Seminar 2. Fachgebiet Didaktik der Informatik Bergische Universität Wuppertal. Seminar Didaktik der Informatik vom 23.

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1 ohne systeme mittel im unterricht Seminar 2 im unterricht mit Calliope mini als Werkzeug Frederik Steingans Seminar Didaktik der vom 23. Oktober 2017 Version: 1e95b7d Stand: 02. November :46 Zuletzt bearbeitet von: Frederik Steingans Lizenz: cbea Fachgebiet Didaktik der Bergische Universität Wuppertal 2-1

2 ohne systeme mittel Kompetenzen Seminar 2 im unterricht 1 definieren und ordnen sie auf Basis der technischen Inforamtik ein 2 kennen verschiedene und verstehen ihre unterschiedlichen Funktionen 3 begründen den Einsatz von Calliope mini als Unterrichtsgegenstand und Werkzeug 4 bedienen eigenständig die Arbeitsumgebung für Calliope mini und erstellen ein erstes Programm 5 kennen ausgearbeitete Unterrichtsbeispiele 6 bewerten unter fachdidaktischer Perspektive die Vor- und Nachteile, die im Unterricht erbringen können 2-2

3 ohne systeme mittel Gliederung Seminar 2 im unterricht 1 im Alltag

4 ohne systeme mittel im Alltag Wir benutzen nahezu täglich und ganz selbstverständlich Dinge, die verschiedenste Arten von enthalten. Mobiltelefon Fernseher Drucker Waschmaschine Kraftfahrzeug... im unterricht Abbildung: alltägliche Gegenstände mit n 2-4

5 ohne systeme mittel von n im unterricht sind Ein-Chip-Systeme (auch: System-on-a-Chip), die wie Computer aufgebaut sind. Sie bestehen daher aus: Prozessor Ein- und Ausgabeeinheit Arbeitsspeicher Programmspeicher weitere Schnittstellen Zumeist basieren sie auf der Harvard-Architektur, aber auch auf der Von-Neumann-Architektur (vgl. Jesse 2014, S. 547). 2-5

6 ohne systeme mittel eines s im unterricht sind vollständige systeme. Abhängig von ihrem Einsatzzweck zeichnen sie sich durch folgende aus: kaum Platzbedarf geringe Taktfrequenz wenig Arbeitsspeicher niedriger Energiebedarf minimale Abwärme Aufgabe Wählen Sie ein Gerät, das über einen verfügt und nennen Sie, die ihn für dieses Gerät auszeichnen. 2-6

7 ohne systeme mittel von n im unterricht Bekannte Raspberry Pi Arduino Calliope mini Micro:Bit... Abbildung: B-O-B-3, Calliope mini, Arduino Uno, und Micro:Bit 2-7

8 ohne systeme mittel Raspberry Pi Größe einer Chipkarte Leistung höher als bei anderen n Betriebssystem mit grafischer Oberfläche nutzbar HDMI-Anschluss vorhanden Aufgabenbereich ähnlich eines Desktop-PCs Erweiterung durch Sensoren etc. möglich Einschränkungen im mobilen Einsatz im unterricht Abbildung: Raspberry Pi im Vergleich mit einem Studierendenausweis 2-8

9 ohne systeme mittel Arduino im unterricht je nach Ausführungen nicht größer als ein Raspberry Pi auf andere Systeme angewiesen erweiterbar durch Sensoren etc. geringer Energieverbrauch Abbildung: Arduino Uno 2-9

10 ohne systeme mittel Calliope mini - 1 Beruht auf dem BBC Micro:Bit, jedoch umfangreicher und speziell für Schulen benutzerfreundlicher gestaltet. im unterricht Gemeinsamkeiten: Knöpfe und Pins programmierbar Kommunikation und über Micro-USB und Bluetooth LED-Matrix Kompass, Beschleunigungs-, Licht- und Temperatursensor Betrieb mit Batterie möglich Abbildung: Micro:Bit und Calliope mini 2-10

11 ohne systeme mittel Calliope mini - 2 zusätzliche Spezifikationen von Calliope mini: Aufbau sternförmig und handtellergroß Erweiterung mittels Grove-Anschluss RGB-LED Lautsprecher und Mikrofon Bewegungssensor Motoranschluss im unterricht Abbildung: Calliope mini 2-11

12 ohne systeme mittel für im Unterricht - 1 im unterricht Haben wir Ahnung von systemen? tägliche Bedienung von systemen selbstverständlich selbst Kleinkinder erlernen den Umgang mit Tablets etc. viele Berufe erwarten Kenntnisse in»büroanwendungen«anmerkung Ein system bedienen zu können bedeutet nicht, aufgrund dessen seine Funktion verstanden zu haben. 2-12

13 ohne systeme mittel für im Unterricht - 2 im unterricht Einblick in ein system wird»anfassbar«programmierfähigkeiten erlernen Test von Programmen auf direkt durchführbar Entwicklung eigener Ideen durch Schülerinnen und Schüler Arbeit auch zu hause möglich Abbildung: Stromkreis mit Calliope mini 2-13

14 ohne systeme mittel Programme erstellen für Calliope mini im unterricht Programmierumgebungen cloudbasiert und lokal verfügbar mit PC, Tablet, Smartphone etc. möglich Programme ohne grafische Oberfläche realisierbar Steckprinzip der Editoren einfach zu erlernen Konzept speziell für Kinder und Jugendliche entwickelt start zeige LEDs zeige LEDs zeige LEDs zeige LEDs zeige LEDs 2-14

15 ohne systeme mittel Programme erstellen für Calliope mini im unterricht Arbeitsauftrag Erstellen Sie ein Programm, um die Keksdose zu überwachen. Wählen Sie dafür den PXT-Editor auf der Webseite und führen Sie es anschließend vor. Sie haben 30 Minuten Zeit. 2-15

16 ohne systeme mittel im (-)Unterricht Kernlehrplan für das Wahlpflichtfach an n in NRW, erst ab der 7. Klasse vorgesehen. im unterricht Abbildung: Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder (vgl. MSW-NW 2015, S. 15) 2-16

17 ohne systeme mittel im (-)Unterricht im unterricht sollten aufgrund ihrer einfachen Handhabbarkeit jedoch auch viel früher eingesetzt werden.»ein Unterricht zur informatischen Bildung trägt dazu bei, systeme sachgerecht und zielgerichtet, verantwortungs- und sinnvoll einzusetzen[...]«(vgl. gi 2017, S. 7).»Bereits im Primarbereich werden Geschlechterstereotype aufgebaut, die beispielsweise das Interesse von jungen Frauen an einem Beruf im weiten Feld der gegen Null gehen lassen«(vgl. gi 2017, S. 4). 2-17

18 ohne systeme mittel Projekt Zimmerpflanzen pflegen Eine weitere Möglichkeit bieten fächerübergreifende Projekte, in denen sich Schülerinnen und Schüler Wissen teilweise selbstständig aneignen. e sollen hierbei unterstützend wirken. im unterricht Abbildung: mit Calliope mini Weitere Materialien für den unterricht abrufbar unter:

19 ohne systeme mittel srunde im unterricht Aufgabe Diskutieren Sie zunächst in Partnerarbeit über die folgenden Fragen und stellen Sie Ihre anschließend vor. Sie haben hierfür 10 Minuten Zeit. Wie sehen Sie den Einsatz von n im (-) Unterricht? Haben diese Ihrer Ansicht nach eventuell auch Nachteile? Sollten diese schon in der eingeführt werden? 2-19

20 ohne systeme mittel im unterricht Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 2-20

21 ohne systeme mittel für das Seminar I im unterricht gi (2017). Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich. Erarbeitet vom Arbeitskreis»Bildungsstandards im Primarbereich«am 13. September 2017 verabschiedet vom Fachausschuss Bildung in Schulen (FA IBS) der Gesellschaft für (gi) e. V. url: (besucht am ). Jesse, Ralf (2014).»ARM Cortex-M3 : Einstieg und Praxis«. In: 1. Aufl. Heidelberg ; München ; Landsberg ; Frechen ; Hamburg: mitp, S MSW-NW (2015). Kernlehrplan für die in Nordrhein-Westfalen Wahlpflichtfach. Heft url: (besucht am ) Dieses Dokument wird unter der folgenden Creative-Commons-Lizenz veröffentlicht: c b e a