Im Schuljahr 2018/2019 habe ich eine Projektgruppe „Programmieren“ im Förderzentrum geistige Entwicklung gegründet. Eine Gruppe von 10 Schülerinnen und Schülern aus zwei Klassen der Mittelschulstufe 2 konnte daran teilnehmen. Hier schreibe ich einen Erfahrungsbericht über diesen Pilotversuch.

Grundlagen der Informatik und „Computational Thinking“ sind auch in der Förderschule als Thema in einer zunehmend digitalisierten Lebenswelt angekommen. So wird das Schulfach Informatik in Bayern im kommenden Schuljahr auch in die Lehrpläne der Förderschulen aufgenommen. Nur der Förderschwerpunkt geistige Entwicklung wurde hier noch nicht berücksichtigt.

Ich wollte zeigen, dass diese Thematik sehr wohl auch bei unseren Lernenden Kompetenzen und Fähigkeiten fördert und ein wichtiger Bestandteil des Unterrichts sein kann. Noch dazu darf ich als Multiplikator Informatik die angehenden Lehrkräfte der anderen Förderschwerpunkte ausbilden und hätte in meiner täglichen Praxis selbst gar keine Anwendung dafür.

Ziel war es, grundlegende Konzepte der Programmierung anhand von visuellen Programmiersprachen zu lernen und diese Kompetenzen in konkreten Robotik Projekten anzuwenden.

Folgende Materialien kamen dabei zum Einsatz

Erlernen der Programmiersprache

• Offline Coding – Programmieren ohne Computer
• OSMO Coding (iPad)
• Code.org
• Scratch
• Programmieren mit der Maus

Robotik Beispiele

• Ubtech Robotics – Jimu
• Lego WeDo
• MakeyMakey
• Bewegungssteuerung mit der iPad Kamera
• DJI Tello – Drohne
• VR Brille mit Google Cardboard

Organisation der Lerneinheiten

Die Motivation der Lernenden war von Anfang an hoch. Ich habe die meisten Lerneinheiten zum Einstieg mit einem praktischen Beispiel begonnen. So durfte gleich in der ersten Stunde ein Jimu Roboter https://ubtrobot.com/products/tankbot-kit über die zusammengeschobenen Schülertische fahren und auf Befehl verschiedene Bewegungen ausführen.

Die Aussicht, bald selbst so einen Roboter steuern zu dürfen oder ein eigenes Computerspiel selbst zu programmieren, führte dazu, dass die Lernenden auch in anderen Stunden immer wieder fragten, ob sie an ihren Programmen weiter arbeiten durften.

Die Skepsis der Mädchen war anfangs größer als bei den Jungs. Nachdem aber alle begriffen haben, dass hier ganz kleine Lernschritte und keine Überforderungen auf sie zukommen, machten auch sie begeistert mit und lieferten in Folge besonders kreative Beiträge.

Die Lernenden sollten immer in Kleingruppen zu zweit oder zu dritt an den Aufgaben arbeiten, so dass sie sich gegenseitig helfen und motivieren konnten.

Ablauf im Schuljahr

Offline Coding

Wir haben zunächst mit dem Offline Coding https://csunplugged.org/de/ ohne Computer oder iPad begonnen. Beim Roboter Spiel konnten die Lernenden zum Beispiel einen Partner mit einfachen Anweisungen (Links, Rechts, Stop, …) über ein Schachbrettmuster steuern. Dabei lernten sie, komplexe Handlungen in strukturierte, lineare Anweisungen zu zerlegen und präzise Sprache zu verwenden.

OSMO Coding

Danach folgte der Übertrag auf eine Programmiersprache. Zunächst wurde mit OSMO Coding https://www.playosmo.com/de/coding/ auf dem iPad experimentiert. Das iPad steht in einem Ständer und die Kamera filmt den Bereich davor. Hier wird mit magnetischen Programmierbausteinen ein Programmablauf gelegt, welcher dann auf dem iPad von einer Spielfigur umgesetzt wird. Es müssen in einem Labyrinth Hindernisse überwunden und Edelsteine gesammelt werden.

Code.org

Einen Schritt weiter gingen wir dann auf der Webplattform Code.org https://code.org . Ich hatte für die Klasse einen Kurs angelegt, mit dem Schritt für Schritt die Grundlagen des visuellen Programmierens gelernt und geübt werden können. Dabei werden die lektionenbasierten Aufgaben in einem Editor bearbeitet, der bereits alle Merkmale einer Entwicklungsumgebung enthält, wie Befehlsbibliothek, Programm-Fenster (Code) und Vorschau (Runtime). Zusätzlich werden die Aufgaben mit ansprechenden Comic Figuren, wie Angry Birds gelöst. Grundlegende Konzepte des Programmierens, wie Ereignisse, Bedingungen und Schleifen werden hier kleinschrittig eingeführt. Als Lehrer bekomme ich eine Übersicht über die Lernfortschritte der Klasse und kann gezielt Hilfe anbieten.

Scratch

Mit diesem Rüstzeug wechselten wir dann zur Scratch Webplattform https://scratch.mit.edu. Hier steht den Lernenden eine komplette Entwicklungsumgebung kostenlos zur Verfügung. Die erstellten Programme können sofort im Webbrowser ausprobiert, aber auch Freunden oder Eltern weitergeleitet werden. Es steht auch ein Offline Editor zur Verfügung und es funktioniert auf allen Plattformen (Windows, Linux, iPad), so dass wir genügend Lernstationen zur Verfügung hatten. Die Grundlagen waren mit dem Vorwissen von Code.org schnell erlernt und die Lernenden begannen eigene Projekte zu entwickeln. Hier konnte sich nun das kreative Potenzial der Lernenden entfalten. Sie fertigten eigene Zeichnungen oder Fotos für die Figuren im Programm an, entwickelten Spiele, kleine Animationen, tanzende Figuren zu Disko Musik und kleine Theaterstücke mit sprechenden Figuren.

Lego WeDo

Ein weiterer Vorteil von Scratch ist die gute Möglichkeit, externe Geräte anzuschließen, so dass hier ein guter Übergang zu den angedachten Robotik Projekten geschaffen werden konnte. Als erstes experimentierten wir mit dem Lego WeDo Roboter. Dieser bringt zum Start eine schöne Anleitung und Programmierumgebung mit. Er kann aber auch mit der Scratch Umgebung und den bereits gelernten Befehlen gesteuert werden.

Tello Drohne

Ein Highlight waren die Versuche mit der programmierbaren Tello-Drohne https://www.ryzerobotics.com/de/tello. Dieses kleine und leichte Indoor Fluggerät ist ungefährlich und einfach zu benutzen. Mit Gyroskopen und mehreren optischen Sensoren bleibt die Drohne sicher in der Luft. Zusätzlich lässt sie sich auch Programmieren. Das funktioniert entweder mit der iPad App Tello EDU https://itunes.apple.com/de/app/tello-edu/id1407104083 oder mit dem Scratch 2.0 Offline Editor und entsprechenden Erweiterungen https://www.halfchrome.com/program-the-ryze-tello-with-scratch/. So entwickelten wir gemeinsam ein Programm, bei dem die Drohne von einem Tisch startet, dann unten, zwischen den Tischbeinen durchfliegt und wieder auf dem Tisch landet. Dabei mussten Abstände gemessen, Reihenfolgen und Strategien diskutiert und bewertet werden.

MakeyMakey

Weitere Experimente wurden mit der MakeyMakey Platine unternommen https://makeymakey.com. Diese lässt sich per USB an den Computer, oder mit entsprechendem Adapter https://www.apple.com/de/shop/product/MK0W2ZM/A/lightning-auf-usb-3-kamera-adapter an ein iPad anschließen. Es kann dann mit allen leitfähigen Materialien (Körper, Knete, Wasser, Alu, …) ein Tastendruck ausgelöst werden. Dieser kann als Ereignis in einer Programmierumgebung wie Scratch verwendet werden. Damit lassen sich viele kreative Experimente durchführen http://ilearnit.ch/de/makey.html.

Wir entwickelten zum Beispiel ein Wasserklavier. Mehrere Wasserbecher werden mit der Platine verbunden. Bei der Berührung des Wassers mit dem Finger, oder wenn man daraus trinkt, wird ein anderer Ton gespielt. Programmieren können das die Schüler mit der Scratch Umgebung inzwischen selber. An unserem Sommerfest im Juli wollen wir das Klavier dann groß im Garten aufbauen und Besucher dürfen barfuß von Wanne zu Wanne springen und damit Musik machen.

VR-Brille

Noch ist das Schuljahr nicht zu Ende und einen großen Bereich haben wir erst angeschnitten. Mit einer günstigen VR-Brille können die Lernenden bereits über Google Street View https://itunes.apple.com/de/app/google-street-view/id904418768?mt=8oder die Cardboard App https://itunes.apple.com/de/app/google-cardboard/id987962261?mt=8 Orte auf der ganzen Welt im dreidimensionalen Raum erkunden. Später wollen wir dann mit der Cardboard Kamera https://itunes.apple.com/de/app/cardboard-camera/id1095487294?mt=8 selber dreidimensionale Räume erstellen.

Fazit

Auch wenn das Schuljahr noch nicht zu Ende ist möchte ich ein positives Fazit aus dem Projekt ziehen. Die Schüler waren das ganze Jahr motiviert bei der Sache und ließen sich auch bei schwierigen Herausforderungen nicht entmutigen. Sie mussten im Team arbeiten, sich gegenseitig helfen, sich viele Inhalte selber aneignen, miteinander diskutieren und kreativ werden. Mit den Möglichkeiten, die sich inzwischen auf dem Bereich der visuellen Programmiersprachen bieten, können auch viele Schüler mit dem Förderbedarf geistige Entwicklung erstaunliche Lernfortschritte erreichen und (nicht nur digitale) Kompetenzen entwickeln.