„Früh übt sich …“; das alte Sprichwort fällt einem schnell zum Thema Robotik ein. Denn mit wieviel Geschick, Ausdauer und Präzision schon die Jüngsten im Schulhaus zu Werke gehen, erstaunt Robotik-Fachmann, Herrn Reiter, immer auf´s Neue.
Die Industrie 4.0 steht ganz im Zeichen der Mensch-Roboter-Kooperation. Industrie 4.0 ist die Bezeichnung für ein Zukunftsprojekt zur umfassenden Digitalisierung der industriellen Produktion. Um die Fachkräfte von morgen fit für diese Zukunft zu machen, hat das Thema Automatisierung zentralen Stellenwert in den verschiedenen Lehrplänen. Schließlich sind die Bastler und Tüftler von heute die Konstrukteure und Ingenieure von morgen.
Bereits seit 10 Jahren wird an unserer Schule das Wahlfach „Robotik“ angeboten. Die so genannte Forschergruppe steigt in das vor allem bei Jungen sehr beliebten Themas in der fünften Klasse ein. Lernziel ist hier die mechanische Konstruktion von Maschinen und Modellen und das Erstellen von Programmen, um diesen Leben einzuhauchen.
Beim Lego Education WeDo 2.0 Set, das hier zum Zuge kommt, handelt es sich um einen Lego-Bausatz, der für den Einsatz mit Schülerinnen und Schülern der unteren Jahrgangsstufen entwickelt wurde. Die Steuerung kann via Smartphone oder Tablet erfolgen. Je nach geplantem Einsatz bzw. gewünschter Funktionalität können verschiedene Roboter-Modelle zusammengebaut werden, wie zum Beispiel das „schnappende Krokodil“, den „trommelnden Löwen“ und „den schnellen Kreisel “.
Ab der 6. Klassen können die Schüler*innen dann am freiwilligen Wahlfach t“Robotik“ eilnehmen, das am Nachmittag unterrichtet wird. Mit den Systemen der Fa LEGO Mindstorms NXT und EV3 werden hier komplexe Systeme aufgebaut und programmiert. Die Programmierung erfolgt mit einem einfachen menügeführten System nach dem EVA-Prinzip (Erfassen, Verarbeiten, Ausführen) wie es in der Steuerungstechnik üblich ist.
So werden die Schüler*innen angeregt eigene Robotik-Projekte zu entwickeln, die dann bei Schulveranstaltungen, wie zum Beispiel dem „Tag der offenen Tür“, gezeigt werden. So waren heuer Projekte zu sehen wie eine Gitarre mit bizarrem Elektrosound, ein ferngesteuerter Gabelstapler der Süßigkeiten verteilt, ein lustiges Reaktionsspiel, der gefährliche Skorpion, der Hochleistungs-Bagger, ein Scanner für Bilder und ein ferngesteuerter Greifer.
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 mit hohem Aufforderungscharakter dar.
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 ein grundlegendes Verständnis für die Arbeitsweise und Steuerungsstruktur von Robotern. Auch räumliche Orientierung und logisches Denken werden auf diese Weise geschult.
Besonders lehrreich ist das Programmieren der Roboter. Hierbei vertiefen Kinder und Jugendliche nicht nur ihre Kenntnisse über die Steuerung, sondern erwerben auch grundlegende, über Robotik hinausreichende, Kenntnisse der Informatik und des Programmierens, grundlegende Erfahrungen mit prinzipiellen Konzepten und Strukturen bis hin zu konkreter Programmiersprache. Da Roboter die neu programmierten Instruktionen 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 zugleich kommunikative und kooperative Fähigkeiten. Mit Robotern lässt sich also eine ganze Menge lernen.
R. Reiter/ J. Vesper