Die Unterrichtseinheit "Sport und Informatik" zeigt anhand zweier Beispiele, wie im Zusammenhang mit der Bewegungsanalyse spielerisches Lernen im Unterricht mithilfe von Simulationen möglich ist.Im Informatikjahr wurde anhand von Themen wie Mobilität, Gesundheit und Sport exemplarisch deutlich gemacht, wo und wie sehr die Informatik in unserem Alltag präsent ist. Wo steckt die Informatik im Sport? Informatik wird für Bewegungsanalysen genutzt und verändert Trainingsmethoden, sie steckt im Sportschuh ebenso wie in Sportgeräten und natürlich werden umfangreiche Datenbestände mit Computern aufbereitet. Videotechnik in Verbindung mit computergestützten Analysemöglichkeiten bietet auch im Sport-Unterricht viele Vorteile. Simulation von Korbwürfen Lesen Sie hier eine Kurzbeschreibung der Korbwurf-Simulation und schauen sich weitere Materialien an. Wie gelingt der Salto vorwärts? Lesen Sie hier eine Kurzbeschreibung der Salto-Simulation und schauen sich weitere Materialien an. Die Schülerinnen und Schüler kennen Möglichkeiten computergestützter Simulationen bei der Analyse sportlicher Bewegung. formulieren gezielt Hypothesen über die Bedeutung von Abwurf- und Absprungwinkel sowie Bewegungsgeschwindigkeit und überprüfen diese sowohl im Computermodell als auch durch eigene praktische Versuche. erfassen die Bedeutung biomechanischer Prinzipien und ihre mediengestützte Überprüfung im Sport (Computersimulation, Video-Analyse eigener Sportpraxis).

Sie möchten Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit bieten, einen Blick hinter die Kulissen eines Rechenzentrums zu werfen? Bei einer virtuellen Tour von Amazon können sie dabei die Berufe der Zukunft kennenlernen und erhalten eine Einführung in Cloud Computing, Datensicherheit und Nachhaltigkeit. Informatik- und Berufsorientierung als spannende, virtuelle Tour verpackt: Schulklassen können kostenfrei eine Gruppentour durchführen und in einem spielerischen Wettbewerb antreten, während sie die Technologie und die Berufe der Zukunft erkunden. Auf der Tour erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie es die Cloud und die Rechenzentren möglich machen, Filme von überall und zu jeder Zeit zu streamen. Sie lernen die Komponenten eines Computers kennen, erhalten einen Überblick über die Cloud, erfahren wie Daten durch Glasfaserkabel transportiert werden und wie Protokolle den Daten mitteilen, wohin sie gehen sollen. Sie erfahren auch, wie Rechenzentren die Daten sicher und nachhaltig aufbewahren, damit sich niemand Sorgen um das Hochladen der eigenen Daten in die Cloud machen muss. Die Schülerinnen und Schüler lernen zudem, wie Rechenzentren einen natürlichen Prozess nutzen, um Server vor Überhitzung zu schützen, wie Redundanz und Sensoren sicherstellen, dass Daten immer verfügbar sind, wie Cyber- und physische Sicherheitsmaßnahmen die Daten schützen und wie nachhaltige Maßnahmen getroffen werden, um die Umwelt zu schützen. Auf dem Weg dorthin treffen sie Mitarbeitende, die als Rechenzentrumsbetreibende, Lösungsarchitektinnen und -architekten, Betreibende von Rechenzentrumstechnik und Nachhaltigkeitsspezialistinnen und -spezialisten tätig sind. Voraussetzung ist ein eigenes Tablet oder ein eigener Computer. Die Lehrkraft fungiert als Moderatorin. Alternativ können die Lernenden auch selbstständig die Tour durchführen. Informatik- und Berufsorientierung Schülerinnen und Schüler lernen die Berufe der Zukunft kennen, indem sie erfahren, wie die Arbeit bei Amazon Web Services (AWS) und in den Rechenzentren dafür sorgen, jederzeit von überall zu streamen und Daten nachhaltig zu sichern. Die folgenden Informatik-Themen werden während der Tour vorgestellt und in einem realen Kontext erklärt: Algorithmus, Cloud Computing, Sensorik, Effizienz, Datenbank, Qualitätskontrolle, maschinelles Lernen, Hardware und Software. Spielerisch lernen Die unterhaltsame, spielerische Tour ist für alle interessierten Schulklassen kostenlos bei Kahoot! verfügbar. Die Schülerinnen und Schüler können miteinander spielen und dabei etwas über die Technologie und die dazugehörigen Berufe der Zukunft lernen, die dafür sorgen, dass Daten gespeichert werden und für Nutzerinnen und Nutzer auf der ganzen Welt zugänglich gemacht werden. Es ist kein Konto erforderlich. 360 Grad-Touren zu Berufen bei AWS Schülerinnen und Schüler lernen in Videos (360 Grad-Format oder Desktop-Format) zwei Ausbildungsberufe bei AWS kennen – Fachinformatikerin beziehungsweise Fachinformatiker für Systemintegration und Elektronikerin beziehungsweise Elektroniker für Betriebstechnik. Zudem nehmen sie die Auszubildenden mit durch ihren Berufsalltag. Über Amazon Future Engineer Mit dem Programm Amazon Future Engineer (AFE) hat Amazon sich zum Ziel gesetzt, junge Menschen in Deutschland im Bereich der digitalen Bildung zu fördern. Es stärkt die Kompetenz derjenigen, die bisher weniger Chancen haben, digitale Innovationen zu gestalten, weil sie aus sozial schwächeren Familien kommen sowie einen Migrations- und/oder Flüchtlingshintergrund haben. In der Umsetzung arbeitet Amazon mit gemeinnützigen Partnern aus dem Bildungs- und Digitalbereich zusammen. Amazon Future Engineer ist am 11. November 2021 gestartet. Insgesamt hat das Programm über die Partnerorganisationen im Jahr 2023 mehr als 700.000 Lernstunden ermöglicht, über 200.000 Schülerinnen und Schüler erreicht und mehr als 15.000 Pädagoginnen und Pädagogen geschult. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Berufe der Zukunft kennen, zum Beispiel Rechenzentrumsbetreibende, Lösungsarchitektinnen und -architekten, Betreibende von Rechenzentrumstechnik und Nachhaltigkeitsspezialistinnen und -spezialisten. Außerdem lernen sie in Videos (360 Grad-Format oder Desktop-Format) zwei Ausbildungsberufe bei AWS kennen – Fachinformatikerin beziehungsweise Fachinformatiker für Systemintegration und Elektronikerin beziehungsweise Elektroniker für Betriebstechnik. lernen Komponenenten eines Rechenzentrums kennen. erfahren mehr über Datenschutz, Datensicherheit, Datenverfügbarkeit, Streaming etc. erfahren mehr über Cyber- und physische Sicherheitsmaßnahmen sowie nachhaltige Maßnahmen in einem Rechenzentrum. erfahren mehr darüber, wie Computer, die Cloud und das Internet funktionieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler überprüfen über die Spiel- und Lernplattform Kahoot! ihr Wissen spielerisch und treten mit Klassenkameradinnen und -kameraden in einen spielerischen Wettbewerb.

"König Fußball regiert die Welt" – so heißt es in einem Lied, das die deutsche Fußball-Nationalmannschaft einst in den Siebzigern sang. Nach wie vor hat diese Sportart nichts von ihrer Attraktivität eingebüßt und erfreut sich weltweit – als football, soccer, fout etc. – großen Zuspruchs. In dieser Unterrichtseinheit gehen die Schülerinnen und Schüler auf Spurensuche zum Thema Fußball und erkunden, woher die Idee zur beliebten Ballsportart stammt und ob es bereits einen Vorläufer in der Antike gab. Didaktische Alternativen öffnen das Thema für fächerübergreifendes Arbeiten. Internationale Großereignisse wie WM, EM oder Olympische Spiele sind ideale Gelegenheiten, die spannende Spurensuche nach den antiken Ursprüngen des Fußballs auch im Latein-Unterricht zu thematisieren. Zudem bieten sportlich orientierte Lektionstexte (zum Beispiel Gladiatorenkämpfe, Circusspiele ) interessante Anknüpfungspunkte für fächerübergreifende multilinguale Unterrichtssequenzen und Projekte. Bereits in der Antike waren Ballspiele bekannt. Sie erfreuten sich nach dem Zeugnis literarischer Quellen großer Beliebtheit. Den Archäologen ist es jedoch aufgrund der minimalen antiken Regelangaben nur in einigen Fällen möglich, diese Spiele zu benennen und zu rekonstruieren. Die ältesten Überlieferungen von Formen fußballartiger Spiele, die eher Geschicklichkeitswettbewerben oder Kampfspielen beziehungsweise Ringkämpfen mit dem Ball ähnelten, stammen aus China, den Hochkulturen Mittelamerikas (Olmeken und Azteken) und aus Japan. Auf europäischen Fußballspuren Wie die außereuropäischen Ballspiele, so zeigen auch die griechisch-römischen Fußballvarianten nur geringe Ähnlichkeit mit dem modernen Fußballspiel. Die Griechen kannten antiken Quellen zufolge vor allem folgende Mannschafts- und Ballspiele: Sphairomachia Platon umschreibt diese Ballsportart, die vor allem in Sparta sehr populär war, als vormilitärische Übung. Spielfeld war die Rennbahn, auf der die Akteure zur Begeisterung des Publikums um den Ballbesitz kämpften und sich auch prügelten. Der Sieger wurde mit dem Ehrentitel "sphaireis" ausgezeichnet. Episkyros (Phaininda) Etwa 2000 v. Chr. entwickelten die Griechen ein weiteres Ballspiel, das Episkyros oder Phaininda genannt wurde. Es wurde hauptsächlich von Männern gespielt. Das Spielfeld, auf dem mit Gips ( "skyros" ) eine Mittellinie gezogen wurde, weist bereits Übereinstimmungen mit dem heutigen Fußballfeld auf. Römischer Fußball? Wahrscheinlich ausgehend vom griechischen Phaininda entwickelten und betrieben die Römer etwa 200 v. Chr. ein als "Harpastum" ( "Raffballspiel", "Spiel mit dem kleinen Ball") bekanntes Ballspiel, das 700 bis 800 Jahre lang populär war. Es war ein rohes, aber durchaus anspruchsvolles Spiel, bei dem Schnelligkeit, Technik und Intelligenz von Bedeutung waren. Die Römer benutzten ein rechteckiges Spielfeld, das durch Grundlinien begrenzt und eine Mittellinie halbiert war. Es war etwas kleiner als ein heutiges Fußballfeld. Unterlage waren Gras oder Sand/Asche. Gespielt wurde mit einem kleinen, harten Ball von etwa 8 Inch Durchmesser, der aus Leder beziehungsweise Tierfell hergestellt und mit Schwämmen ausgestopft war. Beim Harpastum kämpften zwei Mannschaften mit jeweils fünf bis zwölf Spielern um den Sieg. Einige antike Berichte deuten gar Hunderte von Spielern auf beiden Seiten an. Das römische Harpastum wurde von Julius Caesar und seinen Generälen als eine Art Militärtraining zur Verbesserung der körperlichen Fitness und Kampfbereitschaft der römischen Armee genutzt. Im Zuge der römischen Expansion verbreitete sich die Sportart mit den römischen Legionären in Europa und erreichte auch die Britischen Inseln. Nachfolger des Römerspiels Nach dem Untergang des Römischen Reiches existierte die römische Ballsportart in einigen Gegenden weiter beziehungsweise wurde durch Einfluss neuer Spielideen weiterentwickelt. Die Ballspiele, die sich in England ( folk football ), Italien ( "Calcio" – "Fußtritt"), Frankreich ( "Soule"/"Choule" ) und Deutschland herausbildeten, gehen möglicherweise auf das Harpastum der Römer zurück. Fußball in der Neuzeit Im 19. Jahrhundert entwickelten sich aus den Vorläufern der Antike und des Mittelalters allmählich zwei verschiedene Sportarten heraus: Fußball und Rugby . 1883 kam es zu der uns als WM-System geläufigen Fußball-Aufstellung: ein Torwart, zwei Verteidiger, drei Läufer und fünf Stürmer. 1904 wurde der internationale Fußballverband, die FIFA, bereits vier Jahre zuvor der Deutsche Fußballband (DFB) gegründet. Seit 1908 sind Fußballturniere Bestandteil der Olympischen Sommerspiele. Die erste Fußball-Weltmeisterschaft wurde im Jahr 1930 ausgetragen. Mag auch auf den ersten Blick das Thema Fußball nicht so recht zu den traditionell mit dem Fach Latein verbundenen Lerninhalten passen, so bietet gerade die scheinbare Diskrepanz einen reizvollen Ansatzpunkt für eine zeitgemäße motivierende Unterrichtseinheit im Kontext der Lehrbucharbeit der Spracherlernungsphase oder während der Lektüre. Die neueren Lateinlehrwerke eröffnen hierzu vielfältige Anknüpfungsmöglichkeiten. Ausgehend von sportlich orientierten Lesestücken (zum Beispiel zu den Thermen, Gladiatorenkämpfen, Circusspielen ), dazu passenden Abbildungen und Informationstexten tragen einzelne, variabel einsetz- und an die jeweilige Lerngruppe adaptierbare Unterrichtsbausteine zu einer bei Schülerinnen und Schülern aller Altersstufen sehr beliebten Aktualisierung der Sportthematik bei. Didaktische Alternativen Dem Einsatz diverser Medien, Übungs- und Sozialformen stehen bei der praktischen Umsetzung einer Unterrichtseinheit oder eines Projekts mit sportlicher Schwerpunktsetzung im Latein-Unterricht alle Variationen offen. Überaus empfehlenswert ist zudem mit Blick auf den internationalen, völkerverbinden Charakter des Sports die Integration multilingualer Elemente. Fußball-Glossar in lateinischem Gewand Ein sehr motivierender Einstieg in eine lateinische "Fußball-Stunde" kann das Sammeln von deutschen Fachbegriffen aus der Fußballwelt sein, die es in die lateinische Sprache zu übertragen gilt. Wörter wie "Verteidiger" ( defensor) oder "Tor" ( porta) stellen dabei zum Beispiel keinerlei Schwierigkeit dar, da sie von den Lernenden aufgrund des klassischen Lehrbuchvokabulars abgeleitet werden können. Schwierigere Fachausdrücke wie "Abseits" bieten Raum für kreative Wortschöpfungen seitens der Lernenden. Multilingulaes Fußball-Latein Ausgehend von einem multilingualen Glossar wichtiger Fußball-Fachbegriffe kann die sprachverbindende Rolle der "Mutter Latein" eindrucksvoll unter Beweis gestellt werden. "Römer-Fußball" in historischen Quellen Das römische Harpastum-Spiel beziehungsweise dessen griechischen Vorbilder sind bei antiken Autoren mehrfach bezeugt. Martial-Epigramme bieten sich zum Beispiel als Original-Lektüre, die längere Abhandlung des Gladiatoren-Arztes Galenus über "Die Übung mit dem kleinen Ball" und ein Athenaios-Text hingegen auch für Übersetzungslektüre an. Die Lernenden gewinnen hierbei wertvolle Informationen zum historischen Kontext des Fußballspiels und rekonstruieren im Sinne experimenteller Archäologie aus Puzzlestückchen antike Ballspielregeln. Internet-Fußball-Rallye Ein tabellarischer Vergleich des römischen Harpastum , des modernen Fußballs und des Rugbys unter Internet-Einsatz ist zur Vertiefung und Aktualisierung der Thematik sehr empfehlenswert. Fußball und Musik Musik als völkerverbindendes Element zeigt sich im sportlichen Bereich vor allem in den Nationalhymnen der gegnerischen Mannschaften. Ein reizvoller multilingualer Textvergleich der Hymnen ausgewählter Fußballnationen hält idealerweise in Kooperation mit dem Musik-Unterricht auch die Integration textpragmatischer und metaphorischer Interpretationsschwerpunkte bereit. Fußballquiz Eine deutsches oder alternativ für Fortgeschrittene ein lateinisches Quiz ist als Appetithäppchen zum Stundeneinstieg oder als zusammenfassende Lernkontrolle am Ende der Fußball-Einheit denkbar. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihren Wortschatz durch eigene lateinische und multilinguale Wortschöpfungen zu Fußball-Begriffen beziehungsweise durch Einsatz von Online-Wörterbüchern. lernen die Vorgeschichte und die antiken Vorläufer des modernen Fußballs kennen, insbesondere das Harpastum-Spiel. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen eine Internet-Rallye beim Vergleich des römischen Harpastum, des modernen Fußballs und des Rugbys durch. lernen durch Internet-Recherche Nationalhymnen in romanischen Sprachen kennen und entdecken die Verwandtschaft zur "Mutter Latein". Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erleben den völkerverbindenden Charakter des Sports in der Geschichte beziehungsweise in der Moderne am Beispiel des Fußballs oder fußballähnlicher Spiele. entdecken den sozialen Charakter des Harpastum und ähnlicher Spiele in einem multilingualen Sportprojekt. Fächer verbinden Krönung und Abschluss einer vom Fußball inspirierten, multimedial konzipierten Unterrichtseinheit im Lateinunterricht ist ein, durch bereits erwähnte Bausteine sukzessive vorbereitetes fächerübergreifendes Projekt. Es kann auch moderne Fremdsprachen, die Fächer Sport, Geschichte, Musik, Kunst und Informatik einbeziehen. Den einzelnen fachspezifischen Aspekten kann dabei wie folgt Rechnung getragen werden. Übertragen der Namen der Teilnehmer der WM-Endrunde ins Lateinische und in moderne Fremdsprachen Erstellen von Fußball-Glossaren in den jeweiligen Sprachen Gestalten lateinischer oder multilingualer Spieler-Steckbriefe Untersuchen von Kontinuanten des Lateinischen in den Nationalhymnen der Fußballnationen und erschließen von deren Inhalt lateinische/multilinguale Fangesänge Learning by doing: Nachstellen eines römischen Harpastum-Spiels nach den zuvor besprochenen Regeln im Sinne experimenteller Archäologie Vergleichen von Text und Melodie ausgewählter Nationalhymnen der teilnehmenden Länder Integrieren von ins Lateinische oder in moderne Fremdsprachen übertragenen modernen Fangesänge und Anfeuerungsrufen Identifizieren und Basteln von Landesflaggen oder Geo-Thumbs der WM-Teilnehmer Kreieren von Kostümen der Harpastum-Mannschaften Einsatz von Computer und Internet zur Recherche Präsentation der Arbeitsergebnisse bzw. Kommunikation der Arbeitsgruppen untereinander Erstellen einer multilingualen Fußball-Homepage, integriert in die Schulhomepage Drehen eines Spiel- oder Dokumentarfilms zur Entstehung des Fußballs und der möglichen Vorläufer des Fußballs bei Griechen und Römern (unter Einsatz einer digitaler Videokamera, Bildbearbeitungs-/ Schneide-Software etwa von Pinnacle)

Die angemessene Gestaltung einer Präsentation ist gar nicht so einfach. Eine heikle Gestaltungsfrage ist stets die Einbindung animierter Schrift- und Grafik-Elemente. Hier kann man nämlich leicht zu viel des Guten tun. Der Entwurf einer Präsentation mit PowerPoint gehört zum Standard-Know-how kaufmännisch orientierter Berufe. Der steigende Legitimierungsbedarf des eigenen Handelns in Unternehmen und auch von außen macht es immer häufiger erforderlich, über Präsentationen eigene Positionen zu verdeutlichen. Der erfolgreiche Umgang mit Präsentationsmedien ist deshalb eine wichtige Befähigung im beruflichen Alltag eines kaufmännischen Mitarbeiters. Die Unterrichtsstunde kann Teil einer Unterrichtsreihe sein, in der Schülerinnen und Schüler arbeitsteilig zu "Grundlagen der EDV" eigene Präsentationen erstellen. Die vorgestellte Unterrichtsstunde kann aber problemlos in anderen Kontexten genutzt werden. Die Stunde dient dazu, Gütekriterien für den Einsatz von Animationen zu entwickeln und umzusetzen. Die erworbenen Fähigkeiten und Fertigkeiten sollen in der Folgestunde auf von Schülern und Schülerinnen selbst erstellte Präsentationen angewendet werden. Die Stunde ist so konzipiert, dass die Eigenständigkeit der Schülerinnen und Schüler, Informationen aufzunehmen und zielorientiert zu verarbeiten, gestärkt wird. Ablauf des Unterrichts und Einsatz der Materialien Voraussetzung für eine erfolgreiche Durchführung der Stunde ist die grundlegende Kenntnis über die Erstellung von Präsentationen in MS PowerPoint (Erstellung von Präsentationen mit der Folienlayoutfunktion, zwischen Ansichten wechseln, Folien verschieben, kopieren, löschen). Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich Gütekriterien für den Einsatz von Animationen und können diese bei der Gestaltung einer Präsentation anwenden. erkennen, wann Animationen angemessen oder unangemessen sind. lernen mit einem MS Office-Tool umzugehen. trainieren ihre Fähigkeit, sich aufgrund schriftlicher Anweisungen eine Anwendungstechnik anzueignen. sammeln erste Erfahrungen, wie man mit einem Beamer angemessen präsentiert. Titel Präsentationen sinnvoll animieren Autorin Dr. Gabriele Rother Fächer Wirtschaftsinformatik, Informationswirtschaft, Organisationslehre Zielgruppe Kaufmännisch orientierte Bildungsgänge Zeitumfang Eine Unterrichtsstunde Technische Voraussetzungen Mindestens ein Computer für drei Lernende, MS PowerPoint 2003, Beamer Planung Verlaufsplan Animation Der Einstieg in den Unterricht erfolgt über eine schlecht gestaltete Präsentation (Präsentation in action.ppt). Die Präsentation soll den Schülern und Schülerinnen verdeutlichen, dass diese Art der Animation nicht geeignet ist, um angemessen Inhalte zu transportieren. Die Schüler und Schülerinnen werden motiviert, ihre Kritik an der vorgestellten Präsentation zu äußern. Sie halten ihre Beiträge an der Tafel fest. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in dieser Phase in Dreiergruppen. Sie erhalten ein Arbeitsblatt mit Informationen zu einer der hier ausgewählten Animationsmöglichkeiten. Ziel ist es, dass die Schüler und Schülerinnen eine Präsentation (Textanimation.ppt, Animationsschema.ppt, Folienübergang.ppt) mithilfe vorgegebener Informationen animieren. Die Klasse bearbeitet die Aufgaben arbeitsteilig und in Parallelgruppen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, Tipps zur erfolgreichen Gestaltung von Animationen auf der Rückseite des Arbeitsblattes zu sammeln. Drei Gruppen stellen ihre jeweiligen Ergebnisse am Beamer vor. Nach der Darstellung ihrer animierten Präsentation benennen diese Gruppen Gütekriterien für die Animation von Präsentationen. Diese Kriterien werden an der Tafel festgehalten. Die Schülerinnen und Schüler tragen die gesammelten Ergebnisse auf der dafür vorgesehenen Rückseite ihres Arbeitszettels ein. Die Stunde kann in einer Hausarbeit münden, wenn die Schülerinnen und Schüler eigene Präsentationen ausarbeiten. Der Arbeitsauftrag lautet, Ideen zu erarbeiten, wie die eigene Präsentation auf der Basis der entwickelten Gütekriterien angemessen gestaltet werden kann. In der Folgestunde sollen die Schüler und Schülerinnen gemäß des Gruppenmixverfahrens (jeweils ein Schüler/eine Schülerin aus Gruppe 1, 2 und 3) ihre Ideen für eine gute Präsentation in einer eigenen Präsentation verarbeiten.

Im fächerverbindenden Unterricht zwischen Kunst, Informatik und Physik realisiert eine Klasse Mixed-Reality-Ausstellungen, die reale Objekte mit traditionellen künstlerischen Mitteln und programmierten Elementen verknüpfen. Mit den Begriffen "Crossmedia" und "Mixed Reality" werden Environments beschrieben, die Elemente aus der virtuellen und der realen Welt miteinander verbinden. Solche Environments werden vor allem in der Medienkunst und Unterhaltungsbranche verwendet, zunehmend aber auch in Wissenschaft, Forschung und Pädagogik übertragen. Das pädagogische Konzept ?Mixed Reality? lässt sich als Erweiterung des realen Raums um Virtualität beschreiben: als eine produktive Verschränkung verschiedener Realitätsebenen mit dem Ziel, den Computer in eine neue Lernkultur zu integrieren, in der die Sinne und ein soziales Miteinander die Hauptrolle spielen. Fächerverbindender und vorhabenbezogener Projektunterricht Die Unterrichtseinheit wurde für die Fächer Kunst, Informatik und Physik entwickelt, lässt sich im Prinzip aber auf andere Fächerverbindungen übertragen. Zwar ist die Organisation des schulischen Lernens weiterhin vorwiegend fachgebunden und projektorientiertes Lernen bleibt nach wie vor die Ausnahme. Alle Fächer arbeiten aber zunehmend vorhabenbezogen. Fächerverbindende Zusammenarbeit ist eine wichtige Voraussetzung für die Orientierung an Leitthemen und dieses Unterrichtsprinzip setzt sich von der Grundschule an aufwärts immer mehr durch. Alle Fächer sollten in diesem Zusammenhang Gestaltungsfertigkeiten als ästhetische Schlüsselkompetenzen vermitteln. Der Projektverlauf Alle Arbeitsphasen der "Lernumgebung mit Werkstattcharakter" im Überblick Inhaltliche Ziele Die Schülerinnen und Schüler sollen multimediale Environments als eine Form zeitgenössischer Kunst kennen lernen. eigene Phantasiewelten in raumbezogene Gestaltungskonzepte umsetzen lernen. in projektorientierten Lernzusammenhängen gemeinsam Handlungsziele formulieren, Wege zu ihrer Verwirklichung erarbeiten, untereinander abstimmen und umsetzen. Ziele im Bereich der Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen digitale Medien in der aktiven Gestaltung neu erfahren. ikonische Programmierungen durchführen und Einblicke in Programmierungsprozesse erhalten. eine interaktive multimediale Präsentation besucherorientiert gestalten. Das Besondere der Ausstellungskonzepte: Reale Objekte werden mit traditionellen künstlerischen Mitteln und programmierten Elementen verknüpft. Die Besucherinnen und Besucher können gestaltete Elemente und Effekte, die programmiert und durch Sensoren ausgelöst werden, im Raum interaktiv erleben. Das Prinzip bietet Kindern und Jugendlichen die Möglichkeit, zeitgenössische Kunstformen kennen zu lernen und selbst gestaltend zu erarbeiten. Thema Crossmedia-Environments: zwischen real und virtuell Autor Ingrid Höpel Fach Kunst, Informatik, Physik sowie fächerverbindender Unterricht Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum Kursthema für ein Halbjahr Verlaufsplan Verlaufsplan Crossmedia-Environments zur Unterrichtseinheit Medien Notebooks, elektronische Lastrelais, Lego Mindstorms: Lego-Cam, Lego-Sets mit RCX-Baustein und Infrarotsender Software Lego-Software RoboLab und Vision Command Voraussetzungen Computer-Grundkenntnisse Mixed Reality - Medien eröffnen neue Räume Ingrid Höpel, Michael Herczeg, Daniela Reimann, Thomas Winkler: "Mixed Reality" - Medien eröffnen neue Räume. In: Karl Ermert, Annette Brinkmann, Gabriele Lieber (Hrsg.): Ästhetische Erziehung und Neue Medien. Zwischenbilanz zum BLK-Programm "Kulturelle Bildung im Medienzeitalter", Wolfenbüttel: Bundesakademie für Kulturelle Bildung 2004, Seite 148-160. Multimediale interaktive Environments Ingrid Höpel: Multimediale interaktive Environments. In: BDK Materialien. Computer - Fachtypische Anwendungen im Kunstunterricht. Beiheft zu BDK-Mitteilungen 1/04, Seite 26. Mixed Reality in Lernprozessen (CD-ROM) Die CD-ROM aus dem Jahr 2003 dokumentiert die hochschulübergreifende Zusammenarbeit von Studierenden des Instituts für Multimediale und Interaktive Systeme der Universität Lübeck und der Christian-Albrechts-Universität Kiel. Bestellung unter info-artdecom@imis.uni-luebeck.de Kinder und Jugendliche bewegen sich in ihrer Freizeit mit großer Sicherheit und Selbstverständlichkeit in einer von digitalen Medien bestimmten Welt. Sie bedienen sich des Handys, sie spielen Computerspiele, sie chatten mit Freunden und Unbekannten im Internet. Die Angebote der Medien machen Schülerinnen und Schüler aber in der Regel zu passiven Nutzern vorgefertigter Abläufe und Programme. Diese Passivität wird beim Lernen in Crossmedia-Projekten aufgebrochen: Kinder und Jugendliche erfahren an konkreten Beispielen, wie sich der Computer durch Programmierung aktiv einbeziehen lässt. Sie lernen die informatische Modellbildung verstehen und anwenden. Sie werden zu kompetenten und kritischen Nutzern von Computer, Internet, Chat und Computerspiel. Räumliche Flexibilität Eine wichtige Voraussetzung für den Ansatz der Lernumgebung mit Werkstattcharakter ist, dass als Lernumgebung nicht der Computerraum dient. Der Computer wird als transportables Medium in Form von Notebooks in den Klassenraum, Kunstraum, in den Werkstattbereich oder an den Ort der Installation mitgenommen. Der Unterricht findet dort in wechselnden Sozialformen statt: Sie reichen vom Lehrervortrag über Einzel- und Partnerarbeit bis zur selbstorganisierten Gruppenarbeit. Organisation des Unterrichts Für das Gelingen des Unterrichts sind die räumlichen und zeitlichen Bedingungen wichtig. In unseren Projekten war die Unterrichtszeit zwar meist auf eine wöchentliche Doppelstunde festgelegt, im Lauf des Projekts bestimmten aber zunehmend die sachlichen Erfordernisse Arbeitszeit und -organisation. Das ist im schulischen Rahmen nur dann möglich, wenn ein offener Werkstattraum zur Verfügung steht. Dennoch ist der Unterricht nicht zwingend an einen Kursunterricht gebunden. Er kann in unterschiedlicher Intensität und Länge stattfinden: im normalen Klassenverband in der wöchentlichen Doppelstunde des Kunstunterrichts (dann aber über einen Zeitraum von mindestens sechs Wochen), punktuell intensiv an Projekttagen oder im Idealfall in halbjährigen Projektkursen. Voneinander lernen Bei der Beobachtung und Auswertung eines fächerverbindenden Projektunterrichts fällt immer wieder auf, wie Schülerinnen und Schüler sich gegenseitig unterrichten und im sozialen Miteinander voneinander lernen. Dabei können sich häufig gerade solche Schülerinnen und Schüler besonders gut einbringen, die im Kunstunterricht sonst desinteressiert oder leistungsschwach erscheinen. Eine ausgeprägte Kompetenz als Mediennutzer ermöglicht es ihnen, Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit dem Programm zu zeigen und ihren Mitschülerinnen und Mitschülern weiterzugeben. Sie erarbeiten sich leichter als andere den Schritt aus der Rolle des passiven Mediennutzers heraus und erweisen sich dabei in der Lage, ihre Klassenkameraden mitzunehmen. Dadurch verändert sich in Medienprojekten die traditionelle Rolle der Lehrkräfte noch mehr, als es sich in anderen Formen projektorientierten Unterrichts beobachten lässt. Der Handlungsraum für Lernende und Lehrende umfasst sowohl den physischen Raum als auch den digitalen Raum. Beide Bereiche werden über Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine miteinander verknüpft. Dafür werden unterschiedliche Formen von "Tangible Media" eingesetzt: Nicht nur die Maus wird als Eingabegerät benutzt, sondern darüber hinaus andere Schnittstellen wie Sensoren, die programmierbare Kamera oder auch Grafik-Tabletts. Das, was sich beim Lernen im Kopf abspielt, wird über die sinnliche Wahrnehmung, über soziale Kommunikationsprozesse und Handlungen vor dem Computer und im Virtuellen zum Auslöser für Veränderungen im digitalen und physischen Raum. Sinne fungieren als Kontrollinstanz Ein wichtiges Prinzip der Lernumgebungen für die Erstellung von Crossmedia-Environments ist die räumliche und zeitliche Nähe zwischen der Programmierung am Computer und der Kontrolle des geschriebenen Programms durch die eigenen Sinne. Zum Einsatz kommen hierfür Mikrocomputer und Programme der Produktfamilie Lego Mindstorms. Die mit einer ikonischen Programmierkette auf den Notebooks geschriebenen Programme werden sofort nach ihrer Erstellung über den Infrarotsender auf den gelben Mikrocomputer übertragen. Auf diese Weise können sie unmittelbar neben dem Computer ausprobiert werden. Für den Erfahrungs- und Lernprozess ist die räumliche und zeitliche Nähe dieser Erfahrung besonders wichtig, weil die Welt der Programmierung mit der sinnlich erfahrbaren Welt zu kommunizieren beginnt. Auswirkungen des eigenen Programmierhandelns im Computer werden in der physischen Welt sofort wahrnehmbar und nachprüfbar. Ganz konkret erweist es sich, ob das Programm läuft und was es bewirkt: Lichter gehen an, Geräusche werden erzeugt, über kleine Motoren wird Bewegung im Raum ausgelöst. Ikonische Programmierung Als ikonische Programmierung wird in der Informatik ein Programm bezeichnet, das es erlaubt, über einzelne vorgefertigte Bausteine eine Wenn-Dann-Relation hervorzurufen. Wenn beispielsweise ein Tastsensor mit einer bestimmten Stärke berührt wird, schaltet sich ein Licht oder eine Tonfolge ein. Das Licht bleibt unter bestimmten Bedingungen an und beginnt unter veränderten Bedingungen zu blinken oder erlischt. Die selbst geschriebene Programmierkette wird auf dem Bildschirm durch Ikons dargestellt. Zugänge zur Medienkunst Für viele Schülerinnen und Schüler sind die Möglichkeiten der Begegnung mit zeitgenössischer Kunst immer noch selten: vor allem in der "kulturellen Provinz" fernab von den großen Ausstellungszentren. Erfahrungen mit Kunst aus zweiter Hand über Abbildungen, Dias, Videos und Internet können diesen Mangel nur unzureichend ausgleichen. Arbeiten wie die von Peter Weibel, Jeffrey Shaw oder Art+Com können den Schülerinnen und Schülern über das Internet vorgestellt werden, so dass sie einen ersten Eindruck von interaktiven Environments gewinnen können. Der Entwurf und die praktische Umsetzung eines eigenen Installationskonzepts unterstützen und vertiefen diesen Zugang. Die Nutzerinnen und Nutzer des interaktiven Mediums verwandeln sich idealerweise in kompetente Gestalter. Medienkunst im Unterricht Auf der Suche nach Medienkunstwerken trifft man immer wieder auf opulente Werke, wie beispielsweise im Zentrum für Kunst und Medientechnologie Karlsruhe (ZKM). Im Schulunterricht muss allerdings in Kauf genommen werden, dass die Soft- und Hardware-Komponenten aus Kostengründen zurzeit noch erheblich eingeschränkt sind. Auf längere Sicht werden aber Software und interaktive Schnittstellen kostengünstiger und variabler zur Verfügung stehen. Programmierung Dem Computer kommt im Szenario des Crossmedia-Environments eine zentrale Rolle zu, weil die Programmierung als Kernstück der Installation die interaktive Komponente trägt. Er leistet damit einen spezifischen und durch nichts anderes zu ersetzenden Beitrag. Im Verlauf des Projektfortgangs wird der Umgang mit dem Computerprogramm für die Schülerinnen und Schüler jedoch offensichtlich zunehmend unwichtiger. Der Computer entwickelt sich mehr und mehr zu einem gleichrangigen Gestaltungsmedium neben anderen - gleichwertig auch gegenüber den traditionellen Medien im Kunstunterricht wie etwa der Kulissenmalerei. Der Umgang mit dem Computer gewinnt somit an Selbstverständlichkeit. Bei anstehenden Gestaltungsaufgaben werden die Möglichkeiten, die er neben den traditionellen Medien bietet, realistischer eingeschätzt. Er ordnet sich ein oder vielmehr unter. Körper und Sinne Ungewöhnlich für den Gebrauch der digitalen Medien im Crossmedia-Zusammenhang ist, dass Lernen grundsätzlich Körper und Sinne einbezieht. Das sollte besonders betont werden, weil es für das Lernen mit dem Computer und den digitalen Medien im allgemeinen Verständnis immer noch ungewöhnlich ist. Dabei ist angestrebt, die traditionelle Grenze zwischen Künsten, Natur- und Geisteswissenschaften ansatzweise aufzubrechen. Für das Gelingen der Projekte sind wahrnehmungsbezogene, künstlerische, informatische und soziale Fähigkeiten im Zusammenspiel notwendig. Charakteristika und Leitideeen Charakteristisch für Crossmedia-Environments sind: Gestaltungsorientierung Multisensualität Erweiterung durch Digitalität Werkstattorientierung Prozessorientierung Interdisziplinarität Leitideen im Crossmedia-Projekt sind: informatische und ästhetische Prozesse im Kontext von hybriden Lernumgebungen miteinander zu verbinden. das Programmieren des Verhaltens von Mikrocomputern für die Lernenden als kreativen und gestaltenden Prozess erfahrbar zu machen. die Charakteristika digitaler Medien als programmierbar und manipulierbar zu erkennen. die Möglichkeiten und Leistungen virtueller Welten im Zusammenhang mit der physischen Welt zu reflektieren. Raum- und Themenwahl Ein Projektkurs des 13. Jahrgangs hat im fächerverbindenden Unterricht zwischen Kunst, Informatik und Physik interaktive Environments in Anlehnung an zeitgenössische Medienkunst inszeniert. Dabei wurden an einem außergewöhnlichen Ort, dem Dachboden der Schule, digitale Werkzeuge und nicht-digitale Objekte arrangiert, programmiert und zu einem begehbaren, hybriden Erlebnisraum gestaltet. Der Dachboden diente normalerweise nur als Abstellraum und konnte deshalb für den Projektunterricht während der gesamten Projektlaufzeit unabhängig von den üblichen Unterrichtszeiten als offene Werkstatt genutzt werden. Das Ambiente eines offenen Dachstuhls in einem Jugendstilbau wirkte zu Beginn des Projekts auf alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer besonders reizvoll, wurde aber in den Inszenierungen nicht thematisiert. Die Schülerinnen und Schüler entschieden sich stattdessen für die Inszenierung von Naturräumen als Phantasielandschaften. Traum- und Märchenlandschaften Ausgangspunkt war für die Schülerinnen und Schüler die Faszination, durch den Einsatz der neuen Technologie die Traum- und Märchenlandschaften ihrer Kindheit Wirklichkeit werden zu lassen: Wüste, Moor, Ruine, Gewitterlandschaft, Vulkan, Regenwald. Weitgehend unabhängig vom bestehenden Raumeindruck entwarfen sie zunächst aus ihrer Erinnerung an Exotik und Abenteuer fremde und deshalb für sie attraktive Räume, die stark von Klischeevorstellungen geprägt waren: etwa von einer orientalisch und märchenhaft anmutenden Atmosphäre in der Art von "Tausend-und-einer-Nacht" oder von Expedition und Abenteuer. Von der Nachahmung zur Abstraktion Während für die Schülerinnen und Schüler zunächst der Reiz in einer täuschend echten Nachahmung der phantasierten Welten bestand, gelangten sie im Lauf des Projekts durch die Betrachtung zeitgenössischer Kunst an den Punkt, die Präsentation ihrer Welten zu stilisieren, zu übertreiben oder ironisch zu brechen. Durch eine noch stärkere Lenkung zu Beginn hätte vielleicht ein noch höherer Abstraktionsgrad der Welten erreicht werden können. Auf alle Fälle war es wichtig, den in der Sekundarstufe II immer noch vorwiegend imitativ geprägten Impuls der Schülerinnen und Schüler ernst zu nehmen. Abstraktionsprozesse setzten so erst in der Realisierungsphase nachhaltig ein. Pappmaché und Programmierung In traditionellen Techniken wurden aus Pappmaché, Stoff und Farbe zunächst kleine Modelle im Kasten gebaut, die in einer zweiten Phase in großformatige Objekte und Kulissen umgesetzt wurden. Zeitgleich entwarfen die Schülerinnen und Schüler interaktive Reaktionen und Handlungsabläufe, die sich beim Betreten der Kulissen abspielen sollten. Für diese Konzepte mussten mit der ikonischen Programmier-Software RoboLab an den Notebooks Programme geschrieben werden. Die fertigen Programme wurden über Infrarot-Schnittstellen auf die Mikrocomputer RCX übertragen. Mischformen digitaler und realer Objekte Die Besucherinnen und Besucher lösten beim Betreten der Räume durch Tast-, Licht- und Wärmesensoren die programmierten Abläufe aus und bestimmten durch ihre Bewegung Reihenfolge und Intensität der Effekte. Über elektronische Lastrelais konnten handelsübliche Elektrogeräte angesteuert werden, so dass Bilder wahlweise über einen Beamer oder über Diaprojektoren projiziert wurden. Auch Geräusche konnten abgespielt oder Motoren in Gang gesetzt werden. Mit dem Einbau einer programmierbaren Kamera, die auf bestimmte Farben oder auf Bewegung reagierte, war es möglich, bestimmte Effekte auszulösen. Auf diese Weise entstanden Mischformen digitaler und realer Objekte und Räume. Dabei spielten die Schnittstellen zwischen Programmierung und physikalischen Abläufen eine wichtige Rolle. Wüste Die Wüste bestand aus einem hellen Raumsegment, das durch weiße Leinwände vom übrigen Raum abgeteilt worden war. Der gesamte Boden war mit Sand ausgelegt. Das Betreten war nur von einer einzigen Seite her möglich und löste bereits auf der Schwelle durch einen Lichtsensor leise Musikuntermalung aus. Auf einer gegenüberliegenden Leinwand wurde eine Dia-Projektion einer Dünenlandschaft gestartet, die den Raumeindruck fortsetzen sollte. Der knirschende, weiche Sand unter den Füßen unterstützte die Wirkung. Ging die Betrachterin oder der Betrachter auf die Dünenlandschaft zu, wurde ein weiterer Sensor ausgelöst, der einen hellen Scheinwerfer als Sonne einschaltete. Ein zweites Dia einer Fata Morgana legte sich über das erste. Musik, Licht und Projektion erloschen beim Verlassen des Raums durch den Ausgang. Gewitter Der als Black Box gestaltete, sehr kleine Raum war vollständig abgedunkelt und besaß nur einen Zugang, der als Ein- und Ausgang diente. Die Besucherin oder der Besucher musste an einem Platz stehen und hatte wenig Bewegungsraum. Erst nach einer relativ lang erscheinenden Wartezeit startete ein einziger Lichtsensor das gesamte Programm: Zuerst erklang Musik, dann wurde auf eine dunkle Wand ein Blitz projiziert; Donnergeräusche wurden mit Musik unterlegt; ein Ventilator und eine Wasserspritze erzeugten Wind und Wassergeräusche, Luftbewegung und den Eindruck von Luftfeuchtigkeit; eine Stroboskoplampe leuchtete mehrmals als Blitz auf. Die Effekte steigerten sich zum Ende der Präsentation und ließen den Besucher zuletzt wieder im Dunkeln stehen. Moor Das im Halbdunkel liegende, lang gestreckte Raumsegment der Moorlandschaft war durch grünbraun gefärbte und bemalte Leinwände begrenzt. Der Boden hatte Torfbelag und strömte einen intensiven Geruch nach Torf aus. Der Raum konnte nur auf einem durch Platten vorgezeichneten Weg begangen werden. Unter diesen Platten befanden sich Tastsensoren, die auf Druck reagierten und Effekte auslösten. Ein erster Impuls schaltete viele kleine Lämpchen an der Decke ein, die zum Teil dauerhaft leuchteten, zum Teil blinkten. Andere Tastsensoren setzten einen Motor in Gang, der einen Ventilator betrieb, so dass die Luft in Bewegung kam und seitlich angebrachte Zweige sich im Wind bewegten. War die Besucherin oder der Besucher bis zur Mitte des Raums gelangt, startete ein weiterer Tastsensor eine kleine Wasserfontäne, deren Plätschern auch akustisch wahrnehmbar war. Durch die Verbindung von optischen, akustischen, haptischen und olfaktorischen Elementen war der synästhetische, stimmungshafte Erlebniseindruck in diesem Raum besonders intensiv. Der Dachboden wurde zu einem interaktiven Lern- und Erfahrungsraum für Besucherinnen und Besucher umgestaltet. Einen Höhepunkt der Arbeitsprozesse stellte die abschließende Ausstellung "Natürlich - Künstlich" dar. Die Schülerinnen und Schüler organisierten den Ablauf von der Ankündigung in der Presse über die Einladung und Plakatierung bis zur Besucherbetreuung. Besucherinnen und Besucher konnten die interaktiven Environments begehen und die Phantasielandschaften erleben. Da immer nur wenige Personen zugleich die Räume erleben konnten, hatten die Schülerinnen und Schüler für die Wartenden eine Einführung in die Programmiersoftware an den Notebooks organisiert und Informationsmaterialien über das Projekt ausgelegt.

In dieser Unterrichtseinheit werden die Schülerinnen und Schüler beim Programmieren der Experimentierplatine Calliope mini angeleitet und können dabei ihr Tempo selbst bestimmen. Die erstellten Programme motivieren und unterstützen sie beim Ausführen von Bewegungsübungen im Sportunterricht. In dieser Unterrichtseinheit können die Schülerinnen und Schüler selbstständig mit der Experimentierplattform Calliope mini arbeiten. Als Programmier- und Simulationsumgebung wird OpenRoberta genutzt, das vollständig im Browser läuft. Das Begleitheft ist unterteilt in Projekte verschiedener Schwierigkeitsstufen. Alle Projekte beinhalten Bewegungsübungen, bei denen der selbstprogrammierte Calliope mini als smarter Coach die Lernenden motiviert (durch Anzeigen von Aktions- und Pausenphasen oder Zählen der Sprünge beim Seilhüpfen) oder bei der korrekten Durchführung von Balancierübungen unterstützt. Alle Materialien und weitere Informationen finden Sie in der Linkliste am Ende der Seite. Die Unterrichtseinheit ist in kleinere Projekte unterteilt, die einzeln bearbeitet werden können. Jedes Projekt wird durch eine Aktivphase abgeschlossen, während der die Programme mit den Bewegungsübungen getestet werden. Die Unterrichtseinheit kann sowohl im Distanz-Unterricht, als auch in Präsenz als Paararbeit umgesetzt werden. Zur Sicherung der erlernten Methoden und zur Förderung einer anhaltenden Motivation können die Schülerinnen und Schüler ein Lerntagebuch führen. Durch den fächerverbindenden Ansatz lernen die Schülerinnen und Schüler neben der Programmierung mit OpenRoberta die Grundprinzipien der Informatik sowie messtechnischer Sensoren kennen. Zum Ausgleich für die Arbeit am PC ist zum Test der Programme voller Körpereinsatz nötig. Das Begleitmaterial ist so gestaltet, dass die Lernenden in ihrem eigenen Tempo arbeiten können und bei Unklarheiten Hilfe in ihren Peergroups oder bei der Lehrkraft einholen können. Passend zum Thema der körperlichen Bewegung werden die technischen Funktionen – wie die Sensoren des Calliope mini – oder die Datenverarbeitung nach dem EVA-Prinzip – anhand der Sinnesorgane des menschlichen Körpers – erklärt. Mit dem smarten Coach als Begleiter erhalten die Lernenden Feedback zu den durchgeführten Bewegungsübungen. Die Unterrichtseinheit verbindet zwei Themenaspekte aus verschiedenen Fächern: Einerseits ist es für Schülerinnen und Schüler, die in einer Welt voller datenverarbeitender Systeme aufwachsen, wichtig, ein Konzept der Möglichkeiten dieser Systeme und ihren Grundprinzipien aufzubauen. Zwar werden nicht alle Schülerinnen und Schüler später zu Programmiererinnen und Programmieren. Die Funktionsweise von Sensoren und Abläufe eines Programms zu kennen, hilft ihnen jedoch beim Bewerten der sie umgebenden Welt. Andererseits treiben Kinder immer seltener Sport, was durch die Corona-Pandemie mit Lockdowns, Distanz-Lernen und sozialer Isolation weiter verstärkt wurde. Der smarte Coach motiviert die Lernenden, die Bewegungsübungen auch im Distanz-Unterricht durchzuführen. Die Verbindung dieser beiden Themen kann sowohl computeraffine als auch sportbegeisterte Lernende für neue Erfahrungen öffnen. Für die Unterrichtseinheit sind keine Vorkenntnisse nötig, jedoch kann sie durch den fächerverbindenden Ansatz auch genutzt werden, wenn bereits Vorkenntnisse – zum Beispiel bei der Arbeit mit dem Calliope mini – vorhanden sind. Dementsprechend kann der zeitliche Umfang der Unterrichtseinheit kürzer gewählt werden. Im Vordergrund bei dieser Unterrichtseinheit steht, die Schülerinnen und Schüler schrittweise und mit möglichst wenig Frustration an die Programmieraufgabe heranzuführen. Deshalb werden Fachbegriffe oder neue Konzepte sehr ausführlich und dem Lernstand entsprechend erklärt. Dies unterstützt aber auch das Lernen bei Schülerinnen und Schülern, die bereits Erfahrung mit dem Calliope mini haben, da Bekanntes in einem neuen Kontext verwendet wird. Da die Programme direkt für die Durchführung der Bewegungsaufgaben verwendet werden, können die Lernenden den konkreten Verwendungszweck des Erschaffenen erleben und nachvollziehen. Es ist eine große Motivation für die Lernenden, wenn sie erfahren, wie sie aus einem einfachen Artefakt, das zunächst nichts tut, einen nützlichen Gegenstand im Alltag machen. Besonders schnelle Schülerinnen und Schüler können sich auch Gedanken über eigene Ideen für Bewegungsübungen und unterstützende Programme machen. Wird die Unterrichtseinheit im Distanz-Unterricht durchgeführt, empfiehlt es sich, gemeinsame Arbeitsphasen zur Umsetzung der einzelnen Projekte zu vereinbaren, bei denen die Lernenden ihre Fragen direkt an die Lehrkraft richten können oder von ihren Mitschülerinnen und Mitschülern Unterstützung erhalten können. OpenRobera bietet für den Distanz-Unterricht die Möglichkeit, dass die Lernenden Gruppen erzeugen können, um Programme untereinander auszutauschen und sich somit gegenseitig zu helfen. Die Lehrperson sollte zur Vorbereitung alle Projekte einmal selbst programmieren, um bei kleinen Fehler schnell helfen zu können. In den meisten Fällen können sich die Lernenden jedoch gegenseitig ausreichend unterstützen. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen Die Lehrenden sollten in der Lage sein, das Thema so in ihren Unterricht einzubetten, dass die Lernenden einen möglichst großen Lerneffekt haben. Es wird empfohlen, die Projekte jeweils einmal selbst bearbeitet zu haben (3.1. Lehren). Die Lernenden können, unterstützt durch das Begleitheft, die Projekte größtenteils selbst bearbeiten (3.4. Selbstgesteuertes Lernen). Die Lehrenden sollten den Lernenden Möglichkeiten für Rückfragen und die Ergebnisdiskussion einräumen (3.2. Lernbegleitung). Die Projekte sollten in Paararbeit bearbeitet werden, wodurch sich die Lernenden gegenseitig bei Problemen helfen können (3.4. Kollaboratives Lernen). Werden die Projekte in Einzelarbeit oder im Distanz-Unterricht durchgeführt, muss mehr Zeit für die Lernbegleitung eingeplant werden. Die Lehrenden sollten gewährleisten, dass allen Lernenden unabhängig von ihrer digitalen Affinität zu den eingesetzten Endgeräten oder von anderen besonderen Bedürfnissen ein Zugang zu der digitalen Lernumgebung ermöglicht wird. OpenRoberta erfüllt diese Anforderungen, da es ausschließlich im Browser verwendet wird und somit mit jeglichen Endgeräten verwendet werden kann. Für die Lehrenden ist es hilfreich, die Plattform auf verschiedenen Endgeräten zu testen, um etwaige Hürden einschätzen und vorab kommunizieren zu können (5.1. Digitale Teilhabe). Um Bearbeitungsstände der einzelnen Lernenden überblicken zu können, empfiehlt es sich, in OpenRoberta Classrooms (Gruppen) anzulegen. Hierdurch können die Lehrenden auch leichter Hilfestellung bei Rückfragen geben und Lernende bei der Erreichung der Projektziele unterstützen (4.1. Lernstand erheben, 4.2. Lern-Evidenzen analysieren, 5.2. Differenzierung und Individualisierung). Besonders schnelle Lernende können nach Abschluss aller Projekte eigene Anwendungsideen entwickeln und deren Umsetzung planen und durchführen (5.3. Aktive Einbindung von Lernenden, 6.5. Digitale Problemlösung). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende digitale Werkzeuge und Anwendungen kennen und in verschiedenen Sachzusammenhängen zielgerichtet zu nutzen. können Technische Zusammenhänge wahrnehmen, beobachten, benennen und beschreiben. arbeiten selbstständig und protokollieren ihre Handlungen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verarbeiten Informationen, Inhalte und vorhandene digitale Produkte weiter und integrieren diese in bestehendes Wissen. lernen OpenRoberta als digitales Werkzeug kennen und anzuwenden. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stärken ihre Kommunikationsfähigkeit, indem sie eigene Probleme der Gruppe beschreiben. steigern ihr Selbstwertgefühl, da sie ein Ergebnis ihrer Leistung in Händen halten und im Alltag verwenden können. entwickeln ihre Kooperationsfähigkeit weiter, da sie sich gegenseitig bei den Aufgaben unterstützen können. teilen eigene Strategien zur Problemlösung mit anderen. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler kennen Funktionsweisen und grundlegende Strukturen digitaler Werkzeuge und verstehen einfache Algorithmen. erlernen den kreativen Umgang mit digitalen Werkzeugen und stärken ihre Problemlösekompetenz. erproben im Distanzunterricht Methoden der digitalen Projektarbeit und Kooperation.

In der vorliegenden Unterrichtseinheit "Der programmierbare Roboterarm" 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" wird an vielen Schulen 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.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. 1. Einführung in die Automatenprogrammierung - Sensoren und Zustände Schülerinnen und Schüler erkunden den Roboterarm. Sie erstellen das UML-Diagramm und modifizieren es durch Methodenaufrufe. 2. Einführung in die Automatenprogrammierung - Lineare Programmierung Nach dem "Spielen" mit dem Roboterarm über die Programmbuttons geht es nun um die Automatisierung von Abläufen - der eigentlichen Aufgabe von Robotern. 3. Einführung in die Automatenprogrammierung - Programmanalyse Die Lernenden müssen die Zusammenhänge zwischen den Sensorzuständen und den Methodenaufrufen abstrahieren. 4. Strukturiertes Programmieren - Nutzung von Kontrollstrukturen Nach dem linearen Programmieren lernen die Schülerinnen und Schüler Schleifen und Verzweigungen kennen. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen 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. bestimmen vorprogrammierte Bewegungsabläufe unter Berücksichtigung der Sensorenzustände mittels Programmeingabe und halten diese in Zustandstabellen fest. untersuchen die Kontrollstrukturen Schleifen (Wiederholungen) und bedingte Verzweigungen und wenden diese an. Erkundung des 3D-Modells Durch eine spielerische Beschäftigung mit dem VRML-Modell (Abb. 1) soll den Schülerinnen und Schülern klar werden, über welche Sensoren der Roboterarm verfügen muss und welche Zustände diese Sensoren annehmen können. So können die Lernenden gemeinsam das UML-(Unified Modeling Language-)Diagramm sowie das Schema der Zustände und der Methoden erarbeiten (siehe "roboterarm_1.pdf"). Dabei wird ihnen auch klar, von welchem Zustand man NICHT in einen anderen Zustand kommt. Plugin erforderlich Das dreidimensionale Modell wurde durch die objektorientierte Programmiersprache VRML (Virtual Reality Modeling Language) verwirklicht, die speziell für das Internet entwickelt worden ist. Das zur Darstellung des Modells erforderlich Plugin können Sie kostenlos aus dem Internet herunterladen: blaxxun Contact 5.1 Download des Plugins von der Homepage des Autors der Unterrichtseinheit Cortona3D Viewer Download der Freeware-Version Cortona von Parallel Graphics Methodenaufrufe Nach der Erarbeitung Theorie kann das UML-Diagramm erstellt und durch Methodenaufrufe modifiziert werden (siehe "roboterarm_1.pdf"). Das erworbene Wissen kann simultan am Rechner auf die Probe gestellt werden. Für die Methodenaufrufe stehen im ersten Teil des Programms "Roboterarm.exe" sechs Button zur Verfügung (Abb. 2, Platzhalter bitte anklicken): R - Arm nach rechts drehen L - Arm nach links drehen H - Roboterarm nach oben (hoch) schwenken T - Roboterarm nach unten (tiefer) schwenken A - Greifer öffnen (auf) Z - Greifer schließen (zu). Über diese Buttons wird der Roboterarm gesteuert. Bei einem falschen Methodenaufruf gibt das Programm eine entsprechende Fehlermeldung aus. Wird zum Beispiel der Button "R" gedrückt, wenn der Richtungssensor bereits "rechts" anzeigt, hat dies eine entsprechende Fehlermeldung zur Folge. Lernumgebung "Programmierbarer Roboterarm" Die Lernumgebung ist - wie alle weiteren Materialien zur Unterrichtseinheit - in dem Downloadpaket programm_roboterarm.zip enthalten (siehe Startseite des Artikels). Das Programm wird per Klick auf die Datei "Roboterarm.exe" gestartet. Die EXE-Datei ruft die Bilddateien der Unterordner "mit_kugel" und "ohne_kugel" sowie die PDF-Arbeitsblätter auf und muss daher mit diesen Ordnern und Dateien auf einer Ebene liegen. Lernbereich 1, Computer verstehen: Daten und Strukturen Übertragen des Prinzips "Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe" auf Vorgänge im Alltag, Bedienen technischer Geräte Lernbereich 2, Computer nutzen und anwenden: Objekte - Attribute - Methoden Zuordnung von konkreten Objekten zum Modell: Objekt - Attribut - Attributwert, UML-Notation (Unified Modeling Language) Lernbereich 1, Informationen repräsentieren: Klassen und Objekte Klassen aus der Erfahrungswelt: Name, Attribut, Attributwertebereich, Methode Einfache Programmierung Zur Automatisierung von Abläufen muss ein Weg gefunden werden, wie man der Maschine mitteilen kann, was man von ihr will. Das geschieht im Allgemeinen über die Programmierung. Die Schülerinnen und Schüler sollen an dieser Stelle jedoch keine Programmierprofis werden, sondern sich mit den Strukturen einer Programmiersprache vertraut machen. Die vorliegende Programmiersprache besteht im Wesentlichen aus einer Aneinanderreihung der Großbuchstaben R, L, H, T, A und Z, wobei jeder Buchstabe eine Methode aufruft und somit einen Sensorzustand verändert: R - Arm nach rechts drehen L - Arm nach links drehen H - Roboterarm nach oben (hoch) schwenken T - Roboterarm nach unten (tiefer) schwenken A - Greifer öffnen (auf) Z - Greifer schließen (zu). "Sehen", was man programmiert Die Eingabe falscher Buchstaben wird durch den Parser herausgefiltert - es erfolgt keine Fehlermeldung. Dies kann man übrigens später nutzen, um zum Beispiel im Rahmen der Binnendifferenzierung Wörter zu finden, die den Roboterarm sinnvoll programmieren. Die in Frage kommenden Buchstaben mit ihrem dazugehörigen Methodenaufruf sind während der Eingabephase immer auf dem Bildschirm präsent (Abb. 3, Platzhalter bitte anklicken). Durch die signifikante Bedeutung der Programmierbefehle dieser rudimentären Programmiersprache sollte jede Schülerin und jeder Schüler binnen kürzester Zeit Erfolgserlebnisse in Form von gewünschten Bewegungsabläufen erringen. Lernbereich 1, Computer verstehen: Daten und Strukturen Übertragen des Prinzips "Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe" auf Vorgänge im Alltag: Bedienen technischer Geräte Lernbereich 1, Informationen repräsentieren: Klassen und Objekte Klassen aus der Erfahrungswelt: Name, Attribut, Attributwertebereich, Methode Lernbereich 2, Informationen verarbeiten: Modell - Algorithmus - Lösung Begriff: Algorithmus (Endlichkeit, Eindeutigkeit, Ausführbarkeit, Allgemeingültigkeit), Kennen des Problemlöseprozesses (Problemanalyse, Lösungsentwurf, Umsetzung, Test, Dokumentation), selbstständiges Lösen einfacher Probleme, einfache Automaten, Aufgaben in einfachen grafischen Programmierumgebungen (kritische Bewertung der Resultate) Nennung der Methodenaufrufe Im dritten Abschnitt des Programms zeigt sich, ob die Lernenden die Theorie zur linearen Programmierung verstanden haben. Die Schülerinnen und Schüler haben nun die Aufgabe, vorgegebene Bewegungsabläufe in Programme umzusetzen. Dazu können sie Bewegungsabläufe betrachten, indem sie den entsprechenden Button anklicken (Beispiel 1-4; Abb. 4, Platzhalter bitte anklicken). Die Lernenden können sich die Sequenzen beliebig oft vorspielen lassen. Dann muss ein Programm aus einer Aneinanderreihung der Großbuchstaben R, L, H, T, A und Z formuliert und in die entsprechende Eingabemaske eingetragen werden. Nach einem Klick auf den "ok"-Button wird die Eingabe analysiert und bewertet. Ausfüllen der Zustandstabellen Die eigentliche Schwierigkeit besteht dabei nicht in der konkreten Auflistung der Methodenaufrufe in Form eines Programms, sondern vielmehr im Ausfüllen der Zustandstabellen. Dazu müssen die Schülerinnen und Schüler die Zusammenhänge zwischen den Sensorzuständen und den Methodenaufrufen abstrahieren. Die Sensorenzustände werden nicht mehr angezeigt. Lernbereich 1, Computer verstehen: Daten und Strukturen Übertragen des Prinzips "Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe" auf Vorgänge im Alltag: Bedienen technischer Geräte Lernbereich 1, Informationen repräsentieren: Klassen und Objekte Klassen aus der Erfahrungswelt: Name, Attribut, Attributwertebereich, Methode Lernbereich 2, Informationen verarbeiten: Modell - Algorithmus - Lösung Begriff: Algorithmus (Endlichkeit, Eindeutigkeit, Ausführbarkeit, Allgemeingültigkeit); Kennen des Problemlöseprozesses: Problemanalyse, Lösungsentwurf, Umsetzung, Test und Dokumentation; selbstständiges Lösen einfacher Probleme, einfache Automaten, Aufgaben in einfachen grafischen Programmierumgebungen; kritische Bewertung der Resultate Lernbereich 2, Formeln und Gleichungen Die Schülerinnen und Schüler erfassen komplexere Aufgabentexte und übertragen den lösungsnotwendigen Inhalt in die mathematische Sprache und deren Symbolik. Sie erfassen Strukturen von Termen, Gleichungen und Formeln. Anschauliche Einblicke in die Programmierung Das strukturierte Programmieren - also die Nutzug von Kontrollstrukturen - setzt bei den Schülerinnen und Schülern ein erhöhtes Maß an Abstraktionsvermögen voraus. Durch Anschaulichkeit kann man ihnen jedoch den Weg der Aneignung erster Erfahrungen mit dieser Materie ebnen. Diesen Anspruch versucht das Programm "Roboterarm" gerecht zu werden. Nach den ersten Einblicken in die (lineare) Programmierung des Roboterarms sollen nun Aufgaben programmiertechnisch gelöst werden, bei denen man vorzugsweise Kontrollstrukturen einsetzt. Schleifen und Verzweigungen Beim linearen Programmieren galt bisher: Ein Programm für den programmierbaren Roboterarm besteht aus einer Reihe von Großbuchstaben, die von links nach rechts abgearbeitet werden. Beim strukturierten Programmieren kommen nun jedoch Schleifen und Verzweigungen mit hinzu. Da Schleifen und Verzweigungen dem linearen Ablauf des Programms widersprechen, spricht man nicht mehr von linearer Programmierung, sondern von strukturierter Programmierung. Im vierten Abschnitt des Programms werden nacheinander die folgenden Themen behandelt, die über die jeweiligen Reiter aufgerufen werden können (Abb. 5, Platzhalter bitte anklicken). Über den letzten Karteikartenreiter kommt man zurück zum Hauptmenü. Es empfiehlt sich, die Kapitel der Reihe nach abzuarbeiten: Bedienung des Roboterarms über Buttons Lineares Programmieren mit Kugeltransport Kontrollstruktur "Schleifen" Kontrollstruktur "Bedingte Verzweigungen" Beibehaltung der Befehle Die bereits bekannten Programmierbefehle werden beibehalten. Auch in diesem Programmteil ist während der Bedienung darauf zu achten, dass die Anzeige der Sensoren berücksichtigt wird. Wenn zum Beispiel der Richtungs-Sensor bereits "links" anzeigt, kann der Befehl "L" (Roboterarm nach links schwenken) nicht mehr ausgeführt werden. Das Programm gibt eine Fehlermeldung aus. Neuer Befehl: Kugeltausch Hinzu kommt nun die Last in Form einer Kugel, die durch den Roboterarm vom rechten Lager auf das linke Lager befördert werden soll. Jede der Kugeln hat die Masse 300 Kilogramm. Sobald der Greifer um die Kugel geschlossen wird, zeigt der Last-Sensor die aktuelle Last an. Nachdem die Kugel mittels Roboterarm vom rechten Lager auf das linke Lager befördert wurde, kann der Kugeltausch (neuer Befehl der Programmiersprache: "K") durchgeführt werden. Neue Sensoren: Last- und Lastlage In diesem Zusammenhang sind zwei neue Sensoren hinzugekommen, welche die Last betreffen. Der Roboterarm verfügt nun über einen Last-Sensor, der die Masse der Last in Kilogramm ermittelt. Der zweite Sensor ist der Lastlage-Sensor, der über die aktuelle Lage der Kugel informiert. Für den problemlosen Kugeltausch (Abb. 6) müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: Die Kugel muss vom rechten Lager auf das linke Lager befördert worden sein. (Lastlage-Sensor: links ) Die Kugel muss freigegeben sein. (Roboterarm-Sensor: oben ) Kugeltausch Die Programmiersprache bestand bisher aus der Aneinanderreihung der Großbuchstaben R, L, H, T, A und Z. Damit konnte man den Roboterarm durch seine gesamten Bewegungsfreiheiten (Sensor-Zustände) führen. Zum Erfüllen der nun anstehenden Aufgaben benötigt man darüber hinaus noch den Befehl "K", der die Methode Kugeltausch aufruft. Gemäß der unter "4.1 Bedienung des Roboterarms über Buttons" betrachteten Bedingungen kann nun eine nach links transportierte Kugel - die vom Greifer freigegeben wurde - ausgetauscht werden (Abb. 7). "Aufgabe erfüllt" Die Kugel wird von ihrem linken Podest (Sensor-Lastlage = links ) entfernt und die nächste Kugel auf dem rechten Podest bereitgestellt (Sensor-Lastlage = rechts ). Für die Erfüllung der Aufgabe ist zu beachten, dass die Anzahl der bewegten Kugeln erst nach dem Kugeltausch erfasst wird (Abb. 8). "Schleifen" statt Wiederholung von Programmteilen Der Abschnitt "Schleifen" bearbeitet innerhalb des Roboterarm-Programms zum ersten Mal Programmstrukturen, die von der linearen Programmierung abweichen. Wenn zum Beispiel nicht nur eine Kugel bewegt werden soll, sondern eine beliebige Anzahl, so musste man dafür bisher einen bestimmten Programmteil mehrfach wiederholen. Das kann man auch eine Schleife erledigen lassen. Als Schleife wird ein Programmteil bezeichnet, der mehrfach nacheinander ausgeführt werden kann. Syntax der Schleife Der Roboterarm erkennt die Kontrollstruktur einer Schleife an der Syntax "W3(ZA)" (Abb. 9). Das "W" kennzeichnet die Struktur als Wiederholung (Schleife), die darauf folgende Ziffer (1-9) gibt die Anzahl der Wiederholungen an. Für die Bearbeitung der gestellten Aufgaben sind einstellige Zahlen ausreichend - mehrstellige Zahlen werden auf die letzte Stelle reduziert. Die Befehlssequenz in der Klammer stellt den zu wiederholenden Programmteil dar. Beim Programmablauf würde "W3(ZA)" dasselbe ergeben wie "ZAZAZA". Allerdings kann man bei vielen Wiederholungen oder größeren Schleifen Befehle sparen. Bei der Verwendung von Schleifen ist zu beachten, dass mehrere Schleifen nacheinander - aber nicht geschachtelt - eingegeben werden dürfen. Unterschiedliche Beantwortung einer Bedingung mit mehreren Alternativen Mit den "Wiederholungen" kennt man bereits eine Kontrollstruktur, die das Verzweigen eines Programms ermöglicht. Eine echte Verzweigung jedoch - die sich aus der unterschiedlichen Beantwortung einer Bedingung mit mehreren Alternativen ergibt - ist das noch nicht. In dem hier vorgestellten Programmteil werden dem Roboterarm Kugeln mit unterschiedlichen Lasten (null bis 500 Kilogramm) vorgelegt. Die Masse von 300 Kilogramm ist dabei die Obergrenze, die der Roboterarm heben kann, ohne Schaden zu nehmen. Sobald der Roboterarm eine Kugel im Greifer hat (Richtung: links , Arm: unten , Greifer: zu ) wechselt die Lastposition auf den Zustand im Greifer und nun muss der Test erfolgen, ob die Last vom Roboterarm bewegt werden kann oder nicht. Syntax der bedingten Verzweigung Der Roboterarm erkennt die Kontrollstruktur der Verzweigung an der Syntax "I". Der Großbuchstabe "I" steht für das englische "if ... then". Die erste Befehlsfolge wird ausgeführt, wenn die Kugel die erlaubte Masse von höchstens 300 Kilogramm hat. Bei der anderen Alternative (Masse > 300 Kilogramm) wird die zweite Befehlsfolge ausgeführt. Es ist darauf zu achten, dass der Roboterarm am Ende des Tests bei beiden Alternativen dieselben Sensoren-Zustände hat, damit das Programm anschließend fehlerfrei weiter ausgeführt werden kann. Beispiel "Bewege fünf Kugeln" Für die Bearbeitung der zweiten Aufgabe "Bewege fünf Kugeln" kann der Test problemlos in die Schleife eingebaut werden - es darf aber nur ein Test im Programm durchgeführt werden. Wenn die Kugel zu schwer ist, muss sie rechts liegen bleiben, bis der Roboterarm wieder nach oben geschwenkt ist. Nun kann die Kugel auch in der rechten Position getauscht werden und der Kugeltausch wird für die Erfüllung der Aufgabe mitgezählt. Abb. 10 zeigt eine schematische Darstellung der Verzweigung für die Befehlsfolge "RTZI L". Sensoren-Zustände vor der Verzweigung Richtung: rechts , Arm: unten ; Greifer: zu Sensoren-Zustände nach der Verzweigung Richtung: rechts ; Arm: oben ; Greifer: zu Der Unterschied besteht darin, dass sich nach der Verzweigung für den Fall "Masse > 300 Kilogramm" keine Kugel im Greifer befindet, sondern auf dem rechten Podest. Anderenfalls befindet sich die Kugel im Greifer. Wenn alle Aufgaben erfolgreich gelöst worden sind, sollten die Schülerinnen und Schüler die Struktur von Programmen grundlegend beherrschen und für weiterführende Programmieraufgaben gut vorbereitet sein. Lernbereich 1, Computer verstehen: Daten und Strukturen Übertragen des Prinzips "Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe" auf Vorgänge im Alltag: Bedienen technischer Geräte Lernbereich 2, Computer nutzen und anwenden: Objekte - Attribute - Methoden Zuordnung von konkreten Objekten zum Modell: Objekt - Attribut - Attributwert Lernbereich 1, Informationen repräsentieren: Klassen und Objekte Klassen aus der Erfahrungswelt: Name, Attribut, Attributwertebereich, Methode Lernbereich 2, Informationen verarbeiten: Modell - Algorithmus - Lösung Begriff: Algorithmus (Endlichkeit, Eindeutigkeit, Ausführbarkeit, Allgemeingültigkeit); Programmstrukturen, Folge, Wiederholung, Verzweigung: Kennen des Problemlöseprozesses (Problemanalyse, Lösungsentwurf, Umsetzung, Test, Dokumentation, Lösen eines einfachen Problems unter Nutzung der Programmstrukturen, selbstständiges Lösen einfacher Probleme, einfache Automaten), Aufgaben in einfachen grafischen Programmierumgebungen (kritische Bewertung der Resultate) Lernbereich 1, Komplexe Anwendungssysteme Anwenden der Kenntnisse zu Modellen auf ein neues Werkzeug (Erkennen von Objekten, selbstständiges Einarbeiten in die Bedienung), sich positionieren zu Möglichkeiten und Grenzen der gewählten Werkzeuge Lernbereich 2, Informatische Modelle Einblick gewinnen in die Systematik informatischer Modellierung, Klassifizierung von Modellen in der Informatik Lernbereich 2, Formeln und Gleichungen Schülerinnen und Schüler erfassen komplexere Aufgabentexte und übertragen den lösungsnotwendigen Inhalt in die mathematische Sprache und deren Symbolik. Sie erfassen Strukturen von Termen, Gleichungen und Formeln.

In der modernen und globalisierten Arbeits- und Bürowelt nimmt die Bedeutung der Kommunikation und der Teamarbeit immer mehr zu. Diese Entwicklungen greifen die Büromöbelhersteller und –anbieter auf und präsentieren innovative Büromöbel und -ausstattung in regelmäßigen Abständen auf Messen, zum Beispiel auf der Büromesse Orgatec in Köln. Das handlungsorientierte und methodisch vielfältige Projekt setzt die intensive und kreative Zusammenarbeit des Klassenteams und unter den Lehrkräften voraus und kann variabel - je nach Anzahl der beteiligten Fächer und der Interessen aller Beteiligten - auf aktuelle Gegebenheiten und die Lerngruppe abgestimmt werden. Die Autorin hat das Bildungsgangprojekt für Büro- und Automobilkaufleute geleitet und anlässlich der Büromesse Orgatec durchgeführt. Die Schülerinnen und Schüler sollten über Kenntnisse in Textverarbeitung, Kalkulations- und Präsentationsprogrammen sowie über Rechnungswesen und Marketinggrundlagen verfügen. Zudem müssen sie Präsentationen und Vorträge aufbereiten können. Die innovativen Marktentwicklungen im Bürobereich wollen die Geschäftsführerinnen des Modellunternehmens Primus GmbH, eines Großhandels für Büromöbel und -ausstattung mit deutlich rückläufiger Umsatztendenz, aufgreifen und sich durch eine innovative Produktlinie "Neue Bürowelten" wieder besser am Markt platzieren. Bei einer Besprechung erläutern die Geschäftsführer den Marketingmitarbeitern (den Schülerteams) die wirtschaftliche Lage des Unternehmens und die Impulse von der Büromesse Orgatec. Sie beauftragen die Marketingmitarbeiterinnen ausführliche Recherchen durchzuführen, innovative Vorschläge für die neue Produktlinie zu erarbeiten und bei einer Abschlussbesprechung zu präsentieren. Die Primus GmbH bietet ihren Marketingmitarbeitern begleitend mehrere themenbezogene Workshops/Stationen an, zum Beispiel Kommunikation allgemein oder im Team, Rückenschule, aktuelle gesellschaftliche Veränderungen oder Englisch/internationale Aspekte. So entstehen Vorschläge aus mehreren Themenbereichen für eine innovative neue Produktlinine. Didaktische Überlegungen Hier werden didaktische Entscheidungen erläutert, sowohl in Bezug auf die Lerngruppe, als auch bei der thematischen Ausrichtung des Projekts. Projektablauf Die Planung des Projekts, der Projektablauf und die Bewertung werden hier beschrieben. Zudem gibt es einige Hinweise zur Variation des Projekts. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen innovative Entwicklungen am Markt für Büromöbel und -ausstattung kennen lernen. Lösungsstrategien mit Bezug auf das Modellunternehmen im Team entwickeln (neue Produktlinie). die persönliche und betriebliche Perspektive einnehmen und kritisch reflektieren (zum Beispiel Besprechung, Teamarbeit, Kommunikation im Büro, Gesundheit). internationale Aspekte und veränderte gesellschaftliche Bedingungen (zum Beispiel Teilzeitarbeit, Arbeit von Frauen) einbeziehen und bewerten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen das Internet zielgerichtet und kritisch zur Informationsrecherche nutzen. die Arbeit am Computer auch im Team durchführen und abstimmen. mit Medien sachgerecht umgehen und Textverarbeitungs-, Tabellenkalkulations- und Präsentationsprogramme situationsgerecht einsetzen. das Selbstbewusstsein stärken - auch im Bezug auf den Medieneinsatz - durch selbstständiges, kreatives und zielorientiertes Arbeiten und Präsentieren. Thema Neue Bürowelten - ein Lernfeldprojekt Autorin Cosima Becker Fächer Betriebswirtschaftslehre, Rechnungswesen, Wirtschaftsinformatik/Organisationslehre, Bürowirtschaft, Informationswirtschaft, Textverarbeitung, Deutsch, Englisch, Sport, Politik/Geschichte Zielgruppe kaufmännische Berufsschule (Bürokaufleute, Kaufleute für Bürokommunikation, Kaufleute Groß- und Außenhandel, Industriekaufleute) und kaufmännisch orientiere Vollzeitbildungsgänge (Höhere Handelsschule/FOS und gymnasiale Oberstufe/Wirtschaftsgymnasium). Modellunternehmen Primus GmbH (Großhandel) oder Bürodesign GmbH (Großhandel, Industrieunternehmen), beide Bildungsverlag EINS, oder ein anderes Modellunternehmen mit ähnlichem Sortiment. Das Projekt ist auch ohne Modellunternehmen durchführbar. Technische Voraussetzungen Präsentationsraum mit Computer und Beamer, mindestens 2 Computer und 1 Internetanschluss pro Lerngruppe, Drucker, zusätzliche kleinere Räume für die Workshops/Stationen Zeitumfang 2 bis 3 Projekttage, je nach Anzahl der beteiligten Fächer und Ausgestaltung der Stationen/Workshops auch mehr (Projektwoche). Mehrere Unterrichtsstunden für die Vor- und Nachbereitung in den einzelnen Fächern. Das Projekt fordert durch die Gestaltung der einzelnen Arbeitsaufträge die Teamfähigkeit, Präsentationsfähigkeit, Eigeninitiative und das Organisationstalent der Schülerinnen und Schüler. Diese Kompetenzen werden auch im Arbeitsleben immer wichtiger. Die moderne und globalisierte Informationsgesellschaft fordert insbesondere von den berufstätigen Menschen, dass sie sich schnell in neue Arbeitsbereiche einarbeiten und flexibel sind. Das Projekt fördert die Fähigkeit, sich schnell neue Informationen anzueignen und gleichzeitig die vielen für die Erreichung des Zieles nicht (mehr) brauchbaren Informationen auszusortieren (zum Beispiel im Rahmen der Internetrecherche). Das Thema "Neue Bürowelten" wird an konkreten Beispielen aus der Praxis (zum Beispiel Büromesse Orgatec-Themen, echten Marktinformationen aus Prospekten und dem Internet, Betriebsbesichtigungen) bearbeitet und ist ebenso wie die Konferenzsituation realitätsnah. Das Projekt trägt zu einer hohen Motivation der Lernenden bei, weil das Thema für Menschen, die bereits in die Arbeitswelt integriert sind (aber auch für Menschen, die erst in Zukunft in die Arbeitswelt eintreten werden), sehr interessant ist. Es geht um optisch ansprechende Arbeitsumgebungen und schön gestaltete Büromöbel. Die Neugierde der Schüler und Schülerinnen wird angesprochen. Eigene und fremde "Lebens- und Arbeitswelten" werden erforscht und verglichen. Motivierend wirkt, dass die Arbeitsaufträge nicht sehr leicht zu bewältigen sind und zuerst eine leichte Überforderung darstellen. Erst nach einer gründlichen Recherche der Zeitungsartikel, Prospekte und Internetausdrucke kommen die Schülerinnen und Schüler einer Lösung der Aufgaben näher. Die Eigentätigkeit und Eigenverantwortung ist Voraussetzung, dass die Lernenden bei den Arbeitaufträgen vorankommen. Die Arbeitsaufträge erfordern, dass die Schüler und Schülerinnen Termine einhalten (zum Beispiel Workshpos/Stationen Englisch, Körpersprache, Kommunikation) und mit dem Team abstimmen. Der Leistungs- und ein gewisser Wettbewerbsgedanke stehen im Vordergrund, wenn die Abschlusspräsentation der Arbeitsergebnisse aller Teams wirklich termingerecht fertig werden muss. Zentral ist die Frage, inwieweit sich ein Anbieter von Büromöbeln mit seinem Sortiment an die vielfältigen Veränderungen in der Arbeitswelt anpassen und Innovationen wie Kommunikationsecken in sein Sortiment aufnehmen soll. Bei der Suche nach den Argumenten und Vorschlägen haben sich im Gespräch (Station/Workshop) mit den Teams vielfach Anknüpfungspunkte ergeben, die eigene Teamsituation zu reflektieren ("Welche äußeren oder inneren Bedingungen/Büromöbel würden dazu führen, dass sich Ihr Teamergebnis verbessert?") Planung Das Projekt wird im Rahmen von mehreren Besprechungen durchgeführt. Das folgende Beispiel zeigt den Ablauf des Projektes: Die Marketingmitarbeiterinnen und -mitarbeiter (Lernenden) erhalten im Rahmen der Anfangsbesprechung, die von den Geschäftsführerinnen und Geschäftsführern (Lehrkräfte) eröffnet und zum Beispiel mit einem Präsentationsprogramm gestaltet wird, folgende Arbeitsaufträge: Lerngruppen und Schülerteams Als Variation können die Innovationsbereiche vom Lehrer-/Kolleginnenteam geändert werden und andere aktuelle Schwerpunkte gesetzt werden (zum Beispiel Non-territorial-Office, Hot Desk, Think Tank). Je nach Klassengröße und größerer Anzahl der Schülerteams können weitere Innovationsbereiche ergänzt werden oder Innovationsbereiche doppelt vergeben werden. Die Schülerinnen und Schüler entscheiden nun, in welchem Team sie mitarbeiten möchten. Dabei ist es sinnvoll, darauf zu achten, dass in jeder Gruppe einige Lernende sind, die sich gut mit den Programmen auskennen. Dann erhalten die Schülerteams Arbeitsblatt 2, 3 oder 4 mit den einzelnen Teamaufträgen. Die Teams sollten nicht größer als 5 bis 6 Lernende sein. Arbeitsaufträge Einige der sechs Arbeitsaufträge leiten das Projekt (Arbeitsauftrag 1, 2 und 5). Die anderen Arbeitsaufträge sind ergänzend. Der folgende Link zeigt die Fachintegration und die Fächer des am Berufskolleg Siegburg durchgeführten Projektes. Die Arbeitsaufträge können vom jeweiligen Lehrer-/Kollegenteam an das Modellunternehmen, Fach/Lehrplan und die Interessen aller Beteiligten variiert und angepasst werden. Hierzu einige Beispiele: Der Arbeitsauftrag 1 mit der Excelauswertung erfordert die Daten aus der Gewinn- und Verlust-Rechnung der letzten Jahre. Hier ist es wichtig, dass die Verkaufszahlen des Produkt- oder Sortimentsbereiches "Büromöbel" deutlich gesunken sind und im letzten Jahr gegebenenfalls sogar negativ sind. Arbeitsauftrag 4 kann zum Beispiel statt der Station "Körperhaltung" (Fach Sport) eine Station "Gesellschaftliche Veränderungen" (Fach Politik) enthalten. Die Station kann "Sprache beim Vortrag" oder "Präsentieren vor Gruppen" (Fach Deutsch) beinhalten. Die meisten Schülerteams haben sich bei der Bearbeitung der einzelnen Arbeitsaufträge arbeitsteilig organisiert, beispielsweise bearbeiten zwei Lernende die Excel-Auswertung, zwei andere führen die Internetrecherche durch. Die Stationen Körperhaltung und Kommunikation können nur vom Team gemeinsam besucht werden. Es ist sinnvoll, dass die Lehrkraft in größeren Zeitabständen mit den einzelnen Teams den Bearbeitungsstand bespricht und eventuell konkrete Hilfen anbietet. Die Abschlusspräsentation wird als Besprechung mit allen Lerngruppen gemeinsam organisiert und erfordert eine gute Abstimmung innerhalb des Teams und mit der Klasse. Dem handlungsorientierten Ansatz insbesondere der Fächer Bürowirtschaft, Betriebswirtschaftslehre und Rechnungswesen entspricht eine Bewertung nach den Fähigkeiten, der Arbeitsleistung und der Arbeitsbereitschaft im Zusammenhang mit der Arbeit in einem Modellunternehmen (vgl. Lehrplan Bürowirtschaft: 4. Lernerfolgsüberprüfung). Kriterien sind hier zum Beispiel neben Fachkenntnissen auch Kooperationsbereitschaft/Teamfähigkeit, Leistungsbereitschaft/Engagement, Planungs- und Organisationsgeschick sowie Kreativität und Belastbarkeit. Darüber hinaus sind wichtige Kriterien die Form der Handlungsprodukte und die richtige Anwendung der deutschen Sprache. Folgendes Bewertungsschema erhalten die einzelnen Teams schon zu Beginn der Bearbeitung. Die einzelnen Fachkolleginnenen und -kollegen geben pro Team für ihren Bereich eine Punktbewertung ab, der in die Gesamtbewertung des Projektes eingeht, haben aber auch die Möglichkeit, eine Einzelnote (1 bis 6) zu geben und diese nach pädagogischem Ermessen in die Note des einzelnen Faches einfließen zu lassen. Nach Beendigung der Projektarbeit wird der Bezug zur eigenen Arbeitswelt diskutiert und dann auch zum Beispiel lehrplan- und prüfungsrelevante Themen wie "Organisation einer Konferenz", "Medien bei einer Konferenz" und "Kommunikation im Betrieb/mögliche Probleme" ausführlich behandelt sowie die durch die Projektarbeit erarbeiteten Kompetenzen einbezogen und im Rahmen einer Klassenarbeit geprüft. Im Rahmen des Projektes oder zur Vorbereitung des Projektes bietet es sich an, regionale Möglichkeiten und Kontakte zu nutzen und Betriebsbesichtigungen (zum Beispiel einen Ausbildungsbetrieb, einen Büromöbelladen in der Innenstadt oder einen Großhandelsbetrieb der Büromöbelbranche) durchzuführen. Die Informationen zu den Themen des Projektes sind im Internet sehr gut zu recherchieren, so bietet der gezielte und gut vorbereitete Besuch einer Büromesse noch lebendigere Einblicke und insbesondere noch mehr Bezug zum Marketing.