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Teil 1 - Schritt für Schritt

  1. UnterrichtenUnterrichten Sie die Schüler, dass sie sich auf die Teilnahme am Village Engineering Construction Competition vorbereiten werden! In ihren Teams müssen sie auswählen, welche Aufgaben auf dem Feld sie erfüllen möchten, um in ihrem Spiel die meisten Punkte zu erzielen. Sie müssen einander zuhören, klar kommunizieren und Kompromisse eingehen, um ihre Strategie zu entwickeln und umzusetzen. Sehen Sie sich das Video unten an, um mehr über die Vorbereitung auf den Village Engineering Construction Competition zu erfahren.

    Hinweis: Sie können auswählen, wie die Schüler mit den Videoinhalten interagieren. Das Video ist in die Bilder-Diashow von Labor 5 eingebettet und kann problemlos mit den Studierenden geteilt werden. Oder Sie schauen sich das Video selbst an und präsentieren die Informationen Ihren Schülern im Unterricht.

  2. ModellModell für Schüler, wie sie zusammenarbeiten und Teamwork nutzen können, um eine Strategie für den Wettbewerb zu entwickeln. Das Ziel dieser Übung besteht darin, eine Strategieidee zu entwickeln, sie mit dem Hero Robot zu testen, herauszufinden, wie gut sie funktioniert hat und was hinzugefügt oder geändert werden muss, um Ihre Strategie für die Konkurrenz zu verbessern.
    • Zeigen Sie, wie Sie mithilfe des technischen Entwurfsprozesses eine Strategie entwickeln können: 
      • Fragen Sie die Schüler zunächst, wie viele Aufgaben sie aufgrund ihrer Erfahrungen aus früheren Laborübungen in einem zweiminütigen Spiel bewältigen können. Beginnen Sie für Ihre anfängliche Strategie einfach mit 3 oder 4 Aufgaben.  For a list of tasks, see the Village Engineering Construction Competition Activity (Google Doc/.docx/.pdf).
    • Fragen Sie die Schüler als Nächstes, welche Aufgaben sie im Rahmen ihrer Strategie erledigen sollten, und fügen Sie sie dem Datenerfassungsblatt hinzu. Verwenden Sie das Beispielbild unten als Referenz für die Verwendung des Datenerfassungsblatts zur Strategieentwicklung.

      Datenerfassungsblatt mit einigen ausgefüllten Beispielinformationen. Oben wird der Name des Labors als „Village Engineering Construction“ aufgeführt. Die Tabelle auf dem Blatt zeigt vier Spalten mit den Beschriftungen „Nummer“, „Aufgabe“, „Zeit“ und „Notizen“. In den ersten beiden Spalten der folgenden drei Zeilen steht „1. Entferne ein Hausbauteil“, „2. Liefere ein Hausbauteil“ und „3. Staple Bauteile, um ein Haus fertigzustellen“.
      Listen Sie jede Aufgabe im Datenerfassungsblatt auf.
    • Üben Sie dann Ihre Strategie mit dem Hero Robot auf dem Feld. Platzieren Sie den Roboter auf dem grünen Startplättchen und lassen Sie den Heldenroboter die auf Ihrem Blatt aufgeführten Aufgaben der Reihe nach erledigen. Notieren Sie den Zeitpunkt, zu dem jeder abgeschlossen wurde. Verwenden Sie das Beispielbild unten als Referenz für die Verwendung des Datenerfassungsblattes. 

      Dasselbe Beispiel eines Datenerfassungsblatts wie zuvor, jedoch mit eingetragener Zeit für die drei Aufgaben. In der Reihenfolge werden in dieser Spalte 45 Sekunden, 1 Minute 2 Sekunden und 5 Sekunden angezeigt.
      Addieren Sie die Zeit, die zum Erledigen jeder Aufgabe benötigt wird.

       

    • Überlegen Sie nach Abschluss des Probelaufs, was gut funktioniert hat und was nicht. Notieren Sie Dinge, die Sie möglicherweise ändern möchten, während Sie Ihre Strategie iterieren. Verwenden Sie das Beispielbild unten als Referenz für die Verwendung des Datenerfassungsblatts zum Sammeln von Reflexionsnotizen.

      Dasselbe Datenerfassungsblatt wie oben mit ausgefüllter Spalte „Notizen“. In dieser Kolumne steht: Der Arm lässt sich am schnellsten verwenden, um das Dach eines Anhängers abzustoßen, der Roboterarm hebt am besten unter geschobenen Dachteilen hervor und lässt sich leicht stapeln – schnelle 2 Punkte!
      Fügen Sie zu jeder Aufgabe Notizen hinzu.

       

    • Entscheiden Sie dann, was Sie zu Ihrer Strategie hinzufügen oder ändern möchten, und schreiben Sie es in die Zeilen, um sich auf die erneute Übung vorzubereiten. Fügen Sie die Aufgabenreihenfolge oben auf dem Blatt hinzu, um Ihre Strategieiteration widerzuspiegeln. Verwenden Sie das Beispielbild unten als Referenz für die Iteration Ihrer Strategie mithilfe des Datenerfassungsblatts. 

    Dasselbe Datenerfassungsblatt mit drei zusätzlichen Zeilen und Reflexionsnotizen unten. In den drei Zeilen sind alle Spalten ausgefüllt. In der Reihenfolge: 1. Windrad gedreht, 5 Sekunden schnell und einfach, 2. Brücke abgesenkt, 1 Minute 16 Sekunden, dauerte zu lange, und 3. Wasserturm angehoben, 19 Sekunden, leicht, schnell anzuheben, 2 Punkte. Unten im Dokument heißt es in der Reflexion: „Erledigen Sie die Brückenaufgabe nicht.“ Versuchen Sie, die Hausaufgaben mit der Windturbine zu kombinieren, um die Punkte zu maximieren.
    Strategieiteration hinzufügen und für die nächste Übung einrichten.
    • Modellieren Sie, wie das Feld für die nächste Übung zurückgesetzt wird. Alle Spielelemente sollten an ihre Ausgangspositionen zurückgebracht werden, wie in der Abbildung „Feldaufbau“ unten gezeigt.

    Feldaufbau für den Dorftechnik-Wettbewerb mit dem Heldenroboter auf der grünen Startplatte.
    Feldeinrichtung
    • Erläutern Sie den Schülern bei Bedarf, wie sie VEXcode GO starten, Verbinden Sie ihr Gehirn mit ihrem Gerät und öffnen und richten Sie die Registerkarte „Laufwerk“ ein diese Schritte:
      • Wählen Sie in VEXcode GO die Registerkarte „Laufwerk“.

    VEXcode GO-Symbolleiste mit der Schaltfläche der Registerkarte „Laufwerk“ in einem roten Feld.
    Wählen Sie die Registerkarte Laufwerk
    • Hinweis: Wenn Sie Ihren Roboter zum ersten Mal mit Ihrem Gerät verbinden, wird der im Gehirn integrierte Gyro möglicherweise kalibriert, wodurch sich der Roboter für einen Moment von selbst bewegt. Dies ist ein erwartetes Verhalten. Berühren Sie den Roboter während der Kalibrierung nicht.
    • Wählen Sie die Moto-Option in Port 2, um den Armmotor des Hero Robot zu steuern.

    Bildschirm der Registerkarte „VEX GO Drive“ mit dem von „LED Bumper“ auf „Motor“ geänderten Port-2-Modus, der in einem roten Kästchen angezeigt wird, damit der Benutzer den Arm mit dem Joystick bewegen kann.
    Wählen Sie die Motoroption für Port 2
    • Schüler können den Fahrmodus durch Auswählen der Schaltflächen „Tank Drive“, „Left Arcade“, „Right Arcade“ oder „Split Arcade“ ändern. Sehen Sie sich den Videoclip unten an, um die Bewegung der Joysticks beim Auswählen der einzelnen Fahrmodi zu sehen. 
    Videodatei
    • Zur Referenz: Die Fahrmodi entsprechen den folgenden Steuerelementen:
      • Tankantrieb: Jeder Joystick steuert einen anderen Motor.
      • Left Arcade: Ein Joystick, der beide Motoren steuert. Der Joystick befindet sich auf der linken Seite des Bildschirms.
      • Rechts Arcade: Ein Joystick, der beide Motoren steuert. Der Joystick befindet sich auf der rechten Seite des Bildschirms.
      • Split Arcade: Zwei Joysticks. Einer steuert die Links- und Rechtsbewegungen und der andere die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen.

    Die Schüler können den Armmotor mithilfe der grünen und roten Pfeile um Port 2 anheben und absenken.

    • Hinweis: Die Pfeile entsprechen der Drehrichtung des Motors und nicht unbedingt den Auf- und Abbewegungen des Arms selbst. 

    Registerkarte „Fahren“ in VEXcode GO mit den grünen und roten Pfeilen für Port 2 in einem roten Kästchen neben dem linken Joystick.
    Anschluss 2 Motorsteuerung

     

  3. ErleichternErleichtern Sie die Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen Teammitgliedern während der Entwicklung und Umsetzung ihrer Strategie. Stellen Sie bei Ihrer Runde durch den Raum Fragen wie:
    • Wie entscheiden Sie gemeinsam, welche Aufgaben Sie im Rahmen Ihrer Strategie in Angriff nehmen? 
    • Was haben Sie über Ihre Strategie gelernt, nachdem Sie sie praktiziert haben? Was möchten Sie beibehalten oder ändern? Warum? 
    • Wie helfen Sie sich gegenseitig, Ihre Strategie effektiv umzusetzen? 
    • Welche Aufgabe ist Ihre Lieblingsaufgabe? Warum? Wie können Sie diese Stärke in Ihrer Strategie nutzen? 

    Möglicherweise möchten Sie eine Übungsreihenfolge festlegen, damit die Schüler wissen, wann sie auf Feldan der Reihe sind. Sie können eine Liste mit der Teamreihenfolge erstellen, bestimmte Übungszeiten zuweisen oder eine Anmeldeliste bereitstellen, auf die die Schüler ihre Namen eintragen können, wenn sie bereit sind, ihre Strategie zu testen. Sie können Ihrer Übungszeit so viel Struktur verleihen, wie Ihre Schüler Ihrer Meinung nach benötigen.

    • Möglicherweise möchten Sie für den ersten Spielteil zusätzliche Zeit einplanen, damit sich die Schüler in Vorbereitung auf den Wettbewerb intensiver mit der Strategieentwicklung befassen können. Je mehr Übungsrunden sie absolvieren, desto besser sind sie auf den Wettkampf vorbereitet.
    • Sie können dieses Bild des Village Engineering Construction Competition Field von oben verwenden, damit die Schüler den Weg ihres Roboters vom Spielfeld weg planen können.

    Von oben nach unten das Wettkampffeld.
    Planen Sie einen Weg für Ihren Roboter.

    Ermöglichen Sie Designiterationen, die die Strategieentwicklung unterstützen können. Die Schüler möchten möglicherweise eine Änderung an ihrem Roboter vornehmen, um ihre Strategie besser umsetzen zu können. You can use the Engineering Design Process Organizer (Google Doc/.docx/.pdf) to help students document the problem they are trying to solve, their design idea, and how successfully it accomplished their goal.

    • Um den Schülern dabei zu helfen, konzentriert und organisiert zu bleiben, können Sie sie bitten, sich bei Ihnen zu melden und ihre Designideen mitzuteilen, bevor sie mit dem Bauen beginnen. Auf diese Weise können Sie ihnen dabei helfen, die Durchführbarkeit der Iteration im Rahmen der Zeit und der Einschränkungen Ihrer Umgebung zu beurteilen. Stellen Sie Fragen wie: 
      • Welche Aufgabe können Sie mit diesem Design besser erledigen? Wie wird Ihr Design das Problem lösen?
      • Wie viel Zeit werden Sie Ihrer Meinung nach für den Bau benötigen? Kannst du es in der Zeit bauen, die uns im Unterricht zur Verfügung steht? 
      • Wie testen Sie Ihre Iteration, um festzustellen, ob sie erfolgreich ist? Worauf achten Sie bei Ihrer nächsten Probefahrt, um festzustellen, ob es funktioniert?
      • Wie wirkt sich dieses Design auf Ihre Fähigkeit aus, andere Aufgaben in Ihrer Strategie zu erledigen?
    • Sie können Einschränkungen wie die Anzahl der Teile oder den Bereich des Roboters, den sie anpassen können, vorgeben, um den Schülern dabei zu helfen, sich auf eine kleine und spezifische Iteration zu konzentrieren, anstatt zu versuchen, beispielsweise den gesamten Arm neu zu gestalten.
  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, dass die Spiele im Village Engineering Construction Competition kurz sind. Sie sollten nicht länger als die Dauer eines Spiels auf dem Feld trainieren, damit sie ein Gefühl dafür bekommen, was in diesem Zeitraum tatsächlich geschafft werden kann. Wenn sie nicht alle Aufgaben ihrer Strategie in diesem Zeitrahmen erledigen können, ist es in Ordnung, weniger zu tun. Darum geht es bei der Iteration Ihrer Strategie: eine Idee zu testen und zu lernen, wie Sie sie verbessern können!

    Erinnern Sie die Schüler daran, dass sie zwischen jeder Iteration kleine Änderungen an ihrer Strategie vornehmen sollten. Der Versuch, viele Dinge auf einmal zu ändern, kann dazu führen, dass unklar wird, was gut funktioniert und was nicht. Eine systematische Vorgehensweise und die Dokumentation der Fahrpraxisdaten kann ihnen dabei helfen, im Training und im Wettkampf fundierte, auf Daten basierende Entscheidungen zu treffen.

    Erinnern Sie die Schüler daran, dass es in Ordnung ist, unterschiedliche Strategieideen zu haben, dass sie jedoch in der Lage sein müssen, respektvoll zuzuhören, zu kommunizieren und kompromissbereit zu sein, damit sie als Team arbeiten können. Das gesamte Team sollte in der Lage sein, die Strategie und ihre Entwicklung bis zum Wettbewerbsende zu erläutern. Sie arbeiten zusammen und werden als ein Team antreten.

  5. FrageFragen Sie die Schüler, ob sie schon einmal eine Strategie für etwas außerhalb der Schule entwickeln mussten, beispielsweise für eine Sportmannschaft oder einen Spieleabend mit der Familie. Inwiefern ist diese Erfahrung ähnlich oder anders? Was können sie von dem, was sie beim Village Engineering Construction Competition gelernt haben, nutzen, um ein besserer Teamkollege oder Stratege zu werden?

Spielpause & Gruppendiskussion

Sobald jede Gruppe eine Strategie entwickelt, getestet und iteriert hat, kommt sie zu einem kurzen Gespräch zusammen.

Nachdem die Schüler nun mit ihren Teams eine Strategie erarbeitet haben, nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um gemeinsam über diesen Prozess nachzudenken. 

  • Wie hat Ihr Team bei der Entwicklung einer Strategie zusammengearbeitet? Wie haben Sie sich abgewechselt, damit die Ideen aller gehört wurden? 
  • Welche praktische Erfahrung haben Sie gemacht, die Ihnen bei der Entwicklung Ihrer Strategie geholfen hat? 
  • Hat Ihr Team bei der Strategie Kompromisse gemacht? Welchen Kompromiss sind Sie eingegangen? Wie hat es funktioniert? 
  • Vor welcher Herausforderung stand Ihr Team bei der Entwicklung einer Strategie? Wie haben Sie das Problem gelöst? 

Teil 2 - Schritt für Schritt

  1. UnterrichtenUnterrichten Sie die Schüler, dass sie jetzt am Dorfbau-Wettbewerb teilnehmen werden! Das Ziel des Wettbewerbs besteht darin, in einem zweiminütigen Spiel durch das Erfüllen beliebiger Aufgaben auf dem Spielfeld so viele Punkte wie möglich zu erzielen!

    Hinweis:Sie können den Zeitpunkt der Spiele an die Bedürfnisse Ihrer Schüler anpassen. Bei längeren Spielzeiten können die Schüler versuchen, mehr Aufgaben zu erledigen und mehr Punkte zu erzielen, während kürzere Spiele die Schüler dazu ermutigen können, weniger Aufgaben zu erledigen und sich mehr auf Effizienz und Präzision zu konzentrieren.

    Nutzen Sie die Bauaktivität „Dorfingenieurwesen“. (Google Doc/.docx/.pdf) als Leitfaden für Schüler bei der Teilnahme am Wettbewerb. 

    Dokument zum Wettbewerb für Dorfingenieurbauwerke
    Dorfbau-Wettbewerb Aktivität

     

  2. ModellModell für Schüler, wie sie an den Wettkampfspielen teilnehmen und wie der Wettkampf im Klassenzimmer ablaufen wird.

    Lernen Weitere Informationen zur Organisation eines VEX GO-Klassenzimmerwettbewerbs, siehe das Artikel. 

    • Zeigen Sie, wie Sie den Heldenroboter auf dem grünen Startplättchen auf dem Spielfeld aufstellen, um das Spiel zu beginnen.

      Heldenroboter auf der grünen Kachel auf dem Wettkampffeld, bereit, ein Spiel zu beginnen.

       

    • Teilen Sie den Schülern die Reihenfolge der Spiele und die Erwartungen mit, damit sie wissen, was sie während des Wettbewerbs vor und nach ihrem Fahreinsatz tun sollten. 
      • Mit dieser Vorlage für die Spielreihenfolge können Sie den Teams die Reihenfolge anzeigen, in der sie antreten. Sie können dieses Blatt auch verwenden, um den Punktestand nach jedem Spiel festzuhalten. Versuchen Sie, genügend Übereinstimmungen zu haben, damit jeder Schüler mindestens einmal die Chance bekommt, den Roboter zu fahren. 

    Ausgefüllter Wettkampf-Spielreihenfolgebogen mit der Anweisung „Tragen Sie die Namen aller Teams neben den Wettkampf-Reihenfolgenummern ein.“ Die folgende Datentabelle hat drei Spalten mit den Texten „Reihenfolge“, „Team“ und „Ergebnis“. Die Punktespalte ist in jeder Zeile leer. Es sind jeweils 5 Reihen ausgefüllt, es gibt 4 Teams, die jeweils die Fahrer austauschen.
    Beispiel für die Reihenfolge der Wettkampfspiele
    • Demonstrieren Sie den Schülern, wie Sie den Timer bedienen und worauf Sie achten und hören müssen, um zu wissen, wann Sie mit der Bewegung ihrer Roboter auf dem Feld beginnen und aufhören müssen. 
    • Zeigen Sie den Schülern, wo sie während der Wettkampfspiele sitzen können. Wenn Sie über Übungsbereiche oder andere Räumlichkeiten verfügen, in denen sich die Schüler während des Wettbewerbs aufhalten können, zeigen Sie ihnen auch diese Bereiche und erklären Sie, wie sie zu nutzen sind.
    • Gehen Sie die Erwartungen durch, damit Sie ein respektvoller Teilnehmer am Wettbewerb sein können. Ermutigen Sie die Schüler, sich gegenseitig anzufeuern und sich auf den Wettbewerb zu freuen – das Unterrichtserlebnis soll Spaß machen! Stellen Sie sicher, dass die Schüler vor, während und nach jedem Spiel Sportsgeist zeigen.
      • You can use the Village Engineering Construction Competition Activity Scoring Sheet (Google Doc/.docx/.pdf) to help students calculate scores at the end of each match. Sie können den Village Engineering Construction-Punktebogen für jedes Spiel ausdrucken oder projizieren, sodass die Schüler ihre eigenen Punkte zusammenzählen und zur Bestenliste hinzufügen können. Verwenden Sie das Beispielbild eines ausgefüllten Bewertungsbogens unten als Referenz.
      • Teilweise ausgefüllter Bewertungsbogen für die Dorfingenieurskonstruktion. Das Blatt zeigt, dass Gruppe 1 mit der Fahrerin Cora 6 Hauskomponenten entfernt, 3 Hauskomponenten geliefert und den Bau von 1 Haus abgeschlossen hat, was insgesamt 10 Punkte ergibt.
        Dorfbau-Wettbewerb Wertungsbogen
    • Wenn Sie a verwenden VEX GO-Rangliste, Zeigen Sie den Schülern, wie die Ergebnisse eingegeben und in der Bestenliste angezeigt werden.
    • Modell, wie das Feld für das nächste Spiel zurückgesetzt wird. Alle Spielelemente sollten an ihre ursprünglichen Positionen und Plätze zurückgebracht werden, wie im Bild oben gezeigt.
  3. ModerierenModerieren Sie die Wettkämpfe im Klassenzimmer und verwickeln Sie die Schüler in Gespräche über ihr Fahrverhalten und ihre Zusammenarbeit zwischen den Spielen. Verwenden Sie Diskussionsanstöße wie:
    • Vor Spielbeginn: 
      • Welches Teammitglied wird fahren? Können Sie Ihre Strategie bzw. Ihr Ziel für dieses Spiel erläutern? 
      • Welche Strategieiteration wird Sie Ihrer Meinung nach erfolgreicher machen? Warum?
      • Hat Ihre Strategie die Aufgabenreihenfolge geändert, die mit den ursprünglichen Laboraufträgen übereinstimmt?  Warum? Oder warum nicht?
      • Welcher Teil Ihrer Strategie gefällt Ihrem Team am besten? Warum?
    • Während eines Spiels: 
      • Beobachten Sie, welche Aufgaben das Team ausgewählt hat. Was fällt Ihnen auf? 
      • Beobachten Sie, wie sich der Roboter auf dem Feld bewegt. Was fällt Ihnen auf? 
      • Beobachten Sie, wie der Fahrer den Arm und die Bewegung des Hero Robot steuert. Was fällt Ihnen auf? 
    • Nach einem Spiel: 
      • Was haben Sie beim Fahren gelernt, das Sie in Ihrem nächsten Spiel anwenden werden? 
      • Was haben Sie durch das Beobachten eines anderen Fahrers gelernt, das Ihnen in Ihrem Spiel helfen kann?
  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, dass sie im Wettbewerb größere Erfolgschancen haben, wenn sie kooperieren und mit ihren Teamkollegen zusammenarbeiten! Ermutigen Sie Ihre Schüler, Spaß am Wettkampf zu haben, denn dieser ist eine ebenso wertvolle Lernerfahrung wie das Ergebnis am Ende des Spiels.

    Erinnern Sie die Schüler daran, während des gesamten Wettbewerbs stets eine respektvolle und freundliche Sprache zu verwenden. Die Vorfreude ist groß, aber wir müssen trotzdem Sportsgeist beweisen!

  5. FrageFragen Sie die Schüler, wie sie das, was sie während des Wettbewerbs gelernt haben, mit ihren Freunden und ihrer Familie teilen werden. Von welchen Teilen werden sie ihnen erzählen? Wie können sie denjenigen, die nicht am Unterricht teilnehmen, ihr Wissen und ihre Begeisterung zeigen?