Bild: Körber Stiftung
Was sind die MakerMomente?
Bei den MakerMomenten handelt es sich um kompakte Workshopangebote, die Lehrkräften direkt einsetzbare Making-Projekte für den Unterricht vorstellen. Aktuell stehen drei Themen im Fokus: 3D-Druck, Greenscreen-Produktion und Mikrocontroller im Informatikunterricht. Ziel ist es, niedrigschwellige Zugänge zu digitalen und kreativen Technologien zu schaffen und Lehrkräfte bei der Umsetzung eigener Making-Projekte zu unterstützen. Der folgende Beitrag widmet sich dem MakerMoment 3 „Mikrocontroller im Informatikunterricht“.
👉 Hier kommst du zu weiteren MakerMomenten: "Greenscreen-Produktion" und "3D-Druck" (= Teaser: Veröffentlichung erfolgt demnächst)
Direkt einsetzbares Material für den Einstieg in Mikrocontroller und das Internet of Things
Vom smarten Kühlschrank bis zur vollautomatisierten Fabrik: Das sogenannte Internet of Things (IoT) beschreibt die Vernetzung von Geräten, Sensoren und Maschinen, die Daten erfassen, austauschen und auf ihre Umgebung reagieren können. Hinter vielen dieser Anwendungen stehen Mikrocontroller – kleine programmierbare Elektronikbausteine, die diese Informationen verarbeiten und entsprechende Aktionen auslösen.
Genau hier setzt der MakerMoment „Mikrocontroller im Informatikunterricht“ von Florian Rentmeister an. Der Workshop, der am 9. Juni am Heilwig-Gymnasium stattgefunden hat, zeigt, wie sich Lernende Schritt für Schritt an die Programmierung solcher Systeme heranführen lassen und dabei informatische Denkweisen, Problemlösekompetenzen und kreatives Tüfteln miteinander verbinden.
Vom ersten Programm bis zur objektorientierten Entwicklung
Im Mittelpunkt steht der Raspberry Pi Pico, ein kostengünstiger Mikrocontroller, der sich mit Sensoren und Aktoren verbinden lässt. Sensoren nehmen Informationen aus der Umwelt auf, während Aktoren Aktionen ausführen. So können Schüler:innen beispielsweise die Helligkeit eines Raumes messen und daraus automatisch eine Reaktion ableiten, etwa das Steuern einer Jalousie oder eines Motors.
Besonders spannend ist der didaktische Aufbau der Materialien: Jedes Projekt liegt in drei Anforderungsniveaus vor. Der Einstieg erfolgt über eine blockbasierte Programmierung, die auch ohne Vorkenntnisse leicht zugänglich ist. Darauf aufbauend können die Projekte mit MicroPython textbasiert umgesetzt und schließlich objektorientiert erweitert werden. Dadurch eignet sich dasselbe Projekt für unterschiedliche Jahrgangsstufen: von ersten Programmiererfahrungen in der Unterstufe bis hin zu anspruchsvolleren Informatikprojekten in der Oberstufe.
Lernen durch Ausprobieren und Differenzierung
Die Materialien folgen konsequent dem Prinzip „Learning by Making“. Statt abstrakte Programmierkonzepte isoliert zu behandeln, arbeiten die Lernenden an konkreten Anwendungen mit Sensoren und Aktoren. Dabei erwerben sie nicht nur technische Fähigkeiten, sondern lernen den grundsätzlichen Umgang mit verschiedenen elektronischen Bauteilen, entwickeln informatische Denkstrukturen und kommen beim Lösen der Aufgaben immer wieder ins Knobeln.
Viele Projekte laden dazu ein, über die vorgegebenen Aufgaben hinauszugehen und individuelle Erweiterungen zu entwickeln. So entstehen offene Lernsettings, in denen Kreativität, Eigeninitiative und problemlösendes Denken gefördert werden.
Take-away: Material für den direkten Einsatz
Für den direkten Einstieg stehen dir ausgewählte Lernkarten zur Verfügung, die du ohne großen Vorbereitungsaufwand im Unterricht oder im Rahmen der Code Week für einen 90-minütigen Workshop einsetzen kannst. Enthalten sind die Projekte „Einfache LED“ und „Ampel“ – jeweils in drei Varianten: blockbasiert, textbasiert mit MicroPython und objektorientiert. Ergänzt werden sie durch Einführungskarten zur Software sowie ein Pinout-Schema des Raspberry Pi Pico. Die Lernkarten bieten einen niedrigschwelligen Einstieg in die Mikrocontroller-Programmierung und gleichzeitig genügend Raum zum Ausprobieren, Tüfteln und Weiterentwickeln. Du kannst sie hier als ZIP-Datei herunterladen:
Passend zum Projekt hat Florian Rentmeister ein Lernvideo erstellt:
Das Video zeigt Schritt für Schritt den Aufbau einer blinkenden LED und vermittelt dabei die Grundlagen der Mikrocontroller-Programmierung – von GPIO-Pins über Stromfluss bis hin zum ersten Programm.
Fazit: Ein MakerMoment mit Anschlussmöglichkeiten
Der MakerMoment zeigt, dass Mikrocontroller weit mehr sind als ein technisches Spezialthema für Informatik-Fans. Mit überschaubarem Aufwand lassen sich motivierende Projekte realisieren, die Informatik, Technik und kreatives Problemlösen miteinander verbinden.
Warum also nicht direkt loslegen? Die Lernkarten laden dazu ein, das Thema an deiner Schule umzusetzen – beispielsweise im Rahmen der im Oktober stattfindenden Code Week Hamburg. Ganz nach ihrem Motto: „Komm, machen!“
