So verändern Raspberry Pi und Arduino den Informatikunterricht

Vanessa Schock

 

Nehmen wir Mathematik , Informatik, Naturwissenschaft und Technikzusammen, so handelt es sich um ein exemplarisches MINT-Fach: die Computerwissenschaft. Sie befasst sich mit dem Wissen computerbasierter Tools und gilt weltweit als eines der Gebiete, das sich am meisten im Aufschwung befindet. Aus unserem Leben sind computerbasierte Systeme nicht mehr wegzudenken und Kodierungen werden in jeder Branche verwendet. Die Gesellschaften, die sich dessen bewusst sind, ergreifen entsprechende Maßnahmen und eignen sich Wissen im Bereich der Erstellung computerbasierter Tools an, um sich einen Wettbewerbsvorteil zu sichern.


Lernen leicht gemacht – Die Ära des Physical Computing

Eben Upton erkannte, dass beim Informatikunterricht an britischen Schulen einiges im Argen liegt. In Zusammenarbeit mit seinen Kollegen entwickelte er eine Plattform namens Raspberry Pi, die das Lehren von Informatik-Grundkenntnissen an Schulen erleichtern sollte. Zudem wurde von einem Team um Massimo Banzi bereits vor einigen Jahren eine Plattform namens Arduino auf den Markt gebracht, die denselben Effekt im Bereich Elektronik haben sollte.


Raspberry Pi – Sichern Sie sich einen PC zu erschwinglichen Preisen

Raspberry Pi gilt als hervorragende Wahl bei Elektronikprojekten für den Privatgebrauch. Dieser kreditkartengroße Rechner entwickelte sich aufgrund seines sensationellen Preises und der Skalierbarkeit zum absoluten Verkaufsschlager. Es handelt sich um ein System-On-A-Chip (SOC) mit einem 32-Bit, 700-MHz-ARM-CPU mit GPU, 256/512 MB RAM und einer SD-Karte als Festplatte. Das Gerät verfügt über zwei USB-Anschlüsse, Ethernet und Audio sowie HDMI (High-Definition Multimedia Interface) mit 1080p.

         

Mit Raspberry Pi können Schüler einfache und günstige Projekte entwickeln, an denen sie vorher aufgrund teurer Geräte nicht arbeiteten. Dank der Kompatibilität mit ca. 20 Betriebs- und I/O-Systemen wird Raspberry Pi für bemerkenswerte Bildungs- und kommerzielle Anwendungen verwendet  

Was ist Arduino?

Arduino ist ein Einplatinen-Mikrocontroller. Es handelt sich um eine Open-Source-Hardware-Plattform, die mit einer Programmiersprache und einer integrierten Entwicklungsplattform ausgestattet ist.

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Die Programmiersprache kontrolliert die Hardware und die Anwendungen, die über die Arduino Plattform entwickelt werden können. Diverse Add-on-Platinen – auch Shields genannt – können zur Erweiterung der Peripherie oben an die Arduino Leiterplatte (PCB) angeschlossen werden.


Vorteile des Physical Computing

Raspberry Pi funktioniert gepaart mit Arduino wie ein PC bzw. wie ein Kommunikations- und Multimediatool aus dem Web, bietet die Möglichkeit, mit der Umgebung eines Mikrocontrollers zu interagieren und ist so handlich wie ein Mobilgerät. Die beiden zum Physical Computing zählenden Produkte unterstützen das informatische Denken bei jungen Menschen und helfen ihnen dabei, die Computerwissenschaften und das Programmieren zu verstehen – eine Fertigkeit, die in der heutigen Welt enorm wichtig ist.

 


Die Zukunft der Technologie liegt nun in den Händen von Schülern der Mittelstufe, deren Interesse an Computerwissenschaften durch diese Geräte geweckt wird. Sie lernen, wie sie mit Arduino Daten sammeln und wie diese anschließend auf dem Raspberry Pi, das für rund 30 € erhältlich ist, verarbeitet werden können. Es gibt eine Fülle an Open-Source-Materialien zu den zwei Geräten, mit denen Schüler ohne technischen Hintergrund bereits in frühen Jahren eine Einführung in die Welt des Programmierens, der Betriebssysteme und der Sensornetzwerke erhalten. Sie können nun ganz einfach mit eingebetteten Anwendungen experimentieren. Früher, als der Unterricht mit kostspieligen kommerziellen Komponenten stattfand, war dies nicht möglich.

Auch Lehrer sind von der Aufnahme dieser Technologien in den Lehrplan äußerst angetan. Mit Raspberry Pi und Arduino lernen Kinder auf einfache Art und Weise die komplexen Prinzipien der Computerwissenschaften kennen und testen das erlernte Wissen anhand praktischer Beispiele. Tools wie Mikrocontroller und kreditkartengroße, programmierbare PCs gelten bei der Vermittlung von Lerninhalten an Jugendliche als enorm wichtig. Diverse marktführende Unternehmen wie Google sponserten ihre Anwendungen deshalb in weiterführenden Schulen. Vor Kurzem hat ein Zwölfjähriger in Großbritannien einen Technikwettbewerb gewonnen. Mithilfe von Raspberry Pi und einer USB-Kamera entwickelte er ein Programm namens PySnap, mit dem Anwender Zeitrafferbilder generieren können, indem in regelmäßigen Intervallen Schnappschüsse gemacht werden.