KI auf dem Weg in den LehrplanDas Projekt RoboPraxRoboter-Praktikum zur Förderung algorithmischer Denk- und Problemlösungsstrategien in einer digitalisierten Welt
Humanoide Roboter, deren Aufbau der
menschlichen Gestalt nachempfunden ist, begegnen uns immer öfter an Flughäfen,
in Krankenhäusern oder in Universitäten. "Educational Robotics"
untersucht daher, wie Roboter in Lehr- und Lernsituationen eingesetzt werden können.
Worum geht es im Projekt?
Die Forschenden untersuchen, wie
es gelingen kann, Roboter in Schule und Unterricht zu integrieren. Mit der
Arbeit an Robotern im Klassenzimmer möchten sie neue Strategien erarbeiten, um
Probleme zu lösen und algorithmisches Denken zu fördern. Zudem sollen die
Schülerinnen und Schüler frühzeitig lernen, sich mit Künstlicher Intelligenz
auseinanderzusetzen.
Hierfür werden Schulungen entwickelt, die sich sowohl an (angehende) Lehrkräfte als auch an Schülerinnen und Schüler richten. Das sogenannte "Robotikum"
Hierfür werden Schulungen entwickelt, die sich sowohl an (angehende) Lehrkräfte als auch an Schülerinnen und Schüler richten. Das sogenannte "Robotikum"
Das RoboPraX-Robotikum
Robotikum ist eine Wortschöpfung aus "Roboter" und
"Praktikum". Das Robotikum
wird regelmäßig überprüft und ausgewertet, um am Ende einen digitalen Lehrplan zu erarbeiten,
der in der Lehrerbildung sowie in der schulischen Bildung eingesetzt werden kann.
Das sogenannte "digitale Curriculum" ist auf einer interaktiven Webseite zugänglich, die Aus- und Weiterbildungskonzepte sowie Handlungsempfehlungen für Lehrkräfte, die ein Robotikum anbietet möchten, zur Verfügung stellt.
Eine Datenbank mit Aufgaben und konkreten Ideen für die Lehr- und Unterrichtsgestaltung erleichtern die Anwendung für die Lehrerinnen und Lehrer. Das "digitale Curriculum" und die entwickelten Unterrichtsmaterialien sind für den gesamten Bereich der schulischen Bildung geeignet.
Das sogenannte "digitale Curriculum" ist auf einer interaktiven Webseite zugänglich, die Aus- und Weiterbildungskonzepte sowie Handlungsempfehlungen für Lehrkräfte, die ein Robotikum anbietet möchten, zur Verfügung stellt.
Eine Datenbank mit Aufgaben und konkreten Ideen für die Lehr- und Unterrichtsgestaltung erleichtern die Anwendung für die Lehrerinnen und Lehrer. Das "digitale Curriculum" und die entwickelten Unterrichtsmaterialien sind für den gesamten Bereich der schulischen Bildung geeignet.
Über das Projekt
Laufzeit: 01.03.2019
- 28.02.2022
Projektleitung:
Prof. Dr. Jürgen Handke (Philipps-Universität Marburg - Fachbereich 10: Fremdsprachliche Philologien - Institut für Anglistik und Amerikanistik)
Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler aller Schultypen ab Klasse 5
Lernziele: Algorithmisches Denken, Umgang mit neuer Entwicklungsumgebung, Problemlösung in einer digitalen Welt
Dauer: 1-3 Wochentage (i.d.R. Mo-Mi, 8-13:15 Uhr - Uhrzeit anpassbar)
Projektleitung:
Prof. Dr. Jürgen Handke (Philipps-Universität Marburg - Fachbereich 10: Fremdsprachliche Philologien - Institut für Anglistik und Amerikanistik)
Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler aller Schultypen ab Klasse 5
Lernziele: Algorithmisches Denken, Umgang mit neuer Entwicklungsumgebung, Problemlösung in einer digitalen Welt
Dauer: 1-3 Wochentage (i.d.R. Mo-Mi, 8-13:15 Uhr - Uhrzeit anpassbar)
Ablauf des Robotikums
Tag 1 - Roboter hören und sprechen
Tag 2 - Roboter bewegen sich
Tag 3 - Roboter sehen und fühlen
Abschluss (evtl. Tag 4)
Tag 2 - Roboter bewegen sich
Tag 3 - Roboter sehen und fühlen
Abschluss (evtl. Tag 4)
Die Lernziele
Ziel des Projektes ist es:
- das Interesse der SuS an Robotik zu wecken,
- im Umgang mit den Robotern neue Problemlösungsstrategien zu entwickeln,
- algorithmisches Denken zu fördern,
- und Teamwork, Kommunikation, Selbstwirksamkeit und Kreativität zu trainieren.
Die Lernmethode
- Das Robotikum beginnt online mit der Wissensvermittlung zur Funktionsweise humanoider Roboter und geht dann
auf das im Robotikum verwendete Model NAO ein. Teilnehmende
lernen die Basisprinzipien der Blockprogrammierung.
- Die Kursinhalte werden durch digitale
Online Quiz getestet und vertieft. Für die erfolgreiche
Absolvierung erhalten die Teilnehmenden Badges.
- Die
Praxisphase, das Robotikum, ist ein kostenfreier 1- bis 3-tägiger
Workshop, bei dem die digital
erworbenen Kenntnisse in der Praxis umgesetzt werden und eigene Programme erstellt und direkt an den Robotern getestet werden.
- Die Workshops werden von Lehramtsstudierenden angeleitet. Die
Teilnehmenden arbeiten in Kleingruppen an Dialogen,
Bewegungen und Einsatzmöglichkeiten der Robotersensorik sowie der
Mensch-Roboter-Interaktion.
- Das Robotikum verfolgt den Ansatz "Learning by Doing". Die Teilnehmenden können sich kreativ in ihren Teams ausprobieren.
Die Lehrmittel
Das Robotikum wird von folgenden adaptiven Lernmaterialien unterstützt:
- online Vorkurs RoboBase im MOOC-Format (Massive Open Online Course) auf der Lernplattform oncampus.de (TH Lübeck) zu finden (verfügbar in drei Schwierigkeitsstufen – in Deutsch und in Englisch).
- Digitales Handbuch
- Digitales Aufgabenheft in drei Schwierigkeitsstufen (Einsteiger, Fortgeschrittene und Experten)
- Alles Material verfügbar für NAO V5 und V6
- Cheatsheets – zur Programmierung und zur PC-Nutzung
- Lernvideos auf Youtube-Channel – Educational Robotics
Die Schulen
Diese Schulen haben am Projekt RoboPrax teilgenommen:
Adolf-Reichwein-Schule, Marburg Weintrautstraße 33, 35039 Marburg
Gebäude E, Raum E215
www.adolf-reichwein-schule.de
Georg-Büchner-Schule, Stadtallendorf
Am Lohpfad 2, 35260 Stadtallendorf
www.gbs-stadtallendorf.de
Johanneum Gymnasium, Herborn
Otto-Wels-Straße 1a, 35745 Herborn
https://www.johanneum-herborn.de/
Lahntalschule, Biedenkopf Am Freibad 19, 35216 Biedenkopf
www.lahntalschule.de
Adolf-Reichwein-Schule, Marburg Weintrautstraße 33, 35039 Marburg
Gebäude E, Raum E215
www.adolf-reichwein-schule.de
Georg-Büchner-Schule, Stadtallendorf
Am Lohpfad 2, 35260 Stadtallendorf
www.gbs-stadtallendorf.de
Johanneum Gymnasium, Herborn
Otto-Wels-Straße 1a, 35745 Herborn
https://www.johanneum-herborn.de/
Lahntalschule, Biedenkopf Am Freibad 19, 35216 Biedenkopf
www.lahntalschule.de
Die Ergebnisse
Das Konzept wurde ab Herbst 2021 umgesetzt. Insgesamt wurden 30
Lehrkräfte aus 6 Schulen in zweitägigen Schulungen fortgebildet.
Im Laufe des Projekts wurden über 50 Lehrvideos produziert und in einem eigenen YouTube-Kanal „Educational Robotics“ bereitgestellt.
Es wurden Unterrichtsmaterialien, (Handbuch und Arbeitshefte) entwickelt und qualitätsgesichert,
Der Transfer des Konzepts in die Lehramtsbildung wurde bereits in fünf Interventionen erfolgreich getestet (RoboTeach) und die Weiterbildung aktiver Lehrkräfte wurde umgesetzt.
Im Laufe des Projekts wurden über 50 Lehrvideos produziert und in einem eigenen YouTube-Kanal „Educational Robotics“ bereitgestellt.
Es wurden Unterrichtsmaterialien, (Handbuch und Arbeitshefte) entwickelt und qualitätsgesichert,
Der Transfer des Konzepts in die Lehramtsbildung wurde bereits in fünf Interventionen erfolgreich getestet (RoboTeach) und die Weiterbildung aktiver Lehrkräfte wurde umgesetzt.
Interessiert?
Weitere Infos und alle Materialien für
Ihren Unterricht finden Sie hier:
- Lehrmaterial RoboPrax:
https://www.roboprax.de/material
- Website RoboPrax:
https://www.roboprax.de/
- RoboPrax im EBF-Themenfinder:
https://www.empirische-bildungsforschung-bmbf.de/de/Themenfinder-1720.html/projekt/01JD1828
Impressum
Herausgeber:
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat 321 - Bildungsforschung
53170 Bonn
Text und Gestaltung:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
Projektträger
Abteilung Empirische Bildungsforschung
Postadresse:
Heinrich-Konen-Straße 1
53227 Bonn
Tel.: 0228 3821-2031
Fax: 0228 3821-1671
E-Mail: ebf@dlr.de
Stand: November 2024
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat 321 - Bildungsforschung
53170 Bonn
Text und Gestaltung:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
Projektträger
Abteilung Empirische Bildungsforschung
Postadresse:
Heinrich-Konen-Straße 1
53227 Bonn
Tel.: 0228 3821-2031
Fax: 0228 3821-1671
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