SPIKE™ Essential

Kleiner Helfer, große Wirkung

Daniels Spind ist kurz vor dem Platzen. Wie soll er all die Sachen nur nach Hause transportieren?

30-45 Min.
Einsteiger
Klassen 3–4
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Vorbereiten

  • Sehen Sie sich die Aufgabe Kleiner Helfer, große Wirkung in der LEGO® Education SPIKE App an.
  • Falls nötig, gehen Sie vorab diesen relevanten Wortschatz durch: Einschränkung, Konstruktion, Lösung, Roboter und steuern.
  • 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.

Einführen

(Ganze Klasse, 5 Minuten)

  • Regen Sie eine kurze Diskussion über das Lösen eines Problems an, für das Einschränkungen gelten.
    • Sprechen Sie darüber, wie man alles aus einem Klassenzimmer in ein anderes schaffen könnte – und zwar alles auf einmal. Der Umzug darf nur 10 Minuten dauern!
    •  Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel: Wie könnte man am schnellsten alles aus dem Klassenzimmer schaffen? Was wäre, wenn nur vier Personen dabei helfen könnten?
  • Stellen Sie die Hauptfiguren der Geschichte und den ersten Arbeitsauftrag vor: Den Roboterassistenten steuern.
  • 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 erstellen, das den Roboterassistenten steuert, und es dann testen.
  • Um die nächsten beiden Arbeitsaufträge in der App abzuschließen, müssen die Teams ihre Modelle wiederholt testen und anpassen:
    • Sie sollen den Roboterassistenten so programmieren, dass er Daniel nach Hause begleitet.
    • Sie sollen einen eigenen, verbesserten Roboterassistenten konstruieren.
  • 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 habt ihr Daniel dabei geholfen, all seine Sachen nach Hause zu bringen? Wie unterscheidet sich eure Konstruktion von Daniels Roboterassistenten?

Erweitern

(Ganze Klasse, 5 Minuten)

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler darüber nachdenken und diskutieren, wie man Lösungswege für ein Problem finden kann, für das Einschränkungen gelten.
  •  Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel: Warum muss man beim Entwickeln einer Lösung Einschränkungen beachten? Wie wirken sich Einschränkungen auf den Konstruktionsprozess aus?
  • 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 einen Lösungsweg für ein Problem finden können, für das Einschränkungen gelten.
  •  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 einen Lösungsweg für ein Problem mit
    Einschränkungen finden.
  • Blau: Ich kann einen Lösungsweg für ein Problem mit Einschränkungen
    finden.
  • Grün: Ich kann einen Lösungsweg für ein Problem mit Einschränkungen
    finden. 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

  • Nachdem die Teams ihren ersten Arbeitsauftrag abgeschlossen haben, erhalten sie eine Karte.
  • Die Teams können die Karte verwenden und mit den vorhandenen Programmierblöcken experimentieren, um ihre Programme so zu verändern, dass der Roboter der Route folgt.
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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 die Modelle nach ihren Vorstellungen umbauen.
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Für diese Aufgabe gibt es keine Bauanleitungen.

Differenzierung

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

  • Nur eine Abbildung zur Anregung auswählen, wenn die Teams ihre Modelle nach ihren Vorstellungen umbauen sollen
  • Beim Programmieren oder Bauen verschiedene Lösungsansätze ausprobieren

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

  • Verschiedene Gestelle bauen, um dem Roboter beim Tragen von Daniels Sachen zu helfen
  • Den Roboterassistenten so programmieren, dass er einer bestimmten Route folgt

Erweiterung

  • Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler den Weg des Roboterassistenten als Punkte in ein Koordinatensystem eintragen. Sie müssen die x- und y-Achsen verwenden, um einzuzeichnen, wohin der Roboterassistent fährt. Anschließend können sie auch noch den Weg des Roboters eines anderen Teams aufzeichnen.

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

Unterstützung für Lehrkräfte

Die Schülerinnen und Schüler werden

  • einen Lösungsweg für ein Problem mit Einschränkungen finden;
  • die Ideen anderer verbessern, um ein neues Programm zu entwickeln;
  • 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
  • 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

Geographische Perspektive:

  • Einfache Pläne von Räumen lesen und zeichnen
  • Karten und andere Hilfsmittel zur räumlichen Orientierung erstellen und nutzen
  • Rechtwinklige Koordinatensysteme als Möglichkeit zur Ortsbestimmung verstehen und nutzen

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
  • Einflüsse von Algorithmen und Auswirkungen der Automatisierung von Prozessen in der digitalen Welt beschreiben und reflektieren

Mathematik

  • Erweiterung: Punkte in ein Koordinatensystem eintragen
  • Erweiterung: Koordinaten von Punkten ablesen

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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