Roboter unterwegs -einfaches Programmieren in der Grundschule

Projektdokumentation

1. Allgemeines

Im Schuljahr 2018/2019 fanden in der VS Reichenau wie bereits in den vergangenen Jahren jeweils 4

Projektwochen im Herbst bzw. im Frühjahr statt. Ziel ist es dabei, die Schülerzahlen zu senken und

ein intensiveres Auseinandersetzen mit einem Schwerpunktthema zu ermöglichen. Weiters

versuchten wir Lehrpersonen die Themen aufbauend zu gestalten, damit eine Vertiefung in das

gewählte Stoffgebiet angebahnt werden kann.

Meine Kollegin und ich wählten „Roboter“ aus und entschieden uns an ein erstes Programmieren

mit den BeeBots. Wie ließen uns vom Medienzentrum des Landes Tirol beraten und konnten uns

auch dort genügend BeeBots kostenlos ausleihen.

Beteiligt waren in diesem Projekt 105 Kinder der 3. Schulstufe, 6 Studierende der PHT und 2

Lehrpersonen der VS Reichenau. Die 21 Schüler/innen der 3a Klasse setzten sich zusätzlich zum

Projektunterricht noch mit dem Thema Roboter auseinander, schrieben Geschichten über ihren

Traumroboter, bauten ihn nach dieser Beschreibung aus Schachteln u.ä., …. und bereiteten die

Präsentation für Jugend forscht vor.

2. Projektdurchführung

Inhalte im Herbst

Roboter in unserer Welt

Forschungsfragen der Kinder: Was ist ein Roboter? Wie und warum funktionieren

sie? Wo findet man Roboter?

Anhand von Bildkarten erarbeiteten die Kinder in einem großen Sitzkreis die

Eisatzmöglichkeiten von Robotern in unserer Welt. Ausgehend von Saug- und

Rasen(mäher)robotern, die bereits in einigen Haushalten der Schüler/innen Einzug

gefunden haben, entdeckten die Schüler/innen die Einsatzmöglichkeit in Fabriken, in

Lagerhäuser, als Pizzabäcker, in der Medizin, … und auch grenzwertige

Einsatzmöglichkeiten wie z.B. in der Pflege in Japan. Das Erarbeiten von Vor- und

Nachteilen des Robotereinsatzes beendeten diesen ersten Teil.

Funktionsweise von Robotern

Forschungsfragen der Kinder: Wie funktioniert ein Roboter?

Ziel ist es zu erkennen, dass Roboter von Menschen programmiert werden und die

Befehle eines Menschen ausführen. Die Schüler/innen erfahren, dass Roboter

mittels Befehlen programmiert werden und dass eine Programmiersprache

notwendig ist. Im gegenseitigen Programmieren (1 Kind ist Programmierer und 1

Kind ist Roboter) üben die Kinder die eingeführten Befehle: forward (vorwärts) - back

(rückwärts) - right turn (Vierteldrehung nach rechts) - left turn (Vierteldrehung nach

links). Das Roboterkind führt die Befehle des Programmierers aus, der

Programmierer achtet darauf, dass der Roboter mit keinem Hindernis

zusammenstößt.

Einführung der Beebots

Forschungsfragen der Kinder: Wie funktionieren BeeBots? Welche Befehle brauche

ich?

Die Schüler/innen entdecken, mit welchen Befehlen die BeeBots zu programmieren

sind. Weiters erfahren sie die Funktionen Go (Start) und X (Löschen aller Befehle).

Die Kinder legen Befehlskarten auf den Boden und programmieren die BeeBots.

Programmieren der BeeBots: Nachfahren von Buchstaben und Formen

Forschungsfragen der Kinder: Welche Befehle brauche ich, damit die Biene ein „F“

(U, + , … ) fährt? Wie lange ist einmal vorwärts (Anm. Schrittlänge der Biene)?

Die Kinder programmieren die BeeBots so, dass sie die aufgeklebten Muster am

Boden nachfährt. Vorher legen die Kinder die Befehlskarten auf. Die Schüler/innen

legen selbst Muster auf und erfinden selbst Beispielaufgaben für ihre

Mitschüler/innen.

Rückmeldungen der Schüler/innen

Dario: Das Kreuz (+) zu Programmieren war sehr schwierig für mich. Die Biene musst immer

vor und zurück. Wenn ich die Karten aufgelegt habe, war es einfacher.

Sudenaz: Das Quadrat war einfach. Da brauchte ich keine Karten.

Laura: Es ist schwierig, dass geradeaus immer woanders ist. (Anm. Die Richtung, in die der

Roboter schaut, ist für die Programmierung entscheidend)

Luca: Ich habe geschaut, wie viele Befehle sich die Biene merken kann.

Inhalte im Frühjahr

Anknüpfen an die Einheiten im Herbst

Im Sitzkreis wiederholten die Schüler/innen die Einsatzmöglichkeiten, Vor- und

Nachteile der Roboter in der Welt. Die Kinder konnten sich trotz der Pause von ca. 3

Monaten noch sehr gut erinnern. Es wurden auch die Befehle und das gegenseitige

Programmieren (Mensch - Roboter) geübt. Da das „Roboterkind“ in Spiel nun auch

eine Sprachsteuerung eingebaut hatte, mussten die Programmierer die

eingegebenen Befehle dazu sprechen.

Aufschreiben der Befehle

Forschungsfragen der Kinder: Welche Befehle muss ich eingeben, damit der Roboter

ans Ziel kommt? Welche Befehle versteht der Roboter? Was passiert, wenn es right

turn nicht gibt (Anm: Kann der Roboter dann nicht nach rechts fahren?)

Die Schüler/innen verwenden die gelernten Befehle und schreiben Programme für

die BeeBot, um sie an ein bestimmtes Ziel zu bewegen. Anschließend wird die Biene

programmiert und geschaut, ob die richtigen Befehle verwendet worden sind.

Programmieren der BeeBots: Nachfahren von Buchstaben und Formen

Forschungsfragen der Kinder: Welche Befehle brauche ich, damit die Biene ein „F“

(U, + , … ) fährt? Wie lange ist einmal vorwärts (Anm. Schrittlänge der Biene)?

Diese Station wurde bereits im Herbst eingeführt. Jetzt wurden die Inhalte vertieft

und gefestigt. Die Kinder stellten sich gegenseitig Aufgaben bzw. Rätsel. Wichtig war,

dass die Kinder die Befehle vorher legen.

Programmieren der BeeBot: Einfaches Koordinatensystem

Forschungsfragen der Kinder: Welche Befehle braucht es, um vom Start zum Ziel zu

kommen? Was passiert, wenn es den Befehl right turn nicht gibt?

Mit einer selbstgebastelten Bodenmatte (Quadrate 15 x15 cm) üben die Kinder mit

einem „Koordinatensystem“. Jede BeeBot hat eine Start- und Zielposition und wird

dann programmiert. Hindernisse und das Verbot einzelner Befehle erhöhen den

Schwierigkeitsgrad dieser Aufgabe. Die Kinder erarbeiten Problemlösestrategien, um

die Aufgaben zu bewältigen.

Programmieren der BeeBot: Schatzkarte

Forschungsfragen der Kinder: Welche Befehle muss ich eingeben, um den Schatz zu

finden?

Mit einer selbstgebastelten Bodenmatte üben die Kinder mit einem

„Koordinatensystem“. Die Kinder programmieren die BeeBot so, dass sie zum Schatz

kommt. Einige Felder dürfen nicht befahren werden. Es ist hilfreich, wenn die Kinder

vorher die Befehle auflegen. Die Schüler/innen stellten sich gegenseitig Rätsel bzw.

Aufgaben und programmierten die Biene.

Programmieren der BeeBot: Straßenfeld

Forschungsfragen der Kinder: Welche Befehle sind notwendig, um den Parkplatz zu

wechseln? Was passiert, wenn viele Roboterfahrzeuge auf den Straßen unterwegs

sind?

Mit einer selbstgebastelten Bodenmatte stellten wir das Szenario „Roboterfahrzeuge

auf Straßen“ dar. Aufgabenstellung war, die Bienen von einem Parkplatz zum

nächsten fahren zu lassen. Die Schüler/innen erarbeiteten Problemlösestrategien

(Auflegen der Befehle, Drehen der Biene, um den richtigen Befehl ablesen zu

können, ….) und programmierten die Bienen.

Zusätzliche Inhalte in der 3a Klasse:

Beschreiben eines „Traumroboters“

Im Rahmen des Deutschunterrichts beschrieben die Kinder ihren „Traumroboter“.

Mit Schachteln, Papier, u.ä. wird er in den nächsten Wochen gebaut. Die

Schüler/innen erfanden bzw wünschen sich u.a. „Kämmroboter“, „Aufräumroboter“

und auch eine „Taekwondomaschine“.

Bauen eines Roboter mit Hilfe eines Bausatzes

Im Rahmen des Sachunterrichts bauen wir nach Ostern gemeinsam einen Roboter

mit Hilfe eines Bausatzes.

3. Zusammenfassung

Die Schüler/innen hatten in den Projektwochen trotz sehr intensiver Auseinandersetzung mit

dem Thema großen Spaß. Die BeeBots eignen sich sehr gut, um einen Einblick in das

Programmieren mit Hilfe von Codes zu bekommen. Die räumliche Vorstellungskraft wird

intensiv geschult und die das Kommunizieren mittels Befehlen wird angebahnt.

Wir freuen uns schon, unser Projekt bei „Der kleine Albert - Jugend forscht in der Technik“

vorstellen zu dürfen.