2. Lektion Physical Computing: Postenarbeit

Die zweite Unterrichtseinheit zum Thema Physical Computing wurde als Doppellektion durchgeführt. Dadurch konnte die Unterrichtszeit deutlich effizienter genutzt werden und die Schülerinnen und Schüler setzten sich intensiv mit den einzelnen Arbeitsstationen zum Kennenlernen der verschiedenen Sensoren und Aktoren auseinander. Sie lernten unter anderem, wie mit der Programmierumgebung Snap4Arduino über Arduino-Mikrocontroller LEDs angesteuert werden und entwarfen gleich erste Ideen für Weihnachtsdekoration, verwendeten Displays und Servomotoren und nutzten unter anderem Schieberegler, Helligkeitssensoren und Kippschalter als alternative Eingaben zu Tastatur und Maus. Damit kamen sie mit vielen Konzepten der Informatik in Berührung:

  • Sie unterschieden zwischen analogen und digitalen Ein- und Ausgaben
  • Sie nutzten grundlegende Programmierkonzepte wie Iteration, Schleifen, Alternativen
  • Sie verwendeten Verlgeichsoperatoren
  • Sie verknüpften einzelne Programmteile um sensorgesteuerte Aktionen auszulösen

Rückblickend verlief der Unterricht gut und zielführend, es fehlte jedoch aufgrund der Vielzahl an Bauteilen die Zeit, alles auszuprobieren. Somit wurden nicht von allen Schülerinnen und Schülern auch alle Posten durchlaufen. Eine Überlegung für die Zukunft wäre, die Anzahl der Teile zu begrenzen und so sicherzustellen, dass im gegebenen Zeitrahmen jeder einmal mit jeder Art Sensor bzw. Aktor in Berührung kommt, anstatt beispielsweise fünf verschiedene analoge Sensoren ausgiebig zu testen – gleichzeitig wurde bei den Schülerinnen und Schülern aber auf die Weise das Interesse und die Motivation hochgehalten. Sie wirkten insgesamt sehr lernbegierig erfreuten sich an ihren Erfolgen.

Es fiel auf, dass die Wenigsten sich an die Anleitungen hielten. Viele wählten ein eher experimentelles Vorgehen und neigten dazu, bei auftretenden Problemen sofort die Lehrperson nach Hilfe zu fragen. Dies legt nahe, dass es für die Zielgruppe angemessener wäre, die textlastigen Anleitungen zu straffen und vielleicht stark ikonisiert bereitzustellen oder aber in Form von Challenge Cards aufzubereiten, die sich in anderen Kontexten bereits als sehr hilfreich erwiesen haben.

In der Nachbesprechung der Unterrichtseinheit ist das Thema fächerübergreifender Unterricht immer wieder ein Thema. Wir sind der Meinung, dass sich insbesondere das Thema Physical Computing sehr gut für einen fächerübergreifenden Unterricht nutzen liesse. Dies insbesondere auch hinsichtlich des grossen Zeitaufwandes, welcher in der regulären Einzellektion zwar bewältigbar ist, aber doch extrem knapp bemessen werden muss. Wenn die Lehrperson, welche das Fach Medien & Informatik unterrichtet, auch ein anderes Fach wie Natur & Technik, oder Technisches Gestaltet erteilt, so lässt sich dies auch ohne grossen, zusätzlichen Koordinationsaufwand organisieren.

So könnte man im Fach Natur & Technik beispielsweise die Informationsübertragung und Verarbeitung beim Thema Elektrizität genauer beleuchten. z.B. Wie messen analoge Sensoren ihre Position? Wie werden die Eingabeinformationen des Sensor zum Prozessor und vom Prozessort zur Ausgabe übertragen? Welche Rolle spielen die Spannung und die Stromstärke bei der Informationsübertragung?
Im Fach Technisches Gestalten könnte man sich wiederum mit der physischen Gestaltung des Gehäuses beschäftigen. Dies je nach Niveau der Klasse auch an tiefergehenden Fragen aufziehen: Was wäre die ideale Position für den Sensor im Gehäuse? Spielt dies eine Rolle? Was wäre das ideale Material für das Gehäuse? Eignen sich alle Materialien gleichermassen? usw.

Damit die Lernenden eine Station als Hausaufgabe erarbeiten konnten, durften sie das Material mit nach Hause nehmen. Aus Erfahrungswerten und „Sicherheitsgründen“ haben wir die Boxen mit dem Material, welches nach Hause genommen wird fotografiert. Das Bewusstsein der Lernenden, dass die Lehrperson weiss, welche Teile sie mit nach Hause genommen haben, fördert erfahrungsgemäss ihre Sorgfalt im Umgang mit den Teilen, welche schnell einmal verloren oder vergessen werden können.

In der kommenden Lektion werden wir uns intensiv mit dem Luftgütesensor MQ135 auseinandersetzen, um uns dann im Anschluss an das Projekt zur CO2-Messung im Klassenzimmer zu machen.

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