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LEGO® Mindstorms® im Unterricht

Obwohl die Marke LEGO normalerweise für Spielzeug steht, bietet der Bausatz von LEGO Mindstorms EV3 auch für den Unterricht – insbesondere im Bereich Medien und Informatik – eine Menge mehr. Für die Arbeit mit dem EV3 muss ein Roboter-Bausatz vorhanden sein und die dazugehörige EV3-Software für Mac, Windows und Android.

Was beinhaltet ein LEGO-Mindstorms-EV3-Baukasten?

Der LEGO-Mindstorms-EV3-Kasten enthält nebst dem EV3-Stein, drei Motoren und verschiedenen LEGO-Technik-Bauteilen unter anderem folgende Sensoren:

  • Ultraschallsensor zur Abstandsmessung zu anderen Objekten oder Hindernissen.
  • Infrarotsensor zur Abstandsmessung zu anderen Objekten oder Hindernissen.
  • Berührungssensor zur Detektion von Berührungen an der Vorderseite des Sensors.
  • Farbsensor zur Erkennung von Farben und Helligkeit. Er kann auch selbst Licht erzeugen und dessen Reflexion messen.
  • Kreiselsensor (Gyrosensor) kann Drehbewegungen und Drehwinkel messen.
  • Motorumdrehungssensor misst Umdrehungen des Motors.

Bei den verschiedenen im Handel vorkommenden Modellen ist unbedingt zu beachten, dass nicht alle Sensoren in allen Versionen enthalten sind. Ultraschallsensor und Infrarotsensor können jedoch dieselben Aufgaben übernehmen.

Warum ist der LEGO-Mindstorms-EV3-Baukasten für den Unterricht interessant?

In ihrem Umfeld treffen die Jugendlichen immer wieder auf Roboter. In Filmen wie WALL·E oder Star Wars übernehmen sie sogar vermenschlichte Rollen, im eigenen Garten eher «einfachere» Arbeiten. Sie werden in der Lebenswelt der Jugendlichen als normal erkannt.

Der LEGO-Mindstorms-EV3 bietet den Jugendlichen einen sehr einfachen Zugang, weil er keine tiefen Vorkenntnisse im Programmieren voraussetzt. Die Software ist leistungsfähig, einfach anzuwenden und kann als gutes Werkzeug für die erste Einführung ins Programmieren dienen.

Bei der Arbeit mit dem LEGO-Mindstorms-EV3 erhalten die Jugendlichen schnell eine Rückmeldung. Wenn das geplante (programmierte) vom Roboter umgesetzt wird, hat man alles richtig gemacht. Wenn er Befehle nicht ausführt, muss man im Programm den Fehler finden. Zwischen Programm und Ausführung muss das Programm nur mit einem Verbindungskabel zwischen EV3 und Software übertragen werden, was meist innerhalb weniger Sekunden erledigt ist.

Die Lernenden können sich durch das grosse Angebot an Online-Materialien auch selbstständig im Netz um Hilfe bemühen.

Durch Wettbewerbe wie die World Robot Olympiad können Lehrpersonen jährlich auf knifflige Herausforderungen zurückgreifen und diese in den eigenen Unterricht einbauen.

Woher kommen Ideen und Hilfen zur Arbeit mit dem LEGO-Mindstorms-EV3-Baukasten?

Die Ideen für den Kurs LEGO Mindstorms an unserer Schule kommen hauptsächlich aus dem Buch Programmieren Lernen mit EV3 von Therry Griffin und der offiziellen Webseite von LEGO zum Thema Robotik: https://education.lego.com/. Im Buch werden die Software, der Aufbau und das Programmieren des EV3 thematisiert. Es wird detailliert auf alle Motoren, Sensoren und ihre Möglichkeiten eingegangen. Die Webseite bietet Unterrichtseinheiten zum Herunterladen und Durchführen an.

Besonderer Einsatz im Unterricht:

Mithilfe des Bausatzes der First Lego League (FFL) konnten die Lernenden in Kleingruppen einzelne Aufgaben erledigen und in kleinerem Rahmen selbst gegeneinander antreten. Die Aufgaben dazu sind in diesem Video erklärt: FLL Hydro Dynamics.

Marco Fäh, Klassenlehrer und iScout an der Sekundarschule Erlen

(Bilder: Fotos von Marco Fäh)

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