Robotik im Unterricht

Mit Hilfe von programmierbaren Robotern können SuS auf spielerische Art und Weise erste Erfahrungen im Programmieren sammeln. Zudem lernen SuS durch analytisches und logisches Denken vorauszudenken, Geschehnisse einzuschätzen und entsprechende Entscheidungen abzuleiten. Insgesamt entwickeln SuS, meist in Gruppenarbeit, nach und nach eigene Strategien, um Probleme zu lösen.

Was sind Bee-Bots und Pro-Bots?

Bee-Bot und Pro-Bot sind zwei Arten von Bodenrobotern. Während der Bee-Bot über sieben Tasten (vorwärts, rückwärts, links, rechts, Start, Pause, löschen) programmiert und gesteuert werden kann, ist die Arbeit mit dem Pro-Bot bereits komplexer. So können beim Pro-Bot differenziertere Bewegungsabläufe durchgeführt, aber auch Schlaufen- und die Wenn-Dann-Funktionen genutzt werden. Damit werden bereits alle Grundfunktionen der Programmierung möglich und können praktisch erprobt werden. Der Bee-Bot eignet sich vor allem für den Einsatz in Zyklus 1 (Kindergarten, 1. – 2. Klasse), während der Pro-Bot eher für Zyklus 2 (3. – 6. Klasse) geeignet ist.

Einsatz von Bee-Bot und Pro-Bot im Unterricht

Der Bee-Bot ist in unterschiedlichen schulischen Bereichen einsetzbar. So können in der Mathematik das räumliche Denken geübt, das Koordinatensystem erklärt sowie einfache geometrische Figuren visualisiert oder Rechenaufgaben gelöst werden. Im Vorschulbereich kann der Bee-Bot beispielsweise sowohl zum „Zählen lernen“ als auch zum „Begriffe lernen“ eingesetzt werden. Die genannten Beispiele sind nur ein kleiner Auszug der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Bodenroboter. Mit ihnen können auch persönliche, soziale und methodische Kompetenzen weiterentwickelt werden. In der Zusammenarbeit zwischen mindestens zwei SuS wird durch gegenseitigen Ratschlag und Diskussion das Finden von Lösungsschritten gefördert.

Erste Schritte

Noch vor dem Arbeiten mit dem Bee-Bot sollte den SuS der Umgang mit Anweisungen und die Wichtigkeit von eindeutigen und klaren Formulierungen deutlich gemacht werden. Dazu können die SuS zum Beispiel selbst zum Roboter werden. Der Partner oder die Partnerin „steuert“ den Roboter durch Befehle. Mit dieser Übung soll gezeigt werden, dass Formulierungen wie „Geh nach vorne“, „Geh nach rechts“, „Drehe dich nach links“ nicht eindeutig genug sein können und viel Interpretationsspielraum offen lassen (Bachinger und Ebner).

Übergang zur digitalen Programmierung

Für die Arbeit mit Bee-Bot und Pro-Bot gibt es weiterführende Möglichkeiten, um die erlangten Programmierkenntnisse „in digitaler Form“ zu vertiefen. Dabei ist zu beachten, dass Programmierübungen mit Computern und Tablets generell einen höheren Abstraktionsgrad aufweisen als die Arbeit mit den Bodenrobotern. Es fehlen die physische Präsenz des Roboters sowie das Erleben der Bewegungen. Vor allem für jüngere Schülerinnen und Schüler ist es deshalb empfehlenswert, zuerst mit den realen Geräten zu arbeiten, bevor auf eine virtuelle Ebene gewechselt werden kann.

Als Erweiterung zum Bee-Bot eignet sich die kostenlose Bee-Bot-App. Damit lässt sich die Biene in bekannter Art und Weise durch virtuelle Welten steuern. Wer noch einen Schritt weiter gehen will, kann „Kodable“ ausprobieren. Diese App bietet unterschiedliche Schwierigkeitsgrade, so dass Schülerinnen und Schüler ihrem Niveau angepasst fortschreiten können. Lehrpersonen haben dabei die Möglichkeit, den individuellen Lernstand der Schülerinnen und Schüler jederzeit abzurufen.

Die kostenlose Software „Logo Scratch“ bietet sich an, um an die Arbeit mit dem Pro-Bot anzuschliessen. Neben Bewegungsabläufen lassen sich mit Scratch weitere Funktionen und Eigenschaften programmieren. So können eigene Töne und Sounds aufgezeichnet und abgespielt, Malstifte verwendet, das Aussehen verändert oder Ereignisse als Auslöser hinzugefügt werden. Scratch 2.0 ist mit allen internetfähigen Computern nutzbar. Zudem existiert eine Scratch-Version für die Offline-Nutzung.

Was vom Ideenset Robotik erwartet werden kann

Die PH Bern stellt Lehrpersonen vier Sets à sechs Bee-Bots sowie vier Sets à sechs Pro-Bots für den Einsatz im Unterricht zur Verfügung. Neben den Spielzeugrobotern, welche mit Akkus und Ladegeräten ausgestattet sind, stehen Bedienungsanleitungen, Zusatzmaterialien wie Matten und Karten, Lehrerkommentar, eine Auswahl an Aufgabestellungen, sowie weiterführende Informationen zur Verfügung. Die Materialien können von interessierten Lehrerinnen und Lehrern online genutzt, sowie über die Mediothek der PH Bern ausgeliehen werden. Nachfolgend ist der Aufbau der Inhalte abgebildet.

Lehrplanbezug

Die Schülerinnen und Schüler können...

• Probleme analysieren und Lösungsverfahren in Programmen umsetzen, Verständnis von informationsverarbeitenden Systemen entwickeln. MI.2.2 und MI.2.3
• Zahl- und Operationsbeziehungen sowie arithmetische Muster erforschen und Erkenntnisse austauschen. MA.1.B.1
• Bedeutung und Folgen technischer Entwicklungen für Mensch und Umwelt einschätzen. NMG.5.3
• Aufgaben und Probleme lösen Überfachlich – Methodische Kompetenzen