Die frühzeitige Einbindung von Robotik in den Unterricht unterstützt Schülerinnen und Schüler dabei, grundlegende Kompetenzen im MINT-Bereich aufzubauen. Gleichzeitig fördert sie logisches Denken, Teamarbeit sowie kreative Problemlösungsfähigkeiten. Dadurch lernen Kinder, Abläufe zu verstehen, Zusammenhänge zu erkennen und eigene Lösungswege zu entwickeln – wichtige Grundlagen für einen souveränen Umgang mit digitalen Technologien.
Mit KUBO entdecken Schülerinnen und Schüler spielerisch die Grundlagen des Programmierens – ganz ohne Bildschirm. Durch das Aneinanderlegen von Programmierbausteinen – den sogenannten TagTiles – planen sie Befehlsfolgen, testen ihre Ideen und erleben unmittelbar, wie ihre Anweisungen von einem Roboter umgesetzt werden.
KUBO kennenlernen
Die Schülerinnen und Schüler lernen KUBO kennen und steuern ihn, indem sie TagTiles aneinanderlegen. Dadurch kann der KUBO vorwärtsfahren oder abbiegen und die Schülerinnen und Schüler beobachten direkt, was passiert. Schritt für Schritt probieren sie aus, welche TagTiles welche Bewegung auslösen. Dabei lernen sie, sich Wege und Abläufe zu überlegen und diese als einfache Befehlsfolgen für den Roboter umzusetzen.
Wichtige Begriffe
- Ein Algorithmus ist ein Plan mit einzelnen Schritten, um ein konkretes Problem zu lösen. Er beschreibt, was nacheinander passieren soll, damit etwas funktioniert – wie bei einem Rezept, bei dem man einer klaren Anleitung zum Kochen folgt. Bei KUBO ist das zum Beispiel der überlegte Weg: geradeaus – links – geradeaus.
- Ein Programm ist der Plan in einer Form, die KUBO versteht – also die tatsächliche Umsetzung des Rezepts. Es entsteht, wenn die Programmierbausteine – die TagTiles – passend aneinandergelegt werden. KUBO erkennt diese Bausteine beim Fahren und führt sie Schritt für Schritt aus.
- Der Algorithmus ist der Plan. Das Programm sind die aneinandergelegten TagTiles. KUBO führt das Programm aus.
Materialien
- KUBO und Zubehör
Vorbereitung
- Machen Sie sich mit dem KUBO vertraut.
- Legen Sie die Aktivitätskarte aus und die TagTiles zur Nutzung bereit.
- Laden Sie ggf. den KUBO.
Unterstützend dienen folgende Videos als Einstieg:
Einführung in die Programmierung
Spiel »Roboter Parcour«:
Um einen Einblick in die Grundlagen der Programmierung zu erhalten, können Sie gern mit den Schülerinnen und Schülern die Lerneinheit Roboter Parcours durchführen. Das bildet eine geeignete Grundlage für die Nutzung von KUBO.
KUBO und Zubehör entdecken
- An- und Ausschalten: Der KUBO ist aktiv sobald der Kopf auf den Körper gesteckt wird und inaktiv, wenn Kopf und Körper getrennt werden.
- Aktivitätskarte: Ein Feld mit Raster, auf dem KUBO sich bewegen kann
- TagTiles: Plättchen, über die KUBO fährt und mit denen entweder Bewegungen, Funktionen oder Schleifen bei KUBO ausgelöst werden
Übersicht TagTiles:
TagTiles für Bewegungen
- Ein Schritt geradeaus
- Drehung nach links und ein Schritt in die neue Richtung
- Drehung nach rechts und ein Schritt in die neue Richtung
TagTiles für Funktionen
- Zwei TagTiles mit blauer Funktion
- Zwei TagTiles mit roter Funktion
- Ein rotes Start-TagTile
- Ein blaues Start-TagTile
TagTiles für Schleifen
- Ein TagTile mit Beginn der Schleife und Platz für Zahlen-TagTiles
- Ein TagTile zum Abschließen der Schleife
- Zahlen-TagTiles für die Schleifen
Übung – »Erreicht das Ziel«
Ziel: Die Schülerinnen und Schüler lernen den Unterschied zwischen Routen (KUBO folgt den auf der Karte liegenden TagTiles), Funktionen (KUBO merkt sich eine Route und führt ein Programm aus) und Schleifen (KUBO führt ein Programm mehrfach nach einer festgelegten Anzahl aus).
- Teilen Sie die Klasse in Kleingruppen auf. Die Anzahl der Kleingruppen hängt von dem Ihnen zur Verfügung stehenden Material ab, jede Gruppe erhält ein eigenes KUBO-Set.
- Zunächst erhalten die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe, den KUBO zu testen. Dafür stellen sie den angeschalteten KUBO jeweils auf eines der TagTiles für Bewegungen (geradeaus, links, rechts) und beobachten, was der KUBO jeweils macht.
- Legen Sie dann einen Start- und einen Zielpunkt auf der Aktivitätskarte fest. Die Schülerinnen und Schüler legen die TagTiles direkt aneinander als Route auf die Karte, sodass KUBO den Weg vom Start zum Ziel abfährt. (Ein Szenario könnte z.B. sein, dass KUBO spät dran ist und er sich von einem bestimmten Punkt auf dem schnellsten Weg zur Schule begeben soll.)
- Anschließend programmieren die Gruppen KUBO mit den blauen oder roten TagTiles für Funktionen. Die Befehle werden erneut gelegt mit dem Unterschied, dass sie zum einen nun von einem Funktions-TagTile am Anfang und einem am Ende umschlossen werden und zum anderen in einer Reihe liegen. So erkennt KUBO eine Funktion bzw. ein Programm und kann es sich merken.
- Danach wird es mit einem blauen oder roten Start-TagTile auf der Aktivitätskarte getestet, um KUBO vom Start- zum Zielpunkt zu führen.
- Nun können Sie den Schülerinnen und Schülern die Aufgabe geben, mit Hilfe der TagTiles für Schleifen dem KUBO eine Funktion zu legen, die er nach einer festgelegten Anzahl ausführt. (Z.B. könnte er drei Mal um das Lagerfeuer auf der Aktivitätskarte fahren – Wie müsste die Schleifen-Funktion dafür aussehen?)
- Abschließend können Sie mit den Gruppen ins Gespräch gehen: Was sind Fehler, die den Kindern im Prozess passiert sind? Welche Schwierigkeiten gab es? Wie wurden sie gelöst?
- Die Gruppen können als Bonus eigene Routen entwerfen oder eigene Funktionen bzw. Programme erstellen und ausprobieren.
Tipp: KUBO kann sich auch auf anderen ebenen Untergründen bewegen, nicht nur auf der Aktivitätskarte.
KUBO-Portal für Lehrkräfte
KUBO bietet auf seiner Onlineplattform Lehrkräften die Möglichkeit, sich kostenfrei zu registrieren, Unterrichtseinheiten zu nutzen, neu gestaltete Aktivitätskarten herunterzuladen und zu testen sowie kleine Spiele mit dem KUBO im Klassenraum durchzuführen.