Robots-Blog | eXperiBot Explorer: Ein Lernroboter, der Lernende zum Verstehen anregt, statt zum Raten

Wer schon einmal einen Linienfolger programmiert hat, kennt das Prinzip: Man gibt einen Schwellenwert ins Programm ein, lässt den Roboter starten, beobachtet, wie er über die Linie fährt, verändert die Zahl und lässt ihn erneut starten. Nach einiger Zeit passt das Ergebnis. Warum es schließlich passt, weiß am Ende jedoch oft niemand so genau.

Genau hier setzt der eXperiBot Explorer an: Er macht sichtbar, was sonst im Verborgenen bleibt, und macht so aus dem Ausprobieren ein Verstehen.

Der eXperiBot Explorer von Cornelsen Experimenta richtet sich an Schülerinnen und Schüler ab Klasse 5. Der Lernroboter ist modular aufgebaut und besteht aus wenigen Modulen: Powerbrain, Motor, Multisensoren und Cube. Im Handumdrehen lassen sich die Module miteinander verbinden und flexibel kombinieren.

Programmiert wird mit der eXperiBot Blockly App. Diese ist kostenlos für Windows, macOS, iOS und Android verfügbar. Ist eine Installation auf den verwendeten Geräten nicht möglich, arbeitet man stattdessen im Browser mit der Web-App – und ist dabei nicht dauerhaft auf eine Verbindung angewiesen: Die Lerneinheiten werden heruntergeladen und lassen sich anschließend auch offline bearbeiten. Für die Arbeit mit der App ist keine Anmeldung notwendig. Es werden weder persönliche Konten noch Benutzerprofile angelegt.

Ablesen statt raten

Die App zeigt Sensorwerte in Echtzeit an, auch wenn kein Programm ausgeführt wird. Das Powerbrain sowie jedes angeschlossene Modul liefern eigene Messwerte – von der Beschleunigung über den Winkel eines Pivot-Moduls bis hin zur Farbe, die der Multisensor gerade erkennt.

Dies kehrt die übliche Reihenfolge der Arbeitsschritte um. Der Roboter wird über den Untergrund geschoben, die Werte werden beobachtet und anschließend wird programmiert. So wird sichtbar, was der Sensor tatsächlich misst, noch bevor daraus ein Programm entsteht. 

Das Nachrichtenprotokoll verfolgt denselben Ansatz. Über den Block „Text – gib aus“ lassen sich Statusmeldungen und Variablenwerte zur Laufzeit ausgeben. Wenn etwas schiefgeht, erscheint eine Fehlermeldung mit dem Python-Fehlertyp, einer Beschreibung und der Zeilennummer – bezogen auf den Code, den die Blöcke erzeugen. So ist sofort ersichtlich, an welcher Stelle die Suche beginnen muss.

Den Python-Code kann man sich neben der Blockansicht anzeigen lassen, gedacht als Übergang in den Informatikunterricht höherer Klassen. 

Stecksystem ohne Werkzeug

Die Bauteile werden ohne Werkzeug zusammengesteckt, und fast jede Würfelseite lässt sich andocken.

Je nach Aufbau wandert der Multisensor an den eXperiBot: Beim Linienfolger nach unten, beim Ausweichen nach vorn. Er liefert Licht-, Farb-, Abstands- und Gyro-Werte. Mit den Zusatzmodulen Pivot, Twister und Grabber wird aus dem Fahrzeug ein greifender oder schwenkender Aufbau. Die Verbindung zur App erfolgt über Bluetooth, kabellos und ohne zusätzliche Einrichtung.

Blockly ohne Maus

Das jüngste Update bringt eine Neuerung im Bereich der Barrierefreiheit: Der Block-Editor lässt sich nun vollständig über die Tastatur bedienen. Dadurch können auch Schülerinnen und Schüler mitarbeiten, für die die Bedienung per Maus keine Option ist – eine Funktion, die Drag-and-drop-Oberflächen bislang selten bieten. Ebenfalls neu: Inhaltsupdates für Lerneinheiten erfolgen automatisch, sobald eine Verbindung besteht. So bleibt der Offline-Bestand ohne weiteres Zutun aktuell.

Jeder in seinem Tempo

Die Programmieraufgaben stehen in der App als Lerneinheiten zur Verfügung und führen Schritt für Schritt durch die Aufgaben. An den Stellen, an denen erfahrungsgemäß Schwierigkeiten auftreten, gibt es Tipps und Hinweise. Wer schnell vorankommt, arbeitet weiter; wer mehr Zeit benötigt, erhält die nächste Hilfestellung, ohne auf die Klasse oder die Lehrkraft warten zu müssen.

Für den Unterricht verändert sich die Rolle der Lehrkraft deutlich. Statt jeden Zwischenschritt für alle gleichzeitig anzusagen, geht die Lehrkraft durch die Gruppen und unterstützt dort, wo wirklich jemand nicht weiterkommt.

Unterstützt wird dies durch die drei aufeinander aufbauenden Lernstufen, die steuern, wie viele und wie komplex die Blöcke überhaupt sichtbar sind. Seit dem Update lässt sich die Lernstufe auch direkt bei einer einzelnen Aufgabe wählen. Differenzierung bedeutet hier also nicht, drei Arbeitsblätter vorzubereiten.

Was dazugehört

Neben den geführten Lerneinheiten gibt es Einheiten zum selbstständigen Arbeiten sowie einen freien Modus zum eigenen Programmieren. Für Lehrkräfte steht ein Unterrichtsplaner zur Verfügung, der Lernziele, Vorkenntnisse, Lehrplanbezüge, Differenzierungshinweise und praktische Tipps enthält.

Die App ist derzeit in drei Sprachen verfügbar: Deutsch, Englisch und Ukrainisch.

Der Explorer wird in einem Koffer mit Schaumstoffeinlage geliefert, in der jedes Modul seinen festen Platz hat. Dadurch ist vor und nach der Stunde auf einen Blick erkennbar, ob alles vollständig ist. Wer über den Einzelroboter hinausgehen möchte, findet im eXperiBot Smart Team vier kooperierende Roboter in den Szenarien Smart Factory, Smart Recycling und Smart Farming, bei denen ohne Absprache in der Gruppe nichts funktioniert.

Mehr erfahren? Weitere Informationen findet man hier: eXperiBot – Der Lernroboter von Cornelsen