{"id":4862,"date":"2023-08-08T11:00:45","date_gmt":"2023-08-08T11:00:45","guid":{"rendered":"https:\/\/lamarr-institute.org\/blog\/ki-bildung-grundschule-roberta\/"},"modified":"2025-11-12T14:53:12","modified_gmt":"2025-11-12T14:53:12","slug":"ki-bildung-grundschule-roberta","status":"publish","type":"blog","link":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/blog\/ki-bildung-grundschule-roberta\/","title":{"rendered":"KI-Bildung \u2013 Roberta\u00ae weckt Begeisterung f\u00fcr MINT-F\u00e4cher schon in der Grundschule\u00a0\u00a0"},"content":{"rendered":"\n<p>Eine fr\u00fchere F\u00f6rderung im MINT-Bereich ist wichtig, da stimmen Expert*innen \u00fcberein.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Im vergangenen Jahr wurde im <a href=\"https:\/\/box.hu-berlin.de\/f\/e907cc6bb64440de8408\/?dl=1\" target=\"_blank\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/box.hu-berlin.de\/f\/e907cc6bb64440de8408\/?dl=1\" rel=\"noreferrer noopener\">IBQ-Bildungstrend<\/a> deutlich, dass immer weniger Viertkl\u00e4ssler*innen die Mindeststandards erreichen. In Mathematik verfehlt mehr als jedes f\u00fcnfte Kind (22 Prozent) diesen Standard. In einigen Bundesl\u00e4ndern ist es sogar jedes dritte Kind, wie in Berlin (34,5 Prozent). Und auch in NRW ist die Zahl mit 28,1 Prozent alarmierend.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Hier setzt die Initiative &#8222;Roberta<sup>\u00ae<\/sup> \u2013 Lernen mit Robotern&#8220; des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS an. Ihr Ziel: Kinder f\u00fcrs Programmieren, Robotik und KI&nbsp;zu begeistern. Dabei geht es nicht nur darum, digitale Angebote zu nutzen, sondern vor allem auch darum, digitale Grundkenntnisse zu erlangen und die Technik zu verstehen. Diese Kenntnisse sind essenziell \u2013 sei es f\u00fcr die Berufswelt von heute oder morgen oder auch f\u00fcr den Alltag der jungen Generation.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Gestartet ist Roberta als F\u00f6rderprojekt des Bundesministeriums f\u00fcr Bildung und Forschung und hat sich bis heute zu einer der gr\u00f6\u00dften MINT-Bildungsinitiativen in Deutschland entwickelt. In mehr als 20 Jahren hat das Fraunhofer IAIS rund 5000 Lehrkr\u00e4fte zu Roberta-Teachers geschult und mehr als 650 000 Sch\u00fcler*innen erreicht.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/\/Roberta-Zeitstrahl_bis2021-1-1-1024x576.jpg\" alt=\"- Lamarr Institute for Machine Learning (ML) and Artificial Intelligence (AI)\" class=\"wp-image-30149\" title=\"\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Die Entwicklung des Roberta-Netzwerkes \u00fcber die Jahre. <br>\u00a9 Fraunhofer IAIS<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Ein Erfolgsgeheimnis der Initiative sind die Erfolgserlebnisse der Kinder. Wenn sie es geschafft haben, den Roboter fahren zu lassen und dann zum Beispiel einem Hindernis auszuweichen, zeigt sich, das jede und jeder programmieren lernen kann. Solche Erfolgserlebnisse st\u00e4rken das Selbstvertrauen und steigern die Lernerfolge.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Motivation und Spa\u00df sind dabei die ersten wichtigen Schritte. Durch den Einsatz von Robotern begreifen Sch\u00fcler*innen den, Sinn und Zweck\u2019 von Algorithmen. Komplexe Zusammenh\u00e4nge k\u00f6nnen so besser und nachhaltiger vermittelt und gelernt werden.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>&nbsp;<\/strong>Roberta\u00ae \u2013 grenzenlos digitale Bildung f\u00f6rdern&nbsp;<\/h2>\n\n\n\n<p>Die wichtigsten Merkmale und Ziele der Roberta-Initiative sind:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Geschlechtergerechtigkeit: <\/strong>Die Initiative legt besonderen Wert darauf, M\u00e4dchen f\u00fcr MINT-F\u00e4cher zu begeistern und das Interesse an Technik und Informatik bei ihnen zu wecken.\u00a0<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Praxis- und Projektorientierter Ansatz:<\/strong> Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fcler arbeiten aktiv mit Robotern und lernen, diese zu programmieren und zu steuern.\u00a0<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Lehrkr\u00e4ftefortbildung:<\/strong> Roberta bietet Lehrerinnen und Lehrern Schulungen und Workshops an, damit sie das n\u00f6tige Wissen und die F\u00e4higkeiten erlangen, um Roboter- und Programmieraktivit\u00e4ten in den Unterricht zu integrieren.\u00a0<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Breite Anwendung:<\/strong> Die Initiative ist nicht auf bestimmte Altersgruppen oder Schultypen beschr\u00e4nkt, sondern kann an Grundschulen, weiterf\u00fchrenden Schulen und auch au\u00dferschulischen Bildungseinrichtungen genutzt werden.\u00a0<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Eigene Programmierumgebung:<\/strong> Open Roberta ist eine webbasierte Online-Programmierplattform. Sie bietet Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fclern die M\u00f6glichkeit, spielerisch und interaktiv die Programmierung von Robotern und weiteren Hardware-Systemen zu erlernen. Die Open-Source Plattform wurde speziell f\u00fcr den Einsatz im Bildungsbereich entwickelt, um MINT-Unterricht zu unterst\u00fctzen und die H\u00fcrden f\u00fcr den Einsatz von Programmierung, Robotik und KI in Schulen zu minimieren.\u00a0<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Der Erfolg der Roberta-Initiative liegt in ihrem innovativen und praxisnahen Ansatz, der bei Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fclern das Interesse an MINT-F\u00e4chern weckt und gleichzeitig Lehrkr\u00e4fte bef\u00e4higt, diese F\u00e4cher spannend und anschaulich zu vermitteln. Durch die F\u00f6rderung von MINT-Kompetenzen m\u00f6chte die Roberta-Initiative dazu beitragen, junge Menschen (M\u00e4dchen gleicherma\u00dfen wie Jungen) f\u00fcr technische und naturwissenschaftliche Berufe zu begeistern und damit auch dem Fachkr\u00e4ftemangel in diesen Bereichen entgegenzuwirken.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Der Handlungsbedarf in den MINT-F\u00e4chern ist gro\u00df. Das zeigen nicht nur fehlende Lehrkr\u00e4fte, ungenutzte Potenziale der Digitalisierung, sondern auch ein Blick auf die Zahlen in MINT-Studieng\u00e4ngen. Zwar haben im Jahr 2021 38 Prozent der Erstsemester*innen ein MINT-Studium gew\u00e4hlt, jedoch sind die Abbruchquoten hoch. Laut IW K\u00f6ln lag der Anteil im Jahr 2021 bei rund 49 Prozent. Ein Grund: <a href=\"https:\/\/www.nationalesmintforum.de\/fileadmin\/medienablage\/user_upload\/MINT_Nachwuchsbarometer2023_final_WEB_DS.pdf\" target=\"_blank\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/www.nationalesmintforum.de\/fileadmin\/medienablage\/user_upload\/MINT_Nachwuchsbarometer2023_final_WEB_DS.pdf\" rel=\"noreferrer noopener\">unzureichende schulische Kompetenzen<\/a>. Der Grundstein muss also bereits in der Schule gelegt werden. Kinder und Jugendliche sollen die Digitalisierung mitgestalten k\u00f6nnen.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Lernen mit Robotern \u2013 aber warum?&nbsp;<\/h2>\n\n\n\n<p>Gerade Roboter bieten f\u00fcr Kinder und Jugendliche einen attraktiven Zugang zu Informatik. Roboter bieten zudem die M\u00f6glichkeit, interdisziplin\u00e4re Inhalte zu vermitteln&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\" start=\"1\">\n<li><strong>Technologie und Ingenieurwesen:<\/strong> Roboter sind komplexe technische Artefakte, die auf ingenieurwissenschaftlichen Prinzipien basieren. Durch die Arbeit mit Robotern k\u00f6nnen junge Menschen grundlegende Konzepte wie Mechanik, Elektronik, Steuerungssysteme und Materialwissenschaften kennen lernen.\u00a0<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\" start=\"2\">\n<li><strong>Informatik und Programmierung: <\/strong>Zur Programmierung von Robotern sind Kenntnisse der Informatik und Logik notwendig. Kinder und Jugendliche lernen grundlegende Programmierkonzepte wie Befehlssequenzen, Schleifen und Bedingungen, wenn sie, Roboter programmieren Aufgaben auszuf\u00fchren. Dies f\u00f6rdert das algorithmische Denken und die F\u00e4higkeit, komplexe Probleme zu l\u00f6sen.\u00a0<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\" start=\"3\">\n<li><strong>Mathematik:<\/strong> Bei der Programmierung von Robotern werden mathematische Konzepte wie Koordinatensysteme, Geometrie und Trigonometrie verwendet. Durch die Anwendung der Mathematik in der Praxis, z. B. bei der Navigation eines Roboters oder bei der Berechnung von Abl\u00e4ufen, k\u00f6nnen junge Menschen einen st\u00e4rkeren Bezug zur Mathematik entwickeln \u2013 Formeln bekommen einen Sinn.\u00a0<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\" start=\"4\">\n<li><strong>Naturwissenschaften:<\/strong> Roboter k\u00f6nnen als Werkzeuge eingesetzt werden, um naturwissenschaftliche Ph\u00e4nomene zu erforschen. Beispielsweise k\u00f6nnen Roboter eingesetzt werden, um Experimente in Physik, Chemie oder Biologie durchzuf\u00fchren. Auf diese Weise k\u00f6nnen junge Menschen praktische Erfahrungen sammeln und naturwissenschaftliche Prinzipien selbst anwenden und umsetzen.\u00a0<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">KI-Bildung mit Open Roberta&nbsp;<\/h2>\n\n\n\n<p>K\u00fcnstliche Intelligenz (KI) als eines der bedeutendsten Themen unserer Zeit ist ebenfalls ein Thema der Bildungsinitiative. KI durchdringt bereits jetzt viele Bereiche unseres Lebens. Wenn wir uns einen souver\u00e4nen Umgang mit dem Thema w\u00fcnschen, m\u00fcssen wir das Thema bereits fr\u00fch in die Schulen bringen. Hervorzuheben ist hier die enge Anbindung an das Lamarr-Institut als f\u00fchrendes Institut im Bereich KI-Spitzenforschung. Seit 2022 k\u00f6nnen im Open Roberta Lab auch einfache k\u00fcnstliche neuronale Netze (KNN) programmiert werden. Open Roberta nennt dies xNN (f\u00fcr explainable Neuronal Networks). xNN bietet Sch\u00fcler*innen bereits ab der 6. Klasse die M\u00f6glichkeit, einfache neuronale Netze selbst zu programmieren. Normalerweise werden KNNs als eine Art Blackbox eingesetzt. Zum Beispiel um das Smartphone per Gesichts- oder Fingerabdruckerkennung zu entsperren. Das Open Roberta Lab bietet die M\u00f6glichkeit, einen Blick in diese Blackbox zu werfen und sich so spielerisch die Grundlagen Neuronaler Netze anzueignen. Sch\u00fcler*innen kommen so bereits fr\u00fchzeitig mit der Technik hinter KI in Ber\u00fchrung. KI-Algorithmen werden durch die grafische Programmierung intuitiv erleb- und verstehbar.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/\/KNN-OpenRoberta-Quelle-insta-photos-stock-adobe-comFraunhofer-IAIS-1-1024x683.jpg\" alt=\"- Lamarr Institute for Machine Learning (ML) and Artificial Intelligence (AI)\" class=\"wp-image-30093\" title=\"\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Das Fraunhofer IAIS hat erstmals K\u00fcnstliche Neuronale Netze auf seiner Programmierplattform Open Roberta integriert.<br>\u00a9 insta_photos &#8211; stock.adobe.com\/Fraunhofer IAIS<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Das K\u00fcnstliche Neuronale Netz erh\u00e4lt seine Daten von den Sensoren eines Roboters, verarbeitet diese im selbst programmierten KNN und gibt die Werte an den Roboter zur\u00fcck, der diese z.B. als Motorwerte interpretiert. Die Sch\u00fcler*innen lernen so sehr schnell den Einfluss von Daten auf das Neuronale Netz und somit auch auf die Steuerung des Roboters. Dar\u00fcber hinaus bietet xNN auch die M\u00f6glichkeit, das Neuronale Netz so zu trainieren, dass der Roboter Hindernissen ausweicht oder einer schwarzen Linie folgt.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Warum wir junge Menschen fr\u00fchzeitig f\u00fcr Themen wie Coding, Robotik und KI begeistern m\u00fcssen&nbsp;<\/h2>\n\n\n\n<p>K\u00fcnstliche Intelligenz und Programmieren d\u00fcrfen nicht mehr losgel\u00f6st von anderen Themen gesehen werden. Wenn Kinder und Jugendliche die grundlegenden Prozesse in diesem Bereich verstehen, hilft ihnen das nicht nur in anderen naturwissenschaftlichen F\u00e4chern, sondern auch im Alltag. KI wird nicht mehr verschwinden. Kinder sind neugierig, wie man KI benutzen kann. Sie sollten aber auch wissen, was dahintersteckt und wie Algorithmen funktionieren. Das ist auch ein Weg, um dem stetig steigenden Fachkr\u00e4ftemangel etwas entgegenzusetzen. <a href=\"https:\/\/www.roberta-home.de\/\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/www.roberta-home.de\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Die Roberta-Initiative<\/a> schafft fr\u00fchzeitig einen Bezugspunkt zu Technik und Informatik und legt damit den Grundstein f\u00fcr die MINT-Ausbildung der kommenden Generation. Mit dem Lamarr-Institut und der Anbindung an die Forschung zahlt das Engagement auf nachhaltigen Spitzenleistungen in der Forschung ein und kann ein erster Schritt in der Karriere von hochqualifizierten Wissenschaftler*innen von morgen sein.\u00a0 Gemeinsam bef\u00e4higen wir junge Menschen, die digitale Zukunft zu verstehen und sie aktiv zu gestalten.\u00a0<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Weiterf\u00fchrende Informationen<\/h2>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Die Roberta-Initiative: <a href=\"https:\/\/www.roberta-home.de\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/www.roberta-home.de\/<\/a><\/li>\n\n\n\n<li>Das Open Roberta Lab: <a href=\"https:\/\/lab.open-roberta.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/lab.open-roberta.org\/<\/a><\/li>\n\n\n\n<li>Schulungen &amp; Materialien f\u00fcr Lehrkr\u00e4fte von der Grundschule bis zur Sek\u00a0II: <a href=\"https:\/\/www.roberta-home.de\/lehrkraefte\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/www.roberta-home.de\/lehrkraefte\/<\/a><\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wir m\u00fcssen junge Menschen fr\u00fchzeitig f\u00fcr Themen wie Coding, Robotik und KI begeistern, um die n\u00e4chste Generation von qualifizierten Fachkr\u00e4ften zu sichern! 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