Das Zentrum für MINT und Didaktische Methoden der htw saar (MIND.htwsaar) setzte im Rahmen des Projektes Tut4Schools am 24. und 25. Januar 2024 erfolgreich jeweils einen dreiteiligen Workshop an der Gemeinschaftsschule Nohfelden-Türkismühle um. Grundlegendes Ziel des Projektes Tut4Schools, welches durch die Stiftung Innovation in der Hochschullehre getragen wird, ist die Förderung der Schnittstelle zwischen Schule und Hochschule.

Einführung in Computergrundlagen mittels Turing Tumble ©

Der erste Teil des Workshops konzentrierte sich auf die Grundlagen des Computers. Durch den Einsatz von Turing Tumble ©, einer Art Murmelbahn, anhand derer die Stromverläufe auf unterster Ebene im Prozessor veranschaulicht werden können, erhielten die Schüler*innen eine praktische Einführung in die Arbeitsweise von Computern und Prozessoren. Diese spielerische Herangehensweise ermöglichte es den Schüler*innen, grundlegende Konzepte der Informatik und Logik zu verstehen. Sie erlernten, wie Daten verarbeitet werden können und wie einfache Algorithmen funktionieren, was ein tieferes Verständnis für die Funktionsweise moderner Technologien schafft.

Erforschung elektronischer Sensoren mittels der MIND.box 2.0

Im zweiten Teil des Workshops stand die vom MIND.htwsaar entwickelte MIND.box 2.0 im Mittelpunkt. Diese Sensorbox bot den Schüler*innen die Möglichkeit, verschiedene Sensoren und deren Anwendungen zu erkunden. Die Schüler*innen lernten anhand von Beispielen aus der realen Welt, wie und wo Sensoren zum Einsatz kommen. Dies reichte von einfachen Temperaturmessungen und Lichtschranken, bis hin zu komplexeren Anwendungen, wie der Verwendung von Beschleunigungssensoren oder der Abstandsmessung mittels Ultraschall-Sensorik.

Vom Smartphone in der eigenen Hosentasche bis hin zur Einparkhilfe des elterlichen Autos erarbeiteten sich die Schüler*innen hierbei praktische Beispiele aus dem Alltag. Dieser Teil des Workshops betonte die Bedeutung moderner Sensorik und inspirierte die Schüler*innen, über weitere Einsatzmöglichkeiten im Alltag nachzudenken. Ein Eltern-Frühwarn-System für das eigene Jugendzimmer war hierbei nur eine von vielen Ideen.

Aufbau und Programmierung der MIND.cars

Der abschließende Teil des Workshops umfasste den Zusammenbau, die Verkabelung und die Programmierung der MIND.cars, einem kleinen Fahrroboter, welcher bei richtiger Programmierung eigenständig Hindernissen ausweichen kann. Dieser praktische Ansatz bot den Schüler*innen nicht nur eine Einführung in die Grundlagen der Programmierung, sondern gab ihnen auch Einblicke in die Elektronik und Mechanik von Fahrrobotern. Durch die Arbeit mit dem Arduino und der Arduino IDE lernten die Schüler*innen, wie Programme in C/C++ geschrieben, getestet und angewendet werden. Der Prozess des Zusammenbaus und der Programmierung der MIND.cars ermöglichte es den Schüler*innen, die Verbindung zwischen der Software-Programmierung und der physischen Welt der Robotik zu verstehen.

Nachdem die Schüler*innen die Kommunikation mit dem Computer, die Ansteuerung der Motoren und das Auslesen des Ultraschallsensors erfolgreich umgesetzt haben, ging es darum diese Komponenten miteinander zu verbinden und die hierzu erforderlichen Programmlogiken zu erarbeiten. Im Ergebnis zeigten sich verschiedenste kreative Lösungen, welche die MIND.cars zum Leben erweckten. Es gelang den Schüler*innen die MIND.cars so zu programmieren, dass diese eigenständig durch den Raum fahren konnten, ohne mit anderen Gegenständen zu kollidieren.

Abschließend lässt sich sagen, dass das Projekt Tut4Schools an der Gemeinschaftsschule Nohfelden-Türkismühle effektiv demonstriert hat, wie der Austausch und die Zusammenarbeit zwischen Schulen und Hochschulen gefördert werden kann und unterstreicht nochmals die Wichtigkeit der Fortführung solcher Bildungsinitiativen.