Roboter als Nachhilfelehrer

Stolz präsentieren die Schülerinnen des Essener Mädchengymnasiums ihre selbst programmierten Roboter

Liebevoll betrachtet die 13-jährige Jennifer Krieger ihren kleinen Gefährten. Er ist nur zirka 10 Zentimeter groß und besteht aus zahlreichen Lego-Bausteinen, die auf zwei Räder montiert wurden. Und dennoch steht Roboter „Fritzi“ in seiner Wahrnehmung den Menschen in nichts nach. „Dank der Tonsensoren nimmt er Geräusche wahr, und erkennt, wie laut sie sind. Durch den Temperatursensor weiß er, wie warm es ist und der Ultraschallsensor verhindert, dass er irgendwo anstößt“ erklärt die Schülerin des Mädchengymnasiums in Essen-Borbeck (MGB). Ihre Stimme überschlägt sich fast vor Begeisterung über das Ergebnis ihrer Arbeit.

Baustein für Baustein zu mehr Erkenntnis
Diese Freude im Umgang mit Robotertechnologie und Informatik soll das neu eröffnete zdi-RobertaZentrum am MGB insbesondere bei Mädchen und jungen Frauen wecken. Künftig wird es in die Angebote des zdi Zentrums MINT Netzwerk Essen, das am 17. Dezember startet, integriert werden – Träger ist das Bildungszentrum der Wirtschaft (BCW). Im Rahmen der vom nordrhein-westfälischen Innovationsministerium getragenen Gemeinschaftsoffensive Zukunft durch Innovation Nordrhein-Westfalen (zdi) ist die Idee der RobertaZentren entstanden. Das Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) entwickelte das Konzept, das auf Roboterkursen, Schulungen und der Qualifizierung von Lehrkräften basiert.

Marie Keichel und Hiba Hatry (rechts) haben ihr Roboter-Pferd so programmiert, dass es nicht über die Koppelzäune springt

Technik und Teamwork
Die Leiterin des landesweit 16. Zentrums, Claudia Wolf, ist überzeugt, dass viele Schüler „ihre Hemmschwelle überwinden werden und die Skepsis der Attraktivität der Roboter weichen wird.“ In den bereits bestehenden Arbeitsgruppen seien die Schülerinnen der 5. bis 10. Klasse bereits mit „viel Eifer und hoher Selbstständigkeit“ am Tüfteln, Bauen, Entwickeln und Programmieren. Neben technologischem Wissen werde auch die Teamfähigkeit geschult, da die Roboter meist in Gemeinschaftsarbeit entstünden.
Peter Renzel, Beigeordneter der Stadt Essen, warb bei der Eröffnungsfeier in der Aula des Gymnasiums für den Beruf des Ingenieurs: „Sich mit komplizierten Vorgängen auseinandersetzen, nicht locker lassen, über Verbesserungen nachdenken“ seien die attraktiven Aufgabenbereiche. „Landesweit fehlen 20 000 Ingenieure“, fügte er hinzu. Daher sei es das langfristige Ziel, mithilfe des Zentrums dazu beizutragen, Schüler für MINT-orientierte Berufs- oder Studienwahl zu gewinnen.

Kreative Aufgabenstellungen und schnelle Erfolgserlebnisse
Beim Herantasten an technikorientierte Berufe steht neben dem Lernfortschritt die Kreativität, besonders bei jüngeren Schülerinnen, im Vordergrund. „Man muss sich vorstellen, das ist eine Wiese, die schwarzen Linien sind die Koppel und das Pferd darf nicht über die Linie hinaus“, beschreibt die Fünftklässlerin Marie Keichel mit Blick auf ein schwarz umrandetes Blatt Papier, in dessen Mitte ein selbst gebauter Lego-Roboter umherfährt. Fachmännisch erklärt sie die Funktionsweise des kleinen „Roboter-Pferdes“: „Vorne befinden sich Lichtsensoren, wenn er etwas Schwarzes sieht, erkennt er das als Grenze.“ Sie besucht eine AG, in der acht Schülerinnen der 5. und 6. Klasse für zwei Stunden in der Woche in die Welt der Roboter und Programmierung eintauchen. Leiterin Julia Büssemaker erklärt: „Die Schülerinnen haben eine Software, die sie selbst bedienen können und mit deren Hilfe sie Befehle per Infrarot an die Roboter übertragen können. Zu Beginn stelle ich Aufgaben wie: Das ist eine Ameise und sie muss eine Spur finden.“ Schnelle Erfolgserlebnisse sind garantiert: „Ich habe nur eine Stunde zum Zusammenbauen gebraucht, obwohl man die Sachen erst zusammensuchen muss und es sehr viele Lego-Kisten gibt“, beschreibt Marie stolz.

Schüler und Sponsoren freuten sich über die Eröffnung des 16. zdi-RobertaZentrums

Höhere Motivation dank faszinierender Helfer
Eine höhere Motivation und große Lernfortschritte konnte Dirk Müller-Seisel auch in seinem Physik-Unterricht beobachten. „Wir können uns kaum noch neue Geräte leisten, da sind physikalische Experimente, die die Schüler größtenteils selbst ausprobieren können, perfekt.“ „Fritzi“ war so ein Experiment. „Er ist so programmiert, dass ein Beschleunigungssensor die Kraft beim Absprung misst.“ Die Ergebnisse können anschließend in einem Diagramm dargestelllt werden.

Derartige Versuche sollen nun auch Grundschülern in Essen möglich werden, dank einer Spende von 10.000 Euro, die Peter Renzel im Namen der Afred-Krupp-und Friedrich-Krupp-Stiftung an Schulleiterin Elisabeth Gemein überreichte. Renzel bedauerte: „Ich habe als Schüler leider keine Möglichkeit gehabt die faszinierende Welt der Roboter zu erleben.“ Das wird sich nun ändern: Mit dem gespendeten Geld sollen Roberta-Boxen, die neben Legobausteinen auch die technische Ausrüstung enthalten, finanziert werden. So können Roboterprojekte bald auch an Grundschulen durchgeführt werden.