Kompetenzorientierte Aufgabensets

On – Off

Worum geht es in diesem Aufgabenset?

Technologie - Phänomen Strom
Strom - Wie funktioniert das?

Bild: pixabay.com CC BY 4.0

In diesem Aufgabenset erfahren die Schülerinnen und Schüler weshalb der Computer nur die Zahlen 1 und 0 kennt und was dies mit Strom zu tun hat.

Die Schülerinnen und Schüler

  • lernen, dass der Computer mit on off Zuständen arbeitet
  • können im Binärsystem zählen und rechnen
  • verstehen, dass der Computer nur vordefinierte Anweisungen befolgt

Voraussetzungen

Zyklus:   
2  (ab 3. Klasse)

Zeitaufwand:
1-4 Lektionen

Kompetenzen

Integriert im Fach: Mathematik

MI 2.2 e Lehrplan 21

Die Schülerinnen und Schüler

  • verstehen, dass ein Computer nur vordefinierte Anweisungen ausführen kann und dass ein Programm eine Abfolge von solchen Anweisungen ist.

Voraussetzungen:
NMG 5.2 b TTG.2.B.1.5a & 1.5b Lehrplan 21

Die Schülerinnen und Schüler

  • können einfache Stromkreise aufbauen und die einzelnen Bestandteile benennen.
  • bringen eine Glühlampe zum Leuchten

1. Schritt: Konfrontationsaufgabe

In dieser Phase werden mit Hilfe von Bildern (siehe Unterrichtsmaterial) von verschiedenen Schaltern, die beiden Zustände ON (Strom fliesst) und OFF (Strom fliesst nicht) im Klassenverband erarbeitet.

Mögliche Fragestellung:

  • Was haben diese Zeichen auf dem Bild gemeinsam?
  • Beim Begriff “Nichts” auf mathematische Wortwahl hinweisen:
    “Wenn ich nichts habe, wie wird das in der Mathematik ausgedrückt?”
  • 0 entspricht Off/Aus, Glühlampe leuchtet nicht, es fliesst kein Strom
  • Können wir On/An, Glühlampe leuchtet, es fliesst Strom, dies auch mit Mathematik ausdrücken?
  • 1 entspricht On/An, leuchtet, es fliesst Strom
Unterrichtsmaterial ON OFF

  

2. Schritt: Erarbeitungsaufgabe

In dieser Phase werden die beiden unten aufgeführten Aussagen erarbeitet:

  1. 0 und 1 bedeutet "Es ist nichts da oder es ist etwas da"
  2. Der Computer kennt nur diese beiden Zustände und rechnet mit 0 und 1

Dies kann zum Beispiel mündlich im Klassenverband geschehen.

Anstossen mit Fragen:

  • Wie zählt der Computer? (noch nicht erklären, offen lassen)
  • Wie zählt ihr?
  • Wie zählt ein Ausserirdischer mit 2 Fingern?
  • Zehnerübergang: 9+1=10  (1 Zehner und 0 Einer)
  • Zweierübergang: 1+1=10  10 11 100
  • Jetzt wissen wir wie ein Computer rechnet.
  • Können wir auch wie der Computer rechnen?

Was hat das jetzt mit Strom zu tun?
0 = fliesst kein Strom durch das Bit
1 = fliesst Strom durch das Bit

Bit ist die kleinste Speichereinheit des Computers, es kann z.B. mit den Häuschen auf kariertem Papier verglichen  werden, in die man eine Zahl reinschreibt oder nicht.

Der thematische Bogen vom Strom zu den Binärzahlen ist hier gemacht.

3. Schritt: Übungs-/Vertiefungsaufgabe

In dieser Phase wird die Unterrichtseinheit Binärzahlen aus Unplugged von Tim Bell, Seiten 3 bis 13, eingesetzt. Englische Version 

Unterrichtsmaterial:

Weitere Ideen/Differenzierungen

Weitere Unterrichtsideen

Hintergrundinformationen für Lehrpersonen

Abenteuer Informatik begreifen