25 Zehntklässler des Joliot-Curie Gymnasiums Görlitz erweiterten ihren Calliope mini 3 mit dem Motion Kit zum fahrbaren Roboter. Ziel: den Parcours meistern! Mit Winkelmesser, Logik und gegenseitiger Hilfe rollten die Roboter über die Tische – begleitet von Gelächter und vereinzelten Jubelrufen. Ein lebendiger Beweis: Technik begeistert, wenn man sie gemeinsam entdeckt!
Alle zwei Wochen tauchen 25 Zehntklässlerinnen und Zehntklässler des Joliot-Curie-Gymnasiums Görlitz im Rahmen des modularen Profilunterrichts für 90 Minuten in die Welt der Robotik ein. Der Kurs findet an der Hochschule Zittau/Görlitz im Bereich Informatik statt und bietet den Schüler:innen die Gelegenheit, Hochschulluft zu schnuppern sowie die Informatik näher kennenzulernen. Dies erfolgt in einer Kombination aus Vorlesungs- und Übungseinheiten.
Der vergangene Oktober stellte den Kurs vor ganz besondere Herausforderungen: Feiertage und Ferien sorgten für längere Pausen zwischen den Präsenzterminen. Davon ließen sich die Schülerinnen und Schüler jedoch nicht ausbremsen. Mit bemerkenswerter Eigeninitiative bearbeiteten sie selbstständig die bereitgestellten Jupyter-Notebooks, nutzten die interaktive Lernumgebung zur Wiederholung und Vertiefung und bauten so ihr Wissen auch außerhalb des Unterrichts kontinuierlich aus.
Ein Jupyter-Notebook ist eine interaktive, webbasierte Arbeitsumgebung, die Live-Code, Visualisierungen, Text und Multimedia in einem einzigen Dokument kombiniert. Im Profilunterricht des Joliot-Curie-Gymnasiums kommt die Interaktive Code-Ausführung in der Programmiersprache Python zum Einsatz. Dabei wird der Code direkt in sogenannten "Zellen" ausgeführt. Die Ergebnisse sind sofort sichtbar. Die Jupyter-Notebooks werden außerdem zur Dokumentation und Visualisierung genutzt. Sie beinhalten Erklärungen zum Unterrichtsstoff und dienen dem Selbtsstudium.
Das Schuljahr begann für die Kursteilnehmerinnen und Kursteilnehmer mit einer fundierten Einführung in die Programmierung mit Python. Neben grundlegenden Sprachkonzepten beschäftigten sich die Schülerinnen und Schüler auch mit einem zentralen Prinzip der Roboterprogrammierung: Zustandsautomaten. Anhand anschaulicher Beispiele lernten sie, wie sich komplexes Verhalten durch klar definierte Zustände und Übergänge modellieren lässt. Dieses Konzept bildete die Grundlage für alle folgenden praktischen Projekte.
Statt auf die übliche Blockprogrammierung zu setzen, arbeiteten die Jugendlichen von Beginn an mit der weit verbreiteten Programmiersprache Python. Um den Einstieg zu erleichtern, entwickelte das Hochschulteam eine virtuelle Calliope-Umgebung für Jupyter-Notebooks. In dieser gesicherten Umgebung konnten erste Programme geschrieben, getestet und verstanden werden, bevor sie auf den echten Mikrocontroller übertragen wurden.
Der Calliope mini 3 wurde anschließend zum zentralen Lernwerkzeug. Mit seinen Sensoren, der LED-Matrix und dem bei allen Schülerinnen und Schülern besonders beliebten Lautsprecher bot er zahlreiche Möglichkeiten, Programmcode unmittelbar erlebbar zu machen.
Calliope mini ist ein kleiner, programmierbarer Mikrocontroller, der speziell für Bildungszwecke entwickelt wurde – vor allem für den Einsatz in Schulen, um Kindern und Jugendlichen spielerisch das Programmieren und die Grundlagen der Informatik näherzubringen.
Der Calliope mini verfügt über verschiedene Sensoren (z. B. Temperatur-, Helligkeits- und Bewegungssensor), eine LED-Matrix, zwei programmierbare Buttons, einen Lautsprecher und eine Bluetooth-Schnittstelle. Er lässt sich mit einfachen Programmiersprachen wie MakeCode (Block- oder JavaScript-Editor) oder Python programmieren.
Der Calliope mini ist ein Open-Source-Projekt und wird in Deutschland entwickelt. Er ist besonders beliebt, weil er ohne Vorkenntnisse genutzt werden kann und viele kreative Projekte ermöglicht – von einfachen Spielen bis hin zu komplexeren Anwendungen mit externen Sensoren
Nachdem die Grundlagen erlernt waren, folgte am 12.12.2025 der nächste Schritt: die Erweiterung des Calliope mini mit dem Motion Kit. Zunächst stand der mechanische Zusammenbau auf dem Programm, bei dem die Schülerinnen und Schüler ihre Roboter selbstständig montierten und dabei ein besseres Verständnis für die Hardware entwickelten. Anschließend wurde ein Parcours entworfen, dessen Verlauf durch einen selbst programmierten Zufallsgenerator bestimmt wurde.
Der Parcours wurde mithilfe von Klebepunkten direkt auf den Arbeitstischen abgebildet. Um die Strecken korrekt umzusetzen, waren Geodreieck, Maßgefühl und räumliches Vorstellungsvermögen gefragt. Die Roboter wurden so programmiert, dass sie bestimmte Entfernungen möglichst genau zurücklegten. Zum Abschluss galt es, den vollständigen Parcours autonom abzufahren und die Programme schrittweise zu optimieren.
Gearbeitet wurde in kleinen Gruppen, in denen sich die Schülerinnen und Schüler gegenseitig unterstützten, Fehler analysierten und Lösungsstrategien diskutierten. Zwei Lehrkräfte der Fakultät begleiteten den Kurs und standen mit fachkundigem Rat zur Seite. Die Begeisterung war groß, als die Roboter ihre ersten Parcours erfolgreich meisterten. Gelächter, Jubelrufe und stolze Gesichter inklusive.
Im Januar wartet ein besonderes Highlight auf die Teilnehmenden: der Einsatz von Roboterhunden. Dabei sollen die Schülerinnen und Schüler ein tieferes Verständnis für sensorbasierte Steuerung entwickeln und lernen, wie komplexe Systeme ihre Umwelt wahrnehmen und darauf reagieren. Anhand von Parcoursaufgaben wird deutlich, wie Sensoren, Aktoren und Software zusammenspielen und welche Herausforderungen bei der Programmierung autonomer Systeme entstehen.
Der modulare Profilunterricht zeigt eindrucksvoll, dass Programmieren weit mehr ist als das Schreiben von Code. Teamarbeit, Kreativität und Ausdauer sind ebenso gefragt wie technisches Verständnis. Die Kombination aus Python, Jupyter-Notebooks und praxisnahen Robotik-Projekten begeistert Schülerinnen und Schüler. Sie bietet gleichzeitig eine solide Grundlage für zukünftige schulische und berufliche Wege im MINT-Bereich.
Der Ausdruck „MINT“ ist ein aus „Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik“ gebildetes Akronym. Er dient sowohl der Bezeichnung von Unterrichts- und Studienfächern als auch von Berufen aus den genannten Bereichen. Der MINT-Bereich bildet den zentralen wirtschaftlichen Innovationssektor.
