Kompass: Unterschied zwischen den Versionen

Aus microbit - Das Schulbuch
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Alois.bachinger (Diskussion | Beiträge)
 
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== [[Datei:Icon_story.png|20px|Icon]] Du hast dich im Wald verirrt ... ==
== [[Datei:Icon_story.png|20px|Icon]] Hast du dich schon einmal in unbekanntem Gelände verirrt? ==
Die Wanderkarte hast du dabei. Du weißt leider nicht, wo dein Standort auf der Karte ist. Ein erster Schritt wäre, die Karte richtig zu halten, aber wie? Wo ist denn nun Norden?
[[Datei:KompassBildgeschichte1.jpg |border|800px|CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 1]][[Datei:KompassBildgeschichte2.jpg |border|800px|CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 2]][[Datei:KompassBildgeschichte3.jpg |border|800px|CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 3]]
== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Anforderungen ==
== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Aufgabenstellung ==
Entwickle aus deinem micro:bit ein Gerät, das dir die Himmelsrichtung anzeigt, in die du gehst. Es soll zwischen Norden, Osten, Süden und Westen unterscheiden können.
[[Datei:Kompass analog.jpg|400px|right|border|CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Aufgabe]]
[[Datei:Fahrrad1_klein.jpg|400px|border|right|CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Kompetenzen]]
[[Datei:ergebnis.png|right|400px|Kompass Tipps und Hilfestellungen]]
[[Datei:KompassTitelbild.gif|right|400px|border|CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Präsentation und Reflexion]]
[[Datei:Kompass genordet.jpg|right|400px|border|CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Weiterentwicklung]]
<ol>
<li>Baue einen [[digital|digitalen]] Kompass. Der digitale Kompass soll zwischen den Haupthimmelsrichtungen Norden, Süden, Westen, Osten unterscheiden!
<li>Baue einen einfachen [[analog|analogen]] Kompass!
<li>Zeigen deine beiden Kompasse dieselbe Himmelsrichtung an?
</ol>


== [[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Mögliche Materialliste ==
Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°). Wenn du den micro:bit bewegst, veränderst du diesen Sensorwert. Die Himmelsrichtung muss daher ständig (mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen) aus dem Sensorwert neu ermittelt und dargestellt werden.


Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren.
==[[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Materialien ==
:*micro:bit
:*magnetisierbarer Stift, z.B. Nagel, Stecknadel, Drahtstück, Schlüssel
:*Batterie oder Magnet
:*schwimmendes Material, z.B. Kork, Holz, Styropor, Blatt
:*Behälter mit Wasser, z.B. Trinkbecher, eine abgeschnittene Pet-Flasche
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
 
:*Zwei Stunden zum Entwickeln des Programmes und zum Bauen des analogen Kompasses
* Etwa eine Schulstunde insgesamt für den Aufwand zum Verpacken, Programmieren und Ausprobieren
 
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]]
:[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]]
 
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
 
:Das solltest du bereits können:
Du lernst ...
:*Winkelgrößen berechnen und vergleichen (Mathematik)
* ... Formulieren und Kodieren von einfachen Abläufen in formalen Algorithmen
:*Himmelsrichtungen benennen und einen Kompass beschriften (Geographie)
* ... arbeiten mit verschiedenen Materialien und Werkzeugen
:*Variable erstellen, einer Variable einen Wert zuweisen (Informatik)
* ... Berechnungen direkter und indirekter Proportionen (optional)
:*verschiedene Formen von bedingten Anweisungen erstellen und verstehen (Informatik)
 
:Du lernst
:*wie du Kompasse baust, um die Himmelsrichtungen zu bestimmen
:*welche Vor- und Nachteile analoge und digitale Kompasse haben
:*was du brauchst, um dich in unbekanntem Gelände zu orientieren
:*wie du die Ausgabe auf dem Display in Abhängigkeit von einem aktuellen Sensorwert gestaltest
:*wie du bedingte Anweisungen verschachtelst
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
INF, GW
:Geographie und Wirtschaftskunde, Informatik, Physik
 
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellungen ==
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellung ==
:Je nach Ausrichtung soll der micro:bit die Himmelsrichtung anzeigen.
===Erforderliche Programmierblöcke===
<ol>
<li>[[Schleifen|dauerhaft]] <spoiler text="Block">
<pre id="01">
basic.forever(function () {
})
</pre>
</spoiler>
<li>[[Variablen|Setzen einer Variable]] <spoiler text="Block">
<pre id="01">
  let Platzhalter = 0
</pre>
</spoiler>
<li>Verschachtelte  [[Bedingte_Anweisungen|bedingte Anweisungen]] <spoiler text="Block">
<pre id="01">
basic.forever(function () {
    if (true) {
   
    } else {
        if (true) {
       
        } else {
       
        }
    }
})
</pre>
</spoiler>
<li>Sensor für die Ausrichtung des micro:bit <spoiler text="Block">
<pre id="01">
basic.forever(function () {
  Platzhalter = input.compassHeading()
})
</pre>
</spoiler>
<li>Kalibrieren des Sensors <spoiler text="Block">
<pre id="01">
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    input.calibrateCompass()
})
</pre>
</spoiler>
</ol>


== Reflexion ==
===Eckpfeiler zur Programmierung===
*Stelle deinen Kompass vor!
:<ol>
*Hast du schon einmal einen Kompass verwendet? Wenn ja, wo?
:<li>Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°). </li>
*Vergleiche deinen Kompass mit einem richtigen Kompass? Worin unterscheiden sich die beiden Geräte?
:<li>Damit du mit dem Sensorwert arbeiten kannst, erstellst du eine Variable und weist ihr den Sensorwert zu. Verwende für diese Variable einen sinnvollen Namen!</li>
*Baue selber einen Kompass mit einer Nadel, einem Magneten, einem Stück Kork und einer Schüssel Wasser.
:<li>Mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen kann aus dem Sensorwert die aktuelle Himmelsrichtung bestimmt werden. </li>
*Was hast du beim Erstellen des Kompass über Himmelsrichtungen gelernt.
:<li>Die 4 Haupthimmelsrichtungen kannst du mit den Abkürzungen N, S, W, O darstellen.</li>
*Wie funktioniert das Kompassmodul deines micro:bit
:<li>Da du den micro:bit bewegst, veränderst du ständig seine Ausrichtung. Die Himmelsrichtung muss daher immer wieder neu ermittelt und dargestellt werden.</li>
*Kann man deinen Kompass fürs Geocaching verwenden?
:<li>Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren. Finde heraus, was &bdquo;Kompass kalibrieren" bedeutet! Kalibriere deinen micro:bit!
</ol>
===[[Kompass Lösung|Schritt für Schritt zur Lösung]]===
:Hinweise zur Lösungsfindung und die Lösung findest du auf der [[Kompass Lösung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]].


== Optionen und Erweiterung ==
== [[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
<ol>
<li> Stelle dein Ergebnis vor! Was können deine Kompasse? Zeigen sie dieselbe Himmelsrichtung an? Welche Vor- und Nachteile hat jeder? Welchen Kompass bevorzugst du? Kennst du noch einen weiteren Kompass? Wenn ja, welchen?
<li> Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
<li> Welche Schwierigkeiten sind aufgetreten? Wie konntest du diese beheben?
<li> Erläutere, wie du den micro:bit programmiert hast! Welche Blöcke hast du verwendet?
<li> Kennst du weitere Möglichkeiten, die Himmelsrichtungen zu bestimmen?
</ol>
== [[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] Weiterentwicklung ==
:Was kannst du mit deinem micro:bit Kompass sonst noch machen?
<ol>
<li>Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
<li>Ein Kompass zeigt normalerweise immer nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
<li>Wie kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen?
<li>Du kannst den micro:bit Kompass auch mit einem Smartphone programmieren: [http://www.microbit.co.uk/app]
<li>Wie kannst du deinen micro:bit zum Geocaching verwenden? Was brauchst du dazu? [http://www.geocaching.at]
</ol>
:Dabei lernst du
:*wie du dich in unbekanntem Gelände orientierst
:*Kompassausrichtungen in verschiedenen Arten mit unterschiedlicher Genauigkeit darzustellen
:*was Geocaching ist und wie du mitmachen kannst


*Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
<htmlet>makecode_embed</htmlet>
*Kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen lassen?
*Ein digitaler Kompass muss manchmal kalibriert werden. Finde heraus, was das bedeutet und wie das mit deinem micro:bit funktioniert.
*Ein Kompass zeigt normalerweise keine Buchstaben oder Zeichen an, sondern die Kompassnadel zeigt nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt?

Aktuelle Version vom 7. Dezember 2021, 21:36 Uhr

Icon Hast du dich schon einmal in unbekanntem Gelände verirrt?

CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 1CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 2CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 3

Icon Aufgabenstellung

CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Aufgabe
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Aufgabe
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Kompetenzen
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Kompetenzen
Kompass Tipps und Hilfestellungen
Kompass Tipps und Hilfestellungen
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Präsentation und Reflexion
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Präsentation und Reflexion
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Weiterentwicklung
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Weiterentwicklung
  1. Baue einen digitalen Kompass. Der digitale Kompass soll zwischen den Haupthimmelsrichtungen Norden, Süden, Westen, Osten unterscheiden!
  2. Baue einen einfachen analogen Kompass!
  3. Zeigen deine beiden Kompasse dieselbe Himmelsrichtung an?

Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°). Wenn du den micro:bit bewegst, veränderst du diesen Sensorwert. Die Himmelsrichtung muss daher ständig (mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen) aus dem Sensorwert neu ermittelt und dargestellt werden.

Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren.

Icon Materialien

  • micro:bit
  • magnetisierbarer Stift, z.B. Nagel, Stecknadel, Drahtstück, Schlüssel
  • Batterie oder Magnet
  • schwimmendes Material, z.B. Kork, Holz, Styropor, Blatt
  • Behälter mit Wasser, z.B. Trinkbecher, eine abgeschnittene Pet-Flasche

Icon Zeitaufwand

  • Zwei Stunden zum Entwickeln des Programmes und zum Bauen des analogen Kompasses

Icon Schwierigkeitsgrad

borderlessborderlessborderless

Icon Kompetenzen

Das solltest du bereits können:
  • Winkelgrößen berechnen und vergleichen (Mathematik)
  • Himmelsrichtungen benennen und einen Kompass beschriften (Geographie)
  • Variable erstellen, einer Variable einen Wert zuweisen (Informatik)
  • verschiedene Formen von bedingten Anweisungen erstellen und verstehen (Informatik)
Du lernst
  • wie du Kompasse baust, um die Himmelsrichtungen zu bestimmen
  • welche Vor- und Nachteile analoge und digitale Kompasse haben
  • was du brauchst, um dich in unbekanntem Gelände zu orientieren
  • wie du die Ausgabe auf dem Display in Abhängigkeit von einem aktuellen Sensorwert gestaltest
  • wie du bedingte Anweisungen verschachtelst

Icon Unterrichtsfächer

Geographie und Wirtschaftskunde, Informatik, Physik

Icon Tipps und Hilfestellungen

Je nach Ausrichtung soll der micro:bit die Himmelsrichtung anzeigen.

Erforderliche Programmierblöcke

  1. dauerhaft <spoiler text="Block">
    basic.forever(function () {
    })
    

    </spoiler>

  2. Setzen einer Variable <spoiler text="Block">
       let Platzhalter = 0
    

    </spoiler>

  3. Verschachtelte bedingte Anweisungen <spoiler text="Block">
    basic.forever(function () {
        if (true) {
        	
        } else {
            if (true) {
            	
            } else {
            	
            }
        }
    })
    

    </spoiler>

  4. Sensor für die Ausrichtung des micro:bit <spoiler text="Block">
    basic.forever(function () {
       Platzhalter = input.compassHeading()
    })
    

    </spoiler>

  5. Kalibrieren des Sensors <spoiler text="Block">
    input.onButtonPressed(Button.A, function () {
        input.calibrateCompass()
    })
    

    </spoiler>

Eckpfeiler zur Programmierung

  1. Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°).
  2. Damit du mit dem Sensorwert arbeiten kannst, erstellst du eine Variable und weist ihr den Sensorwert zu. Verwende für diese Variable einen sinnvollen Namen!
  3. Mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen kann aus dem Sensorwert die aktuelle Himmelsrichtung bestimmt werden.
  4. Die 4 Haupthimmelsrichtungen kannst du mit den Abkürzungen N, S, W, O darstellen.
  5. Da du den micro:bit bewegst, veränderst du ständig seine Ausrichtung. Die Himmelsrichtung muss daher immer wieder neu ermittelt und dargestellt werden.
  6. Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren. Finde heraus, was „Kompass kalibrieren" bedeutet! Kalibriere deinen micro:bit!
  7. Schritt für Schritt zur Lösung

    Hinweise zur Lösungsfindung und die Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel.

    Icon Präsentation und Reflexion

    1. Stelle dein Ergebnis vor! Was können deine Kompasse? Zeigen sie dieselbe Himmelsrichtung an? Welche Vor- und Nachteile hat jeder? Welchen Kompass bevorzugst du? Kennst du noch einen weiteren Kompass? Wenn ja, welchen?
    2. Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
    3. Welche Schwierigkeiten sind aufgetreten? Wie konntest du diese beheben?
    4. Erläutere, wie du den micro:bit programmiert hast! Welche Blöcke hast du verwendet?
    5. Kennst du weitere Möglichkeiten, die Himmelsrichtungen zu bestimmen?

    Icon Weiterentwicklung

    Was kannst du mit deinem micro:bit Kompass sonst noch machen?
    1. Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
    2. Ein Kompass zeigt normalerweise immer nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
    3. Wie kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen?
    4. Du kannst den micro:bit Kompass auch mit einem Smartphone programmieren: [1]
    5. Wie kannst du deinen micro:bit zum Geocaching verwenden? Was brauchst du dazu? [2]
    Dabei lernst du
    • wie du dich in unbekanntem Gelände orientierst
    • Kompassausrichtungen in verschiedenen Arten mit unterschiedlicher Genauigkeit darzustellen
    • was Geocaching ist und wie du mitmachen kannst