Ein Herz für Gemüse
Echtzeit-Wetterdaten nutzen, um zu entscheiden, ob die Tomatenpflanzen diese Woche gegossen werden müssen
Unterrichtsplan
1. Vorbereitung
- Lesen Sie sich in der LEGO® Education SPIKE™ App die Materialien für Schülerinnen und Schüler durch.
2.Einführen (5 Min.)
- Nutzen Sie die unten stehenden Diskussionsideen, um ein Gespräch über den Inhalt dieser Aufgabe anzuregen.
- Erklären Sie die Aufgabe.
3.Erforschen (20 Min.)
- Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in Zweiergruppen den Bewässerungshelfer bauen.
- Fordern Sie sie dazu auf, das Programm auszuführen. Achten Sie auf ihre Reaktionen. Erinnern Sie sie daran, dass Sie eine Stadt eingeben müssen, damit das Programm funktioniert.
- Lassen Sie die Teams herausfinden, wie man die Nadel im Verhältnis zur vorhergesagten Niederschlagsmenge bewegt.
4.Erklären (5 Min.)
- Lassen Sie jeweils zwei Teams zusammenarbeiten, wenn sie Unterstützung beim Kalibrieren des Messgeräts benötigen.
5.Erweitern (15 Min.)
- Die Teams sollen versuchen, die vorhergesagten Temperaturen für nächste Woche anzuzeigen. Einen Wert auf einer Skala anzuzeigen, ist eine andere Aufgabe, als die Summe der für eine Woche vorhergesagten Niederschlagsmenge anzuzeigen.
- Denken Sie daran, ausreichend Zeit zum Aufräumen einzuplanen.
6. Evaluieren
- Geben Sie allen Schülerinnen und Schülern einzeln Rückmeldung zu ihrer jeweiligen Leistung.
- Zur Unterstützung können Sie hierfür auch die Bewertungsraster nutzen.
Eine Diskussion anregen
Besprechen Sie, wie man Gemüse anbaut, was man dafür benötigt und welche Unterschiede zu beachten sind. Stellen Sie entsprechende Fragen, wie zum Beispiel:
- Könnt ihr das Wachstum einer beliebigen Gemüsesorte erklären?
- Warum kann man in einigen Regionen nicht das ganze Jahr über Gemüse anbauen?
- Was ist ein proportionales Verhältnis?
Zeigen Sie dieses Video, damit die Schülerinnen und Schüler eine Vorstellung davon bekommen, was sie jetzt tun sollen.
Bautipps
Einlegen des Papiers
Es kann jede Art von Papier für den Bewässerungshelfer verwendet werden. Sie können die PDF-Datei verwenden oder die Teams ihre eigenen Vorlagen erstellen lassen.
Programmiertipps
Hauptprogramm
Beispiellösung
Differenzierung
Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:
- Den Teams dabei helfen, herauszufinden, wie sie die Nadel in Abhängigkeit von der vorhergesagten Niederschlagsmenge bewegen
Um die Aufgabe anspruchsvoller zu gestalten, können Sie Folgendes tun:
- Die Teams eigene „Wasserbedarf“-Karten für das Gemüse erstellen lassen, die sie in das Messgerät einlegen können
- Unterschiedliche „Wasserbedarf“-Karten für die einzelnen Teams oder auch innerhalb der Teams verwenden lassen und beobachten, wie schnell sie ihre Modelle neu kalibrieren können
Leistungsbewertung
Checkliste für Beobachtungen
Erstellen Sie eine geeignete Bewertungsskala, wie zum Beispiel:
- Erwartungen zum Teil erfüllt
- Erwartungen vollständig erfüllt
- Erwartungen übertroffen
Nutzen Sie die folgenden Kriterien, um den Lernfortschritt der Schülerinnen und Schüler zu beurteilen:
- Sie können ihr Messgerät mithilfe des Werts kalibrieren, den sie messen wollen.
- Sie verstehen den Zusammenhang zwischen den vorgenommenen Veränderungen an den Daten und der entsprechenden Situation.
- Sie können einen Wert auf ihrer Skala anzeigen (Neukalibrierung).
Selbsteinschätzung
Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler selbst den Stein auswählen, der am besten ihrer Leistung entspricht.
- Blau: Ich habe es geschafft, dass sich mein Bewässerungshelfer in Abhängigkeit von der Niederschlagsmenge bewegt.
- Gelb: Ich habe erfolgreich die Summe der vorhergesagten Niederschlagsmenge für nächste Woche angezeigt.
- Lila: Ich habe Temperaturen mit großer Genauigkeit auf einer Skala angezeigt.
Lernbeobachtung durch Mitschüler
Ermutigen Sie die Schülerinnen und Schüler dazu, ihren Klassenkameraden Rückmeldungen zu geben:
- Lassen Sie sie einander mit der Steine-Skala (siehe oben) bewerten.
- Lassen Sie sie einander konstruktives Feedback geben, um die Gruppenleistung in der nächsten Unterrichtsstunde zu verbessern.
Erweiterung: sprachliche Ausdrucksfähigkeit
Um die sprachliche Ausdrucksfähigkeit zu fördern, können Sie Folgendes tun:
- Laden Sie jemanden aus der Landwirtschaft ein, um herauszufinden, ob solche Geräte auch im echten Leben eingesetzt werden. Bitten Sie Ihren Gast, diesen Alltagshelfer mit einem echten Gerät dieser Art zu vergleichen.
Hinweis: Die Erweiterung erfordert zusätzliche Zeit und verlängert die Aufgabe.
Erweiterung: Mathematik
Um mathematische Fähigkeiten zu fördern, können Sie Folgendes tun:
- Die Teams mit derselben Skala verschiedene Werte kalibrieren lassen:
▷ Windgeschwindigkeit im Zeitverlauf
▷ Temperatur im Zeitverlauf - Festlegen lassen, wie die Kalibrierung vorgenommen werden sollte
Hinweis: Die Erweiterung erfordert zusätzliche Zeit und verlängert die Aufgabe.
In welchen Berufen sind diese Fähigkeiten gefragt?
Schülerinnen und Schüler, die sich für diese Aufgabe begeistern, könnten sich auch für folgende Berufszweige interessieren:
- Landwirtschaft und Gartenbau (Landmaschinen und Technik)
- Landwirtschaft und Gartenbau (Lebensmittelwissenschaft)
- Landwirtschaft und Gartenbau (Gartenbauwissenschaft)
- Naturwissenschaften, Technik, Maschinenbau & Mathematik (Naturwissenschaften und Mathematik)
Unterstützung für Lehrkräfte
Die Schülerinnen und Schüler werden
- eine Skala so kalibrieren, dass genaue Daten auf nützliche und zuverlässige Weise angezeigt werden.
LEGO® Education SPIKE Prime-Set
Naturwissenschaften und Technik
Informationsaufnahme und -verarbeitung / Informatik:
- zuverlässige Messungen durchführen und Messfehler erkennen
- das Prinzip der Steuerung darstellen und erklären (z. B. Robotik)
Ein bewegtes Objekt erfinden:
- einfachen Antrieb nutzen (z. B. Gummiband, Elektromotor)
Technik
Arbeitsweisen:
- Messwerte erfassen
Systeme und Prozesse / Information und Kommunikation:
- Ansteuerungen von Aktoren (u. a. LED, Motor) realisieren
Werkstoffe und Produkte:
- Optimierungsaufgabe: Lösungsvorschläge zur Verbesserung technischer Systeme entwickeln
Informatik
Robotik / automatisierte Prozesse:
- Programme implementieren, testen und optimieren, um mit dem konstruierten Roboter bzw. eingebetteten System eine Aufgabe zu lösen (z. B. Folgen einer Linie) bzw. zur Steuerung einer technischen Komponente
Folgende Kompetenzen aus den Bildungsplänen für Technik und Informatik sind implizit vorhanden:
- Veränderungen in Systemen als Prozesse beschreiben (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Prinzip)
- Informationsverarbeitung nach dem EVA-Prinzip (Zusammenwirken von Sensoren, Prozessoren, Aktoren) beschreiben
- Typen von Sensoren, Aktoren und Verarbeitungskomponenten von technischen Geräten benennen und sie der Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe zuordnen
Mathematik
Folgende Kompetenzen aus den Bildungsplänen für Mathematik sind implizit vorhanden:
- mit Größenangaben rechnen und dabei Einheiten korrekt anwenden
- Terme aufstellen, deren Wert bestimmen und zur Problemlösung nutzen
- Zahlen vergleichen und anordnen
- (rationale) Zahlen in Bruch- und in Dezimaldarstellung addieren, subtrahieren, multiplizieren und dividieren
- einfache Formeln nach jeder Variablen auflösen
- Gleichungen mit einer Variablen lösen
Prozessbezogene Kompetenzen
Zusätzlich zu den genannten inhaltlichen Kompetenzen gelten diese prozessbezogenen Kompetenzen, die den Kern des gesamten LEGO® Education SPIKE™ Prime-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 Messdaten schriftlich festhalten, daraus Schlussfolgerungen ableiten und Ergebnisse verallgemeinern
Kooperativ arbeiten:
- arbeitsteilig 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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