Robotik mit Arduino im Wahlpflichtfach Informatik
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Ziele der Veranstaltung
Diese Veranstaltung richtet sich an Lehrkräfte, die Basiskompetenzen im Umgang mit der Mikrocontroller-Plattform Arduino und Grundlagenwissen im Themenbereich Robotik erwerben möchten.Die Fortbildung zielt darauf ab, Teilnehmende zu befähigen, ihre Bedenken vor dem Zusammenbau und Einsatz von Arduino-basierten Robotern zu überwinden, indem sie praktische Erfahrungen sammeln und das notwendige Vertrauen aufbauen, um solche Robotik-Projekte eigenständig zu realisieren und erfolgreich im Unterricht zu integrieren.
Zu erwerbende Kompetenzen in Teil 1
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer- lernen Definitionsvarianten des Begriffs Roboter kennen und entwickeln tragfähige Vorstellungen von Robotern verschiedener Kategorien,
- bauen mit Hilfe angeleiteter Recherchen ein Basisvokabular des Themengebiets Robotik auf,
- gewinnen einen Überblick über verschiedene Plattformen, die im Informatikunterricht zu den Themen Robotik oder Physical Computing eingesetzt werden können,
- lernen Bestandteile des Hardware-Software-Ökosystems Arduino kennen und erwerben Hintergrundwissen zu verfügbaren Programmiersprachen, dem typischen Aufbau von Arduino-Programmen, Boardfamilien, Sensoren und Aktoren,
- erwerben Fachkompetenz in Aufbau und Programmierung erster einfacher Mikrocontroller-gesteuerter Systeme aus Sensoren, Aktoren und weiteren elektronischen Bauteilen und Verbindungen, indem sie vorhandene Anleitungen nutzen und mithilfe der Dokumentation variieren und
- erweitern ihre fachdidaktische Kompetenz zur Beurteilung von vorhandenem Material, indem sie ihre eigenen Erfahrungen reflektieren und diese auf die Einsatzmöglichkeiten im eigenen Unterricht übertragen.
Zu erwerbende Kompetenzen in Teil 2
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer- erwerben Fachkompetenz im Aufbau von Arduino-basierten Robotern, indem sie in einem Gruppen-Workshop einen von drei Robotern unter Verwendung einer Anleitung gemeinsam zusammenbauen,
- erwerben Fachkompetenz in der Programmierung von Arduino-basierten Robotern, indem sie in verschiedenen Programmierumgebungen (grafisch, textuell) fertige Programme analysieren und variieren, modularisieren sowie eigene Funktionen entwickeln,
- erweitern ihre Fachkompetenz in der Entwicklung von Algorithmen für einen Arduino-basierten Roboter, indem sie Funktionen auf verschiedenen Abstraktionsebenen entwickeln und nutzen,
- erweitern ihre fachdidaktische Kompetenz zur Entwicklung von Aufgaben aus den Bereichen Algorithmik und Robotik, indem sie Aufgabenstellungen zur Entwicklung von Funktionen bzw. Algorithmen auf verschiedenen Abstraktionsebenen sichten und bearbeiten und
- erweitern ihre fachdidaktische Kompetenz zur Auswahl von Arduino-basierten Robotern anhand von Präsentationen und des Erfahrungsaustauschs der verschiedenen Workshop-Gruppen.
Zu erwerbende Kompetenzen in Teil 3
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erweitern- und vertiefen die an Tag 2 erworbenen fachlichen und fachdidaktischen Kompetenzen, indem sie Programme und Algorithmen für einen weiteren der ausgewählten Roboter analysieren und entwickeln,
- ihre Fachkompetenz im Bereich Algorithmen anhand der Themen Sensordatenverarbeitung und Bewegungsalgorithmen für mobile Roboter und
- ihre fachdidaktischen Kompetenzen in der Beurteilung verschiedener Roboter anhand von Zusammenbau, Entwicklungsumgebungen, Programmierung, Algorithmen und weiterer Faktoren (z.B. Motivation).
Leistungen der Moderatorinnen und Moderatoren
Entwicklung und Moderation der Fortbildung, Präsentation von Vorträgen und Material, fachliche und fachdidaktische Unterstützung in Arbeitsphasen, Bereitstellung von MaterialBezug zum RRSQ
- 1.1 Fachliche und überfachliche Kompetenzen
- 1.4 Langfristige Wirkungen
- 2.10 Lernen und Lehren im digitalen Wandel
- 4.1 Lehrerbildung
Termine
maike.masurat@brk.nrw.de
Ziele der Veranstaltung
Diese Veranstaltung richtet sich an Lehrkräfte, die Basiskompetenzen im Umgang mit der Mikrocontroller-Plattform Arduino und Grundlagenwissen im Themenbereich Robotik erwerben möchten.Die Fortbildung zielt darauf ab, Teilnehmende zu befähigen, ihre Bedenken vor dem Zusammenbau und Einsatz von Arduino-basierten Robotern zu überwinden, indem sie praktische Erfahrungen sammeln und das notwendige Vertrauen aufbauen, um solche Robotik-Projekte eigenständig zu realisieren und erfolgreich im Unterricht zu integrieren.
Zu erwerbende Kompetenzen in Teil 1
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer- lernen Definitionsvarianten des Begriffs Roboter kennen und entwickeln tragfähige Vorstellungen von Robotern verschiedener Kategorien,
- bauen mit Hilfe angeleiteter Recherchen ein Basisvokabular des Themengebiets Robotik auf,
- gewinnen einen Überblick über verschiedene Plattformen, die im Informatikunterricht zu den Themen Robotik oder Physical Computing eingesetzt werden können,
- lernen Bestandteile des Hardware-Software-Ökosystems Arduino kennen und erwerben Hintergrundwissen zu verfügbaren Programmiersprachen, dem typischen Aufbau von Arduino-Programmen, Boardfamilien, Sensoren und Aktoren,
- erwerben Fachkompetenz in Aufbau und Programmierung erster einfacher Mikrocontroller-gesteuerter Systeme aus Sensoren, Aktoren und weiteren elektronischen Bauteilen und Verbindungen, indem sie vorhandene Anleitungen nutzen und mithilfe der Dokumentation variieren und
- erweitern ihre fachdidaktische Kompetenz zur Beurteilung von vorhandenem Material, indem sie ihre eigenen Erfahrungen reflektieren und diese auf die Einsatzmöglichkeiten im eigenen Unterricht übertragen.
Zu erwerbende Kompetenzen in Teil 2
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer- erwerben Fachkompetenz im Aufbau von Arduino-basierten Robotern, indem sie in einem Gruppen-Workshop einen von drei Robotern unter Verwendung einer Anleitung gemeinsam zusammenbauen,
- erwerben Fachkompetenz in der Programmierung von Arduino-basierten Robotern, indem sie in verschiedenen Programmierumgebungen (grafisch, textuell) fertige Programme analysieren und variieren, modularisieren sowie eigene Funktionen entwickeln,
- erweitern ihre Fachkompetenz in der Entwicklung von Algorithmen für einen Arduino-basierten Roboter, indem sie Funktionen auf verschiedenen Abstraktionsebenen entwickeln und nutzen,
- erweitern ihre fachdidaktische Kompetenz zur Entwicklung von Aufgaben aus den Bereichen Algorithmik und Robotik, indem sie Aufgabenstellungen zur Entwicklung von Funktionen bzw. Algorithmen auf verschiedenen Abstraktionsebenen sichten und bearbeiten und
- erweitern ihre fachdidaktische Kompetenz zur Auswahl von Arduino-basierten Robotern anhand von Präsentationen und des Erfahrungsaustauschs der verschiedenen Workshop-Gruppen.
Zu erwerbende Kompetenzen in Teil 3
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erweitern- und vertiefen die an Tag 2 erworbenen fachlichen und fachdidaktischen Kompetenzen, indem sie Programme und Algorithmen für einen weiteren der ausgewählten Roboter analysieren und entwickeln,
- ihre Fachkompetenz im Bereich Algorithmen anhand der Themen Sensordatenverarbeitung und Bewegungsalgorithmen für mobile Roboter und
- ihre fachdidaktischen Kompetenzen in der Beurteilung verschiedener Roboter anhand von Zusammenbau, Entwicklungsumgebungen, Programmierung, Algorithmen und weiterer Faktoren (z.B. Motivation).
Leistungen der Moderatorinnen und Moderatoren
Entwicklung und Moderation der Fortbildung, Präsentation von Vorträgen und Material, fachliche und fachdidaktische Unterstützung in Arbeitsphasen, Bereitstellung von MaterialBezug zum RRSQ
- 1.1 Fachliche und überfachliche Kompetenzen
- 1.4 Langfristige Wirkungen
- 2.10 Lernen und Lehren im digitalen Wandel
- 4.1 Lehrerbildung
- Zielgruppe und Voraussetzungen
- Lehrkräfte für Informatik in der Mittelstufe ohne Vorkenntnisse in der Arbeit mit Arduino und mit wenig oder keinem Grundwissen über Robotik. Keine Vorkenntnisse in Physik erforderlich. Solide Programmierfähigkeiten in mindestens einer textuellen Programmiersprache (z.B. Python, Java, C++) erforderl...
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Sachbearbeitung
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maike.masurat@brk.nrw.de
