Mehr MINT in den Unterricht. An der Hochschule Niederrhein gibt es regelmäßig Workshops für Lehrerinnen und Lehrer (Raspberry-Pi, Lehrerworkshop) wie sie mit digitalen Instrumenten den Unterricht bereichern können. Dabei setzen wir, wie in der Hochschullehre auch, auf den Linux-Kleinrechner Raspberry Pi. Lehrerinnen und Lehrer können, wenn sie den Workshop besucht haben, hier nachlesen oder Materialien für ihren eigenen Unterricht laden. Mittlerweile haben wir die Workshops auch auf den Calliope Mini ausgedehnt. Während der Coronakrise war die Beschffung für Raspberrys erschwert. Auch der ESP8266 wird nun in die Workshops mit einbezogen.
Stand 16.02.2023
Warum gibt es die Raspberry Pi Lehrerworkshops?
„Auch versuchen wir den Austausch mit Schulen weiter zu stärken. Wir zeigen, was „Fake News“ sind, oder wie Schülerinnen und Schüler Informationsqualität einschätzen können. Ich halte die Vernetzung von Wissenschaft und Schulen in allen Disziplinen für ganz entscheidend, um die aufgeklärte Gesellschaft zu stärken.“ So schreibt Klaus Meier (Professor für Journalistik der Katholischen Universität Eichstätt Ingolstadt , Gewinner des Ars legendi-Preises 2017) in forschung&lehre 10/2019 und gibt damit eine Begründung für die Schulkooperationen der Hochschule Niederrhein.
Raspberry Pi Lehrerworkshop – die Unterlagen
Anleitung für das praktische Arbeiten – Die Unterlage führt in vier einfachen Missionen schrittweise an das Arbeiten mit dem Raspberry Pi Zero und etwas Elektronik heran:
RaspiLab-Lehrerworkshop-Anleitung
Vortragsfolien für den Lehrerworkshop – Hier geht es um einen Überblick über die studentischen Projekte, die die Basis für die Workshops bilden sowie um die „Choreografie“ des Workshops:
RaspiLab-Lehrerworkshop-Folien
Um Lehrerinnen und Lehrern Materialien an die Hand zu geben, wie sie mit ihren Schülern gleich weiterarbeiten können, sind hier die Unterlagen für die Raspberry Pi Schülerworkshops verlinkt. Mit der Anleitung für den eintägigen Schülerworkshop können Lehrerinnen auch eine Sequenz über mehrere Wochen gestalten:
Unterlagen zu den Raspberry Pi Schülerworkshops
Naturbeobachtung im Internet
Nistkästen und Bienenbeuten (auch KI) https://cbrell.de/naturwatchcam/
Das geförderte Projekt: https://cbrell.de/naturwatch/
Wie funktioniert das: https://cbrell.de/naturwatch/picam-einfaches-system-fuer-den-ersten-test-einer-webbasierten-raspberry-pi-kamera-naturwatch-lite/
Temperaturmessungen im Internet
Am Beispiel einer Wetterstation und Temperatursensoren in Bienenstöcken können grundlegende Mechanisnmen von Sensorik, Internet of Things (IoT) und die Gestaltung von Webanwendungen verdeutlicht werden. Hierzu werden Bienenvölker im Herbst 2019 auf das Dach der Hochschule Niederrhein in Mönchengladbach gestellt. Die Messdaten aus den Bienenstöcken sind bereits im Internet:
Messdaten: https://cbrell.de/biene40/
Einbau der neuen Sensoren: https://www.youtube.com/watch?v=jBRVC4yO4_8&t=64s
Youtube Video zu Temperatursensoren in Wirtschaftsvölker Bienenstöcken (Dadant)
Youtube Video zu Temperatursensoren in MiniPlus (in Vorbereitung)
Roboterplattform Callibot (für den Girls`Day)
Mit dem Callibot etxistiert eine – hübsche – Plattform, mit der Mädchen auf dem Girls`Day der Hochschule Niederrhein erste Programmierschritte wagen können. Noch ist die Plattform für den Calliope Mini optimiert, bald soll es auch Handreichungen für den Einsatz mit dem Raspberry Pi Zero geben.
Beschreibung: https://cbrell.de/blog/callibot-eine-roboterplattform-fuer-den-calliope-mini/
Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=68pcLNk2RC0
Unterlagen zu den Schülerworkshops: http://raspilab.cbrell.de/
Anleitungen für den Raspberry Pi Lehrerworkshop
Im Raspberry Pi Lehrerworkshop arbeiten wir aus Zeitgründen mit schon etwas vorbereiteten Systemen. Danach in der Schule müssten Lehrerinnen mit ihren Schülern selber einen Raspberry aufsetzen. Das ist jedoch nicht schwer, hier sind ein paar Anleitungen dazu.
Grundsystem: https://cbrell.de/blog/raspilab-wetterstation-grundsystem-aufsetzen/
Tipps für 7×24: https://cbrell.de/blog/raspilab-wetterstation-zugriffe-auf-sd-karte-minimieren-und-lebensdauer-erhoehen/
Insbesondere werden Lehrer(innen) nach dem Workshop zuhause oder in der Schule ein WLAN mit einer anderen SSID vorfinden. Daher sind in der Anleitung zum Grundsystem Hinweise, wie der „Workshop-Raspi“ auf die jeweilige Umgebung umgestellt werden kann.
Ergebnisse des Brainstormings am 26.09.2019
Insgesamt acht Lehrerinnen und Lehrer aus vier Gymnasien hatten teilgenommen. Bei der Ideenentwicklung identifizierten sie folgende Möglichkeiten für Projekte in den Schulen (mit Unterstützung der Hochschule Niederrhein):
- Roboter entwickeln, der eine Fläche ausmessen kann (Physik)
- „U-Boot-Drohne“ für die Untersuchung von Unterwasserhöhlen entwickeln (Biologie)
- Leitfähigkeit von Flüssigkeiten messen (Chemie)
- PH-Wert von Flüssigkeiten messen (Chemie)
- Automatisiertes Bewässerungssystem bauen (Biologie)
- Spiegelteleskop als Webcam bauen (Physik)
- Tier-Tracker entwicklen (Biologie)
- Geigerzähler bauen (Physik)
- Automatischen Fledermaus-Zähler entwickeln (Biologie)
Mädchen wollen Roboter: Bei der Fragestellung nach den Vorlieben von insbesondere Schülerinnen, wenn man sie für den Raspberry interessieren möchte, rangierten in der Einschätzung der Lehrerinnen Roboter ganz vorn. Daher haben wir die These, dass Mädchen eher an Fragestellungen aus dem Bereich Pflanzenschutz interessiert seien, mittlerweile verworfen.