Meine Buchempfehlungen zu Coding und Digitalisierung für Kids:
Michael Weigend: Raspberry Pi für Kids, mitp 2018
Computer, Informatik, Internet für Eltern, DK Verlag 2018
S. Martinez & G. Stager, Invent To Learn, Making, Tinkering, and Engineering in the Classroom, Constructing Modern Knowledge Press 2019
Raspberry 1373331 Pi 3 Modell B+ Mainboard, 1 GB
Für Raspberry pi 3 b+ Gehäuse mit Netzteil von Smraza
Drahtlose Tastatur und Maus Jelly Comb
SanDisk Ultra 16GB microSDHC, Class 10 Speicherkarte mit Betriebssystem
und hier der Link auf die Website von Raspberry Pi im Original
und in deutsch in Wikipedia.
In nur 4 Tage landete das Schelztor-Gymnasium und der Rüdern TechnikClub mit ihrem Feinstaubprojekt beim Schulwettbewerb von SpardaImpuls auf Platz 63. Jetzt kommt noch die Bewertung der Fachjury, wir berichten nach Abschluss.
Hier zum Ergebnis
Digitalisierung soll im Schelztor-Gymnasium SG in Zukunft mehr bedeuten als nur die Verfügbarkeit von Lehr- und Lernmaterial auf IPad oder PC. Mit dieser Vision startete der Schulleiter des SG Jörg Leihenseder das gemeinsame Projekt des SG mit FESTO und dem Rüd
ern TechnikClub. Schüler der Coding AGs vom SG, dem Georgii Gymnasium, Lehrer, Eltern und Vertreter der beteiligten Organisationen hatten sich am 10.11. um 13:30 in der Aula des SG zusammengefunden, um dem Projekt einen angemessenen Start zu geben. J. Leihenseder führte weiter aus, dass Digitalisierung in der Schule über die offensichtlichen Inhalte in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik hinaus, genau wie in Gesellschaft und Wirtschaft, eine Querschnittsfunktion über alle Fächer hinweg ausüben müsse. Die dafür notwendige Didaktik brachte er mit der Betonung auf „selber machen, selber verstehen und selber lernen“ auf den Punkt.
Dr. Ulrich Stoll, Festo Gesellschafter führte aus, dass Digitalisierung für Festo schon ein altes Thema ist; Antriebe, Sensoren und industrielle Steuerungen sind digital. Neu ist die zunehmende direkte Vernetzung übers Internet. Mit dem sog. Internet der Dinge können sich Maschinen
und Anlagen sozusagen per SMS Botschaften zusenden wie z. B. „Auf der Anlage fehlt das Teil X“ oder „Hier gibt es eine Störung“. Mit der weltweit zunehmenden Verfügbarkeit des schnellen Internets ist auch die Kommunikation der 30.000 Festo Mitarbeiter miteinander und mit Kunden wesentlich intensiver geworden. Unter dem Stichwort Lernunternehmen entwickelt Festo daher schon seit vielen Jahren immer bessere Lösungen für gute und enge Zusammenarbeit. Dr. Stoll versicherte, dass Festo neben der Spende für die Ausstattung auch seine Erfahrungen zu Technik, Vernetzung und Zusammenarbeit und Lernen im Projekt mit Schülern und Lehrern einbringen wird.
„Digitalisierung kommt auf uns zu!“, diese fast fatalistische Einstellung soll im Projekt auf den Kopf gestellt werden, so Dr. Hermann Klinger, Vorstand des Rüdern TechnikClub. Und er stand mit dieser Absicht nicht alleine da: alle Anwesenden wollten mehr wissen über Digitalisierung, wollten mehr selbst ausprobieren können und das Gelernte für eigene Ideen anwenden. Die damit verbundene Neugier wirft ständig neue Fragen auf, die in der Gruppe und über Fächergrenzen hinweg geklärt werden können. Ein Beispiel dafür ist das Navi: „Was bedeutet die Angabe von Längengrad und Breitengrad im Navi?“. Die Antwort dazu liefert die Geographie. Die weitergehende Frage nach dem Koordinatensystem betrifft die Geometrie. Die mit dem schnellen Umlauf der Satelliten um die Erde verbundenen Fragen nach der Relativitätstheorie beantwortet der Physikunterricht.
In der fast 10-jährigen Zusammenarbeit mit Kindern und Jugendlichen wurde im Rüdern TechnikClub ein Konzept zur praktischen Umsetzung von Digitalisierung Live im Unterricht entwickelt. Es soll noch in diesem Schulhalbjahr am SG eingeführt werden. Die Grundausstattung dazu sind mobile Basissets bestehend aus Raspberry Pi, LCD Bildschirm, Tastatur, Maus und Zubehör. Schon damit können Schülerinnen und Schüler ab Klasse 5 Programmiersprachen lernen, den Einstieg in den Umgang mit Bürosoftware finden, Fahrzeugsteuerungen simulieren, Roboter programmieren und vieles mehr. Die Vielfalt wurde deutlich anhand der konkreten Projektbeispiele vom Rüdern TechnikClub und von den Coding AGs. Es ist keine Frage mehr, der Grundstein für Digitalisierung Live im Cyber Planet des Schelztor-Gymnasiums ist gelegt.
Bundeskanzlerin Angela Merkel ist der Überzeugung, daß „die Fähigkeit zum Programmieren eine der Basisfähigkeiten von jungen Menschen wird, neben Lesen, Schreiben und Rechnen.“ Unklar bleibt bei ihrer Aussage anlässlich der Deutsch-Französischen Digitalkonferenz in Berlin im Dezember 2016, wie diese Fähigkeiten erlernt werden sollen. Der Rüdern TechnikClub RTC kann gerade dazu auf langjährige Erfahrungen in wöchentlichen „Offenen Laboren“, Ferienkursen und vielfältigen Projekten mit Kindern und Jugendlichen zurückgreifen.
Seit Anfang des laufenden Schuljahres im September 2016 bestehen Kooperationen des RTC mit dem Georgii Gymnasium, dem Schelztor Gymnasium und der Schule am Schillerpark. In zwei-stündigen, wöchentlichen Coding Arbeitsgemeinschaften führen Rudolf Schenke und Hermann Klinger vom RTC Schülerinnen und Schüler der 5. Klassenstufe in die Programmierung mit Scratch ein. Scratch ist eine grafische Programmiersprache und deshalb für den Einstieg ins Programmieren besonders geeignet. Befehle werden wie Legobausteine zusammengeklickt, sofort ausprobiert und zu ansehnlichen Programmen ausgebaut. In vieler Hinsicht erinnert Scratch an das bei Kindern so beliebte Minecraft. Der Phantasie der Kinder sind bei Scratch keine Grenzen gesetzt.
Nach einen halb
en Jahr lag es nahe, das Erreichte im ersten Esslinger Coding Wettbewerb, organisiert vom RTC und durchgeführt in der Aula des Georgii Gymnasiums zu vergleichen.
„Dabei sein ist alles“, so Hermann Klinger vom RTC und er überreichte schon zu Beginn an alle Teilnehmer einen offiziellen Qualipass des Kultusministeriums.
Die Titel der vorgeführten Scratch Programme spiegelten den Fantasiereichtum der jungen Teilnehmer wider: Mäusejagd, Fischjagd, Remix 2.0, Scratch Schule, Hindernislauf, Animationsspiel, Verfolgungsjagd, Ampelsteuerung und Drachen2.0.
Die Bewertung der Programme durch die aufmerksamen Besucher führte zur Preisverleihung: der erste Preis, ein Raspberry Pi 3 mit Zubehör im Festo Systainer ging an Emilia Pauli für ihren Hindernislauf, der zweite Preis, ein Raspberry Pi Zero mit Zubehör im Festo Systainer an Thorsten Siegel für sein Animationsspiel und Soner Sarikurt erhielt einen 64 GB USB Stick im Festo Systainer für seine Ampelsteuerung.
Die Mitglieder des RTC ließen es sich nicht nehmen, laufende Projekte vorzustellen. So zeigte Arvid Worbs die Umsetzung akustischer Signale auf dem Oszilloskop. Rudolf Schenke konnte die Teilnehmer beruhigen: die mit dem im RTC gebauten Feinstaubmessgerät gemessenen Werte in der Aula des Georgii Gymnasium lagen – im Gegensatz zu den Werten draußen – weit unter der Alarmgrenze.
Dass der Codi
ng Wettbewerb und das Programmieren in Scratch bei den Kindern gut ankam, war ihnen von den Augen abzulesen. Ihre Frage nach dem nächsten Wettbewerb konnte Hermann Klinger schon beantworten: der 2. Esslingen Coding Wettbewerb wird auf jeden Fall noch vor den Sommerferien im Schelztor Gymnasium stattfinden.
Nach 15 Tagen endete Anfang Februar 2017 der bisher längste Feinstaubalarm in Stuttgart. Die Feinstaubbelastung von Mensch und Umwelt erreichte dabei Tagesmittelwerte von bis zu 188 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft. Am Tag nach dem Silvesterfeuerwerk lag der Wert noch höher. Der von der EU empfohlene Maximalwert ist 50 Mikrogramm pro Kubikmeter!
Rüdern liegt hoch über der Stuttgarter Innenstadt und weit weg von der Messstation am Neckartor. Rüderns Bürger könnten sich in Sicherheit wiegen. Zusätzlich lässt die Nähe zum Schurwald saubere Luft erwarten. Viele Menschen nutzen diese scheinbar beste Lage zu ausführlichen Spaziergängen und intensivem Jogging, aber ….
Entwicklungen an der chinesischen Jinan Universität in Guangzhou brachten einen Feinstaubsensor auf den Markt, dessen Zuverlässigkeit und Qualität mittlerweile sichergestellt ist. Mit 25 € pro Stück ist er auch bezahlbar. Die für die Auswertung der Sensordaten notwendige Software für den Raspberry Pi haben Rudolf Schenke und Hermann Klinger vom RTC beigesteuert. So ist es seit Anfang Januar 2017 möglich, Feinstaubwerte für PPM 2,5 und PPM 10 mobil zu erfassen, zu speichern und live auf dem Handy anzuzeigen.
Die Überraschung für die RTCler war schon nach den ersten Messungen sehr groß: Auch in Rüdern hätte im Januar dringend Feinstaubalarm ausgerufen werden müssen. Die gemessenen Werte lagen zeitweise trotz strahlend blauem Himmel und scheinbar klarer Luft bei Werten von 248 Mikrogramm pro Kubikmeter für PPM 10 und 106 Mikrogramm pro Kubikmeter für PPM 2,5. Ein Spaziergang mit der unscheinbar grauen Messbox von Rüdern in die Esslinger Innenstadt ergab, dass die Feinstaubwerte zunächst etwas sanken, in der Innenstadt aber wieder anstiegen. Überraschenderweise waren die Werte in der Innenstadt deutlich niedriger als die fast zeitgleich gemessenen Werte in Rüdern! Sollte die Feinstaubbelastung in Rüdern also wirklich höher sein als in der Esslinger Innenstadt?
Eine erste Erklärung für dieses unerwartete Ergebnis ist, dass die im gesamten Ballungsraum entstehenden Abgase einschließlich des Feinstaubs von der Luftschicht, die für die Inversionswetterlage verantwortlich ist, wie unter einem riesigen, luftundurchlässigen Deckel über der Region gehalten wird und sich nicht in größere Gebiete verteilen kann. Das bedeutet, je mehr Abgase entstehen umso mehr sinkt diese Schicht aus Abgasen von oben her nach unten und überdeckt Landschaft und Wohngebiete.
Die ersten 
Ergebnisse mit der mobilen Feinstaubmessbox des RTC lassen viele Fragen offen. Ganz offensichtlich aber lässt die mobile Feinstaubmessung deutlich bessere Aussagen über örtliche oder gar individuelle Belastung durch Feinstaub zu als eine stationäre Messung.
Im Bild die Feinstaubjäger am Schelztor-Gymnasium
Im RTC sind weitere zehn mobile Feinstaubmessboxen mit GPS in Vorbereitung. Ziel ist es, die damit ermittelten Daten zu einem feinmaschigen räumlichen und zeitlichen Netz der Feinstaubbelastung zusammenzuführen und damit z.B. Plätze mit besonders hoher oder besonders niedriger Belastung zu identifizieren.
PS: Die schadstoffarme Verschnaufpause in Stuttgart dauerte 2 Tage. Ein neuer Feinstaubalarm mit offenem Ende wurde ausgerufen. Und wie zu erwarten, stiegen auch in Rüdern schon nach einem Tag die Feinstaubwerte mit 58,5 für PPM 10 und 34,5 für PPM 2,5 wieder über die Alarmgrenze, mit deutlich steigender Tendenz.
Das Vorurteil von Eltern und Lehrern ist groß: demnach spielen Kinder ja immer nur mit dem Smartphone, dem iPad oder dem PC. Aber es gibt auch Ausnahmen: in der Coding AG wird zwar manchmal auch gespielt und Minecraft ist dabei der große Favorit, aber für alle ist der Absprung zum Programmieren schon nach wenigen Stunden geschafft.
Zum Programmieren wird „Scratch“ verwendet. Ganz anders als sonst beim Programmieren, werden bei Scratch einzelne Programmblöcke einfach nur zusammengeklickt. Gleichzeitig kann man „auf der Bühne“ links sehen, was das Programm macht.
Und hier der erste Clip der Coding AG.
Die kostenlose Verteilung von mehr als einer Million mikro:bit Microcomputern an alle 11-12 jährigen Schülerinnen und Schüler in UK hat begonnen.
Der mikro:bit wird gern als Schweizer Taschenmesser für alle Arten technischer Projekte bezeichnet, weil er so universell einsetzbar ist und Technik anfassbar macht für jede und jeden.
Das Projekt wurde von der BBC initiiert und es wird in allen Medien der BBC weiter begleitet. So gibt es Einführungen für Lehrer und Eltern auf TV und Internet. Schon jetzt haben die Kinder hunderte von Beispielen selber entwickelt und teilen sie per community miteinander. Es macht eben am meisten Spaß, wenn man voneinander und miteinander lernt, der micro:bit ist dafür die ideale Plattform.
Mit dem micro:bit geht der Einstieg in die Technik und das Selbermachen ganz schnell. Auf der Platine sind schon 25 LEDs, Taster, Beschleunigungssensor und Kompass fest verbaut, die ersten Spiele sind schnell grafisch programmiert. Anschlüsse zu externen Sensoren, Antrieben und Bussystemen stehen zur Verfügung.
Mit dem mikro:bit ist der Weg nach oben offen, auch die unter Profis weit verbreitete Programmiersprache Python ist Teil der Programmierumgebung.
Das mikro:bit Projekt ist ein ausgezeichneter Einstieg in das Internet der Dinge und es bereitet damit schon heute auf die Zukunft von Industrie 4.0 vor.
Damit werden in UK ganz sicher auch neue Standards für die technische Bildung für Kinder im Grundschulalter gesetzt.
Mehr Infos hier
https://www.microbit.co.uk/
und hier
https://www.techwillsaveus.com/microbit/
Der Urknall liegt nach heutigem Stand der Wissenschaft 13,7 Milliarden Jahre zurück. Aber was die Welt im Innersten in den ersten Sekundenbruchteilen zusammenhielt, das wird nur 6 Stunden und 550 km von Esslingen entfernt im Europäischen Kernforschungszentrum CERN in Meyrin nahe bei Genf erforscht. Die Physikfreunde des Rüdern TechnikClub RTC wollten bei ihrem Besuch im Januar genau wissen, was dort abläuft. Bei der Ankunft war schon die Kulisse beeindruckend, fast wolkenlos blauer Himmel mit Blick auf die nördliche, schneebedeckte Bergkette in Frankreich und den Genfer See und die Stadt im Süden.
Der Empfang im berühmten Gebäude 33 verlief unerwartet unspektakulär, die Liste der 24 Besucher reichte als Eintrittskarte. Allen war dabei bewusst, dass sie dem dem eigentlichen Ziel des Besuchs, dem Large Hadron Collider LHC, schon ganz nahe gekommen waren. Der fast kreisrunde Tunnel mit dem 27 km langen LHC ist genau unter ihnen in 100 Metern Tiefe vergraben. Er reicht vom Stadtrand von Genf bis vor die französischen Berge. Schon an den im freien Gelände endenden, mächtigen Hochspannungsleitungen war erkennbar, wie viel elektrische Energie zum Betrieb des LHC im Tunnel darunter nötig ist: im Betrieb „schluckt“ der LHC mehr als 30 % der Energie der Region Genf.
Bild: CERN
Unser Guide, selbst 30 Jahre lang Forscher am Cern und auch nach 15 Jahren Ruhestand noch voll dabei, erläuterte mit vielen Bildern und deutlich gezeigter und wachsender Begeisterung den Aufbau des LHC und die Funktion der riesigen Detektoren, mit denen die Bahnen der Teilchen vermessen werden, die im Stoß neu entstehen und dann weiter und weiter zerfallen. Für die Physiker am LHC sind diese Vorgänge deswegen so interessant, weil die Teilchen sich dabei so verhalten wie Teilchen beim Urknall. Bei den Billiarden von untersuchten Ereignissen konnten dann immer wieder die Elementarteilchen identifiziert werden, die Peter Higgs und François Englert vor 60 Jahren vorausgesagt haben und die immer noch fälschlicherweise mit Gottesteilchen bezeichnet werden.
Die gut vorbereiteten Teilnehmer ließen sich von der Detailfülle nicht beeindrucken und fragten nach, z. B. wie denn die gezeigten Bilder der Zusammenstöße entstünden und wie man darin das Auftreten bestimmter Teilchen nachweisen könne. Die Antwort: in einem mehrstufigen, superschnellen und hochpräzisen Filterungsprozess in einem extra eingerichteten, weltweiten Computernetzwerk kommt man letztlich „auf den Punkt“. Hinter dem maschinellen Netzwerk steht ein weltweites menschlichen Netzwerk von mehr als 10.000 Forschern und Technikern in vielen wissenschaftlichen Laboren, die programmieren, kontrollieren, diskutieren und Schlüsse ziehen.
Im CERN wird täglich gezeigt, dass so viele Menschen freiwillig und unabhängig von Staatszugehörigkeit, Ethnie, Religion, Sprache etc. sehr erfolgreich an einem gemeinsamen Ziel arbeiten können. Die wirklichen Antriebskräfte dafür, so unser Guide, sind menschliche Begeisterung und Neugier. Neben dem Staunen über die hervorragenden Forschung war das die wichtigste Erkenntnis für alle und es ist wohl auch das ganz Besondere am CERN.
Vieles am Erfolg des LHC ist schlicht und einfach „Knochenarbeit“. Nur permanente Tests aller Komponenten ermöglichen den sicheren Betrieb der Anlage.
Trotz des großartigen Erfolgs wird am LHC weiter geforscht. Die Identifizierung des Higgsteilchens hat zwar das sog. Standardmodell der Elementarteilchen bestätigt. Es sind aber immer noch viele Fragen offen, z.B. die nach der dunklen Energie oder der dunklen Materie. Für diese Untersuchungen ist ein noch stärkerer LHC für noch mehr Teilchen und noch höhere Energie nötig. Beschwichtigend fügte unser Guide hinzu, dass der jetzige LHC für die geplanten Untersuchungen der nächsten 10 Jahre schon noch ausreichte, trotzdem gäbe es auch schon die ersten Entwürfe für den LHC 2.0.
Die National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) in USA hat in einem Brief an Google erklärt, dass ein fahrerloses Auto technisch als Fahrer zu werten sei. Die Umsetzung in Gesetze soll bis Juni 2016 erfolgt sein.
Ein Grund für die Zustimmung mag auch sein, dass mehr als 49% der Fahrer in USA verbotenes „text and drive“ zugeben, also das Bedienen von Smartphone oder Tablet beim Fahren.
Konsequenz: geschätzte 910.000 Unfälle in 2013