Bedienfeld
Intention
Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass ein Code mehrere Sensoren für jeweils verschiedene Zwecke beinhalten kann und dass diese alle auf demselben Gerät (hier in Form des Calliope mini) programmiert, gespeichert und genutzt werden können.
Lernausgangslage
- Kenntnisse aus den Unterrichtssequenzen 1-5
- Smart Home mit den 3 Komponenten “schön und bequem, sicher, sparsam” (Sequenz 1)
- Coden
- Editor, Account und eigene Dateien speichern/öffnen (Sequenz 2)
- Code auf den Calliope mini übertragen (Sequenz 3)
- Ausgabebefehle für die 4 Aktoren: Aktion --> Zeige Text/Zeichen, zeige Bild, Schalte LED an, Spiele ganze Note (Sequenz 3)
- Befehls-Sequenzen (Sequenz 4)
- Sensoren (Sequenz 5)
- Anknüpfen an die Lebenswirklichkeit: Digitale Geräte, auf denen eine Vielzahl von Steuerungs- Aktionsmöglichkeiten platziert sind.
- Schülerinnen und Schüler, die Schaltzentralen mit unterschiedlichen Sensoren und Aktoren kennen, z.B. Bordcomputer im Auto, Heizungssteuerung mit unterschiedlichen Bedienelementen,...
- Schülerinnen und Schüler, die das Handy als “universalen mobilen Alltagscomputer” kennen
- Schülerinnen, die stationäre Schaltzentralen kennen, die vielfache Befehle ausführen können, z.B. in einem Smart Home
Inhalt der Sequenz
Anknüpfend an den Einsatz von einzelnen Sensoren werden nun in einem einzigen Code mehrere unterschiedliche Sensoren genutzt.
1. Inhaltliche Einbindung an das Smart Home
- Die Unterrichtssequenz “Bedienfeld” gehört zu allen 3 Aspekten eines Smart Home: “schön und bequem, sicher, sparsam”
- In einem der Räume des Hauses befindet sich ein zentrales Bedienfeld, von dem aus mit verschiedenen Sensoren jeweils unterschiedliche Programmabläufe in Gang gesetzt werden können. Jede(r) Anwender*in verwendet seinen eigenen Sensor.
2. Coding
Es werden als Sensoren 2 Tasten und 2 Pins genutzt. Wenn Taste A gedrückt wird, wird ein Bild und ein grünes Licht gezeigt. Bei Taste B ertönt eine Melodie. Bei PIN 1 erscheint ein Text und bei PIN 2 ein Bild, welches zeigt, wie sich eine Jalousie nach oben bewegt.
Kerninhalte
Sensoren:
- 2 Tasten: A, B
- 4 Pins: 0, 1, 2, 3
Neue Kategorien und Blöcke im Editor
- Kontrolle → Wenn...mache
- Kontrolle → Wenn...mache, sonst wenn, mache
- Kontrolle → Wenn...mache, sonst
- Kontrolle → Wenn...mache, sonst wenn, mache, sonst
Mit dem Anklicken des Pluszeichens wird der Block (Wenn... mache oder Wenn... mache, sonst) jeweils um eine weitere wenn...mache - Klammer (oder Wenn... mache, sonst - Klammer) erweitert, so dass man beliebig viele Sensoren in den Code integrieren kann.
Der Code
Beispielcode
Erläuterungen zum Code
Mit dem Anklicken des Pluszeichens wird der Block (Wenn... mache oder Wenn... mache, sonst) jeweils um eine weitere wenn...mache - Klammer (oder Wenn... mache, sonst - Klammer) erweitert, so dass man beliebig viele Sensoren in den Code integrieren kann.
Hinweise:
Falls man einen Alternativbefehl ohne Sensor mitprogrammieren möchte, verwendet man den Block wenn...mache sonst.
Kreative Variationen:
Die Kinder können das Bedienfeld in unendlich vielen Betätigungs-Variationen ausgestalten. Hierbei können sie auf ihr inzwischen breitgefächertes Repertoire an Sensoren und Aktoren zurückgreifen.
3. Modellgestaltung, Einsatz des Calliope mini
Analog zu Unterrichtssequenz 5 wird der Grundriss eines Hauses schematisch abstrakt dargestellt. Der Eingangsbereich ist besonders hervorgehoben. Hier kann der Calliope mini auf einer beliebigen Stelle abgelegt und für die Übung genutzt werden.
Mögliche Vorgehensweisen
Einstieg
Einstieg im Gesprach:
-
Rückblick: Befehlssequenzen mit 4 Aktoren und 3 Sensoren (Taster, PINs, Bewegung)
-
Erzählen der Rahmengeschichte
-
Erläuterung der Ziele
-
Verschiedene Befehls-Sequenzen mit jeweils verschiedenen Sensoren in einem einzigen Code programmieren.
-
Hierfür die erweiternde Plus-Funktion der Blöcke wenn...mache und wenn... mache sonst nutzen
-
Den Calliope mini in den Grundriss des Smart Home integrieren
Sequenz 6 Rahmnegeschichte Akk.
Rahmengeschichte Sequenz 6
Calina und Jopes beste Freunde kommen oft zu Besuch. Sie sind immer ganz neugierig auf die neuen coolen Ideen im Smart Home. Die beiden heißen Nepo und Roberta. Für heute haben Calina und Jope ein Programm für alle Vier geschrieben. Mit diesem können sie auf einem Bedienfeld nun verschiedene Befehle ausführen:
- Jope zeigt mit einem roten Licht und einem Stopp-Bild, dass er noch nicht in seinem Zimmer ist und man es noch nicht betreten darf.
- Calina lässt sich von einem bekannten alten Kinderlied begrüßen.
- Nepo liebt ebenfalls Musik und studiert Jopes Playlist. Aber zunächst muss er wohl erst einmal zum Bäcker gehen.
- Roberta lässt von einem Motor im Gästezimmer erst einmal die Fensterjalousien hochziehen, damit die Abendsonne den Raum aufwärmt.
Kategorien für die Erarbeitung (Sequenz 3 - 8)
Die Erarbeitungsphase lässt sich in 3 Kategorien gliedern, welche jeweils verschiedene Bausteine enthalten. Die Reihenfolge und Schwerpunktsetzung sollten zunehmend von Unterrichtsstunde zu Unterrichtsstunde wechseln, um den Ausgangspunkt der Planung zu variieren und somit das komplexe Verwoben Sein aller dem Coden innewohnenden Aspekte und Zugangsweisen zu verdeutlichen und handhabbar zu machen.
Erarbeitung 1 (Coden)
- Editor, Account und ggf. begonnenen Code öffnen
- Code(s) aus der aktuellen Unterrichtseinheit nachprogrammieren
- Code(s) kreativ variieren / erfinden (ggf. inklusive Planungsskizze)
- Code(s) fertigprogrammieren --> Code auf Calliope mini übertragen
- Gesprächsaspekte
- Welche Komponenten, Befehle, Blöcke sind bereits bekannt?
- Welche Komponenten, Befehle, Blöcke sind neu?
- Was ist Besonderes zu beachten? Was funktioniert gut? Was ist nicht möglich?
- Welches sind die möglichen Varianten?
- Neue Begriffe aus der Fachsprache
- Fragen, Schwierigkeiten, bisherige Erfahrungen,...
Erarbeitung 2 (Modellbau)
- Das Modell gestalten → mit Calliope mini verbinden → die Smart Home-Szene erproben
- Gesprächsaspekte
- Wie spiegelt sich die Geschichte im Code?
- Womit möchte ich jemanden zur Party begrüßen? (Ton, Text, Bild, Licht)
- Welche Darstellung verursacht welche Gefühle bei Betrachter*innen? Worüber freut sie/er sich wohl am meisten?
- Wie lang soll die Festtagseinladung auf dem Board dauern?
- Wie gestalte ich das Modell des Begrüßungsschildes?
- Wie integriere ich den Calliope mini in mein Modell?
Erarbeitung 3 (Planung und Theorie)
- Theoriearbeit: Planungsskizzen, Offline-Coden, Reflexionen und Erfahrungsaustausch, schriftliche Erfahrungsberichte , Modellskizzen, Lernarbeitsblätter (z.B. zu Fachbegriffen),…
Abschluss (Zwischenreflexion) (Sequenz 3 - 8)
Präsentationen
- Codes
- Einsatzes des Calliope mini im Modell
Austausch
- Erfahrungen
- Schwierigkeiten, Tipps, Fragen
Ausblick
- Blick auf die nächste Unterrichtssequenz
Material aus der Erprobung
- Alle Unterrichtssequenzen (Sequenz 3 - 8) werden mit demselben Material ausgestattet. Dieses besteht aus den untenstehenden Komponenten.
- Mit den Modellbaumaterialien können die Schülerinnen und Schüler alle Modelle gestalterisch umsetzen und auf dem vorgegebenen Grundriss platzieren.
- Die Modellbaumaterialien können je nach Einbindung in andere Bereiche und Schwerpunkte des Sachunterrichts erweitert werden. (z.B. Kompetenz: Umgang mit Werkzeugen → Modelle aus Sperrholz bauen.)
- Das Plakat mit dem Wortspeicher wächst sukzessive mit jeder Unterrichtseinheit. Ebenso werden die Modellbauarbeiten der Kinder mit jeder Unterrichtseinheit zunehmend fertiggestellt.
Lehrperson
- PC/Notebook/Tablet, Beamer, Leinwand (oder Interaktive-Board)
- mehrere Calliope mini (mit unterschiedlichen aufgespielten Programmen zur Demonstration)
Schülerinnen und Schüler
- 1 Calliope mini pro 2 Kinder
- PC oder Tablet
- zu öffnen: www.calliope.cc, Editor open Roberta (NEPO), eigener Account, eigenes Programm
- Plakate und Modelle
- Übersicht über die Unterrichtsreihe (pdf)
- Beispiele Smart Home (Fotos) A, B
- Tipps und Hinweise (sukzessive aufdeckend) (pdf), (docx)
- Wortspeicher (sukzessive mitwachsend)
- Modellbaumaterial
- Modellhaus-Grundriss (pdf)
- Modellfotos (pdf)
- Schablone für den Ausschnitt (docx), (pdf)
- Materialbuffet: Tonkarton, Kleber, Schere, Stifte, Tesa Krepp, Draht, Kordel, Gummibänder, Krokodilklemmen mit Kabel,...
- Modelle (Arbeitsergebnisse der Schülerinnen und Schüler (sukzessive Fertigstellung)
- Schülerarbeitsblatt (für die laufende UE)
Angestrebtes Unterrichtsergebnis
- Vielfältige Codes schreiben, jeweils unter Nutzung mehrerer Sensoren des Calliope mini (Tasten und PINs), bestehend aus Befehlssequenzen mit allen 4 Aktoren, unter dem inhaltlichen Aspekt eines Bedienfeldes.
- Modellhafte Nutzung des Calliope mini und entsprechendes Ausbauen des Modellhauses