Arbeitsblatt: Unterrichtseinheit Algorithmen

Material-Details

Unterrichtseinheit für die 2. / 3. Klasse mit 5 Sequenzen zum Thema Algorithmen. Hinweis: Bei einigen Übungen sind Bee-Bots erforderlich.
Informatik
Programmieren
3. Schuljahr
16 Seiten

Statistik

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317
9
15.09.2017

Autor/in

Franziska (Spitzname)
Land: Schweiz
Registriert vor 2006

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Textauszüge aus dem Inhalt:

Unterrichtseinheit zum Thema Algorithmen 2. 3. Klasse Kurzbeschreibung Die Schülerinnen und Schüler sollen sich durch verschiedene Aufgaben mit dem Bee-Bot Bee spielerisch an das Thema Algorithmen annähern und verstehen, wie Handlungsvorschriften funktionieren. Je nach gewähltem Material kann fächerübergreifend fächerübergreifend gearbeitet werden. Da meist in Gruppen gearbeitet wird, werden zusätzlich soziale Kompetenzen geschult. Literatur und Links Lehrmittel „Minibiber: www.minibiber.ch (Sequenz 1) IdeenSet Robotik, Bee-Bot, Bot, PH Bern 2015: www.phbern.ch/ideenset-robotik robotik (Sequenzen 2-5) Übersicht Sequenzen Sequenz 1: Ich, der Bee-Bot Sequenz 2: Die Schatzinsel Sequenz 3: Buchstabieren Sequenz 4: Bee-Bot Bowling Sequenz 5: Bee-Bot Challenge Unterrichtsskizze Sequenz 1 – Ich, der Bee-Bot Bee ca. 1 Lektion Ziele Befehlssignale und deren Ausführung kennen lernen Bee-Bot Bot kennen lernen und Befehlssignale (Bewegungsrichtungen, Start, Stopp und LöschtasLöschta te) entdecken Befehlsketten bilden können Bezug zum Lehrplan 21 MI 2.2 Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche LösungsverLösungsve fahren beschreiben und in Programmen umsetzen. Die SuS können formale Anleitungen erkennen und ihnen folgen (z.B. KochKoch und Backrezepte, SpielSpiel und Bastelanleitungen, Tanzchoreographien). MI 2.3 Die Schülerinnen und Schüler verstehen Aufbau und Funktionsweise von informationsverarbeitenden Systemen stemen und können Konzepte der sicheren Datenverarbeitung anwenden. Die SuS können Geräte ein- und ausschalten, Programme starten, bedienen und beenden sowie einei fache Funktionen nutzen. Benötigtes Material Viel Platz (draussen oder in der Turnhalle) Bee-Bots Spielfeld (Folienraster mit 15x15cm Quadraten) Ablauf der Sequenz 1. Ein Kind spielt den Roboter, die Lehrperson gibt Anweisungen, welche das Kind sofort ausau führt. Die Aufgabe der anderen Kinder ist es, sich möglichst alle Anweisungen zu merken. merke a. b. c. d. e. Startsignal: Leichte Berührung am Nacken 1 Schritt vorwärts: Berührung auf den Rücken Drehung nach rechts: Berührung der rechten Schulter Drehung nach links: Berührung der linken Schulter Stoppsignal: Leichte Berührung am Nacken 2. Nach dieser Übung wird besprochen, welche Befehle sich die Kinder merken konnten und was beachtet werden muss, wenn das Spiel nun in Partnerarbeit durchgeführt wird. 3. Das gleiche Spiel wird nun in Partnerarbeit durchgeführt. Die Lehrperson gibt ein Zeichen für den Wechsel. 4. In der Gruppe wird besprochen, was (nicht) gut funktioniert hat und weshalb. 5. In Partnerarbeit wird noch einmal das gleiche Spiel durchgeführt. Nun kann der ProgrammieProgrammi rer allerdings vier (oder später mehr) Anweisungen auf einmal programmieren und dies mit einer Berührung beider Schultern gleichzeitig speichern. Erst nach dem Startsignal läuft das Kind die programmierte Strecke ab. Unterrichtsskizze 6. Die Lehrperson stellt den Kindern (ev. mit einer Geschichte) den Bee-Bot vor. 7. Die Kinder platzieren den Bee-Bot auf einem Folienraster und programmieren ihn nun analog zu der vorangehenden Aufgabe. Hinweise zur Durchführung Es ist wichtig, dass die Kinder während der Aufgabe verstehen, was sie machen. Deshalb sollte grossen Wert auf die Diskussion (Punkte 2 und 4) gelegt werden. In der zweiten Partnerarbeit (Punkt 5) kann es hilfreich sein, wenn die Lehrperson die Aufgabe noch einmal mit einem Kind vorzeigt. Ausserdem sollen alle Gruppen mit vier Befehlen starten. Danach kann die Lehrperson den stärkeren Schülerinnen und Schülern den Auftrag geben, 6 oder 8 Anweisungen zu speichern. Alternativ können die Kinder mit vier starten und jedes Mal, wenn der Roboter die programmierte Strecke korrekt abgelaufen ist, die Anzahl Anweisungen um eins erhöhen. Ansonsten überschätzen sich einige Kinder möglicherweise und programmieren so viele Anweisungen, dass der Roboter irgendeine Strecke läuft und der Programmierer auch nicht mehr so genau weiss, was er nun eigentlich programmiert hat. Für die letzte Aufgabe mit dem echten Bee-Bot ist es von Vorteil, wenn kleinere Gruppen gebildet werden, sodass jedes Kind zum Zug kommt und nicht zu lange Wartezeiten entstehen. Dies ist natürlich nur möglich, wenn genügend Bee-Bots zur Verfügung stehen. Sequenz 2 – Die Schatzinsel ca. 1 Lektion Ziele Anleitungen für einen Roboter schriftlich festhalten Abfolge von Befehlen in einen Roboter eingeben, so dass dieser an einen vorher bestimmten Punkt gelangt. Abläufe analysieren, kombinieren und daraus neue Abläufe ableiten Bezug zum Lehrplan 21 MI 2.2 Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche Lösungsverfahren beschreiben und in Programmen umsetzen. Die SuS können durch Probieren Lösungswege für einfache Problemstellungen suchen und auf Korrektheit prüfen (z.B. einen Weg suchen, eine Spielstrategie entwickeln). Sie können verschiedene Lösungswege vergleichen. MI 2.3 Die Schülerinnen und Schüler verstehen Aufbau und Funktionsweise von informationsverarbeitenden Systemen und können Konzepte der sicheren Datenverarbeitung anwenden. Die SuS können Geräte ein- und ausschalten, Programme starten, bedienen und beenden sowie einfache Funktionen nutzen. Benötigtes Material Piratenkarte gross sowie kleine Kopien davon (siehe Anhang) Arbeitsblatt „Die Schatzinsel (siehe Anhang) 1 Bee-Bot pro Gruppe Unterrichtsskizze Ablauf der Sequenz 1. Die Schülerinnen und Schülern werden in 2-3er 2 3er Gruppen eingeteilt und erhalten das ArbeitsArbeit blatt „Die Schatzinsel sowie eine kleine Kopie der grossen Piratenkarte. Jede Gruppe überübe legt sich, bei welchem Feld auf der Karte sie einen Schatz verstecken wollen. 2. In der Gruppe schreiben sie eine Anleitung für den Bee-Bot, Bee Bot, sodass dieser Schritt für Schritt vom Piratenschiff zum Feld gelangt, wo der Schatz Schatz versteckt ist. Gestartet wird immer beim Piratenschiff. 3. Die Anleitungen werden unter den Gruppen ausgetauscht. Jede Gruppe versucht nun heh rauszufinden, wo der Schatz der jeweils anderen Gruppe versteckt ist. 4. Wenn sich die Gruppe einig ist, auf welchem Feld der Schatz liegt, programmieren sie den Bee-Bot Bot nach der Anleitung und überprüfen so, ob sie mit ihrer Vermutung richtig lagen. 5. Jede Gruppe kontrolliert anschliessend, ob die jeweils andere Gruppe die Anleitung richtig gelesen und den Schatz gefunden hat. Hinweise zur Durchführung Je nach Klasse und Kenntnisse der Schülerinnen und Schüler muss zu Beginn der Lektion geg nau erklärt werden, wie eine Anleitung geschrieben wird. Die Lehrperson könnte mit der ganzen Klasse ein Beispiel machen, bevor die Kinder Kinder in die Gruppenarbeit gehen. Den Kindern sollte nochmals in Erinnerung gerufen werden, wie der Bee-Bot Bee funktioniert. Besonders im Zusammenhang mit der Anleitung müssen die Kinder beachten, dass die Pfeile nach rechts und links auf dem Bee-Bot Bee nur drehen bedeuten und nicht „nach rechts (oder links) gehen. Wenn in einer Anleitung also steht „Gehe ein Feld nach links bedeutet das für den Bee-Bot Bot zwei Befehle: Pfeil nach links (drehen) und Pfeil geradeaus (gehen). Sequenz 3 – Buchstabieren ca. 1 Lektion Ziele Anleitungen für einen Roboter schriftlich festhalten Abfolge von Befehlen in einen Roboter eingeben, so dass dieser an einen vorher bestimmten Punkt gelangt oder einen Weg mit mehreren Punkten geht. Bezug zum Lehrplan 21 MI 2.2 Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche LösungsverLösungsve fahren beschreiben und in Programmen umsetzen. Die SuS können durch Probieren Lösungswege Lösung wege für einfache Problemstellungen suchen und auf Korrektheit prüfen (z.B. einen Weg suchen, eine Spielstrategie entwickeln). Sie können verschiedene Lösungswege vergleichen. Benötigtes Material Rasterfolie mit Buchstaben 1 Bee-Bot pro Gruppe ausgedruckte Befehlssymbole (siehe Anhang) oder leeres Papier Unterrichtsskizze Ablauf der Sequenz 1. Die Schülerinnen und Schüler werden in 2-3er Gruppen eingeteilt. Jedes Kind sucht den Anfangsbuchstaben seines Namens auf der Rasterfolie und überlegt sich, wie es vom Startfeld zu diesem Buchstaben kommt. 2. Die Kinder schreiben die Anweisungen für den Bee-Bot auf ein leeres Blatt Papier oder legen den Weg mit den Befehlssymbolen. 3. In der Gruppe programmieren sie den Bee-Bot nun reihum nach der jeweiligen Anleitung und überprüfen, ob der Bee-Bot mit ihren Anweisungen zum gewünschten Buchstaben gelangt. 4. Als weiteren Schritt können die Kinder versuchen, den ganzen Namen an einem Stück zu schreiben. Hinweise zur Durchführung Beim Festhalten der Anweisungen auf Papier sollte darauf geachtet werden, dass die Schülerinnen und Schüler dies in einer übersichtlichen Art und Weise tun, sodass auch andere die Anleitung lesen könnten und klar ist, welcher Befehl nach welchem kommt. Ob die Kinder die Anweisungen auf ein Blatt Papier schreiben oder mit den Befehlssymbolen legen, kann von der Lehrperson entschieden oder den Kindern selbst überlassen werden. In beiden Fällen kann differenziert werden: Für schwächere Lernende ist es vermutlich einfacher, die Anweisungen zu legen, stärkere Kinder können die Anweisungen gut schreiben. Es wäre sogar möglich, einen Zwischenschritt einzulegen, indem nicht leeres Papier verwendet wird, sondern ein Raster vorgegeben ist, in dem die Symbole eingetragen werden können. Weiterführende Aufgaben Nach mehreren Durchgängen könnte die Aufgabe in einen Wettkampf umgewandelt werden: Die Lehrperson gibt ein Buchstabe vor und es gewinnt die Gruppe, dessen Bee-Bot am schnellsten programmiert wird und auf dem richtigen Buchstaben eintrifft. Mit einem durchsichtigen Folienraster können auch Zahlen oder andere Bilder (z.B. Tiere) unter die einzelnen Felder gelegt werden. So können auch andere Inhalte fächerübergreifend vertieft werden (z.B. Rechnungen oder NMG-Themen). Sequenz 4 – Bee-Bot Bowling ca. 1 Lektion Ziele einzelne Befehle aufzählen und korrekt in einen Roboter eingeben können Abfolge von Befehlen in einen Roboter eingeben, so dass dieser an einen vorher bestimmten Punkt gelangt. Bezug zum Lehrplan 21 MI 2.2 Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche Lösungsverfahren beschreiben und in Programmen umsetzen. Die SuS können durch Probieren Lösungswege für einfache Problemstellungen suchen und auf Korrektheit prüfen (z.B. einen Weg suchen, eine Spielstrategie entwickeln). Sie können verschiedene Lösungswege vergleichen. Unterrichtsskizze Benötigtes Material Kegel (Spielzeugkegel oder kleine PET-Flaschen) Klebeband 1 Bee-Bot pro Gruppe Post-It-Zettel Ablauf der Sequenz 1. Mit dem Klebeband wird eine Startlinie auf den Boden geklebt. Im Abstand von ungefähr 70cm werden die Kegel aufgestellt. 2. Die Schülerinnen und Schüler werden in Gruppen eingeteilt und programmieren ihren BeeBee Bot so, dass er möglichst viele Kegel umwirft. 3. Nach einigen Durchgängen kann die Aufgabe erschwert werden, indem nur ein einzelner KeK gel umgeworfen werden soll (mit Post-it Post kennzeichnen). Hinweise zur Durchführung Falls die Kinder Schwierigkeiten mit der Distanz haben, können 15cm lange Papierquadrate zwischen Startlinie und Kegel gelegt werden. Die Kegel können (in verschiedenen Runden) unterschiedlich aufgestellt werden: werde in einer Linie parallel zur Startlinie, als Zickzacklinie zwei versetzte Linien parallel zur Startlinie, als Dreieck wie beim Bowling etc. Sequenz 5 – Bee-Bot Bot Challenge ca. 1 Lektion Ziele Anleitungen für den Roboter schriftlich festhalten Abfolge von on Befehlen in einen Roboter eingeben, so dass dieser an einen vorher bestimmten Punkt gelangt Abläufe analysieren und kombinieren und daraus neue Abläufe ableiten Bezug zum Lehrplan 21 MI 2.2 Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche LösungsverLösungsve fahren beschreiben und in Programmen umsetzen. Die SuS können durch Probieren Lösungswege Lösung wege für einfache Problemstellungen suchen und auf Korrektheit prüfen (z.B. einen Weg suchen, eine Spielstrategie entwickeln). entwickeln). Sie können verschiedene Lösungswege vergleichen. Benötigtes Material Rasterfolie (versch. Formen, siehe Bild rechts oder Anhang) Arbeitsblatt „Bee-Bot Bot Challenge (siehe Anhang) 1 Bee-Bot pro Gruppe Unterrichtsskizze Ablauf der Sequenz 1. Die Schülerinnen und Schüler werden in eine Gruppe eingeteilt und erhalten das Arbeitsblatt „Bee-Bot Challenge. Sie sollen nun eine Anleitung für den Bee-Bot schreiben, sodass dieser mit möglichst wenig Anweisungen alle Felder des Folienrasters berührt. 2. Wenn sie mit der Anleitung fertig sind, programmieren sie ihren Bee-Bot entsprechend und überprüfen, ob er alle Felder berührt. 3. Im Plenum werden die unterschiedlichen Wege vorgeführt und die Anweisungen gezählt. Gewonnen hat die Gruppe, dessen Bee-Bot alle Felder berührt und mit den wenigsten Anweisungen programmiert wurde. Hinweise zur Durchführung Wird ein einfaches Quadrat mit verschiedenen Feldern verwendet, werden vermutlich alle Kinder (ungefähr) auf die gleiche Lösung kommen. Mit anderen Spielfeldern kann der Schwierigkeitsgrad jedoch laufend angepasst und erschwert werden. Weitere Möglichkeiten befinden sich im Anhang. Nach der Vorführung im Plenum sollten die Resultate und Lösungswege miteinander verglichen und diskutiert werden, sodass die Kinder merken, dass unterschiedliche Lösungen zum Ziel führen und sie ihre eigene Lösung oder Strategie allenfalls verbessern können. Unterrichtsskizze Anhang Unterrichtsskizze Unterrichtsskizze Unterrichtsskizze Unterrichtsskizze Unterrichtsskizze Unterrichtsskizze Unterrichtsskizze Unterrichtsskizze