Einfach programmieren

Lesezeit: Minuten
Kreativität | Analytisches Denken | 5-11 Jahren | 90 Minuten

Mit dem Calliope mini programmieren
Programmieren wird als die Sprache der Zukunft angesehen. Einen spielerischen Einstieg in die Welt des Codens kann schon mit kleinen Kindern umgesetzt werden. Für diesen Einstieg gibt es inzwischen eine Vielzahl an Möglichkeiten, sowohl für die schulische als auch familiäre Einbindung.
So bieten bildungsorientierte visuelle Programmiersprachen wie Scratch oder der für den ersten Einstieg entwickelte Mikrocontroller Calliope einen schnellen Zugang. In Hosentaschen passende Computer wie der Raspberry Pi lassen sich wiederum mit Scratch oder mit der Programmiersprache Python anwenden. Arduino Mikrocontroller-Boards sind weitere Schritte in die Welt der Programmierung. Gleichgültig, auf welche dieser Möglichkeiten die Entscheidung fällt: Das Wichtigste ist, dass im Ergebnis die Kinder ihren Aha-Effekt und Spaß haben.

Diese Projektidee zeigt, wie Kinder mithilfe des Mikrocontrollers Calliope mini ihre ersten Schritte in die Welt des Programmierens machen. Dazu lernen sie einfache Codes und die Programmierumgebung des Caillope mini kennen. Im Plenum werden einfache Befehle erklärt, um die Funktionsweise der Codes zu erlernen. In Teamarbeit experimentieren die Kinder selbst mit Codes. Dabei kann zum Beispiel eine kleine Melodie oder ein kurzes Musikstück als Lernergebnis programmiert werden, das die Kinder auf den Calliope übertragen und anzeigen lassen.
Bild
In der Projektidee werden die Kinder dafür sensibilisiert, dass viele Anwendungen im Alltag auf programmierten Codes beruhen und unser Alltag ohne Programmierung heute undenkbar geworden ist. Durch das Erlernen allererster Programmierkenntnisse mit dem Calliope mini mittels einer grafischen Programmiersprache werden sie an Zusammenhänge und Hintergründe in der Programmiertechnik spielerisch herangeführt.
Die Kinder
lernen einfache Befehlscodes kennen
erlernen Programmierprinzipien, wie Schleife (Wiederholung) und Variablen
erwerben erste Kenntnisse über den Calliope mini und seine Programmierumgebung
lernen die einzelnen Bestandteile des Calliope mini kennen
verstehen, wie sie durch einfache Befehle den Calliope steuern können
Die Kinder
probieren selbst einfache Befehlscodes durch Variieren der Text-, Bild- und Tonbefehle aus
machen sich mit dem Calliope und der Programmierumgebung vertraut
geben nach Anleitung einfache Befehlscodes ein, laden diese auf den Calliope und beobachten das programmierte Projekt
Die Kinder
verständigen sich im Team über die Bestandteile und Programmierumgebung des Calliope
erarbeiten gemeinsam die Eingabe der Befehlscodes
tauschen sich über die Ergebnisanzeige der Befehlscodes am Calliope aus
überlegen gemeinsam weitere eigenständige Befehlscodes und Variationen bei der Text-, Bild- und Tonausgabe
Die Kinder
denken sich selbstständig und eigenverantwortlich weitere Befehle aus
gehen Probleme lösungsorientiert und strukturiert an und haben mit der korrekten Anzeige der Befehlscodes auf dem Calliope Erfolgserlebnisse
Projektverlauf

Mit einem kurzen Film und einem Einstiegsgespräch zum Thema „Künstliche Intelligenz im Alltag“ werden die Kinder für die Projektthematik sensibilisiert. Im Anschluss machen sich die Kinder mit den Grundbausteinen des Calliope und der Programmierumgebung vertraut. Schritt für Schritt erfahren sie, was eine Programmiersprache ist, wie Befehlcodes erstellt und diese über eine Schnittstelle an den Calliope weitergegeben werden. Darauf aufbauend probieren sich die Kinder an einem kleinen „Musikprojekt“ aus. Sie geben die Codes so ein, dass durch Notenaneinanderreihung kleine Melodiefolgen oder ein kurzes Musikstück entsteht.

Vorbereitung
Als Einstimmung sehen die Kinder einen kurzen Animationsfilm (siehe weiterführende Informationen) zum Thema programmierte Maschinen im Alltag. Im Anschluss werden die Kinder befragt, welche konkreten Anwendungen aus dem Alltag sie bereits kennen, bei denen programmierte Maschinen oder Anwendungen eine Rolle spielen (z. B. Haushalt, Straßenverkehr, Medizintechnik).
Ergebnissicherung: Bedeutung von programmierten Maschinen im Alltag
Sozialform: Plenum
Zu Beginn der Phase werden innerhalb der Projektgruppe Zweierteams gebildet. Jedes Team wird mit einem Rechner und einem Calliope mini ausgestattet. Am Beispiel eines Calliope mini wird mit den Kindern gemeinsam der Aufbau mit den dazugehörigen Bestandteilen wie Prozessor, Pole, USB-Schnittstelle und -kabel, LED-Leuchten, Lautsprecher, Sensoren etc. besprochen. Im Anschluss werden die Kinder mit der Programmierumgebung (Editor) auf dem Rechner vertraut gemacht. Sie erfahren, in welche Bereiche der Editor aufgeteilt ist und welche Bedeutung die einzelnen Blöcke des Editors für die Programmierung von Codes haben. Als Abschluss dieser Phase lernen die Kinder, wie ein Projekt heruntergeladen werden muss, damit es auf dem Calliope mini angezeigt wird.
Ergebnissicherung: Erarbeitung Aufbau Calliope/ Programmierumgebung/Anzeige auf Calliope mini
Sozialform: Plenum und Teamarbeit
Nachdem sich die Kinder mit dem Calliope und dem Editor vertraut gemacht haben, erlernen sie erste Programmierschritte. Je nach Vorkenntnis der Kinder können die Programmierprojekte sehr einfach oder komplexer gestaltet werden. Wählt man das sehr einfach umzusetzende Musikprojekt, probieren die Kinder in Vorbereitung auf Phase 4 aus, wie Töne, vorgegebene Noten oder Melodien per Codes ausgegeben werden können. Dazu werden im Plenum Schritt für Schritt die Blöcke besprochen, die im Editor angewählt werden müssen, um Töne und Melodien zu erstellen. Das jeweilige Zweierteam führt die Schritte analog an seinem Rechner durch und prüft das Ausgabeergebnis auf dem Calliope mini.
Ergebnissicherung: Eingabe einfacher Codes zur Tonausgabe
Sozialform: Plenum, Teamarbeit
Nachdem sich die Kinder mit der Eingabe erster Codes vertraut gemacht haben, erarbeiten sie selbstständig ihr kleines Musikprojekt und testen die Ausgabe auf dem Calliope mini. Beliebt sind Projekte, die auf dem Calliope mehrere unterschiedliche Texte oder Symbole anzeigen oder selbst codierte kleine Melodien. Auch der Wechsel der LED-Farbanzeigen ist bei den Kindern sehr beliebt.
Ergebnissicherung: Eigene ausgedachte Programmiercodes
Sozialform: Teamarbeit
Projektfazit

Das Programmieren mit dem Calliope mini führt Kinder sehr einfach und spielerisch an die Welt des Programmierens heran. Der Erwerb erster Programmierkenntnisse fördert und erweitert allgemeine Kompetenzen, die fächerübergreifend notwendig sind. So üben sich die Kinder im analytischen Denken, können kreativ sein und sie lernen Probleme zu lösen.

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