Die MINT Klasse an der Kantonsschule Kreuzlingen

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1 Die MINT Klasse an der Kantonsschule Kreuzlingen Bernhard Brunner Präsentation anlässlich der Netzwerktagung Begabungsförderung in Olten vom Einleitung Überblick 1. Eckpunkte des Projekts MINT Klasse 2. Hands-On Algorithmik mit KARA Programmieren mit Processing Physical Computing mit Arduino 3. Einblick in einige Projekte Videoverfremdung Stratosphärenflug Myoelektrische Prothese 4. Geschichte der MINT Klasse 5. Erfahrungen 6. Fragen und Diskussion Unterlagen, Handouts: Kontakt: Eckpunkte des Projekts Stundenverschiebung zu MINT Fächern MAR konform Allgemeinbildung bleibt erhalten, normale Maturitätsprüfung Weiterentwicklung der PAM (Physik und Anwendungen der Mathematik) Schwerpunktsklasse 1

2 Was bietet die MINT Klasse Neues? HANDS-ON: AUSWÄHLTE INHALTEN DER MINT KLASSE Was bietet die MINT Klasse Neues? Hands-On: Auswählte Inhalten der MINT Klasse Informatikeinführung MINT Klasse 1. Einführung ins algorithmische Denken mit KARA 2. Programmieren mit processing 3. Physical computing mit Arduino KARA Entwickelt und gepflegt von der ETH Hauptvorteile von Kara keine komplexe Entwicklungsumgebung keine fehlerträchtige und frustrierende Syntax Bernhard Brunner 2 nwt-2016-mintklasse.md

3 Karas Sensoren und Aktoren HANDS-ON: AUSWÄHLTE INHALTEN DER MINT KLASSE Karas Sensoren und Aktoren Erstes Kara Programm Processing Einfache, aber komfortable Programmierumgebung erster Kontakt mit einer Programmiersprache Anschlussfähig (auf Java basierend) leistungsfähig und schnell (Sound, Videoe ekte) Grosser Vorteil: Die Ausgabe des Programms ist die Grafik Fehler sind direkt sichtbar Einfacher Wechsel Programmcode - Programmausgabe Optisch attraktiv => Kollegen und Familie Bernhard Brunner 3 nwt-2016-mintklasse.md

4 Processing Programieroberfläche HANDS-ON: AUSWÄHLTE INHALTEN DER MINT KLASSE Processing Programieroberfläche Processing erstes Programm Arduino wirkliches M.I.N.T.! AVR Atmega Familie, sehr verbreitet Open Source Hardware => Ökosystem Sehr preisgünstig (Board Fr) Analoge und digitale Eingabeports, um die Umgebung zu fühlen Analoge und digitale Ausgabeports, um zu Steuern (LEDs, Servos, Motoren) sehr komfortable Programmierung Programm bleibt permanent gespeichert => Batteriebetrieb möglich Bernhard Brunner 4 nwt-2016-mintklasse.md

5 Einsatzmöglichkeiten von Mikrokontrollern HANDS-ON: AUSWÄHLTE INHALTEN DER MINT KLASSE Einsatzmöglichkeiten von Mikrokontrollern Mikrocontroller sind überall (Tastaturen, Haushaltsgeräte, Haustechnik, Industriesteuerungen... ). Möglichkeiten für Projekte sind fast unbeschränkt: Feuchtigkeitssensor bei einer Pflanze mit Steuerung einer Wasserpumpe Katzentüre oder Raumüberwachung die jedes Mal eine twitter Meldung abschickt. Ausrichtung von Solarpanels auf die Sonne Überwachung und Steuerung eines Garagentors... Bestandteile des Arduino Uno Boards Input Digital: Analog IN: Bernhard Brunner 5 nwt-2016-mintklasse.md

6 Output PROJEKTE Output Digital: Analog: Einstieg Arduino Website mit Software, Dokumentation, Tutorials: Projekte Processing Beispiel Live-Videoverfremdung (Florian, 1mz) Bernhard Brunner 6 nwt-2016-mintklasse.md

7 Naturwissenschaftswoche: Stratosphärenballon PROJEKTE Naturwissenschaftswoche: Stratosphärenballon Naturwissenschaftswoche: Myoelektrische Prothese Bernhard Brunner 7 nwt-2016-mintklasse.md

8 Arduino Projekt: elektrisches Luftschi GESCHICHTE DER MINT KLASSE Arduino Projekt: elektrisches Luftschi Geschichte der MINT Klasse Von MAV zu MAR zur MINT Klasse MAV 1995 Typenmatur bis 1995 Fachinformatik (Algorithmik, Programmieren am Gymnasium) MAR ab 1995 Stammklassen Schwerpunktssystem Integrierte Informatik, ICT und Medienkunde statt Algorithmik Kleine Überarbeitung des MAR 2007 Ergänzungsfach Informatik Frühe Wahl des Schwerpunktsfachs Physik und Anwendungen der Mathematik (PAM) Eigene Stammklasse 2012 Projektgruppe MINT Klasse an der KSK 2014 Start der ersten MINT Klasse Ziele der MINT Klasse Zusätzliche Schülerinnen und Schüler mit mathematisch-technischem Interesse abholen und für die KSK gewinnen Den bestehenden Schwerpunkten und Klassen nichts wegnehmen Bernhard Brunner 8 nwt-2016-mintklasse.md

9 Erster Vorschlag Stundentafeländerung GESCHICHTE DER MINT KLASSE Moderate Stundenverschiebung innerhalb der MAR-Bandbreiten Intensive Zusammenarbeit mit ETH / Uni KN für Praktika und Studienwochen Bildungsziele weiterhin erreichen, Bildung und nicht Ausbildung! (aus der ersten Präsentation im Konvent der KSK) Erster Vorschlag Stundentafeländerung Erster Stundentafelentwurf Rückmeldungen des Konvents am ersten Entwurf Abbau in den eigenen Fächern wird bedauert bzw. bei den kleinen Fächern (Geo, Wirtschaft und Recht, Religion/Philosophie) kritisiert Konsens, dass eine gewisse Stundenverlagerung nötig ist Wichtige Kritikpunkte: Auch Englisch soll Stunden beitragen müssen! Wenn wir schon Stunden abgeben, dann soll etwas Neues gemacht werden, nicht Mehr vom Gleichen Bernhard Brunner 9 nwt-2016-mintklasse.md

10 Fazit aus der ersten Konventsvorstellung GESCHICHTE DER MINT KLASSE Fazit aus der ersten Konventsvorstellung Gleichmässige Reduktion bei Sprachfächern wird akzeptiert Geographie, Wirtschaft und Recht sowie Religion/Philosophie sind unzufrieden Allgemeinbildung ist weiterhin gewährleistet Es ist wichtig, die neuen Inhalte dem Konvent plastisch zu zeigen Weiterer Weg in Kürze, Schlussfolgerungen Neues Fach PAM-Informatik als Teil des Schwerpunktfachs Anpassungen der Stundentafel, Blocktage z.b. für Philosophie Projekt wird vom Konvent einstimmig angenommen, mit wenigen Enthaltungen Es war extrem wichtig, den Konvent frühzeitig einzubeziehen und die Bedenken ernst- und aufzunehmen Wir hatten das Glück, in einem Kanton mit kurzen Wegen in einer kleinen Schule einen Schulversuch starten zu können Erfahrungen mit der MINT Klasse Aktuell dritter Klassenzug Gutes, zunehmendes Interesse (Klassengrössen 17-23) Spricht insbesondere auch Schüler/innen mit grossem Interesse an Informatik und Technik an, die sonst eine Lehre begonnen hätten Leider sehr wenige Schülerinnen (1-2 pro Klasse) Bernhard Brunner 10 nwt-2016-mintklasse.md