Bee Bot und Blue Bot
MZ Rheingau-Taunus-KreisGrundlage
Ziel
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Das Ziel eines Workshops mit Bee Bot oder Blue Bot ist es, den Schülerinnen und Schülern spielerisch die Grundlagen der Informatik und des Programmierens näherzubringen und ihre kognitiven Fähigkeiten zu fördern.
Darauf kann im weiteren Unterricht aufgebaut werden, indem man Roboter als Werkzeug zur Wissensvermittlung verwendet.
Ebenfalls zum kreativen Gestalten können Roboter eingesetzt werden (Landschaften basteln, zeichnen, Vekleidungen basteln).
Kompetenzen
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- Vemittlung eines technisches Grundverständnisses
- Vermittlung grundlegender Kenntnisse über die Funktionsweise des Programmierens
- Förderung von Lesekompetenz mathematischer und sozialer Kompetenz
- Förderung räumlicher Orientierung
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Medienkompetenzen:
Bedienen und Anwenden
Problemlösen und Handeln
Analysieren und Reflektieren
Zielgruppe/ Technische Infos
Technische Daten
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Technische Daten
Höhe: 7,7 cm
Breite: 9,8 cm
Tiefe: 13 cm
sonstige Maße: Schachtel: 15 x 14,5 x 8 cm, Bee-Bots: ca. 13 x 9,9 x 7 cm, Kabel: ca. 50 cm lang
Gesamtgewicht (Netto): 266 g -
Fakten
Akku/Batteriebetrieb Hauptgerät: Ja
Batterieentsorgung: Ja
Akku/Batterie 1 Typ: Lithium-Polymer-Akku
Akku/Batterie 1 Anzahl: 1
Akku/Batterie 1 enthalten: Ja20° -
Anschlüsse: USB
Ladezeit: 2 h
Akkulaufzeit: 6 Stunden bei normaler Nutzung, 1,5 Stunden bei durchgängiger Nutzung
Akku-/Batteriekapazität: 500 mAh
Laufzeit: 90 min
Programmierart: analog -
Ton ist an- ausschaltbar
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Ab Modell BB3 ist ein Interaktionssensor verbaut, mit dem andere Bee-Bots innerhalb von 25cm Reichweite erkannt werden
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Bis zu 40 (ab BB3 200) Befehle können programmiert werden
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Standby Modus nach 2 Minuten: durch Drücken einer beliebigen Taste ausschaltbar
Einführungsvideo
Grundbegriffe Roboter/ Programmieren
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Folgende Begriffe sollten im Laufe der Einheit behandelt werden:
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Roboter
Ein Roboter ist eine Maschine, die programmiert werden kann und meistens vor allem Bewegungen ausführt (Gegensatz zu Computer, Automat).
Das Wort kommt aus der tschechischen Sprache und bedeutet so etwas wie „Sklave“. Er muss immer Befehlen/ Anweisungen
folgen und darf nichts selbst bestimmen. (Er muss porogrammiert werden) Roboter haben auch eine Art Augen und Ohren. Damit können sie erkennen, was in ihrer Umwelt ist. Mit Sensoren können sie zum Beispiel Farben erkennen oder Temperaturen messen. -
Roboter nehmen uns Arbeit ab und erleichtern unser Leben, z.B. in der industriellen Produktion, in der Medizin oder auch im Haushalt.
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Programmieren
Programmieren oder Coding ist der Vorgang, bei welchem der Programmierende konkrete Befehle eingibt, die der Roboter (oder ein Computer) dann ausführt. Bee Bot und Blue Bot werden über Pfeiltasten programmiert. -
Programm
Ein Programm besteht aus mehreren, aneinandergereihten Befehlen in einer bestimmten Programmiersprache. -
Programmiersprache/ Code
Das sind jene Sprachen, welche zwischen Mensch und Computer übersetzen. Der Computer bzw. der Roboter und der Programmierende müssen diese lernen, damit beide miteinander kommunizieren können. Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Programmiersprachen. -
Algorithmus
Abfogle von Befehlen zur eindeutigen Ausführung einer Handlung
Rätsel
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Was meint ihr: wann wurde der erste Roboter gebaut?
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A) ungefähr vor 35-45 Jahren, also circa als meine Eltern geboren wurden
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B) ungefähr vor 70 Jahren, also circa als meine Großeltern geboren wurden
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c) Roboter gibt es erst seit ungefähr 10 Jahren
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Lösung:
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Zum Zeigen klickenB) ungefähr vor 70 Jahren, also circa als meine Großeltern geboren wurden.
Er wurde von George Devol aus den USA erfunden zum Einsatz in der Industrie.
Foto
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Im Jahr 1956 entwickelt der US-Amerikaner George Devol den ersten Industrieroboter namens Unimate.
Einstieg Robotik
Gespräch/ Fragen
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Was ist ein Roboter?
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Zum Zeigen klickenEine Maschine, die sich selbstständig bewegen und verschiedeneTätigkeiten ausführen kann.
Er besteht aus einem beweglichen Gehäuse und einem hochleistungsfähigen Computer. -
Wer hat einen Roboter? Was macht der Roboter? Macht er diese Dinge von alleine?
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Zum Zeigen klickenDer Roboter kann sich bewegen. Er benötigt dazu aber Befehle/ Anweisungen. Ihnm muss beigebracht werden, was er wann tun soll (“Programmieren“/ "Programm").
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Wo finden wir Roboter im Alltag?/ Welche Roboter kennt ihr?
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Wir schauen uns ein paar Beispiele an:
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Zum Zeigen klicken
learningapps.org LINK
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Film s. unten
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hessen.edupool.de LINK
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Wir machen einen kleinen Quiz über Roboter:
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Zum Zeigen klicken
learningapps.org LINK
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Wie "steuert" man einen Roboter?
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Zum Zeigen klickenJeder Roboter versteht eine bestimmte Sprache, die Programmiersprachen. Man muss ihm in dieser Sprache Befehle in einer bestimmten Reihenfolge geben (einen "Code" schreiben).
Die Abfolge von Befehlen nennt man "Algorithmus") -
Wir üben das jetzt einmal:
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Zum Zeigen klicken
learningapps.org LINK
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Warum gibt es Roboter?
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In dem Video geht es um die Maschinen, die Menschen helfen. Roboter können nicht selbst denken. Ihnen wurden Computerprogramme eingebaut. Es gibt Roboter, die können gehen, rollen und sogar fliegen. Roboter sind Maschinen, die komplizierte Aufgaben …
Programmieren Unplugged/ Parcours
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Die SuS spielen Roboter und Programmierer und navigieren sich so durch ihren Klassenraum.
So lernen Sie spielerisch das Konzept der Programmierung kennen (genaue Formulierung von Anweisungen) ohne von technischen Schwierigkeiten abgelenkt zu werden. -
Es werden Befehle vereinbart: Geradeaus, Drehen nach rechts, Drehen nach links
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Die Befehle werden durch Handzeichen auf den Rücken gegeben. Es können auch Kärtchen mit Pfeilen eingesetzt werden, die vorher gelegt werden.
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Person A Programmierer: schreibt das Programm, legt Kärtchen, was der Roboter machen soll (Wie viele Schritte gerade, wann drehen,...)
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Person B Navigator: liest das Programm des Programmierers und gibt dem Roboter die Befehle durch Handzeichen (bedient den Roboter)
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Person C Roboter: führt das Programm/ die Befehle aus, die der Navigator ihm gibt
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Reflexion:
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- Anweisungen müssen eindeutig sein
- Schritte können unterschiedlich groß sein
- Probleme können durch Neuprogrammierung behoben werden
Programmieren mit der Maus
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Jetzt üben wir das Programmierung auf einem Plan: Programmieren mit der Maus
Schleifen
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Eine Möglichkeit, die Programmierung einfacher zu gestalten, sind Schleifen. Hier wird ein Befehl, der mehrfach wiederholt wird, zusammengefasst. Somit wird das Progamm kürzer und übersichtlicher.
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Dafür gibt es dann einen neuen Code.
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Das könnt ihr nun mit dem Maus-Spiel einmal üben. Wenn die Maus die selbe Bewegung mehrfach ausüben soll, fasst ihr dies zusammen und kennzeichnet den Befehl mit der entsprechenden Anzahl.
Spiele zum Start oder für zwischendurch
Raketenstart
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In einem motivierenden Bewegungsspiel wird deutlich, wie Computer-Befehle funktionieren.
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Eine Geschichte wird angehört.
Vorher erläuterte Bewegungen dürfen nur ausgeführt werden, wenn der Befehl mit den Worten "Mia sagt" beginnt. Macht ein Kind ohne diesen Befehl die Bewegung scheidet es aus. Wer zuletzt übrig bleibt, hat gwonnen.
Algorithmisches Zeichnen
Gehen wie ein Roboter
Podcast mit Checker Tobi
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hessen.edupool.de LINK
Quiz (Tüftelakademie)
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Wobei hilft uns das Programmieren hauptsächlich?
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• Es hilft uns, geheime/kodierte Nachrichten zu verschicken.
• Es hilft uns, durch Befehle mit Maschinen zu kommunizieren. -
Warum braucht der Dash ein Programm?
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• Weil man einem Roboter damit genau sagen muss, was er machen soll.
• Weil man ihn sonst nicht einschalten kann. -
Wie können Roboter auf ihre Umwelt reagieren?
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• Sie nutzen ihre Sensoren. (Kamera/Ultraschall/Mirkofon/etc.)
• Sie nutzen ihre Sinne. (Augen/Ohren/Nase/etc.) -
Warum setzen wir Roboter in der Industrieproduktion ein?
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• Weil sie wiederkehrende Handlungen genauer und gleichbleibender ausführen können.
• Weil sie alles wissen und wir von ihnen lernen können. -
Wo setzen wir Roboter ein?
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• An gefährlichen und lebensfeindlichen Orten, damit Menschenleben geschützt werden.
• An Orten, wo es besonders sauber bleiben soll, weil Menschen viel Müll erzeugen. -
Warum benötigen Roboter den Menschen?
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• Weil sie jemanden brauchen, dem sie helfen können.
• Damit der Mensch ihnen sagt, was sie tun sollen. -
Warum sollten wir programmieren?
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• Um uns ein Bild davon zu machen, wie Menschen und Maschinen miteinander
zusammenarbeiten können.
• Weil programmieren einfach cool ist und ich dadurch am besten Englisch lernen kann. -
Wie können uns Roboter helfen?
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• Indem sie uns alle Aufgaben abnehmen und wir nur noch Freizeit haben.
• Indem sie bei Arbeiten helfen, die für uns zu gefährlich, zu schwer oder zu mühsam sind
Musik-Stopp-Spiel wie ein Roboter
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Der Fokus dieser Übung liegt in der Formulierung von alltäglichen Aktivitäten. Alltägliche Aktivitäten werden in kleine Aufgaben umgewandelt und die Kinder machen erste Erfahrungen mit Formulierungen von Programmiersprachen. Die "Anweisungen" sollen im selben Wortlaut wiedergegeben werden, wie sie in Programmiersprachen und somit auch zum Steuern von Robotern verwendet werden. Dabei sollen die Kinder durch aktives Tun vor allem mit Bedingungen und Schleifen vertraut gemacht werden. Dies lässt sich auch gut in den Alltag einbauen.
Das Musik-Stopp-Spiel soll den Kindern verdeutlichen, dass sich Roboter nur steuern lassen, indem wir ihnen ganz genaue Anweisungen bzw. Befehle geben und die Kinder sich nur nach solchen Programmen bewegen dürfen. Die Kinder bewegen sich zur Musik frei durch den Raum. Zwei Bedingungen müssen vorab geklärt werden: -
Wenn die Musik stoppt, dann ...
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... stoppen alle Kinder in der Bewegung / setzen sich alle Kinder an der Stelle, an der sie sich gerade befinden, auf den Boden / etc.
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Wenn die Musik startet, dann ...
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... bewegen sich / tanzen / etc. alle Kinder durch den Raum
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Im Verlauf des Spiel stoppt die Spielleiterin bzw. der Spielleiter immer wieder die Musik und gibt eine Anweisung. Diese kann eine Bedingung oder eine Schleife sein oder auch eine Kombination aus beidem:
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• "Wenn du 4 Jahre alt bist, dann bewege dich im Vierfüßler durch den Raum!"
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• "Wenn du gerne Eis isst, dann klatsche in die Hände!
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• "Wenn du rote Socken hast, dann hüpfe mit beiden Beinen auf und ab! Wiederhole es solange bis du die Musik wieder hörst!"
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• "Wenn deine Lieblingsfarbe Gelb ist, dann drehe dich im Kreis. Wiederhole es 10 mal!"
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• "Wenn du etwas Grünes an hast, dann hüpfe wie ein Frosch durch den Raum, sonst mache dich ganz klein!"
Unterrichtsideen
Vorstellung Bee Bot/ Blue Bot
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Anschalten, Zeigen (evtl. verteilen), SuS Vermutungen äußern lassen
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Wie kommt der Bee-Bot an einen Gegenstand in ca. 10 cm Entfernung? (5-10 Minuten)
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Eigene Tests, in Gruppenarbeit, was Tasten bedeuten, evtl. Blatt zum Festhalten (10-15 Minuten)
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Reflexion, was war evtl. schwer?
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Evtl. auf großem Blatt/ Plakat festhalten (Bild von Bee-Bot, Tasten gemeinsam beschriften), Überschrift auswählen („programmieren“) (ca. 10 Minuten)
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Thema Programmiersprache
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Das, was der Bee-Bot versteht (Pfeile, Kreuz, „Go“), gibt ganz verschiedene
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Eine gemeinsame Aufgabe lösen
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Abfolge erstellen, Begriff Algorithmus; Das Löschen mit „X“ thematisieren!! (gehört zur Programmiersequenz dazu) (10-15 Minuten)
Eigenständiges Lösen von Aufgaben
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Verschiedene Formate, immer längere Sequenzen planen, eigenständig überprüfen und korrigieren
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Stationen: Basisaufgaben, weiterführende Aufgaben, Knobelaufgaben
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Eine Aufgabe verpflichtend zum gemeinsamen Reflektieren
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Mögliche Aufgaben:
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Aufgabenblatt mit Bild von Matte und Programm: wo fährt der Bee-Bot hin?
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Aufgabenblatt mit Bild: Bee-Bot soll zu einem Ziel programmiert werden (Bodenmatte muss in echt vorhanden sein zur Überprüfung)
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Kärtchen ziehen mit Start-Zielfeld-Bild (Ausschnitt einer Matte) und Weg programmieren (Pausen einbauen; Umwege einbauen)
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Dolmetschen: Eine Anweisung in Menschensprache muss in Programmiersprache übersetzt werden
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Schwierigkeit erhöhen: eine Taste ist kaputt; benutze so wenig Befehle wie möglich; Aufgaben für unterwegs, wie Pause oder an bestimmten Orten vorbeifahren oder gerade nicht darüber fahren; verwende genau x Befehle, um zum Ziel zu kommen
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3 verschiedene Methoden, Weg zu beschreiben: einzeichnen, Worte, Pfeile; die Schüler müssen alles zuordnen
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Erstellen eigener Pläne/ Aufgaben
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Befehle immer schriftlich festhalten, damit die Schritte nachvollzogen werden können
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Reflexion: eine Aufgabe besprechen, verschiedene Lösungen aufzeigen, auf Bodenplatte alle Lösungen überprüfen!
Aufgaben-Ideen
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Rechnen mit Bee-Bot: 3 Würfel und die Zahlen 3-18 als Kärtchen benötigt
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Tier-Alphabet oder Memory: Tierkärtchen auslegen; kleine Kärtchen ziehen und den Partner finden und ansteuern vom Startfeld aus
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Geometrische Figuren abfahren
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Schatzkarte auf Papier zeichnen und bestimmte Dinge abfahren lassen
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Parcours ohne Raster aufkleben oder zeichnen oder aus Lego/ Holz bauen: wer schafft es, dass der Bee-Bot ihn abfährt?
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Bee-Bot zum Zeichnen verwenden (mit entsprechendem Zubehör)
Thema Biene und Bee Bot
Vorlage für Matte zum Selbstbasteln
Vorlage Bilder
Vorlage für Verkleidung
Bee Bot Bedienung mit Scratch
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scratch.mit.edu LINK
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Beebot nimm gib_10 on Scratch (mit.edu)
Padlet zum Thema Bee Bot
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padlet.com LINK
Ideen Kids Digilab
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kids.digilab.berlin LINK
Unterrichtsmaterial Uni Münster
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www.uni-muenster.de LINK
Erklär-Video
Notizen für Programm
Feedback
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Foto
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