Der magische Handschuh Programmieren im Biologie-, Chemie- oder Physikunterricht integrieren Das Fach Informatik kommt langsam an deutschen Schulen an. Programmieren zu können wird in einer digitalisierten Welt zur wichtigen Kompetenz. Der Science on Stage Deutschland e.V. bietet Lehrkräften mit der Unterrichtseinheit „Der Zauberhandschuh“ die Möglichkeit, Programmierkenntnisse auch in den naturwissenschaftlichen Fächern zu fördern. D ie Unterrichtseinheit verbindet Natur- wissenschaften mit Informatik. Sie ist in zwei Stufen aufgeteilt und eignet sich da- durch für die Sekundarstufen I und II. Programmiert wird in Arduino, einer quelloffe- nen Soft- und Hardwareplattform, die speziell für Einsteiger konzipiert wurde. Sie besteht aus einem E/A-Board und einem Mikrocon troller mit analogen und digitalen Ein- und Ausgängen. Um den Mikrocontroller zu pro- grammieren, bedarf es Grundkenntnisse in ei- ner von Arduino unterstützten Programmier- sprache wie zum Beispiel C oder C++. Auf dem Handschuhrücken befindet sich ein LC-Display. Einmal angezogen, kann über die Up/Down-Tasten der Sensor am jeweiligen Finger ausgewählt werden. Nach Drücken der SEL-Taste beginnt auch schon die ent- sprechende Messung. Der Messwert wird im Display angezeigt. Mithilfe des Sensorenhandschuhs können Schüler:innen Temperatur, Helligkeit, Feuch- tigkeit, das Vorhandensein eines Magnet- felds, Schallintensität, Distanzen usw. mes- sen. Dazu wird der entsprechende Sensor ausgewählt. Da der Handschuh über eine Bat- terie betrieben wird, kann er mit nach draußen genommen werden. Schüler:innen der Sekun- darstufe II können auch einen eigenen Hand- schuh entwickeln, um weitere Experimente mit ihm durchzuführen. Praktische Anwendung Im ersten Schritt recherchieren die Schüler:innen ein Schnittmuster für den Handschuh. Als Nächstes wird ein Schalt- plan entwickelt, um die einzelnen Sensoren mit den korrekten Pins des Arduinos zu ver- binden. Danach wird auch die LCD-Anzeige mit dem Arduino verbunden. Bei der Program- mierung kann die Lehrkraft die Schüler:innen unterstützen oder das vorhandene Programm auf der Webseite www.science-on-stage.de/ coding-materialien verwenden. Nachdem der Handschuh zusammengenäht wurde, müssen die Sensoren kalibriert wer- den, insofern keine vorab kalibrierten Sen- soren verwendet werden. Kalibrierformeln können im Internet einfach recherchiert wer- den. Natürlich können Schüler:innen der Se- kundarstufe II auch selbst solche Formeln entwickeln. Wer im eigenen Unterricht Arduino nicht ein- setzen will, kann für den „Zauberhandschuh“ auch den Calliope mini verwenden, wodurch der Handschuh ein wenig leichter und klei- ner wird. Marc Hankmann © Science on Stage Auf dem Handrücken des Handschuhs wird eine LCD-Anzeige angebracht, die die Sensorwerte präsentiert. Darunter befinden sich die Tasten zur Bedienung. 16 bildung+ science 2022
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