Der neue Bildungsplan stellt neue Herausforderungen, unter anderen Fachrichtungen auch an die Naturwissenschaften. So heißt es diesbezüglich:
„Die Halbleitertechnik ist die Grundlage moderner Elektronik und der digitalen Datenverarbeitung. Diese Entwicklungen haben den Alltag der Gesellschaft stark verändert. Im Unterricht lernen die Schülerinnen und Schüler Bauteile und Grundlagen der Elektronik kennen. Sie verstehen die Funktionsprinzipien ausgewählter elektronischer Schaltungen und die Grundzüge der Automatisierungstechnik. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln und realisieren elektronische Schaltungen zur Lösung von Problemstellungen.“
Für das DHG bedeutete dies, die Schärfung insbesondere des NwT-Profils mit dem roten Faden „Programmierung“ im Curriculum umzusetzen, beginnend für alle Schülerinnen und Schüler in Klasse 7 mit dem Fach ITG. In Klassenstufe 8/9abg folgt das Erstellen einfacher Programme mit einer grafischen Programmierumgebung mit Raspberry Pi. Dabei werden LEDs angesteuert.
Weiter geht es in Klasse 9/10abg mit dem Verstehen einer Transistorschaltung, der Entwicklung eines Schaltplans und eines Platinenlayouts. Die Praxis besteht im Löten der Platine und in der Auswertung zweier damit selbst gebauter Lichtschranken mittels Raspberry Pi. Dazu ist „richtiges“ Programmieren des Codes im Texteditor nötig.
Der Abschluss erfolgt dann in Klasse 10/11abg mit dem Robotik-Modul, für das ebenfalls ein richtiger Code programmiert werden muss.
Nun konnte Dank finanzieller Unterstützung durch den Förderverein eine effiziente materielle Grundlage geschaffen werden, die dem Unterricht in außerordentlichem Maße zugute kommt.
Für Klasse 8/9abg waren bereits 14 Raspberry Pi Computer vorhanden, allein die Ansteuerung erfolgte noch über Bildschirmspiegelung von normalen PCs aus, was jede Doppelstunde wertvolle Zeit kostete, bis alles funktionierte. Für die Klasse 9/10abg war noch nichts vorhanden.
Dank Förderverein konnten nun 10 weitere Raspberry Pi Computer gekauft werden und für alle 24 Computer jeweils Bildschirme, Tastaturen, Mäuse und Mehrfachsteckdosen! Für Klasse 9/10abg waren zudem Datenträger für die Computer und Spannungsversorgungen für die Platinen sowie Platinenanschlussmaterial nötig. Der Gesamtumfang lag etwas unter 3500 €.
Ohne den Einsatz des Fördervereins hätte das der Schulhaushalt nicht stemmen können, auf keinen Fall auf ein Mal. Beides hätte erst über mehrere Jahre hinweg beschafft werden können.
Wie sieht das Ganze nun aus? Henning Kopf bewies Heimwerkerqualitäten unter tatkräftiger Hilfe durch Hausmeister Josef Feierabend. Die Einzelteile wurden bei der Endmontage auf speziell zugesägte Bretter, die wiederum an die Monitore geschraubt wurden, montiert. Dank Gummiband, Gepäcknetz – viele viele mit dem Heißluftfön abgeschmolzene, d.h. stabilisierte Seilenden – und Griff aus Rolladengurt kann man die ganzen Stationen ohne lose Tastaturen und Mäuse nun einfach aus dem Schrank nehmen und einsetzen.
Was wird nun damit für den Unterricht erreicht? Die Entwicklung und das Umsetzen einer einfachen Platine ohne integrierte Schaltungen („Chips“) ist viel einfacher zu verstehen, aber immer noch schwierig genug. Grundlagen für die Elektronik können damit gelegt werden, die Anforderungen des Bildungsplans werden sehr gut eingelöst.
Der schnelle und einfache Zugriff auf die Raspberry Pi Computer ist wichtig, damit die Schüler sich mit dem Wesentlichen, dem Programmieren, beschäftigen können. Und die wertvolle zuvor zwangsläufig durch Vorbereitungen verlorene Unterrichtszeit ist Geschichte.
Ein herzliches Dankeschön an den Förderverein!
Text und Bilder: Hans-Rainer Beck (DHG)