Robotic mit Lego Mindstorm

 

Robotic an der Höchstener Grundschule mit LEGO Mindstorm

 

Was ist Mindstorms?

Seit 2017 befasst sich die Höchstener Grundschule auch mit dem Bereich Robotic. Interessierte Schüler/innen haben die Möglichkeit mit dem „Mindstorm-System“ komplexe Roboter zu konstruieren und zu programmieren und erlernen dabei nicht nur technische Zusammenhänge oder die Fähigkeiten einen Roboter zu programmieren, sondern auch Softskills wie teamorientiertes Arbeiten, Kompetenzen bzgl. verschiedener Wege der Problemlösung oder auch Frustrationstoleranz, wenn mal etwas nicht funktioniert.

 

Kernstück eines Lego Mindstorms Systembaukastens ist ein „programmierbares Modul, das sogenannte „Robotics Command System“ oder einfach Ev3. Zudem kommen zahlreiche  Elektromotoren und unterschiedlichste Sensoren sowie Zahnräder, Achsen, Lochbalken und Pneumatik-Teile.  Aus diesen Bestandteilen konstruieren unsere Schüler/innen dann Roboter und andere autonome und interaktive Systeme und programmieren diese je nach Art der Anforderung.

 

Warum hat das Programmieren an unserer Schule einen so hohen Stellenwert?

Die Höchstener Grundschule reagiert mit verschiedensten digitalen Angeboten auf die veränderte Lebenswirklichkeit der Kinder. Unsere Schüler sollen die verschiedensten digitalen Medien nicht nur einfach nutzen, sondern auch verstehen und kompetent damit umgehen. Durch die Arbeit mit den unterschiedlichsten digitalen Medien wie z.B. Computern, Robotern, Notebooks, iPads, Dokumentenkameras, werden unsere Schüler/innen an einen konstruktiven, sicheren und verantwortungsbewussten Umgang herangeführt. Die Höchstener Grundschule erfüllt somit auch die Anforderungen des Medienpasses NRW. https://www.medienpass.nrw.de/de

 

Welche Lernmöglichkeiten ergeben sich für die Schüler/innen?

 

Teamwork

Eine der wichtigsten Aufgaben die eine zukunftsorientierte Schule erfüllen sollte, ist die Anbahnung teamorientierter Arbeitsweisen.

So arbeiten die Schüler/innen während der Unterrichtszeit in heterogenen Kleingruppen. Darüber hinaus bildet die gesamte Lerngruppe ein großes Forum, in welchem z.B. Problemstellungen miteinander diskutiert werden und gegenseitige Hilfe gewährleistet wird. Die Schüler/innen lernen so Herausforderungen gemeinsam zu begegnen und zu meistern. Sie lernen füreinander einzustehen, andere Meinungen zu akzeptieren, die eigene Meinung zu vertreten oder auch mal hinter der eigenen Meinung zurückzutreten. Zudem weisen sich die Team-Mitglieder unterschiedliche Aufgaben zu und teilen somit die einzelnen Arbeitsschritte gerecht auf. So gibt es u.a. „Konstrukteure“, „Programmierer“, „Sortieren“, „Materialholer“ oder „Zeichner“. Die Schüler/innen lernen so, dass bestimmte Arbeitsprozesse durch geschickte Arbeitsteilung enorm vereinfacht werden können.

 

Ordnungssysteme kennen und nutzen!

Die Teams erhalten Systembaukästen mit Sortierfächern, Materialübersichten sowie Notebooks zur Programmierung der Roboter. Für dieses Material übernehmen die Teams selbstverständlich die Verantwortung. Sie lernen somit die Ordnung als eine notwendige Komponente kennen, ohne die eine konstruktive Arbeitsweise unnötig erschwert wird, da z.B. die Funktionsweise der Roboter durch fehlende Teile maßgeblich eingeschränkt wird.

 

Konstruieren und Programmieren

Bevor ein programmierter und konfigurierter Androide das Licht der Welt erblickt, gehen zahlreiche Arbeitsstunden und -schritte voraus. Die Schüler/innen lernen hierbei zielgerichtet, überlegt und planmäßig vorzugehen. Zunächst geht es darum die unzähligen Bauteile zusammenzufügen. Die Schüler/innen müssen demnach diverse Bauanleitungen richtig lesen und die Anweisungen korrekt umsetzen.  Auf diesem Weg stoßen sie nicht selten auf „unerwartete“ Probleme. An dieser Stelle muss das gesamte Team analysieren und reflektieren um das Problem schließlich beheben zu können. Hier ist neben dem technischen Verständnis vor allem ein fester Wille, Geduld und Durchhaltevermögen gefragt. Die Schüler/innen lernen auf diesem Wege auch Probleme aus einer anderen Perspektive zu betrachten. So wird aus einem scheinbar unüberwindbaren Hindernis schnell eine machbare Herausforderung die mit Hilfe des gesamten Teams gemeistert werden kann.

 

 Turniere

Am Ende des handlungsorientierten Bauprozesses und der Programmierung stehen die Schüler/innen immer vor diesem einen Moment. Funktioniert der Roboter und führt er die programmierten Befehle gänzlich aus. Entweder muss jetzt nochmal die Bauphase eindringlich reflektiert und evaluiert werden und/oder ggf. eine Optimierung erfolgen oder das System funktioniert einwandfrei. Bei den ersten Bewegungen des eigenen Roboters werden die Augen der Schüler/innen größer und das Herz rast schneller. Die Schüler/innen jubeln ausgelassen und beobachten die „Ausführungen“ ihres Roboters genüsslich.

Auch die Teilnahme an Wettbewerben ermöglicht unseren Schüler/innen diese besondere Art von Erfolgserlebnis. So haben wir 2018 u.a.  erfolgreich an der WRO (World Robot Olympiad) in Köln teilgenommen.