Matheschmerz-Prophylaxe: Holen Sie einen Roboter an Ihre Schule!

Youtuber Daniel Jung beschäftigt sich mit „Matheschmerz“, weil Mathe bei vielen Versagensängste hervorruft. Die Psychologin Bettina Hannover berichtet, dass Jugendliche sich vorstellen, dass jemand mit Physik als Lieblingsfach keine Freund*innen hat und unattraktiv aussieht. Und „Digitalkunde“ ist in Deutschland immer noch nicht als Pflichtfach etabliert, obwohl die Diskussion um Web 5.0 schon begonnen hat. MINT-Lehrkräfte haben es wirklich nicht einfach, obwohl diese Kenntnisse für immer mehr Berufe sehr gefragt oder sogar eine Voraussetzung sind.

Ein Beitrag von Dr. Frauke Hoss und Thorsten Leimbach

Sport würde wahrscheinlich auch sehr viel weniger Leuten Spaß machen, wenn das Fach fein säuberlich in Kraft-, Ausdauer- und Dehnunterricht eingeteilt wäre. Für konkrete Sportarten wie Fußball, Judo, Volleyball und Schwimmen kann man sich viel eher begeistern. Mit welchem Fach könnten Mathe- und Physiklehrkräfte also den Sportlehrer*innen den Rang ablaufen? Welcher Sport verbindet Mathe, Physik und Informatik? Und würde dieser Sport Spaß machen? Robotik könnte die Antwort sein.

In Deutschland ist die Nachwuchsförderung im Sport der in MINT-Berufen um Lichtjahre voraus, obwohl seit Jahren ein erheblicher Fachkräftemangel herrscht. Hierbei ist insbesondere die Förderung der bislang ungenutzten Potenziale des weiblichen Nachwuchses wesentlich. Jede Schülerin, die sich für Robotik begeistert und sich von Vorurteilen wie „Mädchen haben keine Ahnung von Technik“ oder „Informatik ist nichts für Mädchen“ nicht hindern lässt, trägt dazu bei, diese Vorurteile abzubauen, und ebnet den Weg für andere.

Direkt anwendbares Lehrmaterial ist schon vorhanden (siehe Kasten „Lehrmaterialien“), die Roboter auch. Roboterhersteller wie Yaskawa gehen den Fachkräftemangel proaktiv an und geben Schulen die Chance, Industrieroboter zu Bildungspreisen zu beziehen. Die Fraunhofer-Initiative „Roberta® – Lernen mit Robotern“, die sich insbesondere auch an Mädchen richtet, kann sogar schon auf zwei Jahr-zehnte Erfahrung zurückblicken.

Roberta®-Initiative

Seit 2002 schult das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) im Rahmen seiner Roberta®-Initiative Lehrkräfte, sodass sie mit ihren Schüler*innen von der Grundschule bis zur Sekundarstufe II Roboter oder Mikrocontroller programmieren und konstruieren können. Die Initiative bietet Roboter-Baukastensysteme, Experimente und zielgruppenspezifische Lehrmaterialien an. Lehrkräfte können sich in ein- oder mehrtägigen Schulungen zertifizieren lassen sowie Weiterbildungs- und Betreuungsangebote nutzen. Neben kostenfreien Lehr- und Lernmaterialien und kostenpflichtigen Schulungen für Lehrkräfte bietet Fraunhofer IAIS mit Unterstützung durch Google.org seit 2014 auch Open Roberta® an –eine kostenfreie Online-Programmierumgebung, in der Nutzer*innen mit der grafischen Programmiersprache NEPO® programmieren lernen können. Da Roberta® ohne Roboter-Hardware und avancierte Digitalausstattung auskommt, ist es für Bildungseinrichtungen unabhängig von ihrer jeweiligen technischen Ausstattung nutzbar.

Über das Roberta®-Netzwerk können sich zertifizierte Roberta®-Lehrkräfte mit Kooperationspartnern vernetzen, etwa mit Hochschulen, Bildungs-, Kultur- und Forschungseinrichtungen sowie Vereinen und Institutionen, die sich für die Förderung und Verbreitung von MINT-Bildung einsetzen. Außerdem sind bundesweit Roberta-RegioZentren eingerichtet worden, die sich mit der Aus- und Weiterbildung junger Menschen befassen. Lehrkräfte können sich dort unter anderem auch Roboter-Baukästen ausleihen.

HDG-Yaskawa-Initiative

Eine Initiative, die mit „Roberta®“ kooperiert, ist in Zusammenarbeit mit Yaskawa, dem zweitgrößten Hersteller von Industrierobotern weltweit, und der Hans-Dietrich-Genscher-Schule (HDG), einer profilierten Gemeinschaftshauptschule in Wachtberg, Nordrhein-Westfalen, entstanden. Mit dem auf Dauer angelegten Konzept „hdg robotic 4.0“ werden Schüler*innen aus den Jahrgangsstufen 8/9 oder 9/10 in Robotik aus-gebildet. Der freiwillige, zweijährige Kurs bietet den Teilnehmer*innen die Chance, ein Zertifikat zu erwerben, das sie als Computer- und Robotikfachleute ausweist und einen handfesten Wettbewerbsvorteil auf dem Arbeitsmarkt bedeutet.

Die Initiative besteht aus einem strukturierten Ausbildungskonzept und
allen notwendigen Lehr- und Lernmaterialien von Spielzeugrobotern wie Lego Mindstorms bis hin zu Industrierobotern. Im ersten Jahr lernen die Schüler*innen die verschiedenen Elemente kennen, um sie dann im zweiten Jahr zu ganzen „Produktionsstraßen“ wie in der Industrie zu verbinden. Hierzu treffen sich die Schüler*innen jedes Quartal an einem Samstag für sieben Zeitstunden. Zusätzlich gibt es Schulungsangebote für zukünftige Robotik-Lehrkräfte.

Kräfte messen

Jeder Sport braucht Wettkämpfe, die Spannung und Idole, aber auch Ziele geben. Robotik ist da keine Ausnahme. Der Verein TECHNIK BEGEISTERT e. V. organisiert etwa die World Robot Olympiad in Deutschland mit über 30 regionalen Wettbewerben. Er bietet auch Unterstützung bei der Gründung von Roboter-AGs an Schulen. Ein anderes Beispiel sind die Wettbewerbe FIRST® LEGO® League für Schüler*innen von 4 bis 18 Jahren, die die Popularität und das intuitive Prinzip der weltbekannten Bausteine nutzen.

Sowohl national als auch international gibt es noch viele weitere Wettbewerbe, etwa RoboCupJunior, BEST Robotics, Robo-RAVE oder VEX Robotics Competition. Auf regionaler Ebene gehört sicherlich der zdi-Roboterwettbewerb in Nordrhein-Westfalen zu den größten und bekanntesten Wettbewerben.

Roboterwettbewerbe motivieren Schüler*innen über einen längeren Zeitraum, neben technisch-naturwissenschaftlichen Kenntnissen auch weitere Fähigkeiten zu entwickeln, etwa Aufgabenverteilung und -planung, Präsentation der Ergebnisse, Teamfähigkeit, Stressresistenz, Kritik- und Konfliktfähigkeit und Kreativität. Vorkenntnisse braucht weder die Lehrkraft noch die Schuldirektion. Mut zur Lücke!

Lernmaterialien

Roboter faszinieren gerade Jugendliche und machen mathematische Formeln und physikalische Prinzipien „anfassbar“.

Mit dem Roberta®-Tutorial „Wozu braucht man Geometrie? Kreisumfang mit Roberta®“ lässt sich ein Experiment dazu in den Unterricht einbinden.

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