Mondstation

• Lesen Sie sich die Projektbeschreibung und die entsprechenden Abschnitte in der Lehrerhandreichung durch.
• Überlegen Sie, wie Sie das Projekt vorstellen möchten. Sie können das im Projekt enthaltene Video oder eigene Materialien dafür verwenden.
• Bestimmen Sie das Endergebnis des Projekts. Legen Sie beispielsweise die Parameter der Schülerpräsentationen fest sowie bestimmte Elemente, die aufgezeichnet werden sollten.

Vorstellung des Themas: Verwenden Sie das Video oder Ihre eigenen Materialien.

Der Mond ist ein natürlicher Satellit der Erde. Er ist der Ort, der uns im Weltall am nächsten ist und der einzige außerhalb der Erde, den wir bereits besucht haben. Eine Station auf dem Mond, auf dem Mars oder auf einem anderen Planeten zu errichten, ist eine große Herausforderung für die Menschheit. Da wir den Mond schon besucht haben, gibt es für viele Schwierigkeiten einer solchen Mission bereits gute Lösungen. Aber um eine Station zu errichten, müssen noch weitere Probleme gelöst werden. Eines dieser Probleme ist unsere Fähigkeit, Objekte im Weltall zu bewegen.

Menschen und Materialien werden mithilfe von Raketen ins Weltall gebracht. Um die Arbeit der Astronauten zu vereinfachen, wurden Roboter mit zahlreichen Funktionen entwickelt. Beispielsweise können Roboter so programmiert werden, dass sie sich selbsttätig bewegen oder Dinge greifen können. Die Roboter, die auf dem Mond eingesetzt werden sollen, werden auf der Erde entworfen. Bevor sie ins Weltall fliegen dürfen, müssen ihre Funktionen getestet und ihre Konstruktion immer wieder angepasst werden.

Diskussionsfragen
1. Wie kann man Dinge zum Mond bringen?
Mit Raketen kann man Dinge zum Mond oder zu anderen Orten im Weltall bringen.

2. Wie können Dinge auf dem Mond landen?
   Dafür gibt es viele Möglichkeiten: Es wurden bereits Fallschirme, Ballons und Raketen entwickelt, um Pakete sicher auf dem Mond landen zu lassen. Die Atmosphäre des Monds ist sehr dünn. Daher sind Fallschirme keine besonders gute Lösung. Bisher wurden hauptsächlich Raketen dafür verwendet.

3. Wie kann man eine Station auf dem Mond bauen?
   Für Aufgaben, die für Menschen zu gefährlich sind, werden häufig Roboter eingesetzt.

Build and program
Die Schülerinnen und Schüler bauen einen Roboter, der fahren und sich drehen kann. Anschließend programmieren sie ihn so, dass er sich über die Oberfläche bewegt.

Die Schülerinnen und Schüler können die kleinen Gegenstände einsammeln oder eigene Gegenstände bauen.

Dieses Programm gibt den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, die Funktionsweise des Roboters zu verstehen. Geben Sie ihnen Zeit zum Erkunden und Ausprobieren, damit sie sich mit den Bewegungen des Roboters vertraut machen können.

Um die Bewegungen des Roboters zu steuern, ist es wichtig, den Zusammenhang zwischen Motorleistung und Zeit zu verstehen. Zum Beispiel: Der Roboter legt in der gleichen Zeit eine größere Distanz zurück, wenn man ihn auf Leistungsstufe 10 einstellt anstatt auf Leistungsstufe 4.

Die Schülerinnen und Schüler sollten beim Bauen dieses Modells auf folgende Aspekte achten:
• Die Vorderräder sind größer als die Hinterräder.
• Das Kabel des Motors darf dem Mechanismus nicht im Weg sein.
• Die Reifen müssen richtig auf der Nabe montiert sein.

Bauen in der Gruppe – optional
Sollten Sie zusätzliche Geräte haben, können Sie die Bauzeit für dieses Modell reduzieren, indem jede Schülerin/jeder Schüler einen Teil des Roboters seiner Gruppe baut.
• Die Schülerin/der Schüler 1 baut Schritte 1 bis 23
• Die Schülerin/der Schüler 2 baut Schritte 24 bis 41

Entwerft eine Lösung und probiert sie aus:
• Legt die Strecke, die zum ersten Gegenstand führen soll, für euren Roboter fest.
• Programmiert euren Roboter so, dass er zum ersten Gegenstand fährt.

Testet eure Lösung und verbessert sie:
• Legt die Strecke zum ersten und zweiten Gegenstand für euren Roboter fest.
• Legt die Strecke zum Ziel für euren Roboter fest.
• Programmiert euren Roboter so, dass er diesen Strecken folgt.

Die Schülerinnen und Schüler sollten sich etwas Zeit dafür nehmen, die Informationen aufzuzeichnen, die sie im Projektverlauf zusammengetragen haben.

Je nachdem, welche Kompetenz(en) Sie fördern möchten, können Sie den Gruppen oder einzelnen Schülerinnen und Schülern die folgenden Aufgaben geben:
• Die Lösungsstrategie skizzieren (Zerlegung)
• Ein Video davon aufnehmen, wie ihr Roboter die Gegenstände auf dem Mond einsammelt (Evaluation)
• Ein Video davon aufnehmen, wie sie selbst ihre Lösungen erklären (Abstraktion)
• Einen Screenshot von ihrem Programm aufnehmen (Algorithmisches Denken)
• Ihr Programm erklären (Algorithmisches Denken)
• Bilder von einigen der Tests anfertigen, die sie durchgeführt haben, und diese erklären (Evaluation)

Lassen Sie jede Gruppe ihre Lösung(en) vorstellen.

Der Schwierigkeitsgrad bei diesem Projekt lässt sich steigern, indem Sie eine oder mehrere der folgenden Vorgaben hinzufügen:
• Verwendet mehr als zwei Gegenstände.
• Die Strecke muss innerhalb von einer Minute geschafft werden.
• Der Roboter darf sich auf der gesamten Strecke immer nur um 90° nach rechts drehen.

Geben Sie Ihren Schülerinnen und Schülern beispielsweise die folgenden Aufgaben mit mathematischem Bezug:
• Zwei Gegenstände sind perfekt auf dem Mond gelandet. Die anderen beiden Gegenstände sind auf einer Linie gelandet, die parallel zu den ersten beiden liegt. Zeigt, wo die Gegenstände gelandet sein könnten. Programmiert den Roboter so, dass er sie einsammelt.

• Zwei Gegenstände sind in einem Abstand von 20 cm voneinander gelandet. Die anderen beiden Gegenstände sind so gelandet, dass alle vier zusammengenommen ein Rechteck bilden. Der Umfang des Rechtecks ist kleiner als 60 cm. Zeigt, wo die Gegenstände gelandet sein könnten. Programmiert den Roboter so, dass er sie einsammelt.

• Die vier Gegenstände müssen von zwei verschiedenen Robotern eingesammelt werden. Die Roboter müssen jedoch gleichzeitig in der Mondstation eintreffen.

• Lassen Sie die Gruppen ihre eigenen Gegenstände bauen und sich eine neue Mission ausdenken, die mit dem Bau der Mondstation zu tun hat.