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22        <a href="https://goo.gl/maps/Rq4Ep" title="5min Fußweg vom Bahnhof Kelkheim-Hornau"><img src="../robotik/wegskizze-bahnhof.png" style="width:100%"></a>
23        <p class="bildtext">Das technikum29 ist 4 Minuten vom <a href="http://www.rmv.de/auskunft/bin/jp/stboard.exe/dn?input=3004295&time=00:56&maxJourneys=10&dateBegin=28.06.15&dateEnd=12.12.15&selectDate=&productsFilter=1111111111111111&start=yes&dirInput=&view=STATIONINFO">Bahnhof Kelkheim-Hornau</a> entfernt und auch mit Bus 263 gut erreichbar.</p>
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27        <strong>Physical-Computing in der Schule:</strong>
28        <p>Das technikum29 sponsert zur Zeit einen Physical-Computing-Workshop an folgender Schule: Albert-Einstein-Schule (AES), Schwalbach. Hier werden für die 8. Klassen zwei Stunden pro Woche angeboten und von den Schülern mit Begeisterung angenommen!
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38<header class="teaser physical-computing">
39        <h2>
40        Physical-Computing &amp; Robotics
41        </h2>
42        <img class="no-copyright" src="robotics.jpg">
43</header>
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50<p><h3>Grundsätzliches (Didaktik)</h3> <br>
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52Schon immer üben Roboter eine Faszination auf Kinder und Jugendliche aus. Diese Faszination sollte man nutzen, um einen altersgerechten Einstieg in die Programmierung zu ermöglichen.
53Im Vergleich zu den ausschließlich am Bildschirm dargestellten virtuellen Simulationen, wie sie im üblichen Informatikunterricht ablaufen, werden hier physikalisch anfassbare Objekte bewegt. Diese interessanten Anwendungen sind für Jugendliche äußerst motivierend. Spielerisches Lernen wird hier Realität.<br>
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55        <img src="aes-4.jpg" width="402"  height="193"/>
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58Im Workshop "Physical-Computing & Robotics" wird ein Microcontroller mit der physikalischen Außenwelt durch Sensoren und Aktoren verbunden. Diese Controller steuern z.B. intelligent einen Roboter. Bei der Roboter-Programmierung hat man sofort ein greifbares Feedback, an dem Jugendliche erkennen können, ob das implementierte Programm läuft oder nicht. Da kann schon mal ein Roboter sprichwörtlich "gegen die Wand fahren".
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60        <img src="yannik.jpg" width="180"  height="230"/>
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62 Im Laufe des Kurses werden die Aufgaben immer freier lösbar, dadurch wird das eigenverantwortliche Lernen adressiert.<br>
63 Erfahrungsgemäß macht den meisten das Lösen der recht offen gestalteten Gesamtaufgaben großen Spaß, da sie hier ihrer Kreativität freien Lauf lassen können.<br>
64 Für besonders begabte Schülerinnen und Schüler ergibt sich immer die Möglichkeit zusätzlich schwierigere Programmteile einzubauen. Das erhöht das Selbstwertgefühl und schafft eine natürliche ungezwungene Binnendifferenzierung.<br>
65Ein weiterer Vorteil ist, dass Schüler sowohl mit Hard- als auch Software konfrontiert werden, wobei die Grenzen dieser beiden Welten zunehmend verschwimmen.<br>
66Es ist unübersehbar, dass dieser Themenbereich ein hohes Maß an Abwechslung, einen kreativen Freiraum sowie das Erlernen von Teamplaying (Zweierteams) bietet und zudem absolut "up-to-date" ist, eben ein HIGHLIGHT einer Schule.<br><br>
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72<h3>Für Schüler</h3> <br>
73In diesem Workshop, den man auch mit <b>Arduino-Labor</b> bezeichnen könnte, lernst du das Programmieren von Arduino-Microcontrollern. Wir arbeiten zunächst mit dem "UNO" und später mit dem größeren "MEGA". Im Gegensatz zur grafischen Programmierung im Robotik-Workshop (Klasse 6) erfolgt hier die Programmierung in C/C++ bzw. einer stark daran angelehnten Sprache. Vorkenntnisse mit dieser Programmiersprache werden nicht erwartet, jedoch solltest du gerne logisch denken, teamfähig und neugierig sein.
74Wie in dieser Materie üblich beginnen wir mit der blinkenden LED (Leuchtdiode). Anhand solcher einfachen Sketche (Arduino-Programme) versteht man schnell die Methoden dieser Programmierung. Die Aufgabenstellungen werden durch die Einführung vieler neuer Sensoren immer interessanter, schließlich soll unser Roboter intelligent interagieren können, selbst das Sprechen werden wir ihm beibringen.<br>
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76        <img src="aes-2.jpg" width="220"  height="262"/>
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80Durch die Einbindung von sogenannten "Libraries" (Programm-Bibliotheken) können wir verblüffende Effekte erzielen, der Spaßfaktor steigt kontinuierlich an. Wer immer mit Erfolg daran teilnimmt, kann von sich behaupten, in der Entwicklung unserer digitalen Welt als Schüler ganz vorne zu stehen. Du leistest etwas Besonderes und setzt eventuell den Grundstein für ein tolles, anspruchsvolles Hobby oder gar für ein späteres Studium.<br>
81Falls noch genügend Zeit vorhanden ist, werden wir uns auch mit einem vorhandenen 3D-Drucker sowie dessen Programmierung beschäftigen. Dann lassen sich u.a. zusätzliche Teile für unsere Roboter-Fahrzeuge herstellen.
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84        <img src="arduino.jpg" width="220"  height="171"/>
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87Um dir die Möglichkeiten zu geben, auch Zuhause Aufgaben, Analysen und Sketche aus dem Unterricht nachlesen zu können, werden diese hier mit einem Link veröffentlicht. Ferner findest du hier Links auf andere Seiten, die gegebenenfalls zur Vertiefung oder zum Nacharbeiten geeignet sind.<br>
88Für alle "Fremdleser" sei angemerkt, dass dieser Kurs in der Entstehungsphase ist. Noch ist nicht alles perfekt.<br>
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98        <a href="/physical-computing/ph4.pdf"> Physical-Computing Blatt 4 (PDF)</a> &nbsp; <small>Update Version 1.1</small><br>
99        <a href="/physical-computing/ph5-1.pdf"> Physical-Computing Blatt 5 (PDF)</a> &nbsp; <small>Update Version 1.5</small><br>
100        <a href="/physical-computing/shift-1.pdf"> 74HC595, 8 Bit Schieberegister mit Latch, Sketche und Analysen (PDF)</a>&nbsp; <small>Update Version 1.1</small> <br>
101        <a href="/physical-computing/ping-pong-4.pdf"> Ping-Pong-Analyse (2) (PDF)</a>, Lösung der Aufg. 6e) Blatt 4 <br><br>
102       
103        <?php $zaun->printAnchor(); ?>
104        Speziell für Schüler der AES: &nbsp;   <?php $zaun->printMiniForm(); ?> &nbsp; <small>(Zuletzt aktualisiert am 30.1.2017)</small><br>
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106        <?php $zaun->start(); ?>
107       
108        <br><hr>
109        Wenn wir die Theoriephasen etwas verkürzen wollen, müsste einiges davon "ausgelagert" werden. D.h. es wird nur grob der Weg vorgegeben, den ihr dann während der Stunde selbst erarbeiten müsstet wie z.B. die Anwendung von Libraries. Schwierige Sketche sollten freiwillig von einem Schüler schriftlich dokumentiert werden. Das müsste zeitnahe geschehen, ich würde die Analyse dann bei Bedarf korrigieren (ergänzen) und sie hier einstellen.<br>
110        Das macht aber nur Sinn, wenn <b>jeder</b> diese Analysen durcharbeitet bis er es verstanden hat. Fragen dazu solltest du dir aufschreiben und in der nächsten Stunde stellen.<br>
111        Programmieren lernen ist schon etwas aufwändiger als kochen lernen :-), bringt dafür auch mehr!
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113        Library für unsere <b>7-Segment-Anzeige</b>: Wenn du die Arduino-Software auf deinem PC hast, kannst du auch die Library zum TM1637-Modul öffnen und dir die Sketche zu den vielen Beispielen anschauen. Dann weißt du in der nächsten Stunde genau, was zu tun ist.<br>
114        Gehe wie folgt vor: Arduino Software öffnen, dann "Beispiele" dort findest du relativ weit unten: SevenSegmentTM1637. Beginne mit "Basic".<br><br>
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116        Lösung zu Aufgabe 1a/b, Blatt 5, :&nbsp;        <a href="/physical-computing/ping-pong-led"> Ping-Pong Blatt 5 Aufg. 1a/b</a> &nbsp; <small>Version 1.0</small><br>
117        Lösung zu Aufgabe 5, Blatt 5: &nbsp;    <a href="/physical-computing/ultraschall-sensor"> Ultraschall-Sensor-Sketch</a><br><br>
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121        <?php $zaun->end(); ?>
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