{"id":21984,"date":"2024-02-20T15:36:08","date_gmt":"2024-02-20T14:36:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.roteco.ch\/?post_type=ro-stories&p=21984"},"modified":"2024-02-20T15:40:14","modified_gmt":"2024-02-20T14:40:14","slug":"eine-einleitung-zu-physical-computing","status":"publish","type":"ro-stories","link":"https:\/\/www.roteco.ch\/de\/stories\/robot-und-ressourcen\/eine-einleitung-zu-physical-computing\/","title":{"rendered":"Eine Einleitung zu Physical Computing"},"content":{"rendered":"\n

Verbindung der physischen mit der virtuellen Welt<\/h2>
<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

In den letzten Jahren wurden zahlreiche kosteng\u00fcnstige didaktische Tools f\u00fcr den Einsatz im Unterricht auf der Volksschule entwickelt, welche einen niederschwelligen Zugang zum Thema Physical Computing erm\u00f6glichen, wie z.B. micro:bit, CodeBug, Calliope, OxoCard, Arduino, RaspberryPi, LittleBits, LilyPad, LEGO Spike\/Mindstorms usw. Dabei handelt es sich um kleine, programmierbare Computerboards, an die zahlreiche Sensoren und Aktoren angeschlossen werden k\u00f6nnen.

Zu jedem dieser Tools existieren mehr oder weniger umfangreiche Tutorials. Diese Tutorials fokussieren aber meistens auf die ersten Schritte: wie man das Tool in Betrieb nimmt, Code programmiert und auf das Board hochl\u00e4dt. Dazu gibt es zahlreiche kreative Projektideen mittels Schritt-f\u00fcr-Schritt-Anleitungen.
Diese Tutorials erm\u00f6glichen zwar einen geleiteten, niederschwelligen Einstieg, um in kurzer Zeit ein funktionierendes Produkt zu entwickeln. <\/p><\/div>\n\n\n\n

\"\"<\/p>

Die Problematik ist jedoch, dass die Nutzer oftmals den Programmcode und die Elektronik nicht wirklich verstehen und alles \u00abnur\u00bb streng nach Anleitung zusammenstecken bzw. zusammenklicken<\/strong>. Ohne die Grundlage, was ein Computer ist, was Sensoren bzw. Aktoren sind, was f\u00fcr Signale sie zur\u00fcckliefern bzw. ben\u00f6tigen, was die Programmierkonzepte sind, ist es sehr schwierig, sich \u00fcber die Tutorials hinaus zu bewegen. Wichtige Aspekte wie der Probleml\u00f6seprozess \u2013 wie man von der Projektidee zum fertigen Produkt kommt \u2013 werden oftmals ungen\u00fcgend angesprochen. Ohne diese Grundlagen und nur \u00fcber Schritt-f\u00fcr-Schritt-Tutorials werden Lehrpersonen die ben\u00f6tigten Kompetenzen und das Konzeptwissen nur mit einem erheblichen Zusatzaufwand erlangen, um diese Tools selbst erfolgreich im Unterricht einzusetzen. <\/strong>Aus diesem Grund widmet sich das Heft „Physical Computing \u2013 Verbindung der physischen mit der virtuellen Welt“ den Konzepten zum Thema Physical Computing, welche all diesen didaktischen Tools zugrunde liegen.<\/p><\/div><\/div>\n\n\n\n

Was ist Physical Computing?<\/h4>\n\n\n\n

Wenn man an Computer und digitalen Ger\u00e4ten denkt, kommen einem wahrscheinlich in erster Linie Laptops, Desktops, Smartphones und Tablets in den Sinn. Dies ist nat\u00fcrlich korrekt, diese Ger\u00e4te machen aber nur einen kleinen Teil der digital vernetzten Welt aus. So benutzen wir tagt\u00e4glich bewusst und unbewusst eine Vielzahl von Computern, sei es im Self-Checkout im Supermarkt, beim Betreten eines Geb\u00e4u-des, im Auto, im Kino, im Fitnesscenter usw. Wenn wir die Informatik verstehen und die M\u00f6glichkeiten von Computern erkunden m\u00f6chten, m\u00fcssen wir das g\u00e4ngige Bild eines Computers ablegen und eher von \u00abComputing\u00bb sprechen. Mit Computing ist dabei die automatisierte Informationsverarbeitung gemeint, also alle T\u00e4tigkeiten, die mithilfe von Algorithmen auf Computersystemen ausgef\u00fchrt werden.

\u00abPhysical Computing\u00bb ist ein Bereich des Computing, welcher die physische Welt mit der virtuellen Welt von Computern verbindet. Es geht also nicht nur um die Computer selber, sondern auch um die Interaktion mit der physischen Aussenwelt. Als zentrales Konzept gilt der Informationsfluss, der von der physischen Welt in die virtuelle Welt gelangt, dort verarbeitet wird und wiederum in die physische Welt ausgegeben wird. Nat\u00fcrlich funktioniert jeder Computer nach dem \u00abEVA-Prinzip\u00bb, Eingabe \u2013 Verarbeitung \u2013 Ausgabe: ein Laptop hat beispielsweise Maus und Tastatur f\u00fcr die Eingabe, einen Prozessor f\u00fcr die Verarbeitung und einen Bildschirm und Lautsprecher f\u00fcr die Ausgabe. Physical Computing geht aber dar\u00fcber hinaus und befasst sich noch tiefer mit den Eingabe- und Ausgabem\u00f6glichkeiten und der Interaktion mit der physischen Welt \u00fcber Sensoren und Aktoren. Es geht dabei auch haupts\u00e4chlich darum, solche interaktiven Computersysteme mit kleinen Computern selbst zu entwerfen, zu entwickeln und zu programmieren. Produkte im Bereich des Physical Computings k\u00f6nnen alles M\u00f6gliche sein: eine automatische Bew\u00e4sserungsanlage f\u00fcr die Zimmerpflanze, ein Fitnessarmband, eine interaktive Kunstinstallation, eine automatische Zugangskontrolle f\u00fcr die Katzent\u00fcr, E-Textilien, ein interaktiver Geburtstagskuchen usw.<\/p><\/div>\n\n\n\n

<\/div>\n\n\n\n

Beispielseiten aus dem Heft<\/mark><\/em>

<\/p><\/div>\n\n\n\n

Warum eignet sich Physical Computing im Unterricht?<\/h4>\n\n\n\n

Physical Computing eignet sich hinsichtlich verschiedener Aspekte als Thema im Unterricht. Wie in der Robotik sind die Aktivit\u00e4ten \u00abhands-on\u00bb, konstruktiv, projektorientiert und f\u00f6rdert eine Vielfalt von Kompetenzen. Sie eignen sich, um die oftmals abstrakten Inhalte der Informatik durch das Greifbarmachen besser zu vermitteln. Es geht nicht \u00abnur\u00bb um die Programmierung in einem virtuellen Kontext, sondern bezieht die physische Welt sowie die Interaktion mit dem Nutzer mit ein. Und dabei muss man sich auch mit Aspekten der Elektronik, Gestaltung, Physik, Benutzerfreundlichkeit usw. auseinandersetzen. Aber auch hin-sichtlich der Informatik deckt das Thema Physical Computing viele Kompetenzen ab. Da man sich mit dem Informationsfluss von der physischen Welt \u00fcber die digitale zur\u00fcck zur physischen Welt auseinandersetzen muss, wird das Verst\u00e4ndnis von Digitalisierung, Codierung, Datenstrukturen, Algorithmen und Computern allgemein gef\u00f6rdert.

Die Projekte in Physical Computing sind sehr vielf\u00e4ltig und befinden sich an den Schnittstellen zu anderen Disziplinen. So sind Projekte im Kontext des textilen und technischen Gestaltens sehr beliebt, ebenso wie Projekte in Kunst und Naturwissenschaften. Auch im Zusammenhang mit Sprachunterricht gibt es viele Projektbeispiele. So kann Physical Computing dazu beitragen, Informatik f\u00e4cherintegriert zu unterrichten. Und schliesslich macht das das Arbeiten in Physical Computing auch einfach nur Spass!<\/p><\/div>\n\n\n\n

F\u00fcr wen ist das Heft?<\/h4>\n\n\n\n