Bausteine und Impulse zur Förderung medialer und informatischer Bildung durch das „Digital.learning.lab“ Hamburg

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Sep 162018
 

Letzten Donnerstag wurde das digital.learning.lab vom Hamburger Bildungssenator Thies Rabe auf einer großen Veranstaltung mit zahlreichen Workshops und Gesprächsrunden am Gymnasium Altona vorgestellt und die webbasierte Plattform mit Unterrichtsmaterialien, Toolbeschreibungen und Rezensionen zu externem Materialien veröffentlicht. Die Plattform zu Bildung und Digitalisierung wurde von der Technische Universität Hamburg (TUHH), der Behörde für Schule und Berufsbildung (BSB) und der Joachim Herz Stiftung entwickelt.

Startseite des digital.learning.labs, Strukturiert nach den Kompetenzen des KMK Strategiepapiers

Ich arbeite seit einem halben Jahr bei der Initiative „digitale Unterrichtsbausteine“ der BSB mit, die ein Kernelement des digital.learning.labs darstellen und habe mit einem Kollegen aus der Informatik einen unserer Bausteine in einem Workshop am Gymnasium Altona vorgestellt. Die Unterrichtsbausteine verschiedener fachlicher Schwerpunkte von Deutsch über Religion bis Mathe werden erstellt, um Impulse für die Umsetzung der Digitalstrategie der Kultusministerkonferenz in Hamburg zu setzen. Das Strategiepapier der KMK-Konferenz von 2016 bietet Orientierung, welche Schwerpunkte zu Bildung und Digitalisierung in allen Fächern aller Schulen aller Bundesländer zukünftig erwartet werden. Hierzu gibt es durchaus auch kritische Anmerkungen von Seiten der Gesellschaft für Informatik, wie in einem Vortrag auf unserer Fachtagung der SH-HILL von Prof.Dr.Torsten Brinda.
Das praktische, konkrete Arbeiten an gutem Unterricht ist motivierend und es gibt auch Gestaltungsspielraum zu Schwerpunktsetzungen. So haben wir als Zweierteam uns entschieden, zunächst Bausteine zu entwickeln, die eher grundlegende Themen der Informatik betreffen, wie sie in den Hamburger Bildungsplänen in Natur und Technik im Bereich „Daten und Informationen“ für Klasse 5 und 6 formuliert sind. So war unser erster Baustein entstanden unter der Fragestellung „Wie passen hunderte von Fotos und Videos auf einen USB-Stick?“ und zielte damit auf den Aspekt des Dagstuhl-Dreiecks „Wie funktioniert das?“.

Unser zweiter Baustein, nun öffentlich, bezieht sich ebenfalls auf Klasse 5 und 6, indem eine kleine Ampelsteuerung mit Arduino als Unterrichtsvorhaben vorgestellt wird: „Wie funktioniert eine Ampelsteuerung?“

Der dritte Baustein, der Schwerpunktthema im Workshop war und auch praktisch von Fachkolleg_innen und anderen interessierten Lehrkräften in den beiden Workshops erprobt wurden bezieht sich auf den Wahlpflichtbereich Klasse 8/9 Informatik mit „Wie funktionieren Sprachnachrichten?“, wozu wir in einer Doppelstunde natürlich nur ansatzweise Antworten erarbeiten können.

Mit der App „phyphox“ der RWTH Aachen lassen sich mit einem mobilen Endgerät Schallwellen aufzeichnen und als CSV-Daten exportieren. Diese lassen sich in einer Tabellenkalkulation analysieren und anschließend werden mit Audacity weitere Attribute von Audio-Daten unter die Lupe genommen. Soweit im Groben die Idee. Im Praxistest zeigten sich einige Potentiale der Überarbeitung, aber auch Zustimmung zur Baustein-Idee. Schön wären vor allem:

  • Audacity als App (existiert – bisher – nicht)
  • eine Rückübersetzung einer CSV-Datei als Audio-Datei / Klang, z.B. als Import in Audacity

Den vierten Baustein zu „Datenkompression“ konnten wir im Workshop nur kurz andeuten, aber vielleicht ergibt sich ja nochmal eine Gelegenheit, die Bausteine der Öffentlichkeit schmackhaft zu machen.

Pressemitteilungen und weitere Artikel zum Thema „Digital.learning.lab“:

[Informatik-Unterricht] Sensoren und Signalverarbeitung

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Jan 152017
 

Letzte Woche habe ich zum Thema „Sensoren und Signalverarbeitung“ in meinem Kurs Klasse 8, der sich zur Zeit mit Robotik beschäftigt, Grundlagen der Digitaltechnik besprochen.

Die Leitfrage der kurzen Einzelstunde war „Wie werden  Informationen aus der Umgebung einer Maschine über Sensoren in Signale gewandelt, die als Daten von einem Prozessor verarbeitbar sind?“

Alle sprechen von „Digitalisierung“, aber was der Unterschied zwischen einem analogen und digitalen Signal ist oder was für Signale ein Digitalrechner empfängt, wussten meine Schüler_innen bisher kaum. Am Beispiel verschiedener Bauarten von Mikrofonen habe ich vereinfacht die technischen Grundlagen elektroakustischer Wandler dargestellt. Hierzu gibt es bei Wikipedia sehr einfach gehaltene, anschauliche Grafiken.

Eine der Mikrofon-Grafiken zur Funktionsweise von Sensoren. (Quelle: Wikipedia, von Arne Nordmann (norro) – Own illustration, based on Image:Mic-dynamic.PNG by Banco, CC BY-SA 3.0)

 

Zentrales Thema war die Wandlung eines analogen Signals in ein digitales. Was das bedeutet habe ich sehr verkürzt anhand einer Grafik dargestellt, d.h. eine kontinuierliche Spannungsfunktion wird in Zeitintervallen gemittelt und damit in Rechteckform gebracht (auch hierzu gibt es schöne Grafiken bei Wikipedia). Diese wird für einen definierten Schwellwert in „high“ und „low“ aufgeteilt und damit binär codiert. Das Prinzip ist eigentlich nicht so schwer, die (Elektro)Technik dahinter habe ich vollkommen außen vorgelassen, die Schüler_innen wissen auch noch nicht, was ein Transistor oder IC ist, haben aber nun zumindest eine grobe Vorstellung, wie verschiedene elektrische Signale aussehen und was das binäre 0 und 1 mit Spannungen zu tun hat.

Tafelbild-Signalverarbeitung