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„Jetzt soll ich auch noch programmieren?“ - Coding in der Grundschule

Bereits in der Grundschule sollen den Schülerinnen und Schülern die Prinzipien der digitalen Welt nahe gebracht werden. Sie sollen im Alltag Algorithmen erkennen, ihre Bedeutung beurteilen und selbst modellieren und programmieren können. Es gibt zahlreiche einfache Ideen und niederschwellige Apps und Tools, mit deren Hilfe diese Kompetenzen auf unterschiedlichen Niveaus eingeübt, trainiert und erreicht werden können.

© Alle Fotos: Marc Albrecht-Hermanns / „Schau mir in die Augen Kleiner“ – Dashes warten auf ihre Programmierung

 

Einigen Kolleginnen und Kollegen kommen sofort zahlreiche Ideen, wie sie den Erwartungen des Medienkompetenzrahmens mit ihrem Unterricht in verschiedenen Fächern gerecht werden können – vom Kochrezept Schritt für Schritt bis hin zur Programmierung von Robotern –, andere Grundschullehrkräfte müssen sich mit diesem Themenkomplex aber noch intensiver auseinandersetzen, wozu im Folgenden eine Anregung gegeben werden soll.

 

Programmieren ohne digitale Geräte - ein leichter Einstieg ins Offline-Coding

Selbst wenn eine Schule über keinerlei digitale Ausstattung verfügt, lassen sich erste Programmierideen analog umsetzen. Dazu reicht zum Beispiel ein Schachbrettmuster in einem Klassenraum, aufgemalt auf dem Schulhof, oder eine große Schachmatte. Hier können sich Zweiergruppen gegenseitig „programmieren“. 

Entsprechende Anregungen, eine Lehrerhandreichung und sehr schöne Materialien finden sich auf der Nawitas-Seite der Uni Köln oder der WDR-Maus-Seite. Mit diesen Materialien lässt sich für die Kinder ein einfacher Einstieg in wichtige Programmierschritte finden. Sie können ihren Partner so coden, dass er Schritt für Schritt ein Feld vorwärts geht, abbiegt, etwas einsammelt usw. Dafür reichen schon Stift und Papier oder einfache Symbole mit Pfeilen und Symbolen, wenn man bereits in der ersten Klasse starten möchte. 

So lassen sich wesentliche Konzepte wie die Eindeutigkeit von Befehlen, aber auch verschiedene Wege um Offline-Programme zu erstellen, sinnvoll erlernen.

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Abb. 1: An Scratch angelehnte visuelle Programmierumgebung der WDR-Maus-Seite

 

Programmieren mit Tablet und Robotern 

Für den Grundschulbereich und die ersten Jahrgänge der weiterführenden Schulen gibt es ein umfangreiches Angebot an Robotern und Materialien, die man einfach mithilfe eines Tablets programmieren kann. Die vorgestellten Materialien können in der Regel einfach auf Knopfdruck mit einem iPad per Bluetooth verbunden werden.

Die Lego Spike Essential-Sets richten sich an ältere Schülerinnen und Schülern und ähneln Lego Spike Prime (ab 10) und Lego Mindstorms (Sek I). Für das Programmieren mit Lego-Kästen muss immer vor der Programmierung ein programmierbares Objekt zusammengebaut werden, was einerseits das kreative Potenzial der Schülerinnen und Schüler fördert und ihr räumliches Denken anregt, andererseits aber im regulären Unterricht manchmal - je nach Projekt - viel Zeit in Anspruch nehmen kann. 

Fertig montierte Roboter füllen diese Lücke. Voll aufgeladen können die Schülerinnen und Schüler unmittelbar mit der Programmierung starten. Die wachtel­eigroßen Ozobots Evo lassen sich für Einsteiger zum einen mit Farbcodes ganz einfach programmieren. Dazu ist nichts weiter nötig als ein schwarzer und drei bunte Stifte, mit denen man den kleinen Mini-­Robotern das programmierte Signal gibt, was sie beim Folgen der schwarzen Linie zu tun haben: schneller fahren oder im Schneckentempo, die Linie wechseln oder ein Tänzchen veranstalten. 

Das Schöne an den Ozobots: es gibt außerdem eine einfache Programmierungsmöglichkeit auf dem Tablet mit visuellen Blöcken. Insofern ist der Evo für Anfänger und Fortgeschrittene geeignet, lässt sich auf kleinem Raum aufbewahren und in verschiedensten Kontexten in den Unterricht integrieren: von der Wegbeschreibung bis zum Evo-Ballett im Musik-Unterricht.

Bei den kleinen blauen Dashes, die es mit Katapult gibt, handelt es sich um fertige aufgebaute Roboter, die mit Zubehör versehen werden können. Die kugeligen, vielleicht handballgroßen Roboter lassen sich mit verschiedenen Apps für Kleinere, mit Blöcken, aber auch für größere Kinder einfach programmieren und sogar in der Swift Playgrounds-Lernumgebung gibt es eine entsprechende Anwendung. 

Als Einstieg wäre etwa das Folgen eines mit Klebeband markierten Weges im Raum und das Werfen der bunten Bälle in einen Papierkorb in der Raummitte eine herausfordernde Coding-Aufgabe. Der Dash kann sich frei im Raum bewegen, sprechen, singen und vieles mehr.

Die faustgroßen BlueBots bieten ähnlich wie die Ozobots zwei Programmiermöglichkeiten: Eine einfache Steuerung über die Tasten ist als Einstieg ganz ohne externe Geräte möglich. Allerdings lässt sich auch das iPad zur Programmierung der kleinen blauen Blinke-Roboter nutzen, sodass auch hier einfache und komplexe Möglichkeiten aufeinander aufbauen können. 

Ganz ähnliche Funktionalitäten bietet auch der kleine Matata-Lab-Roboter, der allerdings ganz ohne die Programmierung über das iPad auskommt.

Einen guten Kompromiss aus Roboter selbst bauen und Roboter programmieren bietet der einfach zu montierende Robo Wunderkind. Dazu werden bunte, würfelförmige Elemente, Motoren und Sensoren zu verschiedenen Robotertypen zusammengesteckt. Die Programmierung erfolgt über das iPad mit einer eigenen Programmierumgebung.

Die ungewöhnliche Sternform macht den Calliope Mini für viele Kinder interessant. Die Kontakte am Rand dienen praktischen Zwecken: Hier lassen sich einfache Krokodil-Klemmen anbringen, mit denen die Möglichkeiten des Calliopes erweitert werden können. Einmal über Bluetooth verbunden, geht die Programmierung über das iPad ganz einfach. Tolles Material gibt es auf der Seite von Coding for tomorrow und auf den Seiten verschiedener Schulbuchverlage.

Ab einem Alter von etwa acht Jahren eignet sich der MBot als kleiner Roboter. Einmal aufgebaut lassen sich verschiedenste Aufgaben mit dem mit Sensoren ausgestatteten Fahr-Roboter umsetzen. Die Programmierung funktioniert auch hier über die visuelle Programmiersprache Scratch, die ja auch die Grundlage in anderen Kontexten darstellt.

Vergleichbar mit dem MBot ist der fertig montierte Thymio, der ebenso mit Sensoren ausgestattet werden und über eine einfache Nutzeroberfläche programmiert werden kann. Die visuell erstellten Programme sind auch in der textbasierten Programmiersprache Aseba sichtbar. Thymio kann mit Lego-Technik-Elementen kombiniert werden.

 

Abb. 2: Ozobots fahren auf der schwarzen Linie

 


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