[vc_row][vc_column][vc_custom_heading text=“Roboter im Unterricht“ font_container=“tag:h1|font_size:48|text_align:left“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1606743450173{margin-top: -25px !important;}“][vc_custom_heading text=“Whiteboards und Tablets, statt Tafeln und Bücher“ font_container=“tag:h2|font_size:28|text_align:left|color:%23676b6d“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1606743496216{padding-bottom: 10px !important;}“][vc_column_text]Mirko Schiller, SWS Digital[/vc_column_text][ultimate_spacer height=“15″ height_on_tabs=“15″ height_on_tabs_portrait=“15″ height_on_mob_landscape=“15″ height_on_mob=“15″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_custom_heading text=“Kurz & Bündig“ font_container=“tag:h2|font_size:34|text_align:left“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1598268967432{margin-top: -25px !important;}“ el_class=“box-headline“][vc_row_inner el_class=“box-content-wrapper“][vc_column_inner][vc_column_text]

[/vc_column_text][/vc_column_inner][/vc_row_inner][/vc_column][/vc_row][vc_row css=“.vc_custom_1519752670572{margin-top: -10px !important;}“][vc_column][ultimate_spacer height=“30″ height_on_tabs=“15″ height_on_tabs_portrait=“15″ height_on_mob_landscape=“15″ height_on_mob=“15″][vc_column_text]„Lerngröße 1“ im Kontext der Digitalisierung heißt, dass sich das Lehren und Lernen individueller auf die unterschiedlichen Schüler zuschneiden lässt und diese aktiv in den Lernprozess einbezogen werden können, um gleichzeitig den Lernerfolg zu erhöhen. Das Bauen von Robotern im Unterricht, zum Beispiel über LEGO Mindstorms, verbindet theoretisches Wissen und die praktische, individuelle Umsetzung. [/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]Im Jahr 2018 haben politische Entscheidungsgremien die Absicht bekundet, die Digitalisierung in den deutschen Schulen mit fünf Milliarden Euro zu fördern [1]. 2019 stimmte der Bundesrat nach dem Bundestag der Änderung des Grundgesetzartikels Art. 104c zu, womit der „Digitalpakt Schule“ endgültig beschlossen war. Zum 17. Mai 2019 trat die „Verwaltungsvereinbarung DigitalPakt Schule 2019 bis 2024“ schließlich nach Unterzeichnung durch alle Ländervertreter und Bundesministerin Anja Karliczek für die Bundesrepublik Deutschland in Kraft [2]. Rechnet man die bewilligten fünf Milliarden Euro Gesamtsumme auf die rund 40.000 Schulen in Deutschland um, so entfallen im Durchschnitt 120.000 Euro auf jede einzelne Einrichtung. In den Bundesländern wurden nun in der ersten Jahreshälfte 2020 komplexe Medienentwicklungspläne, Digitalisierungskonzepte und Förderanträge entwickelt, sodass zukünftig klassische Kreidetafeln durch interaktive White- boards, Schulbücher durch Tablets und nicht selten Werkbänke durch Roboter-Bausätze ersetzt werden können. Die Schuldigitalisierung wird jedoch nicht allein von der Fördersumme bestimmt. Zahlreiche Interessengruppen wirken auf die Institution Schule ein: Schulträger, Eltern, Förderverein, Lehrer und Lehrerinnen, Schüler und Schülerinnen und noch weitere. Es ergeben sich teilweise sehr unterschiedliche Realisierungsansätze, um Schule fit für das 21. Jahrhundert zu machen. Einer dieser Ansätze ist das Lernen am Beispiel der Robotik, die insbesondere auch individuelles Lernen ermöglicht.[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Lernen im 21. Jahrhundert heißt Kompetenzaufbau, was immer individuell ist“ font_container=“tag:h3|font_size:28|text_align:left“][vc_column_text]Wie eingangs beschrieben befinden sich Deutschlands Schulen in einem Umbruch. Der „Digitalisierungstornado“ [3] wütet längst nicht nur in Branchen wie Unterhaltung, Pharma- oder Automobilindustrie, sondern hat auch die Bildung erreicht. Dies führt dazu, dass nicht nur die Ausstattung und die Medien, die in Schulen verwendet werden, ersetzt werden. Es müssen an die neuen Rahmenbedingungen auch die Didaktik angepasst und die Lehrkräfte dementsprechend fortgebildet werden. Hierfür bedient man sich zahlreicher grundlegender Konzepte aus der Bildungswissenschaft. In der Didaktik nimmt hierbei der Kompetenz-Begriff eine fundamentale Rolle ein. Kompetenzen sind „die bei Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, um bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können“ [4]. Die Kompetenz umfasst also netzartig zusammenwirkende Facetten wie Wissen, Fähigkeit, Verstehen, Können, Handeln, Erfahrung und Motivation und lässt sich gliedern in Sach- bzw. Fach-, Methoden-, Sozial- und personale Kompetenz. Sie wird verstanden als Disposition, die eine Person befähigt, konkrete Anforderungssituationen eines bestimmten Typs zu bewältigen [5]. Um Kompetenzen effektiv und individuell erwerben zu können, benötigt man geeignete Beispiele und Szenarien, an denen trainiert werden kann. Gerade in MINT-Fächern wurde immer wieder deutlich, dass oftmals eine Kluft zwischen fachlichen Lernzielen, der Strukturierung des Unterrichts und den Interessen, Erwartungen und der Motivation der Schüler existierte [6]. Daher fordern einige Wissenschaftler Unterricht an sogenannten Kontexten. Um Funktionsprinzipien richtig verstehen und anwenden zu können, benötigt man verschiedene Einsatzmöglichkeiten, die sich auf die Bewältigung lebens- und schülernaher Situationen beziehen. Diese Ausrichtung an der Lebenswelt der Schüler und Schülerinnen schafft im Unterricht und bei der Lernzielkontrolle eine Formder Mehrdimensionalität [7]. Wie kann nun der Lernerfolg der Schüler verbessert werden? Auf diese Frage bietet das Konzept der Schüleraktivierung durch Kooperatives Lernen eine praxisnahe Antwort (siehe Abbildung). Im Kern geht es um Unterricht, der so angelegt ist, dass alle Schüler in den kognitiven Lernprozess eingebunden werden [8]. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Medienkompetenz. Möchte man erreichen, dass Kinder und Jugendliche einen professionellen Umgang mit Medien erhalten, dann müssen sie sich mit diesem Thema selbst auseinandersetzen. Das heißt, die Lernenden üben mithilfe diverser Medien typische Anwendungsszenarien und reflektieren abschließend ihr Medienkonsumverhalten. Dabei beantworten die Lernenden beispielsweise folgende Fragen: Welche Medien gibt es? Wann nutze ich welches Medium? Welche Vor- und Nachteile bietet dieses Medium im Vergleich zu anderen? Der Lernprozess ist jedoch bei allen Menschen unterschiedlich ausgeprägt. Man lernt auf unterschiedliche Art und Weise. Daher ist es wichtig, auf diese Unterschiede beim Lernen einzugehen. „‚Differenziertes‘ oder auch ‚individualisiertes Lernen‘ bedeutet, dass im Unterricht Rücksicht auf die unterschiedlichen Lerntempi und Auffassungsweisen der Schüler genommen wird, anstatt allen ‚frontal‘ die gleiche Herangehensweise zu oktroyieren“ [9]. Berücksichtigt man all diese Kriterien der Didaktik, stellt man fest, dass Kinder und Jugendliche besonders gut mit Beispielen aus ihrer Erfahrungswelt lernen können. Dabei sollte Lernen Spaß machen. Dies geschieht, wenn man außerdem die Lernenden da abholt, wo sie gerade stehen und sie individuell mit ihrer Lerngeschwindigkeit lernen lässt – ohne sie dabei mit falschen Aufgaben zu über- oder unterfordern. All diese Kriterien der Didaktik sagen auch aus, dass Lernen ein komplexes Gebiet ist. Die hohe didaktische Professionalität der Lehrenden ist dabei noch kein Garant für Lernerfolg. Es spielen weitere Rahmenbedingungen eine wesentliche Rolle: Lerngruppengröße, Heterogenität der Lerngruppe, technische Ausstattung, Einsatz diverser Medien etc. Hierbei wird sich im 21. Jahrhundert der Faktor der technischen Ausstattung stark verändern und damit natürlich auch die Rahmenbedingungen, unter denen gelernt wird. „Neue Technologien werden das Lernen verändern“, erklärte Trendforscher Prof. Peter Wippermann bereits 2018 dem Goetheinstitut. Wie der behavioristische Pädagoge Burrhus Frederic Skinner bewiesen hatte, reicht es jedoch nicht, neue digitale Technologien als Ersatz für alte analoge Technologien einzusetzen oder digitale Technologien in traditionelle Lernsettings zu integrieren [10]. Besonders effektiv hingegen scheinen Jonas- sen & Reeves‘ Ansätze des „Learners as Designers“ zu sein [11]. Denn wie nachgewiesen wurde, lernen die Ersteller von Expertensystemen oder Lernmedien im Prozess des Zusammentragensund der Artikulation des eigenen Wissens mehr als die Rezipienten ihrer Ergebnisse. Aus diesem Grund schlagen die Autoren eine Methode vor, die Lerner dazu anzuleiten, ihre eigenen Wissensrepräsentationen zu visualisieren [12].[/vc_column_text][vc_single_image image=“24102″ img_size=“full“][vc_custom_heading text=“Wandel vom Schüler als Lern-Konsument zum Produzent: Roboter bauen“ font_container=“tag:h3|font_size:28|text_align:left“][vc_column_text]Auch der HORIZON Report K-12 von 2015 beschreibt als mittelfristige Entwicklung den Wandel von Schülern als Konsumenten hin zu Schülern als Produzenten [13]. Dieser Wandel wird von mobilen Geräten unterstützt, weil die Realisierung durch sie wesentlich vereinfacht wurde, sodass die Auseinandersetzung mit den Inhalten im Vordergrund steht („a whole new level of comfort with producing media“) [14]. Robotik in der Schule knüpft an diese Ansätze an. Beim Entwerfen, Konstruieren, Programmieren und Testen von mobilen autonomen Robotern erfahren die Schüler, dass Technik Spaß macht, lernen, wie technische Systeme entwickelt werden, und erwerben Fachkenntnisse. Der Bau und die Verwendung von Robotern vereint idealerweise viele Elemente technischen Wissens, die für ein Verständnis technologischer Probleme bis hin zu philosophischen Fragen hilfreich sind [15]. Und auch der Schulreformer und Pädagoge Johann Heinrich Pestalozzi hätte sicherlich Robotik gut gefunden, wenn es zu seiner Zeit ein solches Werkzeug für den Unterricht gegeben hätte. Denn Pestalozzi forderte, dass Lernen mit „Kopf-Herz-Hand“ geschehen soll. So ist das Bauen und Programmieren eines Robotersystems im höchsten Maße ein ganzheitliches Lernen, das neben kognitiven auch motorische und emotionale Reize schafft.

[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Ist Robotik nur etwas für männliche Gymnasiasten mit Einser-Schnitt?“ font_container=“tag:h3|font_size:28|text_align:left“][vc_column_text]Um die Antwort auf diese Frage vorwegzunehmen: Nein! Robotik ist grundsätzlich für jede Person geeignet. Es gibt die unterschiedlichsten Bausätze und Bauarten von Robotern, sodass jeder Interessierte auf seine Kosten kommen kann. Hierbei gibt es von sehr einsteigerfreundlichen spielerischen Bau-/Ansätzen bis hin zu Systemen, die von Bauanleitungen vollständig losgelöst sind, alles. Daher ist Büffeln mithilfe der Robotik immer ein Kompetenzerwerb, der durch individuelles und differenziertes Lernen geprägt ist. Jeder Lernende kann in seinem individuellen Lerntempo und in Abhängigkeit von seinen Fähigkeiten und Fertigkeiten einen Roboter bauen und programmieren. Darüber hinaus muss man einen Roboter nicht zwingend allein entwickeln. Das heißt, man kann auch durch Team- und Gruppenarbeit soziale Kompetenzen ausschöpfen. Das Kreieren eines Roboters ist nicht nur für den Lernenden, sondern auch für den Lehrenden einsteigerfreundlich. Es gibt unzählige Musterlösungen, Bau- und Programmieranleitungen, Hilfestellungen und Communitys, in denen man sich austauschen kann. Es ist für jedes Kompetenzlevel geeignet, denn gleichgültig, ob man Einsteiger oder Fortgeschrittener ist, in der Regel kann man einen Roboter erweitern. Da diese für unterschiedlichste Szenarien konzipiert werden können, gibt es auch keine Altersgrenze oder Geschlechterspezifität. Robotik ist daher altersunabhängig und genderneutral. Baut und programmiert man einen Roboter, den eigenen Vorstellungen entspricht, ist dies auch immer eine kreative Leistung und stark motivierend. Entscheidet man sich, sich mit Robotik auseinanderzusetzen, gibt es auch zahlreiche Varianten am Markt, die kostenfreundlich und erschwinglich sind. Für jedes Elternhaus oder jede Bildungseinrichtung findet sich eine finanzierbare Version.[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Robotik in der Schule: große Chance für MINT“ font_container=“tag:h3|font_size:28|text_align:left“][vc_column_text]Um einen Roboter zum „Leben zu erwecken“, muss der Lernende in zahlreiche Disziplinen eintauchen: Mathematik, Maschinenbau, Informatik und andere. Das heißt, man erhält einen Einblick in die Arbeit als Mathematiker, Maschinenbauer, Informatiker usw., den gerade Schüler nur durch Praktika etc. erwerben können. Auf diese Weise können sie feststellen, wie interessant solche Berufsfelder sind, und können in ihrer Selbstreflexion überprüfen, ob sie derartige Berufe als motivierend und erstrebenswert betrachten. Robotik ist demzufolge ideal als Instrument der beruflichen Orientierung an Schulen und anderen Bildungseinrichtungen.Beim Durchlaufen dieser Disziplinen werden darüber hinaus unzählige Kompetenzen trainiert, die im MINT-Bereich notwendig sind (z. B. logisches Denken, Abstrahieren, Modellieren). Auch dieser Sachverhalt ist Bestandteil der beruflichen Orientierung und Aufgabe jeder Bildungseinrichtung. Denn gerade weiterführende Schulen sind verpflichtet, ihre
Schüler und Schülerinnen auf die Arbeitswelt und die dafür notwendige Ausbildung vorzubereiten.[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Robotik im Unterricht“ font_container=“tag:h3|font_size:28|text_align:left“][vc_column_text]Robotik ist für individuelles Lernen besonders geeignet, weil es:

• sehr handlungsorientiert ist,

• ganzheitliches Lernen ermöglicht,

• differenziertes Lernen ermöglicht,

• genderneutral ist, • einsteigerfreundlich (in finanzieller & didaktischer Art) ist,

• beim Verstehen von Technik etc. hilft,

• das Allgemeinwissen, logisches Denken, Meinungsbildung fördert und

• berufsvorbereitend ist.

Konkret ist Robotik im Unterricht zum Beispiel mit LEGO WeDo für Schüler im Alter ab sieben Jahren möglich. Ein Bausatz kostet zirka 150 Euro und enthält SmartHub, Motor, Bewegungssensor und Neigungssensor mit Klängen. Es ermöglicht eine ikonische Programmierung, also intuitive Nutzung und Aufbau, ohne große Vorbereitung. Auf den Lernplattformen verschiedener Bundesländer ist ein Lehrplan für Robotik verfügbar mit Projekten und Experimenten sowie Fortbildungen. Daneben sind auch für Kinder konzipierte Programmiersprachen wie Turtle-Grafik, LibreLogo und Python Turtle sowie virtuelle Roboter wie Karel the Robot, Niki – der Roboter, Guido van Robot, RoboMind und andere verfügbar.[/vc_column_text][vc_single_image image=“24110″ img_size=“large“ alignment=“center“][vc_custom_heading text=“Robotik ist praxisbezogen und aktuell: Schüler finden Zugang zu Unternehmen“][vc_column_text]Da Roboter zunehmend unseren Alltag bestimmen, hilft es, zu verstehen, welche Bedeutung Roboter für die Gesellschaft haben. Außerdem erfahren Lernende, welche Chancen oder Gefahren durch Roboter entstehen können. Daher ist die Vermittlung von Robotikwissen auch immer ein Förderungsbestandteil der Allgemeinbildung und der daraus resultierenden Meinungsbildung von jungen Heranwachsenden. Da sowohl Bildungseinrichtungen als auch Unternehmen ein großes Interesse an diesem Thema haben, bietet sich durch Robotik eine Möglichkeit zur Schaffung von (Bildungs-) Kooperationen. Unternehmen bieten in der Regel die Expertise an, denen es zum Beispiel Schulen oft fehlt. Auch personaler oder finanzieller Notstand kann so ggf. ausgeglichen werden. Auf der anderen Seite haben Schulen die Fachkräfte von morgen, an denen Unternehmen interessiert sind und sie zunehmend frühzeitig – gerade im MINT-Bereich – binden möchten. Durch das Kooperationspotenzial können Synergien geschaffen werden. Auch aus Sicht des strategischen Marketings ist die Schaffung einer (gemeinnützigen) Bildungskooperation erstrebenswert.[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Praxisbeispiel: Informatik-AG am Gymnasium Markneukirchen“][vc_column_text]Seit 2016 gibt es am Gymnasium Markneukirchen die Informatik-AG unter der Leitung des Informatiklehrers Mirko Schiller. Die Arbeitsgruppe besteht aus Mädchen und Jungen im Alter von 12 bis 19 Jahren. Die Kinder und Jugendlichen beschäftigen sich hierbei in selbst organisierten Kleinstgruppen mit verschiedensten Themen. Die Erfahrung lehrt, dass Robotik die meisten Schülerinnen und Schüler interessiert. Es ist ein komplexes Themenfeld, das die Kinder und Jugendlichen meist so sehr begeistert, dass es mit dem Pausengong nicht aufhört und sie länger bleiben oder zuhause weiter basteln. Die jungen Konstrukteure haben eigens für den Bau ihrer Roboter einen Raum im Schulgebäude. Neben Laptops, Werkzeug und einem 3-D- Drucker verfügen die Schülerinnen und Schüler über zahlreiche Bausätze (meistens LEGO Mindstorms) und ein 2,5 x 2,5 Meter großes Labyrinth, in dem sie ihre Roboter auf deren Funktionstüchtigkeit testen können. Die Markneukirchner Gymnasiasten haben in der Vergangenheit an zahlreichen nationalen und internationalen Robotik-Wettbewerben mit anderen Schulen teilgenommen. Unter anderem waren sie beim RoboCup in der Maze EntryKategorie Deutscher Vizemeister 2018 und Vizeeuropameister 2019. Robotik in Schulen ist inzwischen landesweit verbreitet und damit vergleichbar und bekannt geworden. Die Teilnahme an Wettbewerben ist ohne finanzielle Unterstützung durch Unternehmen und Verwaltung meist nicht möglich. In Markneukirchen tragen auch der Schulförderverein und die Eltern das Projekt mit. Die AGTeilnehmer gehen motivierter zur Schule, und ihre schulische Leistungen in anderen Fächern haben sich in der Regel verbessert. Einige überlegen nun auch, später einen Beruf im MINTBereich auszuüben.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][ult_dualbutton btn_hover_style=“Style 2″ btn_border_style=“solid“ btn_color_border=“#ffffff“ btn_border_size=“2″ btn_alignment=“left“ dual_resp=“off“ button1_text=“Einzelheft kaufen“ icon_link=“url:https%3A%2F%2Fwww.im-io.de%2Fproduct%2Flerngroesse-eins%2F|title:Lerngr%C3%B6sse%20Eins“ btn1_background_color=“#f3f3f3″ btn1_bghovercolor=“#f07d00″ icon=“Defaults-book“ icon_size=“22″ icon_color=“#f07d00″ icon_hover_color=“#ffffff“ button2_text=“Jetzt abonnieren“ btn_icon_link=“url:https%3A%2F%2Fwww.aws-institut.de%2Fim-io%2Fabo%2F|title:Abo||“ btn2_background_color=“#f3f3f3″ btn2_bghovercolor=“#f07d00″ btn_icon=“Defaults-chevron-right“ btn_icon_size=“22″ btn_icon_color=“#f07d00″ btn_iconhover_color=“#ffffff“ divider_text=“oder“ divider_text_color=“#f07d00″ divider_bg_color=“#ffffff“ btn1_text_color=“#f07d00″ btn1_text_hovercolor=“#ffffff“ btn2_text_color=“#f07d00″ btn2_text_hovercolor=“#ffffff“ title_font_size=“desktop:20px;“ btn_border_radius=“30″ title_line_ht=“desktop:22px;“ btn_width=“280″][ult_createlink title=“Zu den Literaturangaben“ btn_link=“url:https%3A%2F%2Fwww.aws-institut.de%2Fim-io%2Fausgabe-2020-4-352%2F“][/vc_column][/vc_row]