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Das ist kein Weihnachtsstern! Dieser neue Mini-Computer wird das Lernen in der Grundschule revolutionieren

SAARBRÜCKEN. An deutschen Schulen gibt es in Sachen IT großen Nachholbedarf. Ein neuer Mini-Computer für alle Drittklässler in Deutschland könnte ein guter Anfang sein. Er wird beim nationalen IT-Gipfel in der kommenden Woche für Schlagzeilen sorgen.

Sieht aus wie ein Weihnachtsstern - kann aber mehr. Foto: Calliope gGmbH

Sieht aus wie ein Weihnachtsstern – kann aber mehr. Foto: Calliope gGmbH

Die Eintrittskarte in die digitale Welt passt in eine Kinderhand. Sie ist ein Mini-Computer auf einer Platine, der ein bisschen aussieht wie ein sechseckiger Stern – und wird bald in immer mehr Ranzen von Grundschulkindern zu finden sein. «Calliope mini» heißt das Teil, das Drittklässlern in Deutschland spielerisch beibringen soll, wie IT funktioniert. Und nebenbei Lust aufs Programmieren machen. «Es soll ein alltägliches Tool werden, das man ganz selbstverständlich im Unterricht einsetzt – wie einen Zirkel, sagt der Kölner Unternehmer Stephan Noller, der den Kleinstcomputer mit Mitstreitern in einer gemeinnützigen GmbH entwickelt hat.

„Zugängliche Technik“ für Grundschüler

Beim nationalen IT-Gipfel am 16. und 17. November im Saarland wird «Calliope» erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Neuerung passt da hin, denn der Gipfel mit rund 1000 erwarteten Teilnehmern nimmt in diesem Jahr digitale Bildung in den Fokus. Für Noller, der im Beirat Junge Digitale Wirtschaft des Bundeswirtschaftsministeriums sitzt, ist klar: «Unsere heutigen Schulkinder werden später massiv von IT-Techniken umgeben sein. Je früher sie digitale Inhalte lernen, desto besser.»

Mit «Calliope» sollen die Kinder anders als bei Smartphones und Laptops eine «zugängliche Technik» bekommen. Sie sollen lernen, wie ein Computer aufgebaut ist, wie er funktioniert und wie man Programme erstellt: Ein Tore-Zähler für den Kicker zu Hause, ein Schrittzähler für Sport oder den Bau eines Roboters. «Wir wollen, dass die Kinder sich im Umgang mit dieser Technik souverän fühlen», sagt Noller, der das Board an einer Kölner Grundschule erarbeitet hat.

Es hat 25 rote Lämpchen und zwei programmierbare Buttons, einen Lage- und Bewegungssensor plus Kompass und kann über ein Bluetooth-Modul mit anderen Geräten kommunizieren. Ein kleiner Bildschirm, Lautsprecher und Mikro gehören auch dazu.

Der Mini-Computer wird seit kurzem bereits an zwei Grundschulen im Saarland getestet. Im Februar 2017 soll das Board dann für alle dritten Klassen an der Saar verfügbar sein, kündigt der saarländische Bildungsminister Ulrich Commerçon (SPD) an. Voraussetzung sei, dass die Lehrer vorher Schulungen gemacht haben. Die Produktionskosten eines «Callope mini» liegen zwischen 10 und 15 Euro.

Beim Saarland wird es nicht bleiben, sagt Noller. Es gebe bereits konkrete Vorbereitungen mit Bremen – und Gespräche mit etlichen anderen Bundesländern, darunter auch mehreren großen. «Wir wollen mit der Initiative das Bildungssystem in seiner Breite erreichen. Es soll keines dieser Leuchtturmprojekte werden.»

Schließlich seien alle Kinder betroffen: «Sie werden in 20 Jahren zu großen Teilen neue Berufe lernen müssen.» Er geht davon aus, dass in den nächsten ein bis zwei Jahren der Mini-Computer alle Grundschulen erreicht hat. Weil Digitales so wichtig ist, fordert Noller zudem die Einführung eines neuen Schulfaches: Digitalkunde.

Beim IT-Gipfel fällt auch der Startschuss für das Projekt «SmartSchool» an zwei weiterführenden Schulen im Saarland. «Die Konzepte sehen eine Digitalisierung im kompletten Schulablauf vor», sagt die Beauftragte der Staatskanzlei für Hochschulen, Wissenschaft und Technologie, Susanne Reichrath. Vom digitalen Klassenbuch bis zur digitalen Mensa. Auch die «SmartSchool» solle ein «bundesweites Vorzeigeprojekt» werden, meint sie.

Fünf-Milliarden-Euro-Programm

Um Klassenzimmer digital fit zu machen, hat Bundesbildungsministerin Johanna Wanka (CDU) gerade ein Fünf-Milliarden-Euro-Programm geschnürt: Es soll über einen Zeitraum von fünf Jahre an die rund 40.000 deutschen Schulen fließen, um diese technisch aufzurüsten: Mit Breitband, W-Lan und Geräten.

Digitale Bildung müsse in der Schule beginnen und sich durch das ganze Berufsleben fortsetzen, fordert der Hauptgeschäftsführer des Digitalverbands Bitkom, Bernhard Rohleder. Dafür müsse man an Schulen aber «zunächst das Henne-Ei-Problem lösen». Oft fehlten technische Grundausstattung und Knowhow der Lehrer. Der eine sage: Ich kann nicht unterrichten, weil mir die Technologie fehlt, der andere sage: Die Lehrer wissen gar nicht, wie sie damit umgehen sollen, also kann man sich das sparen.

Rohleder fordert daher, dass in einem ersten Schritt die Technologien «in allen Schulen flächendeckend» ausgerollt werden und dann digitale Kompetenzen standardmäßig in die Lehrerausbildung eingebaut werden. Der Bitkom steht für die digitale Wirtschaft: Der Verein vertritt 2400 Unternehmen mit bundesweit fast einer Million Beschäftigten, die 150 Milliarden Euro im Inland umsetzen. «In 10, 15 oder 20 Jahren wird der Umbau der bislang primär analogen Wirtschaft zu einer digitalen Wirtschaft weitgehend abgeschlossen sein», sagt er. Von Birgit Reichert, dpa

Zum Bericht: Nach Wankas Fünf-Milliarden-Paket: Wirtschaft fordert „nationalen Aktionsplan“ für digitale Bildung

 

Hintergrund: Was der 'Calliope mini' kann

Der Calliope mini bietet nach Herstellerangaben unzählige kreative Möglichkeiten: Von einfachen Experimenten mit Licht und Sound bis zu Konstruktion eines Roboters. Mit wenigen Klicks können Schüler ihre eigenen Programme für den Mini-Computer erstellen und neue Anwendungen erfinden.

Neben 25 roten sowie einer RGB-LED und zwei programmierbaren Buttons enthält die Platine einen kombinierten Lage- und Bewegungssensor sowie einen Kompass und ein Bluetooth-Modul, mit dem Calliope mini mit anderen Geräten kommunizieren kann. Die Platine kann nicht nur mit einem Computer programmiert werden: Per App über das Smartphone können selbst erstellte Programme kabellos auf den Minicomputer übertragen werden.

Lämpchen

Die roten Lämpchen sind sogenannte LEDs, die einzeln angesteuert werden können und
ein 5×5-Raster bilden. Die darunter liegende RGB-LED ermöglicht die Darstellung unzähliger weiterer Farben. Die gelbe Statusleuchte oben links dient als Warnhinweis

Knöpfe

Mit den Knöpfen A (blau) und B (rot) links und rechts von den roten LEDs können Eingaben vorgenommen werden. Wenn man einen Knopf drückt, wird ein Schaltkreis
geschlossen. Die Platine kann erkennen, ob nur einer oder beide Knöpfe gedrückt
werden. Über ein Programm können die Kinder selbst bestimmen, was passiert, wenn
einer oder beide Knöpfe gedrückt werden. Der Knopf RESET ermöglicht das Zurücksetzen des Calliope mini auf einen vorher
definierten Zustand.

Sensoren

Das kombinierte Bauteil unter dem Knopf A enthält einen Kompass, einen
Bewegungssensor und einen Beschleunigungssensor. Mit deren Hilfe kann Calliope mini
erkennen, in welche Richtung und mit welcher Geschwindigkeit es bewegt wird.
Außerdem kann das Gerät Helligkeit und Temperatur messen.

Ecken/Kontakte

Die mit + und – beschrifteten Ecken können so genutzt werden, dass mit Klemmen eine
Batterie entsteht. An die mit P0, P1 und P2 beschrifteten Ecken des Boards können ganz
einfach Sensoren wie Temperaturfühler oder Feuchtigkeitsmesser angeschlossen
werden. Zudem sind P1 und P2 berührungsempfindlich wie ein Touchsceen.

USB

Der USB-Anschluss an der oberen Seite des mini ist die einfachste Möglichkeit, um
eigene Programme zu übertragen. Man muss nur das Board mit einem Micro-USB-Kabel
mit dem Computer verbinden und schon geht’s los! Es muss keine Software auf dem PC
installiert werden, um den mini zu programmieren.

Bluetooth

Über Bluetooth kann die Platine mit einem Smartphone oder Tablet verbunden und
Daten übertragen werden. Außerdem können mehrere minis über Funk Nachrichten
untereinander austauschen.

Grove Anschlüsse

Zwei Grove-Anschlüsse ermöglichen die Erweiterung des minis um zusätzliche Module
wie z.B. Gas-Sensoren, Gewichts-Sensoren oder Chipkarten-Lesegeräte. Der
Grove-Standard ist international anerkannt und es gibt zahlreiche kostengünstige
Erweiterungen dafür.

Lautsprecher & Mikrofon

Mit dem integrierten Lautsprecher kann Musik abgespielt werden oder das Piepsen
eines Weckers, der Startschuss zum Rennen, oder eine Erinnerung zum Gießen der
Blumen ertönen. Mit dem eingebauten Mikrofon können auch eigene Sounds
aufgenommen werden, die dann z.b. bei Berührung wieder abgespielt werden.
Außerdem kann der mini auf Geräusche reagieren und z.b. messen, wie laut geklatscht
wurde.

Motor-Anschluss

Es können zwei Motoren direkt an das Board angeschlossen werden, um z.B. einen
Roboter oder ein Fahrzeug zu bauen.

Prozessor

Der Prozessor in der unteren linken Ecke des mini verbindet alle Funktionen des mini
miteinander.

Calliope Editor & App

Der Calliope Editor sorgt dafür, dass die technischen Möglichkeiten des Boards durch
einfaches zusammenstecken von wenn/dann Aktionen am Computer entwickelt werden
können. Diese Kommandos werden dann auf das Board gespielt, um einzelne
Funktionen und Interaktionen zu steuern. Später soll auch eine entsprechende App für Tablets und Smartphones zur Verfügung stehen.

Weitere Informationen gibt es hier. 

18 Kommentare

  1. man kann mir viel erzählen, aber nicht, dass die produktionskosten dieser platine bei 10-15€ liegt. 2-3€ finde ich schon viel, zumal 100000e davon verkauft werden sollen. abgesehen davon gefällt mir das gerät, wobei ich es eher in der sek i einsetzen würde.

    • Dann erzähle ich auch mal etwas. Die allerbilligsten Microcontroller aus China, teilweise in erbärmlicher Qualität hergestellt, bekomme Sie für ca. 1,50 Euro. Ohne Versand. Da sind weder LEDs noch die ganzen Taster (ok, einer für Reset) noch die Anschlüsse (außer USB – Pfostenleisten darf man selbst anlöten). Für vernünftige Qualität und QA zahlt man ca. einen Euro mehr. Dazu kommt noch der Sensor, wahrscheinlich ein MPU9255, der nochmal 3,50 kostet – mindestens. 50 Cent zahlen Sie für die abweichende Platinenform und die Kontakte an den Seiten. Und nochmal 2,50 Euro für LEDs, Bluetooth, Buzzer und Mikro. Falls ich mich nicht verrechnet habe kommt man damit auf 10 Euro. Und da ist noch kein Cent für die Entwicklung der Platine und der Software (sowohl IDE als auch Firmware) eingepreist.

      Die kleinen Dinger sind schon genial, ob nun so komplett ausgefeilt oder als Arduinos oder, wenn es was schneller sein darf, STM32F1 oder ESP8266. Man hat sofort Ergebnisse, man kann sich kein Betriebssystem zerschießen wie beim Pi, wenn was hakt resettet man und brennt nochmal. In der Grundschule ist das jedoch meiner Meinung nach falsch positioniert, außer sie kapriziert sich auf Hochbegabte. Und auch dann wird es schwierig. So nebenbei haben die Lehrer schlicht keine Zeit, denn jede Sekunde, die für solche Projekte verwandt wird, fehlt beim schlichten Rechnen, Schreiben, Lesen. In der 6 kann es interessant sein – nur haben da die Lehrer auch mehr als genug zu tun, um den Stoff durchzupauken.

  2. Wie oft noch: Es fehlt an Lehrern!!!

    • [Sarkasmus Anfang] Wieso? An der Grundschule unterrichten die Lehrkräfte alles. [Sarkasmus Ende]

    • Die (Lehrer ) fehlen an allen Schulen, aber an Grundschulen besonders. Bei deren Männerquote hat die Gleichstellungsbeauftragtin nämlich so einiges verschlafen

      • Stopp, Gleichstellung ist für Frauen, nicht für Männer! Die waren doch 1000 Jahre lang an der Macht, für die nächsten 1000 sind die Frauen dran.

  3. Das Problem ist doch nicht, dass es solche Plattformen nicht schon gäbe (siehe Raspberry Pi).

    • Sind die für Grundschüler oder Sek I-Schüler geeignet? Ich meine die angestrebte Bedienung, Programmierung und die möglicherweise erforderliche Ausstattung mit Mikrofon, Lautsprecher usw.. Im Vergleich zu Tablets und Laptops sind auch die Raspberry Pis deutlich einfacher zu finanzieren.

      • Naja man kann die Programmiersprache Scratch verwenden. Man kann in Python programmieren usw. Man kann LEDs anschließen. Der Raspberry Pi ist ein vollwertiger Computer (Linux-System), allerdings etwas langasm – Videobearbeitung ist damit sicher nicht möglich.

  4. Ah ja, ich habe gerade mit meinen Viertklässlern ganz andere Probleme. Wir entdecken gerade das gute alte Buch. Ich hab die Klasse neu und verwende lieber die Zeit, dass sie wenigstens einigermaßen lesen (und rechtschreiben) können, wenn sie hier raus gehen. Das oben lernen sie woanders (oder von selbst) auch noch.

    • Das wird halt immer wieder vergessen – die Zeit ist begrenzt. Aber das stört die „Bildungsexperten“ bekanntlich ja wenig.

    • Mooooooment. Sie wollen die Kinder arbeiten lassen? Schule muss doch mit Spaß identifiziert werden, was mit dem Lernen der Rechtschreibung nur schwer gelingt. Unfassbar, dass Sie Ihren Beruf ernst nehmen, ohne auf die x-beliebige Stimmung(sschwankung) reagieren.

    • Bei dem letzten Satz muss ich widersprechen. Die heutigen Sek I-Schüler können ein Smartphone oder ein Tablet bedienen, aber informationstechnisch sind über 95% auf dem Kenntnisstand 0.
      Wie funktioniert ein Roboter? Wie ist ein simples Programm aufgebaut?
      Denken Sie heutzutage doch einmal an die Vorbehalte gegen selbstfahrende Autos! Die meisten haben ein Problem damit, weil sie nicht im Ansatz verstehen, wie das funktioniert. Und das finde ich erschütternd.

      • Natürlich haben die einen Kenntnisstand von 0. Allerdings sind die Inhalte, die sie ansprechen meistens nicht gemeint, wenn von digitalen Kompetenzen die Rede ist.
        Die Vorbehalte gegen selbstfahrende Autos sind anderer Natur. Hier gibt es noch viele große rechtliche Unklarheiten, die geklärt werden müssen. Nehmen wir an, ein selbstfahrendes Auto hat nur noch die Möglichkeit auf einen Lkw aufzufahren, was den Tod des Fahrers nach sich zieht oder nach links auszuweichen und in eine Menschengruppe mit 10 Menschen zu rasen oder nach rechts auszuweichen und auf einen Menschen zu zufahren. Wer gibt den Programmieren das Recht solche Situationen zu entscheiden?

        • Eigentlich weicht das vom Thema ein wenig ab, aber so ein „pathologischer Fall“ wie der geschilderte kommt wie oft vor? Das kann und wird man klären. Und wenn man dagegen setzt, dass die Todenzahlen im Straßenverkehr massiv rückläufig werden, sobald solche Autos serienreif sind und eingesetzt werden, stellt sich so eine Frage nur am Rand.

          Nein, die Vorbehalte sind, dass der (technisch ungebildete) Mensch sich nicht in die Hand der Technik begeben möchte. Er macht das zwar an anderer Stelle bedenkenlos, glaubt aber tatsächlich, dass er ein Fahrzeug besser fahren kann als der Computer. Absurd!

          Wenn man Schüler Legoroboter bauen lässt mit dem Auftrag, auf einem großen Tisch mit Bande fünf Fahrzeug so fahren zu lassen, dass sie weder ein anderes Fahrzeug noch die Bande anfahren, dann funktioniert das auch mit recht wenig Programmieraufwand und Sensoreinsatz. Und dann sieht das Bild der Schüler über solche Autos sicher anders aus.

          Deshalb ist es für das Verständnis der Lebenswelt – und da sind wir beim Thema – wichtig, etwas über Sensoren usw. zu lernen. Und da scheint mir so ein billiger Minicomputer ein sehr geeignetes Hilfsmittel.

  5. X-beliebige Stimmungsschwankungen brauchen Zeit, um sich bewähren zu können. Klappt es nicht gleich, gibt es schon wieder die Nächste. Wir sollen alles gut finden, Hauptsache neu.
    Rechtschreibreform, neue Schreibschrift in der Grundschule, Englisch ab Klasse 1, Lesen durch Schreiben (oder doch nicht???), Jahrgangsmischung, individuelles Lernen, individuelle Tests, Inklusion, Integration, Ausweitung der Zusammenarbeit zwischen Kindergarten und Grundschule, Kompetenzorientierte Lehrpläne, sexuelle Vielfalt???, Fächerverbünde, ach nee ab jetzt gibt es wieder Musik, Kunst, Sachunterricht und Werken anstatt „Mensch, Natur und Kultur,“ Abschaffung der verbindlichen Grundschulempfehlung, Umgang mit PC, Präsentationen – ach so oberstes Ziel im Deutschunterricht: Freude am Lesen und Schreiben, alle Einmaleinsreihen ab jetzt schon in Klasse 2, Schwimmunterricht? ab jetzt nicht mehr, die Hallenbäder schließen,… Gejammere über das, was Kinder nicht mehr können…. und das alles bloß in der Grundschule.

    • Das ist das Dilemma für die Forschung, Politik, Lobby usw., wobei Zeit für mich mindestens 10 Jahre bedeutet, in der kürzeren Grundschule vielleicht auch etwas weniger. Mindestens drei Durchgänge in jedem Jahrgang müssen es aber sein (1. zum Einstieg, 2. zum Überarbeiten, 3. für Feinarbeit, 3. oder 4. für ernsthafte Evaluation). Mit Legislaturperioden oder Abgreifen neuer Forschungsgelder lässt sich das nicht vereinbaren.

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