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Roberta – Lernen mit Robotern

Initiative des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS
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Roberta ist ein Ausbildungskonzept, um bei Kindern und Jugendlichen - insbesondere auch bei Mädchen - Interesse für Technik, Naturwissenschaften und Informatik zu wecken. Roberta wurde 2005 als Markenname für die Fraunhofer-Gesellschaft beim Deutschen Patent- und Markenamt registriert. Seit dem Auslaufen der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) von 2002 bis 2006 und der von der Europäischen Union (Science and Society) von 2005 bis 2008 geförderten Projektphasen, wurde das Projekt "Roberta - Mädchen erobern Roboter" und "Roberta - goes EU" in die Fraunhofer IAIS Initiative "Roberta - Lernen mit Robotern" überführt.

Roberta – Lernen mit Robotern
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Website www.roberta-home.de

Motivation

Eine Untersuchung des VDI im Jahr 2014 kam zu dem Ergebnis, dass die deutschen Ingenieure im Durchschnitt immer älter werden[1], was neben der bestehenden Fachkräfteproblematik langfristig zu erhöhten Engpässen führen wird. Gleichzeitig liegt die Zahl der Absolventen in Deutschland unterhalb des europäischen Durchschnitts. Insbesondere bei Frauen ist das Interesse für technische Fächer und Berufe ausgesprochen gering (Frauenanteil im 1. Fachsemester technischer Studienfächer im WS 2005/2006 in Informatik und Maschinenbau ca. 17 %, in Elektrotechnik 9 %)[2]. Bereits im Schulater können sich nur weniger als vier Prozent der Mädchen eine ingenieurwissenschaftliche Karriere vorstellen.[3]

Ansatz

Roboter sind für viele Menschen attraktiv, ihre Konstruktion macht Spaß. Robotik bietet einen spielerischen Zugang zur Technik durch Anfassen und Ausprobieren. So lernen bereits Kinder mit Hilfe von didaktisch und technisch adaptierten Robotern schon innerhalb eines Tages Grundkenntnisse der Konstruktion von Robotern bis hin zu deren Programmierung. Beim Entwerfen, Konstruieren, Programmieren und Testen mobiler autonomer Roboter erfahren sie, dass Technik Spaß macht, lernen, wie technische Systeme entwickelt werden, und erwerben Kenntnisse in Informatik, Elektrotechnik, Mechanik und Robotik. Der Bau und die Verwendung von Robotern vereint in idealer Weise viele Elemente technischen Wissens von der Informatik bis zur Mechatronik, die für ein Verständnis technologischer Probleme bis hin zu philosophischen Fragen - wie nach der Intelligenz und Autonomie von Artefakten - hilfreich sind.

Die Attraktivität von Robotern hilft, Hemmschwellen zu überwinden, der spielerische Umgang mit ihnen fördert den Abbau von Skepsis gegenüber Technik und die Faszination ihrer Entwicklung weckt Interesse und Lernbereitschaft. Darüber hinaus fördert der aktive Umgang mit ihnen Technik- und Medienkompetenz.

Konzept

Das Roberta-Konzept besteht aus den vier Bausteinen:

  1. Roberta-Kurse: richten sich primär an Kinder/Jugendliche im Alter von 10 bis 16 Jahren. Kurse für diese Altersgruppe wurden wissenschaftlich begleitet und evaluiert. Im Roberta-Netzwerk finden sich allerdings auch Roberta-Kurse die sich an Jüngere wie Ältere richten. Roberta-Kurse können nur von geschulten und zertifizierten Roberta-Teachern gegeben werden
  2. Roberta Lern- und Lehrmaterialien: sind Referenz- und Nachschlagewerk für Roberta-Teacher, die Roberta-Kurse vorbereiten bzw. halten. Neben den Grundlagenbänden erweitern einige Aufbaubände das Konzept um vertiefende Experimente, neue Modelle und weitere Programmiersprachen. Über die Roberta-Reihe hinaus finden registrierte Lehrkräfte zusätzliche Lehr- und Lernmaterialien auf dem Roberta-Portal.
  3. Roberta-Teacher-Trainings: dienen der Schulung von designierten Roberta-Teachern, die Teacher-Trainings sind auf 1,5 Tage angelegt und auf max. 12 Personen pro Schulung begrenzt. Die Teilnahme ist kostenpflichtig und die Teilnehmerinnen und Teilnehmer werden im Roberta-Portal registriert. Voraussetzung für die Teilnahme ist ein pädagogisch-didaktischer Hintergrund der Teilnehmenden. Roberta-Teacher Trainings werden ausschließlich von akkreditierten Roberta-Coaches gehalten. Neben den Basis-Schulungen gibt es vertiefende Aufbauschulungen sowie Schulungen für den Einsatz von Java, NXC und Android.
  4. Roberta-Netzwerk: Wesentlicher Bestandteil des Roberta-Netzwerks sind die RobertaRegioZentren (RRZ). Einem RobertaRegioZentrum sind Roberta-Teacher zugeordnet, die im Zuge der Gründung eines RRZ geschult und zertifiziert werden. Darüber hinaus halten RRZ einen Pool (mind. 10) sogenannten Roberta-Boxen bereit, die den angeschlossenen Roberta-Teachern zum halten von Kursen zur Verfügung gestellt werden.

Seit 2010 werden die meisten Roberta-Aktivitäten auf dem Roberta-Portal (www.roberta-home.de) abgebildet. Jedes RobertaRegioZentrum kann sich auf dem Portal darstellen und über seine Aktivitäten berichten. Im Jahr 2013 wurde das Portal neu aufgesetzt und um Social-Media-Funktionen erweitert. Es bietet dadurch Möglichkeiten zum Austausch unter Lehrkräften und mit der Roberta-Zentrale sowie zur kollaborativen Weiterentwicklung der Lehr- und Lernmaterialien.

Ergebnisse

Die von der Begleitforschung durch die Universität Bremen erfassten Rückmeldungen von über 500 Teilnehmern und Teilnehmerinnen (davon 86 % Mädchen) bestätigen, dass die Roberta-Kurse Interesse wecken, Lernbereitschaft fördern und Selbstvertrauen stärken. Die Kurse vermitteln Mädchen Spaß am Lernen: 95 % der Teilnehmerinnen haben die Kurse Spaß gemacht, 92 % würden den Kurs Freundinnen und Freunden weiterempfehlen, und 77 % wünschten sich weitere Kurse. Bei nach Geschlechtern getrennten Kursen kommen sogar noch bessere Ergebnisse zustande (98 %, 94 %, 85 %). Die Kurse stärken das Selbstvertrauen der Mädchen: Schon nach einem Zwei-Stunden-„Schnupperkurs“ glauben die Mädchen eher als vorher, dass sie Computer-Expertinnen werden können, wenn sie das wollen.

Bestätigt wurden diese Ergebnisse durch die in 2010 von der Akademie der Technikwissenschaften (acatech) durchgeführte Studie MoMoTech: Roberta ist ein Projekt, das eher jüngere Jugendliche und Kinder anspricht. Es bewirkt einen hohen affektuellen Effekt und fördert somit über einen erfolgreichen Umgang mit einer komplexen Technik (Robotik) das technische Selbstbild. Aufgrund des Fehlens negativer Effekte erscheint Roberta als ein Modellprojekt mit hohem Ausstrahlungswert, bedingt durch die hohe Professionalität in der Vorbereitung.[4]

Eine wissenschaftliche Evaluierung[5] des Bildungsförderungsprogramms "eEducation Berlin Masterplan" durch die Technische Universität Berlin aus dem Jahr 2014 kam zu dem Ergebnis, dass "Roberta" den Schulunterricht durch den Einsatz digitaler Medien bereichert, bei Schülerinnen und Schülern sehr beliebt ist und dabei die Gestaltung des individuellen Unterrichtsschwerpunkts nicht einschränkt. Die Befragten wünschen sich eine Fortsetzung des Projekts wegen seines medienpädagogischen Nutzens. In Anbetracht der positiven Ergebnisse hebt der Autor der Studie die Rolle der Roberta-Initiative als "Masterplan-Leitprojekt" und "Masterplan-Medienprojekt" hervor.

Literatur

  • Beate Jost, Thorsten Leimbach, "Roberta - Grundlagen", Fraunhofer Verlag, 1. Auflage Oktober 2014, 257 S., ISBN 978-3-8396-0763-3

Quellen

  1. ↑ "VDI-Studie Ingenieure auf einen Blick" (PDF; 4MB)
  2. ↑ Statistisches Bundesamt 2006
  3. ↑ OECD 2012: Bildung auf einen Blick 2012
  4. ↑ MoMoTech Studie (PDF; 1,8 MB)
  5. ↑ Neufert 2014: Der „eEducation Berlin Masterplan“ (PDF; 27,8MB)
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