Parablen

Ziele

Die Schüler programmieren Fable, um Parabeln zu untersuchen und um die Bedeutung von Variablen für den Leitkoeffizienten einer Parabel zu verstehen.

Die Schüler untersuchen, wie sie die Flugkurve des Balls und somit die Form einer Parabel beeinflussen können, indem sie die Programmierung des Roboters ändern.

Planung

Es ist eine Grundvoraussetzung für das Projekt, dass die Schüler bereits mit quadratischen Polynomen, inklusive Leitkoeffizienten, Tangentenneigung und Scheitelpunkten, gearbeitet haben. Es ist zudem von Vorteil, wenn die Schüler Funktionen in Geogebra grafisch darstellen können.

Materialien

  • Gelenkmodul (Fable-Roboter)
  • Ball – nicht zu schwer, z. B. ein Tischtennisball
  • LEGO-Steine zum Bau eines Wurfarms.
  • PC mit Fable-Software
  • Smartphone oder Tablet mit Slow-Motion-Kamera (kann als App heruntergeladen werden)
  • Messinstrumente
  • Papier und Bleistift (ggf. Geogebra oder ein ähnliches Programm)

Fach: Mathematik

Klasse: 9

Dauer: 6 Einheiten

Dokumenten

Lernaktivitäten

Die Schüler arbeiten in Gruppen von 2-3 Personen. Jede Gruppe erhält eine Kopie des Aufgabenblatts. Um sicherzugehen, dass die Schüler die Aufgabe verstehen, sollte das Blatt zusammen in der Klasse durchgegangen werden, damit Schüler Gelegenheit haben, Fragen zu stellen. Die Klasse sollte über nichtlineare Funktion sprechen, insbesondere über Parabeln. Es ist wichtig, dass sich die Schüler mit Leitkoeffizienten von Parabeln, Tangentenneigungen und Scheitelpunkten auskennen. Die Schüler bauen den Roboter so, dass er Wurfbewegungen ausführen kann.

Hinweis: Sehr weite Würfe unter Verwendung von LEGO-Steinen sind anspruchsvoll. Stattdessen können Sie auch einen Wurfarm aus Glasfasern bauen. Mit diesem weitaus flexibleren Material kann der Ball weiter geschleudert werden. Kontaktieren Sie uns, falls Sie einen Prototypen benötigen.

Es ist wichtig, dass die Schüler ihre Anordnung gründlich testen und dokumentieren, damit sie ihre Arbeit in nachfolgenden Einheiten mit der gleichen Anordnung fortsetzen können. Die Schüler entwickeln zudem eine Anordnung, durch die sie die Höhe und Länge der Ballkurve messen können, wenn diese in Slow-Motion auf einem Smartphone gefilmt wird. Eine Option ist, ein Gitter in einer bestimmten Größe auf eine Fläche zu zeichnen, die als Hintergrund verwendet wird, wenn der Roboter seinen Wurf ausführt. Das Ziel ist, dass die Schüler eine sinnvolle Methode finden, um verarbeitbare Daten zu erfassen.

Wenn die Schüler eine funktionierende Anordnung gefunden und eine Parabel grafisch dargestellt haben, soll ein Zusammenhang zwischen ihrer Anordnung und den Variablen für den Leitkoeffizienten einer Funktion entdeckt werden.

Die Schüler können entweder die Programmierung oder den Roboter ändern, um einen höheren Scheitelpunkt oder längeren Wurf zu erzielen. Als Änderungen an der Hardware sind ein längerer oder kürzer Wurfarm möglich. Als Software-Änderung ist eine kürzere Ausführung der Wurfbewegung möglich.

Bewertung

Die Schüler präsentieren sich gegenseitig ihre Ergebnisse.

Zusätzlich füllen die Schüler ein Selbstevaluationsformular aus. Diese Beurteilung dient lediglich als persönliche Hilfe für die Schüler, sie kann jedoch auch von der Lehrkraft im Hinblick auf zukünftige Unterrichtseinheiten konsultiert werden.

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