Mit Robotern das Programmieren lernen

Beim Programmieren von Robotern lernen Schülerinnen und Schüler nicht nur die Grundlagen der Robotik, sondern auch des Codens. Wir stellen Ihnen gängige Typen vor.

Schulkinder mit Tablets und Robotern

Bei der europaweiten CodeWeek drehte sich im Oktober alles um die spielerische Vermittlung von Code und Programmierung an Kinder und Jugendliche. Robotik war dabei eines der zentralen Themen. Zu Recht! Denn mit dem Einsatz von Robotern im Unterricht fördern Lehrkräfte auf einen Schlag mindestens zwei zentrale Kompetenzen für die digitale Zukunft: Schülerinnen und Schüler lernen auf diese Weise sowohl Grundlagen des Programmierens als auch wesentliche Prinzipien der Robotik. Zugleich stellen Roboter ein aufregendes und äußerst motivierendes neues Unterrichtsangebot dar. Lehrenden, die den Umgang mit Robotern in den Schulalltag integrieren möchten, steht dafür mittlerweile eine ganze Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung. Wir zeigen Ihnen, welche Roboter es gibt und für wen sie sich eignen.
 

Kompetenzvermittlung durch Roboter

Roboter lassen sich grundsätzlich in vielen verschiedenen Unterrichtszusammenhängen nutzen und eignen sich insbesondere für die MINT-Fächer. Auch die Arbeit in fächerübergreifenden Projekten bietet sich an. Je nach Leistungsumfang und Einsatzzweck des Roboters wird dabei eine ganze Reihe von Fertigkeiten geschult, die vor allem in den KMK-Kompetenzbereichen „Kommunizieren und Kooperieren“ sowie „Problemlösen und Handeln“ liegen. So gibt es neben fertig zusammengesetzten Robotern auch Modelle, die die Schülerinnen und Schüler im Unterricht zunächst selbst zusammenbauen. Dies vermittelt noch vor dem eigentlichen Bedienen der Roboter auch deren Aufbau und fördert insbesondere elektrotechnische, aber auch mechanische Kompetenzen. Das zielgerichtete Steuern der fertigen Roboter sowie das Interagieren mit den Maschinen schafft hingegen ein grundlegendes Verständnis für die Arbeitsweise und Befehlsstruktur von Robotern. Auch räumliche Orientierung und logisches Denken werden auf diese Weise gestärkt. Besonders lehrreich ist das Programmieren der Roboter. Hierbei vertiefen Kinder und Jugendliche nicht nur ihre Kenntnisse über die Steuerung von Robotern, sondern erwerben auch grundlegende, über Robotik hinausreichende, Kenntnisse der Informatik und des Programmierens, von prinzipiellen Konzepten und Strukturen bis hin zu konkreter Programmiersprache. Da Roboter die neu programmierten Befehle sofort umsetzen, ermöglichen sie mit ihren Handlungen ein direktes Feedback, ob ein Code richtig programmiert wurde oder korrigiert werden muss. So wird neben der Kreativität für die Programmierung eigener Handlungen auch die Fähigkeit, Probleme zu erkennen, zu abstrahieren und schrittweise zu lösen, gefördert. Indem die Schülerinnen und Schüler dabei im Team arbeiten, trainieren sie stets zugleich kommunikative und kooperative Fähgkeiten. Mit Robotern lässt sich also eine ganze Menge lernen. Aber welches der vielen Modelle ist für Ihren Zweck am besten geeignet?

Übersicht der gängigen Roboter-Typen
 

Cubetto

  • Cubetto vermittelt elementare Grundlagen des Programmierens, indem ein Holzroboter durch das Aneinanderlegen unterschiedlicher Holzsteine auf einer Holztafel gesteuert wird. Jeder Stein steht für eine andere Aktion. Kleine Kinder lernen so spielerisch programmieren – ohne Bildschirm oder nötige Lesekompetenz.
  • Alter: 3–6
  • Website
  • Lehrszenarien und -material vom Hersteller Primo Toys
  • CC-Materialien auf dem Wiener Bildungsserver
     

Dash und Dot

  • Die vorkonstruierten Modelle Dash und Dot werden über verschiedene Apps für mobile Endgeräte gesteuert. Diese bieten unterschiedliche Anwendungen und Programmierungsmöglichkeiten je nach Alter und Erfahrungslevel. Insbesondere jüngeren Kindern ermöglichen sie einen guten ersten Einstieg in die Robotik und können mittels Zubehör um weitere Funktionen ergänzt werden.
  • Alter: 5–11 Jahre
  • Website
  • Projektidee “Coding für Einsteiger mit Lernroboter Dash” auf dem Wiener Bildungsserver
     

Ozobot

  • Der fertig zusammengebaute Miniroboter Ozobot kann verschiedene Bewegungen und Manöver ausführen. Befehle erhält er über selbstgemalte Farben und Linien, die von mehreren Sensoren erfasst werden oder per Programmiersprache über die Mobile-App.
  • Alter: 6–16 Jahre
  • Website
  • Kostenlose Unterrichtsmaterialien von Ozobot Deutschland
  • Lehr- und Lernmaterialien von edulabs
  • Unterrichtsideen für Klasse 1–7 des Landesmedienzentrums Baden-Würtemberg
     

LEGO Education – WeDo 2.0

  • WeDo wurde für den Einsatz im Sachunterricht entwickelt, ist aber auch darüber hinaus einsetzbar. Mit dem vielseitigen LEGO-Bausatz lassen sich unterschiedliche Modelle und Maschinen bauen und mit der grafischen Programmiersoftware WeDo 2.0 über PC und mobile Geräte programmieren.
  • Alter: 7–14 Jahre
  • Website
  • Unterrichtsmaterialien sind bereits in der WeDo- 2.0-Software enthalten
  • ergänzendes Material bietet LegoEducation hier
     

Cozmo

  • Cozmo legt den Fokus auf die direkte Interaktion mit Menschen. Der vorgefertigte Roboter lässt sich per App programmieren, kann sich selbstständig bewegen und mit Schülerinnen und Schülern Kontakt aufnehmen. Verschiedene Programmiermodi bieten je nach Kenntnisstand unterschiedliche Möglichkeiten und helfen insbesondere beim Übergang vom grafischen Programmieren zu Code.
  • Alter: 8–16 Jahre
  • Website
     

B-O-B 3

  • Als Mischung aus Microcontroller und unbeweglichem Miniroboter legt der B-O-B 3 den Fokus auf das Programmieren. Er ist als Fertiggerät oder zum Zusammenbauen erhältlich und kann entsprechend des Erfahrungsstands der Lernenden grafisch oder codebasiert programmiert werden.
  • Alter: 8–16 Jahre
  • Website
  • Lehrkonzepte des Herstellers mit kostenlosen Materialien für Grundschule und Sekundarstufe 1
  • Unterrichtsmaterialien auf den Seiten des Medienkompetenzrahmen NRW
     

mBot

  • Der mBot-Roboterbausatz wird selbst zusammengebaut und eignet sich besonders gut, um den Aufbau und technische Elemente von Robotern kennenzulernen. Anschließend wird der mBot mit Hilfe der auf Scratch basierenden grafischen Programmiersprache mBlock programmiert und bietet so einen guten Einstieg ins Programmieren.
  • Alter: 8–18 Jahre
  • Website
  • Vorstellung der Programmiersprache Scratch
  • Ideenset mit gesammelten Materialien der PH Bern
     

Bot’n Roll

  • Der Bot’n Roll wird selbst zusammengebaut und anschließend über die grafische Programmiersprache des Open Roberta Lab oder per Code programmiert. Sowohl Aufbau als auch Programmierung sind anspruchsvoll, sodass der Bot’n Roll vor allem für Lehrende und Lernende mit Vorkenntnissen geeignet ist.
  • Alter: 11–19 Jahre
  • Website
  • Video-Tutorials vom Hersteller
     

LEGO Education – Mindstorms

  • Der LEGO-Bausatz Mindstorms ermöglicht den flexiblen Bau und die Programmierung verschiedenster vorkonstruierter und eigener Modelle und mechanischer Geräte – insbesondere für den Einsatz im MINT-Unterricht. Durch die hohe Komplexität der Bau- und Programmierungsmöglichkeiten ist Mindstorms vor allem für Fortgeschrittene geeignet, setzt deren Kreativität jedoch kaum Grenzen.
  • Alter: 11–19 Jahre
  • Website
  • Unterrichtsmaterialien sind bereits in der Software enthalten
  • Anwendungsbeispiele von SchulArena.com
  • Unterrichtsmaterial vom Education Innovation Studio

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