Robotik in der Realschule. Einführung in die Robotik mit Hilfe des fischertechnik Computing ROBO Mobile Sets

Examination Thesis , 2008 , 90 Pages , Grade: 1,5

Technology

„Sprechende Lego-Roboter für Schulen“ pries die Werbetafel auf der CeBit 2008, Halle 9, Stand B35, an. Wissenschaftler der Universität des Saarlandes stellten dieses Jahr auf der weltweit größten Informations- und Telekommunikationstechnologie-Messe in Deutschland eine Sprachsteuerungssoftware für Lego-Roboter vor. Wie demonstriert wurde, macht diese Software es möglich, mobilen Kleinrobotern mündliche Anweisungen zu geben, woraufhin die Roboter Gegenstände ansteuern, sie ergreifen und den Befehlenden bringen.
Die Robotik wird vielfach als Schlüsseltechnologie des dritten Jahrtausends bezeichnet. Laut der Studie „World Robotics 2007“ hatte die Wissenschaft der Roboter Ende 2007 weltweit eine beachtliche Anzahl eingesetzter Roboter vorzuweisen. Die Zahlen bewegten sich in der Industrie im Bereich von einer Million, im Servicebereich um die 40.000. Besonders die Anzahl der Service Roboter, so das „IFR Statistical Department“, wird sich bis 2010 verdoppeln.
Folglich erscheinen Roboter sehr verbreiten und für die gegenwärtige Lebenswelt von wesentlicher Bedeutung zu sein.
Unbeantwortet bleibt nun die Frage, wie Roboter mit Schule in Verbindung zu bringen sind. Zunächst einmal, ob die Thematik Robotik überhaupt einen für das schulische Lernumfeld der Realschule relevanten Gegenstandsbereich darstellt und wenn, wie sich dieser realisieren lässt.
Wie dem Titel zu entnehmen ist, befasst sich die vorliegende wissenschaftliche Hausarbeit mit der Einführung der Robotik in der Realschule. Der Stellenwert der Robotik, als Schlüsseltechnologie des dritten Jahrtausends, legitimiert von sich aus noch nicht eine Einführung im Rahmen des allgemein bildenden Technikunterrichts. Zunächst müssen die Inhalte der Thematik Robotik auf ihre Relevanz hinsichtlich einer allgemeinen technischen Bildung, überprüft werden.
Erst danach können unterschiedliche Möglichkeiten der Umsetzung erdacht und im Sinne technischer Bildung, bezüglich ihrer Fruchtbarkeit erörtert werden.

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einführung
• 2 Auf dem Weg zur Automatisierung
• 2.1 Ursprünge der Automatisierung
• 2.1.1 Der Mensch ein Technologe (Vom Werkzeug zur Maschine)
• 2.1.2 Automaten der Antike und des 18. Jahrhunderts
• 2.1.3 Der erste programmierbare Computer
• 2.2 Steuern und Regeln
• 2.2.1 Steuern
• 2.2.2 Regeln
• 2.2.2.1 Die automatische Regelung
• 2.2.2.2 Die automatische Regelung im 17. und 18. Jahrhundert
• 2.3 Die Kybernetik - ein bindendes Glied
• 2.3.1 Der kybernetische Vorgang in Mensch und Maschine
• 2.3.2 Kybernetik - die Brücke zwischen den Wissenschaften
• 3 Automatisierung und Roboter
• 3.1 Grundlagen heutiger Automatisierung
• 3.1.1 Automatisierung gestern und heute
• 3.1.2 Ziele und Aufgaben der Automatisierungstechnik
• 3.1.3 Das Grundprinzip der Automatisierung
• 3.1.4 Das Rückkopplungsprinzip
• 3.1.5 Anwendungsfelder der Automatisierung
• 3.2 Von der Vision zum Einsatz von Robotern
• 3.2.1 Von der manuellen Massenproduktion zur Vision von Robotern
• 3.2.2 Handhabungstechnik als Erfüllungsgehilfe
• 3.2.3 Handhabungseinrichtungen
• 3.3 Roboter, deren Wissenschaft und Anwendung
• 3.3.1 Der erste Roboter
• 3.3.2 Robotik, die Wissenschaft der Roboter
• 3.3.3 Geburtsstunde des Begriffs Roboter
• 3.3.4 Vorfahren der Roboter
• 3.3.5 Anwendung der Robotertechnik
• 4 Didaktische Überlegungen
• 4.1 Allgemeinbildender Technikunterricht
• 4.1.1 Legitimation und Intention des allgemein bildenden Technikunterrichts
• 4.1.2 Gegenstandsbereiche des allgemein bildenden Technikunterrichts
• 4.2 Informationstechnische Bildung
• 4.2.1 Informationstechnik als Bestandteil technischer Sachsysteme
• 4.2.2 Informationstechnik als Gegenstandbereich des allgemein bildenden Technikunterrichts
• 4.2.3 Informations- und Kommunikationstechnik im Technikunterricht
• 4.3 Roboter erobern die Schule
• 4.3.1 Roboter auf der Ebene kybernetischer Modelle
• 4.3.1.1 Variante Eigenbau
• 4.3.1.2 Variante Baukasten
• 4.3.2 Eine Durchführungsmöglichkeit
• 4.3.2.1 Die First LEGO League

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese wissenschaftliche Hausarbeit untersucht die Einführung der Robotik in der Realschule. Die Arbeit befasst sich mit der Relevanz der Robotik als Schlüsseltechnologie des dritten Jahrtausends für den allgemein bildenden Technikunterricht und erörtert verschiedene Möglichkeiten der Umsetzung im Sinne technischer Bildung. Die Arbeit konzentriert sich dabei insbesondere auf die Verwendung von Baukästen wie "ROBO Mobile" von fischertechnik.

• Die Ursprünge der Automatisierung und ihre Bedeutung für das Verständnis der heutigen Automatisierung
• Die Grundlagen der Automatisierungstechnik und ihre Anwendung in der Robotik
• Die didaktischen Möglichkeiten der Robotik im allgemein bildenden Technikunterricht
• Die Rolle der Informationstechnik in der Robotik und ihre Bedeutung für technische Bildung
• Die praktische Umsetzung von Robotik-Projekten im Unterricht, insbesondere mit Hilfe von Baukästen

Zusammenfassung der Kapitel

Das erste Kapitel befasst sich mit den Ursprüngen der Automatisierung. Es werden die verschiedenen Teilgebiete der Automatisierung aufgezeigt, die sich im Laufe der Geschichte entwickelten und zur heutigen Automatisierung führten.

Das zweite Kapitel konzentriert sich auf Roboter und ihre Verbindung zur Automatisierung. Es werden die Grundlagen der Automatisierungstechnik erläutert und der Bogen von der Vision von Robotern über deren Funktion innerhalb der Automatisierung bis zur wissenschaftlichen Disziplin Robotik gespannt.

Das dritte Kapitel bildet den didaktischen Rahmen der Arbeit und stellt den allgemein bildenden Technikunterricht vor. Es wird die Bedeutung der Informationstechnik für technische Bildung untersucht und verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, mit Hilfe derer die Robotik im Technikunterricht umgesetzt werden kann.

Schlüsselwörter

Automatisierung, Robotik, Technikunterricht, Informationstechnik, kybernetische Modelle, Baukästen, Bildung, "ROBO Mobile", fischertechnik

• Grade: 1,5
• Author: Katja Schönfelder (Author)
• Publication Year: 2008
• Pages: 90
• Catalog Number: V118536
• ISBN (eBook): 9783640212996
• ISBN (Book): 9783640213122
• Language: German
• Tags: Robotik, Realschule