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Bee-Bots sind kleine programmierbare Roboter, die speziell für die frühe Bildung entwickelt wurden. Sie wurden entworfen, um Grundschülern grundlegende Konzepte der Informatik und des Programmierens näherzubringen. Bee-Bots sind in der Regel kleine, bienenähnliche Roboter, die über einfache Tasten auf ihrem Rücken programmiert werden können.

Diese Roboter werden in Schulen und Kindergärten eingesetzt, um Kinder spielerisch an grundlegende Programmierkonzepte heranzuführen. Durch das Programmieren von Schritten und Richtungen für den Bee-Bot lernen die Kinder grundlegende algorithmische Denkweisen und räumliches Verständnis.

Die Bedienung der Bee-Bots ist oft sehr einfach, was es auch jüngeren Kindern ermöglicht, die Grundlagen des Programmierens zu erfassen. Bee-Bots sind somit eine unterhaltsame und effektive Möglichkeit, die Grundlagen der Informatik und des Programmierens in den Bildungsbereich einzuführen.

1. Programmierung: Bee-Bots können durch einfache Tasten auf ihrem Rücken programmiert werden. Diese Tasten repräsentieren grundlegende Schritte oder Bewegungen. Kinder können eine Sequenz von Schritten programmieren, indem sie die Tasten in der gewünschten Reihenfolge drücken.

2. Ausführung der Befehle: Nachdem die Bee-Bots programmiert wurden, führen sie die angegebenen Schritte in der programmierten Reihenfolge aus. Dies erfolgt in der physischen Umgebung, sodass Kinder ein räumliches Verständnis für die Bewegung des Roboters entwickeln können.

3. Sensorik: Bee-Bots sind mit Sensoren ausgestattet, die Kollisionen erkennen können. Wenn der Bee-Bot auf ein Hindernis trifft, stoppt er automatisch die Ausführung des Programms und signalisiert, dass eine Anpassung erforderlich ist.

4. Lernziele: Der Hauptzweck von Bee-Bots ist es, grundlegende Konzepte des Programmierens, der Sequenzierung und der Problemlösung zu vermitteln. Kinder lernen dabei auch mathematische und räumliche Konzepte, da sie die Bewegung des Roboters im physischen Raum planen.

(Wiener Bildungsserver, n.d.)

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Die Kärtchen mit der Größe 10cm x 10cm können am Raster aufgelegt werden. Der BeeBot wird platziert und muss nun zur Schatzkiste gelangen. Dabei können Hindernisse, wie das Haus, der Baum, der See aufgelegt werden, die der BeeBot umfahren muss.

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Nun folgen verschiedene Lernangebote zum Thema "Raumorientierung".

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Räumliches Vorstellungsvermögen ist ein zentraler Faktor der menschlichen Intelligenz, denn wir Menschen leben in einer räumlichen Welt, in der man nur zurechtkommt, wenn man gelernt hat, diese auch zu deuten. Die Kompetenzen sprechen davon, Objekte wahrzunehmen, sie zu unterscheiden und sich diese auch einprägen zu können. Weiters können Objekte mental im Kopf vorgestellt, gedreht, auseinandergenommen, zusammengesetzt oder anders manipuliert werden (=Kopfgeometrie). Das räumliche Vorstellungsvermögen wird unter anderem in drei Teilbereiche gegliedert – räumliche Beziehungen (=Objekte erfassen, Beziehung erkennen, voneinander unterscheiden), räumliche Visualisierung (=räumliche Bewegungen vorstellen) und räumliche Orientierung (=eigene Person in der räumlichen Situation platzieren) (Leuders & Philipp, 2022).

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In der Gestaltung eines effektiven Lernumfelds für Schülerinnen und Schüler der Grundstufe 1, die sich mit der Raumwahrnehmung mithilfe von BeeBots auseinandersetzen, spielen strukturelle Rahmenbedingungen eine zentrale Rolle. Hierbei ist die Organisation in kleinen Lerngruppen von essenzieller Bedeutung, um eine individuelle Betreuung zu gewährleisten und sicherzustellen, dass alle Schülerinnen und Schüler aktiv am Lernprozess teilnehmen können.

Die Integration von (BeeBots-)Arbeitsstationen im Klassenzimmer ist ein weiterer wesentlicher Aspekt. Diese Stationen sollten mit ausreichend BeeBots, Programmiermatten und zusätzlichen Aufgabenblättern ausgestattet sein, um den Schülerinnen und Schülern einen direkten Zugang zu den Lernmaterialien zu ermöglichen.

Eine strukturierte Einführung seitens der Lehrkraft in die Grundprinzipien der Raumwahrnehmung und die Bedienung der BeeBots schafft eine solide Grundlage für das eigenständige Arbeiten der Schülerinnen und Schüler. Wird ein Exkurs ins "Programmieren" geschlagen, eignet sich der Einstieg mit dem Bilderbuch "Ada Lovelace" hervorragend.

Um den verschiedenen Lernbedürfnissen gerecht zu werden, sollten differenzierte Materialien bereitgestellt werden. Dies umfasst sowohl unterschiedliche Schwierigkeitsgrade der Programmieraufgaben als auch unterstützende visuelle Hilfsmittel. Gleichzeitig ist eine integrierte Fehleranalyse wichtig, damit die Schülerinnen und Schüler aus ihren Fehlern lernen und ihre Programmierfähigkeiten verbessern können.

Flexibilität im Zeitmanagement ermöglicht es den Lehrkräften, den Unterrichtsverlauf an die Bedürfnisse der Klasse anzupassen und ausreichend Zeit für vertiefende Aktivitäten einzuplanen. Eine integrative Lernumgebung, die BeeBots als Teil eines breiteren Lehrplans integriert, fördert die Verknüpfung von Raumwahrnehmung mit anderen Fächern und trägt so zu einem ganzheitlichen Verständnis bei.

Insgesamt schaffen diese strukturellen Rahmenbedingungen ein unterstützendes Umfeld, das den Schülerinnen und Schülern ermöglicht, aktiv und motiviert an ihrer Raumwahrnehmung (mit BeeBots) zu arbeiten.

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… das Verständnis für Raumbegriffe (vor, zurück, rechts, links, oben, unten, neben, zwischen,…) stärken.

… selbstständig Richtungsanweisungen erteilen und befolgen.

… einer Wegbeschreibung folgen.

… Karten zeichnen und Wege auf einer Karte einzeichnen.

… die grundlegenden Funktionen der Bee-Bots und den Nutzen von Programmierung erlangen.

… erkennen, dass jeder Mensch programmieren lernen kann.

… logische Reihenfolgen bilden.

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Einstieg in die generelle Thematik des Programmierens durch das Bilderbuch über Ada Lovelece, die die Programmiersprache erfunden hat.

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Die gestaltete Lernumgebung hat das Ziel, den Schülerinnen und Schülern einen freien und eigenverantwortlichen Bildungsprozess zu ermöglichen. Hierfür werden diverse Lern- und Arbeitsmöglichkeiten bereitgestellt, die die Kinder dazu motivieren sollen, sich aktiv mit dem vorbereiteten Material auseinanderzusetzen. Die Förderung der Konzentration auf die Inhalte erfordert das harmonische Zusammenspiel unterschiedlicher Einflussfaktoren. Die bereitgestellten Materialien müssen auf die Bedürfnisse der Kinder zugeschnitten sein und sie bei ihrer selbstständigen Arbeit unterstützen. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass das Material verschiedene Interessen berücksichtigt und für alle Schülerinnen und Schüler verständlich organisiert ist. Eine klare Struktur, begrenzte Mengen und ästhetische Gestaltung sind dabei wichtig, um die Schülerinnen und Schüler nicht zu überfordern.

Die Lehrperson tritt in den Hintergrund und agiert vor allem als Unterstützung während der selbstständigen Arbeit der Kinder. Zu den Aufgaben der Lehrperson in dieser vorbereiteten Lernumgebung zählen vor allem die Vorbereitung und Organisation, die Begleitung des Lernprozesses sowie das Gewährleisten einer ungestörten Arbeitsumgebung für alle Schülerinnen und Schüler (Reis & Hoyer, 2023).

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Beim Arbeiten mit Bee-Bots eignen sich die Bee-Bot-Matten. Sind diese nicht vorhanden, kann am Boden ein Raster mit der passenden Kästchengröße von 10x10cm aufgeklebt werden.

Zu erwähnen sich auch die Blue-Boots. Sie sind eine Weiterentwicklung der Bee-Bots und schon häufig im Besitzt an Grundschulen. Der einzige Unterschied liegt daran, dass sie eine Bluetooth-Verbindung ermöglichen. Die Befehle unterscheiden sich nicht.

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Abbildung 1: Rasterfeld Bee-Bot von Annika Rainer

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Informatische Bildung

Prinzipien, Konzepte & Methoden erklären und hinterfragen

Sinnvolle Nutzung von Informations- & Kommunikationstechnologien erlernen

Medienbildung

Kreativer Umgang mit Medientechnologien

Verstärkte Teilnahme an der Weiterentwicklung

Mathematik

Kompetenzbereich Ebene und Raum

einfache Lagebeziehungen und Richtungsangaben zur Orientierung und Beschreibung nutzen

(Lehrplan Neu, 2023)

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Bildungsbereich Informations- & Kommunikationstechnologien

Informations- und Kommunikationstechnologien (digitale Medien) bestimmen den Alltag von Erwachsenen und Kindern und sind zu einem wichtigen Mittel gesellschaftlicher Partizipation geworden. Eine zeitgemäße elementare Bildung umfasst daher auch die Förderung kindlicher Medienkompetenz. Diese befähigt Kinder, unterschiedliche Medien zunehmend selbstgesteuert und kritisch zu nutzen. Die kreative Gestaltung von Medien sowie mit Medien ermöglicht es darüber hinaus, sich auszudrücken und eigene Produkte zu schaffen (Bildungsrahmenplan, 2009).

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-----Ideen für eine aktive Umsetzung-----

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-----Ideen für eine aktive Umsetzung-----

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Abbildung 1: Rasterfeld Bee-Bot (Privates Fotos von Annika Rainer)

Abbildung 2: Pro-Bot Bodenmatte (betzold, n.d.)

Abbildung 3: Lernangebote Grundschule (Element5 Digital, 2017)

Abbildung 4: Additionsaufgabe Bee-Bot von Annika Rainer

Abbildung 5: Buchstaben fahren (Milchrahm, 2021)

Abbildung 6: Von-Über-Zum (Privates Foto von Annika Rainer)

Abbildung 7: Frage-Antwort Spiel (Privates Foto von Annika Rainer)

Abbildung 8: Würfelbauten nach Montessori (Montessori Lernwelt, n.d.)

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... zur Wahl des inhaltlichen Schwerpunkts

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... zur Wahl des inhaltlichen Schwerpunkts

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Die Nutzung des Lernroboters kann inhaltlich in zwei Schwerpunkte unterteilt werden. Erstens steht die Wissensvermittlung mit dem Roboter im Mittelpunkt. Hierbei wird der Roboter als Werkzeug zur Förderung von sprachlicher Kompetenz eingesetzt. Transparente Matten und Bildkarten ermöglichen die Vermittlung und Vertiefung verschiedener Themen aus dem Jahreskreis mithilfe des Bee-Bots.

Zweitens erfolgt die Wissensvermittlung über den Roboter selbst. Zu Beginn steht das Kennenlernen des Bee-Bots und seiner Funktionen im Fokus. Diese Kenntnisse bilden die Grundlage für weitere Aktivitäten mit dem Roboter. Auch in späteren, komplexeren Aufgabenstellungen kann der Bee-Bot selbst sowie dessen Programmierung im Mittelpunkt stehen (Deutsch, Cap, Waculik, & Pollak, 2018).

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Unter der Anleitung des/der PädagogIn erkunden die Kinder die Funktionen des Roboters in Kleingruppen. Die Teilnahme an Kleingruppenangeboten wird insbesondere zu Beginn und beim Einstieg in neue Themenschwerpunkte empfohlen (Deutsch, Cap, Waculik, & Pollak, 2018).

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Über, unter, rechts, links, ... die ersten Begriffe von Raumlage können Kinder mit diesem Material handelnd erfahren. Holzfiguren können in verschiedenen räumlichen Beziehungen angeordnet werden. Allein oder in Partnerarbeit, nach einer der gedruckten Vorlagen oder mündlichen Anweisungen.
Jeweils 2 Spielpläne (32 x 22 cm), 18 farbige Vorlagekarten (19 x 13 cm) mit 6 Vorlagenhaltern, verschiedene bunte Holzfiguren und Anleitung.

Topologie 1: 10 farbige Holzfiguren: Häuser, Bäume, schlafende und stehende Hunde.

Topologie Ergänzungssortiment: 28 bunte Holzteile und 2 Spielpläne

Erfahren Sie mehr über die Reihe

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Über, unter, rechts, links, ... die ersten Begriffe von Raumlage können Kinder mit diesem Material handelnd erfahren. Holzfiguren können in verschiedenen räumlichen Beziehungen angeordnet werden. Allein oder in Partnerarbeit, nach einer der gedruckten Vorlagen oder mündlichen Anweisungen. Jeweils 2 Spielpläne (32 x 22 cm), 18 farbige Vorlagekarten (19 x 13 cm) mit 6 Vorlagenhaltern, verschiedene bunte Holzfiguren und Anleitung.

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Zusätzlich besteht die Option, den Lernroboter als frei zugängliches Material anzubieten. Hierbei können die Kinder eigenständig oder in Partnerarbeit entweder frei experimentieren oder vorgegebene Aufgaben mithilfe der Parcoursvorlagen bearbeiten (Deutsch, Cap, Waculik, & Pollak, 2018).

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Ganzheitlichkeit:

"Der Lernroboter kann nicht nur zum Fahren auf den Matten, sondern auch im Freispiel und zum kreativen Gestalten eingesetzt werden. So kann eine Landschaft oder Verkleidung für den Roboter gebastelt oder mit ihm gezeichnet werden" (Deutsch, Cap, Waculik, & Pollak, 2018, S. 9).

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Visuelle Unterstützung:

"Um die Befehlskette nachvollziehbar zu machen, empfiehlt es sich die Befehle mit ausgedruckten Befehlskärtchen zu visualisieren. Dies hilft den Kindern dabei den Weg vorauszuplanen und die Übersicht zu behalten" (Deutsch, Cap, Waculik, & Pollak, 2018, S. 9).

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Von einzelnen Befehlen zur Befehlskette:

"Zu Beginn wird mit einzelnen Befehlen gearbeitet um das Ziel zu erreichen. Nach und nach werden Befehlsfolgen aus mehreren Schritten programmiert. Langfristiges Ziel ist es, dass die Kinder den gesamten Weg voraus- planen und auf einmal eingeben" (Deutsch, Cap, Waculik, & Pollak, 2018, S. 9).

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BMBWF. (2. Jänner 2023). Lehrplan der Volksschule. Wien.

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Weg planen und mit dem Roboter überprüfen:

"Auf der Matte werden vorab das Start- und das Zielfeld gekennzeichnet. Diese können z.B. durch Start-Ziel-Bildkarten visualisiert werden. Im Anschluss wird der Weg geplant, programmiert und mit dem Roboter überprüft" (Deutsch, Cap, Waculik, & Pollak, 2018, S. 9).

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Deutsch, A., Cap, B., Waculik, T., & Pollak, L. (2018). Bee-Bot - Grundlagen & Methoden für Kindergarten & Volksschule. Wien: Wiener Bildungsserver.

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Leuders, J., & Philipp, K. (2022). Mathematik – Didaktik für die Grundschule (6. Aufl.). Cornelsen.

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Reis, O. & Hoyer, I. (2023). Lernumgebung / vorbereiteter Klassenraum

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Modul für das letzte Jahr in elementaren Bildungseinrichtungen

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Modul für das letzte Jahr in elementaren Bildungseinrichtungen

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Natur & Technik

Fähigkeiten, vor allem aus dem Wahrnehmungsbereich, stellen eine wichtige Voraussetzung für mathema- tische Operationen dar: visuelle und auditive Wahrnehmung, Auge-Hand-Koordination, Figur-Grund-Diffe- renzierung, Raum-Lage-Wahrnehmung sowie Speicherfähigkeit des Gedächtnisses.81 Kinder im Jahr vor dem Schuleintritt können Objekte nach mehreren Kategorien ordnen und klassifizieren, Vorgänge gedanklich umkehren sowie Lage oder Form von Objekten in der Vorstellung verändern.

Lernen, ob allein oder in der Gruppe, wird häufig durch den Einsatz von Medien begleitet. Insbesondere Informations- und Kommunikationstechnologien (digitale Medien) gewinnen für den Wissenserwerb zu- nehmend an Bedeutung. Daher beeinflusst die Kompetenz zum reflektierten Umgang mit Medien sowohl individuelle als auch kooperative Lernprozesse. Die Medienkompetenz bedarf daher im Zusammenhang mit dem Erwerb lernmethodischer Kompetenz ebenfalls gezielter Förderung. Medienkompetente Kinder können unter anderem Medien sinnvoll und zielführend zum Zweck des Lernens einsetzen.

(Charlotte Bühler Institut, 2010)

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Abbildung 8: Würfelbauten nach Montessori

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Das Material der Würfelbauten nach Montessori eignet sich hervorragend um an den Fähigkeiten der Raumvorstellung, Raumwahrnehmung, Raumorientierung und räumlicher Orientierung zu arbeiten.

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BMBWF. (2020). Bundesländerübergreifender BildungsRahmenPlan für elementare Bildungseinrichtungen in Österreich. Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Forschung.

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Charlotte Bühler Institut. (2010). Modul für das letzte Jahr in elementaren Bildungseinrichtungen. Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend.

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-) Sprüche

-) Bodypercussion

-) Befehle folgen

...z.B.: "Rechte Hand auf die linke Schulter legen"; "Stelle dich VOR den Tisch."; etc.

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Als Vorübung zum Programmieren mit Bee-Bots trainieren die SuS die Befehle gemeinsam mit einem Partnerkind. Ein Kind nimmt die Rolle des Roboters ein, das andere Kind ist der Programmierer/ die Programmiererin.

1. Der Programmierer/ die Programmiererin gibt dem Kind zuerst verbal Befehle, die das Kind direkt ausführt.

2. Danach folgt das taktile Befehle geben. Dabei werden vorab ausgemacht, welche Berührung für welchen Befehl steht. Das "Roboter-Kind" führt die Befehle direkt aus.

3. Als letzte Schwierigkeitsstufe werden verbale oder taktile Befehlsketten gegeben, die sich das "Roboter-Kind" merken muss und erst anschließend ausführt.

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Zu zweit teilen sich die SuS wieder Rollen zu: Kind 1 übernimmt die Rolle der "Fledermaus" (=blindes Tier) und Kind 2 nimmt die Rolle "Eule" (=gut sehendes Tier) ein.

Die Fledermaus verbindet sich die Augen und wird irgendwo im Raum (Klassenzimmer, Aula, Turnsaal) hingeführt. Dort wird das Kind einige Male im Kreis gedreht. Nun führt die Eule die Fledermaus von diesem Punkt zu einem anderen Punkt (=Ziel). Anschließend wird der gleiche Weg zum Ausgangspunkt wieder zurück gegangen. Die blinde Fledermaus muss sich den Weg und das Ziel merken. Am Ausgangspunkt angekommen, darf die Fledermaus die Augen öffnen und aus dem Gedächtnis heraus den Weg zum Ziel wiederfinden.

In weiterer Folge werden die Rollen gewechselt.

Variationen:

Hindernisse am Weg einbauen

Bewegungsaufgaben einbauen (z.B.: "Jetzt müssen wir uns ducken.")

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Am Rasterfeld wird eine Start- und Zielmarkierung aufgelegt (z.B.: Bienenstock und Blume; Schatztruhe; etc.). Der Bee-Bot wird aufs Startfeld gestellt, die Befehle werden korrekt gegeben und er fährt zum Zielfeld.

Variationen:

Finde den kürzesten Weg zum Ziel

Hindernisse am Raster auflegen, die umfahren werden müssen

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Das X markiert die Stelle an der sich der Schatz befindet. Die Biene zeigt den Start an. Die Kinder sollen nun den BeeBot auf die Matte stellen, dort wo er auf der Karte eingezeichnet ist und in Partnerarbeit zum Schatz fahren. Ein Kind hat die Karte und sagt den Weg an und das andere programmiert den BeeBot oder fährt mit dem Finger auf einer leeren Karte mit, wenn keine BeeBots zur Verfügung stehen.

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Am Hunderterfeld werden Additions- und Subtraktionsaufgaben gegeben, die der Bee-Bot korrekt ausführen darf.

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Es gibt Auftragskärtchen mit unterschiedlichen Aufgaben, die SuS zuerst im Kopf überlegen und anschließend mit dem Bee-Bot überprüfen. Genaueres Siehe im PDF.

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Entlang eines vorgezeichneten Buchstabens oder einer Zahl wird der Bee-Bot programmiert, sodass dieser die Linie auch genau nachfährt.

Variation:

Ohne Linien - Somit selbst überlegen, wie der Buchstabe/die Zahl aussieht und mit einem Stift hinten versehen, der den Weg dann zeichnet.

nur Feldnamen gegeben und SuS müssen überlegen und ausprobieren, welcher Buchstabe/ welche Zahl sich dahinter versteckt

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Jedes Rasterfeld ist mit Koordinaten/Feldnamen beschriftet, z.B.: Feld A1, A2, ...

Die Aufgabenkärtchen bestimmen nun, VON welchem Feld der Bee-Bot startet, ÜBER welches Feld er fahren muss und wo der Zielpunkt (ZUM) liegt.

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Beitrag/Literatur "Biene auf B5" von Ladel u. John

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Beitrag/Literatur "Biene auf B5" von Ladel u. John

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Bee-Bot Einführungshinweise und Arbeitsblätter mit Aufgaben

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Bee-Bot Einführungshinweise und Arbeitsblätter mit Aufgaben

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Passend zu einem momentanen Unterrichtsthema - siehe Bild Thema "Steiermark" - wurden entsprechend der richtigen Rastergröße pro Kästchen eine Frage und Antwort geschrieben.

z.B.: Start-Feld "Wie heißt die Landeshauptstadt der Steiermark?" - SuS suchen das passende Feld mit der richtigen Antwort und programmieren Bee-Bot dort hin. Nun steht dort die nächste Frage. Wurden alle Fragen richtig beantwortet, dann fährt der Bee-Bot ins Ziel.

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Wiener Bildungsserver. (n.d.). LehrerInnen Web. Von Bee-Bot: https://lehrerweb.wien/praxis/robotik-coding/roboter/bee-bot abgerufen

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Die Schüler:innen bekommen Straßenkarten, Autos mit einer Büroklammer auf der Rückseite und einen Magneten. Danach sollen sie unterschiedliche Richtungsaufgaben und Navigationsaufgaben lösen. Dies kann auch fächerübergreifend mit dem Unterrichtsgegenstand "Englisch" eingesetzt werden (directions).