Wie funktioniert der Roboter?/Unser Roboter kann...!

Diese Unterrichtsstunde gehört in die Reihe "Wie funktioniert der Roboter?"

Ziele und Kompetenzen

Anforderungsbereich „Reproduzieren“ (AB I)

• (R-K7) Die SuS ordnen Bestandteile eines Roboters der Eingabe, der Verarbeitung und der Ausgabe zu.

Anforderungsbereich „Zusammenhänge herstellen“ (AB II)

• (R-K3) Die SuS benennen und formulieren präzise Handlungsvorschriften.
• (R-K4) Die SuS erklären gelesene Handlungsvorschriften und -abläufe für die Steuerung eines Roboters.
• (R-K5) Die SuS interpretieren Handlungsvorschriften und -abläufe korrekt und führen sie schrittweise richtig aus.

Anforderungsbereich „Verallgemeinern und Reflektieren“ (AB III)

• (R-K6) Die SuS formulieren Fragen zur Steuerung eines Roboters.

Materialüberblick

Materialien aus dem Materialpaket "Unterrichtsmaterial, Arbeitsblätter, Kopiervorlagen, Präsentationsmaterial" (Forscherheft auf den Seiten 147-168):

• Material der letzten Doppelstunde (falls es am Ende eingesammelt wurde)
• Ggf. ein vergrößertes Spielfeld für die Tafel oder Sitzkreis
• Ggf. große Kopien (passend zum großen Spielfeld)(Materialpaket, S. 136):

Bildkarten	Anzahl
Mauern	3
Zäune	3
Blume	2
Roboter	1

• Ggf. etwas vergrößerte Kopien der Puzzle-Stücke zum Arbeiten im Sitzkreis oder an der Tafel
• Aufhängen des Tippzettels zu Aufgabe 6

Handlungsschritte

Handlungsschritte	Materialien/ Medien
Der Lehrer erklärt den SuS, dass sie heute am Forscherheft weiterarbeiten werden. Zur Wiederholung steuert die Klasse ein Kind (oder mehrere Kinder) mit den bekannten Befehlen durch den Klassenraum.
Die Kinder arbeiten nun weiter an dem Forscherheft. Die Lehrperson gibt Hilfestellungen oder nutzt die Zeit und den Arbeitsfortschritt der Kinder, um mit einigen Kindern weitere dezentrale Reflexionen durchzuführen. Die Fragestellungen wären analog zu den Fragestellungen aus der 2. Doppelstunde. Welches ist das kürzeste Programm? Warum sollte man versuchen, das Programm möglichst kurz zu halten? In der Kleingruppe wird bei der dezentralen Reflexion von 2 Schülern/innen ein Programm gelegt. Die Gruppe reflektiert über die Herangehensweise des Teams an die Aufgabe. Die Gruppe überlegt sich eine alternative Erklärung zum Parameter.	* Forscherhefte * Tippzettel * Puzzlestücke * Bildkärtchen (Mauern,…)
Anschließend arbeiten diese Teams weiter am Forscherheft und beschäftigen sich mit dem EVA-Prinzip (Eingabe/ Verarbeitung/ Ausgabe).
Am Ende der Doppelstunde (ca. 10 Minuten) können anhand von Beispiellösungen der SuS und der Aufgaben im Forscherheft die oben genannten dezentralen Reflexionsfragen im Plenum diskutiert werden. Dafür wird das große Spielfeld mit Magneten an die Tafel geheftet oder in den Sitzkreis gelegt. Die vorstellenden Teams legen / heften ihr Programm ebenfalls an die Tafel. Bevor das Programm ausgeführt wird, lässt die Lehrperson von den Kindern erklären, was passiert und stellt die Frage, ob das Programm funktionieren kann. Dann „läuft“ der Roboter, vom Programm gesteuert und von den Kindern bewegt, das Spielfeld ab. Alternativ oder ergänzend können auch neue Spielfeldsituationen eingebracht werden und gemeinsam Programme für diese Situationen entwickelt und z.B. zum Einsatz der Schleife weiterentwickelt werden. Dies können Situationen wie in Aufgabe 8 sein oder ganz neue Situationen, in denen der Roboter von einem Start zum Zielpunkt kommen muss. Bei der Verwendung der Bedingten Verzweigung, taucht zum ersten Mal im Ansatz eine Abstraktion über den Raum auf. Ein Programm kann für unterschiedliche Ausgangssituationen (Blume und Zaun können auf jeweils zwei unterschiedlichen Feldern liegen) genutzt werden. Daher ist es sinnvoll mit den SuS an dieser Stelle die unterschiedlichen Spielfeldsituationen in Kombination mit ein und demselben Programm zu thematisieren. Als abschließende Diskussion kann es hier sinnvoll sein, die Schülervorstellungen zu Robotern vom Anfang der Unterrichtseinheit nochmal aufzugreifen. Fragestellungen könnten dann z.B. sein: „Sind Roboter nun wirklich gefährlich?“ etc.	Großes Spielfeld Große Bildkärtchen (Mauern,…)

Anmerkung:

Bedingt durch den Aufbau des Forscherheftes werden die Kinder, wie schon erwähnt, nicht alle gleichzeitig an der gleichen Aufgabe arbeiten. Es bietet sich aber je nach Klasse an, dass man (wenn die ersten Gruppen die Aufgabe 5 abgeschlossen haben) eine gemeinsame Zwischenreflexion zu den bisher bekannten Befehlen einschiebt.

Lerngruppen, die nicht so frei arbeiten können oder wollen, steht es frei das Forscherheft anders zu nutzen. Hierfür kann das Material bspw. einzeln mit den SuS erarbeitet werden. Außerdem kann das Material in Form einer Lerntheke präsentiert werden, bei der die Lehrkraft notiert, welche Aufgaben für die Lerngruppe eher einfach oder eher schwierig sind.