Awakening MINTress: Frühkindliche Bildung mit Robotern

In den Bereichen Robotik und Informatik stehen dem Potenzial frühkindlicher Bildung mangelhafte strukturelle Angebote in Kindergärten gegenüber. Dieses Finanzierungsdefizit hat weitreichende Folgen, da es häufig zu einer Verzögerung der Auseinandersetzung mit MINT-Themen führt und dadurch letztendlich den Zugang zu zukünftigen Bildungs- und Karrieremöglichkeiten beeinträchtigt. Das Projekt „MINTresse waken“ basiert auf dem Einsatz von Robotern in der frühkindlichen Bildung und in Kindergärten. Ein interdisziplinäres Team verbindet Frühpädagogik mit Informatik- und Robotik-Expertise, um Kindern Informatik und Robotik spielerisch zu vermitteln und frühzeitig Interesse an MINT-Themen zu wecken.

Die Förderung der frühkindlichen Entwicklung erfordert institutionelle Ressourcen, Materialien sowie Wissen und Fähigkeiten hochwertige MINT-Projekte umsetzen zu können und Probleme zu lösen mit Kompetenz und Motivation. Ohne tiefe MINT-Ausbildung, fundierte Bildung, finanzielle und personelle Ressourcen mangelt es an Werkzeugen, um spannende und kindgerechte Projekte zu gestalten und durchzuführen. Die Herausforderung bei der Gestaltung des MINT-Angebots kann sich daher nicht auf die Ausstattung von Kindergärten und Schulen beschränken, sondern vielmehr Qualifikations- und Kompetenzkomponenten erweitert: Fachkräfte aus Industrie und Forschung, die in der Regel über die erforderlichen technischen Fachkenntnisse verfügen, verfügen häufig über keine pädagogischen Qualifikationen. Im Gegensatz dazu verfügen pädagogische Fachkräfte im frühpädagogischen Bereich tendenziell über weniger Ausbildung und technische Fähigkeiten.

MINT-Fächer mit Robotern erwecken

Unser interdisziplinäres Projektteam „MINTresse waken“ besteht aus Pädagogen zweier Kindergärten in Rheinland-Pfalz: Kindergarten Rassemäffchen und Kindergarten Mackenbach, sowie Fachexperten des Fraunhofer-Instituts für Experimentelles Software Engineering. Die Zusammensetzung der Gruppe umfasst frühkindliche Pädagogik Spezialisierung auf Informatik und Robotik kombiniert, um auch komplexe Inhalte abzudecken basierend auf den Bedürfnissen zu übermitteln Unterstützt wurde das Team von der IT-Abteilung der RPTU in Kaiserslautern, die die Hardware für den Betrieb des Workshops bereitstellte.

Auf den Spuren der Ozobot-Roboter

Im Workshop lernten die Kinder die Grundlagen der Robotik und Informatik. Die Umsetzung erfolgte mithilfe von Ozobots, kleinen Robotern der Firma Evollve, die für den Lern- und pädagogischen Einsatz konzipiert sind. Sie verfügen über eine Differentialscheibe, Farbsensoren und können Linien selbstständig verfolgen. Kinder können Roboter durch Farbmuster und Linien sehen das Programm und so ihr Verhalten entsprechend ändern. Jeder Workshop ist auf eine Dauer von etwa 30 Minuten ausgelegt, wobei die Projektgruppen auf Alter und Schwerpunkt zugeschnitten sind.

Die Arbeit erfolgt in kleinen Gruppen von 3-4 Kindern, die jeweils von einer Fachkraft betreut werden. Jeder Lauf beginnt an einem Tisch mit Stiften und Zeichenpapier. Kinder sprechen über ihre Vorstellungen von Robotern, deren Aussehen und möglichen Einsatzgebieten. Anschließend zeichnen die Kinder ihre Idee eines Roboters, der als Eisbrecher für die weitere Gruppenarbeit dient.

Erstkontakt und Programmierung von Robotern mit Farben

Nach der ersten Einführung erfolgt der erste Kontakt mit dem Lernroboter. Das Aussehen von Ozobots unterscheidet sich oft stark von dem, was Kinder sich vorstellen. In dieser Phase lernen Sie die wichtigsten Funktionen von Ozobots kennen, z vernünftig, kein Schauspieler Und Arithmetische Einheiten. Kinder lernen, dass der Roboter eine Maschine ist, dass sie ohne Augen sehen und wie er sich in der Umgebung bewegt. Sie entdecken, dass er es ist folgt den farbigen Linien und verstehen, warum einige gezeichnete Linien bekannt sind und andere schlecht funktionieren.

Im nächsten Schritt lernen die Kinder, wie Roboter mithilfe von Farben programmiert werden können und experimentieren, wie sie mithilfe von Farbcodes das Fahrverhalten beeinflussen können. Beispielsweise wird die Geschwindigkeit über die Farbfolge oder Codes über die Rotation und damit die Navigation des Roboters gesteuert. Am Ende des Workshops reflektieren die Kinder das Gelernte und sprechen darüber, wie sich ihr Verständnis von Robotern verändert hat und welche Aspekte ihnen gefallen haben.

Beitrag zur Nachwuchsförderung im MINT-Bereich

Aufgrund des erheblichen Fachkräftemangels in MINT-Berufen ist eine frühkindliche Förderung im Kindergartenalter unerlässlich. Mit dem Projekt „MINTresse waken“ werden durch das Wecken der Begeisterung junger Menschen für Technik und Naturwissenschaften gleich zu Beginn die Grundlagen für eine nachhaltige Berufsorientierung in diesen Zukunftsfeldern geschaffen. Dies ist der richtige Zeitpunkt, den Kindern mitzuteilen, womit sie es zu tun haben Technologie und Digitalisierung Er kann in Zukunft alles tun. Die spielerische Einführung von Robotik in Kindergärten weckt Begeisterung Neugier und Kreativitätfördert Fähigkeiten zur Problemlösung und es verstärkt das Vertrauen von Kindern Grundschulbildungsinitiativen sind unerlässlich, um junge Talente für MINT-Berufe zu gewinnen, aber auch Innovationskraft und die langfristige Wettbewerbsfähigkeit unserer Gesellschaft sicherzustellen.

Unser Projekt „Awakening MINTresse“ konzentriert sich auf frühe Programmierschritte und -erfolge und schafft damit einen Präzedenzfall in diesem Bereich. Informatik eins Logisches Denken – Ob und wann Beziehungen aufgebaut werden, diese zu beobachten und Regeln abzuleiten, gelingt mit ein paar Jahren Lebenserfahrung problemlos. Bei einigen Kindern kann dies während des Workshops passieren das Talent entdecken Der Bewusstsein für das Problem sowie eine logische Herangehensweise an Lösungen sind Anhaltspunkte. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Kinder Aufgaben spielerisch und sehr direkt lösen.

Lernrobotik angepasst an die Zielgruppe

durch Zusammensetzung interdisziplinärer Teams Kinder haben die Möglichkeit, spielerisch etwas über Miniaturroboter zu lernen. Besonderes Augenmerk wird auf die Themen gelegt kinderfreundlich und es daher mit Unterstützung zu übermitteln kein sinnloses Spiel es passiert mit der Technologie. Besonders geeignet sind Miniaturroboter, da sie alle wesentlichen Aspekte des Rechnens vereinen und Kinder gleichzeitig anfassen und begreifen können. Dadurch werden abstrakte Konzepte verständlich. Spielerische Interaktion fördert die natürliche Neugier und die Lust am Entdecken. Zu den Lernzielen gehört es, zu zeigen, dass Roboter Maschinen sind, die ihre Umgebung über Sensoren kennen, mit Aktoren agieren und gleichzeitig Computer sind, die programmiert werden müssen. Das spielerische Kennenlernen kann in strukturierte Übungseinheiten unterteilt und je nach Komplexität mit einem Lernziel verknüpft werden.