Robotik in der Schule: Roboter programmieren lernen mit Kindern

Immer mehr Schulen bieten Robotik im Technik- und Informatikunterricht oder im Rahmen von Schul-AGs an. Auch im MINT-Unterricht können sie als Projektarbeit integriert werden und fördern Kompetenzen aus den Bereichen „Kommunizieren und Kooperieren“ sowie „Problemlösen und Handeln“.

Die Schülerinnen und Schüler lernen neben dem Bau und der Steuerung von Robotern auch die Grundlagen der Programmierung und Programmiersprachen kennen. Mehr zu den Vorteilen und Inhalten sowie Tipps für Sie als Lehrkraft finden Sie hier.

Was wird in der Schule im Bereich Robotik gelehrt?

Folgende Punkte können Sie Schülerinnen und Schülern altersspezifisch in Robotik vermitteln:

• Robotertypen und -anwendungen, wichtige Begriffe und Konzepte
• ethische Aspekte von Robotern und KI
• Grundlagen der Elektronik und der Robotik-Hardware
• Planung und Bau von Robotern 
• Steuerung bzw. Programmieren der Roboter
• Programmiersprachen

Ab welchem Alter können Kinder lernen, Roboter zu programmieren?

Für Kinder im Kindergarten- und Grundschulalter können die eher abstrakten digitalen Abläufe des Programmierens mit analogem Programmieren für ein besseres Verständnis von Robotik aufgebrochen werden. 

Erste, ohne Bildschirm und separate Programme codierbare Roboter (z. B. Bee-Bot, Blue-Bot, Rugged Robot, Botley 2.0), eignen sich ebenfalls für Kinder im Alter von 4 bis 9 Jahren. 

Im nächsten Schritt lernen Kinder ab etwa 8 Jahren, Roboter mit einfachen Codes auf Geräten wie Tablets oder PCs zu programmieren. Diese basieren auf intuitiv bedienbaren Drag-and-Drop Oberflächen (z. B. LEGO® Education SPIKE™ Prime, Dash Roboter, Ozobot Bit+, Oti-Bot).

Warum ist das Programmieren von Robotern für Kinder und Jugendliche relevant?

• Förderung von MINT-Fähigkeiten

  Robotikunterricht verbindet Theorie und Praxis von Wissen aus dem MINT-Bereich: Die Kinder sehen unmittelbar, ob der Roboter die am Computer programmierten Befehle korrekt ausführt. So wird Interesse geweckt und Verständnis gefördert. 
  Neben Kenntnissen aus den Bereichen Informatik, Robotik und Coding erwerben die Kinder Wissen über Mechanik und Elektrotechnik. 

• Entwicklung von kreativem und vorausschauendem Denken

  Beim Bau und v. a. auch der Programmierung der Roboter ist vorausschauendes und kreatives Denken gefragt! Es gibt selten nur einen richtigen Weg zum Ziel. Die Kinder lernen, Abläufe zu planen und individuelle Lösungen für Aufgabenstellungen und komplexe Probleme zu finden. 

• Verbesserung der Problemlösungsfähigkeiten

  Was tun, wenn der Roboter nicht macht, was er soll? Immer wieder werden die Schülerinnen und Schüler mit Problemen konfrontiert, für die sie Lösungen finden müssen. Sie lernen, diese zu analysieren und alternative Herangehensweisen auszutesten. Das stärkt neben der Problemlösungsfähigkeit auch die Frustrationstoleranz.

• Steigerung der Motivation und des Interesses der Schülerinnen und Schüler

  Die Arbeit mit den Robotern fasziniert viele Schülerinnen und Schüler. Wenn der Unterricht gut aufgebaut ist, erzielen sie schnell erste Erfolge bei der Programmierung. Aber es ist auch die Herausforderung, Probleme zu lösen, die die Kinder motiviert, weiterzutüfteln und durch kreative Lösungsansätze Anerkennung von ihrem Team zu erfahren.

• Förderung sozialer Kompetenzen

  Die Kinder arbeiten häufig zu zweit oder im Team mit den Robotern. Um gemeinsam ans Ziel zu kommen, sind Kommunikationsfähigkeit und Kooperationsbereitschaft gefragt. Genauso sind Kritikfähigkeit und Flexibilität wichtig für eine erfolgreiche Zusammenarbeit.

• Vorbereitung auf die Zukunft

  Letztendlich ist die Auseinandersetzung mit Robotik auch wichtig als Vorbereitung auf den künftigen Arbeitsmarkt. Technologien wie Robotik und KI spielen eine immer größere Rolle, was den Erwerb von Kenntnissen in diesem Bereich sinnvoll macht. 

Welcher Roboter eignet sich für meine Klasse?

Inzwischen gibt es immer mehr Lernroboter. Wie soll man da den Überblick behalten? 

Vor der Anschaffung sollten Sie folgende Punkte bedenken:

• Für welches Alter soll sich der Roboter eignen?
• Sollen die Roboter individuell zusammengebaut werden können?
• Soll die Programmierung über eine Fernbedienung bzw. direkt am Roboter erfolgen oder an einem separaten Bildschirm?
• Welche Fähigkeiten sollen gefördert werden?
• Soll eine bestimmte Programmiersprache erlernt werden?
• Welche Funktionen soll der Roboter haben?
• Soll der Roboter outdoortauglich sein?

Auch im Betzold Onlineshop gibt es eine große Auswahl an Lernrobotern und passendem Material:

In unserer Beratung finden Sie eine Übersicht und können die Produkte nach Alter filtern: zur Beratung

Außerdem finden Sie dort Erfahrungsberichte zu einigen der beliebtesten Roboter: 

• Bee-Bot
• Blue-Bot
• Dash-Roboter
• LEGO® Education SPIKE™ Prime

Robotikveranstaltungen für Schülerinnen und Schüler

Es gibt verschiedene Wettbewerbe und Events, an denen Schülerinnen und Schüler in Teams teilnehmen können, um ihre Robotik-Fähigkeiten zu zeigen:

• FIRST LEGO® League bietet regelmäßig Aktionen und Wettbewerbe an, an denen Schulklassen oder Teams teilnehmen können. Es gibt zwei Altersstufen: Explore (6 - 10 Jahre) und Challenge (9 - 16 Jahre). 
• Während der Code Week Germany, die jährlich im Hebst stattfindet, können auch Schulen Workshops und Veranstaltungen zum Thema „Coding“ ausrichten. 
• Die World Robot Olympiad ist ein internationaler Roboterwettbewerb für Schülerinnen und Schüler zwischen 8 und 19 Jahren. Gestartet wird in 3 Wettbewerbskategorien mit unterschiedlichen Altersklassen und es können verschiedene Robotertypen zum Einsatz kommen. 

Fortbildungen zur Programmierung von Robotern und den gängigen Lernrobotern

Online und an unseren digitalen Bildungszentren (DIGIBIZ) in Ellwangen, Berlin und Schaffhausen, bieten wir Fortbildungen für Lehrkräfte zu digitaler Bildung an. Die Inhalte sind praxisnah und orientieren sich an den gültigen Bildungs- bzw. Lehrplänen. Hier finden Sie regelmäßig Kurse zum Umgang mit den gängigen Lernrobotermodellen. 

Das aktuelle Kursprogramm und viele weitere Informationen finden Sie hier.

Sie können auch direkt eine individuelle schulinterne Lehrkräftefortbildung an Ihrem Lernort mit uns vereinbaren. Mindestvoraussetzung sind 6 Teilnehmende.

Schreiben Sie ganz einfach Ihre unverbindliche Anfrage und wir erstellen ein individuelles Angebot: [email protected]

Welche Programmiersprachen eignen sich für Schülerinnen und Schüler

• Einen guten Einstieg in die Welt der Programmiersprachen für Kinder ab 8 bis 10 Jahren bieten Scratch oder Blockly. Diese visuellen Programmiersprachen verwenden grafische Blöcke mit Code-Elementen, die intuitiv per Drag-and-Drop an der gewünschten Stelle des Codes platziert werden können. So können die Kinder auch ohne umfangreiche Kenntnisse in Textprogrammierung direkt mit dem Programmieren starten. 
• Durch seine leicht verständliche Syntax ist auch Python für Anfängerinnen und Anfänger geeignet, die auf eine textbasierte Programmiersprache umsteigen möchten. Außerdem gibt es viele Ressourcen, Tutorials und Online-Communities, die speziell für Kinder entwickelt wurden.
• Für Schülerinnen und Schüler der SEK II, die bereits Erfahrungen mit Programmieren gesammelt haben, kommt auch C++ in Frage. C++ eignet sich zur Entwicklung von Spielen und Desktopanwendungen, ist aber komplexer als Python oder Scratch. Wichtig ist, dass die Jugendlichen die Unterstützung und altersgerechte Lernmaterialien erhalten, die sie benötigen, um erfolgreich zu sein.
• Java ist eine der bekanntesten Programmiersprachen und wird häufig zum Programmieren von Android-Apps oder im Bereich Robotik verwendet. Wie C++ ist es eine komplexe Programmiersprache, die sich für projektorientiertes Arbeiten eignet und für Jugendliche, die tiefer in die Welt des Programmierens einsteigen möchten. Mit passenden Lehrmaterialien, die die Konzepte vereinfachen und praktische Projekte anbieten, können Sie den Einstieg erleichtern.

Lesetipps:

• Robo Wunderkind: Programmiersprachen für Kinder
• bildung.digital: Mit Robotern das Programmieren lernen
• Uni Münster: Unterrichtsmaterial zu den Lernrobotern
• Programmieren lernen - Tools für die Schule
• Kids Lab: Angebote für Schulen, Lehrer und Schüler