Mit dem Lötkolben in die digitale Welt: BOB3 im Unterricht

Bild: Der Einplatinencomputer BOB3. Lizenz: CC-BY 3.0

Bild: Katja Bach. Lizenz: CC-BY 4.0

Katja Bach ist Mathematikerin und war als Ausbilderin für mathematisch-technische Softwareentwickler tätig. Inzwischen hat sie mit ihrem Kollegen Nils Springob eine eigene Firma, die edukative Roboter und passende Lernkonzepte entwickelt, wie auch den Einplatinencomputer BOB3.

Es gibt inzwischen einige Einplatinencomputer für den Bildungskontext. Was macht euren besonders?
Es ist ja gar nicht so einfach, ein Kind oder auch Erwachsene für eine Thematik zu begeistern. Wenn ich einem Schüler beispielsweise diese Geräte versuche zu erklären, will er vielleicht in diesem Moment gar nicht oder es interessiert ihn nicht. Das Wissenwollen ist schwierig, das muss ich erst mal gewinnen. Deswegen können die Lernenden den BOB erst mal zusammenbauen und verlöten, was ihn von vielen anderen Modellen unterscheidet. Das dauert etwas, sie sehen die Teile, machen sich ihre Gedanken und bauen eine Beziehung zu dem Gerät auf. Mit den ersten Programmieraufgaben kommt meistens der Moment, in dem dann bei den Lernenden die erste Frage entsteht und damit die Bereitschaft, sich Wissen anzueignen. Durch das eigenständige Zusammenbauen haben die Lernenden also einen Bezug zum Gerät entwickelt und können totalen Neulingen schon etwas erklären. Dadurch haben sie mehr Interesse an der Sache. Dann kommen auch tiefer gehende Fragen. Die Antworten darauf werden viel besser aufgenommen, als wenn ich einen Vortrag darüber halte.

Katja Bach auf dem 34. Chaos Communication Congress

Warum ist es denn wichtig, dass sich Lernende mit dieser Technik beschäftigen?
Kaum jemand weiß ja eigentlich, wieso eine Waschmaschine Wäsche wäscht und die Spülmaschine Geschirr. Es fehlt das Verständnis für die Mikroelektronik und Programmierung, die uns umgibt. Die Lehrenden, mit denen wir den Roboter entwickelt haben, wollten gerne, dass ihre Schülerinnen und Schüler damit in Kontakt kommen. Das Ziel war es nicht, lauter Informatiker*innen zu produzieren, sondern einen Einstieg in die digitale Welt zu schaffen, eine Art digitale Aufklärung. Wir kennen das ja von uns selber: Wenn wir uns mit etwas noch nie beschäftigt haben, haben wir Probleme, es zu verstehen.

Die Lernenden werden zum Ausprobieren angeregt. Der Eigenbau von solcher Hardware sowie die Unterrichtsmaterialien zum Programmieren sind oft sehr instruktionistisch strukturiert. Lässt sich das auch offen gestalten?
Es ist ein Problem, wenn man in einem Bereich noch gar nichts weiß. Wenn man beispielsweise gar nicht programmieren kann, dann ist der offene Ansatz etwas schwierig. Beim Löten funktioniert das zum Beispiel nicht. Man könnte zwar sagen: “Hier hast du eine Lötstation, da die Bauteile, probiere mal.” Das wäre für die meisten aber nicht zufriedenstellend. Beim Löten würde ich empfehlen, das einmal vorzuführen und dabei zu sagen, worauf zu achten ist. Wahrscheinlich ist hier das Erfolgserlebnis bei einem funktionierenden Gerät wichtiger. Die Programmieraufgaben auf unserer Plattform sind bei uns dann offener gestaltet. Die Lernenden werden mehr zum Probieren angeregt.

Bild: Die Lehrplattform zum BOB3. Lizenz: Lizenz: CC-BY 3.0

Sie löten ihre eigene Plattform zusammen und programmieren im Klartext. Das klingt recht kompliziert. Schaffen die Lernenden das?
Man fragt sich natürlich direkt, ob die Kinder die ganzen Sonderzeichen auf der Tastatur finden, die sie für das Coden brauchen. Die kennen sie natürlich nicht. Die meisten müssen sich am Anfang erst mal zurechtfinden. Eine Lehrerin hat das mal “Tastaturkunde” genannt. Sie müssen zum Beispiel den Unterstrich finden. Am Anfang habe ich mich gefragt, ob die denn dazu bereit sind - aber das sind sie. Sie haben dabei sogar eine unglaubliche Ausdauer, mehr als ich.

Die Arduino-Plattform im Unterricht
Was ist die Arduino-Plattform und welche Vor- und Nachteile hat sie für die Anwendung im Schulunterricht?
Wie wichtig sind dabei gute Metaphern?
Es ist auf jeden Fall so, dass sie bei Aufgaben wie zum Beispiel “wahr oder gelogen?” schon ganz interessiert gucken. Bei der geht es darum, in einer If-Abfrage logische Vergleiche aufzustellen, wie 1 == 1 oder 1 == 2. Bei einem wahren Vergleich soll dann die grüne, bei einem unwahren die rote LED angehen. Genau bei solchen Aufgaben kommen dann die Fragen, die ich vorhin angesprochen habe. Die Lernenden fragen, warum der BOB das weiß, dass das wahr ist. Dann lässt sich das Thema erklären und die Lernenden nehmen es viel besser an.

Habt ihr euch beim Formulieren der Aufgaben an Inhalten der Lehrpläne orientiert?
Nein, nicht direkt, der BOB lässt sich aber eingliedern. Zum Beispiel hat eine Informatiklehrerin sich mit einem Techniklehrer zusammengeschlossen. Die haben sich das dann aufgeteilt und zum Beispiel im Technikunterricht Widerstände behandelt und dazu auch ein Arbeitsblatt entwickelt. Die Lehrerin hat sich dann auf das Programmieren konzentriert. Das ist eine sehr nette Kombination, bei der sehr viel Inhalt rüberkommt.

Bild: Der BOB3. Lizenz: CC-BY 3.0 Wie viel wissen brauchen die Lehrenden, um das Gerät im Unterricht einzusetzen?
Der Roboter muss nicht zwingend gelötet werden, er ist auch fertig erhältlich. Nur ein Programm müssten die Lehrenden auf den Computern installieren, um den Code auf die Roboter übertragen zu können. Programmiert wird dann im Browser, dafür ist eine Internetverbindung nötig. Es ist natürlich von Vorteil, wenn die Lehrenden das im Vorhinein einmal selbst gemacht haben. Im Browser wird alles erklärt. Sie müssen also nicht zwingend programmieren können.

Hast du ein Lieblingsprojekt mit dem BOB?
Durch einen kleinen Lötpunkt auf der Rückseite der Geräte lässt sich für jeden Roboter eine Binär-Nummer festlegen. Damit haben sie eine individuelle Adresse. Es macht riesigen Spaß, damit zu spielen. Zum Beispiel machen wir mit fortgeschrittenen Lernenden eine Freund-Feind-Erkennung. Denn über ein paar Sensoren können die Roboter auch miteinander kommunizieren und durch die individuellen Adressen aufeinander reagieren. Es macht großen Spaß, die Lernenden dabei zu beobachten, wie viel Freude sie dabei haben.

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