Geranium Calliope

Seit etwa 2016 gibt es das Projekt Calliope, das sich folgendes Ziel gesetzt hat: "Unsere Mission ist es, jedem Schulkind in Deutschland ab der 3. Klasse einen spielerischen Zugang zur digitalen Welt zu ermöglichen." Der folgende Artikel beschreibt die technischen und didaktischen Möglichkeiten, geht aber auch auf  die wirtschaftlichen und politischen Hintergründe ein.

Lang hat's gedauert, bis ich endlich Calliope mini in der Hand halten konnte. Am 4.7.2017 bestellt, am 8.8.2017 eingetroffen! Eine logistische Meisterleistung im Zeitalter der rasenden Digitalisierung. Aber gut, hier ist sie jetzt, Calliope, die Schönstimmige. Eine gefällige braune Verpackung, nett gemacht. Dann geht's an das Eingemachte. Aus der äußeren Verpackung fallen mir gleich zwei grüne LEDs entgegen, die lose im kleinen Karton herumpoltern. Drinnen dann ein Kästchen, in dem sich das Miniboard präsentiert.

 

 Ein Miniboard für alle?

Aber sei's drum, jetzt liegt sie also vor mir und wartet auf Belebung. Bei genauerer Betrachtung des Boards hat Calliope dem ersten Anschein nach schon viele Möglichkeiten der Nutzung. Also: Was bietet Calliope?:

  • ein Kompass,
  • Sensoren für Bewegung,
  • Beschleunigung,
  • Temperatur und Licht
  • ein Lautsprecher und ein Mikro
  • ein LED-Raster (5x5),
  • eine RGB-LED,
  • zwei Buttons zur Steuerung und
  • sechs Anschlussmöglichkeiten für diverse Zusatzsensoren und -aktoren.

interessant, dass auch Grove-Connectoren und ein Anschluss für zwei Motoren verwendet werden können.

Für die Kommunikation nach draußen bietet das Board:

  • einen Mini - USB Anschluss,
  • Bluetooth
  • Batterieanschlüsse zur Energieversorgung

Bestückt ist Calliope mit einem
32-bit ARM Cortex-M0 Prozessor mit 16Kb RAM, 16Mhz Takt,

Beispiele zur Programmierung

Grundlagen der Programmierung zu erfassen ist mit Calliope leicht. Programmiert wird online. Leider ist  eine Version, die es ermöglicht ohne Anbindung an das Internet zu arbeiten, ist nicht vorhanden. Es stehen drei verschiedene Editoren zur Verfügung. Die Erstellung von Programmen ist in allen drei Editoren sehr ähnlich. Der Aufbau von Programmstrukturen, Erfassung von Sensordaten, Ausgabe von Text, Tönen, LED-Farben ist wegen der grafischen Oberfläche leicht nachvollziehbar.

Calliope mini Editor

Programmiert wird durch "Drag and Drop" von Steuerstrukturen und Ausgaben.

Übertragen der Programme zum Mini ist wirklich einfach und kindgerecht: Ein Klick auf die gelbe Leiste "herunterladen" lädt die auf dem Server kompilierte Hex-Datei in den Download-Ordner. Wenn Calliope mit dem USB-Kabel mit dem Rechner verbunden ist, kann die Datei direkt auf den Mini kopiert werden.
Das Flashen ist damit erledigt.

Microsoft PXT-Editor

Er ist genau so intuitiv zu bedienen wie der mini-Editor, aber mit erweiterten Funktionen: Kontrollstrukturen, Ausgaben, Funktionen sind auch hier per Drag and Drop auf eine Arbeitsfläche zu ziehen. Es kann von einer Blockansicht (=grafische Oberfläche) auf Javascript, genauer TypeScript umgeschaltet werden.
Es lassen sich also schon ordentlich komplexe Programme erstellen. Der Editor wird von Microsoft als Open-Source zur Verfügung gestellt. Unklar ist allerdings, wie Anbindung an Microsofts Cloud Azure aussieht.

NEPO von Open-Roberta

Am umfangreichsten ist NEPO aus dem Open-Roberta-Projekt. Open 'Roberta ist ein Projekt der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. zur Nachwuchsförderung in technischen Berufen – von Mädchen wie von Jungen. Großes Gewicht wird auch darauf gelegt, Mädchen technisch zu fördern.
Open-Roberta ist komplett Open-Source.Seit 2015 wird Open-Roberta von Google gefördert.

Stolpersteine

Bei aller Begeisterung für Calliope, mit der man mit Kindern und Jugendlichen spannende Technikprojekte durchführen kann, bleiben aber noch ein paar Fragen offen.

Formulierte Ziele

"Wir wollen aber nicht nur Schüler/innen, sondern auch Lehrer/innen und das Bildungs-System erreichen, um langfristig mehr digitale Inhalte an den Schulen zu vermitteln und dies in den Lehrplänen dauerhaft zu verankern. Davon versprechen wir uns besser ausgebildete Schulabgänger/innen, aber auch
kritischere und souveräne Nutzer/innen der neuen Technologien, die sowohl Begeisterung für die Möglichkeiten als auch ein Gefühl für die Gefahren vermittelt bekommen haben."

Dass in den deutschen Schulen der Umgang mit Digitalgeräten in einer nahezu lächerlichen Weise ignoriert wird, ist sogar der Kanzlerin aufgefallen. Aber was sind die "digitalen Inhalte" von denen in den Zielvorstellungen die Rede ist? Was also wollen die Betreiber der Calliopeprojekts?

Lernziele für die Wirtschaft

Von einigen Bildungspolitikern und den meisten Wirtschaftsvertretern wird immer wieder unterstellt, dass mit dem Programmieren logisches Denken gelernt werde, während dies in anderen Fächern der Schule nicht so sei. Das Erstellen von Programmen wird als der Königsweg zur Fähigkeit dargestellt, etwas logisch zu erfassen und dann folgerichtig zu handeln.
Wer mit Kindern und Jugendlichen gearbeitet hat, weiß, dass diese Behauptung schlicht Unsinn ist: Logisches Denken wird in vielen Fächern gefordert, so vor allem in der Mathematik und Sachkunde. Und kreatives und folgerichtiges Verhalten hängt von vielen Faktoren ab wie zum Beispiel Eigenständigkeit, Intuition, soziale Sensibilität oder ethische Werte.
Offensichtlich reduziert sich das Ziel auf die Fähigkeit, ein Stück Programm zu schreiben und auf einem Stück Hardware zum Laufen zu bringen. Das Ausblenden weiter gehender Fragen wie ethische Grundlagen steht im Widerspruch zur Behauptung, "ein Gefühl für die Gefahren" vermitteln zu wollen. Ignoriert wird die Verwendung bereits vorhandener Möglichkeiten, ein Bewusstsein digitaler Möglichkeiten positiver wie negativer Art zu
schaffen.
Gefördert und gefordert wird also ein eingeschränkter Bereich von Fähigkeiten. Das eigentliche Ziel Calliopes wird an anderen Stellen deutlicher formuliert: Auf der Seite der Selbstdarstellung der Förderer von Calliope finden sich folgende Formulierungen:
• Es sollen "wichtige Fähigkeiten für die Jobs der Zukunft " erlernt werden. (Dr.
Wieland Holfelder, Leiter des Münchner Entwicklungszentrums von Google)• "Ein technologisches Grundverständnis ist neben Lesen, Schreiben, Rechnen eine der wichtigsten Kompetenzen für den persönlichen und beruflichen Erfolg im 21. Jahrhundert" (Mark van Mierle, CEO Cornelsen Verlag)
• Ziel ist, "...digitale Lernmethoden in Schulen, Universitäten und der beruflichen Weiterbildung (zu) etablieren. Nur so können wir sicherstellen, dass auch der Nachwuchs für zukünftige Anforderungen gerüstet ist" (Bernd Leukert, Mitglied des Vorstands der SAP SE)

Wichtigstes Ziel scheint also die Ausbildung in Programmierung zu sein, um den vermuteten zukünftigen Anforderungen der Wirtschaft gerecht zu werden. Der Sinn dieser Ziele steht auf wackligen Beinen. Was ist, wenn in etwa 10 Jahren keine ProgrammiererInnen benötigt werden? So wie es einen Schweinezyklus gibt, hat es auch in den letzten Jahrzehnten einen ProgrammierInnenzyklus gegeben. Welche Qualifikationen in Zukunft in der Wirtschaft benötigt werden, kann heute niemand ernsthaft voraussagen.
Dazu kommt, dass bei Calliope weitgehend ignoriert wird, dass Programmierkenntnisse nun einmal nicht automatisch zu verantwortungsvollem Handeln als Programmierer/in führen. Es kann jemand hervorragend an Echtzeitsystemen von Drohnen arbeiten, die in Ländern wie Afghanistan dann Hochzeitsgesellschaften zusammen bomben. Oder die Spezialistin für KI kann an einer Anwendung für Gesichtserkennung arbeiten, die dann in Diktaturen eingesetzt wird, um Oppositionelle zu überwachen.

Fragen zum bewussten Handeln im Digitalen reduziert sich in den Selbstdarstellungen des Projektes Calliope als schmückendes Beiwerk, als epitetans ornans (Wenn wir schon
Begriffsdropping klassischer Art betreiben wollen). Die Wohltönenden ist Calliope kosmee (eine geschmückte Wohltönende).

Lernziele für die Gesellschaft

Ein möglicher anderer Ansatz des Unterrichts, der weiter trägt als die bloße Qualifikation in Programmiertätigkeiten, ist die Orientierung an den Interessen der Kinder, Lehrer und Eltern. Die Entwicklung der Persönlichkeit im Umgang mit digitalen Geräten, die nicht wirtschaftlichen Zwecken unterliegen und von außen strukturiert sind, bestimmt auf lange Sicht den demokratischen Charakter digitaler Produkte. Auf dieser Grundlage kann dann
auch die einseitige Orientierung auf Progammierkenntnisse relativiert werden.
Da wären zu nennen:
• Neugier auf technische Sachverhalte
• Entwicklung technischer Fähigkeiten
• Freude an der Kreativität bei der Beschäftigung mit IT
• Kenntnisse über die Möglichkeiten und Grenzen vernetzter Geräte
• Wissen um die Gefahren für die Individualität bei Internetnutzung
Eigenbestimmtes Arbeiten mit Digitalem kann auch nur dann wirklich gelingen, wenn die Beschäftigung mit Bits und Bytes nicht als Unterrichtsfach allen Schülerinnen und Schüler übergestülpt wird.

Grenzen

Aber selbst wenn man die Zielvorstellungen Calliopes teilen würde, gibt es noch Grenzen in der gegenwärtigen Schulrealität, die die Umsetzung dieser Ziele stark einschränken. Ausstattung in den Schulen

Physisch

Die Arbeit mit Calliope setzt ein gut funktionierendes Internet voraus und Rechner, die auch allen Schülern zur Verfügung stehen. Das benötigte Material ist häufig nicht vorhanden oder schrecklich veraltet, die Netzanbindung ist in vielen Schule nicht nutzbar. Es ist auch keine Seltenheit, dass Rechner mit Windows XP im Einsatz sind oder ein Rechnerzoo aus gespendeten Computern die Schulräume zumüllen.

Administration

Die IT-Ausstattung am Laufen zu halten ist meist die zusätzliche Aufgabe eines Lehrer, der dafür eine geringe Unterrichtsentlastung erhält. So hat beispielsweise eine Schule mittlerer Größenordnung (1000 Schüler, 100 Lehrerkollegen) 140 Rechner für den Unterricht und
rund 15 PCs für die interne Verwaltung im Einsatz. Betreut wird dies zu einem kleinen Teil von der kommunalen Behörde, die für Reparaturen und Anschaffung der Hardware zuständig ist. Der große Rest (Softwarepflege, Netzkonfiguration, Nutzerverwaltung, Kollegenberatung und und und..) wird alles von einem Lehrer mit 2 (zwei) Unterrichtsstunden Entlastung pro Woche administriert. Selbst Informatiklehrer sind dann häufig in Fragen der Netzadministration und Betriebssystemwartung überfordert, wenn sie das alles noch quasi nebenbei machen müssen.

Lehrer

Lehrer, die nicht direkt als Fachlehrer Informatik unterrichten, sind in der Regel nicht ausgebildet und häufig unerfahren in Fragen der Technik. Auch die Fachlehrer für Mathematik, Physik oder Chemie wissen wenig von den Grundlagen der IT-Technik und Softwareentwicklung. Das Denken in Algorithmen ist daher nur bei wenigen Lehrern voraus zu setzen.
Ursachen.

Gründe für diese Ferne von IT-Themen sind unterschiedlich. Zum Einen liegen die Interessen der Lehrer verständlicherweise auf den Gebieten der Psychologie, Soziologie, Pädagogik, also sogenannten "weichen" Wissenschaften. Diese haben auch ihre Legitimation und bilden die Basis für eine gute Lehrtätigkeit. Nun gibt es nur wenig Schnittstellen von diesen Themen zur Technik. Unter anderem liegt es daran, dass Lehrer in der Ausbildung nur lückenhaft auf IT-Themen vorbereitet werden.Welche Potentiale an Autonomie und Kreativität in der IT liegen, ist den meisten dann auch nicht bewusst. Daher ist die Begeisterung für technische Themen auch nicht zu erwarten.

Kinder

Konzentrationsfähigkeit
Kindern wird bei den dargestellten Beispielprojekten eine hohe Konzentrationsfähigkeit abverlangt, die einzelnen Schritte müssen mit ihnen detailliert erarbeitet werden. Komplexere Programme werden für Kinder schnell unübersichtlich. Nur interessierte Kinder sind so lange am Ball.

Klassensituation
Da in den Schulklassen aber durchschnittlich 25 Kinder mit sehr unterschiedlichen Voraussetzungen sitzen, ist eine Situation zur sinnvollen Nutzung von Calliope nur schwer vorstellbar.

Irreführung
Dazu kommt, dass den Kindern vollmundig versprochen wird, dass sie Spiele erfinden, Musik komponieren und Roboter bauen könnten. Diese Vorgaben sind sehr sportlich zu verstehen, weil zur Entwicklung einer dieser Anwendungen schon eine Menge Kenntnisse der Programmierung gehören. Wenn die Kinder dann tatsächlich anfangen, mit Calliope zu arbeiten, merken sie ganz schnell, dass diese Versprechen nur nach langer Einarbeitungszeit zu halten sind. Ob das der Motivation förderlich ist, sei dahin gestellt.

Netzwerke

Um zu einer angemessenen Urteil über das Projekt Calliope zu kommen, dürfen auch die Kooperationspartner und Förderer dieses Projektes nicht vergessen werden. Wer also treibt dieses Projekt voran? Welche Interessen könnten im Hintergrund eine Rolle spielen? Es sind sicher einige Förderer dabei, die die positiven Aspekte des Calliopeprojekts unterstützen wollen und des Lobbyismus sicher nicht verdächtigt werden können. Aber so einige bekannte oder weniger bekannte Namen verweisen auf starke Lobbyinteressen. Im Übrigen ist nicht ersichtlich, wer mit welchem Aufwand das Projekt unterstützt.

Hier die Liste der offiziellen Förderer:

  • Google
  • Cornelsen Verlag
  • SAP SE
  • Bosch
  • NXP
  • Nordic Semiconductor
  • Würth Elektronik
  • Schleicher Electronic Berlin GmbH
  • Roberta® - Lernen mit Robotern
  • Deutsche Telekom Stiftung•Microsoft
  • Wissensfabrik (Lobbyverband der Wirtschaft)
  • urbn pockets
  • Beirat junge digitale Wirtschaft (Mitglieder sind Firmeninhaber aus demIT-Bereich)
  • Bergische Universität Wuppertal (Prof. Ludger Humbert: Didaktik der Informatik,)
  • Flaneur Design
  • GGS Mommsenstrasse.

Fazit

Das Board Calliope ist gut geeignet, die Freude an Technik zu fördern, in der Hand von motivierenden Eltern und Lehrer ist Calliope ein sehr gutes Produkt. Daher empfiehlt es sich im Einsatz in Workshops oder Arbeitsgemeinschaften. Sinnvoll ist dann auch die Unterstützung von interessierte Lehrer und Eltern bei den ersten Schritten in der Erkundung des Neulands "Digitales". Gegen den flächendeckenden Einsatz sprechen aber vor allem die schulischen Voraussetzungen, die nur rudimentär vorhanden sind, und die fragwürdigen Ziele, die nur notdürftig übertüncht werden von Floskeln über die Entwicklung mündigen Verhaltens der Kinder.

Gute Besserung

Es ist nicht verkehrt, mehr Silizium und Metall auf die Schulen herab regnen zu lassen, vielleicht werden tatsächlich SuS angeregt, sich für Technik zu begeistern. Es wurde schon für viel größeren Mist Geld zum Fenster hinausgeworfen. Aber sehr erfolgreich wird dieses Projekt nicht sein.
Wichtiger wäre die Veränderung der Schullandschaft. Das geht von der Verbesserung der Personalsituation bei der Einrichtung und Pflege der Hardware über attraktive Weiterbildungsangebote für Lehrer und Eltern bis hin zur Entrümpelung der Lehrpläne. Details zu anderen Zielen gibt es auf der Website des CCC: "Forderungen für eine digitale Bildung an Schulen", hier die wichtigsten Punkte

  • Digitale Mündigkeit bei SuS muss über reines Anwendungswissen und Programmierkenntnisse hinausgehen.
  • Digitales Wissen ist fächerübergreifend zu sehen. Technisches Verständnis in Form von informatorische Grundbildung reicht nicht.
  • Lehrkräfte müssen gestärkt werden, Ausstattung der Schule muss verbessert werden
  • Vorbilder bei IT-Sicherheit schaffen durch sicherheitsbewusstes Handeln von Eltern und Lehrer.
  • Externe Experten einbinden, indem Kooperationen von Schulen und außerschulischen Initiativen verbessert werden

Aber das ist ein ziemlich dickes Brett, das gebohrt werden müsste. Leider bringt das Durchqueren der Ebenen der Mühen des Alltags kurzfristig keinen Ruhm und kein Geld ein. Und so werden diejenigen, die sich für Stärkung von IT-Themen in den Schule einsetzen, leider weiter mit hoch fliegenden Konzepten statt handfesten Hilfen konfrontiert werden.