Mit Hilfe von pädagogisch sinnvoller Technik nicht nur im Schulunterricht Interesse für Informatik schaffen, Kreativität fördern, Möglichkeiten schaffen und gleichzeitig flexiblen Raum für eigene Ideen bieten.
Sinnvoll erscheint der Einstieg mit den unterrichtlichen Themen Scratch, mBot sowie auch Arduino zu sein. Zusätzliche AGs können zu einem späteren Zeit, möglicherweise auch durch erfahrene ehemalige SchülerInnen eingerichtet werden. Neben dem notwendigen Einkauf von Teilen (insbesondere Lego Mindstorms, mBot und Arduino) muss sich die Lehrkraft selbständig in die Funktionsmöglichkeiten einarbeiten (siehe Aufwand). Um dies zu unterstützen, haben wir begonnen, online passendes Material zur Verfügung zu stellen und bieten ggf. auch eigene Fortbildungen an. Ein Angebot zu einer Projektwoche generiert sich idealerweise aus dem schon vorhandenem Unterrichtsangebot: Wird z.B. Arduino in der Oberstufe unterrichtet, können die unterrichteten SchülerInnen als Projektleiter bei einer „Arduino-Projektwoche“ eingebunden werden. Für das hier bisher noch nicht erwähnte Projekt „Berufswahl“ ist es notwendig, Kontakt zu AbsolventInnen zu halten, die zu einem späteren Zeitpunkt ihre Sicht auf die Schulzeit und das gewählte Studium darstellen können.
Auch hier müssen die Teil-Projekte einzeln Betrachtung finden, wobei der Fokus auf Scratch, den mBot, Arduino sowie die Projektwoche gelegt wird. Eine genauere Dokumentation ist der Website https://www.makerschule.de zu entnehmen.
Gute Ausgangsbasis für Scratch ist die Seite funlearning.de, auf der ein Basis-Konzept zur Vermittlung von Scratch einschließlich alle Lernziele pädagogisch sehr gut dokumentiert ist. Die auf unserer Seite online gestellten Literaturempfehlungen helfen bei der tiefergehenden Ausgestaltung dieses Projekts, so dass adressatengerecht Ziele mit viel Platz für Kreativität und Eigenverantwortung in den Unterricht integriert werden können.
Der mBot als günstige Alternative zum Lego Mindstorms Roboter bringt eine Vielzahl von Sensoren mit, die neben der leichten Puzzleteil-Programmierung eine Nutzung sehr interessant machen (u.a. Ultraschall, LEDs, Lautstärke, Helligkeit, Fernbedienung, Bluetooth, Motoren, Liniensensor sowie eigene Apps). Schüler, die bereits in Scratch Erfahrungen haben, werden für das mBlock-Programm wenig Einarbeitungzeit benötigen. Nun gilt es, die Puzzle-Teile für die Sensoren einzuführen und die Verbindung zu den bekannten Scratch-Puzzleteilen (wenn-dann, solange, warte) herzustellen. Stück für Stück kann das Wissen um die Funktionalität eines weiteren Sensors ergänzt werden. Mit dem steigendem Wissen und der bekannten Funktionalität von Scratch-Teilen können nun kleinere und komplexere Projekte gelöst werden: Auf einer Linie fahren, sich in einen schwarz umrandeten Bereich bewegen. Ergänzt werden können z.B. Funktionalitäten der Fernbedienung: Beim Drücken der Fernbedienung wechselt der Roboter beispielsweise seinen Zustand (siehe Video online auf unseren Seiten). So lassen sich verschiedene Algorithmen kombinieren, ohne dass das Aufspielen eines neuen Programms notwendig wird.
Als konsequente Erweiterung ist der Arduino zu sehen. Wir verlassen die Puzzleteile, bauen jedoch auf dem erlernten Grundkonzept von Algorithmen auf. Kleine Schaltungen, wie z.B. die Verwendung von LEDs, müssen nun unter Anleitung und in kleinen Projekten selbst realisiert und programmiert werden. In den Grund- und Leistungskursen Informatik ist ein Software-Projekt vorgesehen, so dass die einzelnen Schülergruppen auf Basis ihres erworbenen Wissens aus den gegebenen Einzelteilen (u.a. Roboter-Chassis, Motoren, Sensoren, Display, Joystick) ein fahrbares Arduino-Mobil zusammenstellen und programmieren müssen. Hier stehen Eigenverantwortung, Arbeitsteilung, Kreativität im Fokus, wobei die Motivation bei dieser Aufgabe sehr hoch ist.
Möchte man während einer Projektwoche ein Projekt durchführen, so bietet sich ein Modellbauprojekt mit Arduinos an (siehe u.a. Modellflughafen Schönefeld). Dieses Projekt bietet die Möglichkeit, Arduinos zusammen mit der kreativen Gestaltung einer Modellbau-Welt zu kombinieren. Die Modellierung und der Druck von 3D-Teilen kann dabei hinzukommen, muss aber nicht unbedingt. Das genaue Thema sollte im Vorfeld festgelegt werden, um einen engeren Arbeitsrahmen zu haben und mehr Zeit für die eigentliche Realisierung zu bieten. Hier macht die Unterteilung in mehrere Einzel-Teams Sinn (z.B. Arduino, Design, 3D), da der Aufwand bei dieser gewählten Komplexitätsstufe nicht zu unterschätzen ist. Dieser lässt sich nicht nur durch die Größe des Holzbretts beliebig skalieren. Für die Einzel-Teams können bereits erfahrene SchülerInnen hinzugezogen werden, die erfahrungsgemäß sehr gerne die Verantwortung als ProjektleiterIn übernehmen. Die einzelnen Teams geben den unerfahrenen TeilnehmerInnen zunächst eine mehrstündige Einführung z.B. in die Nutzung von Arduino. Erst im Anschluss arbeitet jede/jeder SchülerIn an der Entwicklung eigener Ziele, so dass durch das verteilte Arbeiten sehr schnell viele Aufgaben gelöst werden können. Dabei sind die leitenden SchülerInnen bei der Beantwortung von Fragen eine enorm große Hilfe.
Alle hier dargestellten (Teil-)Projekten zeigen ein stimmiges Gesamtbild, können aber auch unabhängig voneinander realisiert oder ggf. weggelassen werden. Scratch, mBot und Arduino können im Umfang und Inhalt frei skaliert werden. Das Arduino-Mobil kann ebenfalls didaktisch (weniger Teile, Softwareteile vorgeben) reduziert angeboten werden. Eine eigene Schülerwerkstatt ist nicht unbedingt notwendig, aber hinsichtlich Flexibilität und Selbständigkeit hilfreich.
Haben Sie Mut, einfach zu beginnen! Gerne unterstützen wir Sie bei der Umsetzung Ihrer Ideen oder bieten auch eigene Fortbildungen mit ehemaligen SchülerInnen an!
Das kreative Gestalten hat bei allen Teil-Projekten einen hohen Stellenwert. Im Unterricht bieten Scratch, die „kostengünstige Lego-Mindstorms-Alternative“ mBot (beide Unter- oder Mittelstufe) sowie der Arduino (Mittel- und Oberstufe) viel kreativen Freiraum bei der Programmierung von Algorithmen. Insbesondere der Bau eines Arduino-Mobils bietet besonders große Motivation. Die Wahl Scratch-mBot-Arduino ist dabei pädagogisch konsequent, da sich der mBot auf dem OpenSource-Arduino basiert und sich mit Scratch-Puzzleteilen programmieren lässt. Kreativ können die Schülerinnen in unseren zahlreichen AGs (u.a. 3D, Ressourcenschonung), Ausstellungen (z.B. Maker-Faire, GirlsDay) sowie der Projektwoche (u.a. Projekt Modellflughafen) werden. An letzterem können sie TeilnehmerInnen werden oder die Projektleitung übernehmen. Auch können SchülerInnen ihr Wissen in selbst durchgeführten Fortbildungen weitergeben. Besonders förderlich ist hierfür die eingerichtete, sehr flexible Technik-Werkstatt.
Die systematisch gegliederte Dokumentation der „Makerschule“ ist unter der Adresse https://www.makerschule.de zu finden. Dort sind alle hier zum Teil nur sehr kurz beschriebenen oder genannten (Teil-)Projekte dokumentiert. Konkrete Dokumentationen und Hinweise zu ausgewählten Projekten finden Sie hier.
Dieser Beitrag ist eine Einreichung zum Wettbewerb "Digitales Lernen in der Praxis - Ideen für den Unterricht"
In mehreren Schritten setzen die Schüler*innen das Spiel „Fang das Ei“ auf der 5×5-LED-Matrix des Calliope mini um. Sie lernen, den Korb zu programmieren sowie den Korb zu steuern.
Um eine „Smarte Pflanzenbewässerung“ herzustellen, programmieren die Schüler*innen u.a. mit dem Calliope mini einen Stromkreis. Das Projekt verbindet unterschiedliche Schulfächer.
Die Schüler*innen recherchieren die Begriffe ,,beats per minute“ (bpm) und „Metronom“ und programmieren den Calliope mini als Metronom.
YouTube-Plattform mit Finanzwissen für Jugendliche
Tablets werden im alltäglichen Englisch- und Französischunterricht der Klassen 7-12 eingesetzt und genutzt, um die diversen sprachlichen Kompetenzen zu fördern.
