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1. Binäre Repräsentation

2. Datenübertragung

3. Fehlererkennung

4. Kryptologie & Datensicherheit

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Ideen für den Unterricht

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Handreichungen und Material des Ministeriums

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Das Konzept hinter dem Projekt „Informatik an Grundschulen" besteht aus mehreren aufeinander aufbauenden Phasen, die von der Entwicklung des Materials für Schülerinnen und Schüler über dessen Erprobung und Evaluation bis hin zur Vorbereitung weiterer Grundschullehrkräfte an Korrespondenzschulen reichen.

In einer ersten Phase werden die Unterrichtsmaterialien für die Schülerinnen und Schüler konzipiert und entwickelt. Die Materialien ermöglichen es, die Schülerinnen und Schüler für informatische Aspekte aus der Erfahrungs- und Lebenswelt zu sensibilisieren und Vorkenntnisse aufzugreifen, indem ein vom Kind ausgehender Blick auf die Gegenstände und Methoden der Informatik geworfen wird. Die didaktische und methodische Ausgestaltung der Lernmaterialien verfolgt das Prinzip des entdeckenden Lernens. Dabei wird im Rahmen von kreativen Gestaltungselementen und problemorientierten Lernsettings ein fachlich bedeutsames Konzept über die enaktive Ebene für alle Schülerinnen und Schüler erfahrbar gemacht. Die ausgewählten Methoden ermöglichen es, den Bezug zur Informatik sicher zu stellen.

Die Materialauswahl ist so gestaltet, dass die Unterrichtseinheit an Grundschulen unabhängig von ihrer technischen Ausstattung durchgeführt werden kann. Ein Nebeneffekt dieser Überlegung besteht darin, dass die unterschiedlich ausgeprägte Technikaffinität der Kinder (und auch der Lehrkräfte) keinen Einfluss auf den Lernerfolg hat. Darüber hinaus können Überlegungen angestellt werden, an welchen Stellen technische Aspekte der Informatik unterschiedlichster Form, wie beispielsweise die eines Computers oder eines Smartboards (falls an der Schule vorhanden) oder auch in Form von speziellen, technischen Elementen, wie beispielsweise kleinen Schaltungen o. ä., beleuchtet werden können.

Die Materialien werden dabei an den verschiedenen Universitätsstandorten gemeinsam mit Grundschullehrkräften konzipiert und entwickelt.

In der zweiten Phase erfolgt die Erprobung und Evaluation der Materialien in den Pilotgrundschulen. Die Lehrkräfte, die selbst an den Modulen mitgewirkt haben, erproben diese im eigenen Sachunterricht. Ziel dieser Phase ist es, die Passung zur Zielgruppe, insbesondere zu den Eingangsvoraussetzungen der Schülerinnen und Schüler zu eruieren. Dabei werden die Modulmaterialien iterativ verbessert. Darüber hinaus werden in dieser Phase die Modulmaterialien der drei Standorte ausgetauscht und mittels gegenseitigem Feedback weiterentwickelt. Durch diesen Austausch wird bereits der Transfer auf weitere (nicht direkt in die Entwicklung eingebundene) Lehrkräfte getestet.

Nachdem die Lernmaterialien für die Schülerinnen und Schüler entwickelt und erprobt sind, werden in einer dritten Phase an weiteren Korrespondenzschulen Sachunterrichtslehrkräfte auf die Umsetzung der Module in ihrem Unterricht vorbereitet. Die Korrespondenzschulen werden mit je einer Stunde entlastet. Dazu werden für jedes der aktuell drei Module Veranstaltungen zur Schulung der Lehrkräfte konzipiert und mit den Lehrkräften durchgeführt.

Die vorbereitenden Veranstaltungen zu allen drei Modulen sollen dann in einer vierten Projektphase mit jeweils zwei Grundschullehrkräften aus mehreren Korrespondenzschulen pro Standort durchgeführt werden. Diese werden von den Universitäten mit Unterstützung der bereits im Projekt mitwirkenden Grundschullehrkräfte angeboten.

In der fünften Projektphase werden die Module von den neu vorbereiteten Lehrkräften in ihrem eigenen Unterricht umgesetzt, wobei die ersten Durchführungen durch die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Universitäten begleitet werden. Diese stehen den teilnehmenden Lehrkräften der Korrespondenzschulen auch im weiteren Verlauf des Projekts als Ansprechpartner zur Verfügung.

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Das Konzept hinter dem Projekt „Informatik an Grundschulen" besteht aus mehreren aufeinander aufbauenden Phasen, die von der Entwicklung des Materials für Schülerinnen und Schüler über dessen Erprobung und Evaluation bis hin zur Vorbereitung weiterer Grundschullehrkräfte an Korrespondenzschulen reichen. In einer ersten Phase werden die Unterrichtsmaterialien für die Schülerinnen und Schüler konzipiert und entwickelt.

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Die Stationen sind teilweise auf Basis der Ideen vom Infossphere Aachen entstanden.

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Der Thymio ist ein robuster Roboter, der viele verschiedene Sensoren und Aktoren besitzt. Er kann unplugged genutzt werden und über verschiedene Programmierumgebeungen programmiert werden.

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Der Thymio kann über verschiedene Oberflächen programmiert werden. Dadurch ist er vielfältig einsetzbar.

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zu einigen unplugged-Aufgaben

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Beebot ist ein kleiner Roboter in Form einer gelben Biene. Der Kollege "Bluebot"  ist durchsichtig und lässt sein Inneres erkennen.
Mit Hilfe einer durchsichtigen (Bodenschutz- oder Schreibtisch) Matte können verschiedene Umgebungen einfach selbst erstellt werden. Tipp: Damit Karten nicht verrutschen, hinten Dreicktaschen aufkleben.
Einfacher können unterschiedliche Bilder in diese Rasterfolie eingesteckt werden. Sie muss aber flach gelagert werden (Knicke). Mit der Programmierleiste und der App erfolgt der Übergang zur eigenen Programmierung.

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Einführung in die Arbeit mit den BlueBots

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Einführung in die Arbeit mit den BlueBots

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Grundlagen und Ideen

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Vier aufeinander aufbauende grafische Programmierkurse

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Anyone can learn computer science. Make games, apps and art with code.

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Der Ozobot ist ein kleiner Roboter mit Akku, zwei Rädern und fünf Farbsensoren. In der Grundschule lässt sich Ozobot entweder mit gemalten Farbcodes einsetzen oder auch in der einfachsten Stufe der Ozoblockly-Plattform, da dort mit Bildern gearbeitet wird anstatt mit Worten.

Für den Ozobot steht ein eigenes Padlet zur Verfügung s.u.

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Pinnwand mit Material

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TaskCards ist eine Onlineplattform mit der Lehrer:innen Infos/Aufgaben für Schüler:innen DSGVO konform bereitstellen können.

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Arbeitsblätter mit didaktischen Hinweisen und Abbildungen zum Vergleich Thymio und Roboterelemente im Alltag.

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Games for tomorrow's programmers. Block-based programming lessons for beginners. Free from Google.

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im Rahmen eines Gesamtkonzeptes

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Claire Calmet, Mathieu Hirtzig, David Wilgenbus (© Sonnentaler/La main à la pâte)

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1, 2, 3 ... kodiert, programmiert, verschlüsselt! - Informatik in der Grundschule

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Homepage > Aktivitäten > Informatik > Programmieren > 1, 2, 3 ...

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Broschüren der PHSZ (aktualisiert für Scratch 3)

Scratch-Projektideen
Scratch ist eine am MIT entwickelte, frei verfügbare Programmierumgebung für Kinder und Jugendliche.Mit Scratch lassen sich Kompetenzen in den Bereichen Medien und Informatik, Technisches Gestalten, Natur und Technik, Musik, Bewegung und Sport sowie überfachliche Kompetenzen wie Teamfähigkeit und Sozialkompetenz erlernen.
Die Pädagogische Hochschule Schwyz hat eine Broschüre mit acht Projektideen für Scratch entwickelt. Dabei wird jeweils ein Kernidee und einige Skript-Blöcke gezeigt, die ein erstes Erfolgserlebnis ermöglichen. Nach dieser Starthilfe bleibt jedoch sehr vieles offen und der individuellen Gestaltung überlassen. Die Broschüre eignet sich damit insbesondere für Projektarbeiten, wenn Scratch als Umgebung bereits bekannt und grundlegende Konzepte erarbeitet wurden.

Scratch - Gruppenpuzzle (Der Einstieg in kreative Programmierprojekte)Ein Gruppenpuzzle ist ein möglicher Zugang zur Einführung ins Programmieren mit Scratch. Die Teilnehmenden lernen in 4 Gruppen ...

Gestaltung: Kostümwechsel, Sound, Musik

Bewegung: anderen Objekten folgen,

Sensoren: Tastatursteuerung, Kollisionsprüfung

Variablen: Inputs, Zähler, Operatoren

kennen, um danach gemeinsam ein Spiel (Breakout) zu programmieren.

Das Makey Makey-Board ist eine kleine Platine, mit dem sich leitfähige Objekte in Computertasten umwandeln lassen. Innert kürzester Zeit lassen sich damit kreative, auf Berührungen reagierende Installationen herstellen: Musikinstrumente, Computerspiele und vieles mehr!
Im Rahmen der Fachtagung Do IT yourself! wurden 10 Unterrichtsideen entwickelt und dokumentiert, wie sich das Makey Makey Board einsetzen lässt.

Scratch 3.0 Einführung von Urs Frischherz

Auf den Jahresanfang 2019 hat das Scratch-Team seiner Plattform ein grosses Update verpasst und diese rundum erneuert. Nötig geworden war dies einerseits, um von Flash, welches in Zukunft nicht mehr weiterentwickelt wird, unabhängig zu werden und andererseits ist der Wunsch nach Verwendung auf portablen Geräten bei vielen Usern immer grösser geworden.

Das Konzept von Scratch 3.0 hat sich nicht grundlegend verändert, doch wurden so viele Details überarbeitet und modifiziert, dass es nicht ratsam ist, mit Scratch 2.0 - Lehrmitteln weiter zu arbeiten. Ich habe deshalb die vorher hier veröffentlichten „Scratch-Karten" angepasst/erweitert und veröffentliche sie hier nun unter dem Namen „Scratch 3.0 kennenlernen".

Die Idee ist, dass Schüler spätestens ab der 5. Klasse mit Hilfe der beiden Broschüren und der Programmier-Plattform Scratch grundlegende Programmier-Konzepte selbständig und im eigenen Tempo erarbeiten/erwerben können. Gegliedert ist der Lehrgang in einen ersten Teil ohne und einen zweiten Teil mit Variablen.

Die Aufgabe der Lehrperson besteht einerseits darin, bei Problemen Unterstützung zu bieten, wobei unter anderem auch auf die Debugging-Checkliste am Ende des ersten Teiles verwiesen werden kann. Andererseits ist aber vor allem darauf zu achten, dass die Blocks nicht nur huschhusch zusammengeschoben werden, um möglichst schnell ein cooles Produkt zu erhalten (Reproduktion), sondern dass die Kids sich seriös mit der Broschüre beschäftigen und auch die vorgeschlagenen, weiterführenden Aufgaben lösen (Rekonstruktion) oder noch besser, gerade selber aktiv werden und nach jedem beendeten Projekt das soeben Gelernte in eigenen Kreationen anwenden (Produktion).

https://www.zebis.ch/unterrichtsmaterial/scratch-30-kennenlernen

Material der PHLU (Scratch 2)

Programmieren mit Scratch - Vom Baustein zum persönlichen Game

Material von swisseduc.ch (Scratch 1.4)

Programmieren mit Scratch
Die vorliegende Unterrichtssequenz in Form eines Lernparcours für ca. 6-10 Lektionen bietet eine Einführung in die Programmierung mit Scratch.
Verfasst von Stefan Linse und Thomas Güntner (Tutorials, digitale-schule-bayern.de); Severin Küpfer (Lernparcours); Ruedi Arnold (zusätzliche Aufgaben)

Material des Kinderlabors

Englisches Material

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Scratch-Projektideen Scratch ist eine am MIT entwickelte, frei verfügbare Programmierumgebung für Kinder und Jugendliche.Mit Scratch lassen sich Kompetenzen in den Bereichen Medien und Informatik, Technisches Gestalten, Natur und Technik, Musik, Bewegung und Sport sowie überfachliche Kompetenzen wie Teamfähigkeit und Sozialkompetenz erlernen.Die Pädagogische Hochschule Schwyz hat eine Broschüre mit acht Projektideen für Scratch entwickelt.

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Parcour mit Kapplasteinen und Bildkarten

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Die Parcoursvorlagen sind für die Freispielphase zum eigenständigen Erarbeiten durch die Kinder gestaltet worden. Die 20 verschiedenen Aufgabenkarten zeigen verschiedene Szenarien, welche auf der vorhandenen Matte nachgebaut werden. Das aktuelle Thema der Matte wird dadurch vertieft. Der Einsatz der Parcoursvorlagen ist dann sinnvoll, wenn die Kinder bereits mit der Steuerung des Roboters Erfahrung haben.
AKTIVITÄT
Hindernisse werden durch vorhandenen Materialien wie z.B. Stifte, Bausteine usw. dargestellt und entsprechend der Vorlage auf der Matte platziert. Start- und Zielfeld können z.B. durch die passenden Bildkarten markiert werden. Anschließend überlegen sich die Kinder einen Weg, welcher dann programmiert und mit dem Roboter überprüft wird. Der Weg bzw. die Befehle können auch vorab notiert werden.
EIGENE SPIELPLÄNE ERSTELLEN
In den Unterlagen sind Vorlagen für die Erstellung eigener Parcoursvorlagen vorhanden. Dadurch kann das Schwierigkeitslevel von Ihnen selbst variiert und angepasst werden. Die Kinder können sich aber auch gegenseitig neue Aufgaben stellen.

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Parcoursvorlagen zum eigenständigen Arbeiten mit dem Bee-Bot

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Die Parcoursvorlagen sind für die Freispielphase zum eigenständigen Erarbeiten durch die Kinder gestaltet worden. Die 20 verschiedenen Aufgabenkarten zeigen verschiedene Szenarien, welche auf der vorhandenen Matte nachgebaut werden. Das aktuelle Thema der Matte wird dadurch vertieft. Der Einsatz der Parcoursvorlagen ist dann sinnvoll, wenn die Kinder bereits mit der Steuerung des Roboters Erfahrung haben.

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Was ist Scratch?

Scratch ist eine kostenlose, grafische Programmierumgebung für Kinder ab 8 Jahren. Sie wird von der Lifelong Kindergarten Group des Media Lab am MIT entwickelt.

Was macht Scratch attraktiv?

Scratch ist einfach:
Programme werden durch das Zusammenstecken von Bausteinen ähnlich wie Legoteile erstellt. Dies ist eine Reduktion aufs Wesentliche, Kommas und sonstige Sonderzeichen sind überflüssig.

Scratch ist multimedial:
Scratch ermöglicht das Integrieren von eigenen Bildern und Tönen. Bei Scratch-Projekten ist somit nicht nur das logische Denken gefordert, sondern auch Gestaltung und Ästhetik.

Scratch ist mehrsprachig:
Sowohl die Programmiersprache selbst als auch die Programmierumgebung ist in verschiedenen Sprachen verfügbar, die sich im laufenden Betrieb ändern lassen.

Scratch ist kostenlos:
Scratch ist open source und kostenlos für Windows und Mac OS X verfügbar:

Scratch und iLearnIT.ch

Bei iLearnIT.ch kommt Scratch mehrfach zum Einsatz:

Übungen und Beispiele, bei denen es etwas zu programmieren gibt, werden mit Scratch umgesetzt.

Die einzelnen Themen werden mit einer Animation in Form eines Scratch-Programms eingeführt.

Die drei Roboter bit, byte und nibble von iLearnIT.ch sind als Objekte in Scratch verfügbar und können für eigene Projekte verwendet werden.

Alle im Rahmen von iLearnIT.ch entwickelten Scratch-Programme sind auf der offiziellen Scratch-Plattform frei verfügbar:
http://scratch.mit.edu/users/iLearnIT

Weitere Informationen zu Scratch auf deutsch

Derzeit sind folgende Informationen zu Scratch auf deutsch verfügbar:

Auf dem Scratch-Server gibt es sowohl eine deutschsprachige Galerie als auch ein deutschsprachiges Forum.

Weitere Informationen zu Scratch auf englisch

Weitere Informationen zu Scratch auf der Scratch-Website oder in den folgenden drei englischen Flyern:

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Scratch ist eine kostenlose, grafische Programmierumgebung für Kinder ab 8 Jahren. Sie wird von der Lifelong Kindergarten Group des Media Lab am MIT entwickelt. Scratch ist einfach: Programme werden durch das Zusammenstecken von Bausteinen ähnlich wie Legoteile erstellt. Dies ist eine Reduktion aufs Wesentliche, Kommas und sonstige Sonderzeichen sind überflüssig.

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Für die Programmiersprache Scratch gibt es nützliche Karten, die euch beim Lernen neuer Scratch-Techniken helfen. Leider gibt es diese sogenannten Scratch-Karten bislang nicht auf Deutsch. Bis jetzt!
Denn wir von Epic Stuff haben die Scratch-Karten für euch übersetzt. Es sind insgesamt 12 Scratch-Karten, die ihr euch als PDF-Datei mit einem Klick auf den Namen einer Scratch-Karte oder auf das Bild der jeweiligen Karte herunterladen könnt. Danach könnt ihr sie ausdrucken, ausschneiden, falten und zusammenkleben. Wir wünschen euch viel Spaß beim Ausprobieren und dem Erlernen neuer Scratch-Techniken!

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Scratch-Karten auf Deutsch! - Epic Stuff

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Für die Programmiersprache Scratch gibt es nützliche Karten, die euch beim Lernen neuer Scratch-Techniken helfen. Leider gibt es diese sogenannten Scratch-Karten bislang nicht auf Deutsch. Bis jetzt! Denn wir von Epic Stuff haben die Scratch-Karten für euch übersetzt.

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Uni Münster

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Ronjas Roboter
Run Marco (Lernprogramm Chrome, IOS, Android)
Code.org (versch. kleine Codingkurse)
Lightbot (Einstieg Coding)
Codewise (Karten, Programm)
Programmieren mit der Maus
Srcatch
Scratch Junior
Beebot App
Bluebot App

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Bee-Bots 1

Bee-Bots 2

Bee-Bots 3

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Schreibe das richtige Programm! vorwärts = FD rechts drehen = RT links drehen = LT Setze nach jedem Befehl einen Abstand!

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Unterrichtseinheiten und Hilfen

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Seite wurde nicht gefunden. — TüftelAkademie

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Tüftelideen - Workshops - Unterrichtsmaterialien - Fortbildungen

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für ScratchJr und Scratch

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ALLES Allgem. Infos Analoges Programmieren Calliope mini CoSpaces Digitale Meinungsbildung MaKey MaKey Ozobot Scratch ScratchJR Sonstiges für den Unterricht Terminflyer

Download OER-Materialien

Hinweis: Der Download und die Nutzung der OER-Materialien sind kostenlos zugänglich. Alle verfügbaren Materialien stehen unter der sogenannten Creative Common Lizenz CC-BY-SA 4.0. Das heißt, dass Sie die Materialien unter Namensnennung der Urheber in jedwedem Format oder Medium teilen, vervielfältigen und weiterverbreiten dürfen.

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ALLES Allgem. Infos Analoges Programmieren Calliope mini CoSpaces Digitale Meinungsbildung MaKey MaKey Ozobot Scratch ScratchJR Sonstiges für den Unterricht Terminflyer Hinweis: Der Download und die Nutzung der OER-Materialien sind kostenlos zugänglich. Alle verfügbaren Materialien stehen unter der sogenannten Creative Common Lizenz CC-BY-SA 4.0.

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Fabios Flächen - Optimieren und Graphen
Lernspiele der Uni Aachen

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Im Kern geht es bei Code your Life darum, Programmieren und Informatik für Jungen und Mädchen im Alter von 10-14 Jahren spannend und aufregend aufzubereiten. In diesem Alter sind Schülerinnen und Schüler sehr neugierig gegenüber neuen Technologien, Mobiltelefonen und Computerspielen.

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Lernen und Lehren

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With ScratchJr, young children (ages 5-7) can program their own interactive stories and games.

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Stellen Sie spannende Workshops für Ihre Kinder oder Schüler zusammen - mit dem Programmierspiel Scottie Go!

Scottie Go! : Ideale Kombination von Brettspiel und elektronischer App

Scottie Go! ist ein Lernspiel in zwei Phasen:

Das Kind wählt eine Aufgabe aus und erstellt sein Programm, indem es die vorhandenen Kacheln in der richtigen Reihenfolge zusammenstellt, ganz wie bei einem unter Scratch erstellten Programm

Wenn die Kacheln richtig liegen, macht es ein Foto seiner Installation und überprüft mithilfe der auf seinem Gerät installierten App (Tablet-PC, Computer oder Smartphone), dass Scottie den Parcours richtig absolviert.

Junge Nutzer können so sicherstellen, dass ihr Programm funktioniert, und Fehler selbst korrigieren. Das Spiel kann einzeln, zu zweit oder zu dritt gespielt werden.

Unterrichtsversion des Programmierspiels Scottie Go!

Im Lieferumfang enthalten:

Zugriff auf das Spiel, für 3 Endgeräte (pro Gerät können bis zu 10 Benutzerkonten erstellt werden)

Sonderkonto für Lehrer - in diesem sind alle Aufgaben der Module entsperrt und müssen nicht schrittweise freigeschaltet werden

Lizenzcode

179 Programmierkärtchen aus Karton, Maße: ca. 4 x 2,5 cm

Sortierhilfe für die Kärtchen, Maße: 38,5 x 26 x 4 cm

Unterlage zum Legen der Befehle, Maße: 51 x 34,5 x 0,2 cm

Anleitung auf Deutsch

60 Aufgaben, gegliedert in 7 Module

Ab 6 Jahren

Systemanforderungen:

PC unter Windows: Windows 32 oder 64 Bit 7/8/10, 2 GB RAM, Doppelkern-Prozessor 1,33 GHz, 2 Megapixel USB-Webcam mit Autofokus.

Android: Version 4.1.2 oder höher, Doppelkern-Prozessor 1,2 GHz, 2 Megapixel-Kamera mit Autofokus

iOS: Version 8 oder höher, iPhone 5s oder höher, iPad 4. Generation oder höher

Kostenlose App für Scottie Go!

Laden Sie die für Ihr Gerät kompatible Softwareversion herunter und legen Sie sofort los mit Ihrem Lernspiel Scottie Go!

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Stellen Sie spannende Workshops für Ihre Kinder oder Schüler zusammen - mit dem Programmierspiel Scottie Go! Scottie Go! ist ein Lernspiel in zwei Phasen: Das Kind wählt eine Aufgabe aus und erstellt sein Programm, indem es die vorhandenen Kacheln in der richtigen Reihenfolge zusammenstellt, ganz wie bei einem unter Scratch erstellten Programm Wenn die Kacheln richtig liegen, macht es ein Foto seiner Installation und überprüft mithilfe der auf seinem Gerät installierten App (Tablet-PC, Computer oder Smartphone), dass Scottie den Parcours richtig absolviert.

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Spielprogrammierung

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Einstieg, Material, Projekte

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Der Calliope mini 3 kommt - und mit ihm noch vielfältigere Möglichkeiten!

Neue Prozessoren, Systemoptimierungen und zusätzliche Anschlüsse ermöglichen das schnelle und einfache Verbinden von Motoren, zusätzlichen Sensoren und Aktoren. Für eine flexiblere Nutzung am Computer wird der Calliope mini 3 mit einem langen USB-C-Kabel ausgeliefert. Der neue Calliope mini ist ab Mitte November verfügbar.

Calliope Arbeitsheft

Anhand kleiner Übungen und Projekte den Calliope mini kennen und steuern lernen. Einfach laden und starten. 👋

Auspacken und sofort loslegen! Alle Informationen für den Start mit dem Calliope mini findest du hier.

Alles zu den aktuellen Aktionen für Schulen gibt es hier.

Wir möchten allen Kindern einen altersgerechten und kreativen Einstieg in die digitalen Technologien ermöglichen.
Grundkenntnisse im Programmieren sehen wir als einen wichtigen Schritt auf dem Weg, sich mündig in der Gesellschaft zu bewegen.

Calliope mini StartBox

Programmieren lernen, Prototypen basteln und eigenen Ideen einfach umsetzen! Die Calliope mini StartBox kann direkt bei uns im Online-Shop bestellt werden!

Calliope Klassensätze

Den Calliope mini gibt es für Schulen auch in Klassensätzen! Die Calliope mini-Klassensätze sind speziell für den Einsatz im Unterricht entwickelt worden.

Mehr erfahren

CALLIOPE MINI & IPAD

Alle Informationen zu den Möglichkeiten, den Calliope mini mit dem iPad zu programmieren findest du hier.

Kopierprobleme bei Windows seit Update im März 2023

Durch das jüngste Update "22H2" für Windows 10 und Windows 11 kommt es zu Kopierproblemen bei vielen Mikrocontrollern, das betrifft leider auch sämtliche Calliope mini. Langfristig sind wir hier darauf angewiesen, dass Microsoft das Problem behebt, können aber mithilfe des CalliopeMiniUploaders eine vorläufige Lösung anbieten. Eine kurze Anleitung gibt es hier.

Falls ihr dringende Fragen habt, etwas gar nicht klappt oder ihr Austausch benötigt, sind wir über info@calliope.cc und die folgende Nummer erreichbar: +49 (0)30 4849 2030 .

Zusätzlich bieten wir individuelle Online-Termine an.
Termin vereinbaren

Über die Grove Anschlüsse lässt sich der Calliope mini ganz einfach erweitern.
Kein Löten, kein Frickeln - einfach anstecken!

Anstecken und Luftqualität messen!

Mit dem SCD40 Calliope mini CO2 Sensor wird der Calliope mini zur CO2-Ampel. Einfach anschließen und den CO2 Gehalt, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit messen . 🌳
Weitere Infos

Mit ein bisschen Übung und dem richtigen Programm verwandelt sich der Calliope mini in ein Instrument, einen Taschenrechner, eine Wetterstation oder eine Diskokugel. Wir sammeln spannende Experimente und Unterrichtseinheiten und freuen uns über viele neue Ideen für eigene Calliope-Projekte.

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Unsere Mission ist es, jeder Schülerin und jedem Schüler in Deutschland ab der 3. Klasse einen spielerischen Zugang zur digitalen Welt mit Hilfe des Calliope mini zu ermöglichen.

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Uni Münster

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Umfangreiche Sammlung von Ideen

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Der Calliope mini ist ein kleiner Computer in Sternenform, der mit bunten Blöcken, die wie Puzzleteile ineinander passen, programmiert wird. Erst lernt ihr in diesem Modul den Calliope mini kennen und probiert seine Knöpfe und Sensoren aus. Ihr meistert Herausforderungen wie das blinkende Herz, die Warntöne und die Regenbogen-LED. Dann entscheidet ihr selbst, welches Projekt ihr mit euren neuen Programmier-Fähigkeiten umsetzen wollt: Wollt ihr in der Dunkelheit die Lampen einer Papier-Stadt zum Leuchten bringen? Oder eure Fitness mit einem Sprungzähler testen? Oder doch lieber einen Buzzer für ein Quiz bauen? Der Calliope mini ist ein kindgerechter Einplatinencomputer. Mit vielen fest verbauten Sensoren und Ausgabe-/Anschlussmöglichkeiten lässt er sich in vielen kreativen Projekten verwenden und bietet einen motivierenden Einstieg in die visuelle Programmierung für Kinder ab 8 Jahren.

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Quiz-Buzzer, Herzen und leuchtende Häuser- Programmieren mit dem Calliope mini

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Der Calliope mini ist ein kleiner Computer in Sternenform, der mit bunten Blöcken, die wie Puzzleteile ineinander passen, programmiert wird. Erst lernt ihr in diesem Modul den Calliope mini kennen und probiert seine Knöpfe und Sensoren aus. Ihr meistert Herausforderungen wie das blinkende Herz, die Warntöne und die Regenbogen-LED.

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Problemlösungen: Robo Wunderkind bringt Kindern bei Probleme als Herausforderung zu sehen, die sie unbedingt meistern wollen. Je realitätsnaher, desto besser können sie Lösungsansätze finden.

Kreatives Denken: Mit Robo Wunderkind kann alles gebaut, programmiert und gesteuert werden, was Kinder sich vorstellen können. Die Kreativität kennt keine Grenzen - wer keinen Anweisungen folgen will, experimentiert einfach und erweckt die eigenen Ideen zum Leben.

MINT-Kenntnisse: MINT steht für Mathematik, Naturwissenschaften, Ingenieurwesen und Technologie. Mit unserem Lehrplan für Zuhause, Schule oder Projekte wird durch Spiel und Spaß Neugier für diese Kompetenzen entfacht.

Logische Denken: Klingt kompliziert, ist aber ganz einfach. Jede Aufgabe mit Robo Wunderkind muss in kleinere Teile zerlegt werden. Dabei lernen Kinder den Zusammenhangs zwischen Ursache und Folge und das Zuordnen von Eigenschaften zu einzelnen Ereignissen.

Kooperatives Spielen: Mit Robo Wunderkind verstehen Kinder, dass ihre Mitspieler keine Konkurrenten, sondern Teamkollegen sind. Indem sie sich zusammentun, finden sie die beste Lösung und lernen dadurch wichtige Kommunikations- und Verhandlungsfähigkeiten.

Informatik: Die Zukunft liegt in Technik und Technologie. Je früher Kinder lernen diese positiv und verantwortungsvoll zu nutzen, desto besser. Mit Robo Wunderkind lernen sie programmieren, wie Systeme und Computer funktionieren und noch vieles mehr.

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Robo Wunderkind | Macht Kinder zu Erfindern

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Spielend Programmieren lernen - der programmierbare MINT-Lernroboter für Kinder von 5 - 14 Jahren. Fördert spielerisch Kreativität, logisches Denken und Problemlösefähigkeiten. Jetzt bestellen

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These short guides will help you start building and coding robots of your own in no time.

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Online Fortbildung mit Robo Wunderkind ist eine Reihe von Videos, die dich in die Grundlagen der Arbeit mit dem Robo Wunderkind Robotik-Kit einführen: von den Blöcken und ihren Funktionen über die App-Schnittstellen - Robo Live, Robo Code und Robo Blockly - bis hin zu den Unterrichtsmaterialien. Mach' dir keine Sorgen, wenn du wenig bis gar keine Robotik- oder Programmiererfahrung hast. Wir tun unser Bestes, um sicherzustellen, dass alles in klaren Worten aufgeschlüsselt ist, um dir einen reibungslosen Einstieg zu ermöglichen.

Nach dem Kauf eines Education Kit werden dir alle Videos freigeschalten.

Du bist bereits Robo Wunderkind Kunde. Klicke hier um die Robo Wunderkind Fortbildungen anzusehen.
Erhalte dein Passwort unter kontakt@robowunderkind.com

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Robo Wunderkind | Lehrmaterialien für Pädagog:innen

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Online Fortbildung mit Robo Wunderkind ist eine Reihe von Videos, die dich in die Grundlagen der Arbeit mit dem Robo Wunderkind Robotik-Kit einführen: von den Blöcken und ihren Funktionen über die App-Schnittstellen - Robo Live, Robo Code und Robo Blockly - bis hin zu den Unterrichtsmaterialien.

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4 Module für das Programmieren  (Goetheinstitut)

Fachbezogene Ideen (Mahara)

Ideen mit fertigen Bildkarten (unterrichtsideen.info)

Ideen, Aufgaben, Sammlung (PHBern)

Ideensammlung (PH Freiburg)

Mögliche Unterrichtssequenzen

Mattensimulator

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1. Algorithmus

2. Suchen und Sortieren

3. Programmieren (unplugged)

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Frafinn erklärt in seiner Broschüre worum es dabei eigentlich geht.

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Algorithmen einfach erklärt (auch LuLu ;-).

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Dennis und die Algorithmen

In der Sendereihe "Dennis und die Algorithmen" macht sich Reporter Dennis Horn auf die Suche nach den Algorithmen in unserem Alltag. Was ist ein Algorithmus und wie funktioniert er? Wo überall verstecken sich Algorithmen? Sind sie gut oder böse? Diese Fragen werden anschaulich und leicht verständlich beantwortet.

Dazu unterhält sich Dennis z.B. mit Google-Entwicklern, die ihm erklären, wie der Algorithmus der Internet-Suchmaschine funktioniert. Oder mit Uni-Mitarbeitern, die ihm zeigen, wie Roboter mit Hilfe von Algorithmen Fußball spielen können.

Zudem zeigen die Filme, an welchen Stellen wir alle tagtäglich mit Algorithmen in Berührung kommen und schaffen so ein Bewusstsein für die neue Technologie.

Sie vermitteln Schülerinnen und Schülern ein Gefühl dafür, was Algorithmen können, wie sie lernen und wo sie uns beeinflussen.

Die Sendereihe kann so dabei helfen, Jugendliche zu einem verantwortungsvollen Umgang mit Medien anzuregen und vermittelt gleichzeitig wichtige Grundkenntnisse der Informatik. Sie ist daher besonders gut für den Einsatz im Unterricht zum Medienkompetenzrahmen NRW geeignet und bezieht sich vor allem auf dessen sechste Säule "Problemlösen und Modellieren".

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In der Sendereihe "Dennis und die Algorithmen" macht sich Reporter Dennis Horn auf die Suche nach den Algorithmen in unserem Alltag. Was ist ein Algorithmus und wie funktioniert er? Wo überall verstecken sich Algorithmen? Sind sie gut oder böse? Diese Fragen werden anschaulich und leicht verständlich beantwortet. Dazu unterhält sich Dennis z.B.

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Gegenseitiges Programmieren
Kinder paarweise bzw. in kleinen Gruppen dürfen einander Programmieren. Ein Kind ist der Roboter, das andere der Programmierer. Der Programmierer lässt den Roboter durch den Raum gehen, indem er auf verschiedene "Knöpfe" drückt:

Auf die rechte Schulter tippen bedeutet "eine Vierteldrehung nach rechts".

Auf die linke Schulter tippen bedeutet "eine Vierteldrehung nach links".

In die Mitte des Rückens tippen bedeutet "geradeaus gehen" (ein Schritt ist einmal tippen).

Der Programmierer gibt den Weg mittels Befehlskarten vor - der Roboter führt aus.

Start + Ziel sind vorgeben - Der Programmierer muss die entsprechenden Befehle geben, damit der Roboter im Ziel landet.

Auf den unteren Rücken tippen bedeutet "stehen bleiben".

Der Roboter darf nur die Befehle des Programmierers ausführen. Der Programmierer muss darauf achten, dass der Roboter mit keinem anderen Kind oder Hindernis zusammenstößt.

Progammieren mittels Befehlskarten
Aufgaben sollen mit Hilfe der Befehlskarten gelöst werden - der Programmierer kann anfangs mittels einzelner Schritte den Weg vorgeben. Ziel ist es allerdings, den ganzen Weg vorauszuplanen, das heißt die gesamte Befehlskette mit Hilfe der Befehlskarten aufzulegen. Schwierigkeitsgrad variabel:

Hindernisparcour
Im Turnsaal oder im Gruppenraum wird ein Hindernisparcour aufgebaut. Start und Ziel werden ausgemacht bzw. gekennzeichnet. Der Programmierer gibt die nötigen Befehle - entweder durch die Befehlskarten oder durch Tippen am Rücken. Ziel ist es, den Roboter durch den Parcours zu lotsen und ins Ziel zu bringen.

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Vorbereitung fürs Programmieren: Mensch & Roboter

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Gegenseitiges Programmieren Kinder paarweise bzw. in kleinen Gruppen dürfen einander Programmieren. Ein Kind ist der Roboter, das andere der Programmierer. Der Programmierer lässt den Roboter durch den Raum gehen, indem er auf verschiedene "Knöpfe" drückt: Auf die rechte Schulter tippen bedeutet "eine Vierteldrehung nach rechts". Auf die linke Schulter tippen bedeutet "eine Vierteldrehung nach links".

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Ideen und Bespiele

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ALLES Allgem. Infos Analoges Programmieren Calliope mini CoSpaces Digitale Meinungsbildung MaKey MaKey Ozobot Scratch ScratchJR Sonstiges für den Unterricht Terminflyer

Download OER-Materialien

Hinweis: Der Download und die Nutzung der OER-Materialien sind kostenlos zugänglich. Alle verfügbaren Materialien stehen unter der sogenannten Creative Common Lizenz CC-BY-SA 4.0. Das heißt, dass Sie die Materialien unter Namensnennung der Urheber in jedwedem Format oder Medium teilen, vervielfältigen und weiterverbreiten dürfen.

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ALLES Allgem. Infos Analoges Programmieren Calliope mini CoSpaces Digitale Meinungsbildung MaKey MaKey Ozobot Scratch ScratchJR Sonstiges für den Unterricht Terminflyer Hinweis: Der Download und die Nutzung der OER-Materialien sind kostenlos zugänglich. Alle verfügbaren Materialien stehen unter der sogenannten Creative Common Lizenz CC-BY-SA 4.0.

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Robotik Einführung Klasse 1/2

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Kinder werden in ihrem Alltag täglich mit programmierter Technik konfrontiert, nutzen sie und programmieren sie gelegentlich sogar schon, ohne sich dessen bewusst zu sein.

programmierte Technik im Alltag: Rolltreppen, automatische Türen, Fließband an der Kasse, Computerspiele, etc.

programmierte Technik im Haushalt: Mikrowellenherde, Wecker, Lichtschalter, etc.

digitale Endgeräte: Handys, Tablets, Computer, etc.

aus dem Fernsehen: Roboter, Science-Fiction-Geschichten und andere Zukunftsvisionen

Die Vorstellungen der Kinder vom Programmieren beschränken sich häufig darauf, dass „man das am Computer macht", „damit der macht was man will".

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1. Hol den Schatz! - Wie bewegt sich ein Roboter? | NaWiT AS

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Kinder werden in ihrem Alltag täglich mit programmierter Technik konfrontiert, nutzen sie und programmieren sie gelegentlich sogar schon, ohne sich dessen bewusst zu sein. programmierte Technik im Alltag: Rolltreppen, automatische Türen, Fließband an der Kasse, Computerspiele, etc. programmierte Technik im Haushalt: Mikrowellenherde, Wecker, Lichtschalter, etc. digitale Endgeräte: Handys, Tablets, Computer, etc.

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Was ist denn das?

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Die Maus blinzelt, der Elefant trötet und die Ente flattert - das weiß jedes Kind. Jetzt können Kinder die Figuren aus der Sendung mit der Maus aber auch selbst programmieren. Dann fliegt die Maus plötzlich durchs Weltall und der Elefant stellt Mathe-Aufgaben.

„Programmieren mit der Maus" ist eine Web-Anwendung, in der Kinder spielerisch an das Programmieren mit der Open-Source-Software „Scratch" herangeführt werden. In mehreren kleinen Lernspielen lernen sie die grundlegenden Funktionen kennen und können anschließend selbst eigene Bewegungs-Programme und kleine Spiele programmieren. Design, Figuren und Sounds sind der Sendung mit der Maus entnommen.

„Programmieren mit der Maus" kann bereits in der Grundschule ab Klasse 3 eingesetzt werden. Zunächst erlernen die Schülerinnen und Schüler wichtige Grundprinzipien des Programmierens - mit Karten und einem Spielplan, ganz ohne Strom und Technik. Im Anschluss wechseln die Kinder an den PC oder das Tablet. Hier unterstützt das begleitende Unterrichtsmaterial die Schülerinnen und Schüler beim Entdecken der Lernspiele und gibt weiterführende Anregungen. Es ist für das gemeinsame Lernen ausgelegt und bietet Arbeitsmaterial in verschiedenen Niveaustufen.

Mit Hilfe des Begleitmaterials können auch Lehrkräfte ohne Vorerfahrung im Programmieren das Angebot im Unterricht einsetzen.

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Die Maus blinzelt, der Elefant trötet und die Ente flattert - das weiß jedes Kind. Jetzt können Kinder die Figuren aus der Sendung mit der Maus aber auch selbst programmieren. Dann fliegt die Maus plötzlich durchs Weltall und der Elefant stellt Mathe-Aufgaben.

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modul1:richterfenster [Informatik und Technik in der Grundschule]

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Diese Idee ist im Kontext des Gesamtprojektes entstanden. Sie zeigt, dass eine einfache Integration informatischer Inhalte auch in den Kunstunterricht möglich ist. Sie schafft weiterhin wertvolle didaktische Verbindungen zu Modul 3, in dem es um Datenübertragung und Protokolle geht. Das Prinzip ist…

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Im Folgenden finden Sie eine Unterrichtsreihe mit dem Roboter Ozobot zum Thema Roboter verstehen, gestalten und beurteilen.

Zielsetzung

Die hier vorgestellte Unterrichtsreihe ist in der Fortführung des Projektes „ Informatik an Grundschulen" an der Universität Paderborn entstanden. Ziel der vorliegen Unterrichtseinheit ist es, den Schülerinnen und Schülern mithilfe des Roboters Ozobot, als beispielhaftes Informatiksystem ( Roboter), einen Einblick in den Aufbau und die Funktionsweise dieser Systeme zu geben, um somit diese Systeme im gesellschaftlichen Kontext besser reflektieren zu können. Die Unterrichtseinheit umfasst 10-12 Unterrichtsstunden.

Die Unterrichtseinheit hat die für das Fach Informatik relevanten Themenbereiche „ Algorithmen und Programmierung", „ Informatiksysteme" sowie „ Informatik, Mensch und Gesellschaft" zum Gegenstand. Zwar haben die Kinder keine direkten Erfahrungen mit Robotern und deren Einsatzgebieten in der Industrie oder Dienstleistungsbereichen, allerdings kann davon ausgegangen werden, dass die Schüler/innen erste Vorstellungen zu Robotern aus Geschichten, Erzählungen, Bildern und Filmen sowie im Umgang mit Spielzeugen entwickelt haben[1]. An diese ersten Ideen der Kinder zum Phänomen „Roboter" kann das Modul anknüpfen, um das Phänomen „Roboter" in der Vorstellungswelt der Schüler/innen im informatischen Sinne begrifflich weiterzuentwickeln und schrittweise zu präzisieren. Durch spielerisches Ausprobieren und Experimentieren können sich die Kinder zunächst die Funktionen und den Aufbau des Roboters erschließen. Auf diese Weise lernen sie im Unterricht beispielsweise das EVA-Prinzip (Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe) als grundlegendes Prinzip der Informationsverarbeitung kennen. Am Beispiel des Roboters wird für sie erfahrbar, dass konkrete und präzise Handlungsanweisungen sowie Problemlösestrategien zur Steuerung und Problemlösung benötigt werden. Anhand der Programmiersprache Ozoblockly machen die Schüler/innen erste Erfahrungen mit einer visuellen Programmiersprache und lernen darüber erste grundlegende Prinzipien dieser kennen. Einen weiteren Schwerpunkt der Unterrichtseinheit bildet der Bereich „Informatik, Mensch und Gesellschaft". Hier finden sowohl kreativ-konstruktive wie auch kritisch-konstruktive Auseinandersetzungen mit Robotern statt. Beispielhafte Diskussionsfragen sind hier: „Welche Art von Robotern sind sinnvoll?" „Was sollte ein Roboter niemals können?".

[1] Müller, K., Schulte, C.: „Are Children Perceiving Robots As Supporting or Replacing Humans?: First Empirical Results and Classification of Preconceptions Within a Theoretical Framework". In: Proceedings of the 13th Workshop in Primary and Secondary Computing Education, 10:1-10:4. WiPSCE '18. New York, NY, USA: ACM, 2018.

Zu erwerbende Kompetenzen

Folgende übergeordnete Kompetenzen können im Rahmen der Unterrichtseinheit erlernt werden:

Die Schülerinnen und Schüler ...

Inhaltsbereich

Prozessbreich

K5

lösen Problemstellungen in dem sie Handlungsvorschriften durch Farbcodes umsetzen und dabei unterschiedliche Problemlösestrategien anwenden und ihre Vorgehensweise erläutern und reflektieren.

Information & Daten, Algorithmen & Programmierung,

Modellieren & Implementieren,

Begründen & Bewerten, Strukturieren & Vernetzen, Kommunizieren & Kooperieren, Darstellen & Interpretieren

(Genaue Erläuterungen der Inhalts- und Prozessbereiche finden Sie in den Informatikstandards der GI für die Primarstufe[1] und in der Expertise zur frühen informatischen Bildung der Stiftung Haus der kleinen Forscher[2]).

[1] Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich https://www.informatikstandards.de/docs/v142_empfehlungen_kompetenzen-primarbereich_2019-01-31.pdf (letzter Zugriff: 17.06.2019)

[2] Stiftung Haus der kleinen Forscher (Hrsg.), Frühe informatische Bildung- Ziele und Gelingensbedingungen für den Elementar- und Primarbereich, 2018, Verlag Barbara Budrich http://dx.doi.org/10.3224/84742107 (letzter Zugriff: 17.06.2019)

Einordnung in den Medienkompetenzrahmen NRW, den Lehrplan Sachunterricht und den Lehrplan Mathematik

Einordnung Medienkompetenzrahmen NRW

1. Bedienen und Anwenden

Die SuS...

· lernen verschiedene digitale Werkzeuge (hier Roboter) und deren Funktionsumfang kennen, und setzen diese kreativ, reflektiert und zielgerichtet ein (1.2).

4. Produzieren und Präsentieren

Die SuS...

· planen, gestalten und präsentieren Medienprodukte adressatengerecht (4.1).

5. Analysieren und Reflektieren

Die SuS...

· entdecken die Chancen und Herausforderungen von Medien für die Realitätswahrnehmung und lernen, diese für ihre eigene Identitätsbildung zu nutzen (5.3).

· erkennen und vergleichen die Zielsetzungen einzelner Medienangebote und nutzen diese reflektiert und zielgerichtet für einen bewussten Umgang mit ihnen (5.4).

6. Problemlösen und Modellieren

Die SuS...

· lernen grundlegende Prinzipien und Funktionsweisen der digitalen Welt kennen, verstehen und bewusst nutzen (6.1).

· erkennen und reflektieren algorithmische Muster und Strukturen in verschiedenen Kontexten (6.2).

· können Probleme formalisiert beschreiben, Problemlösestrategien entwickeln und dazu eine algorithmische Sequenz planen; diese auch durch Programmieren umsetzen und die gefundene Lösungsstrategie beurteilen (6.3).

· beschreiben Einflüsse von Algorithmen und Auswirkungen der Automatisierung von Prozessen in der digitalen Welt und reflektieren diese (6.4).

Einordnung Lehrplan Sachunterricht

Bereich: 3.2 Technik und Arbeitswelt

Schwerpunkt: Maschinen und Fahrzeuge

Die SuS ...

· untersuchen den Aufbau und die Funktion einfacher (mechanischer) Geräte und Maschinen und beschreiben ihre Wirkungsweise.

· können technische Erfindungen beschreiben und die Folgen ihrer Weiterentwicklung für den Alltag und die Umwelt bewerten.

Schwerpunkt: Bauwerke und Konstruktionen

Die SuS...

· fertigen und nutzen einfache Modellzeichnungen.

Bereich: 3.4 Mensch und Gemeinschaft

Schwerpunkt: Zusammenleben in der Klasse, in der Schule und in der Familie

Die SuS...

· versetzen sich in die Bedürfnisse, Gefühle und Interessen anderer und argumentieren aus deren Sicht.

· nutzen adäquate Verfahren, um Entscheidungen zu führen (Abstimmungen, Beratungen).

Einordnung Lehrplan Mathematik

Prozessbezogene Kompetenzen

Problemlösen/kreativ sein

Die SuS...

· entnehmen Problemstellungen die für die Lösung relevanten Informationen und geben Problemstellungen in eigenen Worten wieder (erschließen)

· probieren zunehmend systematisch und zielorientiert und nutzen die Einsicht in Zusammenhänge zur Problemlösung (lösen)

· überprüfen Ergebnisse auf ihre Angemessenheit, finden und korrigieren Fehler, vergleichen und bewerten verschiedene Lösungswege (reflektieren und überprüfen)

· übertragen Vorgehensweisen auf ähnliche Sachverhalte (übertragen)

· erfinden Aufgaben und Fragestellungen (z. B. durch Variation oder Fortsetzung von gegebenen Aufgaben) (variieren und erfinden)

Darstellen/Kommunizieren

Die SuS...

· halten ihre Arbeitsergebnisse, Vorgehensweisen und Lernerfahrungen fest (z.B. im Lerntagebuch) (dokumentieren)

· entwickeln und nutzen für die Präsentation ihrer Lösungswege, Ideen und Ergebnisse geeignete Darstellungsformen und Präsentationsmedien wie Folie oder Plakat und stellen sie nachvollziehbar dar (z.B. im Rahmen von Rechenkonferenzen) (präsentieren und austauschen)

· bearbeiten komplexere Aufgabenstellungen gemeinsam, treffen dabei Verabredungen und setzen eigene und fremde Standpunkte in Beziehung (kooperieren und kommunizieren)

· übertragen eine Darstellung in eine andere (zwischen Darstellungen wechseln)

Inhaltsbezogene Kompetenzen

Bereich: Raum und Form

Schwerpunkt: Raumorientierung und Raumvorstellung

Die SuS...

· orientieren sich nach mündlicher Anweisung im Raum (z B. zwei Schritte nach rechts)/orientieren sich nach einem Wegeplan im Raum

· beschreiben Wege und Lagebeziehungen zwischen konkreten oder bildlich dargestellten Gegenständen/beschreiben räumliche Beziehungen anhand von bildhaften Darstellungen, Anordnungen, Plänen etc. und aus der Vorstellung

· bewegen ebene Figuren und Körper in der Vorstellung und sagen das Ergebnis der Bewegung vorher (z. B. Kippbewegungen eines Würfels)

Die SuS...

· zeichnen Linien, ebene Figuren und Muster aus freier Hand und mit Hilfsmitteln wie Lineal, Schablone, Gitterpapier/zeichnen Bögen und zueinander parallele oder senkrechte Geraden exakt mit Zeichengeräten wie Zirkel und Geodreieck und nutzen Gitter- und Punkteraster zum Zeichnen von ebenen Figuren und Würfelgebäuden

Aufbau der Unterrichtsreihe

Thema der Einheit

Kurzbeschreibung

Zeit (ca.)

Die SuS lösen verschiedene Denkaufgaben und Rätsel indem sie Farbcodes einsetzen.

Sie reflektieren ihre Vorgehensweise anhand eines Problemlösekreislaufes.

1 Doppel-stunde

Die SuS lernen die Programmierung des Ozobots mit Programmierbausteinen kennen.

Dabei nutzen sie den erarbeiteten Problemlösekreislauf.

4.1 und 4.2 können ggf. auch parallel durchgeführt werden, wenn die Klasse in Gruppen aufgeteilt wird, die entweder am PC oder auf Papier arbeiten.

1 Doppel-stunde

5.1 Reflexion

„Wir entwickeln die Ozobots weiter - Eine kreativ-konstruktive Auseinandersetzung zum Robotereinsatz"

Die SuS entwerfen Weiterentwicklungen des Ozobots und stellen sie vor. Anknüpfend findet eine kritische Diskussion über die Weiterentwicklungen statt. Sind sie realistisch?, Sind sie sinnvoll? etc. Dadurch soll ein Verständnis des Roboters als programmierte Maschine vertieft und eine erste kritische Diskussion über Roboter ermöglicht werden.

1-2 Schulstunden

Hinweise zum Unterricht und zur Materialerstellung

Im Folgenden finden Sie einige Hinweise und Tipps, für die Arbeit mit den Ozobots, die auf den Erfahrungen aus der Praxis basieren.:

* Die Lichtverhältnisse haben zum Teil Einfluss auf die Sensoren des Ozobots, so kann es zum Beispiel in sehr dunkler Umgebung oder bei sehr starker Sonneneinstrahlung dazu kommen, dass der Ozobot Farbcodes oder gar Linien nicht korrekt erkennt.

* Achten Sie auf eine regelmäßige Kalibrierung des Ozobots, besonders dann, wenn der Ozobot auf unterschiedlichen Materialien genutzt wird. Es kann sonst zu Fehlern kommen. Sollte eine erneute Kalibrierung nicht helfen und es auch kein Problem mit den Lichtverhältnissen geben, gibt es die Möglichkeit den Ozobot über die App zurückzusetzen. (Für den Ozobot bit die App Ozobot Groove, Ozobot Tuneup, Reset)

- Über die App kann auch mit TuneMotors eine Neuausrichtung der Motoren durchgeführt werden, falls der Ozbot mal sehr schief fahren sollte.

* Wenn Sie Material laminieren möchten, auf dem der Ozobot fahren soll, benutzen Sie ausschließlich matte Laminierfolien, normale Folien reflektieren zu stark

* Stifte: Neben den originalen Stiften der Firma Ozobot haben wir mit folgenden Stiften bzw. Farben gute Erfahrungen gemacht:

- Ikea Mala

- Neuland Marker mit den Farben Schwarz (100), Rot (200), Hellblau (302), Hellgrün (401). Diese sind in der Anschaffung teurer, aber nachfüllbar.

* Neben Stiften können auch Klebepunkte verwendet werden (8mm).

* Für weitere Hinweise, z.B. zur Reinigung der Räder etc., beachten Sie bitte die Herstellerinformationen und ggf. den entsprechenden YouTube Kanal des Herstellers.

Verknüpfung mit anderen Unterrichtseinheiten

Die Unterrichtseinheit „Ozobot - Roboter verstehen, gestalten und beurteilen" kann als Vertiefung oder als Alternative zum Modul „ Wie funktioniert der Roboter? " eingesetzt werden. Beide Unterrichtsvorhaben regen die Schülerinnen und Schüler dazu an, eine präzisere Vorstellungen von „Robotern" zu entwickeln und deren Funktionsweise zu ergründen. Das hier geschilderte Vorgehen mit dem Ozobot vertieft die Inhalte jedoch mehr und greift zudem konstruktiv die gesellschaftliche Dimension von Robotern auf.

Ausgehend von der Arbeit mit Ozoblockly bietet sich eine Weiterarbeit mit der visuellen Programmiersprache und Online-Community Scratch an. Aufbau und Handhabung beider Programme ähneln sich, sodass die Schülerinnen und Schüler schnell verstehen werden, wie sie mit Scratch Geschichten, Spiele und Animationen programmieren können. Die Unterrichtseinheit „Ozobot - Roboter verstehen, gestalten und beurteilen" kann zudem mit der Unterrichtsreihe „ Ein Blick in den Computer " verknüpft werden. In dieser werden die Bauteile eines Computers und deren Zusammenspiel thematisiert. Anknüpfungspunkt bietet hierbei das EVA-Prinzip, das Gegenstand beider Module ist. Durch den Vergleich der Vorgehensweisen innerhalb eines Roboters und eines Laptops/Computers kann Verständnis dafür geschaffen werden, dass diese sich in allen Informatiksystemen ähneln

Die Unterrichtseinheiten im Detail

Im Folgenden finden Sie die detaillierten Stundenverläufe für die Unterrichtseinheit. Diese Verläufe sind erprobte Vorschläge, die Sie gerne an Ihren eigenen Stil und Bedarf anpassen dürfen und sollen. An einigen Stellen gibt es auch Hinweise auf Alternativen.

Was sind Roboter? (Schulstunde)

Als Einstieg in die Stunde dient eine Abfrage des Vorwissens der SuS zum Thema „Roboter". Dazu äußern sie Vermutungen über Zusammenhänge und Funktionsweisen von Robotern und stellen diese in einem Cluster dar.

Eventuell können auch Fragen der Kinder zum Thema gesammelt werden, die dann am Ende der Einheit wieder aufgegriffen werden.

· Tafel oder Papier für das Cluster

Als Hinführung zum Thema soll an dieser Stelle, wenn verfügbar, ein Ausschnitt aus der DVD „Was ist Was: Computer und Roboter" gezeigt werden (11:48 - 20:29). In diesem Filmausschnitt werden Roboter, ihre Funktionsweise und ihre Bedeutung kurz vorgestellt.

Die Kinder erhalten dazu einen Beobachtungsauftrag: Was sind die Vorteile von Robotern?

Diese werden anschließend an der Tafel oder mit einem Blitzlicht gesammelt.

Alternativ lässt sich diese Frage („Was sind die Vorteile von Robotern?") auch ohne den Film stellen.

· DVD „Was ist Was: Computer und Roboter"

· Beamer, DVD-Player etc.

Deutlich werden soll auch: Roboter benötigen konkrete Anweisungen, da sie nicht, wie Menschen, auf Erfahrungen und Interpretationen zurückgreifen können. Im Gespräch oder anhand von Rollenspiel oder auch im Film (https://youtu.be/leBEFaVHllE, Roboterlehrer schmiert ein Marmeladenbrot) wird deutlich, dass Roboter eindeutige Befehle benötigen.

Zum Abschluss stellt die Lehrkraft die Frage, warum Anweisungen für einen Roboter genauer sein müssen als für einen Menschen. Je nach verbleibender Zeit kann diese Frage im Plenum diskutiert werden oder in kurzen Diskussionen untereinander in einer anschließenden Blitzlichtrunde besprochen werden.

Wir lernen die Ozobots kennen - Werkstattarbeit (Doppelstunde)

Vertiefung und kreatives Erproben (2 Schulstunden/Doppelstunde)

Diese Stunde gliedert sich in zwei Schulstunden, die auch als gemeinsame Doppelstunde durchgeführt werden können.

Aufbau des Ozobots und EVA-Prinzip (Einzelstunde)

Farbcodes und Zeichnen (Einzelstunde)

In der Einführung werden noch einmal grundlegende Hinweise zum Umgang mit den Ozobots wiederholt (Kalibrieren, nicht anschieben, ...).

Die Schüler äußern sich zu ihren bisherigen Erfahrungen:

· Verhalten bei Linien und Farben

· Verhalten an Kreuzungen

· Farbcodes

In der Arbeitsphase dürfen sie selbst auf großem Papier in Partnerarbeit freie Strecken für Ozobots erstellen. Dabei können zur Unterstützung z.B. gewisse Ziele oder zu verwendende Codes angegeben werden, aber auch den Schüler*innen freie Hand gelassen werden. Zusätzlich können Brücken eingesetzt und gebaut werden mit der Fragestellung: Welche Steigung schafft der Ozobot? Warum schafft er sie nicht mehr?

Als Unterstützung bei motorischen Schwierigkeiten und zur Differenzierung können hier Karten mit Farbcodes bereitgestellt werden, die die Kinder auf ihren gemalten Plan legen können oder alternativ auch das Ozobot-Puzzle verwendet werden, falls auch das Zeichnen der Linien nicht möglich ist.

· Die Kinder arbeiten zu zweit an den Aufgaben.

· Zunächst bearbeiten sie das AB „Linien und Kurven", um herauszufinden, wie die Kurven gezeichnet werden müssen, damit der Ozobot den Linien folgen kann.

· Anschließend zeichnen sie selbst verschiedene Strecken. Die Aufgabe lautet: „Denk dir Aufgaben für den Ozobot aus! Was soll er tun? Gestalte ein Spielfeld!"

· 03.2AB_Linien_und_Kurven

· ggf. 03.2_Setkarten_beschriftet oder 03.2_Setkarten_unbeschriftet

· 03.2AB_Zeichnen

· große Blätter zum Zeichnen

· eventuell Tippzettel zum Zeichnen

· farbige Stifte in rot, blau, grün, schwarz und/oder Klebepunkte

· OzocodesDeutsch_3Versionen

· M_Kalibrierungspunkt

· Ozobots

In einer gemeinsamen Reflexionsphase am Ende stellen die Gruppen ihre Zeichnungen vor. Alternativ könnten auch, ähnlich wie bei einem Museumsgang, die erstellten Strecken vorgestellt und ausprobiert werden.

Zur Sicherung und als Vorbereitung für die nächste Stunde werden die gemachten Beobachtungen und aufgetretene Probleme gesammelt. Dazu schreiben die Kinder über den Ozobot.

Ein Arbeitsblatt mit vorgegebenen Satzanfängen soll helfen die aufgetretenen Beobachtungen ursächlich zu beschreiben (Er fährt gut, weil...).

Abschließend wird überlegt, wie man bei Problemen oder Fehlern vorgehen kann.

Ziel ist bei dieser Reflexion, eine planvollere Herangehensweise der Kinder an die Aufgaben und Probleme zu fördern, die auch in der nächsten Doppelstunde thematisiert werden soll.

Weiterführung (2 Doppelstunden)

Die Weiterführung untergliedert sich in diesem Vorschlag in zwei Doppelstunden. Die erste Doppelstunde beinhaltet Problemlösen mit Denkaufgaben und Rätseln anhand von Farbcodes. Die zweite Doppelstunde verwendet die Programmiersprache Ozoblockly. Diese Phase kann z.B. im Rahmen einer AG auch weiter vertieft werden oder aufgrund von Zeitmangel ausgelassen werden.

Problemlösen - Denkaufgaben und Rätsel (Doppelstunde)

Zu Beginn der Stunde wird an die Reflexion der vorherigen angeknüpft, in der Probleme mit dem Ozobot im Vordergrund standen. Was tue ich, wenn er nicht so fährt, wie die Codes angeben?

Gemeinsam wird ein Problemlösekreislauf anhand vorher aufgetretener Probleme entwickelt und an der Tafel festgehalten (ggf. kann im Vorfeld auch eines der Arbeitsblätter von allen bearbeitet werden):

· Was ist unser Ziel/Problem?

· Welche Lösungen gibt es?

· Plan aufstellen: z.B. Probleme einzeln Überprüfen, in Teilprobleme aufteilen, ...

· Plan durchführen

· Lösungen erproben

Im Gespräch werden Anwendungsmöglichkeiten aus dem Alltag für diesen Kreislauf gesucht.

· Tafelbild

· 04.1AB_Problemlösekreislauf

Anschließend stellt die Lehrkraft die heutigen Aufgaben und Rätsel vor, die durch das Einfügen der richtigen Farbcodes zu lösen sind und weist darauf hin, dass diese auch ein planvolles Vorgehen benötigen. Bei Bedarf kann die Lehrkraft auch die einzelnen Aufgaben kurz erklären. Vorgesehen ist es aber, dass die Kinder sich die Aufgabenstellungen eigenständig erarbeiten. Hier kann die Lehrkraft aus dem gegebenen Aufgabenpool eine angemessene Auswahl treffen.

· Die Kinder arbeiten zu zweit an den Denkaufgaben.

· Sie sollen sich merken, wie sie vorgehen, um möglichst schnell zu einer Lösung zu gelangen.

· Sie sollen dabei den Problemlösekreislauf beachten.

...

· Werkstatt mit Knobel- und Denkaufgaben (verschiedene "Problem"-Arbeitsblätter)

· OzocodesDeutsch_3Versionen

· M_Kalibrierungspunkt

· Stifte und/oder Klebepunkte

Am Ende der Doppelstunde stellen die Kinder ihre Vorgehensweisen vor und reflektieren die Verwendung des Problemlösekreislaufes.

Problemlösen - Ozoblockly und Ozogames (Doppelstunde)

Wenn vorhanden wird den Kindern mit Smartbord oder Beamer die Programmierumgebung Ozoblockly oder auch ozoblockly.game oder https://www.meine-forscherwelt.de/spiel/ronjas-roboter/ vorgestellt. Die Aufgaben bei ozoblockly.game sind zunächst etwas einfacher, da Lösungen sofort überprüft werden können. Sie erfordern kein Kalibrieren und Überspielen des Programms auf die Ozobots und sind so für jüngere Kinder eher geeignet. Alternativ kann auch direkt mit ozoblockly gearbeitet werden. Dafür steht das Arbeitsblatt Einführung_Ozoblockly und Viereck zur Verfügung.

· PC

· Beamer

· Internetanschluss

· Ozobots

Die Kinder arbeiten in Einzel- oder Partnerarbeit.

Bei Bedarf kann der Lehrer auch die einzelnen Aufgaben kurz erklären. Vorgesehen ist es aber, dass die Kinder sich die Aufgabenstellungen eigenständig erarbeiten.

· 04.2M_Ozobot_Befehle

· 04.2M_Einführung_Ozoblockly

· 04.2AB_Viereck

Reflexion:

Auch hier sollen sich die Kinder zu ihrer Vorgehensweise äußern und der Problemlösekreislauf noch einmal aufgegriffen werden.

Mögliche Fragen:

· Was hast du heute gelernt?

· Was war für dich besonders interessant?

· Was ist dir gut gelungen? Was ist dir nicht gelungen? Warum?

· Wie hast du dich dabei gefühlt? Warum?

· Was würde dich zusätzlich noch interessieren?

Reflexion/Vertiefung (1-2 Doppelstunden)

Die Vertiefung bzw. Reflexion der Unterrichtseinheit gliedert sich, je nach Diskussionsbereitschaft der Schülerinnen und Schüler, in 1-2 Doppelstunden. Zunächst findet anhand einer kreativen Roboterweiterentwicklung eine kreativ-konstruktive Auseinandersetzung mit dem Thema Roboter statt. In der abschließenden Stunde diskutieren die Schülerinnen und Schüler anhand von unterschiedlichen Problemstellungen den Einsatz sowie die Vor- und Nachteile von Robotern. Es findet also eine kritisch-konstruktive Auseinandersetzung mit Robotern statt.

Anmerkung: Auf den ersten Blick scheinen diese Unterrichtsstunden unspektakulär. In der Praxis zeigte sich aber das genaue Gegenteil. Die Kinder diskutierten sehr ernsthaft und reflektiert die gesellschaftlichen Möglichkeiten und Grenzen von Technik und insbesondere Robotern. Dabei betrachteten sie sowohl gesellschaftliche als auch umwelttechnische Aspekte. Ein Beispiel war die Diskussion von Roboterhunden vs. lebendigen Hunden, in der deutlich wurde, dass den Kindern die unterschiedlichen Interaktionsarten bewusst geworden sind. Eine Äußerung war z.B.: „Wenn ich einen echten Hund trainiere, ist es viel spannender und ungewisser was passiert. Wenn es klappt, kann ich mich viel mehr darüber freuen. Denn der Roboterhund, der wird einfach programmiert und macht dann immer das, was man ihm durch die Programmierung gesagt hat."

Wir entwickeln die Ozobots weiter - kreativ-konstruktive Auseinandersetzung (Einzel- oder Doppelstunde)

Die SuS bekommen den Auftrag in Teams auf kreative Weise die Ozobots weiterzuentwickeln. Dafür erhalten sie gut 40 Minuten Zeit. Die Kinder erhalten Entwicklungsbögen (DIN A3) zur Dokumentation ihrer Entwicklung, auf denen gezeichnet und geschrieben werden soll. Punkte zur Dokumentation sind:

· Was soll der neue Ozobot können?

· Warum soll er diese Erweiterung bekommen?

· Was braucht er dafür?

· Zeichnung des Ozobots

Entwicklungsbögen

Die Klasse trifft sich im Sitzkreis. Jede Gruppe stellt ihren Ozobot ausführlich vor. Die SuS erhalten dafür 3 Reflexionsfragen:

· Kann man diesen Ozobot wirklich bauen?

· Wenn es ihn gäbe, würdet ihr ihn kaufen?

· Was bringt er euch?

Anhand dieser Fragestellungen werden die einzelnen Ozobots kritisch besprochen.

Entwicklungsbögen der Kinder

Wer ist schuld? - kritisch-konstruktive Auseinandersetzung (Einzel- oder Doppelstunde)

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Ozobot - Roboter verstehen, gestalten und beurteilen

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Im Folgenden finden Sie eine Unterrichtsreihe mit dem Roboter Ozobot zum Thema Roboter verstehen, gestalten und beurteilen. Die hier vorgestellte Unterrichtsreihe ist in der Fortführung des Projektes „ Informatik an Grundschulen" an der Universität Paderborn entstanden.

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Zum Hochkopieren und aneinanderkleben

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1. Computer - Arten, Bestandteile, Funktion

2. Internet - Aufbau und Funktion

3. Daten speichern und verarbeiten (Geräte zur Eingabe, Speichermedien, Ausgabegeräte; EVA-Prinzip)

4. Ordnerstruktur / Daten speichern und wiederfinden

5. lokale und externe Datenverarbeitung

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Diese Unterrichtsreihe ist für die Informatik an Grundschulen konzipiert. Sie thematisiert die Bauteile eines Computers und deren Zusammenspiel, um den Lernenden einen Einblick in das sonst als "BlackBox" erscheinende Informatiksystem "Computer" zu gewähren. Die Unterrichtsreihe ist im Original auf der Seite des Schulministeriums zu finden und steht unter der Creative Commons-Lizenz CC-BY-SA.

Oft werden technische Geräte und deren Funktionen als selbstverständlich angenommen und das Wissen hinter dem sichtbaren Monitor fehlt. So können Kinder schnell eine Fehlvorstellung der Computerabläufe erhalten, wie bspw. die Vorstellung, dass der Computer einen Eigenwillen besitzt. Durch das Erarbeiten der mechanischen Abläufe im Computer wird das Bewusstsein geschaffen, dass Computer beherrschbar sind.

Ziel der Unterrichtsreihe

Ziel des Moduls ist, den (kritischen) Blick der Kinder für die Vielfalt der Computerwelt zu schärfen und ein fundamentales Wissen über Computersprache und -komponenten zu vermitteln. Durch selbstständiges Gestalten und spielerische Komponenten lernen die Kinder die Relevanz von Informatiksystemen in der heutigen Gesellschaft sowie den inneren Aufbau von Informatiksystemen kennen. Der spielerische sowie gemeinschaftliche Ansatz weckt die intrinsische Motivation des Kindes. Das Kind kann sich als kompetent sowie autonom erleben und befindet sich im sozialen Austausch in der Klasse. Dieser Ansatz eignet sich vor allem in der Grundschule und ermöglicht so einen frühzeitigen Zugang zur Informatik.

Zu erwerbende Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler ...

Inhaltsbereich

Prozessbereich

C-K1

unterscheiden Gegenstände mit integriertem Computer von Gegenständen ohne Computer und kategorisieren diese.

Informatiksysteme,

Informatik, Mensch & Gesellschaft

Strukturieren & Vernetzen,

Darstellen & Interpretieren

C-K2

ordnen Beschreibungen den Abbildungen der Computer-Komponenten zu.

Informatiksysteme

Strukturieren & Vernetzen

C-K3

ordnen die Bauteile den richtigen Steckplätzen im Papierlaptop zu.

Informatiksysteme

Strukturieren & Vernetzen

C-K4

erklären die Kommunikation zwischen den Bauteilen eines Computers.

Informatiksysteme

Kommunizieren & Kooperieren

C-K5

verknüpfen das erworbene Wissen über Computer mit Berufen.

Informatik, Mensch & Gesellschaft

Strukturieren & Vernetzen

C-K6

reflektieren die Notwendigkeit von Computern in der Arbeitswelt.

Informatik, Mensch & Gesellschaft

Begründen & Bewerten

Diese Kompetenzen finden Anknüpfungspunkte an die Informatik Standards für die Primarstufe der GI.

Die Reihe kann ebenfalls in den Medienkompetenzrahmen NRW und in den Kernlehrplan Sachunterricht eingeordnet werden.

Ablauf der Unterrichtsreihe

Thema der Einheit

Kurzbeschreibung

Zeit (ca.)

Einführung

„Die Vielfalt der Computerwelt"

Die SuS schauen sich unterschiedliche Alltagsgegenstände/Gebrauchsgegenstände an und reflektieren, ob in diesen Computer zu finden sind.

1 Einzel-stunde

Einheit 1

„Wir bauen unseren eigenen Laptop"

Die SuS lernen die Komponenten eines Computers kennen und basteln einen eigenen Laptop.

1 Doppel-stunde

Einheit 2

„Was passiert innerhalb des Computers?"

Die SuS können Prozesse im Computer nachvollziehen und stellen einen typischen Ablauf der Computerkomponenten im Rollenspiel dar.

1 Doppel-stunde

Einheit 3

Strom aus - Strom an

„Wie spricht der Computer?"

Die SuS lernen Logikgatter im Computer kennen und können zwischen falschen und richtigen Aussagen unterscheiden.

1 Einzel-stunde

Reflexion/ Ausblick

„Berufe, Computer und künstliche Intelligenz"

„Kann der Computer den Menschen ersetzen?"

Die SuS erkennen, dass Computer in ihrer Umwelt allgegenwärtig sind und denken darüber nach, wie weit Aufgaben z.B. in der Berufswelt von Computern übernommen werden können.

1 Einzel-stunde

Genaue Beschreibung der Einheiten

Zur Einführung wird das Vorkommen von Computer im Alltag thematisiert. Im fachlichen Hintergrund werden dazu einige Beispiele genannt.

Hausaufgabe zur Stunde: Die SuS erhalten den Auftrag von zu Hause einen Lieblingsgegenstand/-spielzeug mitzubringen. Der Auftrag sollte so gestellt sein, dass elektronische Gegenstände mitbedacht werden.

Einstieg im Stuhlkreis

In die Mitte werden die mitgebrachten Gegenstände ausgelegt und betrachtet. Die Lehrkraft kann weitere Gegenstände und/oder die Bildkarten in der Mitte auslegen, um das folgende Gespräch in die Richtung „Vorkommen von Computern in Gegenständen" zu lenken.

Das neue Thema (Welt der Computer) wird genannt. Die Kinder sollen sich zum Begriff „Computer" äußern. Sie sollen darüber nachdenken, wo und wann sie Computern begegnen. Dabei soll die Lehrkraft klarstellen, dass unter Computer nicht nur der bekannte PC oder Laptop gemeint ist.

· Mitgebrachte Gegenstände

· Ideenkarten

· Computer-gesteuerte und nicht computer-gesteuerte Gegenstände

Arbeitsphase:

Auf den genannten Alltagserfahrungen aufbauend denken die SuS über einen möglichen Zusammenhang zwischen Computern und den ausliegenden Gegenständen nach.

Folgender Impuls kann gegeben werden: „Die vorliegenden Gegenstände können in zwei Kategorien unterteilt werden."

Die SuS sollen die Gegenstände und Bildkarten bezogen auf das neue Thema in zwei Kategorien sortieren und ihre Einordnung begründen.

Dieser Prozess wird von der Lehrkraft moderiert. Es wird erklärt, dass Computer nicht nur in einem Desktop Computer/Laptop zu finden sind, sondern auch in vorliegenden Gegenständen, wo der Computer zuerst "unsichtbar" ist. Bei diesen Gegenständen kann vor allem aus der Funktion geschlossen werden, dass darin ein Informatiksystem enthalten ist.

Bei der Kategorisierung muss darauf geachtet werden, dass "enthält einen Computer" nicht mit "funktioniert mit Strom" gleichgesetzt wird. Zum Beispiel benötigt die ganz normale Uhr an der Wand des Klassenzimmers auch eine Batterie, um das Uhrwerk anzutreiben. Dieses funktioniert üblicherweise aber rein mechanisch und beinhaltet kein Computer, obwohl es mit Strom funktioniert.

Computer, PC, Laptop, Rechner

Arbeitsphase II/Reflexion:

Die SuS kommen in ein Gespräch zu ihren Erfahrungen mit Computern (ggf. in Partnerarbeit).

Mögliche Impulse:

Welchen Computern bist du in letzter Zeit begegnet?

Wann benutzt du einen Computer?

Einheit 1: „Wir bauen unseren eigenen Laptop"

In dieser Einheit werden die Bauteile eines Computers mit exemplarisch gezeichneten Abbildungen kennengelernt. Die Bauteile werden im fachlichen Hintergrund näher erklärt.

Vorbereitung für die Lehrkraft:

Mögliche Hausaufgabe:

Das selbstständige Ausfüllen der Tastatur kann vorab oder im Anschluss an die Einheit als Hausaufgabe aufgegeben werden.

Handlungsschritte

Materialien/Medien

Einstieg:

Die Lehrkraft stellt den SuS das Thema vor: „Blick in das Innere eines Computers" und erklärt, dass ein Computer immer bestimmte Bauteile benötigt, um zu funktionieren.

Es werden die Begriffskarten der Komponenten (Mainboard, CPU, RAM, Festplatte und GPU) sowie die entsprechenden Bilder unsortiert an die Tafel geheftet. Die SuS können Vermutungen anstellen, welches Bauteil zu welchem Begriff gehört.

Begriffskarten

Bildkarten 5 Computer-komponenten

Arbeitsphase I:

Die Kinder sollen das AB „Die Computerbauteile stellen sich vor" selbstständig bearbeiten. Zur Hilfe liegen im Klassenraum Hilfszettel aus. Anschließend werden die Bilder und Namen der Komponenten an der Tafel richtig sortiert, sodass alle Kinder ihre Zuordnung abgleichen können.

AB1

Tippkarten

Arbeitsphase II

Die SuS erhalten eine Bauanleitung. Zuerst sollen sie diese in vier Teile zerschneiden, sodass sie ein Heftchen erhalten. Dann werden sie in den weiteren Arbeitsverlauf eingeführt. Mit der Bauanleitung sollen die SuS selbstständig arbeiten, sich die geeigneten Materialien von der Lehrkraft abholen und diese ausmalen, -schneiden und zusammenkleben.

Anhand von drei Arbeitsschritten bauen die Kinder so ihren eigenen Laptop. Zusätzlich zu den Vorlagen können Musterlösungen ausliegen, sodass die Kinder selbständig kontrollieren können, ob ihre Komponenten korrekt zugeordnet wurden.

Stolpersteine:

Die Festplatte ist hier extern angebracht. Das liegt daran, dass sich die Bastelvorlage des Motherboards an einem PC orientiert, in dem deutlich mehr Platz ist als ein einem Laptop. In einem richtigen Laptop wäre die Festplatte innen verbaut, würde aber andere Bauteile verdecken und man könnte nicht mehr so viel sehen.

CPU und GPU könnten vertauscht werden. Aber die CPU muss eben auf das passend große Feld aufgeklebt werden, während die GPU eine passende Lasche hat, mit der sie an den geeigneten schmalen Steckplatz geklebt werden kann.

Bauanleitung,

Bastelvorlagen

fertig gebastelte Musterlösungen

Reflexion:

Nachdem alle Kinder ihren Laptop erstellt haben, dürfen sie ihren Laptop vorstellen: Sie nennen den Firmennamen und dürfen sich überlegen, wofür der Laptop genutzt wird.

Die SuS können sich zu folgenden Leitfragen äußern:

· Was sind die Besonderheiten deines Laptops?

· Welchen Firmennamen hast du dir für deinen Laptop ausgedacht?

· Was hat dir beim Basteln besonders Spaß gemacht?

· Zeigt euren Mitschülern das Logo auf der Rückseite des Laptops

Anschließend wird auf die Bauteile eingegangen. Die Festplatte ist außen angebracht und, wenn RAM und GPU senkrecht auf ihren Plätzen „stecken", kann man die Tastatur nicht richtig herunterklappen. Das liegt daran, dass die Bastelvorlage zeigt, wie die Bauteile in einem PC angeordnet werden, da dort genug Platz dafür ist. In einem richtigen Laptop werden die Bauteile alle eng aneinander und übereinander geklebt, dass man nicht viel erkennen könnte. Zusätzlich kann thematisiert werden, dass bei der Verkleinerung des Platzes besonders auf die Kühlung der Bauteile geachtet werden muss, da zum Beispiel die CPU sehr warm werden kann.

fertig gebastelte Laptops der Kinder

Einheit 2: „Was passiert innerhalb des Computers?"

Sie wollen Ihre Urlaubsfotos anschauen, öffnen den Ordner und klicken eins an. Das Bild wird in sekundenschnelle in dem voreingestellten Programm geöffnet. Doch was passiert hierbei im Computer? Im fachlichen Hintergrund wird der Ablauf schematisch erklärt. Im Unterricht kann der Ablauf im Computer durch ein Rollenspiel nachempfunden werden.

Die Einheit kann wie folgt ablaufen:

Handlungsschritte

Materialien/Medien

Einstieg/ Überleitung:

Als Überleitung zu den gebastelten Laptops kann thematisiert werden, was im Computer vorgeht, um dies Programm auf dem Bildschirm anzuzeigen. Dies kann theoretisch durchgesprochen werden, aber auch vorne am Beamer mit einem Beispielfoto durchgeführt werden.

Leitfragen:

Ich habe ein Bild auf meinem Computer gespeichert und möchte dieses nun öffnen, um es mir anzuschauen. Was muss ich dafür tun?

Meistens geschieht dies, indem man auf ein Icon klickt, um das Bild mit einem Standardprogramm zu öffnen.

Könnt ihr euch erklären, was in dem Computer vorgeht, wenn das Bild angeklickt und geöffnet wird?

Die Vorstellungen werden offen im Raum stehengelassen und es wird das Rollenspiel eingeleitet, mit dem dieser Prozess verdeutlicht werden soll.

Beamer, Computer mit Foto

Rollenspiel vorbereiten:

Die Klasse wird in drei etwa gleichstarke Gruppen aufgeteilt. Gruppe 1 spielt zuerst das Rollenspiel „Text anzeigen". Die beiden anderen Gruppen nehmen eine Beobachtungsposition ein.

In einem Rollenspiel sind sieben Rollen vorgesehen.

Wenn mehr Kinder in einer Gruppe sind, sollten sich mehrere Kinder komplexere Rollen teilen.

Wenn weniger Kinder in einer Gruppe sind, können kleine Rollen zusammengelegt werden. Hierfür bietet es sich an, "Nutzer" und "Maus" zusammenzulegen. Ebenfalls können "Grafikkarte" und "GPU" von einem Kind übernommen werden.

Die Lehrkraft nimmt die Rolle des Spielleiters ein. Der Spielleiter stellt die gefüllte Festplattenkiste auf einen Tisch und befestigt den „Bildschirm" an der Tafel. Er verteilt die Rollenkarten an die Kinder der Gruppe 1. Jedes Kind soll seine Rolle für sich durchlesen.

Die beobachtenden Kinder werden zu den verschiedenen Rollen zugeteilt und sollen im folgenden Rollenspiel speziell ihre zugeteilten Rollen beobachten. Sie erhalten einen spezifischen Beobachtungsauftrag (hier am Beispiel Festplatte):

Beobachte den Schüler Festplatte ganz genau. Was tut er? Welche Aufgaben hat er im Computer?

Bespreche dich nach dem Rollenspiel mit deinen Mitschülern, die auch die Festplatte beobachtet haben.

Materialien für 3 Rollenspiele

Rollenspiel vorspielen

Das Rollenspiel „Text anzeigen" wird durchgespielt, indem jedes Kind der Gruppe 1 die Aufträge ausführt, die auf den Rollenkarten stehen. Der Lehrer kann zu Beginn unterstützen, indem er durch seine Übersicht ansagt, welches Kind als nächstes an der Reihe ist.

Anschließend können die beobachtenden Schüler beschreiben, welche Aufgabe die einzelnen Rollen hatten.

Dann werden die Gruppen getauscht:

Gruppe 2 spielt das Rollenspiel „Bild anzeigen" vor

Gruppe 3 spielt das Rollenspiel „Musik abspielen" vor

Zur Besprechung dieser Rollenspiele kann zusätzlich thematisiert werden: Fallen Unterschiede und Gemeinsamkeiten zu den anderen Rollenspielen auf?

„Blindes" Rollenspiel

Nachdem alle Rollenspiele durchgespielt wurden, werden alle Rollenspiele zusammengelegt. Dazu werden alle drei Bildschirme an der Tafel nebeneinander befestigt, die Maus erhält die Codeblätter aus allen Rollenspielen und es wird eine Festplattenkiste benötigt. Nur der Nutzer und die Maus können den Bildschirm sehen. Alle anderen Rollen müssen sich ggf. von der Tafel wegdrehen. Wie in den Rollenspielen vorher schon aufgefallen sein könnte, haben die meisten Rollen immer dieselben Aufträge - unabhängig davon, ob am Ende ein Bild oder ein Text angezeigt werden soll. Der Nutzer kann sich nun aussuchen, ob er auf das Haus, „Alle meine Entchen" oder „Brief an meine Lehrerin" klickt. Die Maus gibt dann das entsprechende Codeblatt weiter. Die weiteren Rollen arbeiten nun „blind" ihre Aufträge ab. Am Ende sollte genau das am Bildschirm angezeigt werden, was am Anfang vom Nutzer angetippt wurde.

Rollenspiel besprechen

Die Aufgaben der verschiedenen Rollen werden besprochen.

Gemeinsamkeiten zwischen den verschiedenen Rollenspielen:

1. interne Rollen wie CPU und Arbeitsspeicher machen immer dasselbe

2. es werden immer Daten (Programme und Dateien aus der Festplatte abgeholt)

Unterschiede zwischen den verschiedenen Rollenspielen:

es werden, abhängig von dem was die Maus generiert, verschiedenen Programme und Dateien angezeigt

Das „blinde" Rollenspiel zeigt, dass die inneren Bauteile gar nicht wirklich wissen, was sie machen, da sie nur Befehle abarbeiten, aber gar nicht wissen, was genau der Nutzer angetippt hat. Trotzdem schaffen sie es, dass am Ende das Richtige angezeigt wird.

Vertiefend kann die Frage gestellt werden, ob man die Rolle des Spielleiters in einem echten Computer auch wiederfindet. Hier werden verschiedene Antworten der SuS erwartet. Jedoch sollte herausgestellt werden, dass die Bauteile immer wissen, was zu tun ist und keinen Spielleiter brauchen, der ihnen weiterhilft, da sie nicht vergessen oder mal abgelenkt sind.

Transfer

Zum Abschluss der Unterrichtsstunde kann die Frage gestellt werden, wie sich die SuS einen allgemeinen Ablauf in einem Computer vorstellen können (indem sie von den Beispielen in den Rollenspielen abstrahieren) und inwiefern ihre Vorstellungen, die sie zu Beginn der Stunde geäußert haben, zutreffen/ korrekt waren.

Einheit 3: Strom aus - Strom an: „Wie spricht der Computer?"

Einstieg

Bevor auf die Logikgatter eingegangen wird, thematisiert die Lehrkraft unterschiedliche Logikaussagen (siehe Beispieltabelle).

Die SuS sollen entscheiden, ob unterschiedliche Und-/Oder*-Aussagen wahr oder falsch sind. Dann können die Kinder eigene Beispielaussagen finden, die in der Klasse bewertet werden. Hier soll die Lehrkraft darauf achten, dass sie wie folgt antworten: "Diese Aussage ist wahr."/"Diese Aussage ist falsch."

*Eine Oder-Aussage ist wahr, wenn mindestens eine der Teilaussagen wahr ist.

Beispieltabelle Gegenstände,

z.B. Stifte

Arbeitsphase

Ähnlich zu den Beispielen läuft es auch im Inneren des Computers ab, indem unterschiedliche Signale bewertet werden. Die CPU erhält Stromsignale (Aussagen) anhand derer sie entscheiden kann, ob Strom weiterfließt (WAHR) oder kein Strom fließt (FALSCH).

Bevor die SuS das Arbeitsblatt bearbeiten, wird ein Beispiel zu Und-/Oder-Verknüpfungen analog zum AB gemeinsam besprochen (vgl. Kopiervorlage M2).

M2 "Kopiervorlage Lehrer"

AB3 "Meine Lampe leuchtet"

Reflexion

Gemeinsamer Vergleich des Arbeitsblattes

Hinweis: Im Computer werden solche Verknüpfungen sehr häufig hintereinander gereiht, sodass komplizierte Berechnungen möglich sind.

Vertieft sollte behandelt werden: Bei einer ODER-Verknüpfung ist die Aussage viel häufiger WAHR, als bei einer UND-Verknüpfung.

Ausblick/ Reflexion: Berufe und Computer

Einstieg:

Es soll das Berufe-Wissen der Kinder aktiviert werden. Jedes Kind erhält ca. 3 Streifen, auf die es bekannte Berufe groß aufschreiben soll. Im Anschluss werden die Streifen gesammelt und an der Tafel geclustert. Es entsteht eine Diskussionsrunde über die Berufe. Die Kinder sollen ihre Meinung äußern, ob in dem entsprechenden Berufsfeld mit der Hilfe von Robotern/ Computern gearbeitet wird.

Tafel, Papier

Verbindung zur Einführungsstunde:

Als Reflexion wird anschließend die Verbindung zur Einführungsstunde hergestellt. Viele der Systeme aus den angesprochenen Berufen sehen anders aus, als ein Laptop/ Desktopcomputer, bedienen sich aber einem ähnlich aufgebauten Prinzip. Es soll ein Bewusstsein dafür geschaffen werden, dass man im Alltag vielen Computern begegnet und nicht nur den bekannten Laptops/ Desktopcomputern. In allen Informatiksystemen spielen sich aber ähnliche Vorgehensweisen ab, wie im Rollenspiel gesehen: Eingaben werden von den verschiedenen Bauteilen verarbeitet und aus den Speichern geholt, um eine Ausgabe zu erzeugen. Deshalb wird dieses Prinzip auch EVA genannt: Eingabe- Verarbeitung- Ausgabe

weiterführende Videos und Informationen

Evaluation des Unterrichtsreihe

Die Unterrichtsreihe wird evaluiert, indem die Einheiten in verschiedenen Grundschulen im Rahmen des Sachunterrichts oder in AG´s ausprobiert werden. Die Rückmeldungen und Verbesserungsvorschläge werden während dieser Phase laufend in die Reihenbeschreibung oben eingearbeitet.

Bisher hat eine erste Erprobung im Rahmen einer AG stattgefunden, die vor allem für Einheit 2 neue Erkenntnisse geliefert hat. Eine zweite Erprobung der Unterrichtsreihe sollte im März 2020 stattfinden, die aber aufgrund von den Schulschließungen wegen Corona nicht durchgeführt werden konnte.

Verknüpfung mit den anderen Modulen aus "Informatik an Grundschulen"

Diese Reihe kann durch die Module "Robotik" und Digitale Welt aus dem Projekt Informatik an Grundschulen ergänzt werden. Der Aufbau eines Computers mit dem EVA-Prinzip wird ebenfalls im Robotik-Modul thematisiert, da auch Roboter einem solchen Prinzip entsprechen. In dem Modul werden die technischen und gesellschaftlichen Aspekte von Robotern untersucht und erste Programmiererfahrungen gewonnen.

Man kann ebenfalls eine Verbindung zum Modul "Digitale Welt" ziehen. Im Rollenspiel (Einheit 2 dieser Reihe) können die Kinder die Kommunikation in einem Computer nachempfinden. Dort kann im Anschluss thematisiert werden, dass die Bauteile nicht wirklich untereinander auf Deutsch "reden". Ihre Kommunikation basiert auf Befehlen und Daten, die sie im Binärcode übermitteln. Die Codierung von Zahlen aus unserem bekannten Dezimalsystem oder Buchstaben in das Binärsystem (Nullen und Einsen) wird im Modul "Digitale Welt" gezeigt und durch Codieren von Nachrichten geübt.

Digitkits: Ein Blick in den Computer

Nach der Erprobung soll eine Kiste mit allen Materialien der Unterrichtsreihe befüllt werden, die zur Umsetzung der Reihe nötig sind. Lehrkräfte können sich die Kiste ( digikits) ausleihen und werden so entlastet, da sie die Materialien direkt vorliegen haben.

Die Kiste soll mit den folgenden Materialien befüllt sein:

Mappe mit Reihenplanung, Kopiervorlagen der Arbeitsblätter und fachlichem Hintergrund

Bildkarten für den Einstieg

Wort-& Bildkarten mit Komponenten des Computers (Einheit 1)

Kopiervorlagen zum Laptop Basteln (Einheit 1)

fertig gebastelte Laptops

einen alten Laptop, der auseinandergeschraubt werden kann, um ihn mit den gebastelten Laptops zu vergleichen

fertige Sets für alle 3 Rollenspiele (Einheit 2)

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Ein Blick in den Computer – Unterrichtsmaterial

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Einstieg: Automaten in meinem Alltag

Automaten in meinem Alltag

Hast du die hier abgebildeten Geräte schon einmal gesehen?

Es handelt sich bei allen Abbildungen um Automaten: Ticketautomat, Mixer, Spielautomat, Kaugummiautomat oder Parkuhr.

Warum das so ist und noch vieles mehr erfährst du in diesem Projekt.

Hier erfährst du:

Wie ein Automat funktioniert.

Welche Eigenschaften ein Automat hat.

Wie man einen Automaten beschreiben kann.

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Hast du die hier abgebildeten Geräte schon einmal gesehen? Es handelt sich bei allen Abbildungen um Automaten: Ticketautomat, Mixer, Spielautomat, Kaugummiautomat oder Parkuhr. Warum das so ist und noch vieles mehr erfährst du in diesem Projekt. Wie ein Automat funktioniert. Welche Eigenschaften ein Automat hat. Wie man einen Automaten beschreiben kann.

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Erkennen, Abläufe zerlegen, Arten von Abläufen

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Einstieg: Algorithmen in meinem Alltag

Alles Banane?

Viele Dinge im Alltag machst du "einfach so". Zum Beispiel eine Banane essen. Aber während du versuchst jemand anderem zu beschreiben, wie man eine Banane isst, lernst du ganz nebenbei, wie man einen Computer programmiert.

Hier lernst du:

Wie man Abläufe in kleine Schritte unterteilen kann.

Aus welchen Arten von Anweisungen Handlungsabläufe bestehen.

Was ein Algorithmus ist.

Voraussetzungen für das Projekt:

Bei diesem Projekt handelt es sich um ein Einführungs-Projekt. Es sind keine Vorkenntnisse erforderlich - du kannst also sofort loslegen.

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Viele Dinge im Alltag machst du "einfach so". Zum Beispiel eine Banane essen. Aber während du versuchst jemand anderem zu beschreiben, wie man eine Banane isst, lernst du ganz nebenbei, wie man einen Computer programmiert. Hier lernst du: Wie man Abläufe in kleine Schritte unterteilen kann. Aus welchen Arten von Anweisungen Handlungsabläufe bestehen.

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Pixelgrafik

Pixelgrafik

Um Daten, wie zum Beispiel Bilder, versenden zu können, muss man für den Computer oder das Handy eine Möglichkeit finden, die Bilder codieren zu können.

Hier lernst du:

Wie Bilder codiert werden

Was Pixel sind und wozu man sie verwendet

Wie man ein Bild mit Zahlen darstellen kann

Wie man Schwarz-Weiß-Bilder darstellen kann

Wie man Graustufenbilder darstellen kann

Pixelgrafiken kennen und eigene Pixelgrafiken zu entwerfen

Voraussetzungen für das Projekt:

Bei diesem Projekt handelt es sich um ein Einführungs-Projekt. Es sind keine Vorkenntnisse erforderlich - du kannst also sofort loslegen.

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Um Daten, wie zum Beispiel Bilder, versenden zu können, muss man für den Computer oder das Handy eine Möglichkeit finden, die Bilder codieren zu können. Hier lernst du: Wie Bilder codiert werden Was Pixel sind und wozu man sie verwendet Wie man ein Bild mit Zahlen darstellen kann Wie man Schwarz-Weiß-Bilder darstellen kann Wie man Graustufenbilder darstellen kann Pixelgrafiken kennen und eigene Pixelgrafiken zu entwerfen Bei diesem Projekt handelt es sich um ein Einführungs-Projekt.

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Das Binärsystem

Null und Eins

Die Römer verwenden römische Zahlen, um ihre Zahlen darzustellen. Unser Zahlensystem, das wir kennen, nennt sich Zehnersystem und der Computer benutzt zur Darstellung von Zahlen nur die 0 und die 1, dieses System nennt man Binärsystem.

Hier lernst du:

Wie man Zahlen im Binärsystem angibt,

Wie man Zahlen aus dem Zehnersystem in das Binärsystem umwandelt,

Wie man Zahlen aus dem Binärsystem in das Zehnersystem umwandelt.

Das Wichtigste aufschreiben

Damit du auch später noch nachlesen kannst, was du hier lernst, solltest du dir das Wichtigste zusammenfassen. Dafür kannst du diesen Wissensspeicher nutzen.

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Die Römer verwenden römische Zahlen, um ihre Zahlen darzustellen. Unser Zahlensystem, das wir kennen, nennt sich Zehnersystem und der Computer benutzt zur Darstellung von Zahlen nur die 0 und die 1, dieses System nennt man Binärsystem.

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Fortbildungen und Medienkisten können ggf. über Ihr KT gebucht werden.

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Broschüre Informatik - Haus der Kleinen Forscher

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Broschüre Informatik - Haus der Kleinen Forscher

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Für persönliche Kursnotizen in digitaler Form gibt es hier eine Word-Vorlage persönliche Kursnotizen

Mit dem Prinzip der Fundamentalen Ideen ist es möglich die Bedeutsamkeit eines Themas oder eines Sachverhalts zu prüfen. So rücken langlebige und grundlegende Konzepte und Methoden in den Mittelpunkt des Unterrichts.

"Fundamentale Ideen der Informatik" weiterlesen

Das Binärssystem ist ein fundamentales Prinzip der Informatik. Nachfolgend eine kurzes Erklärungvideo von Daniel Jung und ein paar Unterrichtsvorschläge für den 2. Zyklus.

"Das binäre Zahlensystem" weiterlesen

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1 HT Informatik Z2 - Medien und Informatik

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Für persönliche Kursnotizen in digitaler Form gibt es hier eine Word-Vorlage persönliche Kursnotizen Mit dem Prinzip der Fundamentalen Ideen ist es möglich die Bedeutsamkeit eines Themas oder eines Sachverhalts zu prüfen. So rücken langlebige und grundlegende Konzepte und Methoden in den Mittelpunkt des Unterrichts.

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Unterrichtsbeispiele, die mit einem (D) gekennzeichnet sind, eignen sich in besonderem Maße auch für den Distanzunterricht.

Raum und Form

Klötzchen

Verschiedene Darstellungen von Würfelbauwerken flexibel aufbauen und verknüpfen.

Die handelnde Auseinandersetzung mit Würfelgebäuden und Bauplänen bietet vielfältige Möglichkeiten zur Förderung der Raumorientierung und -vorstellung.

Die App ‚Klötzchen' stellt hierfür eine sinnvolle Ergänzung in digitaler Form mit vielversprechenden Potentialen dar: Auf dem Tablet lassen sich ganz einfach Würfelgebäude durch Fingertippen erzeugen. Die Bildschirmansicht ist zweigeteilt. Im linken Bereich des Bildschirms steht dabei zum „Bauen" ein Bauplan oder die dreidimensionale Darstellung zur Auswahl. Während des Bauprozesses wird dem Kind synchron in dem rechten Bereich des Bildschirms je nach Auswahl eine weitere zweidimensionale Darstellung (Bauplan, Schrägbild - sowohl als Kavaliersperspektive als auch isometrische Darstellung - oder Zweitafelbild) des Würfelgebäudes angezeigt, die sich bei jedem Bauschritt mitverändert. Wahlweise kann eine Bildschirmhälfte (bei der Appversion für das iPad) auch ausgeschaltet werden. Die dreidimensionale Darstellung kann zudem mit dem Finger so bewegt werden, dass sich jede mögliche Perspektive (z.B. Seitenansicht, Draufsicht, etc.) auf das Gebäude einnehmen lässt. Kleinere Änderungen wie bspw. Anzahl der Zeilen und Spalten oder Art der Würfel (Holzwürfel oder Steckwürfel) können in den Einstellungen der App für das iPad ebenfalls vorgenommen werden (Etzold & Janke, 2018). Die Appversion für das iPad bietet zudem die Möglichkeit, eigene Programmierungen von Schleifen in einer Code-Ansicht für das Erstellen von Würfelbauwerken vorzunehmen.

3D Modelle konstruieren

Digitale 3D Konstruktionen zur Förderung von räumlichem Vorstellen und Denken nutzen.

für alle gängigen Betriebssysteme (webbasiert)

Die Software Tinkercad© ist ein CAD Programm, mit dem Lernende durch Auswählen und Kombinieren verschiedener geometrischer Körper auf einer virtuellen Arbeitsfläche Bauwerke konstruieren können. Dabei können alle geometrischen Körper in ihren drei Dimensionen durch Ziehen und Schieben verformt werden.

Die Software ermöglicht so das Konstruieren von dreidimensionalen virtuellen Bauwerken, die Kinder in der Grundschule real ansonsten nicht konstruieren könnten. Grundsätzlich steht bei den vorgestellten Unterrichtsanregungen die Förderung des räumlichen Vorstellens und Denkens im Mittelpunkt. Unter Berücksichtigung verschiedener inhaltsbezogener und prozessbezogener Kompetenzen lassen sich durch die Einbettung der Software in den Mathematikunterricht verschiedene Schwerpunktsetzungen realisieren. Dabei spielt die gedankliche Planung, Umsetzung und Optimierung der Konstruktionsprozesse eine große Rolle.

Die Arbeitsmaterialien enthalten neben den Ausführungen zur Umsetzung im Unterricht auch Planungsraster, eine Kartei mit Abbildungen von Gegenständen, die konstruiert werden können und eine Übersicht der zur Verfügung stehenden Funktionen der App, die von den Kindern gemeinsam erarbeitet werden können.

3D Konstruktionen

Arbeitsmaterialien

Kartei Gegenstände aus der Umwelt

Formenmuster

Formenmuster durch Grundfunktionen des Programmierens herstellen.

unplugged: kein digitales Medium notwendig

Wenn es um den Inhalt Muster und Strukturen geht, liegt einerseits das Legen von Mustern mit geometrischen Formen nahe. Auf einer anderen, einer deutlich abstrakteren Ebene, werden Aspekte erkennbar, die dem Programmieren sehr nahe sind. Diese beiden Komponenten werden in diesem Unterrichtsbeispiel zusammengeführt. Dabei werden weniger komplexe Aspekte des Programmierens mit den sehr anschaulichen Aspekten des Erstellens von Mustern mit geometrischen Formen und Farben verknüpft. Dies unterstützt den Lernprozess in beide Richtungen. Formenmuster veranschaulichen Algorithmen auf eine deutliche und gut erkennbare Weise. Das Erkennen einer Schleife (eine in seiner Abfolge immer wiederkehrende Sequenz von Formen und Farben) kann durch entsprechende Syntax auch in einfacher Programmiersprache (in Form von Blockprogrammierung) dargestellt werden. Andererseits können entsprechende Algorithmen (und darin enthaltene Anweisungen, Blöcke und Schleifen) durch das Darstellen auf ikonischer/ geometrischer Ebene in Form von Formenmustern sichtbar und verständlich gemacht werden. Letzten Endes gilt für das Musterlegen sowie für das Programmieren ein wesentlicher Grundsatz, der auch in der Arithmetik im Bereich der Zahl- und Operationsvorstellung von entscheidender Bedeutung ist: Über die Verknüpfung von verschiedenen Darstellungsebenen (enaktiv, ikonisch, symbolisch sowie sprachlich) werden Verstehensprozesse entscheidend unterstützt. Erst wenn der Wechsel zwischen den Darstellungsebenen vollzogen werden kann, ist davon auszugehen, dass anwendbares Wissen erworben wurde.

weitere Materialien

Muster

Eine App zum Programmieren von Mustern.

Die App ` Muster´ veranschaulicht Gemeinsamkeiten zwischen geometrischen Mustern aus Formenreihen und Schleifenstrukturen des Programmierens.
In der angebotenen Aufgabenkartei zur App werden Arbeitsaufträge zu verschiedenen Aspekten thematisiert, die dabei unterstützten, das Thema `Muster aus Formenreihen´ sowie das `Programmieren mit Schleifen´ näher zu beleuchten und tiefgehendere Einblicke in beide Bereiche zu erlangen.
Dabei ist die Aufgabenkartei so konzipiert, dass Aufgabenstellungen genutzt werden können, um einen gemeinsamen Einstieg in bestimmte Aspekte des Themas zu ermöglichen und die Arbeitsphase so zu gestalten, dass eine gemeinsame Reflexion stattfinden kann.
Das Unterrichtsmaterial zur App unterstützt Lehrende dabei, den Hintergrund zu einzelnen Aufgabentypen nachvollziehen zu können, Schwerpunkte und Impulse für einzelnen Unterrichtsstunden zu setzen, sowie Arbeits- und Reflexionsphasen zu gestalten.

Webunterrichtsmodul zur Unterrichtsreihe „Wir werden Tangram-Experten".

Die hier vorgestellte Unterrichtsreihe stellt eine Möglichkeit dar, wie Unterricht in einer Mischung aus Präsenz- und Webunterricht strukturiert und organisiert werden kann. Die Erstellung eines Tangram-Buches erfordert die Thematisierung verschiedener Aspekte rund um das Thema Tangram. Neben der Erforschung der Figuren werden Legeregeln thematisiert sowie das freie Legen, Aus- und Nachlegen geübt. Im zweiten Teil der Unterrichtsreihe wird dann jede Schülerin und jeder Schüler Expertin oder Experte für die selbstständig erstellte oder ausgewählte Figur, um die anderen SchülerInnen bei der Bearbeitung der Expertenaufgabe unterstützen zu können. Das am Ende aus diesen Expertenaufgaben erstellte Tangram-Buch bietet neben weiteren Übungsmöglichkeiten ein für die SchülerInnen ansprechendes Endresultat der Unterrichtsreihe.

Überblick über das Unterrichtsvorhaben

Etzold, H. & Janke, S. (2018). Schleifen und Strukturen. Leitfaden für Lehrerinnen und Lehrer. Teil 1: Hintergrund und Erfahrungsbericht. Digitales Lernen in der Grundschule. Universität Potsdam.

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Unterrichtsbeispiele, die mit einem (D) gekennzeichnet sind, eignen sich in besonderem Maße auch für den Distanzunterricht.

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Streng geheim (Haus der Kleinen Forscher - Karte)

Knack den Code (Onlinespiel)

Unterrichtsbaustein "Wie geheim sind Geheimbotschaften? (Uni Münster)

Material und Hörspielsequenz (Kinderfunkkolleg Kryptographie)

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ScratchCard_PongSpiel.pdf
ScratchCard_Lass uns fliegen.pdf
ScratchCard_Erstelle eine Geschichte.pdf
ScratchCard_Virtuelles Haustier.pdf

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Die Lerngruppe um Severin Hess, Janik Löffel und Roman Wetter hat im Rahmen des LuPe-Moduls Medien und Informatik vier Scratchkarten auf die neue Version angepasst.

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Scratch ist eine grafische Programmiersprache für Kinder und Jugendliche und kann sowohl online wie auch als Festinstallation auf dem Computer genutzt werden. Die Programmierbefehle werden durch farbige Blöcke dargestellt, und Programme werden durch das Zusammenstecken dieser Blöcke erstellt, ähnlich wie das Zusammenstecken von Legoteilen. Für Kinder ist das Prinzip einfach zu verstehen, so dass schnell ein erstes Resultat und damit ein Erfolgserlebnis möglich ist.

Für die Einführung in Scratch stellt swisseduc.ch (siehe Materialien) einen Lernparcours im Umfang von 6-10 Lektionen zur Verfügung. Alle Posten stehen als Word-Dokument zur Verfügung und können nach den eigenen Vorstellungen angepasst werden.

Die Unterrichtssequenz von swisseduc.ch in Form eines Lernparcours für ca. 6-10 Lektionen bietet eine Einführung in die Programmierung mit Scratch.

Mögliche Aufgabenstellungen

Im Lernparcours kann jede Schülerin und jeder Schüler nach eigenem Tempo und Vorwissen arbeiten und zum Abschluss eine eigenständige Arbeit erstellen.

Die einzelnen Posten sind in obligatorische und freie Übungen aufgeteilt. Die Reihenfolge der einzelnen Posten bleibt den Lernenden überlassen.

Die Werkstatt von swisseduc (wie auch die unter "Weiterführende Ideen" vorgestellte Alternative des Kinderlabors) setzt auf eine Schritt-für-Schritt-Einführung. Für einen Teil der Schülerinnen und Schüler ist dies ein sinnvolles Vorgehen. Scratch eignet sich jedoch auch für entdeckendes Lernen: Ein Auftrag wie "Baue eine Umgebung, in dem zwei Objekte miteinander interagieren" (z.B. Aquarium mit zwei Fischen, Vogelkäfig etc.) löst unter Umständen tiefergehende Lernprozesse aus.

Mögliche Reflexionsfragen

Zeige dein selbst erstelltes Scratch-Programm einem Kollegen oder einer Kollegin. Was macht das Programm genau? Dein Partner, deine Partnerin versucht in eigenen Worten das Programm Schritt für Schritt zu erklären.

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Scratch ist eine grafische Programmiersprache für Kinder und Jugendliche und kann sowohl online wie auch als Festinstallation auf dem Computer genutzt werden. Die Programmierbefehle werden durch farbige Blöcke dargestellt, und Programme werden durch das Zusammenstecken dieser Blöcke erstellt, ähnlich wie das Zusammenstecken von Legoteilen.