Botley in der Grundschule
Wie bringt man Erst- und Zweitklässlern algorithmisches Denken bei, ohne Bildschirm und im hektischen Schulalltag? Ein modulares Unterrichts-Toolkit aus haptischen Lernspielen, Leitfaden und didaktischen Bausteinen.
- Kontext
- UX-Projekt · Hochschule Aalen · Sommersemester 2024
- Team
- Vier Personen
- Mein Beitrag
- Interviews, Erprobung, Spiele und Gestaltung
- Ergebnis
- Modulares Unterrichts-Toolkit & Usability-Erprobung
01
Aufgabe
Botley 2.0 ist ein Lernroboter, der über Befehlsfolgen und ohne Bildschirm gesteuert wird. Im UX-Studienprojekt untersuchten wir, wie Lehrkräfte ihn in der ersten und zweiten Grundschulklasse einsetzen könnten. Unser Ziel war, dafür verständliche Aufgaben und vorbereitete Unterrichtsmaterialien zu entwickeln.
Unsere Leitfrage
Wie können wir Lehrkräfte dabei unterstützen, Botley 2.0 flexibel einzusetzen, um Erst- und Zweitklässlern unabhängig von ihrem Lernniveau grundlegende Programmierkenntnisse spielerisch zu vermitteln?
02
Mein Beitrag
User Research & Testing
Eigenständige Durchführung der qualitativen Interviews mit Grundschullehrkräften sowie Konzeption und Moderation der Usability-Tests mit Zweitklässlern.
Spielmechanik & Didaktik
Übersetzung der Research-Erkenntnisse in differenzierte, bildschirmfreie Spielkonzepte (Offline-Coding) und modulare Unterrichtsentwürfe.
Informationsarchitektur & Editorial Design
Entwicklung eines konsistenten Seiten-Layouts zur schnellen Orientierung im Unterrichtsalltag, Textredaktion sowie Produktion der physischen Test-Prototypen.
Die Roboterillustrationen waren extern vergeben. Die Methodenartefakte und die START-Karte entstanden im Team.
03
Recherche
Nutzungskontext
Über Literaturrecherche und Lehrplananalyse grenzten wir den Einsatzbereich ein. Mathematik bildete einen Schwerpunkt.
Problemdefinition
Problem Statements beschrieben die Ausgangslage aus Sicht von Kindern und Lehrkräften. Empathy Maps und zwei Proto-Personas bündelten angenommene Bedürfnisse, Verhaltensweisen und Pain Points. Mit 5 Whys gingen wir möglichen Ursachen von Verständnis- und Motivationsproblemen nach.
Nutzerinterviews
Ich führte zwei qualitative Interviews mit Grundschullehrkräften. Daraus ergaben sich drei Anforderungen:
Unterschiedliche Lernstände berücksichtigen
Aufgaben sollten sich variieren lassen, statt nur einem festen Stundenablauf zu folgen.
Die Einarbeitung erleichtern
Bedienung und Vorbereitung mussten verständlich erklärt werden.
Konkretes Material bereitstellen
Spielaufgaben und Unterrichtsbeispiele sollten die Vorbereitung unterstützen.
Zusätzliches fachliches Feedback zum ersten Unterrichtsentwurf zeigte, dass einzelne Stationsaufgaben zu komplex waren und dass Lehrkräfte Bausteine brauchen, die sich in zwei Minuten scannen lassen.
Priorisierung
Im Bullseye ordneten wir die Gestaltungskriterien nach ihrer Bedeutung für den Entwurf. Altersgerechtigkeit, klare Lernziele und Interaktivität standen im Zentrum.
Methodenartefakte aus der Explorationsphase
Teamartefakte · Explorationsphase
Um ein gemeinsames Problemverständnis im Team aufzubauen, nutzten wir zu Projektbeginn klassische Design-Thinking-Methoden (Proto-Personas, Empathy Maps, 5 Whys). Diese dienten dazu, erste Hypothesen zu strukturieren, die wir anschließend in Interviews mit Lehrkräften überprüften und schärften.
Problem Statements · Grundschulkinder
Synthetisierte Problembeschreibung aus der jeweiligen Perspektive.
- Ich bin
- Ein 7-jähriges Grundschulkind in der ersten Klasse.
- Ich versuche
- Grundlegende Mathematikkenntnisse zu lernen und zu verstehen.
- Aber
- Ich finde es schwierig und habe wenig Freude am Unterricht.
- Weil
- Die Unterrichtseinheiten monoton aufgebaut sind und keinen Spaß machen.
- Das führt dazu, dass ich mich
- Frustriert, unverstanden und unmotiviert fühle.
Empathy Maps · Grundschulkinder
Angenommene Gedanken, Verhaltensweisen und Bedürfnisse aus der Explorationsphase.
Denken & Fühlen
- Begeisterung und Neugier für Neues
- Stolz und Freude bei Erfolgen
- Frustration bei Problemen
- Wunsch nach Anerkennung vom Lehrer oder den Schulkameraden
Sehen
- Klassenraum mit Lehrmitteln, Lehrer und Mitschülern
- Bunte und ansprechende Lehrmaterialien
- Visuelle Hilfsmittel wie Bilder oder Anweisungskärtchen
- Interaktive Elemente wie der Botley 2.0
Hören
- Schüler teilen ihre Entdeckungen und Ideen
- Lehrer gibt Anweisungen
- Schüler achten auf das Soundfeedback von Botley 2.0
Sagen & Tun
- Ich mag Spiele.
- Ich will Dinge anfassen und damit spielen.
- Ich möchte Spaß haben.
- Ich liebe es, neue Dinge zu lernen.
- Schau, was ich gemacht habe!
Pain
- Zu komplexe Aufgaben
- Unklarheit und Verwirrung bei neuen Konzepten
- Mangelnde Geduld
- Frustration bei Misserfolgen
- Ablenkung im Klassenraum
Gain
- Freude am Lernen durch spielerische und interaktive Methoden
- Erfolgserlebnisse durch das Lösen von Aufgaben
- Verbesserte Problemlösungsfähigkeiten
- Verbesserung des logischen Denkens
- Erste Einführung in Codierung
5 Whys · Grundschulkinder
Explorative Ursachenketten des Teams als Ausgangspunkt für die Interviews.
Viele Kinder finden den Mathematikunterricht schwierig und haben wenig Freude daran.
Warum?
Sie verstehen die mathematischen Konzepte nicht.
Weil
Die Konzepte sind zu abstrakt.
Warum?
Die Erklärungen im Unterricht sind oft zu theoretisch und wenig anschaulich.
Weil
Es fehlen konkrete Beispiele und praktische Anwendungen, die Kindern helfen, die Konzepte zu visualisieren und zu verstehen.
Warum?
Der Lehrplan setzt stark auf traditionelle Methoden und lässt wenig Raum für kreative, interaktive Lernformen.
Weil
Viele Curricula sind standardisiert und betonen Theorie und schriftliche Aufgaben statt interaktiver, spielerischer Ansätze.
Warum?
Die Struktur der Curricula ist oft auf Prüfungen und standardisierte Tests ausgerichtet.
Weil
Das Bildungssystem bewertet Leistung vor allem über Prüfungen und theoretisches Wissen statt über praktische Anwendung und Problemlösen.
Warum?
Standardisierte Tests sind ein einfacher Weg, Leistungen zu vergleichen und zu bewerten.
Weil
Standardisierte Tests wirken objektiv und effizient, decken aber nicht alle Aspekte von Lernen und Verständnis ab.
Team-Hypothese
Die Struktur der Curricula ist stark an traditionellen Lehrmethoden und Prüfungen ausgerichtet. Dadurch werden mathematische Konzepte eher theoretisch und wenig anschaulich vermittelt.
Proto-Personas · Grundschulkinder
Proto-Persona zur Bündelung früher Annahmen, später an Interview-Insights geschärft.
Lisa Müller
Schülerin · 7 Jahre · 1. Klasse · Grundschule
Wissenswertes
Lisa ist ein aufgewecktes Mädchen, das die 1. Klasse einer Grundschule besucht. Sie ist neugierig und begeistert von Technologie. Lisa verfügt bereits über grundlegende Computerkenntnisse, da sie zu Hause Spiele auf einem Tablet spielt.
Ziele
Lisa möchte neue Dinge lernen und dabei Spaß haben. Sie sucht nach Herausforderungen und ist stolz auf ihre Erfolge.
Verhalten
- Lisa ist motiviert, neue Technologien zu erkunden und auszuprobieren.
- Sie ist offen für Anweisungen und Feedback von Lehrern und Eltern.
- Lisa bevorzugt visuelle und haptische Lernmaterialien, die sie aktiv verwenden kann.
Herausforderungen
- Lisa kann manchmal ungeduldig sein, wenn sie Schwierigkeiten beim Verstehen von Anweisungen hat.
- Sie könnte sich von zu vielen Informationen überfordert fühlen und Hilfe bei der Konzentration benötigen.
- Lisa benötigt möglicherweise zusätzliche Unterstützung beim Erlernen neuer Konzepte, insbesondere wenn diese abstrakt sind.
Lernziele mit Botley 2.0
- Lisa möchte lernen, wie sie Botley 2.0 programmieren und steuern kann, um Aufgaben zu lösen.
- Sie möchte grundlegende Programmierkonzepte wie Sequenzen, Schleifen und Bedingungen verstehen und anwenden.
- Lisa möchte kreative Wege entdecken, um mit Botley 2.0 Probleme zu lösen und Spiele zu spielen.
Bullseye
Gemeinsame Priorisierung der Gestaltungskriterien. Von innen nach außen: Primary, Secondary, Tertiary.
01 · Primary
- Altersgerechtigkeit
- Klare Lernziele
- Interaktivität
02 · Secondary
- Schritt-für-Schritt-Anleitung
- Verschiedene Lernmethoden
- Motivierende Elemente
- Leitfaden und Ressourcen
- Lehrplan-Kompatibilität
- Vielfältige Aufgaben
03 · Tertiary
- Feedback
- Evaluierung
- Differenzierung
- Nachhaltigkeit
- Weiterentwicklung
- Zugänglichkeit
- Elterneinbindung
- Inklusion
Gemeinsame Methodenarbeit · Für das Portfolio neu gesetzt · Projektmappe, PDF-S. 27–35
04
Lösungsansatz
Vom starren Stundenplan zum Baukasten: Im Feedback mit Lehrkräften zeigte sich schnell, dass ein festes 45-Minuten-Konzept an der Realität heterogener Klassen scheitert. Wir bauten das Konzept deshalb zu einem modularen Toolkit um: mit Bedienanleitung, drei Lernspielen und drei exemplarischen Unterrichtsentwürfen.
Konsistente Informationsarchitektur für gestresste Lehrkräfte: Jede Spielseite folgt demselben visuellen Raster: Material, Vorbereitung, Didaktik, Ablauf. Lehrkräfte müssen keinen Fließtext lesen, sondern erfassen die Durchführung auf einen Blick.
Hardware-Limitierung mitgedacht (Unplugged Coding): Schulen besitzen selten Klassensätze an Robotern. Ergänzende Arbeitsblätter wie „Strecken verbinden“ und „Geschichte hören & zeichnen“ trainieren das Übersetzen von Wegen in Befehlsfolgen auf Papier, während der physische Roboter an Stationen genutzt wird.
Pfeilkarten legen
Eine vorgegebene Strecke mit Richtungskarten nachlegen und die Befehlssequenz gemeinsam prüfen.
Strecken verbinden
Vorgegebene Befehlssequenzen den passenden Wegen auf einem Arbeitsblatt zuordnen, auch ohne eigenen Roboter.
Geschichte hören und zeichnen
Eine vorgelesene Wegbeschreibung in eine Zeichnung übertragen, parallel zum Roboter-Einsatz an Stationen.
05
Erprobung
Vom Beobachtungs-Insight zum schnellen Fix: Die START-Karte
In einem formativen Usability-Test erprobte ich fünf Aktivitäten mit einer Gruppe von drei Zweitklässlern im LEGO-Labyrinth. Neben Erkenntnissen zur Aufgabenkomplexität zeigte sich ein kritischer Bedienfehler am Gerät selbst.
Das Problem (Mental Model Clash): Botley 2.0 speichert alte Befehle, bis man sie aktiv über eine eigene Taste löscht. Die Kinder gaben ihre neue Route ein, drückten auf „Go“, und der Roboter fuhr die alte plus die neue Strecke ab. Ursache und Wirkung waren für die Kinder nicht nachvollziehbar; Frustration folgte sofort.
Die Iteration direkt im Test: Da wir die Hardware nicht ändern konnten, lösten wir das Problem über das physische Begleitmaterial. Noch während der Session ergänzten wir eine START-Karte, die vor jede Pfeilkarten-Reihe gelegt werden muss und visuell daran erinnert: Erst Speicher löschen, dann tippen. In den darauffolgenden Durchläufen trat dieser Bedienfehler deutlich seltener auf.
06
Reflexion & Nächste Schritte
Das Projekt zeigt: Beim Einsatz von Tech-Tools im Klassenzimmer ist nicht das Gerät selbst der Engpass, sondern die Brücke in den Unterrichtsalltag der Lehrkräfte. Ein gutes Produkt braucht hier vor allem gutes Service- und Informationsdesign.
Was ich aus dem Projekt mitnehme
Für eine Weiterentwicklung vom erprobten Prototyp zum einsatzreifen Schulmaterial läge mein nächster Fokus auf zwei Punkten: 1. Alltagstest im vollen Klassenverband. Der Test mit drei Kindern bot ideale Bedingungen, um Bedienhürden im Detail zu beobachten; das Stationskonzept müsste sich als Nächstes mit 25 Kindern gleichzeitig und ohne externe Moderation beweisen. 2. Reduktion der Einstiegshürde. Die ersten Aufgaben waren teilweise noch zu komplex; die Lernkurve der Spielkarten würde ich kleinschrittiger staffeln.
