Deutschland
Fallstudie - Eine Stadt mit Verkehrslösungen erschaffen: Programmieren mit Ozobot in einer inklusiven vierten Klasse
Diese Fallstudie zeigt, wie eine integrative vierte Klasse ein Stadtmodell mit Verkehrsproblemen erstellte und dabei Ozobot-Roboter zur Problemlösung durch Programmierung einsetzte. Die Schüler lernten sowohl städtebauliche Konzepte als auch grundlegende Programmierkenntnisse und förderten so Teamarbeit, Problemlösung und Kreativität.
Kontext
Dieses Projekt fand in einer inklusiven vierten Klasse einer Grundschule statt. Die Schülerschaft war vielfältig und umfasste sowohl normal entwickelte Schüler als auch Schüler mit sonderpädagogischem Förderbedarf (SEN) wie Legasthenie, ADHS und leichtem Autismus. Ziel der Schule war es, MINT-Aktivitäten in den Lehrplan zu integrieren, um kritisches Denken und technologische Kompetenzen zu fördern und gleichzeitig sicherzustellen, dass alle Schüler unabhängig von ihren Bedürfnissen einbezogen und engagiert werden.
Das Projekt basierte auf der Erstellung eines Stadtmodells mit verschiedenen Gebäuden, Straßen und Kreuzungen. Die Schülerinnen und Schüler sollten mithilfe von Ozobot-Robotern verkehrsbezogene Probleme in ihrer Modellstadt identifizieren und lösen. Die Ozobot-Roboter wurden so programmiert, dass sie durch das Stadtnetz navigieren, Straßen folgen und mit Hindernissen wie Ampeln und Kreuzungen interagieren. Ziel war es, dass die Schülerinnen und Schüler eine funktionierende Stadt entwerfen, Verkehrsflüsse simulieren und mithilfe von Programmierkenntnissen reale städtebauliche Probleme lösen.
Probleme/Herausforderungen
Das Projekt war mit mehreren Herausforderungen konfrontiert, sowohl in technischer Hinsicht als auch hinsichtlich der unterschiedlichen Bedürfnisse der Studierenden:
- Unterschiedliche Kompetenzniveaus: Die Schüler hatten unterschiedliche Erfahrungen sowohl mit Programmieren als auch mit Stadtplanung. Einige Schüler hatten wenig bis gar keine Programmiererfahrung, während andere über ausgeprägtere Computerkenntnisse verfügten.
- Engagement für Schüler mit sonderpädagogischem Förderbedarf: Schüler mit besonderen Bedürfnissen, beispielsweise mit ADHS oder Legasthenie, hatten Schwierigkeiten, konzentriert zu bleiben oder sich mit den abstrakteren Konzepten des Programmierens und der Stadtplanung auseinanderzusetzen.
- Komplexität der Verkehrssimulation: Die Programmierung der Ozobot-Roboter zur Interaktion mit verschiedenen Elementen wie Verkehrssignalen und Hindernissen erwies sich für die Schüler als Herausforderung, insbesondere für diejenigen mit wenig Erfahrung mit Sequenzierung und Problemlösung.
- Zusammenarbeit und Gruppendynamik: Es war eine Herausforderung, sicherzustellen, dass alle Schüler gleichermaßen an der Gruppenarbeit teilnahmen . Einige Schüler waren dominanter, während andere mehr Unterstützung benötigten, um sich an der Aktivität zu beteiligen.
- Anpassung der Anweisungen: Der Bedarf an differenziertem Unterricht war entscheidend, da nicht alle Schüler die Codierungskonzepte im gleichen Tempo oder auf die gleiche Weise erfassen konnten.
Lösungen
Um die Herausforderungen zu bewältigen, wurden verschiedene Strategien eingesetzt, um sowohl das Lernen der Studierenden als auch die erfolgreiche Durchführung des Projekts zu unterstützen:
- Strukturierte Programmierstunden: Der Lehrer bot eine Reihe von stufenweisen Programmierstunden mit Ozobot an. Diese begannen mit einfachen Anweisungen (wie Vorwärtsfahren oder Abbiegen) und führten schrittweise zu komplexeren Aufgaben (wie dem Erstellen bestimmter Wege mit Ampeln und Kreuzungen). Dieser schrittweise Ansatz half den Schülern, Selbstvertrauen und Fähigkeiten aufzubauen.
- Hilfsmittel und Anpassungen: Für Schüler mit motorischen oder Konzentrationsschwierigkeiten stellte der Lehrer unterstützende Technologien wie visuelle Hilfsmittel, farbcodierte Markierungen und vereinfachte Codierblätter zur Verfügung. Diese Hilfsmittel trugen dazu bei, Anweisungen zu verdeutlichen und die kognitive Belastung von Schülern mit Lernschwierigkeiten zu reduzieren.
- Unterstützung durch Gleichaltrige und Paarbildung: Um Inklusion und Zusammenarbeit zu fördern, wurden die Schüler strategisch gepaart – Schüler mit besseren Programmierkenntnissen arbeiteten mit Gleichaltrigen zusammen, die zusätzliche Unterstützung benötigten. Dies förderte die Teamarbeit und stellte sicher , dass jeder Schüler zum Projekt beitragen konnte.
- Praktischer, visueller Ansatz: Das Projekt verfolgte einen stark visuellen und praktischen Ansatz. Die Schüler platzierten Straßenmarkierungen, Gebäude und Ampeln auf großformatigem Rasterpapier, wodurch sie den physischen Aufbau ihrer Stadt erkennen konnten. Diese visuelle Darstellung erleichterte den Schülern das Verständnis der Interaktion der Ozobots mit der Stadt und der Möglichkeit, Verkehrsprobleme durch Programmieren zu lösen.
- Fokus auf Problemlösung und Iteration: Die Schüler wurden ermutigt, Probleme nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“ zu lösen. Wenn Ozobots nicht wie erwartet funktionierten, wurden sie angeleitet, den Code zu überprüfen und anzupassen. Dieser iterative Prozess stärkte die Resilienz und unterstrich die Idee, dass Scheitern zum Lernen gehört.
- Kurze, konzentrierte Sitzungen mit Pausen: Für Schüler mit Konzentrationsschwierigkeiten (insbesondere solche mit ADHS) wurden die Programmiersitzungen kurz gehalten und mit häufigen Pausen versehen. Dies trug dazu bei, das Engagement aufrechtzuerhalten und Frustration vorzubeugen.
- Differenzierter Unterricht: Der Lehrer bot differenzierte Unterstützung, indem er beispielsweise die Codieranweisungen für Schüler vereinfachte, die diese benötigten, und gleichzeitig den Schülern, die für zusätzliche Komplexität bereit waren, Möglichkeiten zur Bereicherung (wie fortgeschrittenere Codierungsherausforderungen) bot.
- Feier des Gruppenerfolgs: Am Ende des Projekts hatten die Schüler die Möglichkeit, ihre Stadtmodelle und die entwickelten Verkehrslösungen zu präsentieren. Jede Gruppe erläuterte ihren Stadtentwurf, wie sie Verkehrsprobleme lösten und wie sie die Ozobots programmierten. Dies förderte ein Gefühl von Stolz und Erfolg.
Durch die Einbeziehung dieser Strategien konnten alle Schülerinnen und Schüler unabhängig von ihrem Leistungsniveau aktiv teilnehmen und daraus lernen. Das Projekt vermittelte ihnen nicht nur Kenntnisse in Programmieren und Stadtplanung, sondern entwickelte auch wichtige Soft Skills wie Teamfähigkeit, Problemlösungskompetenz und Durchhaltevermögen.
