Vorschaubild Wie passen hunderte von Fotos und Videos auf einen USB-Stick?
Unterrichtsbaustein

Wie passen hunderte von Fotos und Videos auf einen USB-Stick?

Wie hunderte von Fotos und Videos auf einen USB-Stick passen, kann man mit diesem Unterrichtsbaustein erfahren.

Hauke Morisse
Torsten Otto

1. Einstieg

Ziele

Ziel dieses Bausteins ist es, den Schülerinnen und Schülern einen Einblick in den Bau und die Funktionsweise eines USB-Sticks zu geben.

Fachkompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben technische Bestandteile eines USB-Speichermediums und benennen 1 Bit als kleinste Dateneinheit sowie gängige Speichergrößen von Daten/Dateien (Megabyte, Gigabyte,...). Zudem können sie die Grundlagen der Speicherung digitaler Daten am Beispiel einer Pixelgrafik erläutern, bearbeiten selbstständig digitale Arbeitsmaterialien und erstellen (einfache) eigene Medien.

Kompetenzen in der digitalen Welt
  • Speichern und Abrufen
  • Entwickeln und Produzieren
  • Funktionsweisen erkennen und formulieren
Medienausstattung

Für diesen Baustein bedarf es einer 1:2 Ausstattung. Dies bedeutet, dass pro Zweierteam ein Gerät vorhanden sein muss.

2. Details

Informationen zum Unterrichtsgegenstand

Das Speichermedium USB-Stick ist weit verbreitet und neben internen Speichermedien mobiler Geräte oder Cloud-Diensten die gängigste Form, digitale Medien, auch selbst erstellte, abzulegen oder weiterzugeben. Es ist davon auszugehen, dass alle Schüler/innen in der 6.Klasse schon einmal einen USB-Stick genutzt haben. Als Halbleiter-Speichermedium besteht ein USB-Speicher aus einem Controller und einem Speicherbaustein, sowie einer Hardwareschnittstelle mit zwei Stromanschlüssen und zwei Datenanschlüssen. Je nach Speicherkapazität lassen sich verschieden große und viele Dateien in Form digitaler Daten speichern.
Zur Speicherung eines digitalen Fotos wird dieses codiert, d.h. so übersetzt, dass eine Maschine die im Foto enthaltenen Informationen ablegen (speichern) und wieder aufrufen (lesen) kann. Dies geschieht in der primitivsten Form, die hier Thema sein soll, in Form von einfachen Pixeln, also einem zweidimensionalen Raster, in dem einzelne Punkte entweder schwarz oder weiß sind, also mit einer 0 oder 1 als Zustand belegt sind. Eine einfache Zahlenfolge von 0-en und 1-en kann somit direkt in eine einfache Pixelgrafik codiert und decodiert, also übersetzt werden. Der Controller eines USB-Sticks entscheidet entsprechend, wo diese Zahlenfolge, die ein Bild repräsentieren auf dem Speicherbaustein abgelegt wird und kann diese später auch wiederfinden. Entsprechend arbeiten auch Festplatten und andere Halbleiter-Speichermedien.
Vorwissen ist keines nötig, aber eine kreative Abstraktionsfähigkeit, da die meisten beschriebenen Vorgänge weder direkt erfahrbar, noch greifbar sind.
Der Baustein gliedert sich in drei Doppelstunden:
- Technische Grundlagen zu USB-Sticks
- Digitale Bilder, Pixelgrafiken und deren Speicherung
- Produktion eines Erklärvideos
Die zweite Doppelstunde könnte auch übersprungen werden, dann sollte die Leitfrage entsprechend reduziert werden („Wie funktioniert ein USB-Stick?“). Eventuell kann die Produktion der Erklärvideos auch länger dauern oder ausgeweitet werden, z.B. durch Screenshots von selbst erzeugten Bilddateien in Gimp.

Beschreibung des Unterrichtsbausteins

Die grundlegenden Konzepte lassen sich überwiegend nicht entdecken, daher die Form eines Inputs zu Beginn. Diese soll spielerisch und fachsprachlich durch unterschiedlich ausgestaltete Übungen gefestigt werden. Auch die Papierform soll eine Rolle spielen, gerade auch um das Erstellen eines eigenen auch sprachlichen Produktes durch Verschriftlichung vorzuentlasten.
Wichtig ist ein funktionsfähiger Beamer, ein stabiles Netzwerk und ausreichend Geräte, um zu zweit zu arbeiten. Diese müssen erst in der dritten Doppelstunde mobile Geräte sein, vorher genügt ein beliebiger Rechner mit Webbrowser.
Varianten des Bausteines sind denkbar, u.a. Anpassung der Materialien an verschiedene Lerngruppen (evtl. auch höherer Jahrgänge)
Die fachlichen Zusammenhänge sollen in diesem Jahrgang zunächst nicht besonders detailliert erarbeitet werden, Ziel ist stattdessen, erste grobe Vorstellungen der Speicherung von digitalen Dateien und von Codierung zu fördern.

Bildungsplanbezug

Themengebiet: „Daten und Informationen“.

Möglichkeiten der Differenzierung / Individualisierung

Bei der Produktion eines Erklärvideos sind verschiedene Herangehensweisen, Qualitäten und Niveaus der Gruppen zu erwarten, d.h. in diesem Arbeitsschritt lässt sich besonders gut differenzieren und individualisieren.