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Teil 1 - Schritt für Schritt

  1. AnweisungenWeisen Sie die Schüler an, ihre Roboter so zu programmieren, dass sie zum Labor fahren, die Kühlzelle mit dem Elektromagneten abholen und in die Nachbarschaft bringen. Sie planen zunächst, wohin ihr Roboter fahren soll, um die Aufgabe zu erfüllen, und bauen und testen ihre Projekte dann iterativ, um die Kühlzelle erfolgreich bereitzustellen.

    Die folgende Animation zeigt eine Möglichkeit, wie die Super Code Base für die Abholung und Auslieferung der Kühlzelle codiert werden könnte. Die Code Base 2.0 startet in der unteren rechten Ecke des Feldes, biegt nach links ab und fährt zum Labor ganz links im Feld. Es nimmt die Kühlzelle mit dem Elektromagneten auf, dreht sich um 180 Grad nach rechts und fährt zurück auf die äußerste rechte Seite des Feldes. Anschließend biegt die Code Base 2.0 um 90 Grad nach links ab, fährt vorwärts und setzt die Kühlzelle in der Nachbarschaft ab.

    • Verteilen Sie an jeden Schüler ein Arbeitsblatt zu Labor 1 und Bleistifte, damit sie für den nächsten Schritt bereit sind.
  2. ModellModell für Studenten, wie sie mit ihren Projekten in VEXcode GO beginnen. Für die Abholung und Zustellung einer Kühlzelle im Quartier gibt es viele verschiedene Möglichkeiten. Jede Gruppe kann diese Herausforderung auf ihre eigene Art und Weise angehen.
    • Modell für Schüler, wie sie gemeinsam entscheiden, wie sich der Roboter auf dem Feld bewegen soll, um die Kühlzelle abzuholen und in der Nachbarschaft abzugeben. 

      • Innerhalb der Gruppe sollte sich jeder Schüler eine Idee überlegen, wohin und sich der Roboter bewegen sollte, um die Aufgabe zu erfüllen. Jeder Schüler sollte den Pfad auf dem Arbeitsblatt für Übung 1 zeichnen, wie im Beispiel in diesem Bild. 

        Code Base 2.0 unten rechts im Feld. Rote Pfeile markieren einen Beispielpfad, den der Roboter zurücklegen könnte, um die Kühlzelle aufzunehmen und abzusetzen. Die Pfeile zeigen, wie der Roboter nach links abbiegt, zur Kühlzelle fährt, nach rechts um 180 Grad abbiegt und zurück zur untersten Kachel ganz rechts fährt, dann nach links abbiegt und in der Nachbarschaft anhält.
        Beispielskizze eines Roboterpfades

         

      • Sobald die Ideen skizziert sind, sollte jeder Schüler der Reihe nach seine Skizze seinem Partner zeigen und beschreiben. Die Schüler können Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen ihren Ideen finden und ihre Gedanken erklären. 
      • Jede Gruppe sollte sich zunächst für einen Weg entscheiden oder einen Kompromiss finden, indem sie Teile beider Pläne kombiniert. Sobald Sie sich auf einen Weg geeinigt haben, stellen Sie sicher, dass dieser Weg auf einem Arbeitsblatt für Labor 1 skizziert wird. (Verteilen Sie bei Bedarf weitere Arbeitsblätter zu Labor 1.) 
      • Erinnern Sie die Schüler daran, dass es viele Möglichkeiten gibt, die Herausforderung zu lösen, und dass unterschiedliche Ideen und Perspektiven die Bereitstellung der Kühlzelle noch erfolgreicher machen!
    • Zeigen Sie den Schülern, wie sie die Schritte aufschreiben, die zum Ausführen des von ihnen skizzierten Pfads erforderlich sind. 
      • Sehen Sie sich die Skizze an und zerlegen Sie sie in die kleinstmöglichen Schritte, die erforderlich sind, damit der Roboter der Skizze folgt. 

      • Schreiben Sie die Schritte auf das Arbeitsblatt zu Übung 1, wie im Beispiel in diesem Bild. 

        Ein Beispiel für ein ausgefülltes Arbeitsblatt für Labor 1. Rechts ist das Diagramm des Felds mit Pfeilen, die den Pfad des VR-Roboters von vorher anzeigen, und links ist eine Liste mit 9 schriftlichen Anweisungen, um den Roboter auf diesem Pfad zu steuern. Der erste Schritt besteht darin, 150 Millimeter nach vorne zu fahren. Der zweite Schritt besteht darin, eine 90-Grad-Linksdrehung durchzuführen. Die dritte Stufe besteht darin, 600 Millimeter nach vorne zu fahren. Im vierten Schritt wird die Kühlzelle abgeholt. Der fünfte Schritt besteht darin, sich um 180 Grad nach rechts zu drehen. Der sechste Schritt besteht darin, 600 Millimeter nach vorne zu fahren. Der siebte Schritt besteht darin, eine 90-Grad-Linksdrehung durchzuführen. Der achte Schritt besteht darin, 300 Millimeter nach vorne zu fahren. Der neunte und letzte Schritt ist das Abgeben der Kühlzelle.
        Beispiel für schriftliche Schritte

         

    • Modell für Schüler, wie sie mit dem Aufbau und Testen ihres Projekts anhand ihres Plans beginnen können. 

      • Die Studierenden sollten sich die Toolbox in VEXcode GO ansehen, um die Blöcke auszuwählen, die zum Abschließen der ersten Schritte des Plans erforderlich sind. In den Beispielschritten beispielsweise wird „150 mm vorwärts fahren“ mit einem Fahren für Block verbunden und „90 Grad nach links abbiegen“ richtet sich nach einer Drehung für Block aus. 

        Ein Beispiel für die Konvertierung von zwei geschriebenen Schritten in VEXcode GO-Blöcke. Der erste Schritt lautet „150 Millimeter vorwärts fahren“, und der entsprechende Block ist ein „Vorwärtsfahren“-Block mit der Aufschrift „150 Millimeter vorwärts fahren“. Der zweite Schritt lautet „90 Grad nach links abbiegen“ und der entsprechende Block ist ein „Turn For“-Block mit der Aufschrift „90 Grad nach links abbiegen“.
        Finden Sie VEXcode GO-Blöcke, die zu jedem Schritt passen

      • Die Studierenden sollten ihre Projekte in kleinen Schritten erstellen und testen, um sicherzugehen, dass sie wie vorgesehen funktionieren. 

        VEXcode GO Blocks-Programm, das mit einem „Wenn gestartet“-Block beginnt und Anweisungen enthält, 150 mm vorwärts zu fahren und dann 90 Grad nach links abzubiegen.
        Beispiel eines gestarteten VEXcode GO-Projekts zur Durchführung der ersten beiden Schritte
      • Zeigen Sie den Schülern bei Bedarf, wie sie ihr Projekt im Feld testen können.

        • Zeigen Sie ihnen, wie die Super Code Base am Startort platziert wird, wie hier gezeigt. 

          Der Super Code Base Robot ist auf dem Feld in der unteren rechten Startposition aufgestellt und bereit, eine Diskette aufzunehmen.
          Roboter an Startposition platzieren

        • Wählen Sie „Start“ in VEXcode GO, um das Projekt zu testen. 

          VEXcode GO-Symbolleiste mit der Schaltfläche „Start“ in einem roten Feld zwischen den Symbolen „Brain“ und „Step“.
          Wählen Sie „Start“, um das Projekt zu testen
        • Die Schülerprojekte sollten die Kühlzelle mithilfe des Elektromagneten aufnehmen, wenn sie den Aufnahmebereich erreichen. 

        • Um das Projekt zu stoppen, müssen die Studierenden die Schaltfläche „Stopp“ in der VEXcode GO-Symbolleiste auswählen.

          VEXcode GO-Symbolleiste mit der Stopp-Schaltfläche in einem roten Feld zwischen den Symbolen „Schritt“ und „Teilen“.
          Wählen Sie „Stopp“
      • Lassen Sie die Schüler das in anderen Laboren Gelernte anwenden, um ihr Projekt gemeinsam weiter aufzubauen und zu testen, damit der Roboter die Kühlzelle erfolgreich abholt und in die Nachbarschaft bringt. Sie müssen Blöcke hinzufügen und Parameter ändern und dann ihre Projekte im Feld testen.
  3. FördernFördern Sie die gemeinsame Erstellung und Prüfung von Projekten durch die Schüler in ihren Gruppen.
    • Sprechen Sie mit den Studierenden darüber, wie sie zu einem Konsens über ihr Projekt gekommen sind, um sie zum Nachdenken über ihre Zusammenarbeitsprozesse anzuregen. Stellen Sie Fragen wie: 
      • Waren Ihre ursprünglichen Ideen ähnlich oder unterschiedlich? Wie kam es zu dem Kompromiss, zusammenzuarbeiten? 
      • Welcher Teil dieses Projekts ist Ihnen jeweils eingefallen? Wie würden Sie die Teile des Projekts zuordnen?
      • Haben Sie Strategien erlernt, die Ihnen dabei helfen, gemeinsam Entscheidungen zu treffen und die Ihnen heute geholfen haben?  
    • Ermutigen Sie die Schüler, darüber nachzudenken, wie ihre unterschiedlichen Perspektiven auf die Herausforderung ihnen geholfen haben, ein erfolgreiches Projekt aufzubauen. Stellen Sie Fragen wie: 
      • Inwiefern unterscheidet sich dieses Projekt Ihrer Meinung nach von dem Projekt, das Sie alleine bearbeiten würden? 
      • Glauben Sie, dass jede Gruppe das gleiche Projekt haben wird? Warum oder warum nicht? 
      • Was wäre, wenn Sie mit einem anderen Studenten zusammenarbeiten würden? Glauben Sie, dass Ihr Projekt gleich oder anders ausfallen würde? Warum? 
    • Helfen Sie den Schülern dabei, weiterhin zusammenzuarbeiten, während sie ihre Projekte erstellen und testen, und erinnern Sie sie an die Rollen, die sie bei der Zusammenarbeit übernehmen können. 
      • Ein Schüler kann die Blöcke zum Projekt in VEXcode hinzufügen, während der andere die schriftlichen Schritte liest, um sicherzustellen, dass die Blöcke seinen Vorstellungen entsprechen. 
      • Die Schüler können abwechselnd das Projekt aufbauen und den Roboter zum Testen auf dem Feld platzieren. 
    • Wenn den Schülern der Einstieg schwerfällt, lassen Sie sie die in der Animation und den Bildern gezeigten Bewegungen des Roboters als Ausgangspunkt verwenden. Stellen Sie Fragen wie: 
      • Erfüllt der Roboter die Aufgabe, wenn er sich entlang dieses Pfades bewegt? Wie erkennst du das? 
      • Wenn Sie den Roboter in Bewegung sehen, haben Sie gedacht, dass er etwas anders machen würde? Wenn nicht, können Sie zustimmen, mit dieser Idee zu beginnen? Wenn ja, können Sie erklären, was anders ist? 
      • Können Sie Ihre Idee skizzieren, um sie besser beschreiben zu können? 
  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, dass ihr Projekt sich von anderen Projekten im Klassenzimmer unterscheiden kann und dass dies eine gute Sache ist. Je mehr Ideen wir haben, wie wir das Problem der Versorgung der Nachbarschaft mit Kühlzellen lösen können, desto besser wird es uns gehen. Je vielfältiger die Ideen und Perspektiven, desto mehr Lösungen können wir gemeinsam finden.
  5. FragenFragen Sie die Schüler nach anderen Projekten, an denen sie zusammengearbeitet haben. Wie haben Sie zusammengearbeitet, um das Projekt abzuschließen? Gab es Situationen, in denen Sie eine Entscheidung gemeinsam treffen mussten? Gibt es aus dieser Erfahrung etwas, das ihnen dabei helfen kann, ihren Roboter gemeinsam zu programmieren?

Spielpause & Gruppendiskussion

Sobald jede Gruppe erfolgreich eine Kühlzelle abgeholt und in die Nachbarschaftgebracht hat, kommt ihr zu einem kurzen Gespräch zusammen.

Sagen Sie den Schülern, dass sie nun versuchen werden, ihre Projekte zu verbessern, um sie effizienter zu gestalten, dass sie dafür aber mehr Ideen von anderen in der Klasse brauchen. Laden Sie einige Gruppen mit unterschiedlichen Projekten ein, diese der Klasse vorzustellen oder zu beschreiben. Beteiligen Sie sich an einer Diskussion über den Austausch von Ideen mit der Klasse und stellen Sie Fragen wie: 

  • Wie beeinflusst das Kennenlernen unterschiedlicher Herangehensweisen an die Herausforderung Ihre Vorstellungen über das Projekt? 
  • Was hat Ihnen an dem Projekt gefallen, von dem wir gehört haben? Warum war das Ihrer Meinung nach eine erfolgreiche Idee? 
  • Wenn Sie die Herausforderung noch einmal annehmen würden, gibt es Ideen, die Sie gelernt haben und die Sie in Ihr Projekt integrieren würden? 

Bitten Sie die Schüler, darüber nachzudenken, was eine gute Strategie wäre, um die Ideen anderer in ihre Projekte zu integrieren. Verwenden Sie Fragen wie: 

  • Wenn Sie die Idee einer anderen Person in Ihrem Projekt verwenden möchten, wie können Sie das respektvoll tun? 
  • Halten Sie es für verantwortungsvoll, die Idee einer anderen Person ungefragt zu verwenden? Warum oder warum nicht? 
  • Wie könnten Sie jemandem Anerkennung zollen, der Ihnen geholfen hat, als Sie seine Idee in Ihrem Projekt verwendet haben?
  • Warum ist es respektvoll und verantwortungsvoll, bei der Zusammenarbeit Anerkennung zu geben? 

Erinnern Sie die Schüler daran, dass der Austausch von Ideen uns allen hilft, kreativere Problemlöser zu sein, und dass das Kennenlernen unterschiedlicher Ideen und Perspektiven ein wichtiger Teil des Lernens ist. Solange wir respektvoll und verantwortungsbewusst zusammenarbeiten, können wir alle unsere Projekte durch den Austausch unserer Ideen verbessern. 

Teil 2 - Schritt für Schritt

  1. AnweisenWeisen Sie die Schüler an, ihre Projekte mit einer anderen Gruppe zu teilen, und stellen Sie Fragen, um weitere Ideen zur Lösung der Herausforderung zu erhalten. Auf Grundlage dieser Ideen werden sie ihr Projekt dann verbessern, um die Kühlzellen schneller auszuliefern.

    Zwei Studenten tauschen Ideen aus und diskutieren VEXcode-Blöcke.
    Studenten teilen Ideen

     

  2. ModellModell für Studierende, wie sie mit einer anderen Gruppe kollaboratives Lernen betreiben können. Zeigen Sie anhand der Gruppenkonfiguration, wie Sie eine Diskussion führen, um mehr über das Projekt und die Herangehensweise an die Herausforderung zu erfahren.
    • Versammeln Sie die Schüler um die Aufstellung einer Gruppe. Lassen Sie die Gruppe ihr Projekt ausführen oder beschreiben und erklären, warum sie sich dafür entschieden hat, den Roboter auf diese bestimmte Bahn zu bewegen. Stellen Sie dann Fragen, um die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Projekten und Begründungen hervorzuheben. 
      • Sieht dieses Projekt Ihrem ähnlich oder anders aus? Kannst du einen Unterschied beschreiben? 
      • Haben Sie im Projekt etwas gesehen, das Sie überrascht hat? Was und warum? 
    • Ermutigen Sie die Schüler, über die Geschwindigkeit oder Effizienz nachzudenken, mit der die Kühlzelle geliefert wurde. Stellen Sie Fragen wie: 
      • Was war an diesem Projekt erfolgreich? Wurde die Kühlzelle schnellstmöglich geliefert? 
      • Glauben Sie, dass Ihr Projekt schneller oder langsamer ist als dieses? Könnte Ihr Projekt effizienter sein? Inwiefern? 
      • Wenn Sie sich dieser Herausforderung noch einmal stellen würden, würden Sie etwas anders machen? Was und warum? 
    • Zeigen Sie den Schülern, wie sie um Erlaubnis bitten, eine Idee zu verwenden, über die sie etwas erfahren haben, und wie sie die Urheberschaft dieser Idee angeben. Hinweis: Die Urheberschaft sollte beinhalten, wessen Idee die Schüler verwenden und wie sie diese einbauen. Helfen Sie den Schülern, respektvolle Urheberschaft zu erkennen, indem Sie Fragen stellen wie:
      • Wenn ich eine Idee, die ich hier gesehen habe, in meinem Projekt verwenden möchte, was kann ich tun, um sicherzustellen, dass ich dies respektvoll tue? 
      • Wie kann ich die Quelle der Idee angeben, nachdem ich um Erlaubnis zur Verwendung gebeten habe? Gibt es etwas, das ich aufschreiben könnte, sodass ich meinen Mitarbeitern Anerkennung zollen kann, wenn ich mein Projekt der Klasse vorstelle? 

        • Zeigen Sie den Schülern ein Beispiel, wie sie mithilfe des Arbeitsblatts zu Labor 1 zuordnen können. Es gibt viele Möglichkeiten, dies zu tun, hier ist ein Beispiel anhand einer Skizze. 

          Eine Draufsicht des Feldes mit einem roten Pfeil, der einen Weg markiert, den der Roboter nehmen könnte, um die Herausforderung zu meistern, und einer schriftlichen Notiz an der Seite. Auf dem Zettel steht „Austins Idee: Zur Anlieferung der Kühlzelle diagonal fahren“. Der rote Pfeil führt in einer geraden, diagonalen Linie direkt von der Scheibe zur Abgabezone.
          Beispiel für die Zuordnung einer Idee

           

      • Zeigen Sie den Schülern, wie sie die neue Idee in ihr Projekt integrieren können.   
        • Sehen Sie sich die aufgeführten Schritte an. Welche Schritte sind gleich und welche müssten geändert werden, um die neue Idee zu integrieren? 

        • Identifizieren Sie, welche Schritte geändert werden müssen, wie im hier gezeigten Beispiel. 

          Das Beispiel eines ausgefüllten Arbeitsblatts für Labor 1 von vorher, aber jetzt ist Austins Idee aufgeschrieben und die Schritte, die geändert werden müssen, sind hervorgehoben. Rechts ist das Diagramm des Feldes mit Pfeilen, die den Pfad des VR-Roboters von vorher einschließlich der diagonalen Bewegung anzeigen. Links befindet sich eine Liste mit neun schriftlichen Anweisungen zum Steuern des Roboters auf diesem Pfad. Dabei sind die Schritte 5 und 6 hervorgehoben, da diese Schritte geändert werden müssten, um den Roboter diagonal zu steuern. Der erste Schritt besteht darin, 150 Millimeter nach vorne zu fahren. Der zweite Schritt besteht darin, eine 90-Grad-Linksdrehung durchzuführen. Die dritte Stufe besteht darin, 600 Millimeter nach vorne zu fahren. Im vierten Schritt wird die Kühlzelle abgeholt. Der fünfte Schritt ist hervorgehoben, da er geändert werden muss. Dort heißt es, man solle sich um 180 Grad nach rechts drehen. Die sechste Stufe ist als Änderungsanforderung markiert und besagt, dass 600 Millimeter nach vorne gefahren werden müssen. Der siebte Schritt besteht darin, eine 90-Grad-Linksdrehung durchzuführen. Der achte Schritt besteht darin, 300 Millimeter nach vorne zu fahren. Der neunte und letzte Schritt ist das Abgeben der Kühlzelle.
          Identifizieren Sie die Schritte, die geändert werden müssen

           

      • Die Schüler dann ihr Projekt erstellen und testen, wie sie es in Teil 1 getan haben, um die neue Idee auszuprobieren. 
    • Bilden Sie Gruppen mit unterschiedlichen Projekten zusammen und unterstützen Sie die Schüler bei der Teilnahme an einer Diskussion über die gemeinsame Nutzung von Projekten, Berechtigungen und Zuordnungen, während sie an der Verbesserung ihrer Projekte arbeiten, um Kühlzellen schneller in die Nachbarschaft zu bringen.
      • Verteilen Sie bei Bedarf zusätzliche Arbeitsblätter zu Labor 1 an die Gruppen, um ihre Projektänderungen und -zuordnungen zu dokumentieren.
  3. ModerierenModerieren Sie die Studierenden, indem Sie ihre Projekte vorstellen und Ideen und Feedback dazu geben, wie sie mit ihren Projekten schneller Kühlzellen bereitstellen können.
    • Wenn es den Schülern schwerfällt, eine Verbesserung für ihr Projekt zu finden, erinnern Sie sie daran, dass es immer eine Möglichkeit gibt, ein Projekt zu verbessern. Bieten Sie ein paar Ideen, um ihnen den Einstieg zu erleichtern:
      • Kann Ihr Roboter auf dem Feld schneller fahren und ?
      • Können Sie die Kühlzelle schneller abholen oder liefern? 
      • Gibt es einen direkteren Weg, den Sie nehmen könnten, um die Kühlzelle abzuholen oder auszuliefern?
    • Wenn die Schüler viele Ideen haben, die sie ausprobieren möchten, ermutigen Sie sie, jeweils eine neue Idee auszuwählen, die sie in ihr Projekt integrieren möchten. 
      • Die Schüler können mehrere Ideen auf ihrem Arbeitsblatt für Labor 1 notieren, aber denken Sie daran, dass sie in ihrem Projekt immer nur eine Sache gleichzeitig ändern dürfen. 
      • Soweit die Unterrichtszeit es erlaubt, können die Schüler mehrere Ideen ausprobieren. Das Ziel besteht darin, dass sie die unterschiedlichen Perspektiven der anderen in der Klasse immer wieder wiederholen und anwenden, um die Herausforderung zu lösen.
    • Ermutigen Sie die Schüler, bei ihren Feedback- und Projektdiskussionen ehrlich und offen zu sein. Dies ist kein Wettbewerb, wir alle versuchen, die Herausforderung so effizient wie möglich zu meistern. 
      • Die Studierenden können auch neue Ideen einbringen, die in keinem der Projekte vorhanden sind und die dazu beitragen könnten, ein Projekt zu verbessern. 
      • Es ist in Ordnung, wenn die Projekte der Schüler im Laufe dieses Prozesses einander ähnlicher werden. Wenn beispielsweise beide Gruppen die Geschwindigkeit des Roboters anpassen, ist das in Ordnung. Wichtig ist, dass sie gemeinsam auf diese Idee gekommen sind. 
    • Fragen Sie die Schüler, wie sie die Erlaubnis für neue Ideen einholen und diese zuordnen. Verwenden Sie Fragen wie: 
      • Können Sie die neue Idee beschreiben, die Sie umsetzen möchten? Woher kommt diese Idee? 
      • Wie haben Sie die Erlaubnis erhalten, diese Idee in Ihr Projekt einzubauen? 
      • Können Sie mir zeigen, wie Sie diese Idee auf Ihrem Arbeitsblatt zu Labor 1 eingeordnet haben? 
    • Um dieses Labor zu erweitern, fordern Sie die Schüler auf, den optischen Sensor in ihr Projekt zu integrieren. Erstellen Sie ein zweites Viertel auf dem Feld und lassen die Schüler ein Projekt erstellen, um eine rote Scheibe (Kühlzelle) an das ursprüngliche Viertel und eine grüne Scheibe an das neue Viertel zu liefern.
  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, dass sie immer etwas tun können, um ihr Projekt zu verbessern. Das ist eine gute Sache! Es bedeutet, dass wir immer weiter Dinge ausprobieren und daraus und von den Menschen um uns herum lernen können.
  5. FrageBitten Sie die Schüler, über andere Programmierprojekte nachzudenken, die sie zuvor durchgeführt haben. Wie hat es ihnen möglicherweise geholfen, erfolgreich zu sein, wenn sie mit anderen Studierenden über die Herausforderung und mögliche Lösungen gesprochen haben? Wie könnten sie diese Strategie in Zukunft nutzen, um Probleme gemeinsamer und kreativer zu lösen?
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