Einstieg in die Welt der Programmierung und künstlichen Intelligenz

Durchführung

Einführung

Die Einführung hat mit einer Kennenlernrunde im Sitzkreis gestartet. Zunächst haben wir, die Studierenden, uns vorgestellt und unsere Vornamen an die Tafel geschrieben. Anschließend haben die Schüler:innen sich nacheinander mit ihrem Namen, ihrer Lieblingsfarbe und ihrem Hobby vorgestellt. Nach dieser Vorstellungsrunde wurde der Ablauf des Projekts vorgestellt, wobei besonders darauf hingewiesen wurde, wie wichtig es ist, mit Schwierigkeiten und Herausforderungen umzugehen. Die Schüler:innen wurden explizit dazu ermutigt, während des Projekts genau darauf zu achten, wie sie mit solchen Situationen umgehen, da dies bei der späteren Reflexion eine wichtige Rolle spielt.

Hinführung

In der nächsten Phase wurden die Schüler:innen in zwei Gruppen eingeteilt: Eine Hälfte beschäftigte sich mit der Tello-Drohne, während die andere den MIIKA-KI kennenlernen sollte.Nach der Gruppeneinteilung sollte sich die gesamte Klasse zunächst mit der App „Lightbot“ vertraut machen und die ersten sechs Level erarbeiten. Dies diente als Einstieg in die Programmierung und das Coding. Nachdem alle die Level eins bis sechs bewältigt hatten, gingen sie in ihre Gruppen. Dabei wurde betont, dass die Schüler:innen sich möglichst eigenständig mit den Aufgabenstellungen auseinandersetzen sollten. Zur Unterstützung wurde für sie ein Buch mit dem Book-Creator erstellt, das alle Aufgabenschritte kleinschrittig erklärte. Zudem sollten sie ihren Lernprozess mit Video und Bildmaterialien festhalten.

Erarbeitung

1. MIIKA KI

In dieser Phase haben sich die Lernenden mit dem MIIKA KI vertraut gemacht. Ihre Aufgabe bestand darin, Rentner:innen in Flensburg sicher vor der Sturmflut zu evakuieren und sie vom Hafen zurück zu ihrem Reisebus am ZOB zu leiten. Die Arbeit mit dem MIIKA KI war in vier Schritte unterteilt: Zuerst setzten sie sich mit der zugehörigen App auseinander, mit der sie den MIIKA steuern konnten.

Anschließend versuchten sie sich an der Programmierung durch die Nutzung der Audio- und Kamerafunktionen. Nachdem sie erfolgreich den MIIKA programmiert hatten, planten sie die Evakuierung und dokumentierten abschließend ihre Ergebnisse im Book-Creator mit Hilfe von Videos und Bildern.

Das Video wurde von den Schüler:innen selbst gefilmt, um es später in der Reflexion zu zeigen:

2. TELLO- DROHNE

Die zweite Gruppe befasst sich in dieser Phase mit der Tello-Drohne. Die Aufgabe basierte darauf, dass eine Person, die von der Flut überrascht wurde, nun festsitzt und von einem Helikopter gerettet werden muss. Die Tello- Drohne stellt diesen Helikopter dar und die Person wird von einer kleinen Spielzeugfigur dargestellt. Nun machen sich die Lernenden mithilfe der Tello App daran, den Weg zu der Figur zu programmieren. Dabei soll die Drohne einmal bei der Figur landen, anschließend wieder abheben und den Weg zurückfliegen. Die einzelnen Befehle können in der App ausgewählt und wie Puzzleteile aneinandergefügt werden (hoch, runter, vorwärts, rückwärts etc.).

Das Video wurde von den Schüler:innen selbst gefilmt, um es später in der Reflexion zu zeigen:

Präsentation mit anschließender Reflexion

Nach Abschluss der Gruppenarbeit versammelten wir uns erneut im Stuhlkreis, um die Ergebnisse zu präsentieren. Jede Gruppe präsentierte ihre Ergebnisse mithilfe des Book-Creators. Während der Präsentation füllte die jeweils andere Gruppe den Reflexionsbogen aus, um konstruktives Feedback zu geben. Anschließend führten wir eine umfassende Reflexion des Projekts durch, wobei wir besonders auf die Herausforderungen eingingen, auf die die Gruppen gestoßen sind, und wie sie damit umgegangen sind. Wir diskutierten die verschiedenen Lösungsansätze und reflektierten gemeinsam über die Lernerfahrungen und Erkenntnisse, die wir während des Projekts gewonnen haben.

Erklärung der benutzen Tools

App Lightbot

Vorab befassen sich alle Schüler:innen mit der Lightbot Hour App und absolvieren die ersten sechs Level. Durch die spielerische Einführung in das Programmieren, verstehen die Schüler:innen die basischen Grundkonzepte des Codings. Die einfachen Puzzle-Levels können die Spieler:innen lösen, indem sie die Spielfigur programmieren, um bestimmte Aufgaben zu erledigen. 

Dabei bietet die App schrittweise Anleitungen, um den Schüler:innen die verschiedenen Programmierelemente vertraut zu machen. Bei fortschreitenden Levels werden die Puzzles immer komplexer, sodass kreativere Lösungen von den Spielenden verlangt werden. Sie müssen demnach Probleme analysieren, Muster erkennen und ihre Coding-Strategien anpassen.  Gänzlich schult das Programmieren in der Lightbot Hour App, die Vorläuferfähigkeiten des Codings, die für die kommenden Aufgaben benötigt werden. 

MIIKA KI

Der MIIKA-KI-Roboter von Kosmos ist ein innovativer Bildungsroboter, der Schüler:innen spielerisch und intuitiv den Einstieg in die Welt der künstlichen Intelligenz (KI) und Programmierung ermöglicht. Der MIIKA-KI-Roboter wird über eine intuitive Softwareoberfläche programmiert, die speziell für pädagogische Zwecke entwickelt wurde. Schüler:innen können den Roboter mit einfachen Befehlen oder über visuelle Programmiersprachen steuern. Der Roboter kann Aufgaben ausführen, auf Umgebungsreize reagieren und sogar einfache Kl-gesteuerte Aktivitäten durchführen. Er kann lernen, sich an verschiedene Szenarien anzupassen und Entscheidungen basierend auf den ihm gegebenen Daten zu treffen. Der MIIKA Roboter wird über eine App gesteuert.

Tello-Drohne

Die Tello-Drohne ist eine kompakte Drohne mit Smartphone-Steuerung und DJI-Stabilitätstechnologie. Sie ermöglicht hochwertige Luftaufnahmen in HD-Qualität, verschiedene Flugmodi und Sicherheitsfunktionen. Besonders relevant ist ihre Einsatzmöglichkeit im Lernsetting, da sie mit der Programmiersprache Scratch programmiert werden kann, um Kindern und Jugendlichen spielerisch die Grundlagen des Programmierens beizubringen. Fortgeschrittene Nutzer können auch Softwareanwendungen über das Tello SDK entwickeln. Die Tello-Drohne fördert somit technisches Verständnis und Fähigkeiten in einem interaktiven Umfeld.

Dies ist die App zur Programmierung der Drohne:

Reflexion

Allgemeine Reflexion

Die Reflexion der letzten Unterrichtseinheit hat wichtige Punkte für zukünftige Verbesserungen aufgezeigt. Insbesondere die Notwendigkeit einer klareren und detaillierteren Anleitung wurde deutlich, um den Schüler:innen eine bessere Orientierung zu ermöglichen. Ebenso haben wir festgestellt, dass die Durchführung von Gruppenarbeiten in getrennten Räumen sinnvoll ist, um Ablenkungen zu minimieren, insbesondere bei der Verwendung lauterer Tools wie der Tello-Drohne. Eine differenziertere Auswahl und Bereitstellung von Materialien wurde ebenfalls als wichtig identifiziert, um den individuellen Lernbedürfnissen besser gerecht zu werden. Zusätzlich wurden erklärende Videos als hilfreiche Ergänzung zur besseren Veranschaulichung der Aufgabenstellungen vorgeschlagen, um den Schüler:innen eine verbesserte Lernerfahrung zu bieten. Diese Erkenntnisse bieten wertvolle Hinweise zur Optimierung kommender Unterrichtseinheiten, um ein effektiveres Lernumfeld für alle Lernenden zu schaffen.

Lightbot Hour Reflexion

Durch die spielerische und interaktive Benutzeroberfläche, bietet die Lightbot Hour App eine spaßige Einführung in die Welt des Programmierens. Die schrittweise Einführung in die Bedingung der App, ermöglicht es komplexe Konzepte des Programmierens in einfache, kindgerechte und verständliche Puzzles umzusetzen. Bei fortschreitenden Levels begannen die Schüler:innen die Auswirkungen ihrer Entscheidungen zu verstehen, wodurch sie kreati, effizient und lösungsorientiert arbeiteten. Sie gewannen ein Verständnis für das zugrunde liegende  Konzept und wurden zum Experimentieren ermutigt, da es zahlreiche Lösungsansätze gibt. 

Miika KI

Die Erfahrung mit Miika KI war nicht zufriedenstellend, insbesondere im schulischen Kontext. Die Anwendung erwies sich als unzuverlässig, da sie ohne klare Steuerung einfach loslief und die Batterie schnell leer wurde. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass Miika KI eine komplexe Technologie ist, die für den Einsatz in der Schule nicht geeignet ist. Diese Erfahrung verdeutlicht die Bedeutung der sorgfältigen Auswahl von Technologien für den Bildungsbereich. Zukünftige Entscheidungen sollten auf zuverlässigen, benutzerfreundlichen und für den schulischen Einsatz geeigneten Lösungen basieren, um effektives Lernen zu fördern.

Tello Drohne

Um die Durchführung möglichst ohne Hindernisse gestalten zu können, wäre es hilfreich, den Lernenden die Drohne und das genaue Vorhaben erst zu zeigen, nachdem sie sich in die Aufgabe eingelesen haben und den Sachverhalt, um den es geht verstanden haben. Es kann sonst schnell dazu führen, dass die Lernenden sehr unruhig werden und nur noch mit der Drohne experimentieren wollen, dabei aber nicht mehr aufnahmefähig für den zu vermittelnden Sachverhalt sind. Ebenso sollte beachtet werden, dass die Drohne in vielen Fällen nicht sehr präzise arbeitet. Um Frust bei den Lernenden zu verhindern, sollte man sie bei missglückten Flugmanövern motivieren, die eingearbeiteten Befehle anzupassen und erklären, dass die Drohne in manchen Fällen ungenau ist.

Didaktische Reserve

Angesichts der umfangreichen Aufgaben und des begrenzten Zeitrahmens war die Schaffung einer didaktischen Reserve unnötig, da die Ergebnisse ohnehin im Book-Creator festgehalten werden sollten, nachdem die Aufgaben erfolgreich durchgeführt wurden. Falls die Aufgaben vorzeitig abgeschlossen waren, bestand die Möglichkeit, sie im Book-Creator weiter auszuarbeiten und zu verfeinern.

Literatur