Seminar Technology Enhanced Learning, TU Graz, Dezember 2017

1. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 1
Maria Grandl
Technische Universität Graz
INFORMATISCHE GRUNDBILDUNG
Seminar Technology Enhanced Learning
11.12.2017

2. Informatische
Grundbildung
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Ergebnisse der (Literatur-)Recherche
USA Australien
http://www.medienimpulse.at/articles/view/1069?navi=1
Medienimpulse Ausgabe 2/2017
INFORMATISCHE GRUNDBILDUNG IM LÄNDERVERGLEICH

3. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 3
WAS IST INFORMATISCHE BILDUNG?
Abbildung 1: „Das Gebäude der informatischen Bildung“
Quelle: Hasler Stiftung (2013): Informatik im Lehrplan 21. Ein grundsätzlicher Positionsbezug zum Wohl und Nutzen des Denk- und Werkplatzes Schweiz, online
unter: http://fit-in-it.ch/sites/default/files/downloads/dok_2013-06-20_informatik_im_lehrplan_21.pdf (letzter Zugriff: 05.05.2017).

4. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 4
„Europe cannot afford to miss the boat“
Informatics Europe/ACM Europe (2013): Informatics education: Europe cannot afford to miss the boat. Report of the joint Informatics Europe & ACM Europe Working Group on Informatics Education,
online unter: http://www.informatics-europe.org/images/documents/informatics-education-acm-ie.pdf (letzter Zugriff: 05.05.2017).
„Not offering appropriate informatics education means that
Europe is harming its new generation of citizens,
educationally and economically “
Informatics Europe/ACM Europe (2013): Informatics education: Europe cannot afford to miss the boat. Report of the joint Informatics Europe & ACM Europe Working Group on Informatics Education,
online unter: http://www.informatics-europe.org/images/documents/informatics-education-acm-ie.pdf (letzter Zugriff: 05.05.2017).
Empfehlung für ein eigenständiges, verpflichtendes
Unterrichtsfach Informatik in nahezu allen Schulstufen

5. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 5
Sekundarstufe 1 Sekundarstufe 2Volksschule
Unterrichtsprinzip
„Medienerziehung“
Unterrichtsfach
„Coding“
unverbindliche Übung
ab SJ 2018/19:
verbindliche Übung
„Digitale Grundbildung“
2-stündiger
Pflichtgegenstand
„Informatik“ in der
9. Schulstufe
Wahlpflichtfach
fächerintegrativ
ÖSTERREICH
Inhaltsbereich Computational Thinking
„Mit Algorithmen arbeiten“
„Einfache Programme erstellen“
„Kreative Nutzung von
Programmiersprachen“

6. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 6
große Unterschiede in der Angebotsstruktur der einzelnen Bundesländer und Schulformen
DEUTSCHLAND
„Calliope Mini“
https://www.calliope.cc/
„Unsere Mission ist es, jedem Schulkind in Deutschland ab der 3.
Klasse einen spielerischen Zugang zur digitalen Welt zu ermöglichen.“
„Wir wollen aber nicht nur Schüler/innen, sondern auch Lehrer/innen
und das Bildungs-System erreichen, um langfristig mehr digitale
Inhalte an den Schulen zu vermitteln und dies in den Lehrplänen
dauerhaft zu verankern.“
Vorlage
„BBC micro:bit“

7. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 7
seit 2014: einstündiger Pflichtgegenstand „Computing“ an den staatlichen Schulen
ENGLAND
ab Key Stage 1 (5 Jahre) Inhaltsbereiche
Computer Science
Information Technology
Digital Literacy
bis Key Stage 4 (16 Jahre)
„[All pupils] can understand and apply the fundamental principles and concepts of computer
science, including abstraction, logic, algorithms and data representation (CS)“
„[All pupils] can analyse problems in computational terms, and have repeated practical
experience of writing computer programs in order to solve such problems (CS)“

8. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 8
verpflichtendes Unterrichtsfach
SLOWAKEI/POLEN
Primarstufe - Oberstufe
EINIGE WEITERE EUROPÄISCHE LÄNDER
curriculare Maßnahmen zur Integration von Coding in den Informatikunterricht
Lehrplan 21
Modul „Medien und Informatik“
SCHWEIZ

9. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 9
Abbildung: Curriculare Integration von Coding nach Land und Schultyp
Quelle: Screenshot der Tabelle „Integration by level of education“,
(European Schoolnet 2015: 39)
Estland
Israel
Slowakei
UMFRAGE
EUROPEAN
SCHOOLNET
2015
21 Länder
CODING…
…the process of
developing and
implementing
various sets of
instructions to
enable a computer
to perform a certain
task, solve problems,
and provide human
interactivity.“

10. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 10
2016: „Computer Science For All“- Initiative
USA
Informatikunterricht im K-12-
Bildungsbereich stärken und ausbauen
Weiterbildungsmaßnahmen
für Lehrpersonen
Non-Profit-Organisationen (Code.org)
„More than nine in ten parents want CS taught at their child's school and yet, by some estimates,
only a quarter of K-12 schools offer a CS course with programming included.“
The White House (2016): Obama's Computer Science for All Initiative Is Gaining Momentum,
online unter https://cacm.acm.org/careers/207286-obamas-computer-science-for-all-initiative-is-gaining-momentum/fulltext (letzter Zugriff: 10.05.2017).
„Exploring Computer Science“, „Project Lead The Way (PLTW)“
AUSTRALIEN
„Design and Technologies“
„Digital Technologies“
verpflichtend im gesamten F-10-Bildungsbereich

11. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 11
Quelle: http://www.medienimpulse.at/articles/view/1069?navi=1

12. Informatische
Grundbildung
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AUSSERSCHULISCHE INITIATIVEN/ORGANISATIONEN
Seminar TEL, Maria Grandl 12
Educational Robotics
Makerspaces
FabLabs
Informatik-Labore für
Kinder/SchülerInnen
„InfoSphere“ an der RWTH Aachen
http://schuelerlabor.informatik.rwth-aachen.de/
„Zukunftslabor MINT“ an der
Hochschule Hannover
https://mint.hs-hannover.de/workshops-zukunftslabor/
„Code Club“
8000 Clubs in 80 Länder
„Laer Kidsa Koding“
Computer Science
Education Week
Europe Code Week
CoderDojos
Workshops
Wettbewerbe
Hackathons
Beispiele

13. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 13
„Zukunftslabor MINT“ an der Hochschule Hannover
https://mint.hs-hannover.de/workshops-zukunftslabor/
„An einem außerschulischen Lernort unter professioneller Anleitung,
mit neuester Technologie, unter realen Laborbedingungen,
erleben die Schülerinnen und Schüler praxisnah
aktuelle MINT-Themen aus unseren MINT-Fakultäten!“
 „Halbtägige Workshops für Schulklassen“
 „Praxisorientierte Angebote“
 „Ergänzung der Schulfächer Informatik, Physik,Technik, Chemie, Sachunterricht“
 „Anknüpfung an Kerncurricula“
 „Individueller Zuschnitt der Inhalte“
Primarstufe/Sekundarstufe 1/Sekundarstufe 2
weitere Angebote: MINT-Mentoring

14. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 14
https://youtu.be/ijhXs7TSY8E

15. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 15
Aktivitäten der TU Graz zur Förderung
INFORMATISCHER BILDUNG

16. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 16
Verankerung der Informatik an Schulen unterstützen
Bereitstellung von offen lizenzierten Lehr- und Lernmaterialien
Entwicklung eines offenen Schulbuches für den Informatikunterricht
Fortbildungsangebote für Lehrende
Unterstützung von Schulprojekten (z.B. Einsatz von Ozobots)

17. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 17
Außerschulische Angebote
Verankerung von digitalen Kompetenzen im Lehramtscurriculum
Coding/Robotik-Workshops für Schüler/innen
Sommerkurse und Ferialpraktika für Mädchen
Online-Kursangebot auf iMooX.at
offene Labore
Sommerforschungswochen

18. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 18
Ein offenes, digitales Schulbuch
für den Informatikunterricht
Diplomarbeit (WS 2016/17)
„Offen lizenzierte Lehr- und Lernunterlagen
für den (Einsatz im) Informatikunterricht“
Forschungsfrage:
Was macht ein innovatives Schulbuch für das Unterrichtsfach Informatik
in der 9. Schulstufe einer allgemein bildenden höheren Schule aus?
angereichertes E-Book
konzipiert für die 9. Schulstufe AHS
erstellt mit der Autor(inn)en-Plattform ABC E-Books

19. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 19
Screen Pool
Pool
Pool
Screen
Screen
Screen
E-Book
Autor(inn)en-Plattform ABC E-Books
Erstellung und Veröffentlichung von E-Books und
Präsentationsmaterialien
https://ebook.tugraz.at

20. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 20
Ein erster Entwurf
3 Themengebiete
Vernetzte Systeme
Grundlegender Aufbau und Funktionsweise des Computers
Computational Thinking

21. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 21
Erweiterung in Zusammenarbeit mit Lehramtsstudierenden
Verbindliche Übung Digitale Grundbildung – Sekundarstufe 1
Betriebssysteme
Informationssicherheit und verantwortungsvolle Mediennutzung
Produktion und Evaluierung von Webinhalten
Der Job von morgen – Informatik
…

22. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 22
Themengebiet
Unit 1
Unit 2 Unit 3
Vorbereitung
Hinweise zur Durchführung
Präsentationsmaterial
Lehr-/Lernziele - digi.komp12-KompetenzmodellLehrplan – verbindliche Übung „Digitale Grundbildung“

23. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 23
Vernetzte Systeme
Unit 1
Aufbau der Einheit
Unit 2
Aufbau der Einheit
Unit 3
Aufbau der Einheit
Grundlegender Aufbau und Funktionsweise des Computers
Internet oder World Wide Web? Ist das nicht dasselbe?
Quiz und Nachbesprechung
Was passiert, wenn ich auf einen Link klicke?
Gruppenarbeit, Video, Spiel
Das Internet – Geschichte, Technik, Dienste und Sicherheitsaspekte
Erstellung von Präsentationen und Lernmaterialien in Gruppen,
Vortragen der erstellten Präsentationen
Unit 1
Aufbau der Einheit
Unit 2
Aufbau der Einheit
Unit 3
Aufbau der Einheit
Strom an und Strom aus ODER Wie sieht die Welt in Einsen und Nullen aus?
Unterrichtsgespräch mit Übungsphasen
Das Geheimnis der Blackbox oder wie der Computer funktioniert.
Video, Quiz, „Brettspiel“, Arbeitsblatt
Von der Theorie in die Praxis: Physical Computing mit dem Raspberry Pi und Pocket Code
Einführendes Video, MOOC (optional), Video-Tutorials
Computational Thinking

24. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 24

25. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 25

26. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 26

27. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 27

28. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 28

29. Informatische
Grundbildung
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30. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 30

31. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl
• ausgewählte Lernvideos
31

32. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl
• ausgewählte Lernvideos
• interaktive Übungen
32

33. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl
• ausgewählte Lernvideos
• interaktive Übungen
• Spiele
• Brettspiel Execute-Fetch
33

34. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl
Eingabe
Ausgabe
Permanentspeicher
z.B. Festplatte
Bus
Hauptspeicher =
Arbeitsspeicher
CPU
Rechenwerk = ALU
Steuerwerk
34

35. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 35

36. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 36

37. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl
• ausgewählte Lernvideos
• interaktive Übungen
• Spiele
• Arbeitsaufträge- und Anleitungen für Gruppenarbeiten
37

38. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl
• ausgewählte Lernvideos
• interaktive Übungen
• Spiele
• Arbeitsaufträge- und Anleitungen für Gruppenarbeiten
• Verlinkungen auf externe Materialien/OER
38

39. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl
• ausgewählte Lernvideos
• interaktive Übungen
• Spiele
• Arbeitsaufträge- und Anleitungen für Gruppenarbeiten
• Verlinkungen auf externe Materialien/OER
• Einsatz von Audience-Response-Systemen
feedbackr ©
Kahoot ©
Socrative © Plickers © Answergarden ©
39

40. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl
Lizenzvereinbarung
40

41. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 41
PDF
EPUB
Offline-HTML
Zugänglichkeit
https://ebook.tugraz.at/  Öffentliche E-Books
Verschiedene Formate
Bewerbung über die Website:
https://learninglab.tugraz.at/informatischegrundbildung/

42. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 42
Unterstützung von Planung und Durchführung des Unterrichts
fachdidaktische Interpretation des Lehrplans
sinnvoller Einsatz neuer Technologien
digitale Verfügbarkeit
Integration von multimedialen und interaktiven Elementen
freie Zugänglichkeit
Möglichkeit zur Anpassung, Erweiterung
abwechslungsreiche, kreative Wege zur Vermittlung informatischer Inhalte
Was macht ein innovatives
Informatik-Schulbuch aus?

43. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 43
https://learninglab.tugraz.at/informatischegrundbildung/
Website
Administration: Maria Grandl
Sammlung von Aktivitäten und Unterrichtsmaterialien
zur Förderung informatischer Bildung

44. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 44
BIBER DER INFORMATIK
https://www.ocg.at/de/biber-der-informatik

45. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 45
Wettbewerb
2er-Teams
4 Aufgaben
So viele Aufgaben wie möglich - 15 Minuten Zeit
leicht mittel schwer
Richtige
Antwort 6 9 12
Falsche
Antwort -2 -3 -4

46. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 46
Nachbesprechung
Welche(s) informatische(n) Konzept(e) werden vermittelt?

47. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 47
Calliope mini
…ein spielerischer Zugang zur digitalen Welt

48. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 48
Die Initiative
„Unsere Mission ist es, jedem Schulkind in Deutschland ab der 3. Klasse einen
spielerischen Zugang zur digitalen Welt zu ermöglichen.“ (Calliope GmbH, 2017)
langfristig mehr digitale Inhalte an den Schulen vermitteln
dauerhafte Verankerung in den Lehrplänen
besser „ausgebildete“ Schulabgänger/innen
kritische Benutzer/innen
Calliope GmbH (2017): http://calliope.cc/idee/mission (23.11.2017)
gemeinnützige GmbH, Unterstützung von Unternehmen/Stiftungen

49. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 49
„16.000 haben wir verteilt, 25.000 produziert.“ (Joost, 2017)
Joost (2017): http://www.zeit.de/digital/internet/2017-11/calliope-mini-platine-grundschule-bilanz-gesche-joost?xing_share=news
http://www.calliope.cc/schulen/pilotphase
Pilotphase

50. Informatische
Grundbildung
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Abbildung: https://calliope.cc/editor (letzter Aufruf:
28.09.2017), © 2017 Calliope gGmbH
CALLIOPE
MINI
LAGESENSOR
LAUTSPRECHER
RGB LED
KNOPF A
25 LEDs
RESET-KNOPF
TEMPERATURSENSOR
KNOPF B
LICHTSENSOR
MIKROPHON
MIKRO-CONTROLLER
BLUETOOTH
Seminar TEL, Maria Grandl 50

51. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 51
Abbildung: Übersicht Editoren, Screenshot
http://calliope.cc/los-geht-s/editor (21.11.2017)
CALLIOPE MINI EDITOR
Entwicklungsumgebungen (Editoren)
PXT (Microsoft)
Open Roberta Lab
(Fraunhofer)
Programmiersprache NEPO
Open-Source
Volksschule
https://miniedit.calliope.cc/
Abbildung: Screenshot der Benutzeroberfläche,
https://miniedit.calliope.cc/ (22.11.2017)
JavaScriptblockbasierte Programmiersprache

52. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 52
Lehr- und Lernmaterialien
Übersicht: http://calliope.cc/schulen/schulmaterial
Schülerheft
https://www.amazon.de/Das-Calliope-Buch-
Spannende-Bastelprojekte-Calliope-Mini-
Board/dp/3864904684/ref=sr_1_fkmr1_2?ie
=UTF8&qid=1511344127&sr=8-2-
fkmr1&keywords=Coding+mit+dem+calliope+
mini
PDF-Datei (kostenlos)
gedruckt
https://www.cornelsen.de/calliope/
Lehrerhandreichung
OER
https://appcamps.de/2017/09/01/
ueberblick-calliope-mini-
unterlagen/
weitere Übersicht

53. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 53
Vergleich
BBC Microbit Raspberry PiArduino
Abbildung: Arduino Uno, Screenshot
https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3
(22.11.2017)
Abbildung: Raspberry Pi 3, Screenshot
https://www.raspberrypi.org/products
/raspberry-pi-3-model-b/ (22.11.2017)
Abbildung: BBC Microbit,
Vorder- und Rückseite,
Screenshot
http://microbit.org/de/guide/
(22.11.2017)

54. Informatische
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Seminar TEL, Maria Grandl
54
Bestellung
https://www.amazon.de/CALLIOPE-mini-dunkelblau/dp/B073QW74PP/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1511340627&sr=8-1&keywords=Calliope+mini
Amazon.de Preis (22.11.2017, 10 Uhr): 34,90 €
Im Vergleich: BBC Microbit GO, Preis (22.11.2017, 10 Uhr): 19,80€
https://www.cornelsen.de/calliope/
Cornelsen
Einzelbestellung oder
Klassensatz (25 Stück)
exp-tech.de
conrad.de
https://www.exp-tech.de/calliope-mini
https://www.conrad.de/de/calliope-board-calliope-mini-1596050.html

55. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 55
Erfahrungswerte zum Calliope mini
mitgeliefertes USB-Kabel ist zu kurz
„aufwendige“ Übertragung eines Programms auf den Calliope mini
Sensoren liefern tlw. unterschiedliche Werte
Was ist das?

56. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 56
LIVE DEMO
Open Roberta

57. Informatische
Grundbildung
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WEBBROWSER ÖFFNEN
Adresszeile: calliope.cc
Seminar TEL, Maria Grandl 57

58. Informatische
Grundbildung
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Erstellung des Programms im Editor
ausführbares Programm
Quellcode
Seminar TEL, Maria Grandl 58

59. Informatische
Grundbildung
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Erstellung des Programmes im Editor
ausführbares Programm
Quellcode
Compiler
Seminar TEL, Maria Grandl 59

60. Informatische
Grundbildung
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PROGRAMMIERSPRACHE
MASCHINENSPRACHE
Compiler
Seminar TEL, Maria Grandl 60

61. Informatische
Grundbildung
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Fächerintegrativer Einsatz
http://calliope.cc/projekte
TU GRAZ: Werkstattbeispiele
Der Calliope mini im Sprachunterricht (Sprache + Informatik)
Der heiße Draht (Werken + Physik + Informatik)
Fang das Ei (Informatik)
Smarte Pflanzenbewässerung
(Informatik + Biologie + Physik + Mathematik)
Metronom (Musik + Mathematik)

62. Informatische
Grundbildung
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Seminar TEL, Maria Grandl 62
CALLIOPE MINI
4er-Teams
Werkstattbeispiel – fächerintegrativer Einsatz
Ziel des Projekts
Kontext der Umsetzung
(z.B. fächerübergreifender Unterricht Deutsch-Informatik)
Schulstufe/Altersgruppe
Notwendige Materialien
Zeitrahmen (z.B. 2 Unterrichtsstunden)

63. Informatische
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PRÄSENTATION