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Programmieren lernen mit dem Raspberry Pi und Minecraft (Handbuch Making-Aktivitäten)
Mit dem nur ca. 40,- Euro teuren Mini-Computer Raspberry Pi und einer kostenlosen Version des Spiels Minecraft lässt sich auf motivierende Weise lernen, wie Computer funktionieren und wie man sie programmiert.
| Setting | Schulunterricht |
| Dauer | ein Projekttag |
| Zielgruppe | ab 6. Klasse, Projekt wurde an einem Gymnasium durchgeführt, ist aber auch in anderen Schulformen möglich. Die Kinder benötigen keinerlei Voraussetzungen, es sollten sich aber nicht mehr als drei Kinder einen Raspberry Pi teilen |
| Zielsetzung | Die Kinder sollen die Grundzüge des Programmierens und der Elektrotechnik kennen lernen. |
| Notwendige Ausstattung | pro Arbeitsplatz ein Raspberry Pi (Modell B+ für ca. 32,-€ oder Modell 2B für ca. 38,-€), 1 DVI-Monitor, 1 HDMI-DVI-Kabel, 1 Micro-USB-Netzteil, 1 USB-Tastatur, 1 USB-Maus, 1 SD-Karte (min. 8 GB), 1 Überraschungsei, 1 LED (z.B. Kingbright L-53SGD), 1 Taster, 1 Widerstand 220 Ohm (Kohleschichtwiderstand 1/4W 220), 2 Jumper-Kabel Stecker-Buchse (z.B. z.B. Steckboard JBB flexible Drahtbrücken, 15cm, Stecker-Buchse, 2 Jumper-Kabel Buchse-Buchse (z.B. Steckboard JBB flexible Drahtbrücken, 15cm, Buchse-Buchse) |
| Aufwand | Wenn die Kinder den Raspberry Pi selbst anschließen (was problemlos möglich ist), müssen lediglich alle benötigten Teile bestellt und bereitgestellt werden. Zudem muss das Betriebsystem auf die SD-Karten kopiert werden, was pro Karte einige Minuten dauert. |
Spielerischer Einstieg ins Programmieren für Vorschulkinder und Eltern (Handbuch Making-Aktivitäten)
An einem gemeinsamen Spielenachmittag entdecken Kinder gemeinsam mit ihren Eltern, wie Roboter denken und wie sie mit Programmierbefehlen Rätsel lösen können. Neben lustigen Gruppenspielen werden diverse Apps ausprobiert, mit denen Kinder und Eltern spielerisch die Welt der Programmierung entdecken.
| Setting | Kindertageseinrichtung, Stadtbibliothek oder von Eltern organisiert |
| Dauer | 1,5 bis 2 Stunden |
| Zielgruppe | Vorschulkinder mit ihren Eltern |
| Zielsetzung | Zum einen ist ein erster Einstieg in die Welt der Programmierung das Projektziel: Was sind Programmierbefehle? Warum „denken” Maschinen, Roboter bzw. Computer anders als Menschen? Wie kann ich Befehle in der richtigen Reihenfolge geben, sodass ich ein Ziel erreiche bzw. ein Rätsel löse? Somit kann ebenfalls logisches Denken gefördert werden. Zum anderen soll das Projekt dazu anregen, dass Eltern gemeinsam mit ihren Kindern spielerisch Medien zum Lernen oder zur kreativen Arbeit nutzen. Hiermit soll verdeutlicht werden, dass gemeinsames Spielen eine wichtige soziale Komponente darstellen kann. |
| Notwendige Ausstattung | Tablets oder Smartphones mit dem Betriebssystem iOS (Apple) oder Android, optional ein WLAN mit Verbindung zum Internet. |
| Aufwand | Einfach, Vorlagen und Pläne stehen zur Verfügung |
Scratch-Einführung mit Hilfe eines Online-Tutoriums oder Karten (Handbuch Making-Aktivitäten)
Der Einstieg in die visuelle Programmierumgebung für Kinder Scratch kann auf vielfältige Weise und für unterschiedliche Altersgruppen geschehen. Daher kann und will diese Sammlung nur eine Anregung zur Einführung von Scratch im Schulunterricht oder auch in der offenen Kinder- und Jugendarbeit sein.
| Setting | Schulunterricht oder auch offene Kinder- und Jugendarbeit, 3. bis 10. Jahrgangsstufe, Fach unabhängig (z.B. Informatik, Kunst, Musik) |
| Dauer | Zehn Einheiten (für ca. 5-10 Unterrichtstunden) |
| Zielgruppe | Schüler/innen zwischen 8 und 16 Jahren |
| Zielsetzung | Der Einstieg in Scratch kann auf vielfältige Weise und für unterschiedliche Altersgruppen geschehen. Daher kann und will diese Sammlung nur eine Anregung zur Einführung von Scratch sein. Es wurde darauf geachtet, dass entdeckendem Lernen Raum gegeben werden kann. Die Beispiele sollen also nur die Funktionalität von Scratch näher bringen, damit die Kinder die Funktionalität der Software kennen und anschließend ihre eigenen Projekte umsetzen können. |
| Notwendige Ausstattung | PC, Notebook, für Scratch jr. reicht auch ein Tablet; Internetzugang, aktueller Browser. Monitorauflösung 1024 x 768 oder höher. Es gibt auch eine Offlineversion von Scratch: https://scratch.mit.edu/scratch2download/ |
| Aufwand | einfach (sofern Ausstattung vorhanden) |
Musik programmieren
Immer mehr Tools und Umgebungen machen es möglich, auf anregende Weise programmieren zu lernen. Ein spannender Ansatz ist die Verbindung mit Musik, die die Programmierumgebung «Sonic Pi» verfolgt: Die Nutzer_innen können Ton für Ton Musikstücke programmieren oder auch schnell recht ästhetische elektronische Loops zusammenstellen.
Was auf den ersten Blick exotisch anmutet, ist es auf den zweiten Blick gar nicht, denn «Musik» und «Programmieren» passen strukturell gut zusammen. Das zeigt auch eine Demonstration einer der Sonic Pi-Macher_innen auf sehr inspirierende Weise:
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Spaß ist nicht alles, was Sonic Pi bietet, denn Nutzer_innen lernen damit ohne es zu merken Ruby. Dafür steht innerhalb der Software ein ansprechendes (deutschsprachiges) Tutorial zur Verfügung. Und von der Raspberry Pi Foundation werden auch Unterrichtsmaterialien angeboten (die aber eine recht steile Lernkurve bedingen).
Alles in allem ist Sonic Pi meiner Meinung nach ein sehr ansprechender und guter Rahmen, um spielerisch und anschaulich programmieren zu lernen. Das Programm lässt sich gut in eine Reihe mit Klassikern wie Logo stellen. Und Sonic Pi ist insbesondere auch für Projekte in der Schule geeignet – spätestens wenn sich Musiker_innen und Informatiker_innen zusammentun.
Sonic Pi ist kostenlos und für Raspberry Pi, OSX und Windows zu haben.
Programmierumgebungen auf einen Blick
Wer selbst programmieren lernen und/oder es anderen zeigen möchte, der/die kann mittlerweile auf eine Vielzahl von Umgebungen zurückgreifen, die allerdings bei Lichte betrachtet pädagogisch manchmal mehr, manchmal weniger gut geeignet sind. Nun können Medienpädagog_innen sich entweder selbst die Tools anschauen oder auch auf Besprechungen zurückgreifen (wie hier im Blog, etwa hier, hier, hier und hier), was aber angesichts der Gesamtzahl an Angeboten zunehmend schwerer wird.
Jüngst sind mir zwei sehr wertvolle Übersichten über den Mauszeiger gelaufen, die sehr umfassend und detailliert die verschiedensten Tools besprechen:
- Im Coderdojo-Wiki sind wichtige Coding-Umgebungen von Scratch bis zum App-Inventor aufgelistet, inkl. Tutorials und anderen Zusatzmaterialien.
- Die Hochschule Zittau/Görlitz hat im «Programmingwiki» Tools wie Kodu oder Kodable nicht nur gelistet und besprochen, sondern insbesondere auch nach pädagogischen Kriterien wie etwa der Eignung für Zielgruppen oder der Didaktisierung kategorisiert. Und das macht die Übersicht gerade für die Medienpädagogik zum Juwel in Sachen Informatik.
Schritt für Schritt mit dem Roboter
Lego Mindstorms («EV3») ist ein wunderbares Material, um sich handlungsorientiert und projektbezogen mit Robotern, Programmen und damit letztlich mit Informatik auseinander zu setzen. Ein Wermutstropfen dabei ist allerdings, dass es recht schwierig ist, freies und kostenloses pädagogisches Begleitmaterial zu finden, wodurch meist auf recht teure Bücher zurückgegriffen werden musste.
Spätestens mit der Website EV3Lessons ändert sich das aber. Denn dort stellt ein Team der «First Lego League» eine umfangreiche Sammlung von (Unterrichts)Einheiten zusammen, mit denen (auch in Schule und Medienpädagogik) Schritt für Schritt die Arbeit mit Lego Mindstorms gelernt werden kann. Das alles inklusive Arbeitsblättern, Powerpoint-Präsentationen (!), Bauplänen usw. und mit mehreren Erfahrungsstufen. Noch dazu stehen alle Materialien unter einer CreativeCommons-Lizenz und sind damit frei weiter verwendbar. Obendrein sind auch mehrere Sprachen verfügbar, allerdings (bisher?) kein Deutsch. Insgesamt also ein fast paradiesisches Angebot – und der pädagogischen Arbeit mit Lego Mindstorms steht fast nichts mehr im Wege.
Mit dem Computer auf Du und Du
Der Raspberry Pi ist eine grandiose Entwicklung für die Medienpädagogik: Der kleine Computer hat vom Programmieren übers Basteln bis hin zum einfachen Server vielfältigste Anwendungsmöglichkeiten und regt dabei durch sein Konzept fast immer zum Selbermachen und Verstehen an. Und obendrein ist das kleine Wunderwerk so unglaublich günstig, dass auch mit kleinem Budget intensive Projekte möglich sind.
Tobias Hübner hat eine komplette Sequenz konzipiert, wie mensch mit Jugendlichen so Programmieren mit Scratch, Python und Minecraft lernen kann und dabei auch technische Hintergründe des Computers kennenlernt. Das Konzept ist als OER-Publikation (CC BY-SA) frei zum Download verfügbar. Das Heft ist grundsätzlich zwar nicht mehr ganz taufrisch, wird aber ständig aktualisiert. So sind auch mit dem allerneuesten RaspberryPi schöne Tüftelprojekte keine Hexerei.
Lightbot: Programmieren lernen Schritt für Schritt
Eine Figur – meist einen Roboter – mit Befehlen zu steuern, gehört mittlerweile zu den didaktischen Standards wenn es um das Programmierenlernen geht. Die Metapher funktioniert immer wieder gut (auch wenn mir noch nicht klar ist, wieso das so ist :-)) und wird in diversen Lernangeboten zum Thema umgesetzt – allerdings mal besser und mal schlechter.
Eine der gelungeneren Angebote in diesem Zusammenhang ist der Lightbot: Der kleine Roboter muss in verschiedenen Umgebungen Lichtfelder anschalten und dabei laufen und springen. Das ist an sich nicht revolutionär, aber in diesem Fall sehr liebevoll gemacht: Der Roboter ist süss animiert, die User_innen erwarten geeignete Aufgaben, die fehlertolerant und auch mit mehreren Varianten gelöst werden können. So können also im Selbstlernzusammenhang mit Spass Programmiergrundlagen gelernt werden.
Lightbot ist als Webangebot sowie als App für iOS und Android (letztere kostenpflichtig im einstelligen Bereich) verfügbar.
Mit FlappyBird und anderen programmieren lernen
code.org hat sich gemausert! Was am Anfang nach einem Papiertiger aussah, ist mittlerweile ein breites und wertvolles Angebot geworden, das ich für die Medienpädagogik empfehlen kann: Auf der Website finden sich zahlreiche Übungen bzw. Kurse, mit denen Programmieren gelernt werden kann.
Bei allen Angeboten handelt es sich um Schritt-für-Schritt-Tutorials vor allem zum Selbstlernen, bei denen spezifische Aufgaben gelöst werden müssen. Zusätzlich gibt es Komplett-Kurse mit kompletten Unterrichtssequenzen, die (auch Kindergarten-Kinder) Schritt für Schritt an die Online-Umgebung heranführen. Dabei gibt es auch Einheiten, die ohne Technik («unplugged») funktionieren.
Wie so oft gibt es bei den Angeboten deutliche Anleihen bei Scratch, allerdings sind sie bei weitem nicht so offen. Vieles ist dennoch schön motivierend, etwa die FlappyBird-Aufgabe – und im PlayLab kann am Ende frei ein eigenes Spiel programmiert werden.
code.org ist daher zwar keine so flexible und einladende und offene Plattform wie etwa Scratch, aber sicher ein gutes Werkzeug, mit dem Interessierte Kinder und Jugendliche innerhalb eines größeren Angebots in mehr oder weniger kurzen Selbstlernphasen Aspekte von Programmieren lernen können.
(Nicht) mit dem Programmieren starten (können)
Diesen Artikel habe ich zweimal geschrieben. Vor vier Wochen stand hier noch ein Totalverriss (dabei mache ich das eigentlich nie), heute ist es «nur» noch ein halber: Die Website «start-coding.de» hat nur wenige sinnvolle Angebote und macht weiterhin einen so unausgereiften Eindruck, dass ich mich frage, wieso sie schon online ist.
Namhafte Hersteller_innen und Promis beschwören beim Start in Hochglanz, dass mensch ja programmieren können solle. So weit, so gut. Wenn der/die Nutzer_in dann aber wirklich und voll motiviert chauf das zentrale «Lerne jetzt programmieren» klickt, erscheint eine Übersicht von Lektionen für verschiedene Altersgruppen. Davon sind alle bis auf zwei von anderen Anbieter_innen (einer sogar sehr gut, dazu in einem anderen Artikel mehr), und die meisten davon wiederum allgemeine Videotutorials oder Websites (zum Raspberry Pi, zu Arduino allgemein)! Bleiben zwei eigene Angebote von «start coding», wovon eines ein – teilweise recht gut gemachtes, teilweise anstrengendes – Tutorial ist, das zweite eine pädagogische Programmierumgebung ohne klares Ziel und mit fehlenden Links, die es an anderer Stelle ohnehin besser gibt. Zudem funktioniert nicht alles in gängigen Browsern.
Mein Fazit ist daher: Gut gemeint (das ist es sicher) ist nicht gut gemacht. Bleibt abzuwarten, wo die Website in einem halben Jahr steht. Aber bis sie gut ist, muss sie nicht unbedingt online sein.