Digitale Grundbildung mit dem Calliope mini

Mag. Michael Rundel

Im Rahmen des MINT Schwerpunktes an unserer Schule und der Verbindliche Übung digitale Grundbildung hat Prof. Rundel mit der Klasse 3a (Schuljahr 2020/21), Klasse 3b (Schuljahr 2020/21) und Klasse 3c (Schuljahr 2020/21) ein Projekt durchgeführt, bei dem es um das Sammeln von ersten Erfahrungen mit einer visuellen Programmiersprache und einem Microcontroller ging.

Zum Einsatz kam der Calliope mini, ein Microcontroller, der speziell für den Bildungsbereich konzipiert und über eine Crowdfunding-Kampagne finanziert wurde. Der unscheinbare „Stern“ besitzt eine Reihe von Sensoren (Tasten, Helligkeitssensor, Geräuschsensor, Lagesensor, …) und Möglichkeiten der Ausgabe, wie zum Beispiel ein einfaches Display oder auch einen Lautsprecher.

Im ersten Schritt wird ein Computerprogramm von den Schülerinnen und Schülern in einem web-basierten Programm-Editor verfasst (wir verwendeten den Editor von Open Roberta Lab). Im nächsten Schritt wird das Programm in einem Simulator auf Herz und Nieren auf seine Richtigkeit geprüft. Erst im letzten Schritt wird das Programm in Maschinen-Code übersetzt, auf den Microcontoller übertragen und auf der Hardware ausgeführt. Die Schnittstelle des Calliope mini macht den letzten Schritt besonders einfach: wird er per USB-Kabel an einen Computer angeschlossen, erscheint er als weiteres Laufwerk im Dateimanager, so wie ein angesteckter USB-Stick. Wird das Programm auf dieses Laufwerk kopiert, startet das Programm automatisch, sobald die Übertragung fertig ist.

Neben dem Erlernen und Anwenden von Basiskonzepten einer jeden Programmiersprache, wie Schleifen, Verzweigungen oder Variablen, bestand der Schwerpunkt vor allem darin, Schülerinnen und Schüler dazu zu bringen, sich in die Abarbeitung eines Programm hineinversetzen zu können und so Programmfehler eigenständig zu finden und zu beheben.

Sich das erste Mal in die Logik einer Programmiersprache einzufinden, ist alles andere als eine leichte Sache. Wenn dann auch noch Unzulänglichkeiten der physischen Welt dazu kommen – Wie laut ist mein Klatschen? Ab welcher Lichtstärke ist es dunkel im Klassenzimmer? – ist die Umsetzung eigener Projekte von der Idee bis zum fertigen „Produkt“ eine echte Herausforderung. Umso größer ist dann die Freude und Begeisterung, wenn der Microcontroller beim eigenen Klatschen das Licht ein- und ausschaltet, oder ein Schütteln eine Zufallszahl auf das Display zaubert.

An dieser Stelle möchte ich dem stets sehr engagierten Elternverein unserer Schule großen Dank aussprechen, der die komplette Finanzierung der Hardware zu diesem Projekt übernommen hat.

Bildergalerie

Echte Harware macht mehr Spaß als der Simulator

Im Team geht's leichter...

Jedes erfolgreich umgesetzte Projekt ist ein Sieg

Schüler arbeitet eigenständig, aber begleitet