Auf den ersten Blick sieht es so aus, als würde es sich bei LEGO Mindstorms um Spielzeug handeln. Da ist natürlich auch etwas dran. Handelt es sich doch um ganz besondere LEGO-Bausteine. In Zusammenarbeit mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat Seymour A. Pappert von Lego bereits 1998 die erste Version der Mindstorms Roboter entwickelt. Seit 2013 liegt die dritte Generation EV3 vor. Das Herz und Gehirn ist ein in einem Lego-Baustein eingebetteter Mini-Computer. Dieser kann durch entsprechende Software am PC programmiert und das Programm an den Baustein übermittelt werden. An den Baustein können Sensoren und Motoren angeschlossen werden, die es ermöglichen, einen beweglichen, selbstgesteuerten Roboter zu entwerfen. Befolgt man die einfachen Erklärungen hat man, ehe man sich versieht die volle Kontrolle über einen Roboter, der fährt, sich schlängelt, geht, zählt oder kreiselt.
Im Rahmen des Informatikunterrichts der Klassen 7-10 und im Ganztagsbereich haben die sechs LEGO-Mindstorms Roboter ihren Weg in die Oberschule der Samtgemeinde Isenbüttel gefunden. Handlungs- und Problemorientiert werden die Roboter in den Lehrplan Themen „Algorithmisches Problemlösen“ und „Automatisierte Prozesse“ eingebettet, so dass die Schülerinnen und Schüler Informatik mit allen Sinnen begreifen:
Den Roboter kann man in die Hand nehmen, untersuchen und so seine Fähigkeiten bereits erahnen. Mit Rädern oder Füßen kann sich ein Roboter fortbewegen, mit einem Tastsensor kann er registrieren, wenn er an ein Hindernis stößt oder mit Hilfe eines Lichtsensors einer Linie folgen. Es besteht damit eine problemhaltige Ausgangssituation und damit ein guter Einstieg für selbstständiges, entdeckendes oder forschendes Lernen.
Die Unterrichtseinheiten gliedern sich dabei in vier Lernphasen:
- Verknüpfen
Die Schülerinnen und Schüler stehen vor der Herausforderung, für eine Aufgabe im Bereich ihrer Fähigkeiten und ihres Wissens eine Lösung zu suchen. Fragen und Ideen werden dabei gesammelt.
- Umsetzen
Die Schülerinnen und Schüler bauen und konstruieren. Das gemeinsame Bauen (meist 2er-Teams) lässt sie immer komplexere Lösungen entwickeln.
- Begreifen
Die Schülerinnen und Schüler erproben ihren Lösungsansatz mit Hilfe des Modells und diskutieren das Resultat. Dadurch begreifen die Schülerinnen und Schüler die ausgeführten Prozesse und die gelernten Sachverhalte.
- Erweitern
Die Schülerinnen und Schüler führen die bisherigen Lernprozesse durch neue, offenere Aufgabenstellungen fort und passen das Modell und Programm an.
Das Schule damit einen Beitrag zum Verstehen der zunehmend digitalisierten Umwelt der Schülerinnen und Schüler leistet, zeigt folgendes Beispiel:
Marlin Mätsch der Klassenstufe 7 war so begeistert, dass er einen eigenen Roboter erwarb. Mit den im Unterricht erworbenen Kenntnissen entwarf er zu Hause einen Putzroboter. Dieser reagiert auf den Kontakt mit Hindernissen, stoppt bei geöffneter Zimmertür an einer schwarzen Linie und hält von ganz allein den Boden rein:
Idee und Video von Marlin Mätsch