Physical Computing: Wir bauen uns ein CO2-Messgerät

Der digitale Wandel schafft nicht nur bei Software, sondern auch bei der Hardware ganz neue Möglichkeiten. Elektronische Sensoren und Teile, die früher für Private unerschwinglich waren, können heute von Schulen für wenig Geld gemietet, oder gar gekauft werden. Während es vor 10 Jahren kaum vorstellbar gewesen ist, Schüler*innen im Schulzimmer ihre eigenen CO2-Messgeräte bauen und programmieren zu lassen, möchten wir zeigen, dass dies bereits heute keine grosse Herausforderung mehr sein muss.

Gut belüftete Innenräume sind wichtig für das Wohlbefinden und die Gesundheit. Dies ist keine neue Erkenntnis, der Einfluss der Raumluft auf die Übertragung von Krankheiten rückt jedoch derzeit in Zusammenhang mit der SARS-CoV-2-Epidemie verstärkt in den Fokus. Daher wollen wir in den kommenden Wochen darauf hinarbeiten, die Schüler*innen eigene CO2-Messgeräte entwickeln zu lassen, die dann im Unterricht rechtzeitig daran erinnern, die Klassenzimmer ausreichend zu belüften.

Auf dem Weg zu gesünderer Luft im Klassenzimmer haben sich Schüler*innen der ersten Oberstufe an der Projektschule Sek Eins Höfe zum Projektauftakt mit einem Baukasten und einer Programmierumgebung für Physical Computing vertraut gemacht. Beim Physical Computing geht es darum, auf kreative Weise interaktive, physische Objekte zu gestalten und entwickeln, die über Sensoren und Aktoren mit ihrer Umwelt interagieren. In den kommenden Wochen werden die Schüler*innen lernen, wie man mit Sensorik Umweltdaten erfassen und auf einem Mikrocontroller verarbeiten kann, um mithilfe von Aktoren verschiedene Ausgabemöglichkeiten zu nutzen. Dabei werden sie in die Rollen von  Erfindern und Entwicklern schlüpfen, Rechercheaufgaben und Untersuchungen im Schulhaus durchführen und natürlich ihre Geräte bauen, programmieren und gestalten.

Am vergangenen Donnerstag 12.11.2020 haben wir mit der ersten Lektion gestartet. Wie immer im Fach Medien & Informatik verging die Zeit wie im Fluge. Die Ziele dieser ersten Lektion bestanden darin, den Lernenden einen Einblick in das Themenfeld Physical Computing zu geben und sie die nötigen technischen Vorbereitungen für das Stationenlernen und die anschliessende Projektarbeit treffen zu lassen. Dies gelang uns auch. Die Lernenden waren sofort sehr interessiert für das Thema und fanden den Gedanken, selber ein CO2 Messgerät programmieren zu können, faszinierend. Sie waren die ganze Lektion über motiviert und voller Tatendrang.

In Zukunft würde es sich jedoch empfehlen, die Lernenden im Vorhinein die Software zu Hause herunterladen zu lassen und sie mittels einer kurzen Videoanleitung anzuleiten. Bei einem Download während der Unterrichtszeit ist das WLAN der Schule aufgrund der grossen Datenmenge des Installationspakets schnell überlastet. Eigentlich wurde der Download und die Installation als Hausaufgabe auf die Lektion erteilt, einige Lernenden waren mit diesem Auftrag jedoch überfordert. Sie haben entweder eine falsche Version des Intsallationsclients (z. B. für ein falsches Betriebssystem) heruntergeladen, oder konnten den Client nicht richtig installieren (Admin-Warnung). Diese Zeit liesse sich im Unterricht effizienter nutzen. Ein weiteres Thema ist das Material-Management: Aufgrund der beschränkten Zeit für das Fach (Einzellektion à 45min) mussten die Lernenden mitten im Bau / den Vorbereitungen für eine Aufgabe aufhören. Um nicht zusätzliche Zeit mit dem Sortieren / Zurückräumen des Materials zu verlieren, haben wir den Lernenden kleine Kartonboxen zur Verfügung gestellt, in welche sie ihr aktuelles Material verräumen und dann in der nächsten Lektion direkt wieder starten zu können.

Diese 1. Lektion haben wir als einen für die Lernenden sehr motivierenden Einstieg in das Thema erlebt, obwohl die Inhalte für die Altersgruppe (7. Klasse) eher anspruchsvoll sind. Die Herausforderungen dieser ersten Lektion gab es primär im Bereich des Zeit- und Materialmanagements. Da die nächste Lektion aufgrund einer Projektwoche ausfällt, werden wir am Donnerstag, d. 19.11. eine Doppellektion Medien & Informatik unterrichten. Wir vermuten, dass dies insbesondere beim Thema Physical Computing den Lernenden einen besseren Flow und Fokus ermöglicht, als dies bei den knappen Einzellektionen der Fall ist.

Stefan Huber & Mareen Przybylla

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