Lego Spike

Der Roboter-Baukasten für Scratch-affine Legofans

Kurzbeschreibung:

Beim Lego Education Spike Prime Set handelt es sich um einen Lego-Bausatz, der für den Einsatz mit Schülerinnen und Schülern in der Sekundarstufe 1 entwickelt wurde. Die Steuerung erfolgt via App am Tablet oder Computer. Je nach geplantem Einsatz bzw. gewünschter Funktionalität können verschiedene Roboter-Modelle zusammengebaut werden. Die folgenden Funktionalitäten können dabei programmiert werden:

  • Bewegung
  • Audio-Ausgabe
  • LED-Lichtmatrix
  • Gyrosensor
  • Farbsensor
  • Distanzsensor
  • Druck- und Kraftsensor

Erste Inbetriebnahme:

Das aktuell knapp 400 Euro teure Lego Education Spike Prime Set wird in einer gelben Plastik-Box geliefert, die zugleich als praktische Aufbewahrungsbox dient (Stand: Oktober 2020). Die mitgelieferten Sortiereinlagen können mit beiliegenden Etiketten beschriftet werden. In weiterer Folge können die Legosteine entsprechend der Beschriftung in die Box einsortiert werden.

Das Herzstück des Lego Spike - der sogenannte Hub - wird mittels Akku betrieben, dieser muss zuerst gemäß der Anleitung zusammengesteckt werden. Ein USB-Aufladekabel liegt bei. Ist der Hub geladen, wird auf die Webseite legoeducation.com/start verwiesen, wo Bild- und Videotutorials (mit deutschen Untertiteln) die beiliegenden Sensoren und Motoren kurz erklären. Am Ende des Tutorials kann kostenlos die notwendige Lego Spike Prime-App heruntergeladen werden. Diese steht kostenlos für Windows 10, Mac OS, iPad, Android oder Chromebooks zur Verfügung.

Auch innerhalb der App wird man zu Beginn Schritt für Schritt in die Handhabung des Lego Spike eingeführt und auf ein zu anfangs nötiges Update des Lego Spike Hubs hingewiesen. Dieses muss über einen Computer mit Internetverbindung durchgeführt werden und dauerte im Test nur wenige Minuten.

Wurde der Hub aktualisiert, wird man Schritt für Schritt durch eine erste Bauanleitung geführt. Diese ist in Lego-typischer Manier übersichtlich und verständlich gestaltet. Die Programmier-Oberfläche des Lego Spike basiert auf Scratch, was anhand der grafischen Codeblöcke gut wiederzuerkennen ist. Mithilfe des ersten Modells können bereits einige Funktionalitäten des Lego Spike getestet werden: Liegt der Hub z.B. ruhig am Tisch, wird ein schlafendes Gesicht angezeigt und ein Schnarch-Geräusch abgespielt. Hebt man den Hub auf, ändert sich die Anzeige und ein Jubel-Geräusch wird abgespielt.

Als nächstes wird gemäß der Anleitung in der App das Modell “Hüpfer” aufgebaut, also ein Roboter, der sich durch hüpfende Bewegungen fortbewegt. Das dazu passende Programm, das in der App bereits fertig vorgegeben wird, enthält jedoch einen Fehler, der entdeckt und entsprechend geändert werden muss, damit das Modell die richtigen Bewegungen ausführt. Zum Abschluss wird noch einmal auf die kostenlosen Stundenbilder verwiesen, die online bzw. in der App zur Verfügung stehen.

Handhabung:

Hardware:

Hardware:

Der Lego Spike bietet viele verschiedene Aufbaumöglichkeiten, wodurch sich unterschiedlichste Varianten ergeben, den Roboter entsprechend zu steuern. Als Hüpfer-Modell aufgebaut, kann sich der Roboter fortbewegen, als Wettervorhersager zückt der Roboter wahlweise eine Sonnenbrille oder einen Regenschirm, als Roboterarm kann er auf Knopfdruck “zugreifen”. Die verschiedenen Aufbauten werden gut verständlich in typischer Lego-Manier Schritt für Schritt erklärt.

Dank diverser Motoren können sich verschiedene Lego Spike-Aufbauten fortbewegen oder andere Bauteile bewegen. Dank vieler verschiedener Sensoren kann der Lego Spike je nach Bauweise auf Hindernisse, Farben, Knopfdruck oder auch Druck bzw. Kraftausübung reagieren.

Steuerung/Apps:

Steuerung/Apps:

Die Programmieroberfläche des Lego Spike basiert auf Scratch, wobei diese in der App für den Computer und in der App für mobile Geräte ident ist. Wird der Lego Spike über den Computer programmiert, werden die Daten über USB-Kabel übertragen, bei mobilen Geräten über Bluetooth. Programmiert wird mit bunten, grafischen Textblöcken. Die Programmierung des Roboters wird dank diverser einführender Tutorials und den vielen zur Verfügung stehenden Stundenbildern (Lesson Plans) gut erklärt. Bei vielen Lesson Plans wird zwar unmittelbar nach der Bauanleitung bereits ein fertiges Programm angeboten, in diesem befinden sich jedoch immer noch eingebaute Fehler oder es sind anderweitige Änderungen nötig. Dadurch ist es notwendig, sich wirklich gedanklich mit dem Programm und dessen Auswirkungen auseinander zu setzen – eine deutliche Besserung gegenüber dem Lego WeDo-Set.

Pädagogisches Fazit:

Spike ist ein Lego-Roboter aus der Education Serie, der vor allem für die Sekundarstufe gedacht ist. (Im Gegensatz zu Lego WeDo, der schon ab der Primarstufe eingesetzt werden kann.) Der Spike-Roboter kann sowohl über eine App gesteuert, als auch über den Browser aufgerufen und dann mit dem Computer über ein mitgeliefertes Kabel oder Bluetooth verbunden werden.

Es gibt fertige Baupläne zu unterschiedlichen Maschinen bzw. Figuren, wie z.B. die Wetterstation, den Greifarm oder auch ein hüpfendes Insekt, die SchülerInnen ab 10 Jahren selbständig Schritt für Schritt nachbauen können. Passend dazu gibt es dann ein Programm, visualisiert in einer blockbasierten Programmiersprache, das verändert und umprogrammiert werden muss.

Die App startet bei der ersten Inbetriebnahme mit einer “Vorbereitung”, einer Kontrolle, ob alle Teile vorhanden sind, einem Intro zu “Bauen”, einem zum “Programmieren” und einem zum “Lernen”. Es gibt zu Beginn eine Anleitung “Erste Schritte”, die einen, wie der Name schon sagt, Schritt für Schritt weiter führt. 

Es gibt außerdem Lerneinheiten, die in vier Kategorien eingeteilt sind. Jedes Programm davon ist mit einer ungefähren Zeitangabe und einer kurzen Beschreibung ausgestattet, zusätzlich gibt es Zusatzmaterialien für Pädagoginnen und Pädagogen. Hier sind Lernziele definiert und ein Beispiel eines Stundenaufbaus:

  • Erfinderteam (betrifft MINT-Fächer und Maschinenbau), hier gibt es die Möglichkeit Maschinen, die so wie sie programmiert sind nicht funktionieren, zu “reparieren”.
  • Unternehmungsgründung ist eine weitere Kategorie, bezieht sich ebenfalls auf MINT-Fächer und Informatik, hier können z.B. eine Paketverfolgung simuliert, oder Automatisierungen programmiert werden. 
  • Alltagshelfer: Auch hier werden MINT-Fächer und Informatik thematisiert, mittels einem Roboterprogramm kann z.B. eine Wettervorhersage für jeden Ort auf der Welt erstellt und variiert werden. 
  • Wettbewerbsvorbereitung: Maschinenbau, Informatik und MINT-Fächer können hier vertieft werden, in längeren Programmen die Ausdauer und schon Erfahrung erfordern, kann hier für die First Lego League trainiert werden.

Lego Spike ist ein Roboter der definitiv für die Sekundarstufe gemacht ist und dort einen tollen Mehrwert einbringen kann. Das ganze Paket rund um den Roboter bringt schon sehr viele Zusatzleistungen mit, die PädagogInnen gut verwenden können. Hier können nicht nur Medienkompetenz und Mediennutzung gefördert werden, sondern auch Kompetenzen im sozialen und kognitiven Bereich.


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