Ein Lernroboter aus Gelsenkirchen verbindet Informatik, Inklusion und kreatives Lernen
Programmieren lernen – für viele Schüler*innen bedeutet das: Computer einschalten, Bildschirm anschauen, Code schreiben. Doch was passiert, wenn ein Kind einen Bildschirm nicht oder nur eingeschränkt sehen kann?
Genau an diesem Punkt setzt ein Projekt des gemeinnützigen Vereins BitBiber TechTalente e.V. aus Gelsenkirchen an. Mit dem ByteBuddy hat der Verein einen Lernroboter entwickelt, der sich programmieren lässt, ohne dass die Kinder einen Bildschirm sehen müssen.
Das Besondere: Der ByteBuddy wurde von Anfang an so konzipiert, dass blinde, sehbehinderte und sehende Schüler*innen gemeinsam am selben Lernangebot teilnehmen können.
Programmieren mit RFID-Karten
Statt Programmcode über eine Tastatur einzugeben, setzen die Schüler*innen sogenannte RFID-Befehlskarten in eine bestimmte Reihenfolge. Jede Karte steht für einen konkreten Befehl – beispielsweise:
- geradeaus fahren
- links oder rechts drehen
- wiederholen
Der Roboter liest die Karten aus und führt die programmierte Abfolge unmittelbar aus.
Damit auch Schüler*innen mit Sehbeeinträchtigung selbstständig mitarbeiten können, sind sowohl die Karten als auch die sechs Taster des Roboters mit Braille-Beschriftungen versehen. Die Taster geben zusätzlich unterschiedliche hörbare Signale aus.
Dadurch entsteht eine interessante Form der Zusammenarbeit: Ein Kind kann beispielsweise die Braille-Beschriftung ertasten, während ein anderes Kind die visuelle Rückmeldung übernimmt. Gemeinsam überlegen sie, welche Befehle benötigt werden und wie daraus ein funktionierender Algorithmus entsteht.
Der eigentliche Lernprozess findet damit nicht ausschließlich am Bildschirm statt, sondern am Objekt, im Team und durch Ausprobieren.
Vom einfachen Einstieg bis zu komplexen Algorithmen
Der ByteBuddy ist dabei nicht nur für einen bestimmten Altersbereich gedacht.
Auf einem Starter-Niveau können bereits drei bis fünf Karten ausreichen, um erste Programmiererfolge zu erzielen. Für jüngere Schüler*innen kann beispielsweise die Aufgabe gestellt werden, den Roboter von einem Startpunkt zu einem bestimmten Ziel zu bewegen.
Mit zunehmendem Schwierigkeitsgrad kommen Schleifen und komplexere Strukturen hinzu. So kann beispielsweise die Aufgabe gestellt werden, den Roboter mithilfe einer Schleife ein exaktes Quadrat fahren zu lassen.
Auf dem Expert-Niveau sind bis zu 128 Befehle und 16 Verschachtelungsebenen möglich. Damit lassen sich auch deutlich komplexere Algorithmen mit Bedingungen und verschachtelten Schleifen umsetzen.
Das Konzept kann somit von ersten Programmiererfahrungen in der Grundschule bis zu anspruchsvolleren Aufgaben in höheren Klassen eingesetzt werden.
Informatik ist nicht das einzige Einsatzgebiet
Interessant ist der ByteBuddy auch deshalb, weil er nicht ausschließlich für den Informatikunterricht entwickelt wurde.
Die Grundidee – Befehle strukturieren, Muster erkennen und Abläufe planen – lässt sich auch auf andere Fächer übertragen.
Im Mathematikunterricht können beispielsweise Muster und Raum-Lage-Beziehungen thematisiert werden. Im Bereich Musik lassen sich Klangfolgen über die Karten entwickeln. Auch im Förderunterricht kann der Roboter eingesetzt werden.
Damit wird Programmieren nicht zwingend als isoliertes Fachthema betrachtet, sondern als Möglichkeit, Problemlösung, logisches Denken, Kreativität und Zusammenarbeit zu fördern.
Vier Ideen für den direkten Unterrichtseinsatz
Für den Einsatz in Schulen hat BitBiber bereits vier Challenges entwickelt, die ohne umfangreiche Vorbereitung eingesetzt werden können.
Das Rennen
Eine Strecke enthält verschiedene Hindernisse. Die Herausforderung: Es stehen maximal 20 Befehle zur Verfügung.
Damit geht es nicht einfach darum, möglichst schnell ans Ziel zu kommen. Die Schüler*innen müssen überlegen, wie sie ihren Algorithmus möglichst effizient gestalten können.
Der Schatzsucher
Auf einem Spielfeld soll systematisch nach einem bestimmten Ziel gesucht werden.
Gewonnen hat nicht unbedingt das Team, dessen Roboter zuerst am Ziel ist, sondern dasjenige, das die Aufgabe mit den wenigsten Befehlen lösen kann.
Hier können Strategien, Schleifen und effiziente Algorithmen miteinander verbunden werden.
Die Zirkusnummer
Die Schüler*innen bekommen eine Minute Zeit, um eine kleine Roboter-Show zu programmieren.
Bewertet werden dabei nicht nur das Ergebnis, sondern insbesondere Kreativität und Teamwork.
Der Code-Cracker
Die Lehrkraft programmiert heimlich ein bestimmtes Muster. Die Klasse muss anschließend durch Beobachtung herausfinden, welche Befehle verwendet wurden.
Aus einem fertigen Programm wird damit ein Rätsel: Die Schüler*innen müssen die zugrunde liegende Logik erkennen und rekonstruieren.
Inklusion nicht als Zusatz, sondern als Ausgangspunkt
Das vielleicht wichtigste Merkmal des Projekts ist, dass Barrierefreiheit nicht nachträglich ergänzt wurde.
Der ByteBuddy wurde mit der Überlegung entwickelt, dass Programmieren grundsätzlich auch ohne visuelle Wahrnehmung möglich sein sollte.
Damit stellt das Projekt eine interessante Frage für den Unterricht:
Muss Programmieren eigentlich immer einen Bildschirm voraussetzen?
Der ByteBuddy beantwortet diese Frage mit einem klaren „Nein“.
Gleichzeitig profitieren auch sehende Schüler*innen von dieser Herangehensweise. Wenn Programmabläufe über Karten, Geräusche, Berührung und Bewegung erfahrbar werden, wird Programmierung stärker zu einer haptischen und spielerischen Erfahrung.
„Du bist mehr als deine Noten“
Hinter dem Projekt steht auch eine pädagogische Haltung, die über das Programmieren hinausgeht.
Maik Ikert, Gründer und 1. Vorsitzender von BitBiber TechTalente e.V., beschreibt den Ansatz so:
„Noten sind Momentaufnahmen. Menschen sind Geschichten.“
Für den Verein sollen Kinder und Jugendliche die Möglichkeit bekommen, eigene Fähigkeiten zu entdecken – unabhängig davon, ob diese Fähigkeiten bereits durch schulische Leistungen sichtbar werden.
Gerade technische Projekte können dabei Räume schaffen, in denen Schüler*innen eigene Lösungen entwickeln, Fehler machen und unmittelbar erleben, dass aus einer Idee etwas Funktionierendes entstehen kann.
Der Roboter bewertet dabei nicht, ob eine Schülerin oder ein Schüler eine gute oder schlechte Note hat. Er reagiert lediglich auf die Frage: Funktioniert der Algorithmus?
Wenn nicht, wird verändert, ausprobiert und erneut gestartet.
Open Source: Schulen können den ByteBuddy selbst bauen
Ein weiterer interessanter Aspekt des Projekts ist die Entscheidung, den ByteBuddy vollständig als Open-Source-Projekt zur Verfügung zu stellen.
BitBiber stellt unter anderem bereit:
- sechs 3D-Druckteile als STL-Dateien
- RFID-Kartenvorlagen
- Vorlagen für die Kartensticker
- die vollständige Arduino-Firmware
- einen Verkabelungsplan
- ein 21-seitiges Handbuch
- einen interaktiven 3D-Viewer
Damit können Schulen, Makerspaces und Familien den Roboter selbst nachbauen, verändern und weiterentwickeln.
Die Materialien stehen kostenlos über das ByteBuddy-Download-Center des Vereins zur Verfügung.
Ein Projekt aus einer Schul-AG
Hinter ByteBuddy steht eine Entwicklung, die bereits vor mehr als zehn Jahren begann.
2014 startete an der Evangelischen Gesamtschule Gelsenkirchen eine Software-AG. Aus dieser Arbeit entstand 2024 der gemeinnützige Verein BitBiber TechTalente e.V.
Nach Angaben des Vereins wurden inzwischen mehr als 1.000 Schüler*innen im Ruhrgebiet mit Workshops, Technikcamps und Schul-AGs zu Programmierung, Robotik und Elektronik erreicht.
Für sein Engagement wurde BitBiber 2024 mit dem TalentAward Ruhr ausgezeichnet.
Fazit
Der ByteBuddy zeigt, dass Informatikunterricht nicht zwangsläufig vor einem Bildschirm stattfinden muss.
Durch RFID-Karten, Braille-Beschriftungen, akustische Rückmeldungen und einen direkt erlebbaren Roboter entsteht ein Lernangebot, bei dem blinde, sehbehinderte und sehende Schüler*innen gemeinsam programmieren können.
Besonders spannend ist dabei die Verbindung aus Inklusion, Robotik, Programmierung, haptischem Lernen und Teamarbeit.
Für Lehrkräfte bietet das Projekt gleichzeitig einen niedrigschwelligen Einstieg: Die Aufgaben können sehr einfach beginnen und bis zu komplexen Algorithmen erweitert werden.
Vielleicht ist genau das eine der wichtigsten Ideen hinter dem ByteBuddy:
Programmieren sollte nicht davon abhängen, ob man einen Bildschirm sehen kann. Und Lernen sollte nicht davon abhängen, welche Note jemand auf dem Papier bekommt.
Der ByteBuddy ist ab sofort als Open-Source-Projekt verfügbar und kann von Schulen und Bildungseinrichtungen selbst nachgebaut und eingesetzt werden.