Entwerfen und Bauen eines Hovercrafts. Lass es schnell davon treiben!

Das Entwerfen eines schnellen, schwimmenden Luftkissenfahrzeugs aus recyceltem Karton und natürlichem Sperrholz. Wenn es fertig ist, wird das Hover:bit schnell davon gleiten, nur begrenzt durch deine Fähigkeiten als Pilot.  Durch die Verwendung von micro:bit-Controllern in dieser praktischen Aktivität können Lernende Programmierkenntnisse entwickeln und echtes lehrplan übergreifendes Lernen erleben.

Zusammenfassung: In diesem Trainingsmodul haben wir uns von MakeKit in Oslo (https://www.makekit.no/en) inspirieren lassen und MakeKit gebeten, sich uns für diese Aktivität anzuschließen. Unser Ziel war es, die Teilnehmer an einer echten lehrplan übergreifenden Erfahrung teilhaben zu lassen. Der Taschencomputer BBC micro:bit - https://microbit.org/ macht seit einigen Jahren das Programmieren für Lehrer im Grund- und Sekundarbereich verfügbar. Programmieren kann tatsächlich die Welt verändern und das Klassenzimmer in eine problemlösende Aktivität verwandeln. Aber wir wollten das A zu STE(A)M Learning hinzufügen. Wenn ein eigenes Luftkissenfahrzeug entworfen wird, indem eine Vorlage mit Grafiken verwendet und es dann nach Wunsch gestaltet wird, gibt dies Raum für mehr Erkundung und Kreativität. Schlüsselwörter: Hover:bit, micro:bit, Blockprogrammierung, lehrplanübergreifende Aktivität, Bau eines Luftkissenfahrzeugs, Physical Computing, MakeKit Die Ressourcenliste: 1. Jedes Luftkissenfahrzeug muss zwei micro:bits haben, eines für das Luftkissenfahrzeug/Boot und eines, um es zu steuern. Erfahren Sie auf der Website, wie Sie das micro:bit verwenden: : https://microbit.org/ 2. Alle Anweisungen, elektronischen Teile, Werkzeuge und andere Ressourcen zur Durchführung der Aktivität finden Sie auf der MakeKit-Website:  https://www.makekit.no/en/docs/#hoverdocs   3. Sie können auch auf Video-Tutorials für die Aufgabe und den Bau des Luftkissenfahrzeugs zugreifen https://www.youtube.com/playlist?list=PLpKO0Lk1dVfpF5N9z4OJHadmcOnj_z56F   4. Stellen Sie sicher, dass Sie einen geeigneten Makerspace oder ein großes Klassenzimmer mit Platz zum Testen des Luftkissenfahrzeugs haben

Programmieren kann die Welt verändern! In unserer heutigen Welt müssen wir neue technologische Lösungen für alle kleinen und großen Herausforderungen finden, denen wir uns stellen müssen. Das BBC micro:bit ist ein winziges, codierbares physisches Computergerät im Taschenformat, das für alle möglichen Aktivitäten programmiert werden kann, wodurch es sowohl für Kinder im Grundschulalter (7-11) als auch im Sekundarschulalter (11-14) geeignet ist. Es verfügt über ein integriertes Display, Tasten, Bewegungserkennung, Temperatur- und Lichtsensor und unterstützt drahtlose Bluetooth Low Energy (BLE)-Kommunikation. Durch den Anschluss an einen Computer, Laptop oder Tablet kann es so programmiert werden, dass es verschiedene Operationen ausführt. Es wurde erstmals 2016 für 11- bis 12-jährige Schüler in Großbritannien eingeführt.  Ein- und Ausgänge sind ein wichtiger Teil eines Computersystems und das micro:bit weist mehrere Ein- und Ausgänge auf. Micro:bit hat zum Beispiel LEDs, Temperatursensor, Lichtsensor, Kompass, Ton, Funk und Beschleunigungsmesser. Diese Sensoren ermöglichen es, mit ihm zu interagieren und es mit anderen Geräten zu verbinden. Das micro:bit kann mit blockbasierter Sprache, JavaScript, C und MicroPython programmiert werden.  Mit der jüngsten Änderung der Lehrpläne ist beispielsweise in Norwegen (2020) ein hoher Anteil der Lehrer für die Informatik in ihrer Schule verantwortlich. Die Vorteile von Physical Computing im Klassenzimmer und in Computerumgebungen in der Schule können sich positiv auf die Motivation von Schülern auswirken, auch von Schülern mit unterschiedlichem Hintergrund, da die Lernerfahrung und das Ergebnis sichtbar sind und nicht nur virtuell verfügbar sind. Die Greifbarkeit physischer Geräte hilft auch den Schülern und führt zur Zusammenarbeit in Gruppen und zur Freisetzung von Kreativität (Sentence et.al, 2017).

Das Aufgaben- und Trainingsmodul trägt den Titel „Baue und konstruiere ein Luftkissenfahrzeug – lass es schnell davon gleiten". Der Zweck dieser Aktivität besteht darin, die Schüler an einer Aktivität teilnehmen zu lassen, bei der sie sowohl physische als auch praktische Erfahrung mit der Kodierung und Programmierung sammeln können. Das physische Element, in dem sie zum ersten Mal ein Luftkissenfahrzeug erstellen und entwerfen, gibt dem Computing und der Programmierung eine positivere Perspektive als das traditionelle bildschirm basierte Lernen. Das physische Computing kann dazu führen, dass sich die Schüler auf Ideen konzentrieren, anstatt auf Beschränkungen. Die Forschung erwähnt auch, dass Mädchen engagierter sind, wenn sie mit Physical Computing konfrontiert werden (Sentence at.el 2017). MakeKit hat mehrere nützliche Ressourcen entwickelt, die bei dieser Aufgabe verwendet werden können, und bietet auch eine weitere Beschreibung dieser Aktivität an. Den Prozess und die Schritt-für-Schritt-Beschreibung zur Programmierung des hover:bit finden Sie hier: https://www.makekit.no/wp-content/uploads/2022/07/How-to-code-and-run-hover-bit-ENG.pdf Eine hover:bit-Vorlage mit Grafiken finden Sie hier: https://www.makekit.no/wp-content/uploads/2022/07/A4-PrintCut-Template-base-plate-and-2x-rudder.pdf

Das Ziel dieser Aktivität ist es, das Luftkissenfahrzeug so zu bauen und zu gestalten, dass es sich auf dem Boden oder auf einer trocken sauberen Oberfläche bewegen kann. Es ist von zentraler Bedeutung, einen mit Luft zu befüllenden Beutel zu erschaffen, der über den Orientierungssensor am micro:bit steuerbar gemacht werden kann. Es gibt ein micro:bit auf dem Luftkissenfahrzeug und ein anderes, das als Handsteuerung zum Lenken und Gleiten des hover:bit dient. Weitere Informationen finden Sie in der Beschreibung zur Programmierung des hover:bit. Welches Luftkissenfahrzeug wird gewinnen? Die Aktivität sollte weiterentwickelt werden, indem das Klassenzimmer und die Lernenden in verschiedene Gruppen eingeteilt werden, in denen sie zusammenarbeiten können. Es könnte auch motivierend sein, einen Wettbewerb zu veranstalten, bei dem die Luftkissenfahrzeuge einen Startpunkt und eine Ziellinie haben. Die Luftkissenfahrzeuge können gleichzeitig gegeneinander antreten oder einzeln getestet und überwacht werden, indem jeweils eine Zeitmessung durchgeführt wird.

Welches Luftkissenfahrzeug wird gewinnen? Die Aktivität sollte weiterentwickelt werden, indem das Klassenzimmer und die Lernenden in verschiedene Gruppen eingeteilt werden, in denen sie zusammenarbeiten können. Es könnte auch motivierend sein, einen Wettbewerb zu veranstalten, bei dem die Luftkissenfahrzeuge einen Startpunkt und eine Ziellinie haben. Die Luftkissenfahrzeuge können gleichzeitig gegeneinander antreten oder einzeln getestet und überwacht werden, indem jeweils eine Zeitmessung durchgeführt wird.

Um den Lernprozess zu vereinfachen, ist es möglich, den Lernenden mehr Zeit zu geben und gemeinsam mit dem Lehrer die Schritt-für-Schritt-Anleitungen zu befolgen. Die Lernenden können auch nach unterschiedlichen Verantwortlichkeiten und mit stärker festgelegten Tätigkeiten organisiert werden. Einige Lernende können das Luftkissenfahrzeug bauen und entwerfen, während andere an der Programmierung arbeiten. Dann können alle beim Testen und Steuern zusammenarbeiten. Es ist auch möglich, dass der Lehrer den größten Teil der Programmierung mit den micro:bit-Controllern vorbereitet.

Dieser STEAM-Lernaktivitäts-Workshop richtet sich an Grundschullehrer, die einen physischen Workshop erstellen möchten, der Computerkenntnisse und Programmierung umfasst.

This STEAM learning activity workshop is addressed to primary school teachers who want to create a physical workshop adding computing skills and coding to it.

Dieser STEAM-Lernaktivitäts-Workshop richtet sich an Grundschullehrer, die einen physischen Workshop erstellen möchten, der Computerkenntnisse und Programmierung umfasst. Diese Aktivität kann in fünf Phasen unterteilt werden: 1. Vorstellung des Luftkissenfahrzeugs als Gegenstand und seiner Funktionalität als Boot. Betrachten von Bildern, Filmclips und Beschreiben verschiedener Arten von Luftkissenfahrzeuge – Air Cushion Vehicle (ACV), Sidewall Hovercraft, Ground Effect Machine (GEM) und Hovertrain. Ansehen von Skizzen und Zeichnungen von Luftkissenfahrzeugen (20-30 Minuten). 2. Beginnen Sie mit dem Programmieren als Konzept und erkunden Sie micro:bit mit einführenden Aufgaben von der Website - https://microbit.org/projects/ (45-60 Minuten). 3. Einrichtung der Aktivität/des Workshops und Beschreibung. Mit dem Design arbeiten und der A4 Vorlage des hover:bit mit den Grafiken folgen - https://www.makekit.no/wp-content/uploads/2022/07/A4-PrintCut-Template-base-plate-and-2x-rudder.pdf. Das Design kann durch das Hinzufügen von Farben weiterentwickelt werden(45-60 Minuten). 4. Die Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Programmieren und Ausführen des hover:bits befolgen- https://www.makekit.no/wp-content/uploads/2022/07/How-to-build-hover-bit-V2-ENG.pdf Das Luftkissenfahrzeug betriebsbereit und steuerbar machen(30-45 Minuten). 5. Den Sender und das Luftkissenfahrzeug einschalten. Testen und Kontrollieren (10-20 Minuten).

• Gibson & Bradley (2017). A study Northern Ireland Key Stage 2 pupils´perceptions of using the BBC Micro:bit in STEM education 
• https://ojs.cumbria.ac.uk/index.php/step/article/view/374
• Sentance et.al (2017). Creating cool stuff – Pupils´experience of the BBC micro:bit https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3017680.3017749