In dieser Übung erstellen die Kinder Anweisungen (ein Aktivitätsdiagramm), wie man während einer Coronavirus-Pandemie an einem öffentlichen Ort sicher Süßigkeiten essen kann. Am Ende der Übung können sie die von einer anderen Gruppe erstellten Anweisungen ausprobieren und sehen, ob sie für das Essen von Süßigkeiten spezifisch genug sind. Während der Übung lernen die Kinder, wie man eine Aufgabe in kleinere Schritte unterteilt, und wie wichtig einfache und klare Anweisungen sind.
| Autor | Mikko Muilu |
| Fach | Informatik, Naturwissenschaften, Sachkunde |
| Länge | 90 Minuten |
| Ansatz | Problem-Basiertes Lernen |
| Kompetenzen | Problemlösung, Zerlegung |
| Klasse | 4.-6. Klasse |
| Technologien | Eine Süßigkeit für jedes Kind. Für jede Gruppe eine kleine Flasche Handdesinfektionsmittel (oder die Kinder können sich die Hände waschen), ein A3- oder größeres Papier, einen Stapel Post-it-Zettel, farbige Stifte (normale Stifte sind auch in Ordnung). Denken Sie bei der Auswahl der Süßigkeiten auch an die Allergien der Kinder. Die Süßigkeiten können auch durch etwas anderes ersetzt werden, das die Kinder gerne essen. Um die Arbeit zu beschleunigen, können Sie die Kinder vor Beginn der Stunde in Gruppen einteilen. Geben Sie ihnen die Süßigkeiten und das Handdesinfektionsmittel aber erst zu Beginn der eigentlichen Aufgabe, wenn Sie denken, dass sie abgelenkt werden könnten. |
Beschreibung
Modelle, Algorithmen und Diagramme
Die Lehrkraft erklärt der Klasse, dass es sich bei einem Modell um eine vereinfachte Darstellung handelt, die von verschiedenen Dingen, Situationen und Aktivitäten erstellt werden kann. Ein Smiley kann zum Beispiel eine glückliche Person darstellen.
Algorithmen sind schriftliche Beschreibungen oder Diagramme, die erklären, wie eine Aufgabe oder ein Prozess ausgeführt wird. Damit eine Aufgabe erledigt werden kann, ist es wichtig, dass die einzelnen Schritte genau genug beschrieben sind. Denken Sie einige Minuten darüber nach, wie Sie den Prozess des Anziehens Ihrer Schuhe vor dem Verlassen der Schule beschreiben würden. Was ist an dem folgenden Beispiel falsch?
- Ziehen Sie Ihren Schuh an
- Den Schuh binden
- Abreise zur Schule
Erstens sind die Anweisungen sehr allgemein gehalten, d. h. der Ausbilder geht davon aus, dass die unterwiesene Person mit dem Prozess sehr vertraut ist und die Lücken ohne spezifische Anweisungen ausfüllen kann. Das ist oft der Fall, aber wenn wir einen Roboter hätten, der schriftliche Anweisungen verstehen könnte, würde er durch diese Phasen sehr verwirrt werden. Zuerst würde der Roboter etwas sagen wie “FEHLER, Schuh nicht angegeben”. Der Roboter muss wissen, welchen Schuh er aufheben und an welchen Fuß er ihn anziehen soll. Zweitens, was würde passieren, wenn der Roboter zur zweiten Phase übergeht, der Schuh aber nicht gebunden werden muss? Schließlich würde der Roboter, auch wenn er zufällig einen Schuh aufnimmt und ihn zubindet, immer noch mit nur einem Schuh zur Schule gehen.
Neben Listen können verschiedene Prozesse auch mit Hilfe eines Diagramms beschrieben werden. Das folgende Aktivitätsdiagramm beschreibt den Prozess des Lesens eines Buches.
Sie können den Startpunkt des Diagramms in der linken oberen Ecke und den Endpunkt in der unteren rechten Ecke sehen, die durch Kreise gekennzeichnet sind. Die verschiedenen Phasen der Aktivität werden durch Quadrate dargestellt, während die Rautenform mögliche Punkte beschreibt, an denen eine Entscheidung getroffen werden muss, bevor man zur nächsten Phase übergehen kann. Was halten Sie von dem Diagramm – ist es spezifisch genug? könnte man etwas hinzufügen?
Sie können selbst die einfachsten Aktivitäten auf einer sehr spezifischen Ebene modellieren. Dies ist besonders wichtig für Computer, da sie von sich aus keine Annahmen treffen. In anderen Fällen können Sie jedoch zwischen spezifischen und allgemeinen Anweisungen abwägen, um die richtige Lösung für die jeweilige Situation zu finden.
Die Aufgabe
Die Lehrkraft teilt die Klasse in Gruppen von 3-5 Kindern ein. Jede Gruppe erhält ein großes Papier (A3 oder größer), Post-it-Zettel und eine Flasche Handdesinfektionsmittel (alternativ können die Kinder auch an die Übung mit dem Händewaschen denken). Jede Gruppe erhält außerdem so viele Bonbons, wie Mitglieder in der Gruppe vorhanden sind. Denken Sie daran, den Kindern zu raten, die Süßigkeiten jetzt noch nicht zu essen, da sie später in der Übung gebraucht werden.
Der Lehrer erklärt der Klasse, dass sie unter Berücksichtigung des Aktivitätsdiagramms des Bücherregal-Beispiels ein Aktivitätsdiagramm erstellen sollen, das einem menschlichen Roboter erklärt, wie er während einer Coronavirus-Pandemie an einem öffentlichen Ort sicher Süßigkeiten essen kann. Welche Schritte müssen berücksichtigt werden, damit das Ziel (Süßigkeiten sicher zu essen) erreicht werden kann? Welches sind die verschiedenen Phasen dieses Prozesses? Denken Sie daran, dass ein menschlicher Roboter nicht allzu viele Annahmen macht, so dass der Grad der Spezifizität wahrscheinlich nahe am Beispiel des Bücherregals liegen muss.
Die Kinder sollten die Post-it-Zettel verwenden, um die verschiedenen Schritte des Prozesses darzustellen (ein Schritt pro Post-it-Zettel). Das große Papier dient als Hintergrund, auf dem die Post-its platziert werden können. Sie können Pfeile zwischen den Phasen sowie den Start- und Zielpunkt direkt auf das große Papier zeichnen. Wenn sie das Gefühl haben, dass an einem bestimmten Punkt Entscheidungen getroffen werden müssen, können sie die Kristallform mit Post-its gestalten, indem sie diese ein wenig vor dem Hintergrund kippen.
Geben Sie den Kindern je nach verbleibender Zeit 15-20 Minuten Zeit, um die Aufgabe zu bearbeiten. Für die Schlussphase sollten Sie etwa 10 Minuten einplanen.
Sobald die Diagramme fertig sind, tauschen Sie die Diagramme zwischen den Gruppen aus, so dass jede Gruppe ein von einer anderen Gruppe erstelltes Diagramm erhält. Weisen Sie die Kinder an, den Schritten des Diagramms zu folgen, um zu sehen, ob sie die Süßigkeiten essen dürfen. Gibt es Schritte, die fehlen? Müssen einige der Schritte geklärt werden? Wenn noch Zeit ist, können Sie ein Gespräch in der Klasse führen. Sagen Sie abschließend allen, dass sie ihre Süßigkeiten essen können, auch wenn die Anleitung einige Fehler enthielt.
Anlage 1
Wenn Sie die Einführungsmaterialien für die Schüler ausdrucken möchten, finden Sie die gesamte Einführung (einschließlich der Bilder) hier https://drive.google.com/file/d/1FeuSHNjqPnH2-Zxw7U9uSoEAdUEj5ETf/view?usp=sharing und eine größere Version des Diagramms für die Buchleseaktivitäten hier https://drive.google.com/file/d/1dwnqbGSlDRte81oH-DyBpKB20dE6DhKQ/view?usp=sharing. Ein Handout für die erste Phase der Aufgabe finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1Z2sWSiWkMr6Eu-SL4TyyqcDmmvlm3vz_/view?usp=sharing.
Andere Informationen
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