Roboterbausatz NIBObee

NIBObee Roboter im MINT-Unterricht an Schulen

Idee und Motivation

„Das Lernen verläuft dann am effektivsten, wenn es mit der Herstellung eines Produkts verbunden ist, an dem der Schüler ein persönliches Interesse hat.“ (Seymour Papert - MIT)

MINT Schüler mit NIBObee Roboter

Der Roboterbausatz NIBObee ist ein speziell für Schüler und Studenten entwickelter, in C, C++, Java und Assembler programmierbarer, autonomer Roboter. Der NIBObee hat einen AVR Mikrocontroller von Atmel als „denkende“ Einheit, verschiedene Sensoren zur Wahrnehmung seiner Umgebung und einen integrierten USB-Programmer. Nach dem Zusammenbau kann die Hardware direkt getestet werden, da der Mikrocontroller bereits mit einem Testprogramm geliefert wird. Anschließend kann mit der eigenen Programmierung losgelegt werden.

Wir haben das Ziel, junge Menschen für Technik und Naturwissenschaften zu begeistern. Mit dem Bau eines eigenen mobilen Roboters und der anschließenden Programmierung werden junge Menschen motivierend an viele interessante Themengebiete aus den Bereichen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik herangeführt.

Der Bausatz eignet sich sowohl zum Einsatz an Schulen (Sekundarstufen I+II), Hochschulen und im Rahmen der betrieblichen Ausbildung, als auch für Bildungszentren, Schülerlabore und Ferienkurse.

Arbeitsblätter können von Lehrkräften gerne kostenfrei angefordert werden:
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Lerninhalte

Der Roboter-Bausatz NIBObee ist ein optimales Modell, um vielfältige Fragestellungen aus den MINT-Fächern zu diskutieren:

NIBObee Roboter Parcours auf dem Robocup Event in Magdeburg

  • Elektronische Grundlagen
    • Wie funktioniert Strom?
    • Welche elektronischen Bauteile gibt es?
    • Wie lese ich einen Schaltplan?
  • Elektronische Tricks und Kniffe
    • Warum funktioniert z.B. die Motoransteuerung so und nicht anders?
  • Grundlagen der Informatik
    • Was bewirken logische Operatoren?
  • Mathematische Grundlagen
    • Was sind binäre Zahlen und wofür brauche ich sie?
    • Kann man ausrechnen, wo der Roboter hin fährt?
  • Erlernen der Programmierung
    • Kann der Roboter denken?
    • Wie bringe ich den Roboter dazu, das zu tun, was ich möchte?
  • Mechanische Grundlagen
    • Wieso braucht der Roboter so viele Zahnräder?

Vorteile des NIBObee Roboters als Lerninstrument

Lernen mit dem NIBObee ist interessant, realitätsnah, nachhaltig und macht Spaß:

  • Motivierende Vermittlung von Lerninhalten: Der Roboter NIBObee ist ein konkretes, „anfassbares“ Objekt, das auf menschliche Eingaben „reagiert“. Dieses Verhalten weckt Interesse und Begeisterung bei den Schülern und ermöglicht so eine effiziente und motivierende Vermittlung von Lerninhalten.
  • Nachhaltigkeit: Die niedrigen Anschaffungskosten ermöglichen es, dass jeder Schüler und jede Schülerin Besitzer eines eigenen Roboters wird und den NIBObee nach dem Kurs mit nach Hause nehmen kann. Das Komplettpaket inklusive Online-Compiler und ARDUINO-Anbindung ermöglicht interessierten Schülern, zu Hause an ihren Projekten weiterzuarbeiten. Da jeder Schüler seinen persönlichen Roboter baut und anschließend auch mit seinem eigenen Exemplar arbeitet, wird das gesamte Projekt für die Schüler auch langfristig interessant.
  • Förderung von Teamarbeit: Beim Zusammenbau der Roboter helfen die Schüler sich erfahrungsgemäß sehr gerne und ohne Aufforderung des Lehrers gegenseitig weiter. Die Erfolge dieser Teamarbeit motivieren wiederum die ganze Gruppe. Die Arbeitsatmosphäre wird positiv beeinflusst und der Lernerfolg steigt.
  • Industrienahe Nachwuchsförderung: Die Schüler bauen den Roboter von Grund an auf. Sie lernen, wie aus elektronischen und mechanischen Einzelteilen ein funktionierendes Gesamtsystem wird. Der Lerneffekt ist hierdurch größtmöglich, da sich wirklich jeder Schüler mit allen einzelnen Komponenten beschäftigen muss. Die Programmierung erfolgt relitätsnah, so dass insbesondere die Industrie von einer effizienten Nachwuchsförderung profitiert.

Konzept

Phase 1 - Bauen & löten: Jeder Schüler baut unter Anleitung seinen eigenen Roboter zusammen und nimmt diesen in Betrieb. Der Lehrer / Kursleiter hilft beim Verständnis der einzelnen Komponenten und des Gesamtsystems.

Phase 2 - Programmieren lernen: Es werden erste Experimente durchgeführt und der Schüler lernt die Umgebung zur Programmierung kennen. Im Anschluss werden die Schüler mit einem Programmier-Tutorial einfach und unkompliziert Schritt für Schritt an die eigene Programmierung herangeführt.

Phase 3 - Präsentieren & experimentieren: Die Schüler präsentieren ihre Ergebnisse in Form eines Wettbewerbs, als Elterntag in der Schule oder im Rahmen ähnlicher Veranstaltungen. Nach dem Kurs nimmt jeder Schüler die gesamte Plattform mit nach Hause und kann direkt weiter experimentieren. Fragen und Ideen können dann online im ↷ Roboter.CC-Forum diskutiert werden.

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