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1<?php
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23        <a href="https://goo.gl/maps/Rq4Ep" title="5min Fußweg vom Bahnhof Kelkheim-Hornau"><img src="../robotik/wegskizze-bahnhof.png" style="width:100%"></a>
24        <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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28        <strong>Physical-Computing in der Schule:</strong>
29        <p>Das technikum29 sponsert zur Zeit einen Physical-Computing-Workshop an der Eichendorffschule (EDS) in Kelkheim. Hier werden für die 8. Klassen zwei Stunden pro Woche angeboten.
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39<header class="teaser physical-computing">
40        <h2>
41        Physical-Computing &amp; Robotics
42        </h2>
43        <img class="no-copyright" src="robotics.jpg">
44</header>
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51<p><h3>Grundsätzliches (Didaktik)</h3> <br>
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53Schon immer üben Roboter eine Faszination auf Kinder und Jugendliche aus. Diese Faszination sollte man nutzen, um einen altersgerechten Einstieg in die Programmierung zu ermöglichen.
54Im 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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56        <img src="eds-4.jpg" width="402"  height="179"/>
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59Im 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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61        <img src="sketch.jpg" width="220"  height="145"/>
62<small>Sketch-Ausschnitt</small>        
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64 Im Laufe des Kurses werden die Aufgaben immer freier lösbar, dadurch wird das eigenverantwortliche Lernen adressiert.<br>
65 Erfahrungsgemäß macht den meisten das Lösen der recht offen gestalteten Gesamtaufgaben großen Spaß, da sie hier ihrer Kreativität freien Lauf lassen können.<br>
66 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>
67Ein weiterer Vorteil ist, dass Schüler sowohl mit Hard- als auch Software konfrontiert werden, wobei die Grenzen dieser beiden Welten zunehmend verschwimmen.<br>
68Es 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>
69"Digitale Alphabetisierung ist ein Projekt moderner Aufklärung." [GEO Magazin 12/14: Digital macht schlau!]<br></p>
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75<h3>Für Schüler</h3> <br>
76In 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 in dieser Programmiersprache sind nicht erforderlich, jedoch solltest du gerne logisch denken, teamfähig und neugierig sein.
77Wie 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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79        <img src="eds-2.jpg" width="220"  height="223"/>
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83Durch 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>
84Falls 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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87<a href="/physical-computing/robo.jpg">
88        <img src="robo.jpg" width="250"  height="156"/>
89        <small>Roboter-Fahrzeug<br></a>(noch nicht fertig!)</small>
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93Um 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>
94Für alle "Fremdleser" sei angemerkt, dass dieser Kurs in der Entstehungsphase ist. Noch ist nicht alles perfekt.<br>
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108Materialien zum Workshop in der Schule: <br>
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110        <a href="/physical-computing/ph1.pdf"> Physical-Computing Blatt 1 (PDF)</a><br>
111        <a href="/physical-computing/ph2.pdf"> Physical-Computing Blatt 2 (PDF)</a><br><br>
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113        </div>
114<div class="rightcol"> 
115        <a href="/physical-computing/ph3.pdf"> Physical-Computing Blatt 3 (PDF)</a><br>
116        <a href="/physical-computing/ph4.pdf"> Physical-Computing Blatt 4 (PDF)</a><br>
117        <a href="/physical-computing/ph5.pdf"> Physical-Computing Blatt 5 (PDF)</a>  <small>Neue Version 5.5</small>
118         <br><br>
119         </div>
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122       
123        <?php $zaun_eds->printAnchor(); ?>
124        Speziell für Schüler der EDS: &nbsp;   <?php $zaun_eds->printMiniForm(); ?> &nbsp; <small>(Zuletzt aktualisiert am 4.5.2017)</small><br>
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126        <?php $zaun_eds->start(); ?>
127        <br><hr>
128        Sorry, dass die Panne mit dem Steckboard aufgetreten ist. Die Serie wurde verändert und die Stromschienen (blau/rot) sind nun in der Mitte unterbrochen. Aber das ist die
129        Realität: Solche Pannen muss man auch mal durchhalten.<br>
130        Die schwierigen Aufgabenteile aus Blatt 5 habe ich gestrichen (neue Version 5.5).<br><br>
131       
132        <a href="/physical-computing/schieberegister.pdf"> 8 Bit Schieberegister</a><br><br>
133        Noch ein Tipp: "Wer den schnellen Erfolg sucht, sollte nicht programmieren, sondern Holz hacken." (unbekannte Quelle aber zutreffend!).<br><br>
134       
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137        <?php $zaun_eds->end(); ?>
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