Informatik Otto-Hahn-Gymnasium im Wahlpflichtbereich II mit Lego Mindstorms NXT und Atmel-Mikroprozessoren Ein Projekt des Informatikunterrichtes, entwickelt und erstmalig durchgeführt im Schuljahr 2007/08 mit freundlicher Unterstützung der Firma ThyssenKrupp

Ausgangssituation Informationsveranstaltung über die First Lego League bei ThyssenKrupp Neugierde, andere Wege im Informatik- unterricht in der Mittelstufe zu gehen Neue LEGO-Baukästen der NXT-Serie Notwendigkeit, das Konzept und Materialien selbst zu entwickeln Fehlen fast jeglicher Literatur über NXT

Zielsetzung: Mehr Lernerfolg durch mehr Motovation Kompaktere Unterrichtsgänge Preiswerte Unterrichtsmaterialien Praxisgerechte Informatikkenntnisse

Die Planung Verwendung von LEGO-Bausätzen als Arbeitsmaterial Erarbeitung von Arbeitsweisen der Informatik an praxisnahen Aufgaben mit LEGO-Robotern Einführung in die Algorithmik mittels der grafischen Oberfläche von NXT-G Visualisierung von Daten im Programmiersystem

Mitarbeiter Der Simpelbot für Bewegungsaufgaben

Mitarbeiter II Der Penbot, für komplexere Bewegungen

Mitarbeiter III Rex, beherrscht den aufrechten Gang

Programme, Algorithmen NXT-G stellt Programmabläufe grafisch dar Befehlssyntax muss nicht gelernt werden Schleifen und Verzweigungen werden wie Legobausteine „verbaut“ Die Programmierung erfolgt objektorientiert Programme benötigen nur wenige verschiedene Bausteine

Daten, Variablen Daten werden als Leitungen visualisiert Datenquelle und Datensenke werden über Leitungen verbunden. Verschiedene Datentypen werden über verschiedene Farben dargestellt. Datenleitungen können auch an den Bildschirm des Brick angeschlossen werden

Programmieren mit NXT-G Symbole repräsentieren Programmteile

Programmierung, Phase II Die NXT-G Oberfläche wird von einem klassischen Programmiersystem abgelöst. Die Programmiersprache ist sehr nah an C angelehnt. NXC, Not Exactly C Grafisch erlernte Programmierstrukturen werden in Programmtexte übertragen Templates vermeiden Lernaufwand vor dem Erfolg. Struktogramme verhindern undurchschaubaren Spagetticode

Die Programmierumgebung Eine einfache und übersichtliche Oberfläche erleichtert den Umstieg BricxCC ist freie Software aber sehr stabil und professionell realisiert.

Programmiersprache Die Syntax entspricht fast der von C Einfache Spracherweiterungen binden die Roboterelemente ein. task main() { SetSensorTouch(IN_1); OnFwd(OUT_AC, 75); while (true) if (SENSOR_1 == 1) OnRev(OUT_AC, 75); Wait(300); OnFwd(OUT_A, 75); Wait(300); }

Zwischenergebnisse Bei der Lösung ansprechender Aufgaben wurden Strukturen der Informatik vermittelt Syntax und Aufbau einer bedeutenden Programmiersprache wurden erlernt SchülerInnen waren selbstständiger als sonst Bessere Zeugnisnoten, keine Defizite Fähigkeiten haben mehr Praxisbezug Aktuelle Informationen unter www.ohg.grunewald.info

Die Fortsetzung Transfer des Gelernten auf üblicher Microcontroler Anbindung einfacher Peripherie Elementares Verständnis der Elektrotechnik Messen, Steuern und Regeln in C

Microcontroler im Unterricht

Ausblick Die erforderliche Hardware ist weitestgehend fertig gestellt. Das Microcontroler-Projekt wird erstmalig nach den Osterferien 2008 getestet. Die erforderliche Hardware ist weitestgehend fertig gestellt. Die Unterrichtsreihe ist in der Erstellungsphase. Über die Erfahrungen werden wir später berichten.

E n d e Vielen Dank für Ihr Interesse © Grunewald, 2008