Steuern mit dem Computer: Erste Schritte

durchgeführt in Klasse 8
Stundenzahl 4-6 Stunden

Literatur: Degelmann, Wolfgang, Die Technikstunde 125/2002 (Information und Kommunikation)

1. Lernziele
• "Handlungsperspektive
• Hardwarekomponenten sachgerecht anschließen und einstellen
• Einfache technische Problemstellungen mit Hilfe von selbst geschriebenen Steuerungsprogrammen lösen
• Hierbei adäquate Befehle und Programmstrukturen einsetzen
• Eine Systematik zur Fehlersuche entwickeln und anwenden
• Kenntnis- und Strukturperspektive
• Programmierbefehle, Programmstrukturen und methodisches Vorgehen beim Programmieren kennen
• Bedeutungs- und Bewertungsperspektive
• Erstellte Programme unter Gesichtspunkten der Ökonomie, der Flexibilität, der zu erfüllenden Anforderungen und der Übersichtlichkeit und Durchschaubarkeit bewerten."

2. Grundsätze für den Unterricht
• Alle Schülerinnen und Schüler erstellen eigene Programme (unter Umständen im Offline-Modus). Die Erprobung erfolgt anschließend an vorhandenen Interfaces und Modellen
• Programmieren wird als Möglichkeit der Lösung technischer Probleme erfahren und ist damit kein Selbstzweck
• Verwendung von Modellen/Werkstücken bezüglich Primär- und Realerfahrungen
• Schülerzentrierte sowie handlungs- und problemorientierte Vorgehensweise

 
3. Hinführung zum Thema
• Einleitendes Unterrichtsgespräch über Vorerfahrungen mit informations- und kommunikationstechnischen Systemen (u.a. exemplarisch am Beispiel der Heizungsanlage der Schule oder der Ampelanlage vor dem Schulgebäude)
• Funktion des Interface als Zwischenmodul zwischen dem Computer und der zu steuernden Anlage erkennen
• Grundlegende Struktur einer computergesteuerten Anlage kennen

 
4. Anschluss von Interface und Modell
• Selbstständiger Anschluss der Komponenten vor dem Hochfahren des Computers mit anschließender Kontrolle
• Booten der Rechner, Einschalten der Netzgeräte (Spannung ca. 15 Volt)
• Bei eventueller Fehlermeldung "CIUS 2 nicht bereit" Erstellung einer "Fehlercheckliste" (Schülerinnen und Schüler sammeln selbständig mögliche Fehlerursachen). Anschließend Erprobung und schrifliche Sicherung
• Hinweise zu Fehlermeldungen sind unter "Tipps und Tricks" zu finden

 
5. Erste Schritte
• Die Lehrerin / der Lehrer gibt eine Einführung in die Arbeit mit der Software
• Selbständige Feststellung der Anschlussbelegung der Lauflichter bzw. der LEDs der Ampelmodelle, anschließende Ergebnissicherung z.B. durch Nummerierung der digitalen Ausgänge (DOUT)
• Problemorientierte Hinführung zum "Zeit-" oder "Warte"-Befehl, Modifikation der Schülerprogramme und Speicherung
• Hinführung zur Endlosschleife, Modifikation der Schülerprogramme
• Gemeinsame Vereinbarung von Programmierregeln (Einrücken von Befehlen, Kommentare usw.), Speicherung
• Hinführung zur Bitmusterprogrammierung (gleichzeitige Schaltung mehrerer LEDs)
• Deklaration von Variablen (hierbei wird festgelegt, wie eine Variable im Programm verwendet wird)
• Hinführung zur Zählschleife
• Hinweis: Konkrete Aufgabenstellungen sind wichtig, um überprüfen zu können, ob die Schülerin bzw. der Schüler das Problem gelöst hat. Hausaufgaben können im Offline-Modus der Software erledigt werden

 
6. Reflexion über die Erfahrungen beim Programmieren

 
7. Ergebnissicherung: Erstellung einer Tabelle zu gelernten Programmbefehlen und Erklärungen