Technik – das Informatische und die Bildung

Stress und Belastung

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Jun 012016

Ich hänge ja recht regelmäßig auf Twitter herum und lese auch gerne einmal Blogs von Kolleg/innen, die ähnliche berufliche Herausforderungen reflektieren und mir damit immer wieder interessante Impulse geben. Vor einigen Tagen habe ich einen Beitrag von Herrn Rau gelesen, in dem es um eine Blogparade von einem weiteren bloggenden Lehrer geht, zum Thema „Stress und Belastungen“.

Ich bin ja gerade in meinen letzten Wochen an einer Deutschen Auslandsschule, so dass ich sicher andere Faktoren in meinem Alltag habe, als Lehrer/innen in Deutschland. Continue reading »

Verschiedenes zum Ende des Halbjahres

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Jan 152015

Das neue Jahr hat begonnen, das Schulhalbjahr endet nun zum Februar und seit der Exkursion im November hat sich Vieles getan. Zum Einen sind die 10.Klassen von ihrem zweimonatigen Austausch nach Deutschland zurück und damit unterrichte ich wieder mehr Mathe. Zum Anderen ist für diesen Jahrgang national verpflichtend in Ecuador eine „participacion estudiantil“ also eine Art zusätzlicher, praxisorientierter AG, so dass meine SuS nun auch Sonnabend zur Schule müssen – und ich auch. Ich arbeite in einem Projekt mit, das sich mit Solarenergie beschäftigt. Außerdem sind wir in Physik DFU in den neunten Klassen gerade dabei, einen Monat Projektarbeit zu beenden.

[Physik-Unterricht] Grundlagen der Elektrotechnik – erste Schritte

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Sep 142014

In der 9.Klasse unterrichte ich zur Zeit drei Klassen parallel in Physik. Nach dem Curriculum der Schule ist Leitidee der Jahrgangsstufe „Vernetzung verschiedener physikalischer Bereiche unter dem zentralen Begriff der Energie„, wobei wir uns in einem Übergangsstadium befinden, so dass ich erst einmal Grundlagen der Elektrotechnik einleitend behandle. Ich unterrichte auf Deutsch, meine Kolleginnen und Kollegen in den anderen Jahrgangsstufen auf Spanisch. In meinen Vorbereitungen habe ich mich mit meinem DFU-Unterricht bereits auf sprachliche Besonderheiten vorbereitet, indem ich zunächst Fragestellungen auf Deutsch und Spanisch schriftlich vorstellen wollte. Dies führte dazu, das nur das Spanischsprachige beachtet wurde, somit habe ich die zweisprachige Schriftlichkeit schnell wieder verworfen. Die Klärung organisatorischer Angelegenheiten mit meinen ersten Folien (siehe unten) war hier eine Ausnahme. Sehr bewährt hat sich das laute Vorlesen von Fragen- und Aufgabenstellungen, auch wenn der Unterricht dadurch fachlich sehr langsam wird.

Bereits nach den ersten zwei Stunden in zwei verschiedenen Klassen habe ich festgestellt, dass es auch gar nicht so einfach ist, wenn von der Lehrperson gesagt wird „zur Not auch auf Spanisch“ Antworten geben zu können, denn ab da lief Alles nur noch auf Spanisch. Ich muss mich zwingen, beim Deutsch zu bleiben und habe mir vorgenommen nur noch Einzelnen in Ausnahmefällen spanische Zusatzerläuterungen zu geben, um die eigene Anstrengung der SuS notwendig zu machen. Sinnvoll scheint mir dagegen bisher, Übersetzungen für Fachbegriffe wie „technische Angabe“ oder „Spannung“ im Unterrichtsgespräch zu klären, auch die Wortlisten haben sich bewährt. Sprachlich schwächeren SuS kann mit diesen Listen auch deutlich gemacht werden, welche die wichtigsten Vokabeln für den Fachunterricht sind. Muttersprachlich Deutsche SuS habe ich keine in meinen Physikkursen. Ich werde allerdings nicht durchgängig deutschsprachige Unterlagen verwenden, allein schon, weil wir Experimentierkästen von phywe mit passenden Arbeitsblättern auf Spanisch haben. Dies sehe ich aber auch nicht als Widerspruch, da damit vereinzelt sprachliche Entlastung zugunsten der Fachinhalte mit wenig Unterrichtsvorbereitungszeit möglich ist.

Die erste Unterrichtsstunde stand unter der Leitfrage „Wo habe ich im Alltag mit Elektrizität zu tun?“
Ich teilte verschiedene Elektrogeräte aus und liess technische Angaben sammeln. Ein Lernziel war, eine forschende Grundhaltung zu fördern und das Unterrichtsthema im Lebensalltag zu verankern und nebenbei erste Begriffe und Einheiten anzuschneiden. Dies war diagnostisch interessant, weil einige SuS überhaupt keine Vorstellung davon hatten, dass ein Föhn oder ein Bügeleisen technische Angaben hat und die Relevanz der einzelnen Daten nur vereinzelt klar war. So sammelte ich an der Tafel auch Firmennamen, Typenbezeichnungen und vieles mehr, was ich nicht intendiert hatte. Ich wollte die SuS Beiträge aber auch nicht entwerten, da sie sich ja an der Aufgabenstellung orientiert hatten. Zur Systematisierung und Klärung der wesentlichen technischen Angaben und ihrer Bezeichnung kam ich beim dritten Durchgang, den ich stärker lenkte.

Um eine erste Orientierung zu geben, was Stromstärke, Leistung und Spannung beinhalten, habe ich in der zweiten Unterrichtsstunde ein Arbeitsblatt bearbeiten lassen, auf dem technische Angaben mit ihren Bedeutungen verbunden werden sollten. Zusätzlich sollten die zentralen Begriffe unterstrichen werden und alle Lösungen wurden laut vorgelesen. Im zweiten Teil der Stunde bin ich mit einem Tafelbild auf den Stromkreis eingegangen und das nur Strom fliesst, wenn der Kreislauf geschlossen ist.

Die dritte Unterrichtsstunde habe ich erst mit einer Lerngruppe durchgeführt, die anderen beiden kommen nächste Woche. Hier habe ich ein erstes einfaches Experiment in Tischgruppen durchführen lassen zum einfachen Stromkreis mit Lampe und Schalter, um abschliessend im Tafelbild zu festigen, dass die Position der Lampe und des Schalters im Stromkreis nicht entscheidend ist, ob Strom fliesst oder nicht. Phywe stellt in den Experimentierkästen Steckbretter zur Verfügung. Die praktische Arbeit wurde sehr positiv aufgenommen und das Leuchten der Lampe bei richtigem Schaltungsaufbau gab zügig Rückmeldung zu den gestellten Aufgaben. Ich werde hierauf aufbauend Leiter und Nichtleiter sowie verzweigte Stromkreise und die Messungen von elektrischen Größen unterrichten, bevor ich in eine Projektzeit einsteige mit Modellbau in Gruppen. Ob wir dazu kommen, die Projektarbeit mit einem Blog zu dokumentieren, wird sich noch zeigen.

Meine Unterlagen zu den ersten Stunden:

00-Phy9-intro-folien.odp / 00-Phy9-intro-folien.pdf

02-Alltag-u-Geraete.odp / 02-Alltag-u-Geraete.pdf

01AB-Alltag-und-Geräte.odt / 01AB-Alltag-und-Geräte.pdf

02AB-technische-Angaben.odt / 02AB-technische-Angaben.pdf

03-Stromkreis.odp / 03-Stromkreis.pdfI teach physics in the 9th grade in 3 parallel courses and teach energy and electro-technics. All courses are mainly in german, expect some materials in spanish and therefor for all kids in a foreign language. I plan to work in projects but still work with working-sheets and experiments for the basics. One focus is on learning the correct technical terms in german as it will help them with the IB-programm in biology, which is teached and proofed in german.

First Lego League 2012 in Hamburg

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Jan 172013

Wie im letzten Jahr nahm ich auch dieses Mal am Hamburger Regionalwettbewerb der First Lego League teil. Allerdings nicht als Schiedsrichter, sondern mit einem eigenen Team. Unser Wahlpflichtkurs der 7.Klasse hatte sich, teilweise mit einigen „Überstunden“ engagiert auf den Wettbewerb vorbereitet und dort auch ganz gut abgeschnitten.

Als Coach hatte ich einen anderen Blick auf den Wettbewerb, da unser Team permanent in die Überarbeitung der Programme und Positionierungen eingebunden war. Es wurde getestet, verglichen und mit Frust gekämpft. Am Tag des Wettbewerbes wurde unter Zeitdruck intensiv mehr erarbeitet, als zwischenzeitlich im vorhergehenden Unterricht. Allerdings waren auch besonders engagierte Schüler vor Ort und meine Unterstützung ganz bei ihren Bemühungen. Der jahrgangsübergreifende Effekt war durch das zweite Team unserer Schule aus dem Jahrgang 9. besonders durch Austausch und gegenseitiger Förderung positiv.

Bauen des Wettbewerb-Roboters der „Bobbycar-Gangster“

Im Vorfeld des Wettbewerbes hatten einige Schüler das Programm zur Abholung des Stuhls mit einem einfachen Greifarm ohne Motor, der durch ruckeln umfällt geschrieben und beim Wettbewerb festegestellt, dass diese Lösung nicht besonders günstig ist. Daher haben wir in der darauffolgenden Woche in Kleingruppen mehrere Roboter umgebaut, so dass die Aufgabe durch einen Greifarm mit Motor gelöst werden soll. Anschließend wurde der Roboter programmiert und getestet. Weitere Probleme, die sich mit Greifarmen und Hebeln lösen lassen wurden bearbeiten. Dies soll auch in Hinblick auf die nächste First-Lego-League im kommenden Jahr geschehen und das Erlernte festigen.

Der Greifer ohne Motor, den wir bei der FLL verwendeten

Eines der Gruppenergebnisse „Greifer mit Motor“

Ein weiteres Gruppenergebniss „Greifer mit Motor“ – durch testen wurde später erkannt, dass der Motor eine andere Bewegung vollzieht und das Modell umgebaut

Das dritte Gruppenergebnis „Greifer mit Motor“

SH-HILL Fachtagung 2012 der GI-Gruppe in Hamburg

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Nov 202012

Am vorletzten Wochenende fand die jährliche GI-Fachtagung der Hamburger und Schleswig-Holsteiner Informatik Lehrer/innen in unserer Schule am Richard-Linde-Weg statt. Ich nehme seit einigen Jahren an diesem „Familientreffen“ teil (siehe meinen Bericht von 2011 und von 2010)

Dieses Jahr war Michael Kölling zu Gast, ein bekannter Softwareentwickler und Professor der Informatik aus Großbritannien, der maßgeblich BlueJ und Greenfoot entwickelt hat. Er stellte die neuesten Entwicklungen im Bereich Software-Werkzeuge für die Lehre und Bildungsarbeit vor und gab damit auch einen Ausblick auf die Weiterentwicklungen von Greenfoot. Es soll weg gehen von den Java-Klammern und Syntax-Hürden hin zur einer ausdrucksbasierten grafischen Oberfläche (d.h. z.B. Schleifen und Fallunterscheidungen nur vollständig als Block zuzulassen) zum Programmieren mit der Tastatur. Ein interessanter Ansatz, wird doch im Unterricht viel Zeit auf das Einüben syntaktischer Korrektheit vergeben, wohingegen es auch möglich wäre, durch eine Scratch-ähnliche Struktur (in der sich keine halben Schleifen oder Fallunterscheidungen erzeugen lassen) mehr Zeit auf die grundlegenden, Programm-unabhängigen Strukturen und Konzepte zu verwenden. Interessant war auch der Hinweis auf die Praxis, eigenes Wissen im Bereich als das Relevanteste einzuschätzen, wobei sich Generationen massiv unterscheiden. So ist es durchaus zutreffend, dass ganz unterschiedliche Dinge als „Grundlagen“ „der“ Informatik definiert werden, wobei Informatik sehr umfangreich und vielseitig ist.

Workshop „Programme im Flug“

An den Vortrag anschließend verteilten wir uns auf verschiedene Workshops. Im Workshop „Programme im Flug“ wurde eine Parrot AR.Drone 2.0 vorgestellt, die sich über ein Smartphone im W-Lan per remote-controll steuern lässt. Das Modell ist für etwa 300 € frei käuflich und mit zwei Kameras ausgestattet. Die zweite Version des Gerätes ist nun mit annähernd HD Qualität erhältlich und sehr robust. Wie uns präsentiert wurde, kann es aus 1m Höhe ohne Probleme auf den Boden fallen gelassen werden. Die Drone hat einen ARM-Prozessor, Orientierungssensoren und Höhenmessung sowie eine Kompass und Drucksensoren und lässt sich über Schnittstellen entsprechend erweitern. Die Daten dieser Sensoren können über das Smartphone oder über eine USB-Schnittstelle erfolgen. Die Standard-Software zur Steuerung „freeflight 2.0“ ist Open Source und bietet über eine in C geschriebene A Schnittstellen zu verschiedenen Endgeräten. Mittels Bildverarbeitungsverfahren können über die Kameras Spiele gespielt werden und es sind augmented reality Anwendungen denkbar, so das z.B. Metainformationen zu Gebäuden, Gegenständen oder Personen eingeblendet werden könnten. Über spezielle Tags (Bilder, auf die die Drone speziell reagiert und sie damit in ihrer Umgebung speziell orientieren lässt) können auch Objekte verfolgt werden. GPS ist geplant, aber noch nicht umgesetzt. Mit dem „drone altitude viewer“ gibt es verschiedene grafische Oberflächen, um das System zu debuggen und alle Features anzeigen zu lassen. Als Sicherheitsvorkehrungen gibt es einen Notaus, der alle Motoren sofort stoppt und auch ausgelöst wird, sobald etwas in die Turbine kommt. Die Drone funktioniert als Access-Point im WLAn und erzeugt ein eigenes Netzwerk mit IP-Adressierung. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, einem WLAN beizutreten und damit auch mehrere Dronen interagieren zu lassen.

Zusammenfassend lässt sich zum Workshop sagen, dass es interessant war, den aktuellen Stand der Technik von Dronen zu erfahren und über technische Details zu diskutieren sowie ein solches Gerät einmal selbst zu steuern. Auf der anderen Seite wurde kein Wort über die gravierenden potentiellen gesellschaftlichen Auswirkungen von Dronen verloren und ich war gerade nicht in Stimmung, das Thema auszubreiten. Gerade im unterrichtlichen Kontext sollte die Frage nach Interessenskonflikten um Herstellung und Nutzung sowie soziale Auswirkungen, wie die Erleichterung und potentielle Vermassung von Kontrolle und Überwachung unbedingt thematisiert werden. Auch ist es fraglich, inwieweit dem Mißbrauchspotential durch private wie staatliche Stellen überhaupt verantwortungsvoll technisch wie gesellschaftlich begegnet werden kann. Ich stelle mir vor, wie in ein paar Jahren jeder Mensch durch die Fensterscheiben direkt per Video alles Mögliche aufnehmen und ins Netz stellen kann und da graut es mir eher, als dass ich fasziniert bin. Wenn man heute bereits die Herausforderungen betrachtet gerade im Hinblick auf Kinder und Jugendliche und Videoproduktion und -verteilung, wächst die Herausforderung noch einmal beträchtlich, wenn ich ferngesteuert aus der Luft direkt und unwiederruflich Youtube füttern kann.

Abschließend zum Thema habe ich einige Artikel zum Thema Einsatz von Dronen, die einige gesellschaftspolitische Aspekte beleuchten ergänzt:

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Bundestag-verabschiedet-Drohnengesetz-1424100.html

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Polizeichefs-verabschieden-Richtlinien-fuer-Drohneneinsatz-1670353.html

Ein eher technischer Artikel: http://www.heise.de/hardware-hacks/meldung/Quadrokopter-AR-Drone-2-0-kommt-in-den-Handel-1558893.html

Eine Webseite von Amateur/innen, die sich mit Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) beschäftigen: http://diydrones.ning.com/

Workshop „Messen mit Lego-Mindstorms“

In diesem Workshop eines Lego-Mitarbeiters ging es zum einen um Gtundsätzliches zum Gerät, zum anderen um einfache Anwendungen der Messwerterfassung am Beispiel der Temperaturmessung. Als erstes wird ein Programm erstellt, in dem die Anweisungen beschrieben werden, die der Roboter ausführen soll. Hierfür ist es wichtig, den richtigen Sensor-Typ auszuwählen, dann den Ausgabewert umzuwandeln (von Integer auf String), so dass er vom Display darstellbar ist und dann die Ausgabe zu definieren. Dieses Programm wird dann auf den Lego-Roboter übertragen (siehe unten im zip-Ordner „messen-temp.rbt“).

Als nächstes werden mit dem Roboter und dem Programm Messwerte über einen bestimmten Zeitraum erfasst. Diese speichert der Roboter in einer einfachen log-Datei (siehe unten im zip-Ordner „OBD_8.log“).

Diese log-Datei wird dann über die Messwert-Erfassung am Rechner vom Roboter ausgelesen und grafisch dargestellt.

Hier sind alle Dateien und Bilder zur einfachen Temperaturmessung zusammengefasst: Messen mit Lego

Projektwochen-Workshop „Wasserkraft“

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Okt 112012

Die letzte Woche vor den Herbstferien hatten wir an unserer Schule eine Projektwoche zum Thema „Wasser“ mit verschiedenen Angeboten von Tanz und Bühnenbild über Ausflüge bis zu verschiedenen Experimentier-Workshops. Ich habe ein Angebot für unsere jüngeren Schüler/onnen zum Thema „Wasserkraft“ durchgeführt.

Einige Arbeitsergebnisse unseres Workshops

ilearn Tagung Hamburg

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Apr 142012

Heute findet die i-learn Tagung am LI in Hamburg statt. Es gibt auch einen Twitter-Hashtag: #ilearnhh

Im ersten Workshop von Torsten Otto beschäftigten wir uns mit dem Konzept des „Flipped Classroom“ / „Umgedrehter Unterricht„. Nach einigen Beispielen aus der Mathematik auf youtube, den „Mathesongs“ aus Schülersicht betrachteten wir verschiedene Tools, u.a. Jing für Windows und Exlain Everything fürs I-Pad und erstellten eigene kleine Produkte mit diesen Werkzeugen.

Abschließend haben wir uns einige Ergebnisse angeschaut, u.a. ein gehörlosen-Video zum Thema „Aufbau des Auges“, eine Webcam-Aufnahme zum Satz des Pythagoras und ein kleiner Clip zur Flächenberechnung eines Dreiecks von mir. Ich habe keinen Youtube-Account und konnte den mit Explain Everything erstellten Clip nicht online bekommen. Aber so besonders toll war das erste Ergebnis auch noch nicht. Demnächst hoffendlich mehr 🙂

Erfahrungswert war vor allem, dass man sich vorher (noch) genauer überlegen sollte, was man sagen will.

Im Nachmittagsteil war ich im Workshop „Stationenlernen 2.0“ von Thomas Kubitza, der verschiedene mathematische und physikalische Stationen vorbereitet hatte, die wir ausprobieren und auswerten konnten.

Verwendete Software, die besonders für meinen Matheunterricht interessant sein könnte ist „Quick Graph„, das sowohl 2D als auch 3D Funktionen als Grafik rendert und das mir bereits bekannte „Bettermarks„. Aber auch das Simulationsprogramm Algodoo, mit dem wir physikalische Experimente zu Reibung und Lichtbrechung durchführten könnte als Ergänzung in der technischen Informatik nützlich sein. Leider handelt es sich nicht um Open-Source Projekte, aber gerade webbasierte Lernumgebungen wie Bettermarks und mathe-online.at können gut als Ergänzung und zum individuellen und differenzierten Lernen genutzt werden.

Algodoo am Smartboard, Übung

Insgesamt war die Tagung inhaltlich nützlich, die Diskussionen leider eher technisch als didaktisch, da viele Lehrerinnen und Lehrer überhaupt erst erste Schritte mit verschiedener Software machten. Die Informatik war recht gut vertreten und auch einzelne bekannte Gesichter aus dem Umfeld der Educamps und Twitter-Community zu Bildung und Medien. Ich fand die einführende Präsentation der Tagung mit ein paar schicken 3D Bildern eher bunt aber nicht besonders zielführend und auch sonst zeigt sich mit überschaubaren Ausnahmen eine eher geringe Nähe von Lehrer/innen und Verantwortlichen im Schulkontext zu aktuellen Entwicklungen in der Informationstechnologie und den Möglichkeiten informatischer und medialer Werkzeuge. Hier laufen beispielsweise die Educamps erheblich anders mit der Session-Konzipierung und den direkten Vorstellungen der Workshops. Gut dagegen fand ich den Commsy-Raum, der vorbereitet war.

Auf der anderen Seite sind viele der interessanten Systeme auch nicht ohne weiteres kompatibel mit der Organisation Schule, wie sie derzeit stattfindet. Im Schulalltag sind die meisten mobilen Geräte, wie beispielsweise Handys, verboten oder werden zumindest weniger als Chance und eher als Bedrohung wahrgenommen. Ein „flipped classroom“ wäre in der Konsequenz auch flexibel genug, Schülerinnen und Schülern, die zuhause gut gearbeitet haben und keine weitere Fragen und Probleme mit dem Stoff haben, aus dem Unterricht zu entlassen, was gesetzlich derzeit nicht möglich ist. Außerdem gibt es viele organisatorisch unklare Rahmenbedingungen, was leider auch innovative Prozesse ausbremst. Aber insgesamt hat der Tag sich gelohnt, um über den Tellerrand zu schauen. Die Nutzung von i-Pads finde ich ziemlich spannend vom rein technisch-didaktischen Gesichtspunkt und ich konnte auch viele neue Erfahrungen mit den Geräten sammeln. Die Gegenargumente sind hinlänglich bekannt, Kosten und Apple…

LEGO Robotik Labor an unserer Schule

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Nov 152011

Nachdem die Projektwoche vorbei ist, bin ich gerade dabei, mir einen Überblick über die Möglichkeiten meiner Schule zu verschaffen und habe mir das LEGO Education Innovation Studio (LEIS) genauer angeschaut. Der Fachraum wurde erst vor kurzem eröffnet und Der Raum bietet mit Gruppentischen und einem Satz LEGO Mindstorms Roboter sowie Experimentierbausätzen die Gelegenheit, das Thema Robotik, das im Wahlpflichtbereich an Stadtteilschulen optional im Bildungsplan Informatik vorgesehen ist, facettenreich zu unterrichten. Continue reading »