Lego-Steine kennt wahrlich jedes Kind. Was nicht jeder kennt, sind die Angebote von Lego für das Bildungswesen. In einer eigenen Reihe namens Lego Education bietet man Unterrichtsmaterialien für mathematische Fächer, für Grundschulen und zum Geschichtenerzählen. Dabei handelt es sich sowohl um Bausätze mit Figuren, als auch einfache mechanische Experimente bis hin zum Projekt-Baukasten WeDo 2.0, den Lego kürzlich bei der Bildungsmesse Didacta in Köln ausstellte.
Sachunterricht
Als Lernkonzept ist der WeDo-2.0-Kasten abgestimmt auf die Anforderungen an einen modernen Sachunterricht in der Grundschule. Thematisch orientiert sich Lego an den Themen des Sachunterrichts in den Jahrgangsstufen 2 bis 4. Es geht um technische, physikalische und biologische Grundlagen sowie um logische Abläufe für die Programmierung. Im Projekt-Baukasten WeDo 2.0 sind rund 280 Einzelteile enthalten und Anleitungen für 17 Projekte, die Schüler und Lehrer in 40 Unterrichtseinheiten bauen und lösen können. Das Kernstück ist der Lego Smart Hub 2. Diese Steuereinheit wird neuerdings und als Weiterentwicklung zum ersten WeDo-System drahtlos über Bluetooth 4 angesprochen und kann daher mit dem Tablet und mit einem iPad über eine App programmiert werden. Die Energieversorgung erfolgt mit zwei Standard-Batterien (AA) oder einem optionalen wiederaufladbaren Akku-Set.
Motor und Sensor
Weitere Bestandteile im Projekt-Baukasten sind ein Motor und zwei Sensoren. Ein Sensor arbeitet optisch, ein zweiter Sensor erfasst Neigungsinformationen. Motor und Sensor werden mit einem Flachbandkabel mit der Steuereinheit Smart Hub 2 verbunden. Am Smart Hub gibt es zwei Anschlüsse für Motor und Sensor. Das schränkt die Möglichkeiten der Projekte zunächst ein. Allerdings kann man mehrere Steuereinheiten mit einer App auf dem iPad verbinden und dann Motoren und Sensoren synchron ansteuern. Bei den fortgeschrittenen Projekten gibt es Beispiele für diese Möglichkeiten der Zusammenarbeit.
Lego-Projekte
In den Unterrichtsmaterialien gibt es – einem didaktischen Aufbau folgend – drei unterschiedliche Projekte. Dies sind „Erste Schritte“ für den Einstieg. Dann folgen geführte Projekte mit Aufgabenstellungen aus den Bereichen Physik, Umwelt und Nachhaltigkeit. Danach gibt es noch weitere sogenannte „Offene Projekte“, bei denen die Schüler zur Lösung weitestgehend freie Hand haben und sich ausprobieren können.
Zum einen kann man mit den Bausteinen und Elementen aus dem Projekt-Baukasten unterschiedliche Fahrzeuge bauen: leichte, schnelle Rennwagen oder robuste, standfeste Erkundungssonden. Zum anderen nutzt man den Motor zur mechanischen Bewegung von Robotern oder Versuchen.
Forschungssonde
Die erste Aufgabe mit dem Lego-WeDo-Kasten besteht darin, eine Forschungssonde namens Milo zu bauen. Mit Milo kann man sich schnell anfreunden, denn die Sonde trägt einen Kopf an einem langen Lego-Hals und schaut einen unschuldig an mit ihrem Augenbaustein. Milo kann auf glatten und ebenen Flächen wie Tischplatte und Fußboden fahren, denn die Sonde besitzt eine Achse, die über einen Gummiriemen vom Motor angetrieben wird.
In der App ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung enthalten. Im Unterricht können sich zum Beispiel zwei Schüler die Aufgaben teilen. Der eine sucht die Teile im Baukasten, der andere steckt sie nach Anleitung zusammen. Jeder, der einmal mit Lego gebaut hat, bekommt es hin.
Nachdem die Forschungssonde zusammengebaut ist, geht es darum, sie fahren zu lassen. Dazu muss die Steuereinheit per Bluetooth mit dem iPad verbunden werden. Ältere iPad 2 können nicht verwendet werden, weil diese noch mit dem älteren Bluetooth-3-Standard arbeiten. Lego WeDo 2.0 benötigt das neuere Bluetooth 4 von iPad mini oder ab iPad 3 sowie bei neueren Android-Tablets.
Meine Milo
Sobald eine drahtlose Verbindung hergestellt ist, kann man Programm-Abläufe von der Steuerungseinheit ausführen lassen. Zudem gibt es eine Stopp-Taste in der oberen rechten Bildschirm-Ecke der App, mit der die Sonde umgehend angehalten werden kann.
In den Einsteiger-Projekten gibt die App die mögliche Lösung vor. Man braucht sie lediglich nachzuahmen. Die Programm-Abläufe werden per Drag-and-Drop aus vorgefertigten Schaltelementen zusammengestellt. Dabei lassen sich mehrere Variablen die Motorleistung und Laufzeit steuern und vorgeben.
Weitere Schritte
Das zweite Projekt stellt eine Erweiterung der Milo-Sonde dar. Die Forschungssonde ist um den optischen Bewegungssensor zu erweitern. Damit dieser funktioniert, muss die zuvor erstellte Programmierung, die zum Fahren eingesetzt wurde, ergänzt werden.
Spielerisch wird es, sobald Töne wiedergegeben werden sollen, denn man kann eigene Töne aufnehmen und seine Milo-Sonde auf diese Weise personalisieren. Didaktisch haben die Schüler dann bereits die nächste Lernstufe erreicht, indem sie sich von der eigentlichen Problemlösung emanzipiert haben.
Methodisch hilft die Emanzipation den Kindern bei der Lösung der weiteren Projekte, die sich in den Anleitungen und Lösungswegen schrittweise weiter zurücknehmen. Abschließend können die Schüler ihre Lösung in der App dokumentieren, indem etwa ein Bild mit der eingebauten Kamera des iPad erstellt wird. Die Dokumentation kann als PDF exportiert werden und sowohl bei der Präsentation der Lösung helfen als auch für den Lehrer eine objektive Vergleichbarkeit herstellen.
Lego Education
Das neue WeDo 2.0 ist eine Weiterentwicklung des ersten WeDo-Baukasten und derzeit auch noch nicht vollständig, was die Software betrifft. Eine Scratch-Schnittstelle für WeDo 2.0 für Macs wird ab Februar 2016 und für Windows ab Juni 2016 verfügbar sein. Chromebooks werden ab der zweiten Hälfte 2016 unterstützt. Apps für Android und für iOS sind bereits fertig und nutzen die drahtlose Kommunikation mit der neuen Steuereinheit Smart Hub 2.
Das Set wendet sich ganz klar und eindeutig an den Bildungsmarkt und wird typischerweise in Klassenstärke verkauft. Ein Kasten kostet rund 155 Euro. Pakete für mehrere Schüler, bei denen sich immer zwei einen Bausatz teilen sollen, werden günstiger und enthalten auch separat erhältliche Unterrichtsmaterialien, die einzeln rund 300 Euro kosten, aber zur Einführung Mitte Februar kostenlos abgegeben wurden. Als Preisbeispiel kostet ein Set für 16 Schüler rund 1515 Euro.
Bei mehreren Präsentationen von Lego hatte ich Gelegenheit, mit dem WeDo-2-Kasten zu experimentieren. Zudem konnte ich in Ruhe mit einem eigenen Projekt-Baukasten mit Kindern arbeiten und sie bei ihren Ansätzen beobachten. Das war spannend, denn die vorgefertigten Lösungen wurden schnell verlassen, und zwar sowohl bei der Konstruktion mit Lego als auch bei der Programmierung der Sensoren. Insbesondere in der Gruppenarbeit – im Konzept von Lego sollen sich zwei Kinder einen Kasten teilen – entstanden schnell kreative Ansätze. Das Ergebnis wurde trotzdem erreicht.
Matthias Parthesius
Fazit
Bauen mit Lego ist eine Sache. Bauen mit Lego Education ist ganz anders. Ohne dass man es merkt, befindet man sich in einem großen Experiment namens Konstruktivismus und baut sich seinen eigenen Lösungsansatz für die Probleme unserer Zeit. So ganz nebenbei und spielerisch erwirbt man die Grundlagen der Programmierung. Kinderleicht erstellt man Ablaufdiagramme und freut sich, wenn das Fahrzeug oder der Roboter sich in Bewegung versetzen.
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