Bemerkenswert

Calliope Mini

Der Calliope Mini ist eine kleine Microcontroller Platine die für den Einsatz in der Grundschule konzipiert wurde. Ziel ist es den Kindern die Grundlagen des Programmierens näher zu bringen. Dazu wird eine sehr intuitive, grafische Programmiersprache verwendet.

UnbenanntIn diesem Blog möchte ich unsere Erfahrungen mit dem Calliope Mini im Rahmen der Computer AG an der Grundschule Heilbronn-Horkheim beschreiben. Ich hoffe es finden sich weitere Nachahmer, die helfen den Calliope an weiteren Schulen zum Einsatz zu bringen.

Einige weitere calliope Projekte habe ich außerhalb des Blogs unter „Projekte“ veröffentlicht.

Für weitere Informationen über den Calliope Mini sei die Calliope Website und natürlich dieser Blog empfohlen.

 

Viel Spaß beim Lesen des Blogs und beim selber Ausprobieren….

Ingo Dwertmann

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Die 10. Stunde: Die Apfelkiste

apfel_designHeute wollen wir Variablen einführen. Variablen sind neben den Anweisungen Grundbestandteile der Programmierung. Sie dienen dazu Werte zu speichern und wieder zu verwenden. In der PXT Umgebung werden Sie auch als Platzhalter bezeichnet.

Um das Konzept ein zu führen starten wir mit einer einfachen Übung: Der Apfelkiste.

Die Kinder sollen eine Apfelkiste programmieren in die bei Druck auf den Knopf A ein Apfel gelegt wird und beim Druck auf den Knopf B ein Apfel entnommen wird. Die Anzahl der Äpfel in der Kiste soll dauerhaft auf dem Calliope angezeigt werden.

Die Apfelkiste wird dabei von einer Variable repräsentiert. Zu dieser  wird beim Druck auf den Knopf A eins hinzuaddiert, beim Druck auf den Knopf B eins abgezogen. Die Variable wird dauerhaft angezeigt.

Das sieht dann ungefähr so aus:Kiste_prog

Thema Unterlagen Dauer
Die Apfelkiste
Einleitung, Wiederholung der letzten Stunde 5
Aufgabe die Apfelkiste erklären, Auf Platzhalter hinweisen 10
Programmieren der Apfelkiste 15
Präsentation 15

 

 

Die 9. Stunde: Wetterstation – Licht Teil 3

In der 9 ten Stunprojekt_sonne_mond_und_sternede wollen wir uns weiter mit dem Thema Licht auseinander setzen. In den vorherigen Stunden hatten wir eine erste Lichtmessung mit dem Calliope programmiert. In dieser Stunde wollen wir die Messung verfeinern und einige Experimente machen.

Zu Beginn können die Kinder Ihre Programme aus der letzten Stunde vorstellen. Damit wiederholen wir zugleich das Thema.

Dann verfeinern wir unser Messprogramm mit einem weiteren Zustand – der halb aufgegangenen Sonne. Anschließen können die Kinder experimentieren und an unterschiedlichen Stellen die Helligkeit messen und in ein Arbeitsblatt eintragen.

Thema Unterlagen Dauer
Einleitung  1
Präsentation vom letzten Mal. Umschaltung Sonne / Mond z.B. mit der Hand abdecken 15
Erweitern der Programmierung um einen weiteren Zustand mittels „elseif“ und Darstellung einer halber Sonne 15
Experimente Arbeitsblatt Licht (Seite 23) 15

 

Anmerkung: Anders als hier beschrieben haben wir das Thema Licht nicht in drei sondern doch in zwei Unterrichtsstunden absolviert. Ich habe hier aber an der drei Teilung festgehalten, da es so sicherlich weniger stressig ist. Bei uns lief es aber recht gut, so dass wir in zwei Stunden durch gekommen sind.

 

 

Die 8. Stunde: Wetterstation – Licht Teil 2

depositphotos_68531001-stock-illustration-cute-crocodile-cartoonIn der 8 ten Stunden wollen wir mit der Wetterstation weiter machen. Nachdem wir beim letzten Mal die Helligkeitsmessung generell eingeführt haben, wollen wir nun die Messung etwas verschönern. Die Kinder sollen dazu abhängig vom gemessenen Helligkeitswert unterschiedliche Bilder auf dem Calliope anzeigen. z.B: Mond und Sonne. Dazu führen wir zwei weitere grundlegende Blöcke, den „größer-kleiner“ Operator und der „wenn-dann“ Bock, ein.

 

Thema Unterlagen Dauer
Kurze Einleitung und Wiederholung 5
OfflineCoding „Wenn Dann“. „Ansonsten Wenn dann“ noch weglassen  CodeYourLife 10
Offlinecoding „Krokodil“.  Bezug auf Wahr und Falsch herstellen 10
Programmieren kleines Beispiel mit Sonne und Mond. Speichern! 15
Präsentation ,.. Nächstes Mal.

Die 7. Stunde: Wetterstation – Licht Teil 1

SonneIn der 7 ten Stunden wollen wir mit der Wetterstation weiter machen. Dieses Mal dreht sich alles um das Licht. Mit dem Calliope wollen wir die Helligkeit messen und darstellen.

Da für die Lichtmessung und Darstellung sowohl die „wenn-dann-ansonstenwenn-dann“ als auch die „größer-kleiner“ Blöcke eingeführt werden müssen und wir den Kindern ausreichend Zeit zum Experimentieren geben wollen, haben wir uns entschieden dem Thema ganze drei Unterrichtsstunden zu widmen.

In dieser ersten Stunde wollen wir das Thema Helligkeit erst einmal einführen und ein paar Experimente machen.​

Thema Unterlagen Dauer
Einleitung Licht und Helligkeit CodeYourLife 15
Wie misst der Calliope Licht? Von 0 bis 255. Wobei 0 ganz dunkel ist. 5
Programmieren: Die Helligkeit soll dauerhaft als Zahl dargestellt werden. 10
Experimentieren. Wie Hell ist es Wo. Eintragen in Tabelle  Tabellen 15
Ausblick: Statt Zahlen Symbole. Und es kommt ein Krokodil 😉  1

Die 6. Stunde: Wetterstation – Temperatur

wetterNachdem wir uns in den vergangenen Stunden mit dem Modul der Wissensfabrik beschäftigt haben, und damit die Grundlagen der Calliope Programmierung erworben haben,  wollen wir nun mögliche Anwendungen des Calliope Mini in den Vordergrund stellen.

Wir stützen uns im Folgenden auf die Code-your-Life Unterlagen für eine Wetterstation.

thermoIn dieser Stunde dreht sich alles um die Temperatur. Wo kommen wir mit Temperatur in Verbindung, wie kann man sie messen und natürlich wie können wir den Calliope dafür verwenden….

 

Thema  Unterlagen  Dauer
Einleitung Temperatur: Was ist Temperatur, Woher bekannt. Welche Thermometer kennt ihr,.. Arbeitsblatt Temperatur 15
Aufgabe Programmieren Thermometer. Neu: Anzeige soll dauerhaft sein. Dauerhaft Schleife einführen. 10
Keine Präsentation. Statt dessen Experimente. Kühlpack?, Finger auf Prozessor, In die Sonne legen? Arbeitsblatt Temperatur 20

 

Die 5. Stunde: Hanna muss ins Krankenhaus

hanna

Die Stunde fünf wollen wir zur weiteren Vertiefung des Handlings von PXT und calliope nutzen. Inhaltlich kommt erst mal nicht hinzu. Nur gibt es dieses Mal keine klare Aufgabenstellung, sondern die Kinder sollen selber kreativ werden.

Dazu verwenden wir das Blatt4 des Calliope Moduls aus der Wissensfabrik. Hier muss der armen Hanna im Krankenhaus geholfen werden…..

Thema Unterlagen Dauer
Einleitung / Was haben wir beim letzten Mal gemacht 1
Vorlesen: Hanna muß ins Krankenhaus Wissenfabrik B8.4 5
Gemeinsam besprechen: Wie geht es Hanna, Was sind ihre Probleme? Was kann Hanna helfen. Ideen sammeln. Ggf. Anleiten:  z.B. Würfel für ein Spiel , Alarmanlage für den Teddy, JA / Nein Antworten mit Knöpfen, Fieberthermometer, Musikstück

Jedes Team eine Aufgabe

  10
Am PC Umsetzen   15
Alle Hex Files werden auf USB Stick gesammelt.  Schüler PCs aus. Jedes Team stellt erst am Beamer (Lehrer PC) und dann am Calliope vor.  Dazu alle setzen sich nach vorne. 15
Zusammenfassung / Ausblick 0

Die 4. Stunde: Erste Programmieraufgaben

Nach dem Ausprobieren von PXT in der letzten Stunde wollen wir uns in der vierten Stunde ausführlicher mit PXT und dem calliope beschäftigen.

Zuerst mal zeigen wir am Beamer wie ein PXT Projekt benannt, auf dem PC im Download Ordner gespeichert und dann wieder in PXT geladen wird. Auch das Verschieben des Projekts auf den calliope wird gezeigt.

Dann wird in Teams eine Aufgabe programmiert, simuliert, gespeichert und auf den calliope übertragen. Jedes Team kann sich eine Aufgabe aus dem Arbeitsblatt aussuchen und wenn die Zeit es erlaubt auch erweitern. Wenn möglich sollten unterschiedliche Aufgaben gewählt werden.

 

Wenn alle fertig sind kann jedes Team das Ergebnis präsentieren. Dazu werden alle Hex Files auf einem USB Stick gesammelt und die Schüler PCs runtergefahren. Die Präsentation erfolgt dann für jedes Team am Lehrer PC / Beamer vom USB Stick. Vorgestellt werden sollte das Programm in PXT, die Simulation und der programmierte calliope.

Einleitung / Was haben wir beim letzten Mal gemacht 5
Am Beamer zeigen: PXT: Speichern und wiederherstellen in den DWL Folder. Verschieben auf den Calliope. Wissenfabrik B8.2 auf Calliope laden 5
Aufgaben nennen, Jedes Team sucht sich eine Aufgabe aus. => an die Rechner. Jedes Team programmiert, simuliert, speichert auf dem PC und auf dem calliope.  Wissenfabrik B8.3 15
Alle Hex Files werden auf USB Stick gesammelt.  Schüler PCs aus. Jedes Team stellt erst am Beamer (Lehrer PC) und dann am Calliope vor.  Dazu alle setzen sich nach vorne. 20
Zusammenfassung / Ausblick 5

Die 3. Stunde: Der Calliope Mini

Nun geht’s ans Eingemachte…

Ziel der dritten Stunde ist es den Calliope mini kennen zu lernen und erste Erfahrungen mit dem Editor PXT zu machen. Warum wir diesen Editor verwenden habe ich hier  beschrieben.

Grundlage ist wieder das Wissensfabrik Modul. Dieses Mal Arbeitsblatt 2.

Zuerst haben wir die Calliopes ausgeteilt und die Kinder machen lassen. Jedoch noch ohne PC. Auf dem Calliope hatten wir zuvor eine Beispielapplikation geladen, die Reaktionen auf Schütteln oder Knopfdruck zeigt. Das Anschließen der Batterie haben alle wunderbar hinbekommen und einfach mal ausprobiert. Großer Spaß ;-).

 

CalliopeMiniNach ein paar Minuten haben wir die Kinder dann die Elemente des Calliopes benennen lassen und auf ein Arbeitsplatt, das nur den Calliope zeigt, eintragen lassen. Dabei farblich zwischen Eingabe- / Ausgabeelementen unterschieden.  Am Ende dann noch mal am Beamer gezeigt. Helligkeit / Temperatur werden von den Kinder normalerweise nicht gefunden und können dann noch nachgetragen werden.

Dann ging’s an die PCs. Im Raum haben wir im hinteren Bereich die PCs aufgebaut, so dpxtass wir im vorderen Bereich ohne Ablenkung den ersten Teil der Stunde machen konnten.  Zuerst haben wir am Beamer PXT einmal in den Grundzügen erklärt: Simulation, Menü und Programmierbereich. Dann haben die Kinder los gelegt. Wir hatten im Vorfeld einen Shortcut für PXT auf dem Desktop abgelegt. So ging’s schneller….  Wir haben keine Aufgabenstellung vorgegeben und die Kinder haben recht schnell einfache Programme hinbekommen und simuliert.

Anders als im Arbeitsblatt haben wir den Calliope noch nicht an den PC angeschlossen… Die Zeit reicht nur für einen ersten Eindruck in PXT. Dann ist auch schon Zusammenfassung angesagt.

Thema Unterlagen Dauer
Einleitung / Was haben wir beim letzten Mal gemacht 5
Calliope Einführung: Verteilen ausprobieren, beschreiben. Beispiel Applikation:  Start: „Hallo“  A: Lachen, B: neutral, Schütteln : Weinen mini-Start.hex 10
Überleitung EVA Calliope: Sensoren benennen,  Prozessor,  Aktuatoren benennen. EVA Calliope 10
Übung PXT Simulation. Wissenfabrik B8.2 bis Simulation 15
Zusammenfassung / Ausblick Hinweis auch Zu Hause möglich. Url zu PXT ist im Arbeitsblatt. 5

 

Die 2. Stunde – Roboschüler

Ziel: Das EVA Prinzip: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe verstehen und ausprobieren.

Eva_Mensch

Grundlage sind wieder die Unterlagen aus der Wissensfabrik. Wir haben zuvor noch zur Verdeutlichung des EVA Prinzips eine kleine Ballfangübung eingeschoben. Dabei sollten die Kinder beschreiben was passiert ist. Das Auge sieht (Eingabe), das Gehirn verarbeitet und die Hand fängt (Ausgabe). Dazu ein Bild eva_PCzur Veranschaulichung. Anschließend haben wir das Prinzip auf dem PC übertragen.

Aus dem Wissensfabrik Modul haben wir dann die zweite Hälfte des erste Arbeitsblatt verwendet. Dieses Mal die Aufgabe5. Die Übung haben wir aber ein wenig abgewandelt. Jede Gruppe hat zwei PostIts bekommen die mit A und B beschriftet wurden und als „Knöpfe“ dienen. So konnten die Kinder sich die Knöpfe anheften und sich gegenseitig auf einem Blatt Papier programmieren und dann ihre Programmierung vorführen.

Thema Unterlagen Dauer
Einleitung / Was haben wir beim letzten Mal gemacht 5
Ball Fangen und beschreiben was passiert ist 5
EVA Mensch: Auge, Hirn, Hand EVA Mensch 5
EVA PC:  Sensor, Prozessor, Aktor EVA PC 5
Übung: Roboschüler.  Gruppenbildung. Ca. 4 Gruppen. Jede Gruppe ein Programm. Alle 4 Programme vorstellen / Ausprobieren Wissenfabrik B8.1 Aufg. 5 20
Zusammenfassung / Ausblick: Das nächste Mal mit Calliope und PC 5

Fazit: Nicht zulange auf der Theorie rumreiten ;-).