Programmieren mit Arduino (Sekundarstufe II)

Der Arduino Mikrocontroller eignet sich gut um SchülerInnen die Grundlagen des Programmierens zu vermitteln. 

Vorteile:

  • Die Programmierung findet auf einem normalen Computer statt. Diese Geräte sind in den allermeisten Schulen bereits vorhanden.
  • Es ist vergleichsweise wenig Hardware erforderlich.(gegenüber dem Raspberry Pi)
  • LetsgoIng der Hochschule Reutlingen schlägt die Brücke zwischen Blockprogrammiersprache und C++ mit ArduBlock.
  • Ein Klassensatz Hardware kann (mit etwas schlechtem Gewissen) direkt in China erworben werden. (Z. B. bei Banggood.com)

Nachteile:

  • Die Lehrperson benötigt relativ viel Vorwissen.
  • Die Schülerinnen und Schüler brauchen sehr gut strukturierte Anleitungen

Hier einige gut erprobte Übungen die ich für die Arbeit mit Arduino an einem Gymnasium getestet habe.

 

Hands on Arduino (Primarschule)

Zeitaufwand: ca. 6 Lektionen

Voraussetzung: Die Klasse hat schon mit Scratch programmiert. 

Aufgabe 1: Blinken

In der ersten Stunde wird eine einfache elektronische Schaltung (Widerstand und LED) auf dem Breadboard nach Anleitung gesteckt. 

Mit dem Programm Arduino wird ein einfaches Blinkprogramm auf den Arduino kopiert.

Die SuS verändern den Blinkrhythmus im Programm und beobachten die Veränderung.

Aufgabe 2: Lichtsignalanlage

Die SuS erweitern ihre Schaltung mit zwei weiteren LED zum grün - gelb - rot - Lichtsignal

3. Aufgabe: Lauflicht

 

4. Steuerung von selber gebauten Lampen

Das Arduino Lauflicht Board wird mit 8 Relais verbunden.

Diese Relais steuern Lampen die die SuS im Werkunterricht gebaut haben.

Die SuS programmieren ein eigenes Blinkmuster für die Lampen.

Bild: Interaktive Ausstellung der Lampen und der Arduino-Projekte

In Aktion: https://youtu.be/ZrSJleO0pgc

Programmiertools

Hier eine unvollständige Liste der Programmiertools mit denen ich bereits verschiedene Projekte durchgeführt habe:

Programmiertools:

 

Gameprogrammierung

  • Alice 3 alice.org
  • Blender 3D Tool
  • Unity (professionelle Tool für Fortgeschrittene)

 

Roboter

 

Experimentierkits:

  • Arduino Board
  • Fritzing Umgebung für Arduino und mehr
  • Scratch4Arduino
  • Raspberry Pi mit Scratch

 

iPad

  • Scratch junior
  • Hopscotch
  • Tynker

 

iPhone:

  • Hopscotch

 

 

Games programmieren mit Alice 3 und Unity

Mit einer 3. Sekundarklasse befassten wir uns intensiv mit dem Thema Computergames.

Hier zwei Konzepte von eigenen Games:

Game in Alice programmiertGame in Unity programmiert

 

Anschliessen lud ich die Macher von "Perils of Man" zu einem Vortrag ein. Sie erzählten sehr anschaulich welche (unglaublich viele) Schritte es braucht um ein App Game zu erstellen.

 

Die Quizmaschine

 Die "Quizmaschine" stellt aus 48 Fragen ein Quiz zusammen. Wer eine bestimmte Anzahl Fragen richtig beantwortet hat, erhält als Dank einen Kaugummi!

Das stolze TeamDie Programmierungbeim Bau

 

Diese Maschine haben wir in 4 Halbtagen innerhalb einer Woche. Dabei waren die zwei Schüler Tim und Thierry aus der 2. Sek. Der Werklehrer Tim Schäfer hat sich um die "Verpackung" gekümmert und ich habe mit den Schülern den Münzautomaten die Kaugummiausgabe mit Lego gebaut und die Programmierung erstellt. Alle Quizfragen kommen von den Schülern.

 

Hier ist der mit Scratch programmierte Quizteil: (Auch ohne Maschine spielbar)

    

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