4  »Roberta – Lernen mit Robotern«

4.1  Einleitung

In Deutschland besteht seit Jahren ein Fachkräftemangel in technischen Berufen. Die Robotik bietet eine Chance diesem Mangel entgegenzuwirken, indem zukunftsweisende Techniken in die naturwissenschaftlich-technische Bildung integriert werden. Als eine Möglichkeit, dieser Herausforderung frühzeitig und angemessen zu begegnen, stellen wir das Roberta-Konzept vor und berichten über Erfahrungen mit diesem Konzept und Evaluierungsergebnisse.

Dabei erweist sich der Genderaspekt als wesentlich, um die bislang ungenutzten Potenziale des weiblichen Nachwuchses zu fördern. Um den Fachkräftemangel zu beheben und den Frauenanteil in technischen Berufen in Deutschland zu erhöhen, müssen mehr Mädchen bereits in der Schule für technische Fächer interessiert werden.

Roberta nutzt die Faszination von Robotern, um Schülerinnen und Schüler für Informatik und Technik zu begeistern und ihr Selbstvertrauen in ihre technischen Fähigkeiten zu stärken.

Roberta unterstützt Lehrerinnen, Lehrer und alle die, die Mädchen und Jungen für technische Berufe begeistern wollen, durch:

• ein Konzept für die Gestaltung von Roboter-Kursen, die insbesondere Mädchen ansprechen,
• Schulungen für Kursleiterinnen und -leiter, die die Qualität ihrer Kurse sichern,
• umfassende Lehrmaterialien, mit denen geschulte Roberta-Kursleiterinnen und -leiter Roboter-Kurse durchführen können,
• ein bundesweites Netzwerk von RobertaRegioZentren, in denen RobertaKursleiterinnen und -leiter ortsnah Unterstützung finden,
• das Roberta-Portal als ständigen Begleiter der zertifizierten Roberta-Lehrkräfte,
  • auf dem sie alle wichtigen und aktuellen Informationen zu Roberta finden,
  • über das sie mit anderen Lehrkräften in Kontakt kommen und Erfahrungen austauschen können,
  • auf dem sie ihre Kurse dokumentieren und andere Veranstaltungen bekanntgeben können,
• die Zusammenarbeit mit RobertaCompetenceCenter (RCC), die sich an der Weiterentwicklung des Roberta-Konzeptes und der Roberta-Inhalte beteiligen.

4.1.1  Herausforderung und Statistik

In einem rohstoffarmen Land wie Deutschland ist zum Fortbestand eines qualifizierten Standards eine auf hohem Niveau ausgebildete Bevölkerung unabdingbar.

Zukunftsträchtige Bereiche, die Arbeitsplätze bereitstellen, basieren oft auf mathematisch-naturwissenschaftlicher und informatischer Ausbildung. Dies zeigen deutlich die Zahlen des Arbeitsmarktes der letzten Jahre. Die meisten Stellenangebote gibt es für Fachrichtungen des Maschinenbau- und Elektroingenieurwesens. Insgesamt sehen die Zahlen für Akademikerinnen und Akademiker deutlich positiver aus als für Nicht-Akademikerinnen und -Akademiker.

Namhafte Arbeitsmarktexperten prognostizieren einen anhaltenden erheblichen Mangel an Ingenieurinnen und Ingenieuren in Deutschland. Der jährliche Fehlbedarf liegt zurzeit bei 20.000 [5] bis 40.000 [11]. Wenn man bedenkt, dass etwa 100.000 Ingenieurstellen [11] nicht besetzt sind (leicht fallende Tendenz 2013) und nur ca. 41.000 Studenteninnen und Studenten in Deutschland jährlich ihr Studium in den Ingenieurwissenschaften mit einem Bachelorabschluss abschließen [4], wird erkennbar, dass ein zusätzlicher Ausbildungsbedarf besteht 1.

Um den Fachkräftemangel in technischen Berufen zu beheben, müssen sehr viel mehr junge Menschen als bisher zu einer technikorientierten Ausbildung ermuntert werden. Sie müssen möglichst frühzeitig motiviert werden, damit sie bereits in den Schulen ein Interesse an Technik und Informatik entwickeln. Hierbei liegt ein großes, bisher weitgehend vernachlässigtes Potential bei den Mädchen. Ihr Interesse für technische Fächer und Berufe ist noch geringer als bei Jungen. Dass einige Maßnahmen bereits gefruchtet haben, erkennt man daran, dass der Anteil von Frauen bei Studienanfängern im Studienfach Informatik im Jahr 2006 bei 16,9% lag, 2013 bereits bei 22,5%. Ähnliches ist in der Elektrotechnik zu beobachten. Hier lag der Anteil 2006 bei 9,6% und 2012 bei 12,7% [12].

4.1.2  Chancen

Seit einiger Zeit berichten die Medien vermehrt über die Robotik. Die Faszination, die Roboter insbesondere auf Jugendliche ausüben, lässt sich nutzen, um sie an komplexe Technologien heranzuführen, Hemmschwellen zu überwinden und Skepsis oder gar Ablehnung gegenüber Technik abzubauen. Durch die eigene Gestaltung von Robotern kann Freude und Interesse an Technik geweckt und die Lernbereitschaft erhöht werden [1]. Roboter sind gut geeignet um Wissen über das Funktionieren und Entwickeln technischer Systeme zu vermitteln und diese »begreifbar« zu machen. Grundlagen der Informatik sowie Zusammenhänge mit anderen technischen Disziplinen können spielerisch erklärt werden. Roboter sind sowohl für eine theoretische Grundbildung, als auch für die praktische Aus- und Weiterbildung in vielen Bereichen der Technik geeignet. Anwendungsbezüge lassen sich in umfangreichem Maß herstellen.

Die Arbeit mit Robotern spricht auch Mädchen und Frauen an. Das gilt insbesondere für Roboter mit Service- und Rettungsaufgaben sowie für Roboter, die naturwissenschaftliche oder biologische Phänomene simulieren. Dennoch trauen sich Mädchen oft nicht zu, die notwendigen Voraussetzungen für ein mathematisch- naturwissenschaftliches Studium oder gar für ein Berufsziel in Richtung Mechatronik zu erfüllen. Hier setzt Roberta an. Roberta begleitet insbesondere Mädchen in die faszinierende Welt der Roboter und zeigt ihnen, dass Informatik, Naturwissenschaften und Technik spannend sind. Das Selbstvertrauen der Mädchen wird durch die eigene Gestaltung der Roboter gestärkt. Gleichzeitig werden sie mit diesem »hands-on« Lern-Ansatz [6, 16] in die entsprechenden Wissensbereiche eingeführt.

Die Erfahrungen mit Roberta in den vergangenen 12 Jahren haben gezeigt, dass das Konzept erfolgreich ist, sich in ganz Deutschland immer weiter verbreitet und darüber hinaus Akzeptanz und begeisterte Zustimmung findet. Es kann zügig an technische Weiterentwicklungen angepasst werden und ist offen für das Hinzunehmen neuer technischer Produkte, wie zum Beispiel mobile Endgeräte (Smartphones).

4.2  Roboter in der Bildung

4.2.1  Roboterbaukästen

Roboterbaukästen wie LEGO^® MINDSTORMS^® EV3 und NXT (früher auch das RIS Robotic Invention System) erfreuen sich großer Beliebtheit. Sie bestehen aus einer Menge von mechanischen und elektronischen Bauteilen, die aufeinander abgestimmt sind und das Konstruieren wie Programmieren unterschiedlicher Robotertypen ermöglichen. Sie erlauben, komplexe Systeme einzelne Roboter, aber auch Gruppen miteinander kommunizierender Roboter mit einfachen Mitteln zu bauen und zu programmieren.

4.2.2  Erfolgsfaktoren

Der Erfolg von LEGO^® Roboterbaukästen in der Ausbildung wird wesentlich durch folgende Faktoren bestimmt:

• Roboter sind konkrete, »anfassbare« Gegenstände (»hands-on«). Formeln bekommen einen Sinn.
• Roboterbaukästen ermöglichen einen einfachen Einstieg in die Programmierung, erste Erfolge sind unmittelbar sichtbar.
• LEGO^® MINDSTORMS^®  ermöglicht einen einfachen Einstieg in die Programmierung, sodass kurzfristig Erfolgserlebnisse einsetzen.
• Ausgehend von einfachen Aufgaben lassen sich zunehmend komplexere Aufgaben lösen. Dies gilt insbesondere für die Programmierung.
• Das Entwickeln der Roboter erfordert einen vollständigen Systementwicklungsprozess, der vom Entwurf über die Konstruktion und die Programmierung bis zum Test reicht und viele Disziplinen einschließt, da Hardware, Software, Elektronik, Elektrik und Mechanik zusammenpassen müssen.
• Es gibt Programmiersprachen für unterschiedliche Anforderungen. So gibt es für fast alle Baukästen grafische Programmierumgebungen für den Einstieg, die auch für Computer-Laien keine Hemmschwelle darstellen, andererseits aber auch mächtigere Sprachen für diejenigen, die schwierigere Aufgaben lösen wollen. Auch praxisrelevante Programmiersprachen (wie Java) sind verfügbar.
• Das LEGO^® MINDSTORMS^® -System kann von der Grundschule bis zur Hochschule eingesetzt werden.
• LEGO^®  setzt auf einen offenen Ansatz (open-source). Dies ermöglicht die leichte Kombination mit anderen Soft- und Hardwaresystemen. Beispielsweise können Smartphones mit LEGO^® MINDSTORMS^® genutzt werden.

4.2.3  Roberta – Lernen mit Robotern

Roboter bieten einen auf Technik bezogenen Zugang zur Informationstechnik. Softwaretechnik und Rechnerarchitektur können ebenso angesprochen werden wie Arbeitsorganisation, Projektplanung und wichtige Grundlagen der Mathematik oder Physik. Dabei werden fachliche Kenntnisse und Methodenwissen erworben. Nicht- fachliche Kompetenzen, sogenannte Soft Skills wie etwa Teamfähigkeit, werden gefördert und Interagieren, Kommunizieren, Präsentieren und Dokumentieren geübt.

4.2.4  Gender

Unterschiede zwischen den Geschlechtern werden vielfach nicht explizit berücksichtigt, sondern eher als gegeben hingenommen. Klassische Schulforschungsansätze gehen häufig von einer Geschlechterdifferenz aus. So wird etwa Jungen per se eher naturwissenschaftliche, Mädchen dagegen eher sprachliche Kompetenz zugeordnet. Die Erfahrungen in der Realität scheinen diese Annahme im Wesentlichen zu bestätigen.

Im Englischen gibt es für das biologische und das soziale Geschlecht unterschiedliche Begriffe:

• »Sex« bezeichnet das biologische,
• »Gender« das sozial und kulturell geprägte Geschlecht.

Da es eine solche Unterscheidung im Deutschen nicht gibt, werden zur Differenzierung manchmal die englischen Begriffe verwendet. Wird die Annahme einer naturgegebenen Geschlechterdifferenz hinterfragt – wie das die Geschlechterforschung leistet – kann dies zu erstaunlichen Ergebnissen führen. Zwei nachdenklich stimmende Beispiele kommen aus der Geschlechterforschung im Unterrichtsfach Physik:

• In einer Untersuchung wurde festgestellt, dass Mädchen bei der Bewertung einer schriftlichen Physik-Arbeit bessere Chancen haben, die Bestnote zu erreichen, wenn nicht zu erkennen ist, dass sie von einem Mädchen stammt, wenn also das Bewertungsverfahren anonymisiert ist [8] [7]. Ähnliche Untersuchungsergebnisse gibt es bezogen auf Jungen und Sprachen.
• Eine andere Untersuchung bezieht sich auf das Vermitteln des Prinzips einer Pumpe im Physikunterricht [9]. Mädchen zeigen großes Interesse, wenn die Pumpe als künstliches Herz eingeführt wird. Dagegen ist ihr Interesse für eine erdölfördernde Pumpe geringer. Jungen interessieren sich für beide Pumpenarten in gleicher Weise und sind sogar bereit, eine rein wissenschaftliche, abstrakte (formelorientierte) Betrachtung zu akzeptieren.

Für die Mädchen kommt es also auch auf die »Verpackung« an. Bei den Jungen sind in den vergangenen Jahren zunehmend Überforderungsprobleme erkannt worden, die auf »Leistungsdruck« zurückzuführen sind. Auch die Jungen brauchen daher eine besondere Förderung durch die Lehrkräfte, die ihnen den Druck nimmt, aber nicht das Vertrauen in ihre Leistungsfähigkeit.

Roberta setzt an diesen Erkenntnissen an und ist beispielhaft dafür, wie Mädchen und Jungen gleichermaßen für Technik begeistert werden können.

4.2.5  Diversity

Im Sprachgebrauch von Wirtschaftsunternehmen taucht der Begriff »Diversity« (Vielfalt) häufig auf.

Diversity steht für ein Konzept, das die unterschiedlichen Ideen und Perspektiven einer vielfältig zusammengesetzten Belegschaft gezielt nutzt, um die Bedürfnisse der Kundschaft zu erfassen. Diversity bezeichnet demgemäß unterschiedliche Merkmale: neben dem Geschlecht unter anderem die familiäre Situation, das Bildungsniveau der Eltern, die ethnische Herkunft und die soziale Einbindung. Im Diversity-Ansatz bedeutet Geschlechtergerechtigkeit zum Beispiel, Sicherheitsgurte zu entwickeln, die eine Schwangerschaft bei einem Unfall nicht gefährden oder Mobiltelefone, die auch höhere weibliche Stimmlagen sauber übertragen.

Bei Lernszenarien kommt es folglich darauf an, die Freude an Naturwissenschaft und Technik sowohl Mädchen als auch Jungen zu vermitteln. Durch frühzeitiges Berücksichtigen von Genderaspekten – indem einerseits Lehr- und Lernmaterialien und andererseits Verhaltensweisen und didaktische Maßnahmen der Lehrkräfte an den Bedürfnissen beider Geschlechter orientiert sind – wird die Qualität der Ausbildung für beide Geschlechter verbessert. Diversity-Merkmale werden von Roberta im Genderbereich angesprochen, in die Themen und Experimente einbezogen (keine Diskriminierung) und durch spezielle Kurse (etwa für Kinder mit Migrationshintergrund, die gemeinsam mit ihren Müttern teilnehmen) berücksichtigt.

4.3  Das Konzept »Roberta«

Zum Roberta-Konzept gehören:

Netzwerk

Roberta-Teacher finden Unterstützung bei den RobertaRegioZentren.

Roberta-Coaches

Nur von Fraunhofer IAIS akkreditierte Personen (Roberta-Coaches) dürfen Roberta-Schulungen (Roberta-Teacher-Trainings) durchführen. Roberta-Coaches verfügen über eine ausgewiesene Expertise in den Bereichen Didaktik und Technik. Zudem besitzen sie langjährige Erfahrung als Roberta-Teacher.

Schulungen

Roberta-Teacher-Trainings umfassen die Einführung in die Handhabung der Roberta-Baukastensysteme und vermitteln den sicheren Umgang mit der Hard- und Software der Roboter.

Zertifizierte Kurse

Nicht jeder Roboter-Kurs ist ein Roberta-Kurs. Nur geschulte und zertifizierte Roberta-Teacher dürfen Roberta-Kurse durchführen.

Lehrmaterial

Lehrmaterialien sind in der Roberta-Reihe zusammengestellt. Zusätzlich können zertifizierte und im Roberta-Portal registrierte Roberta-Teacher ergänzende Roberta-Materialien kostenlos herunterladen.

Roberta-Portal

Für alle an Roberta Interessierten, mit speziellen Bereichen für registrierte Roberta-Lehrkräfte (Roberta-Teacher).

Diese Bestandteile werden im Folgenden erläutert.

Zudem werden verschiedene Baukästen vorgestellt, wobei das Roberta-Konzept bisher mit dem LEGO^® MINDSTORMS^® Robotics Invention System, dem LEGO^® MINDSTORMS^® EDUCATION NXT System und dem LEGO ^® MINDSTORMS^® Education EV3 System umgesetzt wurde.

4.3.1  Netzwerk

Das Roberta-Netzwerk dient sowohl der Verbreitung der Kurse als auch der Unterstützung der Roberta-Teacher (KursleiterInnen). Es soll den regionalen wie auch den überregionalen Erfahrungsaustausch fördern und langfristig dazu führen, Einzelaktivitäten zu bündeln. Die RobertaRegioZentren koordinieren die Kurse in ihrer Region, sie schulen und betreuen die KursleiterInnen (z. B. Lehrkräfte, Erzieherinnen/Erzieher, Schülerinnen/Schüler und Studierende) oder verleihen bei Bedarf Baukästen zum Durchführen der Kurse.

Eine aktuelle Liste der derzeit bestehenden RobertaRegioZentren (RRZ) finden Sie im Internet über die Adresse: www.roberta-home.de/de/netzwerk/deutschland

4.3.2  Schulungen

Die Schulungen (Teach-the-Teacher) vermitteln den künftigen Roberta-KursleiterInnen das Roberta-Konzept sowie den Umgang mit dem Roboterbaukastensystem und den Roberta-Materialien. Um die angehenden Roberta-Teacher für Genderaspekte zu sensibilisieren, werden bei der Schulung geschlechtsspezifische Unterschiede im Lehrverhalten von Kursleiterinnen und -leitern sowie im Lernverhalten von Kursteilnehmerinnen und - teilnehmern thematisiert und mögliche Verhaltensmuster angesprochen.

In den Schulungen erfahren die zukünftigen Roberta-Teacher, welche Vorbereitungen notwendig sind, um einen Roberta-Kurs durchzuführen und wie sie die Roberta-Materialien nutzen können. Sie lernen die Roboterbaukästen kennen und üben das Konstruieren und Programmieren der Roboter. Sie sollen anschließend in der Lage sein, einen Roberta-Kurs selbstständig durchzuführen und anhand der Materialien eigenständig weiterzuarbeiten.

Die Schulungen werden vom Fraunhofer IAIS sowie von akkreditieren Roberta-Coaches durchgeführt. Sie dauern zwischen 8 und 12 (Zeit-) Stunden und sind wegen der Fülle des zu vermittelnden Stoffes meist auf zwei Tage verteilt. Die Schulungen sind modular aufgebaut. Derzeit kann zwischen folgende Schulungen gewählt werden:

• Roberta-Basisschulung (Zertifizierung zum Roberta-Teacher)
• Roberta eXperts Schulung (für fortgeschrittene Roberta-Teacher)
• Roberta-Schulung Programmieren mit Java
• Roberta-Schulung Programmieren mit dem Android App Inventor
• Roberta-Schulung Programmieren mit LabVIEW
• Roberta-Schulung Programmieren mit NXC

Um die hohe Qualität der Schulungen langfristig gewährleisten zu können, werden alle Roberta-Schulungen (seit 2008) evaluiert. Der dafür entwickelte Fragebogen umfasst zu bewertende Aussagen wie etwa:

• »Die Inhalte der Schulung helfen mir bei der Planung, Durchführung und Weiterentwicklung meiner Roboterkurse.«
• »Die Arbeitsmethoden sind im Hinblick auf das Ziel der Schulung angemessen.«
• »Die Schulung war lebendig und interessant gestaltet.«

Insgesamt beurteilen 97,5% aller in den Roberta-Schulungen befragten Personen die Schulung für gut bis sehr gut!

Ergebnisse Roberta-Teacher-Training
			Nicht
Sehr gut	Gut	Zufrieden	Zufrieden	Insgesamt
67,94%	29,56%	2,50%	0%	100%
462	201	17	0	680

In den letzten Jahren wurden über 1000 Personen als Roberta-Teacher zertifiziert. Die nachfolgende Grafik zeigt, wie sich die Anzahl der Teilnehmerinnen und Teilnehmer seit 2008 entwickelt hat.

Seit dem Ablauf der Förderung (von BMBF und EU) im Jahr 2008 werden die Roberta-Schulungen seit 2008 kostenpflichtig angeboten. 2010 wurden sie in das Angebot der Fraunhofer Academy aufgenommen.

4.3.3  Kurse

Roberta-Kurse unterscheiden sich von vielen der heute angebotenen Roboter-Kurse durch die folgenden Anforderungen:

• Die Kursleitung (Roberta-Teacher) hat erfolgreich an einer Roberta-Schulung teilgenommen.
• Die Kursleitung ist sensibel für die eigenen geschlechtsspezifischen Verhaltensweisen.
• Die Kursleitung geht auf unterschiedliche Lernweisen von Mädchen und Jungen ein.
• Die Aufgaben sind in Themenstellungen eingebunden, die für Mädchen und Jungen interessant sind.
• Die Kursleitung ist aktiver Teil eines europaweiten Roberta-Netzwerks.

Die Gendersensitivität der Kursleitung trägt dazu bei, dass die naturwissenschaftlich-technischen Interessen beider Geschlechter gefördert werden. Roberta-Teacher können sich über das Portal austauschen und so das Roberta-Konzept mit weiteren Beispielen aus der Praxis sinnvoll ergänzen.

4.3.4  Lehrmaterialien

Die Roberta-Lern- und Lehrmaterialien setzen sich im Wesentlichen aus der Roberta-Reihe und den im Roberta-Portal verfügbaren Online- Materialien zusammen. Die Lern- und Lehrmaterialien werden ständig erweitert und an Entwicklungen des Roberta-Konzepts angepasst:

• Anregungen zum Einsatz weiterer Programmiersprachen bietet beispielsweise der Roberta-Band »Programmieren mit Java«.
• Anregungen für weitere Themen in langen Kursen finden sich im Roberta Band »Experimentieren mit EV3« bzw. »Experimentieren mit NXT«.

4.3.5  Roberta-Box

Mit der Roberta-Box wird eine Arbeitsgruppe von zwei bis drei SchülerInnen grundlegend mit Materialien zum Bauen und Programmieren von Robotern nach dem Roberta-Konzept ausgestattet. Die Roberta-Box ist wahlweise mit oder ohne Software-Lizenz erhältlich.

Die Roberta-Box enthält folgende Elemente:

• LEGO^® MINDSTORMS^® Education EV3-Basis-Set
• EV3-Software (optional)
• Verzierungsteile
• LEGO^® Transformator
• Roberta-Band: EV3-Geschöpfe aus einem Baukasten
• Maßband
• Roberta-Testparcours (Folie)
• Farbige Roberta-Klebefolien
• Blaue Kunststoffbox mit Deckel

4.3.6  Roberta-Portal

Das neue Internetportal www.roberta-home.de bietet ganz im Sinne eines sozialen Netzwerkes Funktionen zum Austausch von Wissen, Erfahrungen sowie Lehr- und Lerninhalten. Das vereinfacht den Zugang zur Roberta-Community und unterstützt die Zusammenarbeit zwischen den Lehrkräften im Roberta-Netzwerk.

Das Roberta-Portal dient sowohl der Verbreitung der Kurse als auch der Unterstützung der KursleiterInnen. Es soll den regionalen wie auch den überregionalen Erfahrungsaustausch fördern. Die neuen Community-Funktionen des Portals machen dies möglich: Im Forum können die Lehrkräfte Erfahrungen austauschen und sich gegenseitig Tipps zum Durchführen der Kurse geben.

Bei akuten Fragen und Problemen finden sie schnell Antworten in den FAQs und im Roberta-Forum. Gefördert wurde die Entwicklung des Portals von der Fraunhofer Academy2.

Die Roberta-Community ist ein zentraler Baustein des Portals. Sie stärkt die Gemeinschaft des Roberta-Netzwerks und macht alle Akteure sichtbar, so dass die richtige Ansprechperson immer schnell gefunden wird und auch direkt erreichbar ist. Das Roberta-Portal wird kontinuierlich von Fraunhofer IAIS weiterentwickelt.

Ermöglicht wurde die Entwicklung des Roberta-Portals durch die Fraunhofer Academy. Ziel der Förderung durch die Fraunhofer Academy ist es, ein zukunftsfähiges Online-Portal aufzubauen, um die Roberta-Weiterbildungsmaßnahmen zu begleiten und zu unterstützen. Das Portal soll die Nutzung und Integration neuer Medien und Portaltechnologien zur effizienteren Betreuung des Roberta-Netzwerks unterstützen.

Dies bedeutet konkret:

• Online-Begleitung der Schulungsmaßnahmen – von der Schulungsanmeldung bis zur Zertifikatausstellung und Registrierung als Roberta-Teacher
• Verknüpfung der Portalinhalte mit neuen Medienarten – z.B. News-Feed als Applikation für Smartphones und Tablet-PCs
• Angebot und Bereitstellung von Lern-/Lehrvideos als integraler Bestandteil des Portals ebenso wie für Smartphones und Tablet-PCs
• Erweiterung und Integration einer 3D-Roboter-Lernanimation zur Kursvorbereitung von Roberta-Kursen in das Online-Portal

Weiterhin soll das Roberta-Portal als leistungsfähiges Webportal mit Community-Funktion etabliert werden:

• Forum/FAQs
• Mediasharing: Roberta-Lehrende und -Lernende können eigene Inhalte einstellen und bewerten.
• Internationalisierung des Portals: Über das Menü wird zu aktuellen Entwicklungen, zum Roberta-Konzept, zu Roberta-Angeboten und zum Roberta-Netzwerk informiert.

4.3.7  Hinweise zur Benutzung des Portals für Lehrkräfte

Was muss ich tun, wenn ich Roberta-Teacher werden will?

Nehmen Sie an einer Roberta-Basis-Schulung teil. Roberta-Basis-Schulungen gibt es sowohl für das LEGO^® MINDSTORMS^® EV3-System als auch für das LEGO^® MINDSTORMS^® NXT-System. Auf Nachfrage und bei entsprechend hoher Teilnehmerzahl können auch Roberta-Schulungen für das LEGO^® MINDSTORMS^® RCX-System durchgeführt werden. Angeboten werden die Basis-Schulungen an folgenden Standorten:

• Fraunhofer IAIS – Sankt Augustin/Bonn
• Zentrale der Fraunhofer-Gesellschaft – München
• Johannes-Kepler Gymnasium – Garbsen/Hannover
• Fachhochschule Kiel – Kiel
• Wolfgang-Borchert-Schule – Berlin.
• htw saar – Saarbrücken

Auf Nachfrage und bei einer Teilnehmerzahl von mindestens acht Personen werden auch Schulungen an anderen Orten von den Roberta-Coaches durchgeführt.

Sind Roberta-Schulungen kostenpflichtig?

Pro Teilnehmerin/Teilnehmer kostet die Schulung 290€. In den Schulungskosten sind die Roberta-Bände »Grundlagen« und » Experimentieren mit EV3« sowie ein USB-Stick enthalten.

Wie melde ich mich zu einem Kurs an?

Über das Roberta-Portal können Sie eine geeignete Schulung auswählen und sich direkt anmelden.

Wie bestelle ich Baukästen für meine Schule?

Nach erfolgreicher Teilnahme an einer Roberta-Basis-Schulung können Sie sich im Roberta-Portal registrieren. Mit der Anmeldung erhalten Sie Zugang zum Roberta-Bestellschein. Mit diesem Bestellschein können ausgewählte LEGO^® MINDSTORMS^® -Produkte bei unserem Kooperationspartner LEGO^® Education bestellt werden.

Wann darf ich Roberta-Kurse durchführen?

Nach der Teilnahme an einer Roberta-Basis-Schulung.

Wo finde ich Downloads?

Roberta-Materialen können im internen Bereich des Portals heruntergeladen werden. Dieser Bereich ist ausschließlich zertifizierten und registrierten Roberta -Lehrkräften zugänglich. Einige, wenige Materialien sind auch öffentlich unter: www.roberta-home.de/angebot/materialien als kostenlose Downloads verfügbar.

Wie kann ich mich mit anderen Lehrkräften austauschen?

Im internen Bereich des Roberta-Portals gibt es ein Forum zum Austausch innerhalb des Roberta-Netzwerks.

Zertifizierte Roberta-Teacher können sich im Portal registrieren. Damit erhalten Sie exklusiven Zugang zu weiteren, kostenfreien Roberta-Materialien sowie zum Roberta-Bestellschein, der Roberta-Lehrkräften einen Rabatt auf ausgewählte LEGO^® MINDSTORMS^® -Produkte bei LEGO ^® Education ermöglicht.

4.3.8  Roberta-Netzwerk

Das Roberta-Netzwerk in Deutschland ist geprägt von RobertaRegioZentren, die in ihrem unmittelbaren Einzugsbereich wirken und mit Schulen und Lehrkräften vor Ort zusammenarbeiten. Zurzeit (Stand: Juli 2014) gibt es 24 aktive RobertaRegioZentren in Deutschland, von denen die Zentren in Magdeburg und Koblenz-Landau seit Beginn der Entwicklung dabei sind. Weitere RobertaRegioZentren in den Bundesländern sind im Aufbau.

In Nordrhein-Westfalen gibt es die Initiative Zukunft durch Innovation.NRW, kurz: zdi. Diese ist eine Gemeinschaftsoffensive zur Förderung des naturwissenschaftlich-technischen Nachwuchses in Nordrhein-Westfalen. Von 2008 bis 2013 war Roberta Bestandteil von zdi. Hier fand eine Zusammenarbeit mit der vom Bildungsministerium des Landes NRW finanzierten zdi-Initiative statt, wobei Schulen und andere Bildungseinrichtungen sich zu zdi-RobertaZentren qualifizieren konnten.

Seit 2005 gibt es in Berlin den sogenannten eEducation Berlin Masterplan. Dies ist eine Initiative der Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Wissenschaft. Zielstellung des Masterplans sind die Ausbreitung der informationstechnischen Bildung in Berlin und die Erhöhung der Medienkompetenz. Roberta ist seit 2005 Teil des eEducation Berlin Masterplans. Im Rahmen dessen werden die Kosten für die an Roberta- Schulungen teilnehmenden Lehrkräfte von der Senatsverwaltung übernommen. Darüber hinaus erhalten die beteiligten Schulen eine Grundausstattung mit 3 Laptops und 3 LEGO^® MINDSTORMS^® Baukästen.

Im Saarland gibt es seit 2008 eine Initiative der Landesregierung zur Förderung des Einsatzes von Robotik an saarländischen Schulen. Sie wird durchgeführt vom Embedded Robotics Lab (EmRoLab) der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Saarbrücken – (htw saar). Dort werden Lehrkräfte nach Roberta-Kriterien ausgebildet und die Schulen bekommen über die Unterstützung der Landesregierung Baukästen. Jährlich findet eine Roberta LEGO ^® Engineering Conference für interessierte Lehrkräfte statt. Unterstützt wird die Initiative zudem von ME- Saar (Verband der Metall- und Elektroindustrie des Saarlandes) sowie von regionalen Wirtschaftsunternehmen.

Im Rahmen des Projektes »Transfer Wissenschaft Schule« baut das Ministerium für Bildung und Wissenschaft des Landes Schleswig-Holstein auch in Schleswig-Holstein ein Roberta-Netzwerk auf. Dazu wurden 2013 in über 35 Pilotschulen aus dem Bereich der Regionalschulen, Gemeinschaftsschulen und Gymnasien jeweils die Ausbildung eines Roberta-Teachers sowie die Grundausstattung für einen Klassensatz Roboter mit 10 Roberta-Boxen finanziert.

Zum Netzwerk gehören auch die von Fraunhofer IAIS akkreditierten Roberta-Coaches, die Roberta-Schulungen zur Zertifizierung von Lehrkräften durchführen dürfen. Sie arbeiten eng mit der Zentrale zusammen und sind für die Durchführung der Roberta-Schulungen hauptverantwortlich.

Abbildung 1.7 zeigt, wie bedeutend eine Länderförderung für die Verbreitung von Roberta in den Bundesländern ist4.

Das EU-Projekt »Roberta goes EU« hat dazu beigetragen, dass Roberta inzwischen auch in anderen europäischen Ländern mit pilotierten RobertaRegioZentren vertreten ist. Beteiligt waren fünf Länder, in denen sich die Verbreitung – in manchen mehr und in anderen weniger – fortgesetzt hat. Sehr aktiv ist Roberta in Österreich und der Schweiz.

4.3.9  Roberta-Schulen

Das Roberta-Konzept konzentriert sich nicht auf eine Schulform. Roberta ist schulübergreifend einsetzbar. Im Roberta -Netzwerk sind Roberta-Teacher von der Grundschule bis zur Hochschule tätig. Zurzeit (Stand: Juli 2014) sind Roberta-Teacher deutschlandweit an über 600 Schulen aktiv. Wie Abbildung 4.8 zeigt, bilden Gymnasien den größten Anteil, gefolgt von Gesamtschulen und Realschulen. Aber auch Hauptschulen sind mit 31 Schulen im Roberta-Netzwerk gut vertreten.

4.3.10  Roberta-Band: EV3-Programmieren mit Java

Das vorliegende Buch »EV3-Programmieren mit Java« wendet sich insbesondere an mit einer Programmiersprache erfahrene Multiplikatoren aus dem MINT-Sektor, die sich für die Programmierung des LEGO MINDSTROMS EV3-Roboterbaukasten mit Java interessieren. In vielen Gesprächen mit Lehrkräften während der vergangenen Jahre hat sich gezeigt, dass nach der Einführung der Programmierung mit Hilfe einer grafischen Programmiersprache viele Jugendliche den nächsten » Programmierschritt« machen möchten. Java als weit verbreitete objektorientierte und plattformunabhängige Programmiersprache, die eine hohe Verbreitung in Wirtschaft, Industrie, aber auch auf über 3 Milliarden Mobiltelefonen weltweit [15] hat, ist sehr gut für den Einsatz in Schulen geeignet. Durch die Nutzung des für LEGO MINDSTORMS entwickelten Java-Betriebssystems »leJOS« kann auch seit Anfang 2014 das EV3-System der LEGO MINDSTORMS-Serie mit Java programmiert werden. Ergänzend zu diesem Band gibt es weitere, baukastenspezifische Roberta-Bände. Die nachfolgende Tabelle führt die Lehrmaterialien auf und zeigt, für welche Robotersysteme ein Roberta-Band derzeit verfügbar ist.

Die gesamte Roberta-Reihe bietet eine Fülle an Anschauungsmaterialien: von einfachen Aufgaben, die maximal einen Sensortyp erfordern, über zusammengesetzte Aufgaben, die Kenntnisse aus den Übungen mit einfachen Aufgaben voraussetzen, bis hin zu Aufgaben, die die Beschäftigung mit einem Fachthema voraussetzen und strategische Überlegungen erfordern.

Nach der kurzen Einführung in das Roberta-Konzept wünschen wir Ihnen nun viel Freude beim Lesen unseres neuen Roberta-Bands: »EV3-Programmieren mit Java«.