STEM-Einheit mit Sphero und littleBits planen

Kurze Antwort

Planen Sie eine STEM-Einheit, die Sphero und littleBits kombiniert: Wählen Sie eine Leitfrage, ordnen Sie Sphero-Lektionen dem Programmieren und Steuern zu und littleBits-Lektionen den Schaltkreisen und Sensoren. Wechseln Sie zwischen praktischen Bauphasen und Reflexion. Starten Sie mit einer gemeinsamen Design-Herausforderung, halten Sie die Bits und die Aufbewahrung bereit, die Sie tatsächlich nutzen werden, und bauen Sie nach jeder Phase einen Kontrollpunkt ein, um vor der nächsten anpassen zu können.

Lehrkräfte fragen oft, wie sich Sphero-Roboter und littleBits in einer Einheit kombinieren lassen, ohne dass daraus zwei separate Projekte werden. Der Trick besteht darin, Sphero als den beweglichen, programmierbaren Teil eines Systems zu betrachten und littleBits als den Schaltkreis, der es erfasst oder steuert. So haben die Schüler einen Grund, beides zu nutzen – und nicht nur einen Stundenplan, der zufällig beides enthält.

Diese Anleitung führt Sie durch einen geordneten Planungsprozess, den Sie vor dem Start der Einheit durchführen und Woche für Woche anpassen können. Jeder Schritt enthält einen Kontrollpunkt oder einen häufigen Fehler, sodass Sie Probleme frühzeitig erkennen, anstatt sie erst am ersten Tag des Aufbaus zu entdecken.

Beginnen Sie mit einer zentralen Frage, nicht mit zwei Werkzeuglisten

Der häufigste Planungsfehler ist, mit einer Liste von Sphero-Aktivitäten und einer Liste von littleBits-Aktivitäten zu beginnen und diese dann in dieselben Wochen zu packen. Stattdessen sollte man eine einzige Frage formulieren, die die Schüler mit einem Bauprojekt beantworten, z. B.: „Wie kann ein Schaltkreis einen Roboter dazu bringen, auf seine Umgebung zu reagieren?“ Diese Frage erfordert beide Werkzeuge: einen Sensor oder Eingang von littleBits und Bewegung oder Ausgang von Sphero.

Sobald die Frage festgelegt ist, legen Sie fest, welche Nachweise die Schüler erbringen sollen. Eine kurze Vorführung, ein beschrifteter Schaltplan und ein Reflexionsabsatz reichen für die meisten Klassenstufen aus. So bleibt die Einheit auf das Lernen fokussiert und nicht auf das Sammeln fertiger Geräte.

• Checkpoint: Wenn Sie nicht in einem Satz erklären können, warum die Einheit sowohl Sphero als auch littleBits benötigt, überarbeiten Sie die Frage, bevor Sie den Unterricht planen.

Weisen Sie Sphero und littleBits verschiedene Rollen in der Einheit zu

Weisen Sie jedem Werkzeug eine klare Aufgabe zu. Sphero übernimmt Bewegung, Timing und codegesteuertes Verhalten. littleBits kümmert sich um Eingaben wie Lichtsensoren und Stromverteilung sowie physische Ausgaben, die nicht mit dem Antrieb zusammenhängen. Wenn Schüler die Trennung erkennen, behandeln sie die beiden Systeme nicht mehr als konkurrierende Spielzeuge.

Ein praktisches Beispiel: Verwenden Sie littleBits i13 Lichtsensor Um eine Reaktion auszulösen, führt Sphero die Bewegung aus. Der Sensor erfasst, der Roboter handelt. Diese Trennung erleichtert auch die Bewertung, da Sie Schaltung und Code getrennt prüfen können.

littleBits i13 Lichtsensor

• Häufiger Fehler: Beide Werkzeuge für dieselbe Aufgabe einsetzen, z. B. littleBits nur zum Dekorieren eines Sphero-Baus verwenden. Das bedeutet meist, dass ein Werkzeug eigentlich nicht benötigt wird.

Stufen Sie die Einheit in Phasen mit einem Kontrollpunkt nach jeder Phase

Ein praktikabler Ablauf: Einführung der Leitfrage, Vermittlung der minimalen Sphero-Programmierkenntnisse für Bewegungen, Vermittlung des minimalen littleBits-Schaltkreises für Ein- oder Ausgabe, dann Kombination in einer Design-Challenge. Halten Sie jede Phase kurz genug, damit die Schüler ein sichtbares Teilergebnis abschließen können, bevor sie fortfahren.

Warten Sie nicht bis zum Ende, um die Kombination zu testen. Führen Sie nach dem ersten kombinierten Versuch einen fünfminütigen Checkpoint durch, bei dem jede Gruppe zeigt, was funktioniert und was nicht. So erkennen Sie Verkabelungs- und Pairing-Probleme, solange noch Zeit bleibt, sie zu beheben.

• Checkpoint: Wenn mehr als ein Drittel der Gruppen in einer Unterrichtsstunde keine grundlegende kombinierte Antwort hinbekommt, vereinfachen Sie die Herausforderung, bevor Sie weitere Funktionen hinzufügen.

Lagern und organisieren Sie die Bits, die Sie tatsächlich verwenden werden

Nichts bremst eine Einheit so sehr wie die Suche nach einem fehlenden Power Bit oder einem verhedderten Split. Entscheiden Sie, welche Bits für Ihre Leitfrage unerlässlich sind, und behalten Sie an jeder Station nur diese. littleBits Aufbewahrungsbox ist für Klassenzimmer und Makerspaces mit sechs Fächern konzipiert, sodass Sie nach Funktion sortieren können, anstatt alles zusammenzuwerfen.

littleBits Aufbewahrungsbox

Wenn Ihre Sammlung wächst, sorgt eine wandmontierte Option dafür, dass häufig genutzte Bits sichtbar und griffbereit bleiben. littleBits Wandaufbewahrung ist eine wandmontierte Lösung zur Organisation einer Sammlung, sodass Sie immer wissen, wo Ihre Bits hingehören. Das ist besonders wichtig, wenn mehrere Klassen dieselben Materialien nutzen.

• Häufiger Fehler: jedes Bit in einem Behälter aufbewahren. Schüler verbringen dann Bauzeit mit Sortieren statt mit Entwerfen.

Integrieren Sie eine einfache Bewertung, die für beide Werkzeuge funktioniert

Verwenden Sie eine Bewertungsmatrix mit zwei Spalten: Schaltungsfunktion und Codefunktion. Suchen Sie in der Spalte „Schaltung“ nach einem funktionierenden Eingangs- oder Ausgangspfad. Suchen Sie in der Spalte „Code“ nach einer Sequenz, die auf die Schaltung reagiert oder den Roboter wie vorgesehen steuert. Eine kurze mündliche Erklärung jeder Gruppe schließt den Kreislauf.

Beschränken Sie den Bewertungsbogen auf drei oder vier Kriterien, damit er im Unterricht handhabbar bleibt. Wenn Sie mit einem Jahrgangsteam planen, legen Sie den Bewertungsbogen vor Beginn der Einheit fest, sodass die Schüler in jedem Klassenzimmer die gleichen Erwartungen hören.

• Checkpoint: Wenn Ihre Bewertungsmatrix nicht in unter zwei Minuten pro Gruppe bewertet werden kann, ist sie für einen Bautag zu detailliert.

Planungsschritte mit Kontrollpunkten

1. Schritt 1: Formulieren Sie die Leitfrage: Entwerfen Sie eine Frage, die sowohl eine Schaltkreisreaktion als auch eine Roboteraktion erfordert, und teilen Sie sie mit den Schülern, bevor Sie mit der Werkzeuganleitung beginnen. Checkpoint: Wenn die Frage nur mit Sphero oder nur mit littleBits beantwortet werden kann, formulieren Sie sie um.
2. Schritt 2: Rollen für jedes Werkzeug zuweisen: Entscheiden Sie, welche Teile des Baus Sensorik oder Schaltlogik sind und welche Bewegung oder Code betreffen. Notieren Sie dies im Einheitenplan, damit es für die Co-Lehrkräfte sichtbar ist. Häufiger Fehler: Beide Werkzeuge die gleiche Aufgabe erledigen lassen, wodurch eines davon überflüssig wird.
3. Schritt 3: Phasen anordnen und einen Kontrollpunkt in der Mitte der Einheit setzen: Planen Sie eine Einführung, eine Sphero-Fähigkeitenphase, eine littleBits-Fähigkeitenphase und eine kombinierte Herausforderung. Vereinbaren Sie eine kurze Überprüfung nach dem ersten kombinierten Versuch. Checkpoint: Wenn die meisten Gruppen an derselben Stelle feststecken, vereinfachen Sie die Herausforderung, bevor Sie fortfahren.
4. Schritt 4: Materialien stationweise vorbereiten und organisieren: Sortieren Sie die benötigten Teile jeder Station in beschriftete Fächer und stellen Sie sicher, dass Netzteile und Kabel vor dem ersten Bautag verfügbar sind. Häufiger Fehler: anzunehmen, dass der Power Bit einen Akku oder ein Kabel enthält. Das ist nicht der Fall.
5. Schritt 5: Abschließen einer zweispaltigen Bewertung: Bewerten Sie die Schaltungsfunktion und die Codefunktion getrennt und bitten Sie jede Gruppe um eine kurze Erklärung, wie beide zusammenhängen. Checkpoint: Wenn Sie innerhalb von zwei Minuten keine Gruppe bewerten können, kürzen Sie den Bewertungsbogen.

Produktinformationen für die Einheitenplanung

• littleBits Aufbewahrungsbox: Dieser robuste Behälter wurde für Klassenzimmer, Makerspaces und zu Hause entwickelt und hilft dabei, Bits, Zubehör und Projektmaterialien mit sechs Fächern zu organisieren, während der Arbeitsplatz aufgeräumt bleibt. Sechs Fächer ermöglichen es Ihnen, Power-, Input- und Output-Bits zu trennen, sodass Schüler weniger Zeit mit Suchen und mehr Zeit mit Bauen verbringen.
• littleBits i13 Lichtsensor: Nutzen Sie dieses Bit, um Ihre Schaltkreise mit Licht zu steuern. Die Lichtmenge, die auf den Sensor fällt, verändert das Verhalten Ihres Schaltkreises. Eine großartige Möglichkeit, Ihren Schaltkreis berührungslos zu aktivieren – perfekt für Alarme! Ein Lichtsensor bietet eine freihändige Eingabe, die sich ideal mit einer Sphero-Bewegungsaufgabe kombinieren lässt – genau die geteilte Rolle, die eine kombinierte Einheit benötigt.
• littleBits w19 Split: Der Splitter ermöglicht es, ein einzelnes Bit mit 2 weiteren zu verbinden. Wenn Sie einen Eingang vor den Splitter setzen, steuert dieser gleichzeitig die 2 Ausgänge – wie ein einzelner Lichtsensor, der 2 Motoren steuert (um Autoräder zu drehen!). Wenn ein Eingang zwei Ausgänge antreiben muss, hält der Splitter die Schaltung einfach, anstatt die Schüler zu zwingen, den Eingang zu duplizieren.
• littleBits p4 Strom: Jeder Stromkreis beginnt mit Strom. Er verwendet eine 9-Volt-Batterie, um die Elektrizität bereitzustellen, die Ihre Bits zum Drehen, Summen, Blinken und Leuchten bringt. Dieses p4 Power Bit enthält keine Batterie und kein Kabel. Planen Sie Batterien und Kabel separat ein, da das Power Bit selbst diese nicht enthält und eine fehlende Batterie eine Station zum Stillstand bringen kann.

Eine kombinierte Sphero- und littleBits-Einheit funktioniert am besten, wenn eine Leitfrage die beiden Werkzeuge voneinander abhängig macht. Planen Sie die Rollen, legen Sie die Phasen fest und prüfen Sie Ihre Materialien vor dem ersten Bautag. Lassen Sie sich dann vom Zwischencheck der Einheit sagen, was Sie anpassen müssen.