Automaten und Roboter

Die Geschichte der Roboter beginnt mit Plänen erster Automaten im antiken Griechenland und hat in den letzten Jahrzehnten eine rasante Entwicklung erfahren. Mittlerweile sind Roboter aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken: Sie melken Kühe, montieren Fahrzeuge, assistieren bei schwierigen Operationen. Mittlerweile gibt es humanoide Roboter, die darauf programmiert sind, menschliche Emotionen zu erkennen und sich lernend ihren Aufgaben immer besser anzupassen. Sie „unterrichten“ an Schulen, übernehmen der Service in Hotels oder werden in der Altenpflege eingesetzt. 

Das Thema „Roboter“ bietet für die Klassen 1 bis 4 vielfältige Unterrichtsideen: vom Nachvollziehen der technischen Entwicklung über das Verstehen grundlegender Funktionen von Robotern, das Programmieren, das Bauen eines eigenen Roboters bis hin zu ethischen Fragen. Grundschule Sachunterricht bietet Anregungen und Materialien für den niedrigschwelligen Einstieg in die Thematik, für handlungsorientierte Zugänge und für ein größer angelegtes Projekt.

Die Schülerinnen und Schüler lernen die wichtigen Bauteile von Robotern kennen und denken gemeinsam über ihre Zukunft mit Robotern nach.

Sie lernen die Funktionen von Algorithmen und Codes kennen, indem sie ganz analog in der Klasse oder auf dem Schulhof „Roboter-Labyrinth“ spielen. Auf der Basis des neuen Verständnisses der Steuerung und der Funktionen eines Roboters wagen sie mit den Kinder-Programmiersprachen Blockly und  Scratch erste Schritte in digitale Welten.

Beim Bau eines funktionstüchtigen Transportroboters gewinnen die Kinder während eines mehrtägigen Projektes Einblicke in die technischen Komponenten eines Roboters und das Zusammenspiel von Mechanik und Elektronik. Sie arbeiten in Gruppen selbstständig anhand präziser Baupläne, die Leserinnen und Lesern dieser Ausgabe von Grundschule Sachunterricht online zur Verfügung stehen, und üben sich so im Umgang mit verschiedenen Materialien und Werkzeugen.

Auch bei der Auseinandersetzung mit den Vorläufern von Robotern, den Automaten, erkunden und lernen die Schülerinnen und Schüler handelnd. Sie entdecken grundlegende Elemente von Automaten wie Zahnräder und Antriebswellen, erkennen die Bewegungsübertragung und entwickeln letztlich eigene Automaten mit Nockengetrieben. Die Funktionen von Nocken und Automaten können anhand von Videos nachvollzogen werden.

Bei unserer Serie „Sprache und Sachunterricht“ geht es in dieser Ausgabe um die Bedeutung der Bildungs- und Fachsprache im Sachunterricht. Eine Übersicht mit Planungsschritten zum sprachsensiblen Sachunterricht ist eine wirksame Unterstützung für die Lehrkraft.

DAS MATERIALPAKET

Kartei: Roboter

Die Kartei (7 Karten im DIN-A5-Format) stellt Roboter aus verschiedenen Einsatzbereichen in Bild und Text vor. Gezeigt werden Arbeits-, ­Medizin-, Alltagsroboter sowie soziale Roboter. Die Karten geben einen spannenden Einblick in die Vielfalt der Nutzungsmöglichkeiten und den Stand der Forschung. Forscheraufgaben auf den Kartenrückseiten regen zum Weiterrecherchieren und zur Diskussion der sozialen Aspekte des Robotereinsatzes an. Die Kartei kann in Einzel- oder Kleingruppenarbeit bearbeitet werden.

Spielmaterial: Roboterlabyrinth

 Auf 9 Karten im DIN-A-5-Format finden Sie

• die Spielanleitung,
• Rollenkarten für Navigator, Programmierer, Roboter,
• Befehlskarten,
• eine Fehlerkarte.

Mithilfe dieses Materials können die Kinder in Vierergruppen das Spiel ­„Roboterlabyrinth“ nach einer kurzen Einführung selbstständig spielen und so handelnd Verständnis für Algorithmen gewinnen.

Poster: Automaten

Die Automaten auf dem DIN-A3-Poster laden zum Entdecken ein. Gezeigt werden:

• Sammlung von Spieldosen,
• mechanisches Spielzeug aus den 1960er-Jahren: Hase im Oldtimer,
• ein Tisch-Kaugummiautomat,
• ein zeitgenössischer Automat der winkenden Queen Elisabeth von Paul Spooner.

Vorlage zum Bau eines Automaten

Auf der Karte im DIN-A4-Format finden Sie Stanzformen von drei ­Nockenformen und einer Antriebskurbel für den Bau eines eigenen Automaten. Der Fantasie der Kinder sind keine Grenzen gesetzt.

Online

Darüber hinaus finden unsere Leserinnen und Leser im Downloadbereich detaillierte Bauanleitungen für den Bau eines Transport-Roboters sowie Filme über die Funktionsweise verschiedener Nocken und Automaten.