Informatische Bildung in Schulen (Sep 2023)
Mit LoRa-Technologie und Scratch eigene Netzwerke programmieren
Abstract
Schülerinnen und Schüler nutzen täglich ihre Smartphones (Bernath, et al., 2020) und versenden häufig Nachrichten an Freundinnen und Freunde. Bei Snapchat, Tiktok, Instagram und vielen weiteren Apps – der «Senden»-Knopf wird viel genutzt. Doch wie kommt die Nachricht beim Gegenüber an? Wie weiss das eigene Mobiltelefon, an wen die Emojis gesendet werden sollen? Im Rahmen der Unterrichtseinheit "Mit LoRa-Technologie das Netzwerk kennenlernen" erstellen die Lernenden der siebten bis neunten Klasse mithilfe von "Scratch" und "Physical Computing" ein eigenes Netzwerk und senden Nachrichten an andere Teams in ihrer Klasse. Dabei lernen sie, wie in einem unkonfigurierten Netzwerk Rohdaten und verarbeitete Daten übertragen werden können. Das zugrunde liegende "leere" Netzwerk basiert auf der modernen LoRa-Technologie. Die kostengünstigen Geräte können von Schülerinnen und Schülern mit Scratch programmiert werden, um so eigene Nachrichten über das LoRa-Netzwerk zu senden und fremde Nachrichten zu empfangen. Die Lernenden können einfache Chats bis hin zu komplexen Kommunikationssystemen erstellen, bei denen neben den eigentlichen Nachrichtentexten auch Metadaten wie Empfänger- und Absenderadressen übertragen und ausgelesen werden können. So werden parallele Chats zwischen mehreren Geräten ermöglicht. Die Unterrichtseinheit zeigt in didaktisch reduzierter Form auf, wie Chat-Apps kommunizieren beziehungsweise wie Netzwerkprotokolle funktionieren und verdeutlicht den Lernenden, dass oft nicht nur eine Nachricht selbst versendet wird, sondern dass zusätzliche Informationen erforderlich sind, um eine Nachricht an ihr Ziel zu bringen. Die so genannten Metadaten, die mit den Nachrichten verknüpft werden, beinhalten in diesem Fall mindestens Informationen zu Absender und Empfänger. In dieser enaktiven Lernumgebung arbeiten die Schülerinnen und Schüler in ihrem eigenen Lerntempo und können dank dem ausgeklügelten Aufbau direkt die gesamte Kommunikation im Netzwerk beobachten. Auf diese Weise lernen sie die Grundlagen des informatischen Konzepts der Netzwerkkommunikation kennen.
Keywords
