The American Way of Open Roberta!

Was haben Algen, Bakterien und Schleimpilze gemeinsam? Die Simulation ihres Verhaltens im »Open Roberta Lab«! An der Universität von Kalifornien in San Francisco fand in Zusammenarbeit mit dem Schulbezirk aus der Umgebung ein Workshop zum Thema »Zellenaufbau« statt.

Zwei Wochen lang lernten insgesamt 14 Schülerinnen und Schüler und zehn Wissenschaftslehrer verschiedener High-Schools den Umgang mit »Open Roberta«, LEGO Mindstorms Robotern und den Fachbereich »Cellular Engineering« als berufliche Laufbahn kennen.

Ziel des Workshops war es unter anderem den Unterricht zum Thema Zellbiologie in der High-School zu verbessern sowie auf eine dynamischere Weise zu gestalten, indem Roboter genutzt werden, die Zellen als biologische Maschinen darstellen. Da diese programmiert werden können, um Probleme zu lösen, wird so gleichzeitig ein zentrales Thema von »Cellular Engineering« dargestellt.

Nach der Beobachtung der jeweiligen Verhaltensweisen von Algen (als Beispiel der Phototaxis), Schleimpilzen (als Beispiel der Chemotaxis) und Bakterien (als Beispiel von Biosensoren), ging es ans Programmieren im »Lab«: So bauten die Teilnehmer ihre eigenen Photo- bzw. Chemotaxis oder Biosensorik betreibenden Roboter, indem sie z.B. den Licht- bzw. Farbsensor des Roboters in Zusammenspiel mit einem Farbverlauf oder roten Punkten auf einer Spielmatte nutzten.

Eine Lehrkraft schildert ihre Erfahrungen im Workshop folgendermaßen: »Ich habe gelernt wie ich Schüler und mich selbst dazu bringen kann, die Schönheit von Zellfunktionen schätzen zu lernen und wie diese kleinen mikroskopischen Dinge derart komplexe Aufgaben erfüllen können. Einen Roboter zu programmieren, der das macht, was eine Zelle auch macht, gab mir viel Ehrfurcht und Hochachtung davor, wie komplex eine Zelle wirklich ist.«

Auch das Feedback der 16 bis 18-jährigen Schülerinnen und Schüler fiel positiv aus. Eine Schülerin sagte: »Mir hat es gut gefallen zu lernen wie Programmieren funktioniert und wie es sich mit Zellen in Verbindung bringen lässt. Die Programmierung war eine optische und praktische Hilfe um herauszufinden, wie Ingenieurwissenschaft aussehen kann.«

Die Tatsache, dass Open Roberta für die Programmierung genutzt wurde, lag neben der Möglichkeit LEGO MINDSTORM Roboter zu programmieren und der Benutzerfreundlichkeit der Plattform, auch daran, dass beim Workshop ausschließlich Tablet-Computer zum Einsatz kamen und im »Lab« direkt online gearbeitet werden konnte, so die Leiterin des Workshops Jessica Allen.

Dass der Programmier-Workshop nicht nur mehr Wissen über Biologie, Technik und Informatik vermittelt hat, zeigt das Resümee eines anderen Schülers: »Mir hat das Programmieren von Robotern wirklich Spaß gemacht. Ich habe etwas Neues gelernt und dass ich in den letzten zwei Wochen programmieren konnte, zeigte mir, wie sehr ich es mag etwas Neues zu erschaffen.«

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Foto: Jessica Allen / University of California, San Francisco