MINT-Förderung durch Roberta

Details
Kategorie: Seiteninhalte
Zugriffe: 13603
MINT-Ansprechpartner:
Frau Jung (jung.s@marienschule-limburg.de)
Frau Dr. Stange (stange.s@marienschule-limburg.de)

MINT-Wettbewerbsbeauftragte:
Frau Fredl (fredl.m@marienschule-limburg.de)

 
roberta15
Die Situation
 
Trotz aller inzwischen erreichten Verbesserungen der Förderung von Mädchen in den Bereichen Naturwissenschaften – Technik – Informatik ist ein entscheidender Durchbruch noch nicht gelungen. Noch immer stehen Mädchen der Wahl von Leistungskursen im naturwissenschaftlichen Bereich - mit Ausnahme der Biologie – mehrheitlich skeptisch gegenüber, ein Verhalten, das sich auch bei der späteren Berufsfindung fortsetzt. So ist der Frauenanteil sowohl in den Studiengängen der Natur- und Ingenieurwissenschaften als auch in Mathematik und Informatik noch sehr gering.
Bedenkt man außerdem die seit längerer Zeit bekannte Tatsache, dass in Deutschland jährlich etwa 20.000 Ingenieurinnen und Ingenieure fehlen, dann ist es auch aus gesellschaftspolitischen Gesichtspunkten notwendig, junge Frauen für diese Bereiche zu motivieren.
 
Ergebnisse der Geschlechterforschung (Genderforschung)
 
Die Genderforschung beschäftigt sich vorwiegend mit den sozial und kulturell geprägten Geschlechterrollen von Frauen und Männern und der daraus resultierenden Motivationslage auch im Hinblick auf den Bereich Naturwissenschaften und Technik. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass solche Geschlechterrollen zumindest teilweise erlernt und damit partiell veränderbar sind. Weiterhin förderte die Genderforschung einige Ergebnisse zutage, die unmittelbare Relevanz für das pädagogische Handeln an der Marienschule besitzen und unterrichtliche Konsequenzen erfordern:
  • Mädchen haben oft unterentwickeltes Selbstvertrauen in ihre technischen Fähigkeiten.
  • Mädchen reagieren besonders empfindlich auf fehlende Anerkennung im naturwissenschaftlich – technischen Bereich.
  • Mädchen ziehen sich im naturwissenschaftlich – technischen Problemstellungen eher zurück als Jungen.
  • Die Weckung naturwissenschaftlichen Interesses bei Mädchen muss vor der Pubertät erfolgen. Spätere Versuche zur Förderung des Interesses an Mathematik, Naturwissenschaften und Technik sind nur mit großen Einschränkungen erfolgreich.
 
Schlussfolgerungen für die Marienschule
 
Unser Ziel ist es, unsere Schülerinnen zu ermutigen, sich mit Technik und Informatik zu beschäftigen. Da dies aufgrund der Lehrpläne im Physik- und Chemieunterricht nur eingeschränkt möglich ist, haben wir uns für die Einführung des Systems
„Roberta – Lernen mit Robotern“ des Fraunhofer Institutes in St. Augustin entschlossen.
 
Das Roberta System enthält die folgenden Bestandteile:
 
  • Zentraleinheit mit Computer/Notebook
  • Antriebs- und Steuerungsmotoren
  • Mechanische Bausteine
    (Räder, Getriebe, etc.)
  • Verschiedene Sensoren
    (Licht, Ton, Druck, Ultraschall etc.)
 
Mit diesen Bestandteilen erlaubt das Roberta System vielfache praktische und informationstechnische Aktivitäten
 
roberta03
Mechanischer Bau eines Roboters
 
IMG_7189
Kreative Elemente beim Schmücken der Robertas und bei der Programmierung
 
Roberta1
Die aktive Steuerung von Robotern mittels einfacher Befehle
 
roberta10
Eine Steuerung mit höheren Programmiersprachen
 
roberta11
Eine Steuerung mit höheren Programmiersprachen
 
roberta16
Die Vernetzung mehrerer Robertas
 
Leitlinien der Kursgestaltung
 
roberta14
 
Unter Berücksichtigung wesentlicher Ergebnisse der Genderforschung möchten wir bei der Kursgestaltung Interesse und Selbstbewusstsein unserer Schülerinnen im technischen Bereich unterstützen und bestärken.
 
2010RobertaSchnuppertag044
 
Durch eine eigens entwickelte spezifische Methodik wird auch die Kommunikation, Kreativität und das eigenverantwortliches Arbeiten gefördert.
Eine sachbezogene Motivation trägt dazu bei, sich mit einem praktischen Problem auseinanderzusetzen und dabei das Vertrauen zu entwickeln, bei der Lösung erfolgreich sein zu können.
 
roberta06
 
Mit dem Entwurf, dem Bau und der Programmierung von Robotern mit altersgerechten Programmiersprachen vermitteln wir unseren Schülerinnen viele Wissenselemente, die für ein Verständnis technologischer Probleme hilfreich sind und verschaffen ihnen einen elementaren Zugang zu den ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik, Elektronik und Informatik. Sie machen die Erfahrung, dass Technik Spaß machen kann und müssen ohne künstliche Motivation problemorientiert und fächerübergreifend arbeiten bis hin zur Lektüre von englischsprachigen Betriebsanleitungen und Programmierbefehlen. Der Handlungsablauf bei der Lösung komplexer Fragestellungen erfordert die typischen Entwicklungszyklen: Idee – Umsetzung – Erprobung.
 
roberta05
 
Dies kann schon aus rein praktischen Gründen nur durch intensive Interaktion in Gruppen erfolgen, wodurch die typische ingenieurwissenschaftliche Arbeitsweise in einem Entwicklungsteam simuliert wird.
Da zusätzlich eine Dokumentation und Präsentation der Arbeitsergebnisse erfolgt, leistet die Arbeit mit Roberta einen entscheidenden Beitrag zur methodischen Kompetenz unserer Schülerinnen.
 
Roberta Kurse an der Marienschule
 
Da die Roberta Praxis nur schwer in den klassischen Unterricht zu implementieren ist, setzen wir auf Freiwilligkeit.
Es werden die folgenden Kurse angeboten:
  • Schnupperkurse in Klasse 6: „Roberta sucht Freundinnen“
    Schülerinnen der Jahrgangsstufen 6 können sich zu den Samstags - Schnupperkursen anmelden.
    Aufgrund der technischen Möglichkeiten können 14 Schülerinnen pro Kurs teilnehmen.
    Der Kurs wird ca. 6 Stunden dauern und endet mit einer kleinen Präsentation für die Eltern.
  • Arbeitsgemeinschaft ab Klasse 7: „Roberta Club“
    Schülerinnen, die den Schnupperkurs besucht haben, können am „Roberta – Club“, einer Arbeitsgemeinschaft,
    die am AG Nachmittag (Mittwoch) stattfindet, teilnehmen. Besonders geeignet ist diese Arbeitsgemeinschaft für Schülerinnen, die im Wahlunterrricht der Jahrgangsstufen 8 und 9 einen anderen Kurs, z.B. das Erlernen einer 3. Fremdsprache planen. Im Rahmen dieser jahrgangsübergreifenden Arbeitsgemeinschaft ist auch die Teilnahme an Wettbewerben geplant
    .
  • Wahlunterricht Klassen 8 und 9: „Informatik - Robotik“
    Der Schwerpunkt dieses Wahlunterrichtes liegt im Bereich Programmstrukturen und Programmiersprachen mit denen Robertas gesteuert werden können.
  • Grundkurse Informatik in der Sekundarstufe II
    Der Einsatz von Roberta dient vorwiegend zur Planung und informationstechnischen Realisierung von Problemen, wobei auch höhere Programmiersprachen erlernt und verwendet werden.
 
roberta12
 
Das Roberta Projekt wurde unter Verwendung der Materialien des Fraunhofer Instituts für intelligente Analyse- und Informationssysteme in St. Augustin von Dr. Frank Bäumlisberger und Dr. Hans Paul Breunig für die Marienschule entwickelt. Auch die Gewinnung von Sponsoren , ohne die dieses Vorhaben nicht realisierbar gewesen wäre, hatten beide übernommen.Die inhaltliche Gestaltung und die Koordination der Roberta Kurse liegen in der Hand von Dr. Frank Bäumlisberger und Herrn Dominik Schamböck. Bei der Durchführung werden sie von mehreren Kolleginnen und Kollegen unterstützt, die sich zur Zeit in die Materie einarbeiten.
 
Roberta2
 
Roberta4
 
Die Schulung von Schülerinnen ab  Klasse 9 durch das Fraunhofer Institut, die besonders bei den Schnupperkursen der Kursleiterin oder dem Kursleiter unterstützend zur Seite stehen.
Dr. Bäumlisberger hat die angeschafften „Robertas“ auch schon im Informatik Grundkurs der Jahrgangsstufe 11 eingesetzt  und hat im 2. Halbjahr mit der Arbeitsgemeinschaft „Roberta Club“ begonnen, an der 14 Schülerinnen ab der Jahrgangsstufe 9 teilnehmen.
In der Regel finden aufgrund der Wahl der Schülerinnen in den Jahrgangsstufen 8 und 9 jeweils zwei Kurse „Informatik – Robotik“ im Wahlunterricht statt.
Auch das Interesse an den Schnupperkursen bei den Schülerinnen und Schülern sowie bei der Elternschaft ist sehr groß.
Die Realisierung unseres Konzeptes "Technikförderung durch Roberta" wurden von einigen Firmen und Organisationen großzügig unterstützt. Hier finden Sie eine Liste unserer Sponsoren .
 
Bericht über eine Exkursion.
Bericht über die Ausbildung der Kursassistentinnen
Bericht über die Roberta Schnupperkurse
Bericht über den MINT - Wettbewerb des Landes Hessen 2009
Bericht über die Teilnahme an der "World Robotic Olympiade"
 
Text und Fotos: Dr. Hans Paul Breunig
 
 
Kontakt: Dr. Frank Bäumlisberger, Dominik Schamböck
Email: informatik@marienschule-limburg.de
Telefon: 06431 - 201 250