Das Projekt Roberta plus hat zum Ziel, gendersensiblen Informatikunterricht im Bereich Robotik in Zyklus 2 und 3 in der ganzen Deutschschweiz zugänglich werden. Das Projekt umfasst folgende Elemente: «Roberta-Workshops» an Schulen von pädagogisch-didaktisch geschultem Personal durchgeführt, «Roberta-Schulungen» für Lehrpersonen, Austausche mit Wirtschaftspartner*innen für relevante Unterrichtsbeispiele aus dem echten Leben sowie sorgfältige Evaluation und Weiterentwicklung des Angebots. Das Projekt basiert auf langjährigen empirischen Erfahrungen in edukativer, gendersensibler Robotik. Es bezweckt, ein schweizweit einsetzbares Unterrichtsangebot zu entwickeln, mit geschultem Personal durchzuführen und dessen Wirksamkeit zu evaluieren. Die Inhalte orientieren sich am Lehrplan 21 und fokussieren auf Kompetenzen, die in Zeiten der Digitalisierung wichtig sind.
Angebot und Organisation:
Finanzielle Unterstützung:
Informationen
Ausgangslage
Roboter und die damit verbundenen Themen wie Technik, Programmieren, Mensch – Maschine, Arbeitsentwicklung und künstliche Intelligenz halten immer mehr Einzug in unseren Alltag und in unsere Gesellschaft. Roboter erfüllen dabei Funktionen in diversen Arbeitsbereichen, insbesondere, wenn die Arbeit monoton, anstrengend oder gefährlich ist. Diese Entwicklung soll von Schülerinnen und Schülern aktiv verfolgt, kritisch hinterfragt und – im Sinne der Wissenschaft der Informatik – verstanden werden. Beim Lernen mit Robotern können nebst Kompetenzen in der Informatik auch solche in anderen Fachgebieten, wie z. B. der Technik, Mathematik, den Naturwissenschaften oder der Wirtschaft, und überfachliche Kompetenzen erworben werden.
Der Computer, als digitales Medium oder Arbeitswerkzeug genutzt, gehört inzwischen zum täglichen Leben. Die anwendungsorientierte Nutzung der Informatiksysteme setzt aber nicht zwingend voraus, dass diese in ihrer Funktions- und Wirkungsweise verstanden werden. Es bedarf daher einer Bereitstellung von Lernerfahrungen im Bereich der Digitalisierung in drei verschiedenen Perspektiven: der technologischen, der gesellschaftlich-kulturellen und der anwendungsbezogenen Perspektive. Um diese Punkte für alle Schülerinnen und Schüler zugänglich zu machen, müssen Lernumgebungen auf unterschiedliche Lehr- und Lernvoraussetzungen angepasst werden.
Mit Einführung des Lehrplans 21 in der Deutschschweiz findet die MINT-Bildung, vor allem im Rahmen des Modullehrplans Medien und Informatik, einen verankerten Stellenwert in der Bildung auf Volksschulebene. Diese Neuerungen – insbesondere auf der Kindergarten- und Primarstufe – setzen allerdings voraus, dass Lehrpersonen sich in den geforderten Kompetenzen selbst weiterbilden. Entsprechende Angebote in der Aus- und Weiterbildung sind notwendig, um Lehrpersonen auf dem Weg des Kompetenzerwerbs fachwissenschaftlich und fachdidaktisch zu unterstützen.
Angebot für Schulklassen
Inhalte, Methoden und Werkzeuge
Die Roberta-Workshops als evidenzbasierte, gendersensible Lernumgebung sollen das Interesse von Schüler*innen an Technik und Informatik wecken und fördern. Die Kinder erleben, wie sie mit der nötigen Beharrlichkeit ein technisches Projekt realisieren können. In Roberta-Workshops lernen die Schüler*innen, Roboter selbst zu programmieren. Sie lernen, die Roboter mit Hilfe von Motoren zu bewegen und mit Sensoren auf ihre Umwelt reagieren zu lassen. Dabei lösen sie verschiedene spannende Aufgaben. Schüler*innen interagieren somit auf intensive, selbstwirksame Weise mit den Schulrobotern, welche Situationen aus der realen Welt der Kinder spielerisch nachvollziehbar machen können. In den Workshops arbeiten die Schüler*innen u.a. mit folgender Hardware: Bee-Bot, LEGO Education MINDSTORMS / SPIKE.Kompetenzen Lehrplan 21
Die Lehrplankompetenzen MI.2.2 und NMG.5.3 des Lehrplans 21 stehen bei der Erarbeitung im Zentrum.Anmeldung und Terminfindung
Am Angebot interessierte Lehrpersonen der berechtigten Kantone (2025: LU, SZ, UR, ZG) melden ihre Schulklassen für einen Workshop an. Die Anmeldung wird an die zuständigen Fachpersonen der zuständigen Pädagogischen Hochschulen weitergeleitet. Diese nehmen mit den Lehrpersonen Kontakt auf, um gemeinsam einen geeigneten Termin für die Durchführung des Workshops zu vereinbaren.Vor- und Nachbereitung
Die Fachperson bespricht den Tag vorab mit der Lehrperson. Am Durchführungstag selbst unterstützen die Lehrpersonen die Workshopleitenden und betreuen die Schüler*innen.Zielgruppe
Einzelne Klassen / 5. – 8. Schuljahr (auch gemischte Klassen möglich)Dauer und Ort
1 ganzer Tag pro Klasse im Klassenzimmer.Finanzieller Beitrag
Schule Fr. 250.- pro Klasse (Die weiteren Kosten in Höhe von Fr. 1540.- pro Klasse werden von Stiftungen getragen.) Sämtliches Material für den Tag wird durch die Fachpersonen der PHs zur Verfügung gestellt.Vision
Anhand des evidenzbasierten Bildungsangebots «Roberta plus» soll (en)
- gendersensibler Informatikunterricht im Zyklus 2 und 3 in der ganzen Deutschschweiz zugänglich werden.
- Schweizer Lehrpersonen durch Fachkräfte direkt «an die Hand genommen» werden, damit sie sich das Unterrichten technischer Inhalte mit informatischen, naturwissenschaftlichen Bezügen mehr zutrauen.
- Als Unterstützung für die Lehrpersonen im Schulzimmer konkretes und evidenzbasiertes Unterrichtsmaterial zur Verfügung gestellt werden, so dass der Umgang mit Hardware sowie Skills/Kompetenzentwicklung an konkreten Beispielen möglich und umsetzbar wird (Weiterbildung im Schulzimmer).
- Eine grundlegende Ausdehnung bisheriger Lernkonzepten auf einen Unterrichtstag sowie die empirische Überprüfung bezüglich Passung in diversen Schulen und Regionen und die affektiven/kognitiven Auswirkungen auf Lernende und Lehrpersonen erfolgen.
- das Vernetzen der interessierten Lehrpersonen mit bestehenden Netzwerken, z.B. Roteco, berücksichtigen und stärken.
Angebote für Lehrpersonen
Zielgruppe
- Lehrpersonen im Zyklus 2 und 3 (Weiterbildung)
- Dozierende aus dem Bereich MI / NT im Zyklus 2 und 3 (Weiterbildung)
- Angehende Lehrpersonen Zyklus 2 und 3 (Lehramtsausbildung)
- Partner*innen aus der Wirtschaft mit Schwerpunkt Robotik (Workshops für Ideenaustausch/Verständnisaustausch)
Educational Robotics and robotic in the ‘real world’
- Workshops, in denen Hochschulpersonal und Lehrpersonen in den Austausch mit Wirtschaftspartnern treten.
- Ziel: Lernumgebung werden mit authentischen, insbesondere aktuellen Einsatzgebieten, Aufgaben und Jobs von Robotik in der Schweiz und jeweilig regionalen Bezügen angereichert. Bilder, Inhalte und konkrete Anwendungsbeispiele auf den Bildungsbereich bezogen werden in gemeinsamen Gesprächen eruiert und in den Kursen eingesetzt werden.
- Pro Region mindestens 1 Workshop
- Details (u. A. Termine, Ort und Anmeldung) folgen
Roberta-Schulungen
- Zweitätige Weiterbildungsangebote (ca. 12h) für Hochschulpersonal und Lehrpersonen mit didaktisch-pädagogischem und/oder technischem Hintergrund
- Erlernen des basalen Umgangs mit Hard- und Software ausgewählter Bildungsroboter sowie passenden Programmierumgebungen
- Besprechung didaktischer Hinweise zur Kursgestaltung inkl. Kriterien für gendersensiblen Natur- und Technikunterricht
- Programmieren von Robotern und Mikrocontrollern primär mit einer grafischen Programmiersprache (bspw. die intuitive Fraunhofer-Programmiersprache »NEPO«
- Abschluss: Zertifikat «Roberta-Teacher»
- Details (u. A. Termine, Ort und Anmeldung) folgen
Reichweite und Skalierung
Projektphasen
Das Projekt verläuft in drei Phasen:- Phase 1 (2025-26): Innovierung des Angebotes für Schulklassen in den Kantonen der Zentralschweiz (2025: Schulklassen in LU und Uri; 2026: Schulklassen in LU, ZG, SZ, Uri) mit PH LU im Lead in Kooperation mit PH SZ und PH ZG
- Phase 2 (2027-28): Skalierung des Angebots in weitere Regionen mit weiteren Hochschulen als Kooperationspartnerinnen (PH St Gallen, PH FHNW, PH Bern)
- Phase III (2029): Konsolidierung des Angebots
Skalierung
- Schrittweise Erweiterung des Kreises beteiligter Pädagogischer Hochschulen: PH Luzern (von Beginn an), PH Schwyz (ab 2025) und PH Zug (ab 2025/26), PH St. Gallen und PH Nordwestschweiz (ab 2027) und PH Bern (ab 2028)
- Schrittweise Erweiterung der Regionen, deren Schulklassen das Angebot nutzen können (ab 2025: Innerschweiz; ab 2027: Nordost- und Nordwestschweiz; ab 2028: Bern)
- Anzahl Robotik-Tage pro Jahr pro Region: mindestens 10 pro Jahr und Region
- Anzahl Weiterbildungen pro Jahr: Mindestens 1 pro beteiligte PH als Kooperationspartner
- Anzahl Austausche mit Wirtschaftspartner pro Region: Mindestens 1 pro Region
Evaluation und Forschung
Das Projektvorhaben wird in einem Design-Based-Research Ansatz geplant. Dies ermöglicht situative Anpassungen des Entwicklungsmaterials aufgrund vorn Erfahrungswerten im Projektverlauf. Die Wirksamkeit soll auf den folgenden Ebenen evaluiert werden:
- Umsetzbarkeit der Skalierung pro Region und insgesamt
- Ebene Kooperationspartner: Ebene Projektpartner*innen: Praktikabilität aus Sicht Expert*innen, Zwischenberichte mit Rückmeldung zu Projektplanungsstand und Durchführung (Ressourcen, Kontakt mit Schulen, Implementation usw.)
- Ebene Lehrperson: Praktikabilität, Zutrauen selbst zu unterrichten ohne Expert*in im Schulzimmer
- Lernwirksamkeit bei den Schüler*innen (Algorithmen und einzelne techn. Komponenten)
- Affektive Lernaspekte wie Technikeinstellungen, Motivation und Interesse bei den Schüler*innen
Kontakt und Anmeldung
Inhaltliche Leitung:
Prof. Dr. Markus Wilhelm (markus.wilhelm@phlu.ch)
Dr. Andrea Maria Schmid (andrea.schmid3@phlu.ch)
Organisatorische Leitung:
Dr. Nora A. Escherle (roberta@ingch.ch)
Koordination:
Dr. Andrea Maria Schmid (andrea.schmid3@phlu.ch)