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Vorwort

Im Zusammenhang mit der Unterrichtsplanung zum Thema Mikrocontroller für das Schuljahr 2011/12 ergab sich, dass der alte Lernträger (ein AVR von Atmel, der mit Bascom zu programmieren war) in die Jahre gekommen ist und mittlerweile auch mechanisch sehr unter dem Gebrauch gelitten hat. Uns schwebte etwas vor, das man universell verwenden, in verschiedenen Klassen einsetzen und auf unterschiedlichen Niveaus unterrichten konnte. Des Weiteren sollte es dem technischen Standard der nächsten Jahre genügen, unsere fachliche Ausrichtung unterstützen und die inhaltlichen Unterrichtsthemen als Lernträger ergänzen. Darüber hinaus sollte es leicht zu handeln, robust, erweiterbar und letztendlich auch noch preisgünstig sein. Dies erschien uns schwer bis unmöglich zu sein.

Doch, angeregt durch unseren Kollegen Günter Jannsen, fiel unser Augenmerk auf das Arduino-Uno-Board. Wir ließen uns ein Exemplar zukommen, begutachteten es und führten ein paar einfache Testprogramme aus. Die Begeisterung war groß. Auch wenn wir das Bauteil noch nicht ausgiebig getestet hatten, waren wir von den Möglichkeiten, die dieses Board bot, begeistert. Ideen für den unterrichtlichen Einsatz sprudelten nur so aus uns heraus. Des Weiteren wurden viele unserer Forderungen hinsichtlich der Einsetzbarkeit, Erweiterbarkeit und des Preises mehr als erfüllt.

Nun ging es darum, das Board soweit aufzubereiten, dass es unterrichtlich einsetzbar war. Da das einzige Manko des Boards die ungenügende mechanische Robustheit war, kam uns die Idee, mit der Klasse EGS-O einen labortauglichen Lernträger zu entwickeln, zu bauen und in Betrieb zu nehmen. Dies beinhaltete eine ausführliche Auseinandersetzung mit der Hardware des Boards (Mikrocontrollertechnik, Schnittstellentechnik (RS232 , USB, I2C)), der Software des Boards (Installation der Arduino-Software, Arbeiten mit der Entwicklungsumgebung, Einführung in die allgemeine Programmierung des Arduinos) und der Planung und Umsetzung eines Kundenauftrages inklusive einer abschließenden Qualitätssicherung und Dokumentation.

Die Umsetzung des Vorhabens passte inhaltlich und zeitlich sehr gut in den Lehrplan der EGS Oberstufe und Fachstufe. Der ganzheitliche Ansatz des Projektes, von der Planung bis zur Produktion und Qualitätssicherung, deckt große Teile der Lernfelder 11, 12 und 13 ab und geht aufgrund des Projektcharakters und der ihr inne wohnenden Gruppendynamik weit darüber hinaus, indem der Erfahrungshorizont der Schüler bezüglich der nichtfachlichen Kompetenzen (soft skills) über das ?Normale? hinaus gefordert und gefördert werden.

Der zeitliche Rahmen des Projektes von 10 Monaten muss relativiert werden, da es nach Abzug der Ferien und der Vorbereitung auf die Abschlussprüfung effektiv eine Umsetzungszeit von 6 Monaten ergibt. Darüber hinaus wurden vielfach Unterrichtseinheiten durchgeführt, um relevante Themen gemeinsam aufzuarbeiten, wie z.B. das Programmieren des Arduinos und das Erstellen von Programmen in C#.

Angesichts der vielfältigen Aufgaben und fachlichen Inhalte, die es in dieser Zeit zu erarbeiten galt, ist bemerkenswert, was die Schüler geleistet haben.

Neben einem robusten und labortauglichen Gehäuse für das Arduino-Board (dem eigentlichen Projektvorhaben), haben die Schüler verschiedene Zusatzplatinen (I/O-Platine, Ampelsteuerungs-Platine, Fußgängerampel-Platine, LCD-Platine) für den unterrichtlichen Einsatz erstellt. Des Weiteren haben sie für die Zusatzplatinen in C# Testprogramme geschrieben und eine Website zum Projekt erstellt.

Auch wenn manches noch optimiert werden kann, muss man festhalten, dass das Projekt ein voller Erfolg war. Die Schüler haben die an sie gestellten Aufgaben angenommen und erfolgreich zu Ende geführt. Hierbei durften sie alle Facetten eines ganzheitlichen Projektes erleben und erfahren.

Auf das Geschaffene können sie stolz sein.

Wie sehr sich die Schüler mit dem Projekt identifiziert haben, zeigt sich auch darin, dass einige Schüler sich das Arduino-Board privat gekauft und zu Hause damit eigene Projekte bearbeitet haben.

 

Knud Lübeck                                                           Niebüll, im Januar 2012

(Klassenlehrer der EGS2008)