SPIKE™ Essential

Das Labyrinth

Wer kommt schneller durch das Labyrinth als Leo und bricht seinen Rekord?

30-45 Min.
Einsteiger
Klassen 3–4
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Vorbereiten

  • Sehen Sie sich die Aufgabe Das Labyrinth in der LEGO® Education SPIKE App an.
  • Falls nötig, gehen Sie vorab diesen relevanten Wortschatz durch: Hindernis, nachweisen, neigen, Rekord, übertragen und Wechselwirkung.
  • Berücksichtigen Sie die Fähigkeiten und den Lernstand Ihrer Schülerinnen und Schüler. Differenzieren Sie die Aufgabe, damit alle einen Zugang dazu finden. Siehe dazu auch die Vorschläge zur Differenzierung im Abschnitt unten.
  • Falls noch Zeit ist, nutzen Sie die Mathematik-Erweiterung. Weitere Informationen hierzu finden Sie im Abschnitt Erweiterung unten.

Aufgabe

Einführen

(Ganze Klasse, 5 Minuten)

  • Regen Sie eine kurze Diskussion darüber an, wie Energie von einem Objekt auf ein anderes übertragen werden kann.
    • Sprechen Sie darüber, was passiert, wenn zwei Gegenstände aufeinanderprallen.
    •  Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel: Wenn zwei Objekte aufeinanderprallen, was geschieht mit ihrer Energie? Woran erkennt ihr, dass Energie übertragen wird?
  • Stellen Sie die Hauptfiguren der Geschichte und den ersten Arbeitsauftrag vor: Zählen, wie oft das Labyrinth geneigt werden muss, um ans Ziel zu gelangen.
  • Geben Sie jedem Team ein Steine-Set und ein Gerät.

Erforschen

(Zweier- oder Dreierteams, 30 Minuten)

  • Die LEGO® Education SPIKE App führt die Teams durch ihren ersten Arbeitsauftrag:
    • Sie sollen ein Programm, das zählt, wie oft das Labyrinth geneigt wird, erstellen und testen.
  • Um die nächsten beiden Arbeitsaufträge in der App abzuschließen, müssen die Teams ihre Modelle wiederholt testen und anpassen:
    • Sie sollen das Programm so verändern, dass sich das Labyrinth anders verhält, wenn es geneigt wird.
    • Sie sollen verschiedene Hindernisse zum Labyrinth hinzufügen.
  • Zusätzliche Unterstützung zum Bauen und Programmieren finden Sie im Abschnitt Tipps unten.

Erklären

(Ganze Klasse, 5 Minuten)

  • Besprechen und reflektieren Sie gemeinsam mit der Klasse die Lösungsansätze und Ergebnisse der Aufgaben.
  •  Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel: Wie oft musste das Labyrinth geneigt werden, bis der Ball das Ziel erreicht hatte? Wie hat sich die Energie des Balls verändert, wenn er gegen ein Hindernis oder die Wand des Labyrinths geprallt ist? Inwiefern konnte man das an der Bewegung des Balls erkennen?

Erweitern

(Ganze Klasse, 5 Minuten)

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler darüber nachdenken und reflektieren, was sie bei der Übertragung der Energie von einem Ort zum anderen beobachtet haben.
  •  Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel: Wo konntet ihr eine Wechselwirkung erkennen, die Einfluss auf die Energie des Balls im Labyrinth hatte? Was habt ihr sonst noch gesehen oder gehört, das darauf hinweisen könnte, dass Energie übertragen wurde?
  • Lassen Sie die Teams ihre Arbeitsplätze aufräumen.

Evaluieren

(Während des Unterrichts)

  • Ermutigen Sie die Teams durch Fragen dazu, „laut zu denken“, um so ihre Gedanken auszudrücken und die Entscheidungen zu begründen, die sie beim Bauen und Programmieren getroffen haben.

Checkliste für Beobachtungen

  • Beurteilen Sie, wie gut die Schülerinnen und Schüler erklären können, warum Bewegung ein Anzeichen dafür sein kann, dass Energie übertragen wird.
  •  Erstellen Sie eine geeignete Bewertungsskala. Zum Beispiel:
    1. Benötigt Hilfe
    2. Arbeitet eigenständig
    3. Kann anderen helfen

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

  • Gelb: Ich denke, ich kann erklären, warum Bewegung ein Anzeichen
    dafür sein kann, dass Energie übertragen wird.
  • Blau: Ich kann erklären, warum Bewegung ein Anzeichen dafür sein
    kann, dass Energie übertragen wird.
  • Grün: Ich kann erklären, warum Bewegung ein Anzeichen dafür sein
    kann, dass Energie übertragen wird. Außerdem kann ich anderen dabei
    helfen.

Feedback von Mitschülern

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler 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 …

Tipps

Programmiertipps

  • Nach dem ersten Arbeitsauftrag erhalten die Schülerinnen und Schüler drei Programmiervorschläge zur Inspiration, die ihnen dabei helfen sollen, ihre Programme anzupassen.
  • Diese Inspirationsprogramme sollen ihre Fantasie anregen und sie dazu motivieren, zu experimentieren und eigene Lösungen zu finden.
Gecko U4L4_ICB_1 - de-de
Gecko U4L4_ICB_1 - de-de
Gecko U4L4_ICB_2 - de-de
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Tipps zum Modell

  • Nach dem zweiten Arbeitsauftrag erhalten die Schülerinnen und Schülern drei Abbildungen zur Anregung sowie die offene Aufgabenstellung, ihre Modelle zu verbessern.
  • Die Abbildungen sollen ihre Fantasie anregen, während sie experimentieren und ihre Modelle verändern.
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Für diese Aufgabe gibt es keine Bauanleitungen.

Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Die Anzahl an Hindernissen im Labyrinth verringern
  • Nur eine Abbildung zur Anregung auswählen, wenn die Teams ihre Modelle verbessern sollen
  • Beim Programmieren oder Bauen verschiedene Lösungsansätze ausprobieren

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

  • Die Teams ein anderes Programm erstellen lassen, das erfasst, ob das Labyrinth anders geneigt wird (z. B. nach links, rechts, vorn, hinten)
  • Neue, unterschiedliche Programmierblöcke ausprobieren

Erweiterung

Lassen Sie die Teams ihre Ergebnisse schriftlich notieren und mit denen eines anderen Teams vergleichen. Dazu sollen sie die Daten nutzen, die vom „Balkendiagramm“-Block erfasst wurden. Sie sollen Formulierungen wie „mehr als“, „weniger als“ und „genauso viel wie“ verwenden.

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

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • beobachten und erklären, wie sich die Wechselwirkung zweier Objekte auf die Energie eines Objekts auswirkt;
  • Lösungen vergleichen und wiederholt überarbeiten, um ein Modell zu verbessern;
  • sich zielführend an Gruppendiskussionen beteiligen.

(ein Set pro Zweier- oder Dreierteam)

  • LEGO® Education SPIKE Essential-Set
  • Gerät, auf dem die LEGO® Education SPIKE App installiert ist

Sachunterricht

Perspektivenübergreifende Denk-, Arbeits- und Handlungsweisen:

  • entwickeln, konstruieren, herstellen, bauen, nutzen
  • beobachten, beschreiben, untersuchen, testen, analysieren, evaluieren, bewerten, optimieren
  • vergleichen, diskutieren, argumentieren, präsentieren

Technische Perspektive:

  • Plan umsetzen/ ausführen
  • Modell nach Anleitung bauen
  • Selbst konstruierte Modelle bewerten und optimieren
  • Technische Lösungen im Hinblick auf die Erfüllung der vorgegebenen Problemstellung und Funktionsfähigkeit testen, vergleichen, evaluieren, optimieren
  • Technische Lösungen selbst entwickeln
  • Ergebnisse präsentieren

Naturwissenschaftliche Perspektive:

  • Naturphänomene im Hinblick auf Gesetzmäßigkeiten und Regelhaftigkeiten untersuchen
  • Einblicke in naturwissenschaftliche Vorgehensweisen zur Erkenntnisgewinnung gewinnen
  • An Beispielen aus dem Alltag und in Versuchen die physikalischen Eigenschaften von Stoffen untersuchen und erkennen
  • Energieübertragung und -umwandlung entdecken und verstehen

Informatische Bildung

  • Probleme formalisiert beschreiben und Problemlösestrategien entwickeln
  • Algorithmische Muster und Strukturen (z.B. Reihenfolge von Befehlen und Abläufen) erkennen, verstehen, beschreiben, nutzen und reflektieren
  • Strukturierte, algorithmische Sequenz planen, durch Programmieren umsetzen, testen und beurteilen
  • Lösungsvorschläge zur Verbesserung informatischer Systeme entwickeln und umsetzen
  • Grundlegende Prinzipien und Funktionsweisen der digitalen Welt (z.B. EVA-Prinzip (Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe) als Grundprinzip der Datenverarbeitung in Informatiksystemen) identifizieren, verstehen und bewusst nutzen

Mathematik

  • Erweiterung: Diagramme zur Lösung von Sachaufgaben nutzen
  • Erweiterung: Daten sammeln und in Diagrammen darstellen
  • Erweiterung: Daten aus Diagrammen entnehmen und zur Beantwortung von Fragen heranziehen

Deutsch

  • Angemessenen Wortschatz und geeignete sprachliche Mittel verwenden (z.B. um lebendig zu erzählen, sachlich zu informieren und begründet zu überzeugen)

Prozessbezogene Kompetenzen
Zusätzlich zu den genannten inhaltlichen Kompetenzen gelten diese prozessbezogenen Kompetenzen, die den Kern des gesamten LEGO® Education SPIKE Essential-Sets ausmachen:

Prozesse strukturieren und vernetzen:

  • Handlungsschritte chronologisch ordnen (auch aufgrund von kausalen Zusammenhängen)
  • Teillösungen zur Lösung des Gesamtproblems nutzen
  • Zusammenhänge und Analogien zwischen bekannten informatischen Inhalten bzw. Methoden erkennen und diese auch in neuen Kontexten und Anwendungsbereichen nutzen

Überlegungen, Lösungswege und Ergebnisse darstellen:

  • Sachverhalte und eigene Ideen zielgruppenorientiert und unter Beachtung der informatischen Terminologie erläutern und strukturiert darstellen
  • Beobachtungen und Ergebnisse schriftlich festhalten, daraus Schlussfolgerungen ableiten und Ergebnisse verallgemeinern

Kooperativ arbeiten:

  • gemeinsam als Team Aufgaben planen, strukturieren, ausführen, reflektieren und präsentieren
  • mit einem Partner oder in einer Gruppe gleichberechtigt, zielgerichtet und zuverlässig arbeiten und dabei unterschiedliche Sichtweisen achten

Materialien für Schülerinnen und Schüler

Schülerarbeitsblatt

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