Programmieren von Mikro-Computern unterrichten

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    • Programmieren von Mikro-Computern unterrichten

      Moin! Wie Ihr leicht sehen könnt, bin ich neu hier im Forum. Angemeldet habe ich mich, weil ich kritische Unterstützung suche für meine (gestern Abend entstandene) Idee, unseren SuS das Programmieren beizubringen. :D Das Problem dabei ist, dass ich es selbst noch nicht kann...

      Ich habe beim Surfen diesen Kurs https://open.hpi.de/courses/mikrocontroller2019 entdeckt und überlegt, da mitzumachen. Das Programmieren solcher Mikrocontroller soll ja sehr einfach sein. Im nächsten Schuljahr könnte ich dann vielleicht eine (freiwillige) AG anbieten, in der ich die Projekte des Kurses mit meinen SuS nachbaue.

      Hat von Euch jemand Erfahrung mit Mikro-Controllern im schulischen Zusammenhang?
      Bitte berichtet mir davon!

      Welchen Mikro-Controller verwendet Ihr und warum? Wo kauft Ihr das Zubehör?
      Welche Projekte sind erfolgversprechend? Wo gibt es vielleicht Anleitungen, mit denen ich als Lehrer genug lernen kann, um so eine AG erfolgreich zu leiten?
      Wie viele SuS kann man in einer solchen AG betreuen? Welche Klassenstufen erscheinen sinnvoll?

      Nun bin ich gespannt auf Eure Antworten. Vielen Dank im Voraus!
    • Noch 'ne Internetseite, bei der SuS (und Lehrkräfte...) Schritt für Schritt Anleitungen erhalten, ist diese hier: appcamps.de/unterrichtsmaterial/ (Themen z.B. Programmieren von Apps, Calliope mini, Medienkompetenz, ...


      Man muss in einem solchen Unterricht / in einer solchen AG darauf vorbereitet sein, dass der eine oder andere Schüler mehr weiß - oder meint, mehr zu wissen... Die kommen dann mit Fragen / Ideen, auf die man (auch wenn man selbst nicht Neuling ist) nicht spontan beantworten kann. Man muss seine SuS also dahingehend "erziehen", dass sie genau das tun, was man selbst auch tun würde: Googlen. Wenn das klappt, kann man auch mit größeren Gruppen arbeiten.

      Zudem sollte man es (als SuS und LuL) zu Anfang langsam angehen. Nicht sofort Großprojekte starten, sondern ein paar "Fingerübungen". Man kann als Anfänger zu Beginn nichtunbedingt überblicken, was alles "nebenbei" noch notwendig, damit das zum Schluss so funktioniert wie man sich das in der Fantasie ausmalt.
    • Den Kurs wollte ich auch mitmachen. (Ich mache da regelmäßig Kurse mit.)

      Insgesamt gibt es unzählige Möglichkeiten in dem Bereich, von denen ich mehrere auch ausprobiert habe.

      LEGO Mindstorm: Ist zwar ziemlich schön, aber auch sehr teuer. Dafür kann man den Schwerpunkt aber auch auf Wunsch anders setzen (weniger Programmieren, sondern eher "nur" schnell Lego-Bauen. Das ist dann auch mit kleinen Schülern (5. und geringer) problemlos möglich. Andererseits können den Schüler das den nicht mal immer so eben privat auch mal zu Hause machen.

      Fischer-Price: Habe ich keine Erfahrung mit, aber dürfte so ähnlich wie LEGO sein.

      Raspberry Pi ( raspberrypi.org ) : günstiger als oben genannte. Extrem leistungsfähig. Bauen ist dann aber nicht mal eben so "Lego" mäßig. Wenn man da z.B. Roboter selbst bauen will, dann dauert das etwas länger. Aus meiner Sicht größter Nachteil: Man muss i.d.R. Bildschirm und Tastatur anschließen. Für zuhause ist das ok, aber wenn man in der Schule dafür keine extra Bildschirme und Tastaturen hat und im Computerraum immer umstöpseln muss, denn wird wohl eher im Choas enden. Privat nutze ich den Raspi gerne. In der Schule habe ich mich allerdings dagengen entschieden. Ständig stöpseln wollte ich nicht und extra Maus, Tastatur, Bildschirme hätte Raum und Finanzprobleme verursacht. (Ja, es gibt Bildschime mit 2 Eingängen; habe ich aber nicht in der Schule. Ja, es gibt USB-Umschlater um 1 Tastatur an zwei Geräten zu benutzen. Habe ich auch zu Hause. Aber in der Schule wollte ich das nicht haben. Erkläre ich auch gerne näher)

      Arduino: Sehr günstig. Haben sich bei mir fast alle Schüler auch privat gekauft (Klasse 8), obwohl wir die Geräte in der Schule haben. Wird per USB an normalen PC angeschlossen. Nicht so leistungsfähig wie der Raspi, aber mehr als ausreichend für die Schule. Zwar bei weitem nicht perfekt, aber ein recht toller Einstieg ist das Skript vom Schülerforungszentrum BS sfz-bw.de/arduino-skript/
      Komplette Sets gibt es für ~30 Euro. Da hat man genügend Material um locker eine AG über 1 Jahr damit zu machen.

      Der ESP32 vom openHPI Kurs ist leistungsfähiger als der Arduino. Es gibt aber evtl nicht so viel Literatur dazu. Das aktuelle Heft von heise ist recht gut (wenn man zumindest schon etwas Ahnung hat) : heise.de/make/meldung/Sonderhe…zu-bestellen-4337457.html (Habe ich bisher allerdings nur gelesen und noch nicht gemacht. Wollte ich erst jetzt mit dem openHPI Kurs machen) Ich habe auch noch keine Erfahrung damit wie Kurzschlussfest der ESP32 ist. Der Arduino UNO ist da zum Glück relativ "sicher". Die Schüler bauen doch öfter Kurzschlüsse als man denkt (obwohl bzw.. auch wenn sie "nur" 2-3 Kabel laut Schlatplan nachbauen müssen.)

      Insbesondere bei Raspi, Arduino und ESP aber eine kleine Vorwarnung: Das muss man wirklich mal selbst vorher gemacht haben. Das kann man sich nicht mal eben eine Stunde vorher anlesen (zumindest, wenn man noch nie programmiert hat (ich kenne dein Vorwissen nicht in dem Bereich) oder noch nie kleinere Schaltungen aufgebaut hat (da du als Fach Ph hast, wirst du da wohl kein Problem haben).

      Ein paar kleine Praxisberichte gibt es auch im "Unterricht Physik" Heft 167:
      friedrich-verlag.de/shop/sekun…k/arduino-raspberry-pi-co

      Dieser Beitrag wurde bereits 5 mal editiert, zuletzt von Volker_D ()

    • Kleine Ergänzung: Für die meisten dieser Boards gibt es auch Scratch-Ähnliche Programmierumgebungen, die den Anfang nochmal leichter machen.

      Für Arduino das bekannte Scratch for Arduino (das aber, soweit ich sehe, noch immer auf dem alten Scratch basiert, von daher etwas suboptimal ist)

      Für Calliope kann man Open Roberta nehmen, was ich vom Ansatz her sehr gelungen finde.

      Der Calliope mini hat den Vorteil, dass neben dem Controller schon ein paar Sensoren an Bord sind. Man hat also tendentiell weniger Gebastel und mehr Programmieren (gut, je nach Blickwinkel kann das auch ein Nachteil sein).
    • Hast du den Kurs jetzt angefangen? Wie war für dich der Einstieg? Wie würdest du den Schwierigkeitgrad einschätzen?
      Ich habe jetzt alle Aufgaben aus der ersten Kurswoche gemacht. Habe wohl irgendetwas bei den HA falsch gemacht (ich habe nur 47 von 50 Punkten). (Meiner Meinung nach gab es aber auch bei der letzen Aufgabe keine richtige Auswahlmöglichkeit. Habe mich daher für eine am wenigsten falsche entschieden, weil ich dachte, dass die Aufgabensteller Bit und Byte verwechselt haben. Aber das wurde im Kurs ja witzigerweise gar nicht erklärt.)
      Nachdem ich dort (bei openHPI) auch etwas im Diskussionsforum gestöbert habe:
      Den ESP32 wurde ich im Moment nicht so wie in dem Kurs mit Schülern ohne Vorkenntnis machen bzw. nicht mit Schülern ohne Vorkenntnis und unter Klasse 10 machen. Ein Einstieg scheint für viele doch zu heftig zu sein. Wenn es dann ersteinmal läuft, dann sieht es natürlich "gut" aus.
      Klar kann der ESP32 mehr als Arduino oder Calliope. Trotzdem würde ich je nach deinem Schwerpunkt eher mit LEGO, Arduino oder Calliope starten (wenn man (selbst bzw. die Schüler) nur wenig/keine Vorkenntnis hat bzw. junge Schüler hat). Wenn du das aber mit motivierten Schülern Klasse 10 oder höher machst, dann auch ESP32.

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