Als Einstieg in eine Unterrichtsreihe zum Thema Roboter eignet sich ein Rollenspiel, bei dem ein Kind selbst in die Rolle eines Roboters schlüpft und von einem anderen Kind, dem/der Programmierer/in, durch Befehle gesteuert wird. Der „Roboter“ bekommt die Augen verbunden und wird von dem/der „Programmierer/in“ durch verbale Befehle zu einem bestimmten Ziel gelenkt. Auf diese Weise sollen die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass ein Roboter präzise Befehle benötigt, damit er das macht, was der/die Programmierer/in möchte. Dieser Umstand sollte in einer anschließenden Reflexion mit den Kindern gemeinsam klar herausgestellt werden. Hierbei bietet es sich zudem an, Unterschiede zwischen Befehlen zu thematisieren. Wie unterscheiden sich zum Beispiel „Gehe einen Schritt geradeaus“ und „Gehe geradeaus“ voneinander – was macht der Roboter, nachdem er den einen oder anderen Befehl bekommen hat? In diesem Zusammenhang kann zudem gut der Fachbegriff programmieren eingeführt werden.

Hier finden Sie eine detaillierte Beschreibung dieser Unterrichtssequenz.

Als Einstieg in eine Unterrichtsreihe zum Thema Roboter eignet sich auch die Anfertigung von Zeichnungen. Bei dieser Variante gibt die Lehrkraft das Thema Roboter vor und fordert die Kinder dazu auf, zu zeichnen, was sie sich darunter vorstellen. Anschließend werden die Zeichnungen an die Tafel gehangen und verglichen. Es werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede thematisiert. Auf diese Weise wird das Vorwissen der Kinder deutlich, an das im weiteren Unterrichtsverlauf angeknüpft werden kann. Wird dieser Einstieg gewählt, präsentiert die Lehrkraft im Folgenden den Blue-Bot. An dieser Stelle sollen die Kinder spontan ihre Assoziationen äußern – vor allem im Hinblick auf den Einstieg wird der Blue-Bot wahrscheinlich als Roboter identifiziert. Andernfalls wird er von der Lehrkraft als Beispiel für einen Roboter eingeführt. Nun sollen die Schülerinnen und Schüler den Blue-Bot mit ihren Zeichnungen vergleichen. Dabei wird erneut über Gemeinsamkeiten und Unterschiede gesprochen. Es sollte deutlich werden, dass Roboter ganz verschieden aussehen können.

Als Einführung in die Arbeit mit dem Blue-Bot kann dieser den Schülerinnen und Schülern als stummer Impuls präsentiert werden. Nachdem erste Assoziationen geäußert wurden, fragt die Lehrkraft die Kinder nach ihren Vermutungen, wofür die einzelnen Tasten des Blue-Bots da sind. Wurden die Vermutungen geäußert, legt die Lehrkraft einen Gegenstand in kurzer Entfernung zum Blue-Bot auf den Boden. Die Schülerinnen und Schüler sollen überlegen, wie der Blue-Bot mit Hilfe der Tasten zu dem Gegenstand gesteuert werden könnte. Danach bekommen die Kinder Gelegenheit in Kleingruppen die Funktionsweise des Blue-Bots zu erforschen. Ihre Erkenntnisse sollen sie in selbstgewählter Form festhalten. Als kleine Anmerkung: Kinder erkennen die Funktionen der einzelnen Tasten häufig schneller als man denkt und finden kreative Wege der Ergebnisdarstellung. In einer gemeinsamen Reflexion werden die Erkenntnisse verglichen und besprochen. Dabei können auch weitere Aspekte thematisiert werden, beispielsweise, ob es bei manchen Tasten besonders einfach oder schwierig war ihre Funktion herauszufinden. Die Funktion der einzelnen Tasten sollte abschließend, zum Beispiel auf einem Plakat, festgehalten werden.

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Fächerübergreifend kann den Schülerinnen und Schülern die Aufgabe gestellt werden, herauszufinden, wie weit der Blue-Bot sich jeweils vor oder zurück bewegt, wenn die „vorwärts“- oder „rückwärts“-Taste einmal, zweimal oder dreimal gedrückt wird. Hier sollte den Kindern die Wahl des Lösungsweges sowie der verwendeten Materialien freigestellt werden.

Besonders gewinnbringend ist es, wenn bei der Arbeit mit dem Blue-Bot verschiedene Darstellungsweisen und Aufgabenformate genutzt werden. Diese können den Schülerinnen und Schülern beispielsweise in Form eines Forscherheftes, einer Lerntheke oder ähnlichem dargeboten werden. Folgende grundlegende Aufgabenformate bieten sich an:

Welchen Weg nimmt der Blue-Bot?
Den Kindern wird in Form eines Arbeitsblatts ein Bodenplan vorgegeben, auf dem der Blue-Bot eingezeichnet ist. Dazu wird ein Algorithmus vorgegeben. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Weg einzeichnen, den der Blue-Bot mit dieser Programmierung fährt und den Zielpunkt markieren.

Wie muss der Blue-Bot programmiert werden?
Die Schülerinnen und Schüler bekommen ein Arbeitsblatt, auf dem ein Bodenplan abgebildet ist, der auch in Originalgröße in der Klasse vorhanden ist. Auf dem Arbeitsblatt ist der Blue-Bot auf einem Startfeld eingezeichnet. Zudem ist ein Zielfeld markiert. Die Schülerinnen und Schüler sollen überlegen, wie der Blue-Bot vom Start- zum Zielfeld gesteuert werden kann und die nötigen Befehle in Programmiersprache notieren. Zur Planung können Blue-Bot und Originalbodenplan genutzt werden – zur Überprüfung der Planung sollen sie genutzt werden.

Wie muss der Blue-Bot gesteuert werden?
Die Schülerinnen und Schüler bekommen ein Arbeitsblatt, auf dem ein Bodenplan abgebildet ist. Der Blue-Bot ist auf einem Startfeld eingezeichnet. Zudem ist ein Zielfeld markiert. Die Schülerinnen und Schüler sollen überlegen, wie der Blue-Bot vom Start- zum Zielfeld gesteuert werden kann und die nötigen Befehle in „Menschensprache“ (also in Worten) versprachlichen.

Dolmetschen für den Blue-Bot
Die Schülerinnen und Schüler bekommen ein Arbeitsblatt, auf dem Befehle für den Blue-Bot in „Menschensprache“ stehen und übersetzen diese in Programmiersprache.

Anmerkung: Bei der direkten Programmierung des Blue-Bots ist darauf zu achten, dass die Befehle vor dem Programmieren von den Kindern schriftlich festgehalten werden, da sie am Blue-Bot selbst nach der Eingabe nicht mehr sichtbar sind und nicht nachvollzogen werden können. So werden die Schüler*innenaktivitäten gesichert. Zudem ist es aus kognitiver Sicht auf diese Weise deutlich einfacher nach der Programmierung und Erprobung noch Änderungen/Verbesserungen an dem Algorithmus vorzunehmen.

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Bei der Blue-Bot-Quadrille sollen zwei Blue-Bots so programmiert werden, dass sie sich spiegelbildlich zueinander bewegen. Bei der Durchführung sollte nach der Eingabe der Bewegungsabfolge bei beiden Blue-Bots möglichst gleichzeitig die „GO“-Taste gedrückt werden. Auf diese Weise wird die „Quadrille“ besonders anschaulich und mögliche Fehler können erkannt werden.

Für das Wege-Trio wird ein Weg, den der Blue-Bot auf einem Plan fährt, auf drei unterschiedliche Arten dargestellt. Erstens wird der Weg auf dem Plan eingezeichnet. Zweitens wird die Beschreibung des Weges versprachlicht. Drittens wird die Beschreibung des Weges mit Befehlskärtchen/Symbolen/der Programmierleiste dargestellt. Dies muss für mehrere Wege vorbereitet werden. Anschließend werden die Veranschaulichungen der verschiedenen Wege gemischt.
Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es, immer die drei Darstellungen, die denselben Weg zeigen, einander zuzuordnen.

Haben die Schülerinnen und Schüler bereits mit den Wege-Trios gearbeitet, können sie auch eigene Wege-Trios erstellen. Besonders motivierend ist es, wenn diese anschließend von Mitschüler:innen zusammengefügt werden. 

Anmerkung: Dieser Vorschlag entstand im Rahmen eines Seminars durch eine Gruppe von Studentinnen – Valentina Kendzorra, Nicole Schürkamp und Alexandra Sommer.

Um verschiedene Zugänge zum Programmieren anzusprechen, kann eine Gruppengruppenarbeit angeboten werden, bei der die Schülerinnen und Schüler unterschiedliche Rollen einnehmen. Wichtig hierbei ist, dass es einen großen Bodenplan in der Klasse gibt, da die direkte Anwendung Bestandteil der Gruppenarbeit ist. Die Gruppen, optimalerweise mit je vier Kindern, bekommen Bilder des Bodenplans, auf denen der Blue-Bot mit einer bestimmten Blickrichtung auf einem Startfeld eingefügt und ein Zielfeld markiert ist. Der Blue-Bot soll von diesem Start- zum Zielfeld gesteuert werden.

Kind A schaut sich das Bild mit der Start-Ziel-Vorgabe an und überlegt, wie der Blue-Bot vom Start- zum Zielfeld gesteuert werden kann. Es verfasst eine Weganweisung in „Menschensprache“ (mit Worten).

Kind B schaut sich ebenfalls das Bild mit der Start-Ziel-Vorgabe an und überlegt, wie der Blue-Bot vom Start- zum Zielfeld gesteuert werden kann. Es verfasst jedoch eine Weganweisung in Programmiersprache.

Anmerkung: Kind A und Kind B müssen sich nicht absprechen und nicht den gleichen Weg wählen und beschreiben.

Anschließend liest Kind A Kind C die Weganweisung vor. Kind C antizipiert den Weg des Blue-Bots und nennt das Zielfeld, auf dem dieser landen wird. Dies ist gleichzeitig eine Kontrolle für die Weganweisung von Kind A. Stimmt das Zielfeld nicht, muss die Anweisung von Kind A überprüft werden – gibt es einen Fehler oder hat Kind C sich bei der Vorstellung des zurückgelegten Weges vertan?

Danach darf Kind B den Blue-Bot auf dem vorgegebenen Startfeld des Bodenplans im Klassenzimmer platzieren und heimlich seine Befehlsfolge eingeben. Dies stellt eine Kontrolle für Kind B dar – hat es richtig programmiert, kommt der Blue-Bot am vorgegebenen Zielfeld an. Kind D beobachtet den Weg, den der Blue-Bot zurücklegt, und schreibt die passenden Befehle in Programmiersprache auf. Abschließend vergleichen Kind B und Kind D ihre Anweisungen, was gleichzeitig eine Kontrolle für Kind D darstellt.

Nach einem Durchgang werden die Rollen durchgetauscht, wobei eine neue Start-Ziel-Vorgabe zum Einsatz kommt. Insgesamt sollten vier Durchgänge durchgeführt werden, sodass jedes Kind einmal in jede Rolle schlüpfen kann. Bei Bedarf kann die Komplexität der Vorgaben gesteigert werden, indem zum Beispiel unpassierbare Mauern oder ähnliches eingezeichnet werden.

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Die Schülerinnen und Schüler können eigene Pläne für den Blue-Bot entwerfen und umsetzen. Auch hier bietet sich ein fächerübergreifendes Lernen an. Je nach Leistungsstand können den Kindern dafür bereits vorgefertigte oder zumindest vorgedruckte (noch auszuschneidende) 15cmx15cm Quadrate zur Verfügung gestellt werden. Alternativ können diese auch selbstständig angefertigt werden.
Im Anschluss können eigene Arbeitsaufträge/Geschichten zum eigenen Plan verfasst werden, wobei auch eine mögliche Lösung angegeben werden sollte.
Abschließend können die Kinder ihre Aufgaben untereinander tauschen und bearbeiten.  
Sind Plangröße, Befehlsanzahl und anderes nicht vorgegeben, bietet die Aufgabe ein hohes Potenzial natürlicher Differenzierung, sodass die Schülerinnen und Schüler auf ihrem je eigenen Niveau arbeiten können. Auch ist die Arbeit in verschiedenen Sozialformen wie Einzel-, Partner- und Gruppenarbeit möglich.

Diese Option wird vor allem für Schülerinnen und Schüler ab Klasse 3 empfohlen. Die Kinder lösen sich hier von der symbolischen Darstellung der Befehle durch Pfeile und ersetzen diese durch abstraktere Abkürzungen. Wichtig ist, dass vorab bereits häufig mit Versprachlichungen der Befehle gearbeitet wurde. Die Abkürzungen sollten an den sprachlichen Ausdrücken der Befehle orientiert sein und können von der Lehrperson vorgegeben oder mit der Klasse gemeinsam erarbeitet werden. Für den Pfeil nach oben („vorwärts“) kann beispielshalber die Abkürzung „VW“ (vorwärts), „G“ (geradeaus) oder „NV“ (nach vorne) gewählt werden. Wurden zuvor Plakate, Hefteinträge oder ähnliches zur Bezeichnung und Erklärung der einzelnen Tasten erstellt, ist es sinnvoll diese nun um die Abkürzungen zu ergänzen. Anschließend verfassen die Schülerinnen und Schüler Befehlsfolgen zu vorgegebenen (vom Format her bereits bekannten) Aufgaben unter Nutzung der neu eingeführten Abkürzungen. Anschließend übertragen sie die festgehaltenen Befehle in den Blue-Bot und kontrollieren ihre Lösung. Dabei müssen sie die Abkürzungen auf die entsprechenden Tasten übertragen.
Als Steigerung können hintereinander auszuführende gleiche Befehle in der Notation zusammengefasst werden, damit diese noch effizienter wird. Durch die Frage, wie eine vorgegebene oder bereits erstellte Befehlsfolge kürzer aufgeschrieben werden kann, werden die Schülerinnen und Schüler diese Options wahrscheinlich vorschlagen. Auf diese Weise entwickeln sie eine Kurzschreibweise.