WeDo 2.0 Im Unterricht - LEGO Education

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WeDo 2.0 imUnterrichtDie Projekte von LEGO Education WeDo 2.0unterstützen den Kompetenzaufbau im Sachunterrichtmithilfe von LEGO Steinen. Alle WeDo 2.0 Projektefördern die Kompetenzen des informatischen Denkens.

Einführung in WeDo 2.0Informatisches Denken im UnterrichtUnsere Welt verändert sich. Ob ganz offensichtlich oder doch auf eine eherunerwartete Weise – mittlerweile beeinflussen die Technik und Informatik nahezujeden Aspekt unseres Lebens. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln sich rasantzu aktiven Mitgliedern der Gesellschaft. Daher sollte es höchste Priorität haben,ihnen die Kompetenzen und Fähigkeiten zu vermitteln, die sie wirklich brauchen.Informatisches Denken umfasst eine Reihe von Kompetenzen, die weltweitimmer mehr an Bedeutung gewinnen und wichtig sind, um mit dem Fortschrittder Technik mitzuhalten. In den US-amerikanischen Next Generation ScienceStandards wird das algorithmische Denken bereits als wesentlicher Bestandteil dernaturwissenschaftlichen und technischen Fächer genannt. Aber auch in anderenLändern wird es immer stärker in die Lehrpläne eingebunden.Das informatische Denken bildet inzwischen die Grundlage für Unterrichts standards, die von der Computer Science Teacher Association (CSTA) sowieanderen Organisationen herausgegeben wurden. Darunter auch ISTE, Code.org undComputing at School (eine britische Organisation, die einen weltweit anerkanntenInformatiklehrplan erstellt hat). All diese Organisationen haben der Entwicklungdes informatischen Denkens eine besondere Bedeutung in ihren Lehrplänenbeigemessen.Aktuell existieren in Deutschland noch keine Curricula, die explizit informatischeKompetenzen im Bereich der Primarstufe ausweisen. EntsprechendeBildungsstandards werden aktuell erarbeitet. Darüber hinaus gibt es Empfehlungenim Rahmen einer Expertise für die Stiftung Haus der kleinen Forscher.Diese wichtigen Kompetenzen lassen sich durch interaktive Aktivitäten oderProjekte fördern, die auf lebensnahen Situationen basieren. Um diese Entwicklungzu fördern, ergänzt LEGO Education die bereits verfügbaren Sachkundeprojektevon WeDo 2.0 durch eine Reihe von Projekten zum informatischen Denken. 2017 The LEGO Group.13

Einführung in WeDo 2.0Überblick über die geführten Projekte1. MondstationIn diesem Projekt soll eine Lösung entwickelt werden, mit deren Hilfe ein Robotereine Basis auf dem Mond errichten kann.12. Objekte greifenIn diesem Projekt geht es darum, einen mechanischen Greifer zu entwickeln,der kleine Objekte bewegen kann.3. Nachrichten sendenIn diesem Projekt soll eine Lösung entwickelt werden, mit deren HilfeInformationen über ein System aus Signalen ausgetauscht werden, die in Musternangeordnet sind.4. Vulkanische AktivitätIn diesem Projekt geht es darum, ein Gerät zu entwickeln, mit dessenHilfe vulkanische Aktivitäten besser überwacht werden können, umnaturwissenschaftliche Untersuchungen zu unterstützen.234 2017 The LEGO Group.14

Einführung in WeDo 2.0Überblick über die offenen Projekte5. InspektionIn diesem Projekt soll eine Lösung entwickelt werden, die es einem Roboterermöglicht, beengte Räume zu inspizieren. Die Bewegungen des Roboters werdendabei durch Sensoren geführt.6. Emotionale GestaltungIn diesem Projekt soll eine Lösung entwickelt werden, die es einem Roboterermöglicht, im Umgang mit Menschen positive Gefühle zu zeigen.51637. Sicherheit in der StadtIn diesem Projekt geht es darum, eine Lösung zu finden, um die Stadt zu einemsichereren Ort zu machen.8. Tierische SinneIn diesem Projekt soll mithilfe von Modellen gezeigt werden, wie Tiere ihre Sinneeinsetzen, um mit ihrer Umwelt zu interagieren.78 2017 The LEGO Group.15

Einführung in WeDo 2.0Mögliche Reihenfolge der Projekte zum Entwickeln des informatischen DenkensSie können die Projekte in beliebiger Reihenfolge bearbeiten. In jedem Projektwerden Gelegenheiten für die Entwicklung von Kompetenzen des informatischenDenkens hervorgehoben. Sie können selbst entscheiden, welche Kompetenzenfür Sie und Ihre Klasse die höchste Relevanz besitzen. Im Folgenden bieten wirIhnen einen Vorschlag für die Reihenfolge. Diese basiert auf einem steigendenKomplexitätsgrad der behandelten Programmierkonzepte.Nutzen Sie zwei 45-minütige Unterrichtsstunden, um Ihrer Klasse eine Einführungin den Einsatz von Bedingungen zu geben und zu erklären, wie die anderenProgrammierprinzipien eingebaut werden können.Lektion 9: Vulkanische Aktivität (Erforschungs- und Entwicklungsphase)Lektion 10: Vulkanische Aktivität (Test- und Ergebnisphase)Offene ProjekteErste SchritteNutzen Sie zwei 45-minütige Unterrichtsstunden, um Ihrer Klasse eine Einführungin WeDo 2.0 zu geben.Lektion 1: Milo, die ForschungssondeLektion 2: Kombination aus den Teilprojekten Milos Bewegungssensor, MilosNeigungssensor und ZusammenarbeitenNutzen Sie zwei oder drei 45-minütige Unterrichtsstunden, um ein eigenes Projektauf Grundlage der vorgeschlagenen offenen Projekte durchzuführen. DiesesProjekt sollte alle Programmierprinzipien berücksichtigen sowie die Kompetenzendes informatischen Denkens, die sich die Schülerinnen und Schüler beimBearbeiten der geführten Projekte angeeignet haben.Geführte ProjekteNutzen Sie zwei 45-minütige Unterrichtsstunden, in denen die Schülerinnen undSchüler eine Abfolge von Befehlen programmieren sollen.Lektion 3: Mondstation (Erforschungs- und Entwicklungsphase)Lektion 4: Mondstation (Test- und Ergebnisphase)Nutzen Sie zwei 45-minütige Unterrichtsstunden, in denen die Schülerinnen undSchüler die Sensoren (Eingänge) einsetzen sollen.Lektion 5: Objekte greifen (Erforschungs- und Entwicklungsphase)Lektion 6: Objekte greifen (Test- und Ergebnisphase)Nutzen Sie zwei 45-minütige Unterrichtsstunden, in denen die Schülerinnenund Schüler die Sensoren (Eingänge), Schleifen und paralleles Programmiereneinsetzen sollen.Lektion 7: Nachrichten senden (Erforschungs- und Entwicklungsphase)Lektion 8: Nachrichten senden (Test- und Ergebnisphase) 2017 The LEGO Group.16

Einführung in WeDo 2.0Mögliche Reihenfolge der Projekte zum Entwickeln des informatischen DenkensErste SchritteGeführte Projekte – Nachrichten sendenEinführung WeDo 2.0Verwenden von Sensoren (Eingängen), Schleifen und parallelem ProgrammierenBeim komprimierten Unterrichtsablauf2 x 45 Minuten45 Minuten45 MinutenGeführte Projekte – MondstationGeführte Projekte – Vulkanische AktivitätProgrammieren einer Abfolge von BefehlenEinführung in den Einsatz von Bedingungen und weiteren ProgrammierprinzipienBeim komprimierten Unterrichtsablauf2 x 45 MinutenGeführte Projekte – Objekte greifenVerwenden von Sensoren (Eingängen)Beim komprimierten Unterrichtsablauf2 x 45 MinutenOffene ProjekteBeim komprimierten Unterrichtsablauf2 x 45 Minuten 2017 The LEGO Group.17

Tierische SinneEmotionaleGestaltungSicherheit inder StadtInspektionVulkanischeAktivitätNachricten sendenDenk-, Arbeits- und Handlungsweisen – technische Perspektive (DAH TE)Das Projekt fördert die betreffende KompetenzObjekte greifenKompetenzförderung mithilfe der geführten und offenenProjekteMondstationEinführung in WeDo 2.0Technik konstruieren und herstellen1) Fertigungsprozesse durchführen: die dafür benötigten Mittel bereitstellen, Fertigungsschritte planen, den Arbeitsplatz einrichten,die Planung umsetzen und gegebenenfalls auf Schwierigkeiten reagierenDAH TE 12) Technische Lösungen erfinden bzw. „nacherfinden”, d. h. einfache technische Problem- bzw. Aufgabenstellungen erfassen,entsprechende Ansätze für Lösungen entwerfen, realisieren und optimieren sowie dabei die zur Verfügung stehenden Mittel undBedingungen berücksichtigen3) Technische Experimente durchführen oder selbst entwickeln, bzw. sich an der Entwicklung beteiligen, und die Ergebnisse derExperimente auswertenTechnik und Arbeit erkunden und analysieren1) Einfache mechanische Gegenstände untersuchen und ihre Funktionsweisen erkennenDAH TE 22) Technische Funktionen und Herstellungsprozesse vor Ort bzw. anhand von Filmen oder Abbildungen erkunden und analysieren3) Technische Entwicklungen und Arbeitsabläufe analysieren und vergleichenDAH TE 3Technik nutzenTechnik bewerten1) Technische Problemlösungen im Hinblick auf den technischen Zweck, die Materialökonomie und die Originalität vergleichen undbewertenDAH TE 42) Veränderungen des Lebens durch veränderte Technik an einem ausgewählten Beispiel beschreiben und Vor- und Nachteile derVeränderung analysieren3) Die Bedeutung technischer Entwicklungen und Erfindungen für den Menschen bewerten und ihre – auch ambivalenten –Folgewirkungen für Mensch und Umwelt einschätzenTechnik kommunizierenDAH TE 51) Ideen für technische Lösungen, Konstruktionsergebnisse, Funktionszusammenhänge, Herstellungsprozesse und Arbeitsabläufeunter Nutzung von Sprache, Zeichnungen oder Demonstration verständlich vermitteln, diskutieren und dokumentieren2) Anleitungen lesen, verstehen und umsetzen sowie einfache Anleitungen selbst verfassen3) Zu technischen Gegenständen, Entwicklungen und Erfindungen Informationen recherchieren und die Ergebnisse mitteilen 2017 The LEGO Group.18

Tierische SinneEmotionaleGestaltungSicherheit inder StadtInspektionVulkanischeAktivitätNachricten sendenDenk-, Arbeits- und Handlungsweisen – naturwissenschaftliche Perspektive (DAH NAWI)Das Projekt fördert die betreffende KompetenzObjekte greifenKompetenzförderung mithilfe der geführten und offenenProjekteMondstationEinführung in WeDo 2.0Naturphänomene sachorientiert (objektiv) untersuchen und verstehen1) Die Notwendigkeit der Evidenzprüfung durch Anwendung naturwissenschaftlicher Verfahren erkennen und diese anwenden2) Erste Modellvorstellungen von Naturphänomenen aufbauen sowie den interpretativen Charakter von Wissen und Modellen erkennen3) Grenzen der naturwissenschaftlichen Erkenntnismöglichkeiten erkennenDAH NAWI 14) Aus naturwissenschaftlichen Phänomenen sinnvolle Fragen ableiten5) Einfache Versuche zur Überprüfung bzw. Widerlegung von Vermutungen besprechen, planen und durchführen6) Komplexere Versuche nach Anleitung zunehmend selbstständig durchführen und auswerten7) Widersprüche und Unstimmigkeiten beim Untersuchen von Naturvorgängen erkennen, verständlich ausdrücken und bei derInterpretation der Untersuchungsergebnisse berücksichtigenDAH NAWI 2Naturwissenschaftliche Methoden erlernen und anwendenNaturphänomene auf Regelhaftigkeit zurückführenDAH NAWI 31) Einfache Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge erkennen und angemessen sprachlich darstellen2) Veränderungen in der nicht lebenden und lebenden Natur wahrnehmen und auf Regelhaftigkeiten zurückführen3) Systeme in der Natur erkennen und Beispiele nennenKonsequenzen aus naturwissenschaftlichen Erkenntnissen für das Verhalten im Alltag ableitenDAH NAWI 41) Die Abhängigkeit der lebenden von der nicht lebenden Natur erkennen und anhand von Beispielen nachvollziehbar begründen2) Die Notwendigkeit eines verantwortungsvollen Umgangs mit der Natur unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit begründen3) Aus diesen Erkenntnissen Konsequenzen für das eigene Verhalten im Alltag ziehenNaturwissenschaftliches Lernen bewerten und reflektieren1) Geeignete Informationsquellen auswählen und sachgemäß nutzen, um Fragen zu klärenDAH NAWI 52) Vorstellungen und Vermutungen entwickeln, sprachlich verständlich darstellen und miteinander vergleichen; dabei auswählen,begründen und argumentieren, was besonders überzeugt3) Anderen unter Anwendung der gefundenen Lösungen und Erkenntnisse einen Sachverhalt erklären und dabei sprachlichverständlich und angemessen argumentieren4) Den eigenen Lernprozess nach Durchlaufen größerer Einheiten zusammenfassen und dabei strukturierende Hilfen nutzen 2017 The LEGO Group.19

Tierische SinneEmotionaleGestaltungSicherheit inder StadtInspektionVulkanischeAktivitätNachricten sendenPerspektivenbezogene Themenbereiche – naturwissenschaftliche Perspektive (TB NAWI)Das Projekt fördert die betreffende KompetenzObjekte greifenKompetenzförderung mithilfe der geführten und offenenProjekteMondstationEinführung in WeDo 2.0Nicht lebende Natur – Eigenschaften von Stoffen/KörpernTB NAWI 11) Chemische Eigenschaften von Stoffen geeignet nachweisen und untersuchen2) Physikalische Eigenschaften von Körpern exemplarisch erfassen (messen) und beschreiben3) Die Bedeutung der entsprechenden Eigenschaften für den Menschen erfassen und geeignet dokumentierenTB NAWI 2Nicht lebende Natur – StoffumwandlungenTB NAWI 3Nicht lebende Natur – physikalische VorgängeLebende Natur – Pflanzen, Tiere und ihre Unterteilungen1) Typische Pflanzen und Tiere in verschiedenen Biotopen beschreiben, erkennen, benennen und unterscheidenTB NAWI 42) Morphologische Merkmale von Pflanzen und Tieren untersuchen, benennen, beschreiben und vergleichen3) Lebensbedingungen und -vorgänge von Pflanzen und Tieren bezogen auf die Merkmale Ernährung, Fortpflanzung, Entwicklunguntersuchen, beschreiben und vergleichen4) Die Pflege von Pflanzen in geeigneter Weise gestaltenLebende Natur – Entwicklungs- und Lebensbedingungen von Lebewesen1) Beschreiben, in welcher Weise Pflanzen und Tiere mit ihrer Umgebung in enger Beziehung stehen und welcheAnpassungsvorgänge stattgefunden habenTB NAWI 52) Erkennen, dass Natur- und Umweltschutz auf den Erhalt der Lebensbedingungen von Pflanzen und Tieren gerichtet sein müssen3) Die Verantwortung des Menschen für den Schutz der natürlichen Lebensbedingungen der Wildpflanzen und -tiere sowie eineartgerechte Pflanzung/Pflege der Pflanzen bzw. Haltung der Tiere ableiten4) Den Unterschied zwischen Wild- und Nutzpflanzen sowie zwischen Wild- und Nutztieren erkennen und beschreiben 2017 The LEGO Group.20

Tierische SinneEmotionaleGestaltungSicherheit inder StadtInspektionVulkanischeAktivitätNachricten sendenPerspektivenbezogene Themenbereiche – technische Perspektive (TB TE)Das Projekt fördert die betreffende KompetenzObjekte greifenKompetenzförderung mithilfe der geführten und offenenProjekteMondstationEinführung in WeDo 2.0Stabilität bei technischen GebildenTB TE 11) Aus strukturiertem Material standfeste Türme und Mauern bauen und beschreiben, wie S