Neugestalten und Erstellen neuer Objekte

(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, zu entdecken, dass die Materialien eines Objekts auf andere Weise verwendet werden können, um daraus ein zweites Objekt zu bauen. Jedes Team baut ein Küchengerät aus einem vorgegebenen Satz von Elementen und zerlegt es dann wieder, um ein anderes Gerät aus denselben Elementen zu bauen. Die bereitgestellten Beispiele dienen als Anregung. Die Schüler*innen bauen zwei Geräte ihrer Wahl.

• Naturwissenschaftlicher Hintergrund – Eigenschaften von Objekten:
  • Der wissenschaftliche Schwerpunkt dieser Lerneinheit liegt auf grundlegenden, nicht spezialisierten Materialien wie LEGO^® Steinen, daher sollten speziellere LEGO Elemente (z. B. Reifen) möglichst wenig genutzt werden.
  • Jedes Team baut ein Küchengerät aus einem vorgegebenen Satz von Elementen und zerlegt es dann wieder, um ein anderes Gerät aus denselben Elementen zu bauen.
  • Es muss derselbe Satz an LEGO Elementen genutzt werden, um mindestens zwei Objekte zu bauen. Es kann sinnvoll sein, die Setschachteln separat aufzubewahren, damit die Schüler*innen keine anderen Teile nutzen können.
• Vorwissen aufbauen – Eigenschaften von Objekten: Nutzen Sie Lehrmaterialien aus den Naturwissenschaften wie Informationen, Bilder und Definitionen.
  • Verschiedene Materialien in Objekten eignen sich je nach ihren Eigenschaften (so wie sie sind), wie z. B. Festigkeit, Flexibilität, Härte, Textur und Saugfähigkeit, für unterschiedliche Zwecke.
  • Objekte haben verschiedene Eigenschaften, wie Farbe, Größe, Form, Anordnung der Teile usw.
  • Die wichtigen Begriffe: zerlegen, wieder zusammenbauen, Eigenschaften
• 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 in den Abschnitten Ereignis- und Motorblöcke im Menü Hilfe > Symbolblöcke in der SPIKE App zu nutzen.
• Materialien Suchen Sie Bilder von verschiedenen Küchengeräten, um die Schüler*innen dazu anzuregen, über unterschiedliche Lösungsideen nachdenken und diese zu entwickeln.

TEIL A (45 Minuten)

• Stellen Sie die Hauptfigur(en) der Geschichte vor und erteilen Sie den ersten Arbeitsauftrag: Leo möchte etwas zu essen für seinen Hund machen. Hilf ihm, die Sachen zu bauen, die er in der Küche braucht.

• EINSTIEG: Zeigen Sie Bilder von Küchengeräten (siehe Vorbereiten). Regen Sie eine kurze Diskussion über das Thema an – unter Umständen mit den Bildern aus der Unterrichtseinheit.

  • *Welche typischen Küchengeräte gibt es, die für die Zubereitung von Speisen benötigt werden? Wir zählen sie auf. * (Standmixer, Handmixer, Schüsseln, Messbecher, Messlöffel, Blechpfanne, Rührlöffel, Pfannenwender, Spatel usw.)
  • Wir wählen zwei Küchengeräte aus der Liste aus. Welche Teile sind gleich? Welche Teile unterscheiden sich? (Die Antworten werden unterschiedlich ausfallen. Beispiele hierfür sind, dass Rührlöffel und Spatel beide Griffe, aber am Ende unterschiedliche Formen haben; Messbecher und -löffel gibt es in verschiedenen Größen und beide können aus Metall oder Kunststoff sein, aber die Größe und Form des Behälters ist bei Löffeln kleiner als bei Bechern; beide Mixer haben sehr ähnliche Rührschlägel, aber einer hat einen Griff und der andere sitzt auf einem Ständer.)
  • Wählen Sie 10 verschiedene Elemente aus der SPIKE^™ Essential-Box, darunter mindestens einen Motor. Lassen Sie ihre Farbe, Größe, Form oder andere Eigenschaften beschreiben. (Mögliche Antworten: Farben – rot, orange, gelb, grün, blau, lila, schwarz, weiß und grau; Form – kurze, lange, schmale, breite Rechtecke und kleine und große Kreise; Einzelstücke – Kugeln, Kegel usw.)
  • Wie können diese Elemente verwendet werden, um verschiedene Küchengeräte zu bauen?

• Geben Sie jedem Team ein Gerät.

• Nutzen Sie die Beispiele unten ggf. zur Unterstützung der Schülerinnen beim Bauen und Programmieren. Stellen Sie klar, dass das Basismodell ein Mixgerät vorschlägt, die Schülerinnen aber jedes Küchenwerkzeug bauen können, das sie sich vorstellen, z. B. Messlöffel oder -becher, Rührwerkzeuge oder Pfannenwender in verschiedenen Materialien, Formen und Größen. Zeigen Sie ggf. noch einmal die Bilder der Küchengeräte aus dem Abschnitt „Einführen“.

• Lassen Sie die Schüler*innen

  • ein Küchengerät mithilfe des Basismodells und den bereitgestellten Elementen BAUEN, mit dem sich Speisen zubereiten lassen;
  • ihr Modell so PROGRAMMIEREN, dass es zeigen kann, wie mit einem Küchengerät Speisen zubereitet werden;
  • ihr Küchengerätemodell wieder auseinanderbauen und ein anderes Gerät mit den gleichen Elementen bauen.

• Regen Sie die Schülerinnen dazu an, Idee zu sammeln, wie sich mit demselben Satz LEGO^® Elemente unterschiedliche Küchengeräte bauen lassen, darunter auch, wie sich einzelne Elemente unterschiedlich nutzen lassen. Stellen Sie klar, dass das Basismodell ein Mixgerät vorschlägt, die Schülerinnen aber jedes Küchenwerkzeug bauen können, das sie sich vorstellen, z. B. Messlöffel oder -becher, Rührwerkzeuge oder Pfannenwender in verschiedenen Materialien, Formen und Größen. Zeigen Sie ggf. noch einmal die Bilder der Küchengeräte aus dem Abschnitt „Einführen“.

• Geben Sie den Schüler*innen nach der Hälfte der Arbeitszeit die Gelegenheit, sich über ihre Ideen im Rahmen einer vertrauten Unterrichtsroutine auszutauschen und ihre Modelle danach entsprechend zu überarbeiten.

Beispielideen

• Sprechen Sie gemeinsam mit der Klasse über ihre Ideen.

• Jedes Team soll sein Modell vorstellen und Folgendes erklären:

  • Wie haben sie die bereitgestellten Elemente in ihrem Küchengerät genutzt und wie kann es Leo helfen, Speisen damit zuzubereiten?
  • Wie unterscheidet sich sein Küchengerät von den anderen, die aus den gleichen Elementen bestehen?
  • Wie hat das Team aus seinem Küchengerät ein anderes mit denselben Elementen gebaut?

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

Falls Sie mit Teil B „Erklären“ fortfahren möchten, können die Schüler*innen ihre Modelle weiterverwenden.

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.) die bereitgestellten Elemente nutzen, um ein neues Küchengerät zu bauen;
  • (10 Min.) das neue Gerät programmieren; Wie kann es Leo helfen? (TIPP: Um Leo die Aufgabe zu erleichtern, kann man Lichter, Töne oder einen Motor einbauen.)

• (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).

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

  • Sie beschreiben die Eigenschaften verschiedener gängiger Objekte (z. B. Größe, Form, Anordnung von Teilen).
  • Sie zerlegen ein Objekt und setzen seine Elemente wieder zu einem oder mehreren neuen Objekten zusammen.
  • Sie können Ähnlichkeiten und Unterschiede (Beweise) von mehreren Objekten genau erkennen – und zwar zwischen ihren eigenen Objekten und denen ihrer Mitschüler*innen –, die aus denselben Elementen gebaut wurden.

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:

• Ändern Sie die Menge der Elemente, die jedes Team zur Verfügung hat. Für mehr Vielfalt können Sie z. B. mehr Elemente zur Verfügung stellen, oder weniger Elemente, um die Möglichkeiten einzuschränken.

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

• Setzen Sie eine Zeitvorgabe für die Erfüllung der Bauaufgabe fest oder eine andere Bedingung, z. B. dass Daniel Leo hilft und Werkzeuge braucht, die er leicht erreichen und verwenden kann.

• Fordern Sie die Schülerinnen auf, eine nummerierte Gebrauchsanleitung für das von ihnen gebaute Objekt anzufertigen, die mindestens eine Zeichnung enthält, die mit den Abmessungen des Geräts beschriftet ist. Stellen Sie den Schülerinnen verschiedene Messwerkzeuge zur Verfügung (z. B. Lineal, Zollstock, Meterstab, Maßband). Fordern Sie die Schülerinnen auf, ihre Anleitung in schriftlicher Form oder per Video mitzuteilen. Bitten Sie die Schülerinnen ein, die Anleitungen der anderen auszuprobieren.

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