In den Bereichen Robotik und Informatik stehen dem Potenzial früher Bildung ein Mangel an strukturellen Angeboten in Kitas entgegen. Dieses Defizit in der Förderung hat weitreichende Folgen, indem es oft zu einer verspäteten Auseinandersetzung mit MINT-Themen führt und sich damit auch letztlich auf den Zugang zu zukunftsorientierten Bildungs- und Berufschancen auswirkt. Das Projekt »MINTresse wecken« konzentriert sich auf frühkindliche Bildung und den Einsatz von Robotern in Kitas. Ein interdisziplinäres Team vereint frühkindliche Pädagogik mit Informatik- und Robotik-Expertise, um den Kindern spielerisch Informatik und Robotik zu vermitteln und frühzeitig ihr Interesse für MINT-Themen zu wecken.
Zur Förderung der frühkindlichen Entwicklung bedarf es institutioneller, materieller Ressourcen sowie Kenntnissen und Fähigkeiten, um hochqualitative MINT-Projekte durchführen zu können und die Themen kompetent und motivierend zu vermitteln. Ohne fundierte Schulung, Weiterbildung, finanzielle und personelle Ausstattung im MINT-Bereich fehlen die Werkzeuge, um kindgerechte, spannende Projekte gestalten und durchzuführen zu können. Die Herausforderung der Ausgestaltung von MINT-Angeboten lässt sich daher nicht auf die Ausstattung von Kitas und Schulen begrenzen, sondern wird um Qualifikations- und Kompetenzkomponenten erweitert: Fachpersonal aus der Industrie- und Forschung, welches grundsätzlich über das notwendige technische Fachwissen verfügt, besitzt jedoch oftmals keine pädagogische Befähigung. Umgekehrt weisen pädagogische Fachkräfte im frühkindlichen Sektor eher weniger die technischen Hintergründe und Kompetenzen auf.
Mit Robotern MINTresse wecken
Unser interdisziplinäres »MINTresse wecken«-Projektteam besteht aus Erzieherinnen und Erziehern zweier rheinland-pfälzischer Kindertagesstätten: der Kita Klammeräffchen und der kommunalen Kindertagesstätte Mackenbach sowie Fachexpertinnen und -Experten des Fraunhofer Instituts für Experimentelles Software-Engineering. Durch die Zusammensetzung des Teams wird frühkindliche Pädagogik mit Informatik- und Robotik-Expertise vereint, um auch komplexe Inhalte bedarfsgerecht zu vermitteln. Unterstützt wurde das Team vom Fachbereich Informatik der RPTU in Kaiserslautern, welche die Hardware zur Workshopdurchführung bereitstellte.
Den Ozobot Robotern auf der Spur
Im Workshop lernten Kinder die Grundlagen der Robotik und Informatik kennen. Die Durchführung erfolgte mit Ozobots, Kleinstrobotern des Unternehmens Evollve, die für Lern- und Pädagogikeinsätze konzipiert sind. Sie verfügen über einen Differentialantrieb, Farbsensoren und können selbstständig Linien verfolgen. Die Kinder können die Roboter durch Farbmuster und Linien programmieren und somit ihr Verhalten entsprechend verändern. Jeder Workshopdurchlauf ist für eine Dauer von ca. 30 Minuten konzipiert, wobei das Projektteam dies je nach Alter und Aufmerksamkeitsspanne entsprechend angepasst.
Die Arbeit erfolgt in Kleingruppen von 3-4 Kindern, die jeweils von einer Fachkraft betreut werden. Jeder Durchlauf startet an einem Tisch mit Stiften und Zeichenpapier. Die Kindern sprechen zu ihren Vorstellungen zu Robotern und über deren Aussehen und ihre möglichen Einsatzgebieten. Im Anschluss zeichnen die Kinder ihre Vorstellung eines Roboters, was einen Eisbrecher für die weitere Gruppenarbeit darstellt.
Erster Kontakt und Programmierung von Robotern mit Farben
Nach dem initialen Kennenlernen erfolgt der erste Kontakt mit dem Lehrroboter. Häufig unterscheidet sich das Aussehen der Ozobots deutlich von den Vorstellungen der Kinder. Es geht in dieser Phase darum, die wesentlichen Merkmale der Ozobots kennenzulernen, zum Beispiel deren Sensorik, Aktorik und Recheneinheiten. Die Kinder lernen, dass der Roboter eine Maschine ist, ohne Augen sehen kann und wie er sich in der Umwelt bewegt. Sie entdecken, dass er farbigen Linien folgt und verstehen, warum manche gemalten Linien gut erkannt werden und mache Linien dahingegen schlecht funktionieren.
Im nächsten Schritt erfahren die Kinder, wie die Roboter durch Farben programmierbar sind und sie erleben, wie sie das Fahrverhalten durch Farbcodes beeinflussen können. Beispielsweise wird durch eine Farbabfolge die Geschwindigkeit angepasst oder Codes steuern das Abbiegen und damit die Navigation des Roboters. Am Ende des Workshops erfolgt die Reflektion des Erlernten und die Kinder erzählen, wie sich ihr Verständnis über Roboter verändert hat und welche Aspekte ihnen am besten gefallen haben.
Ein Beitrag zur MINT-Nachwuchsförderung
Angesichts des akuten Fachkräftemangels in MINT-Berufen ist eine frühkindliche Förderung bereits im Kita-Alter von entscheidender Bedeutung. Indem wir mit dem Projekt »MINTresse wecken« schon die Jüngsten für Technik und Wissenschaft begeistern, erfolgt frühzeitig die Schaffung von Grundlagen für eine nachhaltige berufliche Orientierung in diesen zukunftsweisenden Bereichen. Dies ist genau der richtige Moment, um den Kindern einen Einblick zu geben, was sie mit Technik und Digitalisierung alles in Zukunft bewirken können. Die spielerische Einführung von Robotik in Kitas entfacht Neugier und Kreativität, fördert Problemlösungsfähigkeiten und stärkt das Selbstvertrauen der Kinder. Frühe Bildungsinitiativen sind nicht nur essenziell, um den Nachwuchs für MINT-Berufe zu gewinnen, sondern auch um die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit unserer Gesellschaft langfristig zu sichern.
Unser Projekt »MINTresse wecken« fokussiert erste Schritte und Erfolge beim Programmieren und setzt damit im Bereich Informatik an. Logisches Denken – Wenn-Dann-Beziehungen aufzustellen, zu beobachten und Regeln abzuleiten, lässt sich schon mit wenigen Jahren Lebenserfahrung gut bewerkstelligen. Bei einigen Kindern kann dabei im Laufe des Workshops bereits ein Talent entdeckt werden. Das Problembewusstsein sowie die logische Herangehensweise für Lösungen sind Indizien. Nicht selten lösen die Kinder spielerisch und sehr direkt die Aufgaben.
Zielgruppengerechtes Erlernen der Robotik
Durch die interdisziplinäre Teamzusammensetzung wird es Kindern ermöglicht, die Miniaturroboter spielerisch kennenzulernen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt darauf, die Themen kindgerecht und begleitet zu vermitteln, sodass kein unreflektiertes Spielen mit der Technik stattfindet. Miniaturroboter eignen sich besonders gut, da sie alle wesentlichen Aspekte der Informatik vereinen und die Kinder diese gleichzeitig anfassen und begreifen können. Abstrakte Konzepte werden dadurch verständlich. Der spielerische Umgang fördert die natürliche Neugier und den Entdeckerdrang. Zu den Lernzielen gehört die Vermittlung, dass Roboter Maschinen sind, die ihre Umgebung mittels Sensoren erkennen, mit Aktorik agieren und zugleich Computer sind, die programmiert werden müssen. Das spielerische Kennenlernen kann in strukturierte Übungseinheiten unterteilt und je nach Komplexität mit einem Lernziel verbunden werden.
Unser Angebot und Zielgruppe
Die Zielgruppe ist zum jetzigen Zeitpunkt die stets neugierigen Vorschulkinder – aber auch ab und an schon »jüngere« Spielkameraden und -kameradinnen, die sich für die Ozobot-Roboter interessieren: Jeder kann mitmachen – selbst mit Sprachbarrieren ist es möglich, schnell zu erfassen, was die Ozobots eigentlich »bewegt« – die Codes als Farbabfolgen sind für die Kinder universell zu verstehen. Sie können beobachten, beschreiben aber auch selbst testen, was die kleinen Roboter tun, wenn sie ihrem Weg, einer schwarzen Linie folgen, und welche Aktionen ein Farbcode auslöst, wenn ein Ozobot diesen passiert und mit seinen Sensoren erfasst. Die Zielgruppe kann in der Grundschule beliebig erweitert werden, da die Kinder mit wachsender Erfahrung anspruchsvollere Aufgaben lösen können. So ist gewährleistet, dass die Kinder in diesem MINT-Programm schon wirklich »hands on« mitwirken können.
Wurde Ihr MINTresse geweckt? Sprechen Sie uns an und partizipieren Sie!