hat viel Erde weggeweht. Was könnte den Tieren im Park passieren? Könnt ihr dem Team helfen, den Boden zu schützen?

• EINSTIEG – Regen Sie eine kurze Diskussion über das Thema an – unter Umständen mit den Bildern aus der Unterrichtseinheit.

  • Was könnte mit dem Boden im Park passieren, wenn der Wind über längere Zeit sehr stark weht? Wie würde das die Landform verändern? (Der Boden könnte abgetragen werden. Mit der Zeit würde der Wind den Boden abtragen, den Park felsiger machen oder seine Form verändern.)
  • Was ist Verwitterung? Was ist Erosion? Was sind die Ursachen dafür? Wie könnte dies für die Tiere im Park zum Problem werden? (Mögliche Antworten: Verwitterung tritt auf, wenn Wasser oder Wind große Landformen oder Felsen im Laufe der Zeit in immer kleinere Partikel zerlegt. Erosion tritt auf, wenn Wind oder Wasser die leichtesten Partikel von der Landoberfläche abträgt. Beides kann durch Wind, Wellen, Regen und Eis verursacht werden. Beides verändert die Landform. Erosion, die den Boden im Park abträgt, könnte ein Problem für die Tiere darstellen, wenn sie ihr Zuhause oder ihre Nahrungsversorgung beeinträchtigt.)
  • Welche Möglichkeiten gibt es, den Boden des Parks vor Winderosion zu schützen? (Mögliche Antworten: Einen Windschutz bauen, z. B. durch eine Reihe von Bäumen oder Sträuchern und/oder Mauern.)

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

• Erklären Sie den Schülerinnen, dass diese Unterrichtseinheit ein offenes Projekt ist, für das sie ein ganz beliebiges Modell entwerfen und bauen können. Windschutz ist eine Idee. Eine weitere mögliche Inspiration könnte das Modell aus der  Aufgabe Vorbereitung auf das Wetter sein. Die Schülerinnen können auch den Deckel des Sets nutzen, um Wind zu erzeugen. Betonen Sie, dass es nicht nur ein einziges richtiges Modell gibt.

• Lassen Sie die Schüler*innen

  • eine Lösung entwerfen, um zu verhindern, dass der Wind den Park verändert; ihre Ideen skizzieren;
  • ihre Ideen wie üblich im Unterricht untereinander austauschen, sich gegenseitig auf bestimmte Merkmale aufmerksam machen und diese Ideen dann als Anregung für ihre eigene Entwicklung nutzen.
  • ein Modell BAUEN und PROGRAMMIEREN, das Daniel, Sofie, Leo und Maria hilft, den Boden im Park vor dem Wind zu schützen.

• Regen Sie eine Diskussion darüber an, wie sich LEGO^® Elemente zum Bau eines Windschutzes eignen könnten, zum Beispiel grüne Pflanzensteine, um Bäume darzustellen, ein Motor zur Steuerung von Windbrechern usw.

• Sprechen Sie gemeinsam mit der Klasse über ihre Ideen. 

• Jedes Team soll sein Modell vorstellen und Folgendes erläutern:

  • Für welche Gestaltungsidee hat es sich entschieden? Und warum?
  • Wie funktioniert der Entwurf, der den Park vor Winderosion schützen soll? (Er sollte den Wind blockieren.)
  • Wie funktioniert das Modell oder die Programmierung oder funktioniert nicht?
  • Welche Änderungen hat das Team vorgenommen, damit es besser funktioniert?

• Die Schüler*innen, die zusehen, sollen sich notieren, welche Entwürfe ihrer Meinung nach am besten funktionieren und warum. Sie werden die Entwürfe dann später vergleichen.

• Die Schüler*innen können ihre teilweise fertigen Modelle für Teil B verwenden oder sie neu aufbauen.

TEIL B (45 Minuten)

• Die Klasse teil ihre Ideen in vertrauter Weise, z. B. in Form eines Rundgangs (ein Mitglied in jedem Team stellt seinen Entwurf vor, während das andere Mitglied umhergeht, um die Entwürfe der Mitschülerinnen anzusehen. Nach der Hälfte der Zeit tauschen die Partnerinnen die Rollen).

  • Die Schüler*innen sollen jeden Entwurf danach bewerten, ob sie glauben, dass es ein Abtragen des Bodens verlangsamt oder verhindert. (Um dieses Ergebnis zu erzielen, sollte der Entwurf den Wind blockieren.)

• Lassen Sie die Schüler*innen

  • (10 Min.) weiter an ihrem Lösungsmodell zum Schutz des Landes vor Wind BAUEN und es weiter PROGRAMMIEREN;
  • (10 Min.) anhand ihrer fertigen Modelle darüber sprechen, was sie dazu gelernt haben, wie sich verhindern lässt, dass der Wind den Boden im Park abträgt;
  • (10 Min.) anhand ihrer Erklärungsnotizen und Beobachtungen alle Modelle bewerten und mit Ja oder Nein darüber abstimmen, ob jedes den Wind blockiert, um den Boden vor Abtragung zu schützen. Die Stimmen werden gezählt und so die besten Lösungen ermittelt.

• (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 wichtigen Lernziele an (*Feld „Unterstützung für Lehrkräfte“).

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

  • Die Modellideen und Skizzen der Schüler*innen zeigen, wie verschiedene Lösungen verhindern oder verlangsamen, dass der Wind die Landform verändert;
  • Das Modell und das Programm der Schüler*innen zeigen einen Lösungsentwurf (z. B. einen Baumwindschutz), um den Boden im Park vor Winderosion zu schützen.
  • Die Beobachtungsnotizen und die abschließende Abstimmung über die verschiedenen Lösungen der Schüler*innen zeigen, dass sie verstanden haben, dass ein Windschutz den Wind blockieren muss, um Winderosion wirksam zu verhindern.

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:

• Einen Lösungsentwurf genauer erläutern, z. B. eine Mauer bauen oder Bäume pflanzen.

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

• Die Schüler*innen sollen in ihrem Modell bestimmte Faktoren berücksichtigen, z. B. eine höhere Windgeschwindigkeit oder eine längere Dauer. Was könnte schwerer sein zu verlangsamen oder zu verhindern?

• Stellen Sie Lernmaterialien dazu bereit, wie Wassererosion die Form des Landes verändert. Lassen Sie die Schüler*innen ein Beispiel kennenlernen und mündlich eine Lösung präsentieren, wie sich dies stoppen oder verlangsamen ließe.

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