Unterrichtsbaustein
Wie funktioniert eine Ampelsteuerung mit dem Calliope?
- Hauke Morisse
- Torsten Otto
- Behörde für Schule und Berufsbildung Hamburg
29. August 2019
Einstieg
Ziele
- Die Schülerinnen und Schüler lernen am Beispiel einer Verkehrsampel grundlegende Programmierkonzepte kennen (Ablaufsteuerung, Wiederholung/Schleife, Alternative/Verzweigung).
Fachkompetenzen
- Die Schülerinnen und Schüler analysieren einfache Ablaufsteuerungen und beschreiben diese mithilfe von Zustandsdiagrammen und Zustandsübergängen. Zudem nutzen sie eine einfache grafische Programmierumgebung und können einfache Kontrollstruktur-Elemente in einer Steuerungssoftware beschreiben und verwenden.
Kompetenzen in der Digitalen Welt
- 5. Problemlösen & Handeln
- 5.1 Technische Probleme lösen
- 5.5 Funktionsweisen erkennen und formulieren
Medienausstattung
- 1:2 Ausstattung
Details
Informationen zum Unterrichtsgegenstand
Die Schülerinnen und Schüler lernen zunächst LEDs kennen in einem einfachen Stromkreis. Sie analysieren die Ampelschaltung an einer ihnen bekannten Kreuzung. Anschließend bauen und programmieren sie eine eigene Ampel.
Beschreibung des Unterrichtsbausteins
Die Schülerinnen und Schüler werden angeleitet, in weiten Teilen selbständig ein Informatiksystem zu gestalten. Sie analysieren zunächst eine vorhandene Ampelanlage und gestalten dann schrittweise die Hard- und Software einer Modellampel. Dabei ist es empfehlenswert, dass sie in Zweiergruppen arbeiten.
Bildungsplanbezug
Themengebiet: „Daten und Informationen“
(Bildungsplan Naturwissenschaften/Technik Klasse 5/6 S.19 u. S. 25)
(Bildungsplan Naturwissenschaften/Technik Klasse 5/6 S.19 u. S. 25)
Möglichkeiten der Differenzierung / Individualisierung
Zur Differenzierung ist die Ampelschaltung erweiterbar (z. B. Blinklicht bei Dunkelheit; mit Calliope auch Kommunikation zweier Schaltungen für komplexere Szenarien).
Im Anschluss an die Ampelsteuerung können die Schülerinnen und Schüler eigene Projekte entwickeln und umsetzen, bspw. zum Themenbereich SmartHome.
Im Anschluss an die Ampelsteuerung können die Schülerinnen und Schüler eigene Projekte entwickeln und umsetzen, bspw. zum Themenbereich SmartHome.
Material
Hinweise & Links
Hinweise
Die Ampelsteuerung wird mithilfe einer programmierbaren und handlungsorientierten Simulation mit einem Mikrocontroller Calliope realisiert. Dieser muss vorab getestet werden. Das Material muss vorsortiert und die Software installiert werden (Scratch for Arduino). Der Baustein ist praktisch ausgelegt, es wird eine Steuerung analysiert und programmiert. Zur verwendeten Hardware für die Ampelschaltung vgl. gesondertes Dokument.
Weiterführende Literatur und Links
