Und sie waren tatsächlich da …

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Von dem Bild bekommt man einen guten Eindruck von dem Besuch der Kindergartenkinder bei uns im Chemiekurs (reiner Abdeckerergänzungskurs, kein Curriculum). Das Bild ist übrigens mit einer GOPRO-Actionkamera gemacht (sowas hält unser Medienzentrum für die aktive Medienarbeit in der Schule bereit).  Mein Kurs hat selbst Experimente für Kinder erarbeitet – dabei stand im Mittelpunkt, dass es nicht um die leider immer mehr didaktischen Raum einnehmende Phänomenologie gehen soll, sondern um Deutungen, die für Kinder verstehbar sind.

Adhäsion bei der Chromatographie kann man z.B. modellhaft durch Kinder erklären, die von anderen Kinder geschoben werden – mal auf einem Bein stehend, mal auf zwei Beinen stehend. Das Laufmittel (das schiebende Kind) kann das Farbstoffteilchen (das geschobenen Kind) unterschiedlich gut bewegen. In solchen vermeintlichen Details steckt sehr viel Denkarbeit (nicht meine!): Die Erklärung ist nicht über die Maßen simplifiziert, ermöglich aber trotzdem eine in Grundzügen korrekte Vorstellung von einem Teilbereich der sich tatsächlich abspielenden Vorgänge.

Neben der Schulleiterin waren auch Vertreter der örtlichen Lokalzeitungen zeitweise anwesend – die Interviews haben natürlich die Schülerinnen und Schüler selbst gegeben. Die resultierenden Artikel in den Zeitungen haben mir beide sehr gut gefallen. Für mich ist diese „Vermarktung“ relatives Neuland – die Aktion selbst ist ja schon ein Remake. Den Schülerinnen und Schülern war die Öffentlichkeit aber gar nicht so wichtig – zumindest hat das unsere kleine Evaluation hinterher ergeben. Die Atmosphäre während der Veranstaltung war so, dass fast alle Erwachsenen, die von außen kamen, lange geblieben sind – es gab unglaublich viel zu schauen, zu hören und zu erleben, z.B. sehr fokussierte und gespannte Kinder.

Ein Segen ist, dass ich Teilnehmende aus der Video-AG mit in meinem Kurs sitzen habe, die gemeinsam mit zusätzlich freigestellten Schülerinnen die Dokumentation übernommen habe. Vertikalfahrt? GOPRO auf der Kreideablage der Pylonentafel. Horizontalfahrt? GOPRO auf fahrbarem Overheadprojektor (zu etwas müssen sie ja gut sein). Wackler? „Die GOPRO macht 4K – das kann man genau wie die optische Verzerrung durch den extremen Weitwinkel herausrechnen, Herr Riecken!“

Und wie geht es weiter? Zunächst habe ich fast sowas wie einen didaktischen Kaperbrief bekommen. Das Niveau von vielen Erklärvideos (auch kommerziellen) gefällt meinen Schülerinnen und Schülern nicht. „Nä, das ist technisch nicht gut gemacht, Herr Riecken!“ „Die Idee ist ja schon nett, aber die dramaturgische Umsetzung … !“ Und ich: „Fachlich stimmt da und da aber etwas nicht!“. Der Kurs hat beschlossen, das besser zu können. Nun denn. Ein neues Projekt in einem neuen Halbjahr, diesmal aktive Medienarbeit gepaart mit erhöhtem fachlichen Anspruch. Ich weiß noch nicht ganz genau, wie ich das angehe. Ich könnte mir gut vorstellen, z.B. im Bereich der Kohlenhydrate – das eignet sich sehr gut für Erklärvideos – zunächst in einen Inputphase zu gehen, um inhaltliche Orientierung zu schaffen, um dann diesmal die SuS eigene Projektplanungen (Zeitraster, Milestones) entwickeln zu lassen. Aber das wird noch bis zum neuen Jahr reifen.

Projekt mit dem Waldkindergarten (reloaded)

Ich habe in diesem Jahr wieder einen polyvalenten Chemiekurs. Das ist ein etwas seltsames Konstrukt: Primär geht es um Chemie, jedoch sollen auch Inhalte anderer Naturwissenschaften einfließen und es darf nichts aus dem Oberstufencurriculum Chemie behandelt werden. Überhaupt ist dieser Kurs eine komplett curriculumsfreie Lehrkrafterholungszone. Er dient lediglich dazu, dass SuS, die bestimmte Oberstufenprofile gewählt haben, ihre Belegungspflichten für das Abitur erfüllen können – wir sagen dazu „Abdeckerkurs“. Gleichwohl sind Noten zu erteilen.

Ich habe den SuS vier Inhalte angeboten, u.a. eine Wiederbelebung meines alten Waldkindergartenprojektes, welches konkurrenzlos von allen präferiert wurde.

Da ich mit dem Ablauf damals nicht so ganz zufrieden war, lasse ich in diesem Jahr einige Elemente aus dem klassischen Projektmanagement und meine Erfahrungen mit Wikis aus dem letzten Jahr mit einfließen, aber nicht zu viel, um die Transaktionskosten möglichst erträglich zu halten – so gebe ich z.B. den angespeckten Projektablaufplan weitgehend vor.

Das sieht dann so aus:

Wochentag Doppelstunde Inhalt
Freitag 1 Experimentauswahl, Projektaufräge
Freitag 2 M1: Projektaufträge vorstellen, Material- und Geräteliste erstellen
Mittwoch 3 Experiment selbst durchführen, ggf. optimieren
Freitag 4 Feiertag
Freitag 5 Experiment selbst durchführen, ggf. optimieren
Mittwoch 6 Beschreibung zum Versuchsaufbau erstellen
Freitag 7 Beschreibung zum Versuchsaufbau erstellen
Freitag 8 M2: Abgabe Beschreibung zum Versuchsaufbau
Mittwoch 9 Präsentation für den Kurs Gruppe A
Freitag 10 Präsentation für den Kurs Gruppe B
Freitag 11 Präsentation für den Kurs Gruppe C
Freitag 12 Optimierung und Bezüge zu anderen Experimenten
Mittwoch 13 Optimierung und Bezüge zu anderen Experimenten
Freitag 14 M3: Waldkindergartenbesuch
Freitag 15 Auswertung und Feedback
Mittwoch 16 Überarbeitung Beschreibungen
Freitag 17 Überarbeitung, weihnachtlicher Abschluss
Mittwoch 18
Freitag 19
Mittwoch 20
Freitag 21
Freitag 22
Mittwoch 23

 

Zwei Doppelstunden hatten wir schon (normalerweise steht da ein Datum). Wer noch nie einen Projektauftrag gesehen hat, findet hier eine Vorlage. In Fettdruck sind die Meilensteine bezeichnet – diese geben mehr oder weniger vor, bis zu welchen Zeitpunkt ein Zwischenziel erreicht sein muss. Ein Projektauftrag ist eine gute Grundlage, um sich darüber klar zu werden, was man überhaupt mit einem Projekt erreichen möchte. Vor allem die Projektrisiken sind dabei für mich von besonderem Interesse – mögliche Risiken sind z.B.:

  • Motivationsverlust
  • Unterschiedliches Engagement in der Kleingruppe
  • fachliche Überforderung
  • […]

Man kann dann im Vorwege darüber reden, wie man den Risiken begegnet (die SuS haben viel Erfahrung mit gelungenen und weniger gelungenen Gruppenarbeitsprozessen).

Die in der ersten Phase zentrale Beschreibung des Versuches besitzt folgende Struktur:

  • Gruppenmitglieder
  • Projektauftrag (Verlinkung auf Datei)
  • Benötigte Geräte
  • Benötigte Chemikalien
  • Durchführung
  • Dokumentation der eigenen Durchführung
  • Theoretischer Hintergrund (gymnasial)
  • Warum ist das Experiment für Kinder geeignet?
  • Kindgerechte Erklärung
  • Was kann das Kind bei dem Experiment über Chemie lernen?

Es wird im Unterricht immer ein festes Ritual in Form eines Plenums geben, in dem die Gruppen folgende Aspekte berichten:

  1. Was haben wir heute erreicht?
  2. Welche Probleme gab es dabei?
  3. Was ist in nächsten Zeit zu erledigen?

In der Präsentationsphase schlüpft das Plenum in die Rolle von Kindergartenkindern und Beobachtern, während jeweils ein Experiment tatsächlich durchgeführt wird. Dabei tauchen erfahrungsgemäß Probleme auf, an die auch ich vorher nicht gedacht hätte – vor allem auch Kooperationsmöglichkeiten zwischen Gruppen.

Nach dem Besuch der Kinder erfolgt eine letzte Reflexion, die folgende Elemente umfasst:

  • Rückmeldung der Kinder (muss auch vorbereitet werden)
  • Rückmeldung der Kursteilgebenden an mich und meinen Unterrichtsstil
  • Überlegungen zur Weiterarbeit, z.B. mit Grundschulkindern

Gesammelt und erledigt werden alle Arbeitsschritte in einem nichtöffentlichen DokuWiki. Uns stehen in der Chemie acht Laptops für die ernsthafte Arbeit und einige Nexus7-Tablets für Recherche und Zuarbeit zur Verfügung. Natürlich gibt es LAN- und WLAN-Versorgung, sodass auf Totholz weitgehend verzichtet werden kann.

 

 

 

Selbständigkeit und Alleinelassen

„Ihr sucht euch jetzt einmal ein Thema, welches euch interessiert und macht daraus ein Projekt!“ „Ich gebe euch für eure Projektgruppe einen Punktepool und ihr entscheidet in der Gruppe selbst, wie viele Punkte jeder von euch erhält!“ „Du bekommst als Schule ein Budget, aus dem du zuerst Fahrtkosten und Fortbildungskosten finanzieren musst. Den Rest darfst du für andere Dinge einsetzen!“ „Jede Schule muss selbst eigene Verfahrensbeschreibungen und Nutzerordnungen zum Datenschutz erarbeiten!“ „Deine schulische Arbeit sammelst du in einem Portfolio und überprüfst laufend selbst, welche Kompetenzbereiche du bereits abgedeckt hast!“ „Du hast von mir ein Handy bekommen. Jetzt gehe mal verantwortungsvoll damit um!“ „Regen ist kein Grund, dass ich dich zur Schule fahre!“ „Erarbeite mal selbst, was für Geräte in deinem Schulnetzwerk benötigt werden!“

Diese Liste ließe sich beliebig fortsetzen. Ich glaube, dass sie ein pädagogisches Grundproblem beschreibt. Bei mir ist das so stark im Fokus, weil ich damit herumexperimentiere, meinen Unterricht ein wenig mehr zu öffnen und damit so meine Erfahrungen gemacht habe. Befürworter des offenen Unterricht gehen nach meiner Meinung von einem ganz bestimmten Menschenbild aus, was mehr oder weniger stark aus Artikeln und SoMe-Posts herausschimmert. Kernpunkte dieses Menschenbildes sind:

  • Menschen wollen lernen
  • Menschen wollen hinsichtlich der Auswahl des Lernstoffes nicht bevormundet werden
  • Menschen sind von Natur aus neugierig
  • Menschen wissen selbst am besten, was gut für sie ist
  • Menschen blühen auf, wenn man ihnen Freiräume gibt

Schule in Deutschland wird dagegen oft als ein fast komplementärer Raum dazu aufgefasst, denn

  • Schule macht aus dem Wollen ein Müssen
  • Schule bevormundet hinsichtlich der Stoffauswahl
  • Schule weckt und befördert nicht die Neugier
  • Schule maßt sich an zu wissen, was für einen guten Staatsbürger wichtig ist
  • Schule schafft keine Freiräume, sondern Zwang
  • Und – fast am wichtigsten: Schule macht das positive Menschenbild von oben kaputt.

Beide Stereotype erlebe ich nicht so, weder das positive Menschenbild, noch die Rigidität und Enge des Schulsystems. Und das ist nicht böse – halt einmal mehr nicht Mainstream.

Ein Beispiel aus meinem Arduinoexperiment dieses Jahr in der letzten Phase („Projektphase“). Es gibt Schülerinnen und Schüler, die nicht wissen, was sie inhaltlich interessiert und die man schon bei der Findung dieser Idee begleiten muss. Einige sind sogar froh, wenn ich sage: „Mach’s mal so – so schaffst du das!“. Andersherum gibt es großartige Ideen, die sich aber mit dem Wissen und den Möglichkeiten des jeweiligen Schülers gar nicht umsetzen lassen – wo er ohne Lenkung und Hilfe in den Wald liefe und eben kein Erfolgserlebnis hätte. Wo verläuft also die Grenze zwischen Alleinelassen und Selbstständigkeit? Wahrscheinlich individuell und mein Job als Lehrperson ist es, diese Grenze zu ziehen, weil ich verdammt nochmal aufgrund meiner Erfahrung manchmal eben besser weiß, was klappen könnte.

Ein weiteres Beispiel aus dem Bereich der Projektarbeit: Man gibt der Gruppe aus fünf Mitgliedern 30 Punkte, die sie dann selbst auf die Gruppenmitglieder verteilen sollen, weil die Gruppe ja am besten weiß, wer sich wie eingebracht hat. Das ist verlockend, weil man so die unangenehme Benotungsangelegenheit in die Gruppe verschiebt. Dadurch bleibt die Angelegenheit nur immer noch unangenehm (die Bewertung steht ja immerhin im nicht reformierten Raum „Schule“) – nur ich als Lehrperson bin aus dem Schneider, weil ich den schwarzen Peter verlagere. Mich unbeliebt zu machen, ist ggf. mein Job. Ich gebe die Note und organisiere die Gruppenarbeit und mich  ggf. so, dass ich das kann. Alles andere wäre für mich keine Selbstständigkeit, sondern ein Alleinelassen. Tatsächlich ist das ziemlich einfach, da ich nach meinen bisherige Erfahrungen in individuellen Beratungssituation bei Projekten sehr viel mehr mitbekomme als im sonstigen klassischen Unterricht.

Als Dienstherr könnte ich auf die Idee kommen zu sagen, dass ab jetzt Schulen in bestimmten Bereichen selbstständig sind. Hört sich zunächst prima an. Dass damit so Dinge einhergehen, u.U. selbst Arbeitsverträge mit Anbietern für den Ganztagsbereich ausarbeiten zu müssen, Verfahrensbeschreibungen zum Datenschutz zu erstellen usw., ist eine andere Seite der Medaille. Damit dürften Schulen schlicht überfordert sein, da ihnen dazu die Rechtsabteilung fehlt, die ein Dienstherr zwangsläufig hat. Ok – das Know-How kann sich jede Schule ja einkaufen – nur ist das effektiv, wenn das jede Schule einzeln macht, und mit den zur Verfügung stehenden Mitteln realisierbar? Zum Glück käme der Dienstherr ja gar nicht auf solche Ideen.

Meine Hypothese ist, dass so manche selbstständige Arbeitsform Schülerinnen und Schüler schlicht überfordert – allein die Aufgabe herauszufinden, was mich – mich ganz allein und persönlich – wirklich interessiert, ist schon ein Anspruch. Andererseits empfinde ich es so, dass wir an andere Stellen Schülerinnen und Schülern Erfahrungen an Stellen nehmen, die sie durchaus machen dürfen. Man stirbt z.B. nicht, wenn man in Regenjacke zur Schule fährt und man stirbt auch nicht daran, ein Fahrrad mit einem Platten nach Hause zu schieben. Es ist zumutbar, Essen vorgesetzt zu bekommen, was nicht Mami gekocht hat.

Wo lassen wir als Gesellschaft junge Menschen alleine und wo trauen wir ihnen Selbstständigkeit zu?

 

Wir sind die Roboter

Die Dämpfe von Lötzinn brennen einer konzentriert über den Lötkolben gebeugten Schülerin in den Augen, der Geruch von Röstzwiebeln liegt in der Luft, überall liegen elektronische und mechanische Bauteile herum. Seltsame Gefährte, die an diejenigen aus der Mad-Max-Triologie anzuknüpfen scheinen, fahren über den Flur und drehen wie von Geisterhand vor Wänden und Hindernissen um. Rechts wird geflucht über die unvermeidlichen Treiberprobleme unter Windows8, links lacht sich darüber der Nutzer eines Ubuntu-Desktops ins Fäustchen, während die Gruppe im hinteren Bereich das Scheitern des letzten Algorithmus bei einem kräftigen Biss in das selbstgebaute Hotdog und einer Partie Minecraft verarbeitet.

Die Situation entstammt nicht dem Entwicklungslabor einer nerdigen Elektronikfirma, sondern beschreibt die Atmosphäre in unserer neuen Arduino-AG auf dem letzten Regionalgruppentreffen recht genau. Da kann nach nicht einmal acht Wochen dann schon sowas herauskommen:

Die Hardware habe ich nach einem Schülerentwurf nachgebaut. Die hier zu sehenden Komponenten

  • ein Arduino UNO-Nachbau
  • ein Adafruit-Motorshield-Nachbau
  • ein HC-SR04 Ultraschallsensor
  • ein 4WD-Chassis
  • sechs Mignon-Akkus
  • ein Batteriefach
  • Kabel und anderer Kleinkram

kosten etwa 50,- Euro, wenn man etwas warten kann. Die notwendige Software gibt es kostenlos zum Download. Programmiert wird in einem C-ähnlichen Dialekt. Der Roboter aus dem Video wird von diesem Programm gesteuert:

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    #include <AFMotor.h>
 
    AF_DCMotor motor_01(1, MOTOR12_64KHZ);
    AF_DCMotor motor_02(2, MOTOR12_64KHZ);
    AF_DCMotor motor_03(3, MOTOR12_64KHZ);
    AF_DCMotor motor_04(4, MOTOR12_64KHZ);
 
    // HC-SR04
    // VCC auf 5V
    // Trig auf Trigger Pin (löst Ultraschallimpuls aus)
    // Echo auf Echo Pin (Zeit in ms bis zum Empfang des Echos)
    // GND auf GND
 
    #define echoPin 15 // Echo Pin
    #define trigPin 14 // Trigger Pin
    int turn = 1;      // Drehrichtungsänderung wenn "festgefahren"
    int count = 0;     // Anzahl der Drehausweichversuche pro Richtung
 
    long duration, distance; // Dauer um Abstand zu berechnen
 
    void setup() {
 
     motor_01.setSpeed(190);  // Wir fahren nicht volle Pulle
     motor_02.setSpeed(190);
     motor_03.setSpeed(190);
     motor_04.setSpeed(190);
 
     Serial.begin (9600);
     pinMode(trigPin, OUTPUT);
     pinMode(echoPin, INPUT);
 
    }
 
    void loop() {
 
 
     /* The following trigPin/echoPin cycle is used to determine the
     distance of the nearest object by bouncing soundwaves off of it. */ 
 
     digitalWrite(trigPin, LOW); 
     delayMicroseconds(2); 
 
     digitalWrite(trigPin, HIGH);
     delayMicroseconds(10); 
 
     digitalWrite(trigPin, LOW);
     duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
 
     //Calculate the distance (in cm) based on the speed of sound.
     distance = duration/58.2;
 
     //Delay 50ms before next reading.
     delay(50);
 
     if (distance < 25 && turn > 0 )
 
     {
 
       motor_01.run(FORWARD);   // Motor 1 vorwärts laufen lassen
       motor_02.run(FORWARD);
       motor_03.run(FORWARD);
       motor_04.run(FORWARD); 
 
       delay(200);
 
       motor_01.run(BACKWARD);
       motor_02.run(BACKWARD);  // Motor 2 rückwärts laufen lassen
       motor_03.run(FORWARD);
       motor_04.run(FORWARD);
 
       delay(200);
 
       count++;
 
       if (count >= 3 ) {   
 
         turn = -turn;
 
       }
 
     } 
 
     else if (distance < 25 && turn < 0 )
 
     {
 
       motor_01.run(FORWARD);   // Vorwärts fahren
       motor_02.run(FORWARD);
       motor_03.run(FORWARD);
       motor_04.run(FORWARD); 
 
       delay(200);
 
       motor_01.run(FORWARD);
       motor_02.run(FORWARD);  // Motor 2 rückwärts laufen lassen
       motor_03.run(BACKWARD);
       motor_04.run(BACKWARD);
 
       delay(200);
 
          count++;
 
       if (count >= 3 ) {   
 
         turn = -turn;
 
       }
 
     }
 
     else
 
     {
       motor_01.run(BACKWARD);   // Motor 1 vorwärts laufen lassen
       motor_02.run(BACKWARD);
       motor_03.run(BACKWARD);
       motor_04.run(BACKWARD); 
 
       count = 0;
 
     }
 
    }

Beim Experimentieren mit der Arduinoplattform gibt es ganz viele verschiedene Herausforderungen:

  • Es muss zumindest in Grundzügen programmiert werden
  • Diese Programme bedürfen einer ständigen Optimierung
  • „Verdrahtet“ man mit Lötkolben und Schrauberndreher oder gleich im Programm selbst? – Im oberen Programm sind z.B. „falsch“ angeschlossene Motoren durch entsprechende Codeänderungen kompensiert worden.
  • Wie strukturiert man sein Programm so, dass man es die Woche darauf noch versteht? – Morgen werden wir uns mit Unterprogrammen und der Parameterübergabe beschäftigen.
  • Wie arbeiten die Sensoren eigentlich? (Der HC-SR04 muss z.B. so ausgerichtet werden, dass er nicht schon Unebenheiten auf dem Boden als Hindernis erfasst, mit mehreren Sensoren erhöhe ich die Messgenauigkeit usw.)
  • Wie löse ich die vielen mechanischen Probleme?
  • Die meisten Programmierbeispiele im Netz sind auf Englisch …

Ich finde es prima, dass Informatik hier erfahrbar wird und dass nicht nur virtuell vermittelte Erfahrungen und Lernanlässe vorhanden sind. Grundstrukturen zum Programmieren geben wir in der AG vor, da reines Ausprobieren schnell zu Frusterlebnissen führt, insbesondere wenn mehrere Aktoren und Sensoren dazukommen.
Die Schülerinnen und Schüler dokumentieren das im in einem DokuWiki, was sie über Aktoren und Sensoren herausfinden oder stellen auch ganz Codeschnipsel ein. Nebenbei lernen sie etwas über Syntax.

Informatik mit Arduino

leonardo

Ich habe in diesem Jahr einen Informatikkurs in der Klasse 10 übernommen. Den besucht man als Schülerin oder Schüler zusätzlich zu einem recht vollen Stundenplan in Klasse 10, um die Option auf eine Teilnahme an einem Informatikkurs in Klasse 11 zu bekommen. Man darf dann im Abitur zwei Kurse Naturwissenschaft durch Informatik ersetzen. Ich bin kein gelernter Informatiklehrer – ich bin einfach nur ein größenwahnsinniger Freak und wahrscheinlich schlägt die Informatikdidaktik über meine Ansätze die Hände in der Luft zusammen.  Egal – entweder man ist konventionell oder man lebt.

Stufe 1:

Wir haben Probleme in Einzelprobleme zerlegt – z.B. sollten 20 Zahlen von 20 Personen abgefragt und addiert werden. Unsere Strategien haben wir aufgeschrieben. Dabei spielteh folgende Fragen eine Rolle:

  • Wie merken wir uns die ganzen Zahlen?
  • Wenn wir sie uns aufschreiben: Wir machen wir das genau? Nebeneinander? Untereinander?
  • Addieren wir bei jeder Abfrage oder fragen wir alle Zahlen ab und addieren dann?
  • […]

Stufe 2:

Wir haben mit dem Flussdiagramm ein Verfahren kennen gelernt, dass Aufgeschriebene zu visualisieren und diese Visualisierung für weitere Probleme durchgespielt, die z.B. Fallunterscheidungen enthielten.

Stufe 3:

Mit Scratch haben wir unser Problem aus Stufe 1 ganz konkret gelöst und zwar durch Pass&Fail. Für Scratch muss man heute im Prinzip nicht einmal ein Programm installieren – das läuft auch komplett im Browser – wenn man beim MIT einen Account anlegt. Wer mochte, konnte sich auch schon am klassischen Ratespiel „rate eine Zahl zwischen 1 und 100“ versuchen oder sich eines der vielen veröffentlichten Projekte zu Scratch vornehmen. Die Lösungsansätze haben wir uns vorgestellt und teilweise diskutiert.

Stufe 4:

Anhand eines Ausdrucks eines „Scratchprogrammes“ galt es, ein Flussdiagramm zu zeichnen und einen fiesen, von mir natürlich absichtlich eingebauten Fehler zu finden. Dazu gab es noch einige Erweiterungs- und Optimierungsaufgaben.

Stufe 5:

In einem Dokuwikisystem haben die Schülerinnen und Schüler Seiten zu Programmiersprachen erstellt. Ich habe eine klare Struktur vorgegeben: Eine kurze Beschreibung zur Sprache, ein „Hello World!“- , ein „if -then – else“- und ein „while“-Codebeispiel. Dokuwiki kann das absolut prima, weil es einen leistungsfähigen Syntaxhighlighter für fast alles hat. Es braucht keine Datenbank, ist ajaxbasiert – einfach und umkompliziert. Unnötig zu erwähnen, dass dabei die Konfrontation mit dem Begriff „Syntax“ sowohl theoretisch (für die Sprache suchen) als auch praktisch (Wikisyntax) erfolgte.

Zwischenstand:

Die Schülerinnen und Schüler haben bis jetzt eigentlich schon alles erlebt, was man beim Programmieren so erleben kann:

  • „Mein Code läuft nicht!“ – „Hm. Da fehlt ’ne Klammer“ – „Oha, wenn ich da etwas einrücke, dann wird es ja viel übersichtlicher.“
  • „Sein Code läuft und meiner auch. Welcher ist denn nun richtig?“ – „Welcher gefällt dir denn warum besser?“
  • „Boah, ist das viel zu schreiben!“ – „Nunja – aber wenn sich das ständig wiederholt, könntest du ja vielleicht auch …“
  • […]

Stufe 6:

Kurzer Lehrervortrag zu Arduino. Dann ran an den Simulator – der ist absolut toll und zu empfehlen, bevor die ersten Bauteile in Rauch aufgehen.

Natürlich habe ich zunächst eine ganz einfache Beispielschaltung vorgestellt (blinkende LED).

(circuits.io klappt bisher so richtig gut nur mit Chrome oder Chromium als Browser.)

Die sollte dann um drei LEDs in einer Ampelschaltung erweitert werden. Dazu musste man schon ein Bisschen was am Breadboard verstehen. Nebenbei wurde auch etwas über die Wellenlänge des Lichts und Farbe gelernt: Im Simulator ändert man die LED-Farbe durch Eingabe von Wellenlängen in nm. Und ohne Vorwiderstand macht die LED „peng“, verpolt macht sie gar nichts. Es gab sofort das Spiel: „Wie klein darf ich den Widerstand machen, dass die LED heil bleibt?“ Nebenbei ist die Simulatorhomepage auf Englisch (Widerstand = resistor).

Stufe 7:

Es kommt etwas Theorie zur Arduino-IDE. Wir werden den Arduino Leonardo bzw. einen pinkompatiblen Nachbau  nutzen, weil der durch sein HID-Funktionen in Kombination mit Lagesensoren auch als Gamecontroller oder Mausersatz taugt. Den Arduino kaufen sich die Schülerinnen und Schüler selbst, das Zubehör stifttet unser Förderverein. Die Kosten sind aber sehr marginal im Verhältnis zu den sich bietenden Möglichkeiten. Dann können wir unsere Schaltung aus Stufe 6 real aufbauen.

Ausblick

Die Schülerinnen und Schüler sollen sich nach Möglichkeit eigene Projekte suchen, die sie mit dem Arduino realisieren. Natürlich habe ich notfalls Projekte von unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad in der Hinterhand. Der Komplexitätsgrad der Projekte darf natürlich mit dem wachsenden Wissensbeständen steigen. Die Schule bekommt aus einem N21-Projekt für eine AG Roboter auf Arduinobasis gestellt, auf die sich dann ggf. die erwobenen Kenntnisse übertragen lassen.

Mit der steigenden Komplexität der Projekte erwarte ich ein Anwachsen der Programmcodes, das irgendwann dazu führen soll, bestimmte Funktionen auszulagern in objektorientierte Settings (Ende 2. Halbjahr). Schön wäre es, wenn der Code für einen alleine nicht mehr zu pflegen ist, sodass auch Strukturen wie SVN notwendig werden.

Erste Eindrücke

  1. Ich lerne mit den Schülerinnen und Schülern mit. Für mich ist vieles Neuland.
  2. Schülerinnen und Schüler finden Fehler im Programmcode viel schneller in Peer-Reviews als ich
  3. Dieser Ansatz schreckt auch einige ab. Man muss ja allerhand aushalten und sogar auch Elektronik- und Englischwissen ausbauen
  4. Ich musste die Beschäftigung mit der Hardware vorziehen. Ich und die Schülerinnen und Schüler können es teilweise kaum erwarten.
  5. Es wird sehr selbstständig und konzentriert gearbeitet – auf die Frage: „Kann ich das so machen?“ antworte ich oft: „Probiere es aus!“ – und mit dieser Antwort sind sie oft zufrieden.
  6. Perfektionisten sind in der Hinterhand – am effektivsten arbeiten die Experimentierfreudigen
  7. Man kann wunderbar differenzieren: Der C-Freak bekommt eben eine Bildröhre mit Composite-Eingang, auf der er ein Spiel programmiert. Das ist vom Timing her nicht trivial, da der Arduino von seiner Rechenleistung damit an eine Grenze kommt. Dem Anfänger reicht vielleicht ein Lauflicht als erstes Projekt – oder ein Thermometer (NTCs haben eine Kennlinie, muss muss mathematisiert oder mit einem anderen Thermometer kallibriert werden).
  8. Es kommen Fragen wie: „Darf ich zu Hause an meiner Schaltung im Simulator weiterarbeiten?“ „Dürfen wir unser Projekt auch mit nach Hause nehmen?“
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