Physical Computing in der Weiterbildung Informatik
In der heutigen digitalisierten Welt spielt Informatik eine zentrale Rolle, nicht nur in der beruflichen Welt, sondern auch im täglichen Leben. Mit der Einführung des neuen Pflichtfachs Informatik in Schulen rückt ein besonders spannender Bereich in den Fokus: Physical Computing. Dieses Themengebiet ermöglicht es Schülerinnen und Schülern, die Brücke zwischen digitaler und physischer Welt zu schlagen, indem sie Hardware und Software kombinieren, um interaktive Systeme zu entwickeln.
Gestern hatte ich die Gelegenheit, einen Präsenztag unserer Informatik-Weiterbildung zu Physical Computing mitzuerleben. Konkret wurde mit mBots gearbeitet. Diese vielseitigen Roboter bieten eine hervorragende Einführung in die Welt des Physical Computing. Sie sind nicht nur einfach zu programmieren (blockbasiert), sondern ermöglichen auch kreative Projekte, die das Verständnis für Technik und Programmierung fördern. Ausgangspunkt der kleinen Projekte gestern waren Linienfolger-Roboter. Mehrere Roboter konnten gleichzeitig auf der Strecke aus weißem Klebeband fahren und miteinander kommunizieren. Beispielsweise haben kleine farbige Markierungen (ebenfalls Klebeband) Parkplätze simuliert, an denen ein Roboter dann einparkt und an alle sendet, dass beispielsweise der rote Platz belegt ist. Nach einiger Zeit fährt der Roboter wieder weiter und gibt den Platz frei. Andere Szenarios waren ein Überholmanöver und ein ,,Rattenfänger“, den alle entgegenkommenden Fahrzeuge erst durchlassen, um ihm anschließend zu folgen. Die selbst gewählten Problemstellungen wurden zum Teil mittels peer-to-peer-Kommunikation oder Client-Server-Kommunikation umgesetzt, was spannende Vergleiche zuließ.
Ein weiteres häufig genutztes Tool in unseren Kursen ist der Calliope mini. Diese kleine, aber mächtige Platine ist besonders für Einsteiger geeignet und bietet mit der neuen Version 3 noch mehr Funktionen und Möglichkeiten. Der Calliope mini erlaubt es den Schülerinnen und Schülern, schnell und einfach erste Programme zu schreiben und ihre Ergebnisse direkt zu sehen. Der Calliope mini ist auch Teil des IT2School-Projekts zur informatischen Grundbildung, das wir in Schleswig-Holstein in vielen Schulen etablieren.
Ein Produkt, das ich in Zukunft gern in meine Veranstaltungen integrieren würde, ist die neueste Version des Thymio-Roboters. Dieser Roboter hat kürzlich den Polytechnik-Preis gewonnen und beeindruckt durch seine Vielseitigkeit und Benutzerfreundlichkeit. Mit dem Thymio können jüngere Schülerinnen und Schüler nicht nur Grundlagen der Programmierung lernen, sondern auch komplexe Projekte umsetzen und somit ein tieferes Verständnis für robotische Systeme entwickeln.
Meine eigene Erfahrung mit dem Thymio-Roboter geht zurück bis ins Jahr 2015, als ich an der Universität Hamburg als Dozent für Didaktik der Informatik tätig war. Gemeinsam mit einem Kollegen und unseren Studierenden hatte ich die Möglichkeit, mehrere Thymio-Roboter zu erproben. Diese Erfahrungen haben gezeigt, wie wertvoll und motivierend der Einsatz von Physical Computing im Unterricht sein kann.
Physical Computing bietet einen praxisnahen Zugang zur Informatik und fördert gleichzeitig das logische Denken, die Problemlösungsfähigkeiten und die Kreativität der Schülerinnen und Schüler. Durch den Einsatz von Robotern und Mikrocontrollern wie mBot, Calliope mini und Thymio werden abstrakte Konzepte greifbar und der Informatikunterricht wird lebendig und spannend gestaltet.
Mein Fachdidaktik-Video zu Physical Computing: https://youtu.be/nD5EDOttbhY
Affiliate Links: Thymio, mBot, Calliope mini