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Veranstaltungsangebote für den schulischen Bildungsbereich in Niedersachsen.

Softwareanwendungsentwicklung neu gedacht: Fünf Lernsituationen in einem spannenden Robotikprojekt
Nr.
21.24.50
Dauer
mehrtägige Veranstaltung
In Zusammenarbeit mit
Multi Media BbS Hannover
Anfang
16.06.2021 , 08:00 Uhr
Ende
18.06.2021 , 17:00 Uhr
Anmeldeschluss
08.06.2021
max. Teilnehmende
16
min. Teilnehmende
3
Kosten
kostenlos
Übernachtung
Eine Übernachtung wird nicht angeboten
Adressaten
Lehrkräfte an berufs- oder allgemeinbildenden Schulen mit technischer Ausrichtung
Veranstaltungstypen
  • Online-Veranstaltung
  • Online-Veranstaltung Adobe Connect
Beschreibung
Dieses Angebot wird als ONLINE-Veranstaltung in Adobe Connect durchgeführt. Dafür ist die Installation der kostenlosen Adobe-Connect-Anwendung auf Ihrem Rechner notwendig.
Sollten Sie auf ihrem dienstlichen Rechner keine Installationsrechte haben, muss die Installation rechtzeitig vorbereitet werden.
Für eine aktive Teilnahme ist ein ausreichend großer Bildschirm, sowie ein Head-Set und eine Webcam notwendig.

Getrennt von der Einladung erhalten Sie einen Werktag vor Beginn der Veranstaltung einen Zugangscode für den Online-Raum, in dem die Veranstaltung stattfinden wird.

Inhalt:
Alle kennen oder nutzen Rasenmähroboter, die automatische Staubsaughilfe, Drohnen, Industrieroboter bei der Fahrzeugfertigung, AGVs bei der Lagerautomation (automated guided vehicles), Spielroboter, kollaborative und taktile Roboter in Pflege und Medizintechnik und nicht zuletzt autonom fahrende Autos. Diese kleinen und großen Helferlein werden in Zukunft unser Leben noch viel stärker begleiten und auch darüber entscheiden, welchen Platz Europa in den Märkten der Zukunft einnehmen wird. Förderung von Robotikprojekten stehen auf den Agenden der Wirtschafts-, Wissenschafts- und Kultusministerien.
Den wenigsten ist bekannt, dass fast alle Robotiksysteme auf einem identischen Framework, dem Robot Operating System, aufgebaut sind. Mit diesem werden die komplizierten Abläufe und Kommunikationswege gesteuert. Entfernungswerte aus dem LiDaR eines Staubsaugroboters zum Beispiel lassen auf ein Hindernis im Fahrweg schließen, woraufhin ein Algorithmus die Signale an die Motoren zum Ausweichen berechnet und überträgt. Wer grundlegende Erfahrungen mit dem Robot Operating System bei einem fahrenden Roboter gesammelt hat, wird auch in der Lage sein, Software für eine Drohne zu erstellen oder die komplizierte Kinematik eines 7-Gelenk-Cobots in einem digitalen Zwilling zu simulieren.
Dieses Paradigma wurde beim Entwickeln von Unterrichtsmaterialien für das Lernfeld 5 bei den neuen IT-Berufen, „Software zur Verwaltung von Daten anpassen“, aufgegriffen. Es lässt sich selbstverständlich ohne Schwierigkeiten auf artverwandte Schulformen und Bildungsgänge übertragen. Mit einem neuen, projektbezogenen Ansatz soll die Motivation für die Anwendungsentwicklung bei den Schülerinnen und Schülern gesteigert werden.
Inhalt dieses Kursangebotes ist die Beschreibung und Durchführung von fünf Lernsituationen zum Thema „Robotik“. Die eigentliche Programmiertätigkeit dient dem Erreichen eines Handlungsergebnisses, steht aber nicht im Vordergrund. Neben dieser beschäftigen die Lernenden sich mit dem Einrichten virtueller Maschinen, Installation und Konfiguration von Linux Betriebssystemen, Grundlagen der Robotik, Kommunikation zwischen cyber-physischen Systemen, Simulation in einem digitalen Zwilling und haben vor allem viel Spaß dabei, am Ende einen fahrbaren Roboter dahingehend programmiert zu haben, dass er Hindernissen auf seinem Fahrweg ausweichen kann. Selbstverständlich bleiben Inhalte zur Vermittlung grundlegender Kompetenzen bei der Anwendungsentwicklung nicht außen vor (Elemente der strukturierten Programmierung, Dokumentation, Einrichtung eines Softwarearbeitsplatzes, Tests von Anwendungen, usw.). Das zur Steuerung der Roboter verwendete Betriebssystem ROS (Robot Operating System) ist das weltweit führende System, das auch bei komplexen Industrie-, kollaborativen und taktilen Robotern zum Einsatz gelangt.
Die vorgestellten Systeme und die innerhalb des Lernfeldes 5 vermittelten Kompetenzen können fortgeführt werden im Lernfeld 7, „cyber-physische Systeme ergänzen“, des zweiten Ausbildungsjahres.
Diese fünf Lernsituationen wurden bereits in drei Klassen des Ausbildungsberufes Fachinformatik Systemintegration im Schuljahr 20/21 unterrichtet. Die Materialien sind tauglich auch für Distanzunterricht. Als Plattform für die Unterrichtsmaterialien dient das Lernmanagementsystem Moodle.
Bei Überbuchung kann ggf. nur eine Lehrkraft pro Schule berücksichtigt werden.
Verwendete elektronische Geräte sind nicht über das NLQ versichert.
Zielsetzung
Die Teilnehmenden… • …vergleichen unterschiedliche (Robotik)Systeme • …beschreiben die wesentlichen Komponenten eines Robotiksystems • …wählen ein konkretes (Robotik)System für einen Anwendungsfall aus • …wählen eine Integrierte Entwicklungsumgebung für Robotikanwendungen aus • …installieren einen Virtuellen Maschinenmanager und nehmen ihn in Betrieb • …Installieren ein Linux Betriebssystem, bringen es auf den aktuellen Stand und konfigurieren es • …installieren ein Robot Operating System und konfigurieren es • …installieren eine Integrierte Entwicklungsumgebung • …stellen Simulationsmodelle für das ausgewähltes Robotiksystem als digitalen Zwilling bereit • …installieren eine Entwicklungsumgebung für die Programmiersprache Python • …planen und erstellen Programmcode für strukturierte Algorithmen • …beschreiben gebräuchliche Nachrichten-/ Datenformate in cyber-physischen Systemen • …beschreiben Terminologien eines Robotikbetriebssystems • …lesen Betriebsdaten in einer Simulation aus einem Robotiksystem aus (Entfernung zu Hindernissen, Position im Raum, Bewegungsdaten) • …erstellen Programmcode zum Auslesen von Betriebsdaten eines Robotiksystems • …erkennen den Zusammenhang zwischen Robotikzielsystem und digitalem Zwilling in der Simulation • …leiten Eigenschaften über Datenstrukturen mit Hilfe einer Simulation eines Robotiksystems ab • …erstellen Programmcode zur Steuerung der Fahrdaten eines Robotiksystems • …erstellen Programmcode zum Abfahren eines vorgegebenen Streckenverlaufes • …erstellen Programmcode zum Ausweichen von Hindernissen • …verwenden ein Lernmanagementsystem zur Erstellung von Unterrichtsmaterialien • …verwenden Kommunikationsplattformen zur Durchführung von Unterrichten • …beurteilen die Eignung von Frage-, Aufgaben- und Problemstellungen für Distanz- und Präsenzunterricht
Schulform

Berufsbildende Schulen,

Berufliches Gymnasium,

Berufsschule,

Fachschule,

Gymnasium Sek II,

Integrierte Gesamtschule Sek II,

Studienseminar

Veranstalter
Niedersächsisches Landesinstitut für schulische Qualitätsentwicklung (NLQ)i
verantwortlich
Veranstaltungsteam
Joachim Kemmries (Leitung)

Meldeschluss erreicht.

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