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Calliope offline mode

Es war klar, dass wir beim Ziel eines flächendeckenden Einsatzes in der Grundschule auf ein paar schwerwiegende Probleme stossen würden. Eines davon ist die Tatsache, dass viele Grundschulen über zu wenige oder manchmal gar keine Computer verfügen. Das andere damit zusammenhängende ist: viele LehrerInnen haben Berührungsängste, was Computer anbelangt, und es ist auch schlicht sehr aufwändig, wenn für eine Unterrichtseinheit erstmal 25 Computer aktiviert werden müssen…

Also haben wir uns ein spezielles Feature ausgedacht, damit der Calliope auch betrieben werden kann, wenn keine PCs zur Verfügung stehen. Natürlich hat das Grenzen, denn das eigentliche Ziel ist ja ein tiefes Verständnis der Technik zu erreichen und auch zu Programmieren – am Ende wird ein Computer also schon wichtig sein. Aber es gibt spannende Möglichkeiten auf dem Weg dorthin.

Deshalb wird der Calliope mini in zukünftigen Versionen* mit einem Speicherbaustein ausgestattet sein, auf dem 25 Standard-Programme installiert sein werden. Die Idee dabei ist, dass die LehrerIn jederzeit alle Boards in der Klasse auf einen definierten Zustand bringen kann ohne diese dafür an einen Computer anschliessen zu müssen. Aller Vorraussicht nach wird dies sogar über Funk möglich sein, d.h. es gibt eine LehrerIn-Version des Calliope, die in der Lage ist per Funksignal die SchülerInnen-Boards in einen speziellen Modus zu versetzen. Damit ist die Zeit am Beginn der Stunde, um die Technik an den Start zu bekommen deutlich verringert, und es gibt auch immer Sicherheit, dass ein definierter Stand hergestellt werden kann – selbst dann wenn die SchülerInnen mit den Boards rumgespielt haben oder in einer vorherigen Stunde andere Sachen draufprogrammiert haben.

In die Ausgestaltung der 25 Beispielprogramme haben wir schon viel Energie gesteckt, zum Teil wird auch noch daran gearbeitet. Folgende Struktur ist aber schon klar: Es wird etwa 10 Basis-Routinen geben, also Dinge wie „Lese Lichtsensor und gebe Lichtwert auf LED-Matrix aus. Setze Pin2 auf High bei Helligkeit > 75%“. Oder „Zähle Variable hoch, wenn geschüttelt** und gebe Zahl auf LED-Matrix aus. Bei jedem Ereignis Pin2 kurz auf High setzen“. Diese Basis-Routinen sollen dazu dienen, einfache Experimente zu realisieren und den mini einfach nur als Tool zu nutzen dabei. Also z.B. Überprüfen, ob eine Pflanze genügend Licht und Wasser bekommt. Leitfähigkeit von Materialien testen, usw.

Spannend ist dabei, dass diese Basis-Routinen sich auch kombinieren lassen werden, also indem mehrere minis in unterschiedliche Modi versetzt und miteinander verschaltet werden, also z.B. „mini 1 reagiert auf Licht und setzt Pin2 auf High, dieser aktiviert mini 2, der daraufhin Lied abspielt wenn gleichzeitig touch an Pin3 erfolgt“. Aber generell geht es bei den Basisroutinen darum, einfache Dinge verlässlich mit dem mini machen zu können.

Weitere 10 Routinen sollen komplexere Anwendungen beinhalten. Hier ist unser Anspruch, dem Programmieren und dem Verständnis desselbigen schon deutlich näher zu kommen. Wir haben lange gegrübelt und ausprobiert, wie das gehen könnte – denn ohne angeschlossenen Computer ist das sehr schwierig. Viele der Beispiele würden auf repetitives Nachvollziehen eines vorgegebenen Code-Ablaufes hinauslaufen, das war uns aber zu wenig.

Die zündende Idee kam uns in einer Sitzung mit dem Leiter der ersten Pilot-Grundschule, Bernd Poloczek. „Wir müssen den mini selbst als Editor benutzen, das ist es!“. Das war die Schlüsselidee. Der Gedanke hier ist, komplexere Basis-Routinen vorzusehen, die in der beigefügten Dokumentation ausführlich dargelegt sind, und zwar bereits in der Bildsprache und Semantik des späteren Online-Editors (also mit Code-Blöcken). Damit können SchülerInnen erstmals studieren, wie das Programm funktioniert***. Auch wenn dabei verschiedene Inputs verarbeitet werden, wäre das immer noch relativ statisch. Um SchülerInnen ins Modellieren und Verändern des Programmcodes zu bringen sind zwei Dinge nötig: Der Code muss mindestens modifizierbar sein, und es muss neue Kombinationsmöglichkeiten geben, um andere Anwendungen zu kreieren. Das erste werden wir damit umsetzen, dass der Beispielcode mit den Eingabemöglichkeiten des minis parametrisierbar sein wird, also z.B. durch Betätigung der Taster oder durch Schütteln usw. – so wird es möglich sein, verschiedene Verzweigungen des Programms zu beeinflussen, ganz so wie man es beim Programmieren am Anfang oft tut – bestehenden Code verstehen und langsam verändern, um dessen Funktionsweise zu verstehen. Ein Beispielprogramm könnte z.B. eine Pflanze anhand von Licht und Wasser (Leitfähigkeit der Erde) überwachen. Um daraus eine Überwachung für ein Aquarium abzuleiten, muss der Schwellwert für die Messung der Leitfähigkeit verändert werden. Dies wäre möglich, indem das Basisprogramm in einen „Setup-Mode“ versetzt werden kann, indem z.B. bestimmte Parameter mit den beiden Tastern verändert werden – ähnlich wie man Einstellungen des Boardcomputers im Auto verändert. Zusätzlich wäre es möglich, mehrere minis zu komplexeren Anwendungen zu verschalten – der Code entstünde hier also durch Kombination vorinstallierter und parametrisierbarer Code-Bausteine aus dem Repertoir der 25 Beispielprogramme.

Hier ein Beispiel für so ein konfigurierbares Programm. In diesem Fall löst der Licht-Sensor einen Alarm aus (Lampe Rot und Ton-Signal) wenn ein bestimmter Schwellwert überschritten wird. Dieser Schwellwert kann bei gedrückter Taste A live angepasst werden:

schwellwert

Damit sollten zwei Dinge möglich sein, ganz ohne Internet und Computer in der Schule: digitale Mittel für spannenderen Unterricht nutzen, also Calliope mini als Tool – das hoffentlich Lust auf mehr macht. Und: erste Erfahrungen und Ideen, wie leicht und gleichzeitig spannend Programmieren sein kann. Wir glauben, dass man damit locker ein Schuljahr wird bestreiten können – in der Zwischenzeit werden halt irgendwie doch Computer beschafft und die Internet-Leitung vom Rost befreit (meistens ist ja beides doch irgendwie da, funktioniert nur nicht richtig oder ist schwer zugänglich).

So, wenn Euch jetzt die Lust packt an den 25 Beispielprogrammen mitzuwirken – Ideen und Anregungen sind jederzeit willkommen!

 

 

*tatsächlich ist schon die aktuelle Revision 0.3 dafür vorbereitet, allerdings ist der Baustein bei den meisten Boards nicht bestückt. Wir arbeiten aktuell noch am genauen Design der Schaltung und den dafür nötigen Routinen in der Firmware. Sobald alles einwandfrei funktioniert werden die Boards entsprechend modifiziert ausgeliefert.

**das könnte auch parametrisierbar sein, also z.B. schütteln/Licht/Ton/Temperatur

***es gibt da sogar die Idee einer Lehrerin Code-Blöcke des Editors als Puzzle-Teile zu produzieren und Kinder damit Programme legen zu lassen, genau wie das später am Bildschirm möglich sein wird…

7 Kommentare zu „Calliope offline mode

  1. Die Idee gefällt mir grundsätzlich gut, aber ich frage mich, wie das praktisch und praktikabel realisiert werden soll. Mir ist noch nicht klar, wie und wo die Code-Beispiele dargestellt und verändert werden sollen… in diesem Zusammenhang mal eine Frage, die mich schon länger beschäftigt. Gibt es eigentlich einen Offline-Editor zur Programmierung von Calliope? Das wäre für den Einsatz an einer nicht unerheblichen Zahl sicher hilfreich

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  2. Die 25 vorinstallierten Programme sollen in speziellem Begleitmaterial dokumentiert werden – entweder nur online, evtl. auch als gesondertes Büchlein oder so. Zusätzlich gibt es noch die Idee mit den Puzzleteilen die auf viel Unterstützung stösst. Damit könnten Kids dann sogar Code auf dem Basteltisch erstellen und variieren.
    Zum Offline-Editor: ja, es gibt sowas und wir erproben immer wieder Varianten die rauskommen. Sobald einer davon uns ausreichend überzeugt werden wir ihn auf die Seite nehmen.

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    1. Ja – ich bin auch sehr für einen einfachen Offline Editor! Auch aus Gründen, dass ich nicht gerne die Internetanbindung offen habe, wenn ich mich mit Kindern am Calliope beschäftige, bzw. sie auch mal was alleine damit probieren lassen will.

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