Auflistung nach Schlagwort "Physical Computing"
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- Konferenzbeitrag10. Workshop Be-greifbare Interaktion(Mensch und Computer 2017 - Workshopband, 2017) Döring, Tanja; Brade, Marius; Fröhlich, Thomas; Honauer, Michaela; Knierim, Pascal; Reinschlüssel, AnkeDie Vision des Ubiquitous Computing ist Realität geworden. Mit der fortschreitenden Integration und der zunehmenden Selbstverständlichkeit allgegenwärtiger Computersysteme in unserem täglichen Handeln entwickelt sich auch die Be-greifbare Interaktion (Tangible Interaction) zu einem wichtigen Bestandteil unseres Alltags. Die Fachgruppe "Be-greifbare Interaktion" des GI-Fachbereichs Mensch-Computer-Interaktion bietet in ihrem gleichnamigen Workshop ein Forum zur Präsentation, des wissenschaftlichen Diskurses und der interdisziplinären Auseinandersetzung mit den neuesten Entwicklungen und Forschungsergebnissen in diesem Forschungsfeld. Sowohl theoretische, kritische und zukunftsweisende Reflexionen, als auch gestalterische Arbeiten und Studien, Berichte praktischer Umsetzung und Systemdemonstrationen sind willkommen. Der Workshop soll die Diskussionen für ein breiteres Fachpublikum öffnen, aktuelle Entwicklungen und Fragestellungen offenlegen und neue Impulse für das Forschungsgebiet schaffen.
- TextdokumentBlöcke, Blumen, Mikrocontroller und das Internet of Things(Informatik für alle, 2019) Pancratz, Nils; Fandrich, Anatolij; Chytas, Christos; Daeglau, Mareike; Diethelm, IraDie Art und Weise, mit der Informatik über die letzten Jahrzehnte von der Industrie, den Medien und teils sogar (öffentlichen) Bildungseinrichtungen vermarktet wurde, führte in westlichen Kulturen zu einer deutlichen Geschlechterkluft in informatischen Berufen wie auch Studiengängen. Studien zu diesem aus diversen Gründen anzugehenden Missstand lieferten in den letzten Jahren gehäuft Belege dafür, dass sich Mädchen und junge Frauen eher für Informatik begeistern lassen, wenn ihnen diese faszinierende Wissenschaft in Kreativität, Kollaboration und Kommunikation fordernden und fördernden Kontexten präsentiert wird. So führten diese Erkenntnisse zuletzt vermehrt zu Bemühungen, Mädchen über spezielle außerschulische Workshopformate anzusprechen. Um in solchen Formaten Programmieranfängerinnen und -anfängern zugleich grundlegende Programmierkenntnisse (bspw. über Schleifen, Variablen, Verzweigungen und Methodenaufrufe) zu vermitteln und trotzdem schnell motivierende Ergebnisse zu erzielen, wird zuletzt vermehrt auf das Konzept des Computational Design zurückgegriffen. Dies ermöglicht über die Idee der Digital Fabrication ebenso wie das in außerschulischen Workshops bereits etablierte Physical Computing, Informatik im wahrsten Sinne des Wortes begreifbar zu machen. Dieser Praxisbeitrag stellt ein Workshopkonzept vor, in dem über den Kontext des Internet of Things die Ideen hinter Parametric Design und Physical Computing miteinander kombiniert werden – und dabei beide Geschlechter gleichermaßen ansprechen kann und soll! Das Ziel ist, am Ende des Workshops, der bereits mehrmals erfolgreich sowohl in außerschulischen wie auch schulischen Formaten durchgeführt wurde, eine selbstgestaltete Lampe – bspw. in Blumenform – fabriziert zu haben, die in Abhängigkeit der über das Internet bezogenen Wetterdaten in eigens kreierten Lichteffekten strahlt.
- TextdokumentEinsatz von Skill Cards und Story Cards für einen kreativitätsfördernden Informatikunterricht auf der Sekundarstufe I(Informatik für alle, 2019) Schmalfeldt, ThomasUm die Mittel der Informatik nicht nur gemäß vorgegebenen Routinen und Standardprozessen, sondern auch kreativ nutzen zu können, benötigen Schülerinnen und Schüler gewisse Grundlagen des Programmierens, die ihnen in einer Weise vermittelt werden sollten, die neben den informatischen Basiskompetenzen auch die Kreativität gezielt fördert. Im vorliegenden Beitrag wird im Kontext des Physical Computings mit dem Calliope mini der Kompetenzaufbau im Bereich „Informatik“ mithilfe des Einsatzes sogenannter „Skill Cards“ und „Story Cards“ aufgezeigt, die an der Pädagogischen Hochschule Zürich neu entwickelt wurden. Anhand der Skill Cards werden grundlegende Konzepte des Programmierens erarbeitet, welche die Schülerinnen und Schüler zur Umsetzung eigener Projektideen nutzen können. Der kreative Gestaltungsprozess wird parallel dazu durch eine reduzierte Form der Skill Cards – die Story Cards unterstützt. Die im Beitrag vorgestellten Materialien sind Teil eines laufenden Forschungsprojekts, in dessen Rahmen das Ziel verfolgt wird, zukunftsweisende Lernmaterialien für den Informatikunterricht zu entwickeln und zu erproben.
- Conference ProceedingsEntwicklung von CO_2-Messgeräten im Informatikunterricht(INFOS 2021 – 19. GI-Fachtagung Informatik und Schule, 2021) Przybylla, Mareen; Huber, Stefan W.Während der Covid-19-Pandemie wurden in vielen Ländern Empfehlungen ausgesprochen, Innenräume regelmäßig zu lüften. Dabei wird oft auch auf die Verwendung von CO_2-Messgeräten verwiesen, um schlechte Luftqualität frühzeitig zu erkennen. An der Pädagogischen Hochschule Schwyz wurde in Kooperation mit der Projektschule Sek eins Höfe eine Unterrichtsreihe entworfen und mit Schülerinnen und Schülern einer siebten Klasse im Schulfach »Medien und Informatik« erprobt, in welcher solche Messgeräte entwickelt werden. Aus informatischer Perspektive steht die Entwicklung eines einfachen, eingebetteten Systems auf grundlegendem Niveau im Vordergrund. Es ist hilfreich, wenn die Lernenden bereits mit blockbasierter Programmierung (zb in Scratch) vertraut sind. Während algorithmische Grundstrukturen und Variablen werden nicht mehr explizit eingeführt werden, wird stattdessen der Fokus auf das Thema Physical ComputingfootnotePhysical Computing: kreatives Gestalten und Entwickeln interaktiver, physischer Objekte, die über Sensoren und Aktoren mit ihrer Umwelt interagieren gelegt, welches am Beispielprojekt der coo-Messgeräte vertieft wird. In der Unterrichtsreihe lernen die Schülerinnen und Schüler, wie man mit Sensorik Umweltdaten erfassen und auf einem Mikrocontroller verarbeiten kann, um mithilfe von Aktoren verschiedene Ausgabemöglichkeiten zu nutzen. Dabei bearbeiten sie Rechercheaufgaben und führen Untersuchungen im Schulhaus durch, bevor sie schließlich in die Entwicklerrolle schlüpfen und ihre Geräte bauen, programmieren und gestalten. Für die Unterrichtsreihe werden ein Luftqualitätssensor MQ135 sowie Arduino-basierte Prototyping Kits mit Sensor- und Aktormodulen mit herkömmlichen Steckverbindern (Seeed Studio Grove) verwendet. Somit ist es nicht nötig, Bauteile mit Litzen und Lochrasterplatinen zu verdrahten. Es sind keine über die Unterscheidung von digital oder analog angesteuerten Komponenten hinausgehenden Kenntnisse der Elektronik erforderlich. Für die Zielgruppe sollte die verwendete Programmierumgebung möglichst intuitiv erfassbar sein und an Vorkenntnisse aus der Primarstufe anknüpfen. Daher fiel der Entscheid auf Snap4Arduino, eine blockbasierte Programmierumgebung, die sich einfach mit zusätzlichen Blockbibliotheken erweitern lässt, um die gewünschten Sensoren und Aktoren verwenden zu können. Im Workshop lernen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Unterrichtsreihe im Detail kennen, bekommen Zugang zu den verwendeten Bibliotheken und Unterrichtsmaterialien und werden selbst ein prototypisches coo-Messgerät entwickeln. Anhand von Beispielprojekten aus dem Unterricht erhalten Sie einen Einblick in die Möglichkeiten dessen, was mit einfachen Mitteln bereits ohne viele Vorkenntnisse für die Schülerinnen und Schüler erreichbar ist. Zum Abschluss des Workshops werden wir gegenseitig die Miniprojekte begutachten und in einer kurzen Reflexionsphase auch über Möglichkeiten für formative Lernkontrollen sowie zur abschließenden Leistungsbeurteilung sprechen.
- Conference ProceedingsErhebungsinstrument für Überzeugungen zum Physical Computing(INFOS 2021 – 19. GI-Fachtagung Informatik und Schule, 2021) Schmalfeldt, Thomas; Przybylla, MareenEinstellungen und Überzeugungen von Informatiklehrpersonen spielen neben deren Professionswissen eine große Rolle hinsichtlich der Frage, ob und wie neu erworbenes Wissen in den Schulunterricht integriert wird. Im Themenbereich Physical Computing wurde immer wieder festgestellt, dass Lehrpersonen – trotz anfänglicher Begeisterung – zögerlich agieren, wenn es um die unterrichtliche Umsetzung geht. Daher verfolgen wir das Ziel, die Überzeugungen von Lehrpersonen zu verschiedenen Zeitpunkten während und nach ihrer Ausbildung zu erheben und Aus- und Weiterbildungsangebote auf Grundlage der Ergebnisse entsprechend anzupassen. In diesem Beitrag stellen wir die Entwicklung und Überprüfung eines entsprechenden Testinstruments sowie die Ergebnisse der Pilotstudie vor. Wir identifizieren funktionierende Items und Konstrukte sowie noch zu behebende Probleme und beschreiben anhand der Daten erste Tendenzen in den Überzeugungen angehender Lehrpersonen.
- PraxisbeiträgeGestaltung von Verkehrssimulationen zur Abbildung von Entwicklungsprozessen(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Funke, Florian; Erbsmehl, Jörg; Hofmann, Sven; Kießling, PeterIterative und inkrementelle Programmierung sind wesentliche Vorgehensmodelle für die Umsetzung von Programmierprojekten. Sie bieten für den Informatikunterricht Chancen der Individualisierung, Binnendifferenzierung und interessensorientierten Gestaltung von Szenarien im Unterricht und in Projekten. Die Anwendung dieser Arbeitsweisen auf alltagsnahe Beispiele fördert die Problemlösekompetenz sowie die Ergebnisorientierung im Entwicklungsprozess. In diesem Erfahrungsbericht wird die Umsetzung eines Projekttages für Schüler:innen vorgestellt, in dem diese Arbeitstechniken am Beispiel von Verkehrssimulationen durch die Lernenden intuitiv mittels forschend-entwickelndem Lernen, erprobt und angewandt werden. Dabei werden zur praxisnahen und realistischen Ausgestaltung Elemente des Physical Computing, insbesondere der Robotik, eingesetzt. In zwei Bausteinen gestalten die Teilnehmenden verschiedene Elemente des Verkehrsraumes von annäherungssensitiven verketteten Ampelsystemen bis zum fahrenden Roboter mit Straßen- und Kollisionserkennung aus. Im Fokus steht dabei das kollaborative Arbeiten der Lernenden in Kleingruppen. Die Teilnehmenden identifizieren selbstständig Probleme und Potenziale in der Ausgangsimplementation, entwickeln Verbesserungs- und Lösungsideen, planen und priorisieren Entwicklungsschritte und modellieren und implementieren ihre Ideen schließlich in ihr Produkt. Auf diesem Weg entsteht am Projekttag eine Vielzahl an individuellen Ergebnissen, die in einer gemeinsamen Testumgebung erprobt werden. In der anschließenden Auswertung werden Vor- und Nachteile einzelner Ergebnisse diskutiert und analysiert, sodass Stärken und Schwächen spezifischer alltagsbezogener Implementationen herausgearbeitet werden. Der Projekttag bildet damit den Ausgangspunkt für die weitere Ausgestaltung der Ideen im Informatik- und Profilunterricht.
- TextdokumentIntegration des Erwerbs von Basiskonzepten der Informatik in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe I(Informatische Bildung zum Verstehen und Gestalten der digitalen Welt, 2017) Lindner, Marlene; Schulz, Sandra; Pinkwart, NielsAls Beitrag zu einer flächendeckenden informatischen Bildung kann sich eine Verknüpfung der Informatik mit anderen Schulfächern gewinnbringend auswirken. Mit Unterrichtseinheiten in Physical Computing ist es möglich den Erwerb von Basiskonzepten und -kompetenzen der Informatik in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht zu integrieren. In diesem Beitrag werden unter Berücksichtigung der Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz und der Gesellschaft für Informatik Verknüpfungsmöglichkeiten für die Sekundarstufe I aufgezeigt, die sich aus den Bildungsstandards ergeben. Anschließend werden zwei entwickelte Unterrichtseinheiten mit LEGO Mindstorms detailliert vorgestellt.
- KonferenzbeitragReminder Objects: Greifbare Interaktion im alltäglichen Leben(Mensch und Computer 2015 – Usability Professionals, 2015) Rieß, Henrik; Klein, Peter; Ecker, Martin; Hintz, Stefan
- ZeitschriftenartikelDie senseBox Instruction Placemat zur Förderung einer lernendenzentrierten Vermittlung von Physi-cal Computing(Informatische Bildung in Schulen (IBiS): Vol. 2, No. 1, 2024) Özkaya, Ilhan Talha; Witte, Verena; Bartoscheck, Thomas; Pesch, MarioDie wachsenden Anforderungen der sich stetig verändernden Welt verstärken den Ruf nach der Förderung logischer und algorithmischer Denkweisen im Bildungssektor. Die senseBox – ein Toolkit zum Bau und zur Programmierung einer Messstation - stellt eine Möglichkeit dar, um dieser Herausforderung zu begegnen. Beim Einsatz der senseBox im MINT-Unterricht kann Physical Computing auf unterschiedliche Weise vermittelt werden. Eine neuartige und in die-sem Paper fokussierte Methode ist die Instruction Placemat. In einer ersten Pilotierung, die mithilfe qualitativer Beobachtungen und einer quantitativen Erhebung mit n = 53 Schüler:innen evaluiert wurde, konnte der Vorteil der Placemat gegenüber einem vortragsgeleitetem Unter-richt gezeigt werden.
- TextdokumentTPA-Modell(Informatik für alle, 2019) Meier, Urs LeoDurch die Einführung des neuen Fachs Medien und Informatik im Rahmen des Lehrplans 21 an Deutschschweizer Volksschulen halten u.a. informatische und medienpädagogische Inhalte Einzug in den Unterricht ab Kindergartenstufe. Lehrpersonen aller Schulstufen sind daher gefordert, ihre eigenen Kompetenzen weiterzuentwickeln, um ihre Schüler*innen im Lernprozess zu unterstützen. Insbesondere der Programmierunterricht benötigt viele Fertigkeiten auf verschiedenen Ebenen. Um die Abläufe eines Problemprozesses beim Programmieren für Lehrpersonen verständlich aufzuzeigen, hat der Autor ein Modell entwickelt. Das sogenannte TPA-Modell (Thinking, Processing, Acting) zeigt die grundlegenden Arbeitsschritte beim Lösen eines Problems aus dem Alltag bis hin zur Verwirklichung in einem physikalischen Modell wie z.B. einem Roboter oder Microboard. Nach der Entwicklung des TPA-Modells wurde es in der Praxis eingesetzt, um problembasierte Aufgaben zu reduzieren und die grundlegenden Programmierkonzepte zu vermitteln.