Blue-Bot / Bee-Bot im Unterricht
Einleitung
In der vorgeschlagenen Unterrichtseinheit mit dem Lernroboter Blue-Bot sollen die Schülerinnen und Schüler an das (technische) Problemlösen herangeführt werden, wobei Grundlagen des Programmierens erarbeitet und genutzt werden. Der Blue-Bot bietet dabei einen niedrigschwelligen Zugang zum Thema und eignet sich somit auch für Schülerinnen und Schüler ohne entsprechende Vorkenntnisse. Um den Blue-Bot zu programmieren, müssen Befehle ausgesucht und eingegeben werden. Meistens soll dabei ein vorab festgelegtes Ziel erreicht werden, sodass Wahl und Reihenfolge der Befehle auf dieses auszurichten sind. Ziel dessen ist, dass die Kinder nach und nach an einen zielgerichteten, planvollen Umgang mit dem Blue-Bot herangeführt werden. Gehen sie anfangs vielleicht noch Schritt für Schritt vor, probieren vieles aus und handeln eher nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“, sollen sie mit der Erfahrung lernen auch längere Programmiersequenzen im Voraus zu planen und zu antizipieren. Einen wichtigen Aspekt stellt dabei auch die Überprüfung und gegebenenfalls Verbesserung der genutzten Algorithmen dar. Im Austausch mit Mitschüler*innen soll deutlich werden, dass es oftmals mehrere zielführende Lösungen gibt. Dabei können die Lösungen verglichen und beurteilt werden.
Beschreibung der Unterrichtssequenzen
Im Folgenden werden vier Unterrichtssequenzen mit dem Blue-Bot / Bee-Bot beschrieben.
Sequenz 1 – Einstieg in die Thematik über ein Rollenspiel
Als Einstieg in die Thematik eignet sich ein Rollenspiel, bei dem ein Kind selbst in die Rolle eines Roboters schlüpft und von einem anderen Kind, dem/der Programmierer/in, durch Befehle gesteuert wird. Je nach räumlichen Gegebenheiten können hier jeweils 2er-Teams zusammenarbeiten oder ein Paar das Vorgehen für die ganze Klasse demonstrieren – Vorteil dieser Option ist, dass gemeinsame Entdeckungen gemacht werden können.
Der „Roboter“ bekommt die Augen verbunden. Anschließend bestimmt ein Kind einen Zielpunkt innerhalb des Klassenraums – dieser kann auch gut durch einen Gegenstand markiert werden. Nun versucht der/die „Programmierer/in“ den „Roboter“ durch verbale Befehle zum Ziel zu lenken. Dabei soll der Roboter keine Gegenständer oder Personen berühren. Der Fokus liegt hierbei bewusst, analog zur und als Vorgriff auf die Arbeit mit dem Blue-Bot, auf Bewegungsanweisungen.
Ziel dieser Aktivität ist, dass die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass ein Roboter präzise Befehle braucht, damit er das macht, was der/die Programmierer/in möchte. Dieser Umstand sollte mit den Kindern gemeinsam klar herausgestellt werden.
Als Reflexion können mit den Kindern präzise Formulierungen erdacht werden. Hier können auch Unterschiede zwischen Befehlen thematisiert werden. Wie unterscheiden sich zum Beispiel „Gehe einen Schritt geradeaus“ und „Gehe geradeaus“ voneinander – was macht der Roboter, nachdem er den einen oder anderen Befehl bekommen hat?
An dieser Stelle wird zudem der Begriff programmieren eingeführt. Dazu können die Schülerinnen und Schüler gefragt werden, wie man es denn nennt, was der/die Programmierer/in mit dem Roboter macht, wenn er/sie ihm Befehle gibt. Der Begriff kann aber auch einfach von der Lehrkraft genannt werden. Die Schülerinnen und Schüler können nach ihren Vorstellungen vom Programmieren gefragt werden und es wird nach einer gemeinsamen Erklärung gesucht. Da es keine eindeutige Definition dessen gibt, liegt es an der Lehrperson, wie sie den Begriff einführen möchte. Für junge Schülerinnen und Schüler kann programmieren beispielsweise als Eingabe einer Befehlsfolge für eine Maschine erklärt werden – programmieren bedeutet so viel wie einer Maschine sagen, was sie machen soll, und zwar in einer Sprache, die die Maschine versteht (anfangs kann auch noch einfacher gesagt werden „… und zwar so, dass die Maschine die Befehle versteht.“ Diese Erklärung kann an späterer Stelle durch die Einführung des Begriffs Programmiersprache ergänzt werden.). Die gefundene/gegebene Erklärung sollte in einem Wortspeicher, einer Wörterliste oder ähnlichem festgehalten werden. Wichtig dabei ist, dass an späterer Stelle die Möglichkeit zur Ergänzung besteht.
Sequenz 2 – Kennenlernen des Blue-Bots und seiner Funktionsweise
In dieser Sequenz lernen die Schülerinnen und Schüler den Blue-Bot kennen. Sie erkunden in Gruppen seine Funktionsweise und erlernen so dessen Bedienung. In einer gemeinsamen Reflexion werden die Funktionen der einzelnen Tasten besprochen und auf einem Plakat festgehalten. Anschließend lösen die Kinder erste Aufgaben, für die sie kurze Programmierungssequenzen planen und mit dem Blue-Bot ausprobieren.
Zu Beginn bittet die Lehrkraft alle Schülerinnen und Schüler in einen Sitzkreis. Dann holt sie den Blue-Bot, schaltet ihn ein und stellt ihn als stummen Impuls in die Mitte des Sitzkreises. Sicherlich werden die Kinder bereits von sich aus spontane Assoziationen äußern – ansonsten fragt die Lehrkraft die Kinder, was sie sehen und was ihnen auffällt. Dabei kann der Blue-Bot auch einmal im Kreis herumgegeben werden, sodass alle Kinder ihn von nahmen betrachten können. Es ist davon auszugehen, dass die Schülerinnen und Schüler dabei bereits die Tasten auf dem Blue-Bot erwähnen. Darauf Bezug nehmend fragt die Lehrperson, was die Kinder vermuten, wofür die einzelnen Tasten da sind. Die Schülerinnen und Schüler stellen Vermutungen auf. Im Anschluss stellt die Lehrkraft den Blue-Bot wieder in die Kreismitte. Zusätzlich legt sie einen Gegenstand in kurzer Entfernung (ca. 10cm) vor ihm ab und fragt die Kinder, wie man es wohl schaffen könnte, dass der Blue-Bot den Gegenstand berührt, wobei der Gegenstand selbst nicht bewegt werden soll.
Oftmals ist es so, dass die Kinder vorschlagen die „vorwärts“-Taste zu drücken, was dann von einem Kind ausprobiert werden darf. Der Blue-Bot bewegt sich in diesem Fall allerdings nicht. Die Schülerinnen und Schüler müssen also weiter überlegen. Es kann gut sein, dass zeitnah ein Kind auf die Idee kommt die grüne „GO“-Taste zu drücken, wodurch das gewünschte Ergebnis erreicht wird. Auch wenn diese Idee nicht geäußert wird, kann die nachfolgende Gruppenarbeit begonnen werden – in diesem Fall wird den Schülerinnen und Schülern gesagt, dass sie während der Gruppenarbeitsphase auch herausfinden sollen, wie die Aufgabe gelöst werden kann. (ca. 5-10 Minuten)
Die Schülerinnen und Schüler bekommen nun den Auftrag in Gruppen zusammenzuarbeiten und herauszufinden, welche Funktionen die einzelnen Tasten des Blue-Bots haben. Dabei soll jedes Kind den Blue-Bot auch einmal selbst bedienen. Ihre Erkenntnisse sollen die Schülerinnen und Schüler auf einem Blatt festhalten, wobei ihnen die Form freigestellt ist. Kinder erkennen die Funktionen der Tasten häufig schneller als man denkt und finden auch kreative Wege der Ergebnisdarstellung. Der Blue-Bot und das selbstständige, direkte Handeln mit diesem stellen dabei in der Regel einen hohen Motivationsanreiz dar. Die Lehrkraft nimmt sich in dieser Phase zurück, beobachtet vor allem und gibt, falls nötig, Tipps. Insbesondere die „X“-Taste (löschen) kann ein Hindernis darstellen, bei dem die Lehrkraft einen Hinweis geben kann. Gegebenenfalls können optionale Tipp-Karten angeboten werden. Die Kinder dürfen aber ruhig auch ein bisschen knobeln. Falls einige Gruppen schneller fertig sind als andere, können diese den Blue-Bot weiter frei explorieren und bereits eigene, nicht angeleitete Programmierungen vornehmen. (ca. 10-15 Minuten)
In einer gemeinsamen Reflexion werden die Entdeckungen besprochen. Neben der Funktion der einzelnen Tasten können auch weitere Aspekte thematisiert werden, zum Beispiel, ob es bei manchen Tasten schwieriger war ihre Funktion zu entdecken, bei der Steuerung etwas besonders aufgefallen ist und ähnliches. Zur Ergebnissicherung wird ein zuvor vorbereites Plakat genutzt, auf dem die Aufsicht eines Blue-Bots abgebildet ist und Striche zu den einzelnen Tasten führen. Die Lehrperson erklärt den Kindern an dieser Stelle, dass sie angefangen hat ein Plakat zum Blue-Bot zu gestalten und gerne die Hilfe der Schülerinnen und Schüler bei der Fertigstellung hätte. Sie fragt die Schülerinnen und Schüler was noch fehlt – gegebenenfalls fragt sie gezielt, was an die einzelnen Striche geschrieben werden könnte. Die Kinder formulieren im Austausch Beschriftungen für die einzelnen Tasten, welche die Lehrkraft auf das Plakat überträgt. Falls bisher nicht angesprochen, fragt die Lehrkraft noch nach einer passenden Überschrift für das Plakat, welche gemeinsam festgehalten wird. Im Idealfall wird in dieser bereits der Fachbegriff Programmierung oder programmieren genutzt – die Lehrkraft kann einen Tipp zur Verwendung des gelernten Begriffs geben. Das Plakat wird für die folgenden Unterrichtsstunden gut sichtbar im Klassenraum aufgehangen, sodass die Schülerinnen und Schüler bei der Weiterarbeit darauf zurückgreifen können. (ca. 10 Minuten)
Daran anknüpfend wird erneut das Programmieren thematisiert. Dabei wird fokussiert, was es bedeutet, dass der Maschine oder dem Roboter Befehle so gegeben werden, dass sie/er diese versteht. In diesem Zusammenhang wird der Begriff Programmiersprache eingeführt. Bei dem Blue-Bot besteht die Programmiersprache aus den Tastensymbolen, also den Pfeilen, dem Pausenzeichen, dem X/Kreuz und dem „GO“ (wobei es sich um ein Wort und kein Symbol handelt – trotzdem versteht der Blue-Bot es). Die Lehrkraft erklärt, dass die Schülerinnen und Schüler im weiteren Unterrichtsverlauf häufig, genau wie ausgebildete Programmierer*innen, die Programmiersprache zum Notieren der Befehle nutzen sollen. Auch dieser Begriff wird in den zuvor begonnenen Wortspeicher oder ähnliches übernommen.
Zur Verdeutlichung stellt die Lehrkraft den Blue-Bot erneut in den Sitzkreis und legt einen Gegenstand in einiger Entfernung dazu. Nun sollen die Kinder überlegen, wie der Blue-Bot programmiert werden kann, damit er den Gegenstand erreicht. Ein Kind darf seine Überlegung vorstellen und die passenden Symbole an die Tafel zeichnen. Die Lehrkraft unterstützt bei der richtigen Darstellung – dabei geht sie allerdings nur auf die von dem Kind benannten Befehle ein! Anschließend gibt ein anderes Kind die angezeichnete Sequenz in den Blue-Bot ein – dabei muss es sich genau an die vorgegebenen Befehle halten.
Die Lehrkraft reagiert an dieser Stelle je nach Lösung der Lernenden flexibel. Wichtig ist, dass am Ende allen Kindern klar ist, dass zu Beginn jeder Programmierungssequenz einmal die „X“-Taste (löschen) gedrückt werden muss. Andernfalls führt der Blue-Bot gegebenenfalls noch von früher gespeicherte Befehle aus. Am Schluss muss stets die „GO“-Taste betätigt werden, damit der Blue-Bot die eingegebenen Befehle ausführt. Beide Befehle gehören zur Programmierungssequenz und müssen mit angegeben werden. An dieser Stelle ist anzumerken, dass die „Löschen“-Funktion den Kindern am häufigsten Probleme bereitet. Oft ist ihnen nicht klar, dass zuvor eingegebene Befehle vom Blue-Bot gespeichert werden und eine spätere Programmierung diese dann ergänzt. Viele Kinder scheinen zu denken, dass eine Befehlsfolge nach der Ausführung automatisch gelöscht wird. Dieser Umstand sollte deshalb explizit gemacht werden. Je nach Klasse kann zusätzlich der Begriff Algorithmus für eine Befehlsabfolge, die zum gewünschten Ziel führt, eingeführt werden. (ca. 10-15 Minuten)
Sequenz 3 – Übungsaufgaben mit dem Blue-Bot
In dieser Sequenz lösen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Aufgaben mit dem Blue-Bot. Dabei werden verschiedene Darstellungsweisen und Aufgabenformate genutzt. Ziel dabei ist, dass die Kinder nach und nach an einen zielgerichteten, planvollen Umgang mit dem Blue-Bot herangeführt werden. Gehen sie anfangs vielleicht noch Schritt für Schritt vor, probieren vieles aus und handeln eher nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“, sollen sie mit der Erfahrung lernen auch längere Programmiersequenzen im Voraus zu planen und zu antizipieren. Einen wichtigen Aspekt dabei stellt die Überprüfung und gegebenenfalls Verbesserung der genutzten Algorithmen dar. Die Programmierung des Blue-Bots fordert dabei in besonderer Weise die Reflexion der eigenen Eingabe heraus. Die Kinder können unmittelbar sehen, ob sie alles richtig gemacht haben oder der Blue-Bot sich anders bewegt hat als erwartet. In der Folge wird die eigene Programmierung überarbeitet – im Bedarfsfall auch mehrmals. Im Austausch mit anderen soll deutlich werden, dass es oftmals mehrere zielführende Lösungen gibt. Dabei können die Lösungen verglichen und beurteilt werden.
Die verschiedenen Aufgaben können den Schülerinnen und Schülern in Form eines Forscherheftes, einer Lerntheke oder ähnlichem dargeboten werden. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass die Komplexität der Aufgaben sukzessiv zunimmt. Die Reihenfolge der Bearbeitung sollte also nicht komplett freigestellt werden. Es bietet sich ein Pool von Basisaufgaben, weiterführenden Aufgaben und Knobelaufgaben oder ähnlichem an. Außerdem sollte darauf geachtet werden, dass die Kinder Aufgaben verschiedener Formate ausprobieren. So kann zum Beispiel die Vorgabe gemacht werden, dass erst alles Basisaufgaben gelöst worden sein müssen, bevor die weiterführenden Aufgaben eines Aufgabenformats bearbeitet werden. Eine Aufgabe sollte für alle Schülerinnen und Schüler verpflichtend gestellt werden, sodass diese in einer gemeinsamen Reflexion besprochen werden kann.
Für diese Unterrichtssequenz werden Bodenpläne benötigt, die der Blue-Bot abfahren kann. Diese können entweder gekauft oder selbst gebastelt werden.
Folgende Aufgabenformate bieten sich an:
- Welchen Weg nimmt der Blue-Bot? Den Kindern wird in Form eines Arbeitsblatts ein Bodenplan vorgegeben, auf dem der Blue-Bot eingezeichnet ist. Dazu wird ein Algorithmus vorgegeben. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Weg einzeichnen, den der Blue-Bot mit dieser Programmierung fährt und den Zielpunkt markieren.
- Wie muss der Blue-Bot programmiert werden? Die Schülerinnen und Schüler bekommen ein Arbeitsblatt, auf dem ein Bodenplan abgebildet ist, der auch in Originalgröße in der Klasse vorhanden ist. Auf dem Arbeitsblatt ist der Blue-Bot auf einem Startfeld eingezeichnet. Zudem ist ein Zielfeld markiert. Die Schülerinnen und Schüler sollen überlegen, wie der Blue-Bot vom Start- zum Zielfeld gesteuert werden kann und die nötigen Befehle in Programmiersprache notieren. Zur Planung können Blue-Bot und Originalbodenplan genutzt werden – zur Überprüfung der Planung sollen sie genutzt werden.
- Wie muss der Blue-Bot gesteuert werden? Die Schülerinnen und Schüler bekommen ein Arbeitsblatt, auf dem ein Bodenplan abgebildet ist. Der Blue-Bot ist auf einem Startfeld eingezeichnet. Zudem ist ein Zielfeld markiert. Die Schülerinnen und Schüler sollen überlegen, wie der Blue-Bot vom Start- zum Zielfeld gesteuert werden kann und die nötigen Befehle in „Menschensprache“ (also in Worten) versprachlichen.
- Dolmetschen für den Blue-Bot Die Schülerinnen und Schüler bekommen ein Arbeitsblatt, auf dem Befehle für den Blue-Bot in „Menschensprache“ stehen und übersetzen diese in Programmiersprache. Anmerkung: Bei der direkten Programmierung des Blue-Bots ist darauf zu achten, dass die Befehle vor dem Programmieren von den Kindern schriftlich festgehalten werden, da sie am Blue-Bot selbst nach der Eingabe nicht mehr sichtbar sind und nicht nachvollzogen werden können. So werden die Schüler:innenaktivitäten gesichert. Zudem ist es aus kognitiver Sicht auf diese Weise deutlich einfacher nach der Programmierung und Erprobung noch Änderungen/Verbesserungen an dem Algorithmus vorzunehmen.
Bei allen Übungen, bei denen der Blue-Bot direkt programmiert wird, ist darauf zu achten, dass die Befehle vor dem Programmieren von den Kindern schriftlich festgehalten werden, da sie am Blue-Bot selbst nach der Eingabe nicht mehr sichtbar sind und nicht nachvollzogen werden können. So werden die Aktivitäten der Schüler*innen gesichert. Zudem ist es aus kognitiver Sicht auf diese Weise deutlich einfacher nach der Programmierung und Erprobung noch Änderungen/Verbesserungen an dem Algorithmus vorzunehmen.
In einer gemeinsamen Reflexion wird mindestens die Pflichtaufgabe besprochen. Dies sollte eine Aufgabe sein, bei der die Schülerinnen und Schüler sich einen eigenen Algorithmus überlegen und notieren sollen, um den Blue-Bot von einem bestimmten Start- zu einem vorgegebenen Zielfeld zu steuern. Dabei sollte nicht unbedingt eine Lösung klar naheliegend sein, sodass die Kinder möglicherweise verschiedene Lösungen finden. In der Reflexion darf ein Kind seine Lösung an die Tafel schreiben (oder alternativ mit vorgefertigten Befehlskarten anheften). Die anderen vergleichen diese mit ihrer eigenen Lösung und nennen, falls vorhanden, weitere. Auch diese weiteren Lösungen werden an der Tafel festgehalten. Hat kein Kind eine andere Lösung erdacht, kann die Lehrkraft eine Alternative vorschlagen und die Schülerinnen und Schüler fragen, ob dieser Algorithmus auch funktionieren würde. Anschließend werden alle gesammelten Lösungen mit dem Blue-Bot auf dem Bodenplan überprüft. Es wird thematisiert, dass es verschiedene Lösungen gibt, die zum Ziel führen. Dabei können die Algorithmen miteinander verglichen werden. Dabei können Gemeinsamkeiten und Unterschiede besprochen, aber auch Vor- und Nachteile diskutiert werden. Die Schülerinnen und Schüler entdecken auf diesem Weg neue Sichtweisen, reflektieren ihre eigene Lösung noch einmal und erkennen gegebenenfalls Möglichkeiten zur Lösungsoptimierung.
Sequenz 4 – Gruppenarbeit mit wechselnden Rollen
Zum Abschluss der Einheit nehmen die Schülerinnen und Schüler im Rahmen einer Gruppenarbeit verschiedene Rollen ein, die unterschiedliche Zugänge zum Programmieren eröffnen. Hierbei arbeiten die Kinder, falls möglich, jeweils zu viert zusammen. Die Gruppen bekommen Bilder eines Bodenplans, der auch in Originalgröße in der Klasse vorhanden ist – dies ist wichtig, da die direkte Anwendung Bestandteil der Gruppenarbeit ist. Auf den Bildern ist der Blue-Bot mit einer bestimmten Blickrichtung auf einem Startfeld eingefügt und ein Zielfeld markiert – der Blue-Bot soll von diesem Start- zum Zielfeld gesteuert werden. Die Schülerinnen und Schüler übernehmen dabei verschiedene Aufgaben, die im Folgenden erklärt werden. Der Einfachheit halber werden die Kinder als Kind A, B, C und D bezeichnet.
Kind A schaut sich das Bild mit der Start-Ziel-Vorgabe an und überlegt, wie der Blue-Bot vom Start- zum Zielfeld gesteuert werden kann. Es verfasst eine Weganweisung in „Menschensprache“ (mit Worten).
Kind B schaut sich ebenfalls das Bild mit der Start-Ziel-Vorgabe an und überlegt, wie der Blue-Bot vom Start- zum Zielfeld gesteuert werden kann. Es verfasst jedoch eine Weganweisung in Programmiersprache.
Anmerkung: Kind A und Kind B müssen sich nicht absprechen und nicht den gleichen Weg wählen und beschreiben.
Anschließend liest Kind A Kind C die Weganweisung vor. Kind C antizipiert den Weg des Blue-Bots und nennt das Zielfeld, auf dem dieser landen wird. Dies ist gleichzeitig eine Kontrolle für die Weganweisung von Kind A. Stimmt das Zielfeld nicht, muss die Anweisung von Kind A überprüft werden – gibt es einen Fehler oder hat Kind C sich bei der Vorstellung des zurückgelegten Weges vertan?
Danach darf Kind B den Blue-Bot auf dem vorgegebenen Startfeld des Bodenplans im Klassenzimmer platzieren und heimlich seine Befehlsfolge eingeben. Dies stellt eine Kontrolle für Kind B dar – hat es richtig programmiert, kommt der Blue-Bot am vorgegebenen Zielfeld an. Kind D beobachtet den Weg, den der Blue-Bot zurücklegt, und schreibt die passenden Befehle in Programmiersprache auf. Abschließend vergleichen Kind B und Kind D ihre Anweisungen, was gleichzeitig eine Kontrolle für Kind D darstellt.
Nach einem Durchgang werden die Rollen durchgetauscht, wobei eine neue Start-Ziel-Vorgabe zum Einsatz kommt. Insgesamt sollten vier Durchgänge durchgeführt werden, sodass jedes Kind einmal in jede Rolle schlüpfen kann. Bei Bedarf kann die Komplexität der Vorgaben gesteigert werden, indem zum Beispiel unpassierbare Mauern oder ähnliches eingezeichnet werden.
In einer gemeinsamen Reflexion findet ein Austausch über die gemachten Erfahrungen statt. Hierzu können verschiedene Methoden gewählt werden. Beispielsweise kann jede Ecke des Raums einer anderen Überschrift zugeordnet werden: „An der Arbeit mit dem Blue-Bot hat mir besonders gefallen…“, „Ich habe gelernt, dass …“, „Ich habe noch eine Frage zu…“, „Schwer gefallen ist mir…“ o.ä. Die Schülerinnen und Schüler dürfen sich frei einer Ecke zuordnen und sich mit den anderen Kindern dort passend zum Thema austauschen. Anschließend darf (mindestens) ein Kind pro Ecke kurz für alle zusammenfassen, was die Gruppe festgestellt hat. Gibt es eine Gruppe, wie „Ich habe noch eine Frage zu…“, sollte versucht werden alle Fragen zu beantworten. Die Lehrperson kann sich auch bereits während der Besprechung innerhalb der Gruppen vermehrt dieser zuwenden und Antworten geben.
Differenzierung
• Als Hilfestellung können die genutzten Boden-Pläne ergänzend als Arbeitsblätter zur Verfügung gestellt werden. Wichtig ist, dass das Raster dabei mit übertragen wird, die einzelnen Quadrate also klar erkennbar sind. So haben die Schülerinnen und Schüler eine Aufsicht auf den Plan zur Verfügung. Bei der Planung der Befehlsabfolgen kann das Arbeitsblatt unterstützend hinzugezogen werden. Auch kann eine Spielfigur oder ein selbst gebastelter Blue-Bot (ebenfalls in der Aufsicht) zum Nachvollziehen der geplanten Befehle genutzt werden. Dies kann eine gute Unterstützung darstellen, wenn später ganze Algorithmen für den Blue-Bot vor der Programmierung zielgerichtet geplant werden sollen.
• Als Hilfestellung können den Schülerinnen und Schülern „Befehlskarten“ an die Hand gegeben werden. Diese können fertig gekauft, aber auch leicht selbst hergestellt werden. Dabei können die Kinder auch einbezogen werden und Kartenvordrucke zum Beispiel selbst auseinanderschneiden.
• Hierbei ist es wichtig, dass die einzelnen Befehle jedem Kind in mehrfacher Ausführung zur Verfügung stehen. Der Vorteil bei der Nutzung solcher Befehlskarten ist, dass Fehler leicht korrigiert werden können – ohne radieren oder ähnliches. Erst sobald die Befehlsfolge richtig gelegt und kontrolliert wurde, wird sie schriftlich übertragen. Die Befehlskarten können zudem die Übersichtlichkeit beim Programmieren des Blue-Bots erhöhen. Die Kinder können einen Befehl nach der Eingabe umdrehen (mit der bedruckten Seite zum Tisch), sodass deutlich wird, welche Befehle bereits eingegeben wurden und welcher als nächstes eingegeben werden muss.
• Verschiedene Boden-Pläne: Den Gruppen können unterschiedliche Boden-Pläne zur Verfügung gestellt werden. Dabei können sowohl Größe als auch Motiv(e) variiert werden. Verschiedene Motive machen unterschiedliche Einschränkungen plausibel.
• Bei den Aufgaben mit dem Blue-Bot können verschiedenste Einschränkungen vorgenommen werden, um den Schwierigkeitsgrad zu erhöhen. Im Folgenden werden einige mögliche Ergänzungen aufgeführt:
„Benutze so wenig Befehle wie möglich.“
„Die Taste für die Rechtsdrehung ist kaputt, sodass du diese nicht benutzen kannst.“
„Der Blue-Bot soll auf dem Weg an der Blume vorbeifahren.“ (je nach Plan)
„Der Blue-Bot soll in jedem Haus 3 Sekunden Pause machen.“ (je nach Plan)
„Der Blue-Bot kann nicht schwimmen und darf kein Feld mit Wasser überqueren.“ (je nach Plan) Alternativ können auch Materialien, die nicht berührt werden dürfen, auf dem Plan platziert werden. Zum Beispiel Wasserflaschen, Mäppchen etc.
„Programmiere den Blue-Bot mit genau 12 Befehlen, sodass er am Ziel ankommt.“
Der Kreativität sind dabei kaum Grenzen gesetzt.
Alternativen/Ergänzungen
Wie sieht ein Roboter aus? (Einstieg)
Als Einstieg in eine Unterrichtsreihe zum Thema Roboter eignet sich auch die Anfertigung von Zeichnungen. Bei dieser Variante gibt die Lehrkraft das Thema Roboter vor und fordert die Kinder dazu auf, zu zeichnen, was sie sich darunter vorstellen. Anschließend werden die Zeichnungen an die Tafel gehangen und verglichen. Es werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede thematisiert. Auf diese Weise wird das Vorwissen der Kinder deutlich, an das im weiteren Unterrichtsverlauf angeknüpft werden kann. Wird dieser Einstieg gewählt, präsentiert die Lehrkraft im Folgenden den Blue-Bot. An dieser Stelle sollen die Kinder spontan ihre Assoziationen äußern – vor allem im Hinblick auf den Einstieg wird der Blue-Bot wahrscheinlich als Roboter identifiziert. Andernfalls wird er von der Lehrkraft als Beispiel für einen Roboter eingeführt. Nun sollen die Schülerinnen und Schüler den Blue-Bot mit ihren Zeichnungen vergleichen. Dabei wird erneut über Gemeinsamkeiten und Unterschiede gesprochen. Es sollte deutlich werden, dass Roboter ganz verschieden aussehen können.
Wie weit bewegt sich der Blue-Bot? (eher anfangs)
Fächerübergreifend kann den Schülerinnen und Schülern die Aufgabe gestellt werden, herauszufinden, wie weit der Blue-Bot sich jeweils vor oder zurück bewegt, wenn die „vorwärts“- oder „rückwärts“-Taste einmal, zweimal oder dreimal gedrückt wird. Hier sollte den Kindern die Wahl des Lösungsweges sowie der verwendeten Materialien freigestellt werden.
Blue-Bot-Quadrille (Aufgabenstellung)
Bei der Blue-Bot-Quadrille sollen zwei Blue-Bots so programmiert werden, dass sie sich spiegelbildlich zueinander bewegen. Bei der Durchführung sollte nach der Eingabe der Bewegungsabfolge bei beiden Blue-Bots möglichst gleichzeitig die „GO“-Taste gedrückt werden. Auf diese Weise wird die „Quadrille“ besonders anschaulich und mögliche Fehler können erkannt werden.
Wege-Trio (Aufgabenstellung)
Für das Wege-Trio wird ein Weg, den der Blue-Bot auf einem Plan fährt, auf drei unterschiedliche Arten dargestellt. Erstens wird der Weg auf dem Plan eingezeichnet. Zweitens wird die Beschreibung des Weges versprachlicht. Drittens wird die Beschreibung des Weges mit Befehlskärtchen/Symbolen/der Programmierleiste dargestellt. Dies muss für mehrere Wege vorbereitet werden. Anschließend werden die Veranschaulichungen der verschiedenen Wege gemischt.
Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es, immer die drei Darstellungen, die denselben Weg zeigen, einander zuzuordnen.
Haben die Schülerinnen und Schüler bereits mit den Wege-Trios gearbeitet, können sie auch eigene Wege-Trios erstellen. Besonders motivierend ist es, wenn diese anschließend von Mitschüler:innen zusammengefügt werden.
Erstellen eigener Pläne und Aufgaben (im späteren Verlauf)
Die Schülerinnen und Schüler können eigene Pläne für den Blue-Bot entwerfen und umsetzen. Auch hier bietet sich ein fächerübergreifendes Lernen an. Je nach Leistungsstand können den Kindern dafür bereits vorgefertigte oder zumindest vorgedruckte (noch auszuschneidende) 15cmx15cm Quadrate zur Verfügung gestellt werden. Alternativ können diese auch selbstständig angefertigt werden.
Im Anschluss können eigene Arbeitsaufträge/Geschichten zum eigenen Plan verfasst werden, wobei auch eine mögliche Lösung angegeben werden sollte.
Abschließend können die Kinder ihre Aufgaben untereinander tauschen und bearbeiten.
Sind Plangröße, Befehlsanzahl und anderes nicht vorgegeben, bietet die Aufgabe ein hohes Potenzial natürlicher Differenzierung, sodass die Schülerinnen und Schüler auf ihrem je eigenen Niveau arbeiten können. Auch ist die Arbeit in verschiedenen Sozialformen wie Einzel-, Partner- und Gruppenarbeit möglich.
Von Pfeilen hin zu Abkürzungen – erhöhte Abstraktion (Weiterführung)
Diese Option wird vor allem für Schülerinnen und Schüler ab Klasse 3 empfohlen. Die Kinder lösen sich hier von der symbolischen Darstellung der Befehle durch Pfeile und ersetzen diese durch abstraktere Abkürzungen. Wichtig ist, dass vorab bereits häufig mit Versprachlichungen der Befehle gearbeitet wurde. Die Abkürzungen sollten an den sprachlichen Ausdrücken der Befehle orientiert sein und können von der Lehrperson vorgegeben oder mit der Klasse gemeinsam erarbeitet werden. Für den Pfeil nach oben („vorwärts“) kann beispielshalber die Abkürzung „VW“ (vorwärts), „G“ (geradeaus) oder „NV“ (nach vorne) gewählt werden. Wurden zuvor Plakate, Hefteinträge oder ähnliches zur Bezeichnung und Erklärung der einzelnen Tasten erstellt, ist es sinnvoll diese nun um die Abkürzungen zu ergänzen. Anschließend verfassen die Schülerinnen und Schüler Befehlsfolgen zu vorgegebenen (vom Format her bereits bekannten) Aufgaben unter Nutzung der neu eingeführten Abkürzungen. Anschließend übertragen sie die festgehaltenen Befehle in den Blue-Bot und kontrollieren ihre Lösung. Dabei müssen sie die Abkürzungen auf die entsprechenden Tasten übertragen.
Als Steigerung können hintereinander auszuführende gleiche Befehle in der Notation zusammengefasst werden, damit diese noch effizienter wird. Durch die Frage, wie eine vorgegebene oder bereits erstellte Befehlsfolge kürzer aufgeschrieben werden kann, werden die Schülerinnen und Schüler diese Options wahrscheinlich vorschlagen. Auf diese Weise entwickeln sie eine Kurzschreibweise.
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| VW | RD | VW | VW | VW |
| VW | RD | 3VW |