Erste Schritte mit Astro Pi: Programmiersprache mithilfe von Raspberry Pi kennenlernen

  • Astronomie / Informatik / Physik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
  • variabel
  • Arbeitsblatt, Ablaufplan, Didaktik/Methodik
  • 4 Arbeitsmaterialien

Diese Unterrichtseinheit führt in die Programmierung des Raspberry Pi mit Python ein. Anhand verschiedener Aufgaben werden die Schülerinnen und Schüler einen Raspberry-Pi-Computer einrichten und programmieren. Ziel ist es, erste Programmierkenntnisse zu erlangen.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Ein AstroPi ist ein Mini-Computer, der mit der Unterstützung der UK Space Agency und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) von der Raspberry Pi Foundation entwickelt wurde. Es gibt zwei ganz besondere AstroPi-Computer: Sie heißen Ed und Izzy und wurden extra für einen Flug ins Weltall gebaut. Beide befinden sich nun auf der Internationalen Raumstation ISS und stehen Schülerinnen und Schülern zur Verfügung.

Die vorliegende Unterrichtseinheit führt in die Programmierung des AstroPi ein: Unter Verwendung verschiedener Datenstrukturen in Python steuern die Schülerinnen und Schüler die Farben von LEDs an und erzeugen so unterschiedlich starke farbige und weiße Lichter. Im letzten Arbeitsblatt simulieren sie das System der Luftfeuchtigkeitsregulierung auf der ISS und sammeln Umgebungsdaten wie die Temperatur, die Beschleunigung der ISS und die Richtung der Schwerkraft.

Die Unterrichtsmaterialien sind Teil der Astro Pi Challenge. Durch den Wettbewerb haben Schülerinnen und Schüler die einmalige Chance, wissenschaftliche Untersuchungen im All durchzuführen, indem ihre selbstgeschriebenen Computerprogramme auf Astro Pis speziellem Raspberry Pi Computer auf der Internationalen Raumstation (ISS) ausgeführt werden.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Altersklasse: 10 bis 16 Jahre

Fächer: Informatik, Technik, danach sind weitere Anwendungen in anderen MINT-Fächern möglich

Schwierigkeitsgrad: leicht

Ort: drinnen (Klassenraum)

Erforderliche Materialien: AstroPi-Bausatz; Monitor, USB-Tastatur und USB-Maus

Diese Unterrichtseinheit ist der erste Teil einer Reihe von drei Lernhilfe-Sets, die vom ESA Education Office, der Bildungsorganisation der ESA, und ihren Partnern für die erste "European Astro Pi Challenge" entwickelt wurden. Durch das Abarbeiten der Übungen dieser Lektion in der angegebenen Reihenfolge erlernen die Schülerinnen und Schüler die grundlegenden Programmierkenntnisse, die sie für die ersten Schritte mit Raspberry Pi benötigen.

Weitere Materialien, die vom ESA Education Office für die "European Astro Pi Challenge" entwickelt wurden:

  • Der Sense Hat: Einrichtung des Sense HAT und visuelle Ausgabe über die Sense HAT-LED-Matrix
  • Datenerfassung mit dem Astro Pi: Erfassung von Daten aus der Umgebung mithilfe von Sense-HAT-Sensoren
Unterrichtsmaterial "Erste Schritte mit AstroPi" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler

  • lernen, was ein Raspberry Pi ist, kennen seine Hauptfunktionen und wissen, wie man ihn einrichtet und benutzt.
  • lernen den Unterschied zwischen Hardware und Software kennen.
  • lernen, was eine Programmiersprache ist.
  • lernen, wie sie mit Python programmieren können.
  • lernen, wie sie mit Eingabe- und Ausgabemeldungen, Variablen, Datentypen, "if"-Anweisungen und Schleifen umgehen müssen.
  • lernen, wie sie mit dem Turtle-Modul von Python geometrische Formen zeichnen können.
Frei nutzbares Material
Die von Lehrer-Online angebotenen Materialien können frei für den Unterricht genutzt und an die eigene Zielgruppe angepasst werden.

In Kooperation mit

ESERO Germany

Dieses Material wird von angeboten von ESERO Germany, dem European Space Education Resource Office in Deutschland. ESERO ist ein gemeinsames Projekt der European Space Agency (ESA) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Unsere neuesten Unterrichtseinheiten