Ziel des Projekts: | Einführung in die Roboterprogrammierung |
verwendete Technologien und Werkzeuge: |
Open Roberta Lab EV3 Roboter LEGO Mindstorms |
Altersgruppe der Teilnehmenden: | 9-12 Jahre |
Kontext der Umsetzung: | außerschulisch, projektbasiert |
Zeitrahmen: | 3 Std. |
Wichtig ist, dass man selber sicher im Umgang mit dem Roboter und dessen Programmierung ist. Eine gute Grundlage dazu bieten die von der Roberta-Initiative angebotenen Basis-Schulungen kombiniert mit dem darin enthaltenen Buch „Roberta Grundlagen: Lernen mit Robotern“.
Dieser Roberta-Kurs wurde anhand des „Roberta-Konzeptes“ durchgeführt. Da es ein Kurs für absolute Einsteiger*innen in die Roboterprogrammierung ist, werden die Schüler*innen in der Anfangsphase angeleitet. Erst nach Abschluss der Einführung werden die Schüler*innen aufgefordert, sich selbst Aufgabenstellungen auszudenken und diese umzusetzen. Dabei entstehen ganz unterschiedliche Ideen. Häufig fragen die Schüler*innen bereits nach kurzer Zeit, wie sie die Sensoren programmieren können, um ihre immer komplexeren Ideen umzusetzen.
Die Schüler*innen können nun erste eigene Programme schreiben, indem sie Blöcke aus der Kategorie „Aktion“ aneinanderreihen. Zu Beginn dieser Phase werden kleine Aufgaben gestellt: Der Roboter soll ein Stück wegfahren, umdrehen und zum Ausgangspunkt zurückkehren.
Spätestens ab hier beginnen die Schüler*innen eigene Ideen umzusetzen, z.B. das Abfahren eines Quadrates, eines Sterns oder anderer geometrische Figuren.
Exploratives Lernen ist integraler Bestandteil jedes Roberta-Kurses. Es kann in fast allen Phasen eines Kurses eingesetzt werden, damit die Schüler*innen eigenständig die Möglichkeiten der Programmierung und des Roboters kennenlernen.
Üblicherweise werden alle Ergebnisse eines Roberta-Kurses von allen Gruppen in einer Präsentation am Ende des Kurses gezeigt. Bei diesem Roberta-Kurs waren die Eltern der Schüler*innen eingeladen, die Roboter und die dazugehörende Programmierung ihrer Kinder zu bestaunen. Zwischendurch wurde das Abfahren der geometrischen Figuren der einzelnen Arbeitsgruppen in der Gruppe vorgeführt, um anschließend gemeinsam in die Vertiefungsphase zu starten.
Dieser Kurs wurde als Schnupperkurs durchgeführt, die teilnehmenden Schüler*innen meldeten sich einzeln dazu an. Die Teilnehmenden kannten sich untereinander nicht. Das macht es besonders schwer, die Schüler*innen auf ein gemeinsames Projekt in der Vertiefungsphase einzustimmen. Schön wäre es, beim nächsten Mal die Schüler*innen besser darauf vorzubereiten, indem man etwas mehr Gesprächs- und Kennenlernzeit einplant, so dass am Ende eine gemeinsame Präsentation gelingt: Das könnte eine Kettenreaktion sein, gemeinsames unfallfreies Fahren im simulierten Straßenverkehr, eine Roboterperformance (Tanz) oder ähnliches. Diese Art der Präsentation stärkt das Wir-Gefühl und die Eltern sind eher bereit, auch die Leistungen der anderen Schüler*innen anzuerkennen.
Die Erfahrungen mit (Open) Roberta zeigen, dass der Einsatz von Robotern sehr gut geeignet ist, Freude am Konstruieren und Programmieren von technischen Systemen zu wecken. Wenn Sinn und Nutzen klar sind – z.B. durch einen Bezug zum Alltag, sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten oder berufliche Perspektiven – sind auch Mädchen und junge Frauen bereit, sich mit Technik zu beschäftigen.
Bereits in einer einzigen Schulstunde lassen sich Schüler*innen so ansprechen, dass sie Freude an Technik erfahren, Selbstvertrauen in ihre Fähigkeiten entwickeln und ihre Möglichkeiten der Gestaltung technischer Systeme entdecken. Dabei lernen sie Sensoren kennen und Roboter als Sensor-Aktor-Systeme zu begreifen. Sie statten mobile Roboter mit Motorik und Sensorik aus, programmieren sie und erfahren so die deren Funktionsweise. Die Konstruktion und Programmierung der Roboter kann grundsätzlich in Gruppen erfolgen. Die ideale Gruppengröße richtet sich dabei nach der Komplexität der Aufgabe. Üblicherweise empfiehlt es sich, anfangs in Zweiergruppen zu arbeiten.
Aufbauend auf einfachen Programmen kann das Interesse durch schnelle Erfolge gefestigt werden. Schneller Erfolg in einem Roboter-Kurs bedeutet, dass der Weg von der Idee zum Erproben wenig Zeit in Anspruch nimmt. Wenn der Zyklus Konstruktion-Programmierung-Test sehr kurz ist, merken die Schüler*innen sehr schnell, ob der Roboter sich so verhält, wie sie es erwartet haben.
Das Open Roberta Wiki beinhaltet eine Erläuterung zu allen NEPO-Blöcken, die im Beginner-Modus verfügbar sind. Das Wiki wird zudem ständig erweitert. Es bietet zudem einige Beispielprogramme, die den Einstieg in die Programmierung mit dem Open Roberta Lab erleichtern.
Es wird empfohlen, erste Programmierschritte mit der 2D-Simulationsumgebung zu testen. Die hiermit getesteten Programme können anschließend einfach nachprogrammiert und auf einen realen Roboter übertragen werden. Blöcke und Funktionsweise sind in Simulation und auf EV3-Roboter identisch.
Durch die Teilnahme an einer Roberta-Schulung und die damit verbundene Zertifizierung zum Roberta-Teacher erhalten Sie einen umfassenden Einblick in die Vorgehensweise und das Konzept von Roberta.
Video: Open Roberta Summary
Beate Jost studierte Informatik und arbeitet seit 2009 als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer Institut IAIS. Sie leitet dort die technischen Weiterentwicklungen im Projekt Roberta. Als Roberta Coach gibt sie Roberta Teacher Trainings, Schulungen für Lehrer, und Roberta Kurse für Kinder in verschiedenen Schwierigkeitsgraden und Programmiersprachen.
http://roberta-home.de/de/users/beate-jost