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Teil 1 - Schritt für Schritt

  1. AnweisungWeisen Sie jedes Team an, mithilfe der Herausforderungskarten das Pendel zu erkunden.

    Es werden Pendel-Herausforderungskarten angezeigt. Die Überschrift lautet „Pendel-Herausforderungen – VEX GO Pendulum Kerplunk Game Unit – Lab 1“. Herausforderung 1 wird links angezeigt und lautet: „Kann Ihr Pendel hin und her schwingen?“ Wie weit? „Messen Sie in Zentimetern.“ Herausforderung 2 wird rechts angezeigt und lautet: „Kann Ihr Pendel vorwärts und rückwärts schwingen?“ Untersuchen Sie die Gründe und besprechen Sie sie mit Ihrem Team.‘
    Pendel-Herausforderungskarten

     

  2. ModellModell zur Verwendung des Pendels. Sehen Sie sich die Animation unten an, um zu sehen, wie das Pendel von einer Seite zur anderen schwingt und am Winkelmesser gemessen werden kann.
    Videodatei

    Zeigen Sie Gruppen auch, wie sie mit dem Engineering Design Process Organizer Bilder zeichnen und während des Prozesses Notizen machen können.

    Beispiel für einen Prozessorganisator für das technische Design, ausgefüllt für Gruppe A. Es gibt drei zu dokumentierende Bereiche, die in einem Dreieck angeordnet sind, mit Pfeilen dazwischen, die den zyklischen Prozess anzeigen. Oben steht „Fragen stellen und Problem definieren“ und darin sind zwei Fragen eingeschrieben: Wie kann ich das Pendel verbessern? und wie kann ich Stücke entfernen. In der zweiten Zeile unten rechts steht „Lösung planen und entwerfen“ und darin sind drei Schritte mit der Aufschrift „1“ aufgeführt. Entfernen Sie beide Distanzstücke, 2. Ersetzen Sie den blauen Abstandshalter durch den gelben Abstandshalter und 3. Verschieben Sie den gelben Abstandshalter nach oben. Im dritten Bereich unten links steht „Testen und verbessern“ und es gibt eine Skizze des Pendelaufbaus mit roten Kreisen, die anzeigen, wo die Abstandshalter geändert werden würden.
    Verwenden des Engineering Design Process Organizer

     

  3. ModerierenModerieren Sie eine Diskussion mit den Schülern darüber, wie man im Team mit den Pendulum Challenge-Karten arbeitet.

    Eine Gruppe von sechs Kindern steht mit nachdenklichen Gesichtsausdrücken in einer Reihe. Eine gemeinsame Gedankenblase über ihrem Kopf stellt den Aufbau des Pendels dar und zeigt damit an, dass sie darüber nachdenken, wie es funktioniert.
    Diskutieren Sie Änderungen am Pendel
    • Hat jeder einen Job? Wer ist der Journalist? Wer ist der Erbauer?
    • Was passiert, wenn etwas nicht funktioniert? Was würden Sie tun?
    • Beim iterativen Prozess kann man scheitern und trotzdem weiterarbeiten und gleichzeitig darüber nachdenken, was man hinzufügen oder weglassen muss, um erfolgreich zu sein. Wie könnten wir Ihren Gedanken zufolge diesen Prozess auf die Pendulum-Challenge-Karten anwenden?
    • Was ist der erste Schritt, den Ihr Team unternehmen wird, wenn Sie die Pendulum-Challenge-Karten erhalten?
    • Haben Sie alle benötigten Materialien, wie etwa Ihren Organizer und einen Bleistift oder Kugelschreiber zum Schreiben, zur Hand?
  4. ErinnernErinnern Sie die Gruppen daran, während der Challenge-Card-Aktivität als Team zu arbeiten. Während der Aktivität können den Schülern Fragen einfallen.

    Eine Zeichnung von zwei Schülern, die gemeinsam mit dem Pendel arbeiten, was auf Teamarbeit zwischen den Gruppenmitgliedern hinweist.
    Arbeiten im Team

    Geben Sie den Schülern die Möglichkeit, sich anzustrengen, und erinnern Sie sie daran, dass sie beim iterativen Prozess möglicherweise nicht gleich beim ersten Mal das gewünschte Ergebnis erzielen. Stellen Sie bei Bedarf eine Hilfestellung mit Messungen bereit, aber geben Sie den Schülern nach Möglichkeit das Gefühl, eine Lösung gefunden zu haben.

  5. FrageBitten Sie die Schüler, darüber nachzudenken, wie Pendel in der Geschichte und heute als einfache Maschinen verwendet wurden.
    • Wie könnte ein Wissenschaftler dieses Werkzeug verwenden?
    • Wie könnte Ihrer Meinung nach ein Pendel zur Lösung eines Problems eingesetzt werden?
    • Könnte dieses Werkzeug heute noch verwendet werden?
    • Wie könnten Sie ein Pendel in Ihrem täglichen Leben verwenden?

Spielpause & Gruppendiskussion

Sobald jede Gruppe die Pendel-Herausforderungskarte Nr. 5abgeschlossen hat, kommen Sie zu einem kurzen Gespräch zusammen.

  • Was hat Ihr Team durch die Pendulum Challenges herausgefunden? Was war für Sie die schwierigste Aufgabe?
  • Welche Erkenntnisse hat Ihr Team zu einer oder zwei der Herausforderungskarten? Wie können wir uns gegenseitig helfen? Welche allgemeinen Tipps könnten Sie anderen Teams im Klassenzimmer geben?

Teil 2 - Schritt für Schritt

  1. AnweisungWeisen Sie jede Gruppe an, weiterhin die Challenge-Karten zu verwenden, um das Pendel zu erkunden.

    Es werden Pendel-Herausforderungskarten angezeigt. Die Überschrift lautet „Pendel-Herausforderungen – VEX GO Pendulum Kerplunk Game Unit – Lab 1“. Herausforderung 1 wird links angezeigt und lautet: „Kann Ihr Pendel hin und her schwingen?“ Wie weit? „Messen Sie in Zentimetern.“ Herausforderung 2 wird rechts angezeigt und lautet: „Kann Ihr Pendel vorwärts und rückwärts schwingen?“ Untersuchen Sie die Gründe und besprechen Sie sie mit Ihrem Team.‘
    Pendel-Herausforderungskarten

     

  2. ModellModell für Schüler, wie bestimmte Teile der Pendelkonstruktion mit dem Stiftzieher auseinandergenommen werden.

    Zeigen Sie den Schülern, wie sie mithilfe verschiedener Zusatzteile testen, scheitern und erneut testen können. Erlauben Sie den Schülern, Fragen dazu zu stellen, wie man scheitert und es erneut versucht. Machen Sie deutlich, dass Teammitglieder unterschiedliche Aufgaben haben, zum Beispiel die eines Journalisten oder eines Bauarbeiters. Mithilfe dieser Aufgaben können die Schüler ihre Kreation aus den Aufgabenkarten testen oder erstellen. Zeigen Sie, wie man auf den Organizer schreibt. Modellieren Sie, wie Sie visualisieren können, was passieren könnte, wenn ein VEX-Teil hinzugefügt oder entfernt wird. Sehen Sie sich die Animation unten an, um zu erfahren, wie Sie mit dem Stiftwerkzeug bei Bedarf Teile hochhebeln können.

    Videodatei
  3. ModerierenModerieren Sie eine Diskussion mit den Schülern über den technischen Prozess, indem Sie die folgenden Fragen stellen:
    • Wie können Sie den Engineering-Prozess in späteren Herausforderungskarten nutzen, um eine Lösung zu finden?
    • Gehören Fehler zum Konstruktions- und Designprozess?
    • Welche Fragen haben Sie noch zum Engineering- und Designprozess?

    Beispiel für einen Prozessorganisator für das technische Design, ausgefüllt für Gruppe A. Es gibt drei zu dokumentierende Bereiche, die in einem Dreieck angeordnet sind, mit Pfeilen dazwischen, die den zyklischen Prozess anzeigen. Oben steht „Fragen stellen und Problem definieren“ und darin sind zwei Fragen eingeschrieben: Wie kann ich das Pendel verbessern? und wie kann ich Stücke entfernen. In der zweiten Zeile unten rechts steht „Lösung planen und entwerfen“ und darin sind drei Schritte mit der Aufschrift „1“ aufgeführt. Entfernen Sie beide Distanzstücke, 2. Ersetzen Sie den blauen Abstandshalter durch den gelben Abstandshalter und 3. Verschieben Sie den gelben Abstandshalter nach oben. Im dritten Bereich unten links steht „Testen und verbessern“ und es gibt eine Skizze des Pendelaufbaus mit roten Kreisen, die anzeigen, wo die Abstandshalter geändert werden würden.
    Verwenden des Engineering Design Process Organizer

     

  4. ErinnernErinnern Sie Gruppen daran, den iterativen Prozess zu verwenden, wenn etwas in ihrem Design nicht funktioniert. Ermutigen Sie die Schüler, dass es in Ordnung ist, Fehler zu machen und dass jeder Fehler letztendlich zum Erfolg führt.

    Wenn eine Herausforderung zu frustrierend wird, bieten Sie Unterstützung in Form von Vorschlägen oder Lösungsansätzen. Durch Herumgehen und Beobachten kann der Lehrer erkennen, welche Gruppen Fortschritte machen und welche mehr Unterstützung benötigen. Wenn den Schülern klar wird, dass es sich hierbei nicht um ein Rennen, sondern eher um eine Erkundung handelt, wird ihnen das dabei helfen, Vertrauen in die Aktivität zu gewinnen.

  5. FrageBitten Sie die Schüler, darüber nachzudenken, wie echte Ingenieure neue Erfindungen entwerfen.
    • Wie oft müssen Designer es versuchen, bis ihre Kreationen richtig sind?
    • Welche Techniken verwenden sie Ihrer Meinung nach, um den Prozess zu vereinfachen?
    • Wie haben Sie heute dieselben Techniken eingesetzt, um unsere Ergänzungen zum Pendel zu erstellen?
    • Glauben Sie, dass Ingenieure beim Entwerfen in Gruppen arbeiten, wie wir es heute tun?

Optional: Teams können ihr Pendel zu diesem Zeitpunkt des Erlebnisses bei Bedarf auseinandernehmen. Sie werden in den nachfolgenden Übungen denselben Build verwenden, es handelt sich also um eine Option für Lehrer.