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In diesem Workshop sollte herausgearbeitet werden, inwiefern sich mobile Endgeräte (hier PDAs) zur Programmierung und Steuerung von LEGO NXT Robotern für den Unterricht in der Sekundarstufe I eignen. Dabei sollten deren Vor- und Nachteile für den schulpraktischen Einsatz dem PC gegenüber erkannt werden. Es nahmen dreizehn Teilnehmer an dieser Veranstaltung teil.
Herr Büdding gab zunächst einige praktische Tipps zur Herstellung einer geeigneten Arbeitsumgebung für die NXT-Roboter. Zur Eingrenzung bieten sich beispielsweise einfache Spanplatten in geeigneter Größe an, die mit einem Winkelscharnier verbunden werden. Somit entsteht eine Arbeitsumgebung, in denen die Schüler ihre Roboter problemlos testen können.
Dann wurde den Teilnehmern die visuelle Programmierumgebung »Feinstein« vorgestellt, die an der Universität Münster für die Programmierung der NXT-Roboter für PDAs entwickelt wurde. Mit dieser Software wurde im weiteren Verlauf gearbeitet. Dafür erhielt jeder Teilnehmer einen PDA (Modell Fujitsu Siemens FSC 720) mit dem Betriebssystem Windows Mobile 2003 SE, wobei zu beachten ist, dass eine stabiles Arbeiten mit »Feinstein« nur mit der »Second Edition« garantiert werden kann.
Nachdem sich jeder mit der Funktionsweise des PDAs und »Feinstein« vertraut gemacht hatte, wurden 2er Gruppen gebildet und jeweils eine Gruppe erhielt zum Arbeiten einen NXT-Roboter. Dieser sollte zunächst so programmiert werden, dass er um einen Kegel herumfuhr, ohne diesen zu berühren. Obwohl keiner der Teilnehmer bisher mit der Software konfrontiert, lösten fast alle diese Aufgabe. Erste Ansätze für eine weiterführende Aufgabe, wo der Roboter im Slalom-Kurs die Kegel umfahren sollte, waren ebenfalls zu erkennen, mussten jedoch aufgrund der fortgeschrittenen Zeit beendet werden.
Die einfache Bedienbarkeit und die schnelle intuitive Erfassbarkeit der Programmstruktur ist ein großer Vorteil dieser Software. Jeder Teilnehmer konnte sehr schnell seinen gedanklichen Lösungsansatz für das Problem auf dem PDA transferieren. Ein weiterer Vorteil ist die räumliche Flexibilität, die durch den Einsatz der PDAs möglich ist. Die Lehrkraft ist nicht mehr darauf angewiesen, den Unterricht im Computerraum durchzuführen, sondern kann problemlos mit den Schüler in eine andere Klasse oder sogar auf dem Schulhof ausweichen. Weiterhin bieten PDAs interessante Unterrichtsgestaltungsmöglichkeiten, wie beispielsweise die direkte Verbindung zu einem Beamer oder das Übertragen von Aufgaben per WLAN. Der schnelle Transfer der Daten vom PDA zum Roboter per Bluetooth ist ebenfalls zu bemerken.
Einziger Nachteil waren die durch die visuelle Programmierung etwas eingegrenzten Möglichkeiten. Jedoch relativiert sich dieser Aspekt schnell bei Betrachtung der empfohlener Einsatzgebiete für die Klassen 5-9.
Vor dem Workshop war ich zunächst skeptisch, ob es wirklich praktikabel und sinnvoll ist, PDAs für die Programmierung von NXT-Robotern im Schulunterricht einzusetzen. Danach haben mich die vielen positiven Aspekte überzeugt. Die räumliche Flexibilität, die lange Akkudauer (> 9h), die einfache und schnelle Art der visuellen Programmierung und damit die Motivation zur Bearbeitung weiterer Aufgaben sind nur einige Punkte. Damit sind mobile Endgeräte zur Programmierung von NXT-Robotern im Zusammenhang mit der »Feinstein«-Software eine echte Alternative zu PCs.
Wurde diskutiert, wie mit 30 Schülerinnen und Schülern gearbeitet wird?
Es wurde nicht kontrovers diskutiert, sondern lediglich vom Vortragenden kurz angerissen. Die Arbeitsweise dabei sah so aus, dass die Schüler in kleinen Gruppen (2-4) mit einem Roboter arbeiteten. Dies geschah häufig außerhalb der Räumlichkeiten (bei gutem Wetter), so dass ausreichend Platz für die Bewegungen der Roboter vorhandenen war und die Arbeitsatmosphäre unter den Schülern relativ entspannt war.
Wurde die prinzipielle Entscheidung für LEGO und Window diskutiert?
Die Entscheidung für die LEGO Roboter wurde nicht diskutiert. Einige Vorteile gegenüber anderen Robotern sind sicherlich die Bewegungsvielfalt, unterschiedliche Sensoren, Bluetooth (ideal zur Verbindung mit den PDAs), Akzeptanz etc. Alternativen zum Windows BS gibt's zur Zeit noch nicht, da Linux für PDAs (laut H. Büdding) »irgendwann nicht mehr weiterentwickelt wurde«.
Wurde die prinzipielle didaktische Eignung der »visuellen Programmierung« (was ist das?) diskutiert?
Visuelle Programmierung = »Visuell ist die Bezeichnung für jene Eigenschaft eines Objekts, durch die mindestens eine Information über das Objekt, die für das Erreichen eines Handlungsziels unverzichtbar ist, nur durch das visuelle Wahrnehmungssystem des Menschen gewonnen werden kann.« (Wikipedia).
Die »Feinstein«-Software ermöglicht also das Steuern des Roboters nicht durch die Eingabe textueller Befehle, sondern durch das Auswählen »intuitiv passender« grafischer Symbole, die z.B. die Befehle »fahre-vor«, »fahre-links« etc. aber auch Schleifen- oder Bedingungsanweisungen enthalten. Diese können auch quantitativ genau spezifiziert werden. Damit ist die Möglichkeit des Lernens auch bei Schülern in der Mittelstufe gegeben.