Das Energiezentrum Pankow lädt zum Experimentieren mit Ein-Chip-Rechnern ein

Neben den 15 Raspberry Pi Kleincomputern bereichern nun auch Micro:bit Computer, wie sie in britischen Schulen bereits seit Jahren durch Grund- und Mittelstufenschüler genutzt werden, die experimentellen Möglichkeiten des EZP am Robert-Havemann-Gymnasium.

Mit dem Aufbau dieses Labors werden gleich mehrere Ziele verfolgt. Auf der einen Seite werden derzeit durch Schüler des Havemann Gymnasiums einige der bereits vorhandenen Stationen im Solar- und Energielabor des EZP „modernisiert“. Die Messwertaufnahme soll nicht mehr nur manuell durchgeführt, sondern über Sensoren direkt vom Rechner erfasst werden. Die erzeugten Datenfiles können dann in einem Tabellenkalkulationsprogramm wie Excel oder Calc bearbeitet und zu Diagrammen umgewandelt werden. Hierzu ist es notwendig, Thermosensoren an Kabel zu löten, Servomotoren anzuschließen und die für die Verarbeitung benötigte Software zu erstellen. Grafische Programmierumgebungen, wie Scratch oder der MS Block Editor, erlauben es kleinen wie großen Schülern, auch ohne Vorkenntnisse im Programmieren, externe Daten zu lesen und LEDs oder Motoren anzusteuern. Besonders begeisterte Schüler können eigenständig, auch in den Pausen, eigene Projekte realisieren. Mit Beschleunigungssensoren an verschiedenen Körperpartien wurde von einer Schülerin ermittelt, wie stark die körpereigene Dämpfung von Fuß zum Kopf beim Springen von verschiedenen Höhen ist bzw. welchen Einfluss Sportschuhe dabei haben können.

Ein weiteres Ziel dieser Experimentierumgebung besteht in der Schulung von Lehrpersonal. Mit der geplanten Einführung des deutschen Ein-Chip-Rechners (Calliope) für die Grundschule in diesem Jahr (2017) ergibt sich die Notwendigkeit, Schulungen im Umgang mit dieser für viele Schulen neuen Technologie anzubieten. Die Anschaffungskosten für Minirechner sind überschaubar. Probleme ergeben sich eher, wie sich beim Aufbau des Schülerlabors herausstellte, bei der Verknüpfung mit vorhandener peripherer Technik (z.B. ausgesonderten VGA-Bildschirmen) oder der Vielzahl an Sensoren und Aktoren. Wie in experimentellen Fächern üblich ist die Beschreibung von Versuchen simpel. Die Umsetzung scheitert dann an den Details, die man erst beim realen Praktizieren herausfindet. So ist es auch mit dieser neuen Technologie. Aus diesem Grund haben wir eine ganze Reihe von Experimenten durchprobiert und auch im Schulalltag lauffähige Varianten entwickelt. Das reicht vom zeitgesteuerten Blinken einer LED über die Messung von Temperarturen bis zum Steuern von Motoren oder dem Datenaustausch mit einem Smartphone.

Die Möglichkeiten, diese Kleinstcomputer im naturwissenschaftlichen Unterricht einzusetzen, sind, auch dank der geringen Kosten, vielfältig. Auf jeden Fall steht hiermit die Tür offen, klassische Stoffinhalte und den praktischen Umgang mit modernster Technik miteinander zu verbinden.

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