Jens Tiburski
12.01.2010

Der programmierbare Roboterarm

In der vorliegenden Unterrichtseinheit sollen die Schülerinnen und Schüler erste Einblicke in die Automatenprogrammierung und die Strukturierung von Programmen erhalten. Die Materialien können für die Erarbeitung im Unterricht und zur Wiederholung oder Prüfungsvorbereitung - auch am heimischen Rechner - eingesetzt werden.
 

Die Behandlung des Themas "Informationen verarbeiten" wurde an unserer Schule bisher mittels der Programme "Karol - der Roboter" oder "Kara" erledigt. Bei beiden Programmen tun sich die Schülerinnen und Schüler schwer damit, Sensoren zu erkennen und automatisierte Abläufe hineinzuinterpretieren. An diesem Problem soll nun der "Roboterarm" ansetzen und den Lernenden diese wichtigen Begriffe der Informatik praxisnah veranschaulichen. Das in dieser Unterrichtseinheit verwendete dreidimensionale Modell eines Roboterarms wurde durch die objektorientierte Programmiersprache VRML (Virtual Reality Modeling Language) verwirklicht.

 

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • durch die Nutzung des VRML-Modells die Sensoren und ihre verschiedenen Zustände an einem Roboterarm untersuchen.
  • das UML-(Unified Modeling Language-)Diagramm des "Industrieroboters" sowie das Schema der Zustände und ihre Beeinflussung mit verschiedenen Methoden untersuchen.
  • vorprogrammierte Bewegungsabläufe unter Berücksichtigung der Sensorenzustände mittels Programmeingabe bestimmen und in Zustandstabellen festhalten.
  • die Kontrollstrukturen Schleifen (Wiederholungen) und bedingte Verzweigungen untersuchen und anwenden.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaDer programmierbare Roboterarm
AutorJens Tiburski
FächerInformatik (Mathematik)
ZielgruppeKlasse 8 bis Jahrgangsstufe 12, Prüfungsvorbereitung
Zeitraum4-8 Stunden, je nach Themenauswahl und Vertiefung
Technische VoraussetzungenComputerarbeitsplätze (im Idealfall ein Rechner pro Person), VRML-Plugin (nicht zwingend erforderlich)

Didaktisch-methodischer Kommentar

Der programmierbare Roboterarm setzt jede Eingabe der Schülerinnen und Schüler bildlich um - durch diese Veranschaulichung ist der Lernerfolg "vorprogrammiert". Das VRML-Plugin von blaxxun Contact steht kostenfrei zur Verfügung. Der gesamte Kurs "Der programmierbare Roboterarm" ist in vier Kapitel unterteilt. Während sich die ersten drei Kapitel an die Klassen 7 bis 8 richten, können die Inhalte des vierten Kapitels auch in Klasse 10 beziehungsweise Jahrgangsstufe 11 und 12 zum Einsatz kommen. Ausführliche Hinweise zum Lehrplanbezug (hier Sachsen) finden Sie auf den folgenden Seiten.

Download

programm_roboterarm.zip
 

Informationen zum Autor

Jens Tiburski unterrichtet die Fächer Mathematik und Physik an der 16. Mittelschule in Leipzig. Sein Hobby ist die 3D-Programmierung. Mehr Informationen zu den Aktivitäten des Autors finden Sie auf seiner Homepage.

  • Mehr Infos im Autorenverzeichnis
    Hier können Sie Kontakt mit Herrn Tiburski aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit allen Lehrer-Online-Beiträgen des Autors.
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