Ins Schwarze treffen
Wie kann man mit verschiedenen Schlägern einen Ball so treffen, dass er genau im Ziel liegen bleibt?
Vorbereiten
- Sehen Sie sich die Aufgabe Ins Schwarze treffen in der LEGO® Education SPIKE™ App an.
- Falls nötig, gehen Sie vorab diesen relevanten Wortschatz durch: anspruchsvoll, Wirkungen, kinetische Energie und Ziel.
- 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 die Umwandlung von potenzieller Energie (Lageenergie) in kinetische Energie (Bewegungsenergie) an.
- Sprechen Sie darüber, was mit der Energie eines Balls passiert, kurz bevor der Ball in Bewegung versetzt wird.
- Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel: Welche Art von Energie hatte der Ball, bevor er in Bewegung versetzt wurde? Welche Art von Energie hatte er danach?
- Sprechen Sie darüber, was mit der Energie eines Balls passiert, kurz bevor der Ball in Bewegung versetzt wird.
- Stellen Sie die Hauptfiguren der Geschichte und den ersten Arbeitsauftrag vor: Um das Spiel zu gewinnen, muss der Ball im Ziel liegen bleiben.
- 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, mit dem der Ball im Ziel liegen bleibt, 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 verändern, um das Spiel zu verbessern.
- Sie sollen den Schläger umbauen und dann überprüfen, welche Auswirkungen die Änderung auf das Spiel hat.
- 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 das Spiel programmiert, damit der Ball sicher im Ziel liegen bleibt? Welche Auswirkungen hatte eure Änderung des Schlägers auf das Spiel und die Energie des Balls?
Erweitern
(Ganze Klasse, 5 Minuten)
-Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler über Möglichkeiten nachdenken und diskutieren, wie und womit man die Energie des Balls beeinflussen könnte.
- Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel: Wie wirkt sich eine Größenänderung eines Objekts auf dessen Umwandlung von einer Energieform in eine andere aus? Wie wirkt sich eine Änderung der Oberflächenstruktur eines Objekts auf dessen Umwandlung von einer Energieform in eine andere 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 die Energieumwandlung erklären können.
- Erstellen Sie eine geeignete Bewertungsskala. Zum Beispiel:- Benötigt Hilfe
- Arbeitet eigenständig
- 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, wie Energie von einer Form in
eine andere umgewandelt wird. - Blau: Ich kann erklären, wie Energie von einer Form in eine andere
umgewandelt wird. - Grün: Ich kann erklären, wie Energie von einer Form in eine andere
umgewandelt 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.
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.
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 verbessern sollen
- Beim Programmieren oder Bauen verschiedene Lösungsansätze ausprobieren
Um die Aufgabe anspruchsvoller zu gestalten, können Sie Folgendes tun:
- Die Schussbahn verändern
- Die Position des Ziels verändern
Erweiterung
- Während die Teams das Spiel spielen, sollen sie die Distanz messen, die der Ball bei jedem Versuch mit den verschiedenen Schlägern zurückgelegt. Lassen Sie sie ihre Messungen in einer Tabelle mit zwei Spalten aufzeichnen.
Wenn Sie die Erweiterungen nutzen, dauert die Aufgabe länger als 45 Minuten.
Unterstützung für Lehrkräfte
Die Schülerinnen und Schüler werden
- das Prinzip der Energieumwandlung untersuchen und beschreiben (potenzielle und kinetische Energie);
- ihr Wissen über Energieumwandlung anwenden und testen;
- 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: Tabellen zur Lösung von Sachaufgaben nutzen
- Erweiterung: Daten sammeln und in Tabellen darstellen
- Erweiterung: Daten aus Tabellen 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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