2a: "Game Controller" - Ein MaKey MaKey-Projekt (9. Oktober 2019 - HLM)

Das "MaKey MaKey" ist ein Micro-Controller-Board, also eine kleine Platine mit einem Micro-Controller,  im speziellen Fall basierend auf einem Arduino-Controller.  Die Platine gibt sich dem PC gegenüber als „Human Interface Device“ (HID) aus: Sie tut so, als wäre sie eine Tastatur und eine Maus. Tastaturbefehle und Mausklick können durch externe Quellen, die den Strom leiten, übernommen werden.

Bei den Tastaturbefehlen handelt es sich um sechs Buchstabentasten (W, A, S, D, F und G)  und die vier Pfeiltasten sowie die Leertaste und dem Mausklick.

Man kann mit dieser Technik leitfähige Gegenstände (z.B. Plastilin) in Eingabegeräte für Spiele am Rechner verwandeln. Das funktioniert bei den Betriebssystemen Windows, MacOS und Linux. Auch ein Raspberry Pi lässt sich damit steuern

Mit einem USB-Kabel wird das MaKey MaKey an den Rechner angeschlossen. Dann stellt man mit einem Kabel mit  Krokodilklemmen eine Verbindung z.B. zwischen dem Eingang „Space“ des MaKey MaKey mit einem leitfähigen Gegenstand (z.B. mit einem Stück Plastilin)  her und kann nun das Plastilin als Space-Taste verwenden.

Den Kontakt stellt man her, indem man den eigenen Körper direkt mit dem Masseanschluss der Makey-Makey-Platine ("Earth") verbindet (z.B. durch ein Erdungsarmband) und dann den leitenden Gegenstand berührt, von dem ja das Kabel mit der Krokodilklemme zurück zum Makey Makey führt.

Die Belegung der Tastaturbefehle kann über eine kostenlose Arduino-Software geändert werden.

MaKey Makey - Game Controller 1 ("Simon says")
MaKey MaKey - Game Controller 1 ("Pac-Man")
Makey Makey - Game Controller 2 ("Tischklavier") 1. Gruppe
MaKey MaKey - Game Controller 2 ("Tischklavier") 2. Gruppe

2abc: Teilnahme am Programmierworkshop "Coding for Kids" (1. Oktober 2019 - KE)

Einerseits gilt: Programmieren ist so etwas Ähnliches wie Denkunterricht! Beschäftigen wir uns mit dem Programmieren, dann beschäftigen wir uns mit unserem Denken, wir werden zu Denkern. Aber auch: Ohne vernünftige Programmierer würden Unternehmen – und der Rest der Welt – vermutlich ganz schön alt aussehen. Umso wichtiger ist es, dass Schüler bereits sehr früh an das Thema herangeführt werden. Programmieren mit kindgemäßen Programmiersprachen macht es möglich! Natürlich werden nur die wenigsten Schüler Programmierer, aber wir lernen in der NMS z.B. auch Musik, aber die wenigsten werden Musiker. Oft wird der typische Programmierer gerne als Stubenhocker und Außenseiter, als „Nerd“, dargestellt. Doch in unserem digitalen Zeitalter könnte fast behauptet werden, dass Programmierer die Welt regieren – ohne sie funktioniert nichts. Die IT-Abteilungen spielen in modernen Unternehmen eine zentrale Rolle und Programmierer kriegen gute Jobs und somit auch gutes Gehalt. Um den steigenden Bedarf an Programmierern zu decken, ist es natürlich von Vorteil, bereits die Jüngsten spielerisch an das Thema heran zu führen – und hier kommen kindgemäße Programmierumgebungen ins Spiel! 

Samsung nun stellt seit 2016 in Zusammenarbeit mit der TU Graz Programmier-Workshops für Schüler zur Verfügung. Samsung will den sinnvollen und produktiven Umgang mit Technologie und möchte den Schülern mit den Workshops jene Fertigkeiten näherbringen, die sie in unserer zunehmend digitalisierten Welt brauchen.

Bei diesen Workshops wird Pocket Code verwendet, eine Programmierumgebung, die vom SCRATCH-Team des MIT (Massachusetts Institute of Technology - USA) entwickelt und von vielen internationalen Institutionen, so auch der TU Graz, vor allem für Schulen optimiert wurde. Sie ist als App sowohl für iOS als auch für Android gratis zu bekommen. Sie ist speziell für kleine Smartphone-Bildschirme konzipiert. Wie SCRATCH ist Pocket Code eine objektorientierte Programmiersprache und für Schüler sehr gut geeignet. Vor allem einfache Lern- und andere -spiele können sehr leicht programmiert werden. Recht einfach kann das fertige Programm auf die sogenannte Community-Seite hochgeladen werden und allen Nutzern von Pocket Code zur Verfügung gestellt werden. Von dort kann man dann sein Programm als eigenständige App für sein Smartphone herunterladen.  Man kann mit Pocket Code aber auch den LEGO-Roboter NXT programmieren.

Die Schüler der drei zweiten Klassen wurden in vier Gruppen eingeteilt, es gab also vier Workshops aufgeteilt auf zwei Schultage. Der Workshop wurde von zwei ausgebildeten IT-TrainerInnen  geleitet. Jedem Schüler wurde ein Samsung-Smartphone zur Verfügung gestellt. Die IT-TrainerInnen zeigten auf Samsung-Tablets Tipps und Tricks für das Programmieren vor. Sehr gute, sehr leicht verständliche  Unterlagen halfen den Schülern beim Erstellen ihrer Programme. Besonders die Objektorientiertheit der Programmiersprache kam bei diesen Unterlagen recht deutlich zur Geltung. Die Ergebnisse waren erstaunlich gut, das Interesse der Schüler sehr groß.  Die Menüführung der Programmierumgebung selbst ist recht einfach zu beherrschen, die Befehls-Pakete sind übersichtlich, verschiedenfärbig angeordnet. Manche Befehlsblöcke vor allem im Paket „Daten“ aber auch im Paket „Bewegung“ waren für manche NMS-Schüler schon etwas schwer durchschaubar.  Alles in allem ein sehr guter, interessanter und unbedingt weiter zu empfehlender Workshop.

Video 1
Video 2

1b: Teilnahme am Robo4girls Pilot-Workshop (19. September 2019 - KB)

Der alte RCX-Stein
Der neue R4G-Stein mit BBC Micro:bit

Seit 2002 gibt es „Roberta – Lernen mit Robotern“, ein vom deutschen „Frauenhofer Institut für intelligente Analyse- und Informationssysteme“ (IAIS) entwickeltes Ausbildungskonzept für Jugendliche. Das österreichische „Zentrum für Interaktion, Medien & soziale Diversität“ (ZIMD) entwickelte methodisch-didaktische Konzepte basierend auf diesem Ausbildungskonzept „Roberta“ mit Schwerpunkt „Mädchen und Programmieren“ und veranstaltet schon seit Jahren Roboter-Workshops für Mädchen. Mädchen sollen mittels LEGO-Robotern spielerisch programmieren lernen und dadurch die Scheu vor der Technik verlieren.  

Begonnen wurde mit LEGO Mindstorms Bausätzen der ersten Generation (Legosteine, Sensoren, Aktoren) und mit dem berühmten gelben programmierbaren LEGObaustein RCX. Der Name LEGO Mindstorms (Gedankenblitze) erinnert an  den Vater der Computerpädagogik Seymour Papert und an sein 1982 erschienenes Buch "Mindstorms – Kinder, Computer und Neues Lernen“. Er und sein Team am Massachusetts Institute of Technology (MIT) waren an der Entwicklung der LEGO-Bausätze und des RCX beteiligt. (Mittlerweile hält LEGO Mindstorms nach dem RCX-Nachfolger NXT bereits mit dem EV3 bei der dritten Generation von programmierbaren Bausteinen. NXT und EV3 sind jedoch nicht sehr kindgemäß! Es kamen dann noch mit dem "LEGO Boost" und dem Bausatz „LEGO Education WeDo“ kindgemäße Roboter-Neuheiten auf den Markt. Alle Bausätze zeichnen sich durch eher hohe Kosten aus!)

Die Programmierung des RCX-Steines erfolgte mit der RIS-Software (Robotics Invention System) von LEGO, einer Programmierumgebung mit ikonischer Programmierung. Das fertige Programm wurde vom Computer mit Hilfe eines Infrarotsenders, der an den COM-Port (später an den USB-Port) angeschlossen war, auf den RCX-Stein geladen. (Eine andere Programmiersprache zum Programmieren des RCX war und ist "MicroWorlds", eine Programmierumgebung, die neben SCRATCH wohl die kindgemäßeste Programmiersprache ist. Einziger Nachteil: Es handelt sich um eine textuelle Programmierung, es muss also viel eingetippt werden, was in der NMS für manche etwas mühsamer ist als eine ikonische Programmierung wie z.B. mit SCRATCH. Auch der NXT kann mit dieser Sprache programmiert werden.(Diese Software wurde übrigens auch vom Vater der Computerpädagogik Seymour Papert mitentwickelt. Der Name "MicroWorlds erinnert wieder an oben genanntes Buch, in dem er seine computerbezogenen Lernumgebungen "Mikrowelten" nennt.)

Das funktionierte alles bis zu WINDOWS XP klaglos. Spätere WINDOWS-Versionen ließen zwar die Programmierung des RCX zu, die Übertragung des fertigen Programms auf den RCX mittels IR-Tower funktionierte nicht mehr. Die Roberta-Initiative arbeitete daher bis 2018 mit alten XP-Versionen auf veralteten Laptops. Auch wir haben noch 6 alte Laptops mit WINDWS XP zur Verfügung, um den RCX und 6 alte aber gute LEGO-Bausätze, die sehr kostspielig waren, weiterhin verwenden zu können. Wir verwenden aber nicht die RIS-Software sondern eben „MicroWorlds“.  

2018 nun wurde das Projekt „Neuer programmierbarer Baustein“ für die alten LEGO-Bausätze begonnen. Auch eine entsprechende Programmierumgebung musste her. Im Sommer 2019 konnte der neue Baustein getestet werden. Die Elektronik befindet sich in einem mittels 3D-Druck hergestellten Gehäuse, das die typischen LEGO-Noppen aufweist. Gesteuert wird der auf diesem Gehäuse aufgebaute Roboter mit einem BBC Micro:bit.

Dieser wiederum wird mit einer recht einfachen Programmiersprache programmiert. Die App nennt sich wie der Stein  „R4G“. Sie arbeitet wie alle derzeitigen Programmierumgebungen mit Befehlsblöcken. Das fertige Skript wird über Bluetooth auf den Micro:bit übertragen. Somit muss auf den Tablets Bluetooth eingeschaltet sein.

R4G

Die Mädchen der 1b hatten die ehrenvolle und verantwortungsvolle Aufgabe, diesen neuen programmierbaren R4G-Baustein am 19. September 2019 zu testen. Sie waren mit Eifer und Begeisterung bei der Sache und die Ergebnisse konnten sich sehen lassen.

2a: "Probleme Lösen Teil 2" - Ein Ozobot-Projekt (12. September 2019 - HLM)

Der Ozobot ist ein kleiner Roboter, den man programmieren kann. Er kann einer von dir gezeichneten schwarzen (roten, grünen, blauen) Linie folgen und verschiedene Farbcodes lesen. Mit Hilfe dieser Farbcodes kannst du den Roboter programmieren. Jeder Farbcode bedeutet für den Ozobot einen Befehl, den er dann ausführt. Es gibt aber auch eine eigene Programmiersprache mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden für ihn. Auch Apps kannst du verwenden um den Ozobot z.B. das Tanzen zu lehren oder mit dem Ozobot leichte oder auch recht schwierige Probleme zu lösen! Du kannst den Ozobot mit deinem Smartphone oder deinem Tablet aber auch mit einem PC oder Laptop verwenden

Mit dem Ozobot Probleme lösen - Teil 2

Micro :bit und Co.
(29. JUni 2019 - HLM)
BBC Micro :bit
Calliope
Codebug
Meowbit
BrainPad Arcade