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Innovative MINT-Projektaufgaben:

Programmieren und technisches Gestalten in prozessorgesteuerten Lernumgebungen

von Rolf Beck

Kurs/Schulinterne Weiterbildung

MINT-Bildung:
Digitalisierung mit PGLU.CH handfest vermitteln

Entwicklung, Bau und Programmierung einer einfachen Maschine oder Apparatur

Prozessorgesteuerte Lernumgebungen bieten digitale und handwerkliche Aufgaben, mit denen Schülerinnen und Schüler in den Klassen 6 bis 9 eigene Projekte mit vielfältigen Zielen verwirklichen können. Da alle Aufgaben sowohl eine digitale, wie auch eine handwerkliche Komponente enthalten, bieten sich unterschiedlichste Zugänge für attraktive Projektaufträge. Aufgrund des einfachen und doch offenen Aufbaus können Lehrkräfte und Lerngruppen die Gewichtung zwischen analog und digital selber steuern und leicht ihren Bedürfnissen anpassen.
Rolf Beck, Entwickler der «Prozessorgesteuerten Lernumgebung» (PGLU.CH) stellt einen Pool von Aufgaben zur Verfügung, die einen fächerübergreifenden Zugang zu MINT-Projekten ermöglichen.
 

 

Digitales Gestalten mit handfesten Projekten

Die Automatisierung von Vorgängen und Funktionen verleiht einer Maschine kombinierbare Fähigkeiten. Die Jugendlichen lernen solche maschinellen Fähigkeiten Schritt für Schritt zu entwickeln und für die Verwirklichung ihrer eigenen Ziele einzusetzen. Projektideen wie «Selbstfahrendes Auto» oder «Lichtbild mit Musik» dienen als Ausgangslage für eigenständige Vorhaben, welche Emotionen wecken und für Jugendliche sehr motivierend sein können.


Programmieraufgaben, Bauanleitungen und Videos

Die Programmierung ist ohne Vorkenntnisse möglich und erfolgt über eine leicht verständliche grafische Sprache. Klare Schritt-für-Schritt-Anleitungen sowie gut strukturierte Aufgaben und Lösungen führen an das Verständnis des Programmierens heran. Die Arbeitsblätter und Videos enthalten alles, um das Programmieren eines Projektes in kurzer Zeit spielerisch zu erlernen.

Die Projektaufgaben eröffnen ein grosses Experimentierfeld, welches Lerngruppen erlaubt, in unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden selbständig zu arbeiten. Deshalb eignen sich die Projekte hervorragend für kooperatives Arbeiten in Teams.


Aufbau der Lernumgebung

Die Projekte haben ihren Ausgangspunkt entweder im Fach Medien und Informatik oder im Technischen Gestalten. Im Zentrum steht eine einfache Experimentierplatine, an welche Motoren, LEDs, Schalter und Sensoren angeschlossen werden können. Diese Platine wird mit einer grafischen Sprache via Tabletcomputer programmiert und kann in verschiedene Maschinen eingebaut werden.

Die Programmierung erfolgt stets in kleinen Schritten und die Anforderungen bleiben tief: zur Erreichung der Grundfunktionen genügen Programme mit 3 bis 4 Anweisungen. Demgegenüber eröffnet das Spiel mit Erweiterungen und Varianten einen kreativen Zugang zum Thema, welcher viele neue Wege und Lösungen ermöglicht.


Einfache Organisation und Arbeiten im Team

PGLU.CH wurde entwickelt, um Lernenden und Lehrenden den Schritt in digitale Welten so einfach wie möglich zu machen. Die Programmierung der Platine erfolgt über eine simple grafische Sprache, in der keine Fehler gemacht werden können und welche Jugendliche von «scratch.mit.edu» oft schon kennen. Weiter gibt es für alle Vorhaben Anleitungen, welche den Bau bildhaft aufzeigen.

Dank der Organisation der Lernumgebung mit der Teacher's Box als eine Art «Klassenhub» für die Lehrperson, sind keine Programminstallationen notwendig und die Lernumgebung ist in minutenschnelle aufgebaut.


Kompetenzorientiertes Lernen

Mit diesen innovative MINT-Projektaufgaben fördern Sie viele Kompetenzen von Lehr- und Bildungsplänen gleichzeitig und integral. Wir zeigen dies exemplarisch am Beispiel des Schweizer Lehrplan 21.