Robotik mit Lego Mindstorms bei Digital Innovators @ School in der Sekundarstufe 1 am Gymnasium der Dominikanerinnen

16. Jun 2021

Vergangene Woche startete der Workshop im Rahmen der Digital Innovators @ School (kurz: DI@S) für die Sekundarstufe 1 am Gymnasium der Dominikanerinnen in Wien. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiteten die Themen Robotik und Erforschung des Mars und verwendeten dafür die Unterlagen, Programme und Baukästen von Lego Mindstorms.

Die Klasse 2C war von ihrem Projekt sehr begeistert. Während der Einheiten konnte ich beobachten wie viel Freude die Kinder dabei hatten. Der Lernerfolg war enorm, denn viele bekamen Lust auch weiterhin zu programmieren bzw. Lego zu bauen. Die SchülerInnen haben mir auch nachher noch vorgeschwärmt wie toll und lustig es war. Die Betreuer von DaVinciLab waren sehr freundlich, hilfsbereit und konnten gut erklären.
Vielen Dank für die Chance die meine Klasse dadurch hatte.

Michaela Leitner, Lehrerin

Wissensaustausch und Recherche zur Marsforschung

Zu Beginn des Workshops teilten sich die Schülerinnen und Schüler in Gruppen und diskutierten das Thema Mars und teilten ihr Wissen über die aktuelle Forschung und Expeditionen dorthin. Im Anschluss erhielten sie pro Gruppe unterschiedliche Arbeitsblätter mit jeweils fünf Fragen, die sie im Internet recherchierten und ausarbeiteten. Am Ende tauschten die Gruppen sich gegenseitig über ihr Wissen aus und als Abschluss bekamen sie ein interaktives Quiz zu den erarbeiteten Themen über die Plattform kahoot.it.

Sie hatten großen Spaß und Interesse daran, da es um ein derzeit aktuelles und spannendes Thema ging und sie viele neue Dinge in Erfahrung bringen konnten.

Zusammenbauen und Testen der Lego-Roboter

Nach einer kurzen Pause bekam jede Gruppe ein Lego Mindstorm Set, womit sie den Basis-Roboter für die Challenges der Mars-Expedition zusammenbauten. Die Lego Mindstorm-Roboter arbeiten mit einer eigenen Software, in der mithilfe einer Block-basierten Programmiersprache Befehle programmiert werden, die über ein Kabel an den “Stein” gesendet werden, der verschiedene Motoren und Sensoren kontrollieren kann.

Das vollständige Zusammenbauen schafften die Schülerinnen und Schüler in sehr kurzer Zeit und testeten im Anschluss die unterschiedlichen Funktionen aus: In kleinen Challenges, die in der Software enthalten sind, testeten sie alle unterschiedlichen Sensoren und programmierten die ersten Bewegungen ihrer Roboter. 

Entwicklung eigener Roboter-Ideen

In der zweiten Einheit des Workshops ging es ganz um das Thema Robotik. Nach einem weiteren kniffligen Kahoot-Quiz erhielten die Schülerinnen und Schüler weitere Arbeitsblätter, die ihnen dabei halfen, eine eigene Idee für einen Roboter-Prototypen zu entwickeln. Sie sollten einen Roboter designen, der den Menschen unterstützt und darüber hinaus ein Problem der Nachhaltigkeitsziele der UN anspricht und bei der Lösung davon hilft. Sie zeichneten Skizzen, die sie zum Teil digital am Computer verschönerten und beschrieben die Eigenschaften und Funktionen ihrer Roboter in einer Präsentation. Jedes Team reichte am Ende des Workshops seine Projektidee zum derzeit stattfindenden MINT-Girls Wettbewerb ein.

Hier sind ein paar der Ideen aufgelistet:

  • Das erste Team hat die Idee für einen Blumen-Mäher entwickelt, der für Kleinbauern und Hobbygärtner die Erntearbeit übernehmen soll. Sie haben auch gleich einen kleinen Prototypen aus den Legobausteinen erstellt.
  • Einige Teams wollten bei ihren Idee bei dem Thema der Marsmission bleiben, und haben dafür, unter anderem, einen Roboter entworfen, der wie ein Postbote zwischen Erde und Mars reist und Nachrichten überbringt, oder einen, der die Astronauten bei ihrer Arbeit unterstützt und sie von Stress befreit.
  • Ein sehr wichtiges Thema für die Schülerinnen und Schüler ist auch der Umweltschutz und die Beseitigung von Müll. Eine Gruppe hat dazu einen Recycling-Roboter für Parks entworfen, eine andere entwickelte ein Konzept für einen Unterwasser-Roboter, der den Abfall der Touristen aus den Kanälen von Venedig aufsammelt.
Der Blumenmäher-Prototyp bei der Arbeit.

Abschluss mit den Lego Mars-Challenges

In der dritten und letzten Einheit beschäftigten die Schülerinnen und Schüler mit den Mars-Challenges von Lego Mindstorm. Dabei handelt es sich um sechs vorgefertigte Aufgaben mit zusätzlichen Bauteilen und einer Unterlage, die verschiedene Missionen eines Weltraum-Roboters darstellen. Bei diesen Challenges war es zum Teil notwendig, die richtigen Sensoren am Basisroboter auszutauschen und ihn entsprechend umzubauen um die unterschiedlichen Aufgaben zu lösen.

Das Umbauen nahm einiges an Zeit in Anspruch und die Teams schafften durchschnittlich zwei bis drei der sechs Aufgaben, hatten aber dennoch großen Spaß dabei.

Der Rover bringt den Satelliten zu seiner Position.

Vielen Dank für die tollen neun Stunden beim Digital Innovators Projekt. Es machte riesen Spaß die Roboter zusammen zu bauen und später dann zu programmieren. Wir haben viel gelernt und freuen uns auf das nächste Mal.

die 2C von den Dominikanerinnen

Die sechs Lego Mindstorm Baukästen, sowie die Zusatzteile für die Mars-Challenges, die während des Pilotprojektes verwendet wurden, erhielt die Schule am Ende des Workshops, um auch in Zukunft damit zu arbeiten und so das technische Engagement der Schülerinnen und Schüler nachhaltig zu stärken.

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