QR-Codes lesen ohne App!

QR-Codes

Wer kennt sie nicht? Überall finden sich die kleinen schwarz-weißen Quadrate: auf Plakaten, Flugtickets, Visitenkarten, Unterrichtsmaterialen, Museums-Hinweisen, Lebensmittelverpackungen… – die Liste ist endlos. QR-Codes1 sind überall.

Gerade auch im Bildungsbereich sind QR-Codes1 schon länger «hip», bieten sie doch eine einfache Möglichkeit, in analogen Materialien auf digitale Inhalte hinzuweisen, ohne dass Lernende ellenlange URLs abtippen müssen.

Es ist viel fehleranfälliger, die URL https://images-assets.nasa.gov/image/S65-34635/S65-34635~orig.jpg von Hand abzutippen, um ein Bild des Astronauten Ed White während der Gemini 4 Mission zu sehen, als schnell das Smartphone zu zücken und den unten stehenden Code zu scannen.

Damit kommen wir zum Grund für diesen Blogpost: sehr viele im Bildungsbereich (Schule und beruflicheGeheimnis Weiterbildung) verwenden QR-Codes sehr gerne, haben aber keine Kenntnisse über die Funktionsweise. Auf Fragen von Lernenden nach dem Funktionsprinzip folgenden dann oft Antworten wie «Welche Daten da drin stecken, bleibt ein Geheimnis, wenn man nicht über ein Smartphone verfügt, mit dem man den Code wieder entschlüsseln (sic!) kann.» (was ja eigentlich decodieren meint) oder «Auf dem Smartphone muss dafür eine App installiert sein, die den Code verarbeiten, sprich lesen, kann.». Was man aber niemandem verübeln kann, denn für den Unterricht geeignete, halbwegs gute Erklärungen in deutscher Sprache sind selten im Netz. Da ich der Meinung bin, dass reines Anwendungswissen für unsere komplexe technische Zivilisation nicht ausreicht, weil zumindest grundlegendes konzeptuelles Verständnis essentiell ist, habe ich dieses Tutorial erstellt.

QR-Codes «zu Fuß» lesen? – Warum das denn?

Warum will jemand QR-Codes „zu Fuß“ decodieren, wenn es doch auf fast jedem Smartphone eine App gibt, mit der diese Codes gelesen werden? Es gab mehrere Gründe für dieses analoge Tutorial zu einem digitalen Thema. Das Material finden Sie unten bei den Links nämlich als PDF-Dokument. Ich habe auf Twitter und in meinem beruflichen Netzwerk eine kleine Umfrage gestartet und die große Mehrheit war für PDF als Dateiformat.

Ziel des Tutorials

  • Erkennung grundlegender Informatik-Prinzipien anhand einer praktischen Anwendung
  • Demonstration, dass die Vermittlung digitaler Kompetenzen nicht digitale Lehrmittel erfordert
  • Motivierende Lernmöglichkeit für Schülerinnen und Schüler
  • OER-Material für Lehrerinnen und Lehrer (QR-Codes sind „hip“ im Lehrbetrieb)
  • Vor allem: „Weil ich es kann“ 😉 — Selbstermächtigung und Technikmündigkeit

Voraussetzungen

Was muss ich wissen oder können, um dieses Tutorial durcharbeiten und verstehen zu können?

  • QR-Codes schon mal gesehen und/oder mit einer App gelesen haben
  • Wissen, was Bits sind und wie binäre Zahlen in das Dezimalsystem umgerechnet werden
  • Grundlegendes Verständnis, wie Zeichen kodiert abgelegt werden („ASCII-Codes“ etc.)
  • Neugier und Bleistift oder Farbstifte 😉

Aufbau des Tutorials

Dieses Tutorial ist schrittweise aufgebaut, um beispielsweise über mehrere Unterrichtseinheiten hinweg durchgearbeitet zu werden. Dieser Ansatz hat sich bei Workshops bewährt, aber natürlich kann das Material hier jederzeit in anderer Reihenfolge präsentiert oder bearbeitet werden.

Hinweis für die IT-Profis & QR-Code Spezialisten

Ja, ich bin mir bewusst, dass dieses Tutorial einige Aspekte vereinfacht darstellt. Wir betrachten in diesem Tutorial auch nicht das Thema Fehlerkorrektur oder das Erstellen von QR-Codes. Das ist auch nicht Ziel des Tutorials. Einige Begriffe führe ich dann ein, wenn sie benötigt werden, einige Details (z.B. Versionsblöcke bei QR-Codes ab Version 7) lasse ich weg. Das Tutorial soll für einen „Aha!-Effekt“ sorgen, Interesse wecken und die Grundlagen aufzeigen.

Verwendung des Materials / OER-Einsatz

Diese Unterlage steht unter der CreativeCommons-Lizenz CC-BY-SA 4.0 und kann damit problemlos im Unterricht verwendet, verteilt und abgeändert werden. Details zur Lizenz hier:
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de

Her mit dem Zeug!

UPDATE 2018-10-28: am Beginn der ersten Formatinfos (also Zeile 9 im Code) ist ab der Seite 4 das erste Modul nicht dunkel. Ich habe das Dokument aktualisiert, jetzt sind es wieder 5 gesetzte Bits.
Herzlichen Dank an @gillotob für das Debugging und das schnelle Feedback!

Das PDF mit dem Tutorial kann hier heruntergeladen werden.

Eine Übung mit einem anderen Code zur Selbstkontrolle gibt es hier.

Die QR-Codes zum selbst verändern und weiter verarbeiten gibt es als Excel-Datei hier.

Epilog

Ich hoffe, Sie als Leserin finden das Material interessant. Die logische Folgerung ist nun ein Folge-Artikel zum Erstellen eines QR-Codes. Da ich gestehe, die Mathematik hinter den Reed-Solomon Codes noch nicht so verstanden zu haben, dass ich es erklären könnte (frei nach Feynman: «wenn Du etwas verstehen willst, lehre es jemand anders» 😄), wird das noch etwas dauern. Sollten Sie Lehrerin oder Lehrer sein und an diesem Teil mitarbeiten wollen (ich bedanke mich mit Wissen im Bereich Programmierung, Kommandozeile und Automatisierung von QR-Codes (siehe z.B. meinem letzten Blogpost), dann lassen Sie es mich wissen. Ich freue mich auch auf eine Diskussion zur Weiterentwicklung der Materialien auf Twitter (ich bin der @Linkshaender)!


Kommentare

Von e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855 am 2018-10-31:

Als EDV-versierter «Laie» kenne ich das Grundkonzept von QR-Codes. Wie genau - und letztlich relativ einfach per «Hand» - diese decodiert werden können, wusste ich bislang nicht. Das zeigt aber mal wieder, das Computer/Smartphones keine Zauberkisten sind. Danke für deine Arbeit.


  1. QR-Codes (das QR steht für quick response, also eine schnelle Antwort) sind ideal für die Kodierung von Informationen, die über reine Zahlenkombinationen hinaus gehen. Entwickelt wurden die QR-Codes Anfang der 90er von der Firma Denso Wave, die auch entsprechende Patente und Warenzeichen hält. Die Nutzung der Codes ist allerdings kostenlos und auch für kommerzielle Zwecke möglich. Details finden sich in der FAQ von DENSO Wave.
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