Sachunterricht

Programmieren im Sachunterricht

Im Sachunterricht kann der „Calliope mini“ die Bearbeitung eines Themenfeldes sinnvoll unterstützen. Die entwickelten Materialien z. B. der Verkehrszähler beziehen sich konkret auf Inhalte des aktuellen Rahmenlehrplans Berlin und Brandenburg. Ausgehend von diesen Sachsituationen entwickeln Grundschüler und Grundschülerinnen eigenständig Ideen, den Calliope mini als Hilfsmittel oder als Messinstrument einzusetzen. Daran schließt sich das zielgerichtete Programmieren auf unterschiedlichen Niveaustufen an.

Schulwege

Die Schülerinnen und Schüler orientieren sich zunächst gemeinsam auf dem Schulwegplan ihrer Schule. Sie versuchen, die Längen ihrer Schulwege mit Hilfe der Karte zu ermitteln.
Anschließend programmieren sie in Scratch ein Programm, mit dem sie die Weglängen messen und vergleichen können. Dafür programmieren sie eine Scratch Figur so, dass sie auf dem digitalen Schulwegplan Wege abschreiten kann. In einer Variable wird die Anzahl der benötigten Schritte gezählt.

Verkehrszählung

Die Schülerinnen und Schüler planen eine Verkehrszählung in ihrer Schulumgebung. Statt einer Strichliste verwenden sie einen Calliope mini oder ein Tablet mit der App Scratch. Dafür planen sie zunächst gemeinsam die Verkehrszählung und entscheiden, was das Gerät für sie erledigen soll. Dann programmieren sie den Minicomputer/das Tablet.

Nach einer ersten Erprobung im Klassenraum führen die Schülerinnen und Schüler eine Verkehrszählung innerhalb der Schulumgebung durch und werten sie anschließend gemeinsam aus.

Microsoft Word - Lernaufgabe_Verkehrszählung_v1_jul_23.docx

Wie Computer lernen

Wer schon einmal im Internet nach einer Information gesucht oder mit einem Lautsprecher gesprochen hat, der nutzte dafür einen trainierten und lernenden Computer. Dabei gibt es Gemeinsamkeiten zum menschlichen Lernen.
Die Schülerinnen und Schüler trainieren in dieser Lernaufgabe auf „machinelearningforkids.uk“ ein KI-System mit Hilfe selbst gezeichneter Verkehrszeichen. Daraus entwickelt der Computer durch Training ein eigenes Modell und kann damit die Bedeutung der Verkehrssymbole identifizieren.

Sehtest

Die Schülerinnen und Schüler programmieren einen Sehtest mit Zufallsgenerator – entweder mit iPad oder Calliope mini.
iPad mit Scratch: Kleine Zufallszahlen werden angezeigt und sollen erkannt werden. Mit Hilfe der Videoerfassung kann erkannt werden, ob die Zahl richtig gelesen worden ist.
Zwei Calliope minis: Mit einem Calliope mini (1) wird die Anzeige einer Zufallszahl auf einem anderen Calliope mini (2) ausgelöst (per Funk). Anschließend gibt Calliope mini (1) eine Rückmeldung darüber, ob die Zahl richtig erkannt worden ist.

Schatzsuche

Das drahtlose Senden und Empfangen digitaler Nachrichten ist Teil der Lebenswelt fast aller Kinder. Sie nutzten dafür selbstverständlich digitale Geräte. Dass die genutzten Geräte in Funk-Kommunikation mit wechselnden Sendemasten oder verschiedenen Routern stehen, ist ihnen äußerlich nicht anzusehen. Auch nicht, dass sie dabei sowohl als Sender als auch als Empfänger agieren.

Das Material leitet Schülerinnen und Schüler zum selbstständigen Umgang mit dem Calliope mini an. Es wird ein Schatz-Detektor mit dem integrierten Funkmodul programmiert. Anschließend können verschiedene Versuche unternommen werden, den mit einem Calliope-mini-Sender ausgestatteten Schatz zu finden.

Alarmanlage

Jede Alarmanlage benötigt einen Sensor, der die Annäherung einer unerwünschten Person registriert. In dieser Aufgabe ist hierfür ein Lagesensor zuständig, wie er in jedem Smartphone zum Einsatz kommt. Die Kinder nutzen ihn zum Beispiel, wenn sie Spiele-Apps bedienen. Auf dem Calliope mini ist der Lage-Sensor gut sichtbar. In dieser Aufgabe lernen die Kinder ihn als alltagsrelevanten Sensortyp kennen. Das drahtlose Senden und Empfangen digitaler Nachrichten ist heutzutage Teil der Lebenswelt fast aller Kinder. Viele digitale Geräte arbeiten mit drahtloser Kommunikation.

Das vorliegende Material leitet Schülerinnen und Schüler zum selbstständigen Umgang mit dem Calliope mini an. Es wird ein Bewegungsmelder mit dem integrierten Funkmodul programmiert, der an einer Türklinke befestigt werden kann. Anschließend kann ein Calliope-mini-Empfänger ein Alarmsignal abgeben, wenn sich die Lage des Bewegungsmelders ändert.

Grundschüler und Grundschülerinnen werden zu Hirnforschern

Das Projekt „Wir sind Hirnforscher! – Herr Tie und seine Experimente“ macht Kindern der 3. und 4. Klassen das Gehirn als Schaltzentrale unseres Körpers begreifbar. Die Schülerinnen und Schüler schlüpfen selbst in die Rolle von Hirnforschern und finden durch eigenes Experimentieren Antworten auf Fragen zum Gehirn. Höhepunkt ist ein eigens für das Projekt entwickelter Roboter, der die Rolle einzelner Gehirnbereiche für die Wahrnehmung des Menschen simuliert.

Science4Life-Academy

Mit den Lernumgebungen der Science4Life-Academy „Wetter" und „Pflanzen unter Lupe" liegen Materialien vor, die dazu beitragen, über die naturwissenschaftliche Ergründung von Phänomenen Sprachanlässe zu generieren. Die sprachbildenden Materialien - von der Wort-Bild-Karte bis zum Satzbaukasten - ermöglichen einen vielfältigen Einsatz in Willkommens- und Regelklassen. Neben der Unterstützung von Sprachbildungsprozessen bieten die inklusiven Lernumgebungen auch Möglichkeiten zur individuellen Förderung.

teachwood - Technik handwerklich und digital erleben

Das Projekt teachwood weckt frühzeitig die Freude am Umgang mit dem Werkstoff Holz und seiner Verarbeitung, dabei werden Jungen und Mädchen gleichermaßen angesprochen und motiviert. Die Lernenden erfahren Freude an einem selbstgeschaffenen Produkt. Beim handwerklichen Arbeiten die Gelegenheit zum Erfinden, Planen, Konstruieren, Montieren und Analysieren zu haben, ermöglicht kreatives und sensitives Lernen. Weiterhin besteht das Ziel, Kinder dabei zu unterstützten, zu kritischen Gestaltern ihrer (digital-) technisierten Umwelt zu werden. Daher gibt es teachwood digital, wodurch die bestehenden Holzarbeiten um Microchip-Steuerungen ergänzt werden, deren Programmierung die Schüler und Schülerinnen erlernen. So gibt es die Möglichkeit, neben handwerklichem Tun und problemlösend-technischem Denken auch damit vernetzte digitale Inhalte in die Klassen 1-4 zu bringen.