Gütesiegel Realschule Calberlah

“Da Robotik immer leistungsfähiger und billiger wird, […] ist es für uns wichtig unsere Schüler:innen auf eine digitalisierte Welt und die Mensch-Roboter-Kollaboration vorzubereiten. Außerdem macht es auch verdammt viel Spaß!”

Steffen Jauch, Lehrer Calberlah
Ein Putzroboter, konzipiert von Schülern der Realschule Calberlah
Unser Schulkonzept

Zunächst sollten die Roboter nur in Informatik und Technik der Klassenstufe 9. und 10 eingesetzt werden. Dies wurde aber schon sehr schnell obsolet, als wir feststellten, welche Möglichkeiten Roboter bieten, den Unterricht anschaulich und praxisnah zu gestalten. Deswegen nutzen wir die Roboter in allen Jahrgängen von 5. -10. in ganz unterschiedlicher Weise:

  • Programmierung und Technik – Informatik/ Profil Technik Klasse 9. & 10.
  • Experimentier-Roboter – MINT-Unterricht Klasse 7. – 10.
  • Kreatives gestalten & Maschinen-Kunst – Kunst Klasse 9.
  • Strukturiertes Arbeiten & Zerlegen in Einzelaufgaben – BO-Coaching Klasse 8.
  • Motivieren für MINT-Themen – Robotik-AG Klasse 5. -9.
  • Teleoperation im Astronautentraining – MissionX – Train like an Astronaut Klasse 4. & 8.
  • Grundlagen der Programmierung – Kooperationsprojekt mit Grundschule Calberlah Klasse 4

Dies wollen wir noch stärker ausbauen und die sozialen Vor-/ Rück-/ Seitkopplungen ovn Robotik in die nicht-MINT-Fächer einbauen. Die Assistenz von Robotern spielt in der Pflege eine wachsende Rolle, weshalb es in das Profil Gesundheit & Soziales integriert werden wird. Im Fach Wirtschaft und Profil-Wirtschaft wird eine Lerneinheit zur Kosten-/Nutzen-/Leistungsrechnung von MRK gestaltet, um Robotik aus dieser Perspektive zu bewerten. In den GSW-Fächern erfolgt in Klasse 8 die Bedeutung von Robotern für die weitere Entwicklung der Fertigung und Berufe (Industrie 4.0) im Kontext bzw. als Gegenwartsbezug zur Industrialisierung im 19 Jh.

Darstellung von Einsatzszenarien

In der Realschule Calberlah wird „Begreifen“ wörtlich genommen. Um den SchülerInnen einen ganzheitlichen Zugang zu kollaborierenden Robotern zu ermöglichen, greifen wir auf unsere Erfahrungen mit den vorhandenen Robotersystemen zurück. Exemplarisch stellen wir dies am Beispiel des Profil Technik Klasse 10. dar:
Alle SchülerInnen haben bereits in Klasse 9. die Grundlagen des Programmierens und des Steuerns und Regelns erlernt. Gruppenteilig wird zunächst ein einfacher arduino-basierter Roboterarm (Tinkerkit Braccio) zusammengebaut. Dabei lernen sie die Bestandteile, grundsätzlichen Aufbau, Aktoren und Sensoren eines Roboterarms kennen. Diese Roboterarme werden anschließend per GUI und C++ für einfache Aufgaben programmiert. Im nächsten Schritt arbeiten die SchülerInnen mit dem Dobot Magician Desktoproboter, um die besonderen Programmierlogik, die Orientierung im Raum und Unterschied zwischen Task- und Jointspace einzuüben. Von diesem Kompetenzniveau ausgehend erfolgt eine Demonstration des kollaborierenden Roboterarms und die gemeinsame Erarbeitung einer Idee für eine Mensch-Roboter-Kollaboration. Dies könnte z.B. die „Produktion“ von Werbemittel für den Tag der offenen Tür, Sortierung der zurückgegebenen Schulbücher oder der Bau von Produkten aus Legosteinen sein, die die Fähigkeiten von Mensch und Roboter(n) gleichermaßen braucht. Gemeinsam wird dieses Projekt in einzelne Aufgaben zerlegt, per KOMPI MRK-Potentialanalyse bewertet und in Teilprojekte zerlegt. Die SchülerInnen arbeiten dann als Projektgruppe an ihrem Teilprojekt. Dies beinhaltet auch notwendige Montagevorrichtungen oder Greifwerkzeuge per CAD zu konstruieren und per 3D-Druck oder klassisch per Handwerk herzustellen. Hierbei kommt es auch zur Kooperation mit den Betrieben in der Samtgemeinde, da nur diese mit den SchülerInnen Fräsen, Drehen und ggf. Schweißen dürfen. Innerhalb dieser Projektarbeit werden die einzelnen Gruppen nacheinander am kollaborierenden Roboter in den Grundlagen geschult. Durch diesen Kniff umgehen die Kapazitätsbeschränkung, die auf Grund der wenigen kollaborierenden Robotersysteme besteht. Falls es notwendig wird Objekterkennung oder KI zu entwickeln, erfolgt dies mit geeigneten SchülerInnen des WPK Informatik.
Am Ende des Projektes setzen wir die Teillösungen zu einer Komplettlösung zusammen und die SchülerInnen werden Teil des Arbeitsprozesses mit den kollaborierenden Robotern, wie es später im Berufsleben der Fall sein könnte. Bei anderen SchülerInnen-Gruppen erfolgt eine an das Alter, Vorkenntnisse und Ziel der MRK-Einheit angepasste Didaktik.

Wir sind Multiplikatoren weil, …

…wir sowohl in Kooperation mit dem Grundschule Calberlah, als auch mit den Auszubildenden der Betriebe der Samtgemeinde eng zusammenarbeiten, um das Thema Robotik für alle Altersgruppen erlebbar zu machen. Zudem gestalten wir Deutschlandweit Fortbildungen für KollegInnen, teilen unser Schulungs- und Unterrichtsmaterial unter CC-BY und stehen in einem engen Austausch mit einem breiten Netzwerk aus Forschungseinrichtungen, wie DLR & Ostfalia Hochschule, Stiftungen, wie NiedersachsenMetall, Verbänden, wie dem VDI, und engagierten KollegInnen überall in der Welt!

Robotik unterrichten wir weil, …

…unsere Schule im Zulieferer-Gürtel eines international agierenden Automobilbauers liegt, indem Robotik in vielen Facetten schon heute zum Alltag gehört. Eine Berufsorientierung unserer SchülerInnen am Puls der Zeit und an den Bedürfnissen der Ausbildungsbetriebe ausgerichtet, ist eines unserer Leitziele. Da Robotik immer leistungsfähiger und billiger wird, wird die Mehrheit der zukünftigen Berufe in irgendeiner Form mit Robotik interagieren. Exoskelette zur Entlastung körperlich schwerer Arbeit, Mensch-Roboter-Kollaboration bei der Montage, Wartung und Programmierung von Robotersystemen u.ä. werden zunehmend in den Berufsalltag auch kleiner und mittelständischer Unternehmen Einzug finden. Daher ist es für uns wichtig unsere SchülerInnen auf eine digitalisierte Welt und die Mensch-Roboter-Kollaboration vorzubereiten. Außerdem macht es auch verdammt viel Spaß!

Kontakt

Realschule Calberlah
Schulstr. 3
38547 Calberlah

www.rs-calberlah.de

E-Mail: info@rs-calberlah.de