Eine Robotik-Kursreihe mit Substanz – didaktisch fundiert, praxisnah erprobt, schülerzentriert entwickelt

Diese Kurse richten sich an Schulleitungen, Lehrkräfte und Bildungsprojekte, die praxisnahe, inspirierende Technikkurse suchen – ideal für MINT-Förderung oder AGs.

 

Was diese Kurse besonders macht

Sie sind keine vorgefertigten Standardangebote, sondern das Ergebnis einer systematisch entwickelten und schulisch erprobten Unterrichtsreihe.
Jeder einzelne Kurs wurde mit hoher pädagogischer Sorgfalt und Fachkompetenz konzipiert – und anschließend über einen Zeitraum von sechs Monaten an einer Highschool und Senior Highschool in Indonesien mit zwei unterschiedlichen Schülergruppen und einer begleitenden Lehrergruppe unter realen Unterrichtsbedingungen durchgeführt, angepasst und verfeinert.

Das Resultat

Eine modular aufgebaute Kursreihe, die nicht auf schnelle Aha-Effekte setzt, sondern auf nachhaltige Kompetenzentwicklung. Sie vermittelt technisches Verständnis, logisches Denken und kreative Problemlösung – und stärkt so die Schlüsselkompetenzen, die Schüler*innen in der Welt von morgen brauchen.

 

Struktur & Zielsetzung

Die Kurse sind so konzipiert, dass sie stufenweise aufeinander aufbauen. Von den Grundlagen der Mikrocontroller-Programmierung bis hin zu komplexeren autonomen Robotersystemen lernen die Teilnehmer*innen Schritt für Schritt, wie Technik funktioniert – und wie sie sie selbst beherrschen können.

Aktuell besteht die Kursreihe aus drei vollständig entwickelten Modulen:

1. Arduino Beginner

2. Fundamentals of Robotics

3. Beginner Sumo Robot

Weitere Module sind bereits in Planung und Entwicklung:

4. Cargo Pilot

5. Mini-Ökosystem (Bio-Verhalten & Algorithmen)

6. AGV (Automated Guided Vehicle mit präziser Navigation)

 

Die didaktische Grundlage: Forschen statt Fertiglösung

Was unsere Kurse von vielen anderen Angeboten unterscheidet: Wir fördern echtes Verstehen – kein Copy & Paste.

  • Zu Beginn vermitteln wir gezielt nur die Grundlagen.

  • Anschließend fordern wir die Schüler*innen heraus, in Projekten eigene Lösungswege zu entwickeln.

  • Die Lehrkraft greift nur dort ein, wo es wirklich nötig ist – mit Impulsen statt fertigem Code.

  • So entsteht ein tiefes, selbst erworbenes Verständnis für Technik, Logik und Programmiermethoden.

Diese Methode funktioniert. Sie wurde in drei Schulen mit Schüler*innen unterschiedlichen Altersstufen getestet, kontinuierlich angepasst und mehrfach iterativ optimiert – basierend auf echten Erfahrungen, Rückmeldungen und konkreten Lernbedürfnissen.

 

Fortschrittlich, aber nicht überfordernd

Unsere Kurse sind so aufgebaut, dass sie mitwachsen – in Umfang, Anspruch und Tiefe:

  • Wir starten mit einfachen Aufgaben, aber ohne zu trivialisieren.

  • Mit jeder Kursstufe kommen neue Konzepte und Funktionen hinzu: Sensorik, Motorsteuerung, Algorithmen, autonome Reaktionen, Wettbewerbssysteme.

  • Dabei achten wir bewusst darauf, weder zu überfordern noch zu unterfordern – eine saubere Balance zwischen Herausforderung und Begleitung.


 

Kurs 1 – Arduino Basics: Der professionelle Einstieg in Elektronik & Mikrocontroller

Zielgruppe:
Dieser Kurs richtet sich an Schüler*innen ab der 7. Klasse ohne Vorkenntnisse, die erste Erfahrungen im Bereich Elektronik und Programmierung sammeln möchten. Er eignet sich ideal als Einstiegskurs für AGs, Wahlpflichtfächer oder als Modul im Technik-/Informatikunterricht.

 

Lernziele & Inhalte

Die Teilnehmer*innen lernen:

  • wie ein Mikrocontroller funktioniert (Ein-/Ausgänge, Spannung, Steuerung)

  • wie man elektronische Systeme strukturiert aufbaut und testet

  • wie Sensoren Daten erfassen (z. B. Licht, Potentiometer, Taster)

  • wie man LEDs, Piezo-Buzzer, Servos und weitere Ausgaben gezielt ansteuert

  • wie man grundlegende Programmierstrukturen in C/C++ umsetzt:

    • digitalWrite, analogRead, if, delay, Variablen, Vergleichsoperatoren,…

    • Nutzung des seriellen Monitors zur Fehleranalyse und -behebung

 

Didaktik & Methode

  • Kein Copy-and-Paste, keine fertigen Lösungen

  • Die Schüler*innen werden gezielt dazu angeleitet, eigene Programme zu entwickeln

  • Fehler werden nicht vermieden, sondern bewusst genutzt, um systematisches Denken und Problemlösungskompetenz zu fördern

  • Die Lehrkraft gibt nur so viel Hilfestellung wie nötig – damit echte Aha-Momente entstehen

 

Besonderheit gegenüber anderen Anbietern

Im Gegensatz zu vielen klassischen Elektronikkursen wird in diesem Kurs nicht auf das oft fehleranfällige Breadboard gesetzt. Stattdessen arbeiten wir mit integrierten Modulplatinen, die:

  • kompakter, robuster und deutlich schneller aufzubauen sind

  • Fehlerquellen beim Verkabeln minimieren

  • für die Schüler*innen besser verständlich und handhabbar sind

  • die Aufmerksamkeit gezielt auf das Wesentliche lenken: Programmieren und Verstehen

Diese methodische Entscheidung macht den Einstieg deutlich effizienter und reduziert Frustration bei Anfängern.

 

Abschlussprojekte (Highlight des Kurses)

Mini-Piano mit vier Tastern
– Jeder Taster erzeugt einen eigenen Ton
– Die Schüler*innen setzen Sensorik und Frequenzsteuerung kreativ um

Sound-Generator mit drei Drehpotentiometern
– Steuert Frequenz, Tondauer und ggf. Lautstärke
– Verbindet analoge Eingabe mit akustischem Output – ein besonders motivierendes Projekt

Beide Projekte lassen sich personalisieren und erweitern – ein idealer Abschluss, der zeigt, was die Teilnehmer*innen bereits nach wenigen Wochen leisten können.

 

Lernergebnisse nach dem Kurs

Am Ende des Kurses können die Schüler*innen:

  • elektronische Komponenten korrekt anschließen und einsetzen

  • Sensorwerte einlesen und gezielt auf sie reagieren

  • Mikrocontroller selbstständig programmieren

  • zwei funktionierende, selbstentwickelte Projekte vorstellen

  • erste Programmierstrukturen sicher anwenden und verstehen


 

Kurs 2 – Fundamentals of Robotics

Bewegung, Sensorik & Reaktion – Der nächste Schritt in die Welt der Robotik

Der zweite Kurs (ab der 8. Klasse) der modular aufgebauten Robotikreihe baut systematisch auf dem vorherigen Kurs Arduino Basics auf. Hier erleben die Teilnehmer*innen, wie aus statischen Schaltungen ein sich bewegender, interaktiv reagierender Roboter entsteht. Ziel ist es, durch den gezielten Einsatz von Sensoren, Motorsteuerung und Reaktionslogik das Prinzip autonomer Roboter grundlegend zu verstehen – und selbst umzusetzen.

 

Didaktisches Konzept:

Der Kurs wurde über mehrere Monate hinweg mit drei verschiedenen Schülergruppen getestet und auf Basis ihres Feedbacks optimiert. Dabei wurde das Unterrichtsdesign kontinuierlich angepasst, um sowohl Einsteiger als auch fortgeschrittene Schüler*innen gleichermaßen zu fordern – ohne zu überfordern. Die methodische Balance zwischen kurzem Frontalinput und intensiv begleiteter Projektarbeit ist das Herzstück dieses Kurses.

 

Inhalte & Lernziele:

1. Einführung in Antrieb und Bewegungslogik:

  • Ansteuerung von Gleichstrommotoren über den L298N-Motortreiber.

  • Grundlagen zur Stromversorgung und warum Motoren nicht direkt an Arduino angeschlossen werden dürfen.

  • Motoren vorwärts & rückwärts steuern, stoppen, Richtungswechsel realisieren.


2. Erste autonome Bewegungsroutinen:

  • Sequenzen wie „Vorwärts – Stopp – Rückwärts“ programmieren.

  • Roboterbewegungen mit Zeitsteuerung umsetzen.

  • 90°-Drehung ermitteln und nutzen, um rechteckige Bewegungen zu fahren.


3. Einführung in externe Funktionen im Code:

  • Bewegungen werden in modularen Funktionsblöcken organisiert.

  • Das Verständnis von Code-Struktur, Wiederverwendbarkeit und Lesbarkeit wird gefördert.


4. Erweiterung durch Sensorik & Interaktion:

  • Bumper-Sensoren zur Hinderniserkennung einbauen.

  • Reaktive Bewegungsmuster: Bei Kollision automatisch ausweichen und neu orientieren.

  • Potentiometer zur dynamischen Anpassung von Rückfahr- und Drehzeiten einsetzen.


5. Systemisches Denken & Experimentierfreude:

  • Unterschiedliche Roboterverhalten durch Änderung von Parametern analysieren.

  • Beispiel: Wie wirkt sich kurze vs. lange Rückfahrzeit auf die Navigation aus?

  • Umgang mit typischen Problemen wie dem „Eckenproblem“ und deren systemische Lösung.


6. Akustisches Feedback & Zustandssignale:

  • Der Piezo-Lautsprecher wird nicht nur zur Tonausgabe, sondern als Systemindikator genutzt.

  • Reboots, Richtungswechsel und Fehler werden durch Töne hörbar gemacht.

 

Technische Besonderheiten:

  • Roboter werden aus stabiler Karton-Konstruktion gebaut (alternativ: 3D-gedruckte Varianten).

  • Keine unübersichtlichen Breadboards! Stattdessen: kompakte Platinenmodule mit integrierten Anschlüssen für schnelle, fehlerfreie Inbetriebnahme.

  • Erweiterbar durch Sensorik, PWM-Steuerung, modulare Bewegungsmuster.


 

Kurs 3 – Beginner Sumo Robot

Autonomie, Strategie & Wettbewerb

Der dritte Kurs der Robotikreihe ist der logische Höhepunkt der ersten Lernstufe. Nach den Grundlagen zu Sensorik, Bewegung und Codierung wenden die Teilnehmer*innen (ab der 8. Klasse) ihr Wissen auf ein spannendes, taktisches Szenario an: den Bau eines Sumo-Roboters.

Ein Sumo-Roboter ist ein autonom agierendes Fahrzeug, das auf einer kreisförmigen Arena gegen einen anderen Roboter antritt. Ziel ist es, den Gegner durch geschicktes Manövrieren aus dem Spielfeld zu schieben – ganz nach dem Vorbild des japanischen Sumo-Ringens.

 

Lernziele & Themen

Die Teilnehmer*innen lernen:

  • wie ein autonomes System in Echtzeit Entscheidungen trifft

  • wie Sensoren für Umgebungserkennung und Positionssicherung genutzt werden

  • wie sich Sicherheitssystem und Angriffssystem zu einem Gesamtsystem kombinieren

  • wie strategisches Verhalten in Code übersetzt wird

  • wie Roboter auf Unvorhergesehenes reagieren und ihre Umwelt interpretieren

 

Aufbau des Roboters – Zwei Systeme, ein Ziel

1. Sicherheitssystem – „Stay in the Game“

Ziel: Der Roboter darf die weiße Spielfeldgrenze (Ringbegrenzung) nicht überfahren.
Komponenten:

  • 3 Line-Tracker-Sensoren (links, rechts, hinten)

  • Rückfahrlogik, Drehen bei Grenzüberschreitung

  • Priorität über alle anderen Funktionen

2. Angriffssystem – „Win the Game“

Ziel: Gegner orten und gezielt aus dem Ring schieben.
Komponenten:

  • 3 Ultraschallsensoren (links schräg, frontal, rechts schräg)

  • Gegner-Tracking und Richtungsanalyse

  • Verhaltensmuster je nach Sensorsignal

Zusammenspiel: Das Angriffssystem ist nur aktiv, wenn alle Linien-Sensoren grünes Licht geben – also der Roboter sicher im Spielfeld steht.
Dieses Prinzip fördert Systemdenken und strukturiertes Codieren.

 

Technische Grundlagen

  • Microcontroller: Arduino UNO

  • Motorsteuerung: L298N Dual Motor Driver

  • Sensorik: 3x Ultraschall, 3x Line-Tracker

  • Energieversorgung: 4x 18650-Akkus

  • Antrieb: 2x Gleichstrom-Getriebemotoren

  • Aufbau: Karton, 3D-Druck oder Lasercut-Bausatz

Die Platinenmodule sind bewusst nicht auf einem Breadboard, sondern vorkonfiguriert und sicher verlötet – das reduziert Fehlerquellen und steigert die Effizienz im Klassenzimmer.

 

Didaktischer Aufbau

  • Von einfachen Routinen zum Systemverhalten: Aufbauend auf Kurs 2 entwickeln die Schüler*innen nun autonome Strategien.

  • Code-Logik in Realszenarien: Drehen, Ausweichen, Pushen, Gegner fixieren.

  • Testen, Kalibrieren, Reflektieren: Die Schüler*innen verbessern durch Analyse und Versuch ihren Code systematisch.

  • Strategisches Denken: Die Teilnehmer*innen lernen, wie man durch Sensorik und Logik taktische Ziele verfolgt.

Keine Standardlösungen. Keine Copy-Paste-Codes. Stattdessen: Echtes Problemlösen, tieferes Technikverständnis, Eigenverantwortung.

 

Kursabschluss: Der Sumo-Wettbewerb

Am Ende steht ein motivierender Wettkampf – direkt im Klassenzimmer:

  • Roboter treten auf einer echten Sumo-Arena gegeneinander an

  • Bewertet werden Technik, Strategie, Verhalten & Fairness

  • Spannung, Stolz und Teamgeist sorgen für ein unvergessliches Lernerlebnis

Beispiele für Strategien (aus dem Kurs):

  • Gleichbleibender Abstand zum Gegner halten

  • 180°-Drehung bei Linienkontakt

  • Suchen, Blockieren, Schieben – je nach gegnerischer Position

  • Optionale Erweiterung: Flankieren oder „Tornado“-Verhalten

 

Erweiterung & Kreativität

Optional können die Teilnehmer*innen:

  • eigene Strategien entwickeln

  • alternative Sensor-Setups testen

  • neue Bewegungsmuster coden

  • ihren Roboter individuell gestalten

  • ihren Code modular erweitern und verbessern

 

Ergebnisse nach Kurs 3

Die Teilnehmer*innen können nun:

  • einen kompletten autonomen Roboter entwerfen, bauen und programmieren

  • Sensorfusion (mehrere Sensorarten) logisch verknüpfen

  • Code auf realweltliche Szenarien anpassen

  • Probleme debuggen, Strategien entwickeln und verbessern

  • sich im technischen Wettbewerb fair und zielgerichtet behaupten

Wenn du möchtest, kann ich daraus auch ein grafisches PDF-Datenblatt, ein Präsentationsskript oder ein Webflow-Abschnitt machen. Sag einfach Bescheid!


 

Zwei Kursversionen – flexibel je nach Bedarf der Schule

Unsere Robotikkurse sind in zwei Varianten verfügbar – beide praxisorientiert, kreativ und flexibel an die vorhandenen Möglichkeiten der Schule anpassbar.

 

Variante 1: Karton-Design oder Lasercut-Bausätze

  • Die Robotergehäuse werden aus stabilem Karton gefertigt.

  • Die Schüler*innen können entweder ihr eigenes Design gestalten oder

  • sie erhalten vorgeschnittene Lasercut-Bauteile, die im Kurs gemeinsam montiert werden.

  • Im Anschluss werden die Karton-Roboter von den Schüler*innen bemalt und individuell gestaltet.

Vorteil: Diese Variante ist ideal für kreative Arbeit mit einfachen Mitteln – sie funktioniert ohne Werkstatt oder spezielle Ausstattung und eignet sich besonders gut für den niedrigschwelligen Einstieg in die Robotik.
Zusätzlicher Mehrwert: Das Bemalen und Gestalten der Roboter macht den Schüler*innen große Freude und fördert ihre kreative Ausdruckskraft – Technik und Design verschmelzen zu einem ganzheitlichen Lernerlebnis.

 

Variante 2: 3D-gedruckte Roboter

  • Die Robotermodelle werden im Vorfeld 3D-gedruckt und im Kurs an die Teilnehmer*innen ausgegeben.

  • Die Schüler*innen bauen die Elektronik selbstständig ein und testen ihre Roboter im realen Einsatz.

Optional: Wer tiefer einsteigen möchte, kann zusätzlich am Spezialkurs „CAD & 3D-Druck mit Fusion 360“ teilnehmen. In diesem Zusatzkurs lernen die Teilnehmer*innen:

  • wie man ein Robotermodell eigenständig in 3D konstruiert,

  • es korrekt für den 3D-Druck vorbereitet,

  • und anschließend druckt und in ein funktionsfähiges System integriert.

 

Flexibel, kreativ, skalierbar

Ob Kartonmodell, Lasercut-Bausatz oder 3D-Druck – der Aufbau des Kurses wird an die jeweilige Schule angepasst. Technikbegeisterung braucht nicht zwingend Hightech, sondern vor allem:

  • eine klare Idee,

  • ein gut strukturiertes Konzept,

  • und motivierte Schüler*innen, die selbst mit einfachen Mitteln Großes schaffen können.

Wenn du magst, kann ich auch visuelle Beispiele oder einen Textbaustein für deine Kursseite daraus machen.


 

Kursdauer & Zeitstruktur – Qualität braucht Zeit

Unsere Kurse sind nicht auf kurzfristige Effekte ausgelegt, sondern folgen einer pädagogisch sinnvollen Zeitstruktur, die nachhaltiges Lernen und eigenständiges Arbeiten ermöglicht. Jeder Kurs ist so konzipiert, dass die Schüler*innen genug Raum haben, Konzepte zu verstehen, in die Praxis zu übertragen, Fehler zu analysieren und eigene Lösungen zu entwickeln.


Übersicht – Zeitlicher Umfang der Kurse:

Warum diese Dauer ein Qualitätsmerkmal ist:

  • Tiefe statt Tempo: Nachhaltiges technisches Verständnis entsteht nicht in wenigen Tagen. Unsere Kurse bauen aufeinander auf und lassen bewusst Raum für Erkundung und Reflexion.

  • Projektbasierte Lernzeit: In echten Entwicklungsprozessen brauchen Bau, Test, Korrektur und Code-Optimierung Zeit – diese wird hier gezielt eingeplant.

  • Eigenverantwortung fördern: Durch den bewussten Verzicht auf vorgefertigte Lösungen entwickeln die Teilnehmer*innen ein tiefes Verständnis – das braucht Zeit, aber zahlt sich langfristig aus.

  • Hohe Motivation: Gerade weil die Projekte greifbar, individuell gestaltbar und praxisnah sind, bleiben die Schüler*innen motiviert über mehrere Wochen hinweg.

Ob als Wahlpflichtfach, AG oder Projektwoche: Unsere Kursformate passen sich flexibel in den schulischen Rahmen ein – und liefern gleichzeitig eine didaktisch fundierte Tiefe, die echten Lernerfolg möglich macht.


 

Teilnehmerzahl – Qualität durch kleine Gruppen

Um eine intensive Betreuung und ein tiefes technisches Verständnis zu ermöglichen, sind die Kurse bewusst in ihrer Teilnehmerzahl begrenzt:

Warum diese Begrenzung?
Jedes Projekt verlangt individuelle Begleitung, Raum für Fragen und praktische Unterstützung. Besonders in den weiterführenden Kursen steigt die Komplexität – und damit auch der Betreuungsbedarf. Kleine Gruppen ermöglichen:

  • Gezielte Hilfestellung beim Bauen, Codieren und Verstehen

  • Weniger Wartezeiten, mehr aktive Lernzeit

  • Sichere Umsetzungen technischer Experimente

  • Höhere Motivation & Lernerfolge durch individuelles Feedback

So entsteht ein Unterrichtsklima, in dem echte Kompetenzentwicklung möglich ist – und kein Kind „untergeht“.


 

Fazit: Unsere Methode - Tiefes Verstehen statt oberflächlicher Ergebnisse

Unsere Kurse setzen bewusst auf nachhaltiges Lernen statt kurzfristiger Aha-Effekte. Die Kombination aus gezieltem Frontalunterricht und intensiver Projektarbeit führt zu echtem Verstehen:

  • Grundlagen werden sorgfältig vermittelt, aber Lösungen nicht sofort vorgegeben

  • Die Schüler*innen probieren aus, machen Fehler und lernen daraus

  • Hilfestellungen erfolgen schrittweise, nur wenn wirklich nötig

  • Ziel ist nicht nur ein funktionierender Roboter, sondern das tiefgreifende Verständnis der zugrundeliegenden Technik und Logik

Abgrenzung zu anderen Angeboten:
Viele Programme setzen auf schnelle Ergebnisse mit vorgefertigten Codes.
Wir setzen auf echtes Denken, kreatives Tüfteln und langfristige Kompetenzentwicklung.

 

Was unsere Kurse besonders macht

  • In echten Schulprojekten entstanden – über 6 Monate hinweg mit unterschiedlichen Gruppen entwickelt und optimiert

  • Didaktisch durchdacht – klare Struktur, aufeinander aufbauende Kurse

  • Hohe Motivation durch sinnvolle & greifbare Projekte

  • Stärkung von MINT-Kompetenzen, Problemlösefähigkeit und Kreativität

  • Ideal einsetzbar für AGs, Wahlpflichtfächer, Wettbewerbe oder Projektwochen

 

Kontakt & Zusammenarbeit

Du möchtest diese Kurse an deiner Schule umsetzen?

Ich begleite Ihre Schule aktiv:

  • Materialien & technische Unterstützung (inkl. Organisation & Lieferung aller Komponenten)

  • Didaktische Begleitung während der Durchführung

  • Weiterentwicklung und Anpassung je nach Bedarf und Feedback

Lass uns gemeinsam aus Ideen reale Technikprojekte machen. Ich freue mich, deine Schule zu begleiten.

Schreib mir gerne – ich freue mich auf die Zusammenarbeit!
Ob Pilotprojekt oder dauerhafte Integration: Gemeinsam bringen wir kreative Robotik in deine Schule.

Jetzt Termin vereinbaren