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Digitalisierung


Schulstufe: Oberschule

Bildungsziele: Die Schülerin, der Schüler

  • ist in der Lage, digitale Inhalte unter Nutzung verschiedener Geräte, Programme und Netzwerke zu erstellen.
  • kann digitale Technologien und Inhalte verantwortungsvoll, kritisch und sicher nutzen und kennt die Risiken, die Gefahren und die damit verbundenen Schutzmechanismen.
  • verfügt über ein Bewusstsein für die Machtkonzentration global agierender Digitalkonzerne, reflektiert die Auswirkungen und diskutiert mögliche Maßnahmen zur staatlichen Regulierung auf nationaler und internationaler Ebene.

Konkretisierung, Vorgehen im Unterricht

Microcomputer verstehen und einsetzen

Computer werden immer kleiner und ubiquitärer. Zwar kann sie praktisch jeder in Form eines PC, eines Smartphones oder einer Waschmaschine bedienen, was aber in dieser „Black-Box“ steckt, ist für die meisten ein großes Geheimnis.
Der Einsatz eines für didaktische Zwecken entwickelten Microcomputers, Arduino genannt, gibt einen tieferen Einblick in das Funktionieren und auch in die Programmierung eines echten Microcontrollers.
In den Arduino-Tutorials (1 - 12) wird ausgehend von elementaren Elektronikkenntnissen der Arduino-Microcomputer für vor allem messtechnische Aufgaben aus der Naturkunde mit Hilfe verschiedener Sensoren beschrieben. Dabei wird auch versucht, kompliziertere Programmstrukturen einfach und schrittweise zu erklären.
In einer abschließenden Diskussion oder als zusätzliche Rechercheaufgabe kann die Frage nach der globalen Verteilung der Herstellerfirmen für Microprozessoren und die gesellschaftspolitische Bedeutung von Monopolen auf diesem Gebiet erörtert werden.

Materialien

Querverweise, Literatur, Links

Arduinotutorials, -experimente und -projekte in den Naturwissenschaften
https://www.blikk.it/forum/blog.php?site=neuemedie...

Die hier veröffentlichen Anleitungen (Tutorials) gehen von den einfachsten Grundlagen der Elektronik und des Aufbaus von Experimentierschaltungen über einfache Programmierung bis hin zu komplexeren Programmen. Die Teile bauen beim Verständnis der Komponenten im Prinzip aufeinenader auf, sind aber in sich selbst abgeschlossen.

Grundlagen

  • 1. Das Steckbrett (Breadboard)
  • 2. Steckbrett: Schaltplan und Steckbrett-Aufbau
  • 3. Widerstands-Farbwerte
  • 4. Arduino-Projekt: Blinkschaltung

Projekte und Experimente

  • 5. Arduino-Projekt: Temperaturmessung mit analogem Temperatursensor
  • 6. Experiment Verdunstungskälte
  • 7. Experiment Albedo
  • 8. Arduino-Projekt: Glättung von Messreihen
  • 9. Arduino-Projekt: Helligkeitsmessung mit Fotowiderstand
  • 10. Arduino-Projekt: Temperaturmessung mit digitalem IC DS18B20
  • 11. Arduino-Projekt: CO2-Messung mit dem Sensor MHZ19B
  • 12. Arduino-Projekt: Luftdruck mit BMP280-Sensor messen

Zusammenarbeit mit Organisationen/Umfeld