Ein Handy voller Sensoren

Ein Bildschirm oder ein Kasten voller Messgeräte

Wer als Mutter oder Vater auf ein Handy blickt, sieht einen Bildschirm: das Ding, auf das Ihr Kind starrt, und das Ding, über das am Ende diskutiert wird. Als Beschreibung dessen, was ein Handy eigentlich ist, taugt das wenig.

Unter dem Bildschirm steckt eine kleine Sammlung von Messgeräten. Ein Chip weiß, wie das Gerät gerade geneigt ist. Ein anderer weiß, wie schnell es gedreht wird. Einer weiß, wo Norden liegt, einer, wie hell es im Raum ist, einer ungefähr, wo auf der Welt sich das Gerät gerade befindet. Nichts davon ist Sonderausstattung: Auch im günstigen Gerät stecken dieselben Bauteile, weil ein Handy sie braucht, um das Bild zu drehen, die Anzeige abzudunkeln und eine Karte zu zeichnen.

Für ein Kind, das programmieren lernt, zählt daran vor allem eines: Diese Messgeräte lassen sich auslesen. In einer blockbasierten Umgebung wie Pocket Codemeldet ein einziger Block die Neigung, die Helligkeit oder die Drehgeschwindigkeit, und mit dieser Zahl lässt sich etwas auf dem Bildschirm bewegen. Ohne Mathematik, ohne Verkabelung, ohne zusätzliche Geräte.

• Beschleunigungssensor Wie das Gerät geneigt ist und wie stark es bewegt oder geschüttelt wird
• Gyroskop Wie schnell das Gerät gedreht wird und um welche Achse
• Magnetsensor Wo Norden liegt, damit ein Spiel die Blickrichtung kennt
• Lichtsensor Wie hell die Umgebung ist, damit ein Spiel auf eine Taschenlampe oder einen dunklen Raum reagieren kann
• GPS Ungefähr, wo das Gerät ist, und damit auch, ob es sich bewegt hat
• Berührung Wo ein Finger auf dem Glas liegt und ob er noch dort liegt

Direkt gemessen oder nachträglich errechnet

Nicht jeder Sensorwert, den ein Handy liefert, ist eine Messung. Manche sind es, andere sind eine Rechnung, die die Software auf mehrere echte Messungen aufsetzt. Die Auswertung des spanischen Pilotversuchs zieht diese Grenze ausdrücklich: Physische Sensoren messen unmittelbar eine Eigenschaft der Umgebung (Beschleunigungssensor, Gyroskop, Näherungssensor), während virtuelle Sensoren von der Software erzeugt werden, die mehrere Messwerte der Hardware zu einem neuen Wert verrechnet. Für Android nennt die Studie die lineare Beschleunigung und die Schwerkraft als Beispiele.

Das klingt nach einer Feinheit, erklärt aber eine ganze Reihe von Momenten, in denen ein Kind nicht weiterkommt. Ein Handy, das flach auf dem Tisch liegt, ist für den Beschleunigungssensor keineswegs in Ruhe: Die Schwerkraft zieht daran, und der Rohwert sagt das auch. Wer wissen will, wie kräftig geschüttelt wurde, muss die Schwerkraft erst wieder herausrechnen, und genau das erledigt ein errechneter Wert. Wenn Ihr Kind also verkündet, der Neigungsblock sei kaputt, ist der Block meistens in Ordnung und misst nur etwas anderes als das, was gemeint war. Das ist eine der wenigen Stellen, an denen Sie ohne Programmierkenntnisse wirklich helfen können: Fragen Sie, welche Zahl Ihr Kind erwartet hätte.

Warum sich damit ändert, was ein erstes Projekt sein kann

Am Laptop hat ein erstes Spiel fast immer dieselbe Form: Taste drücken, etwas bewegt sich auf einer flachen Fläche. Das funktioniert, aber es passiert vollständig in einem Rechteck auf Armlänge, und die einzige Verbindung zwischen dem Kind und dem, was es gebaut hat, ist eine Tastatur.

Sensoren verändern die Form eines solchen Projekts. Durch Neigen lässt sich etwas steuern. Durch Schütteln lässt sich etwas auslösen. Wer durch das Zimmer geht, bewegt eine Spielfigur. Die körperliche Welt wird zur Eingabe, und aus einem Spiel, das man bedient, wird eines, das man mit dem eigenen Körper spielt.

Unsere eigene Einschätzung, und das ist ein Urteil aus der Unterrichtspraxis und kein Befund aus einer Studie: Am meisten zählt das für das Kind, das für sich längst entschieden hat, kein Computermensch zu sein. Diese Entscheidung folgt meistens auf die Erfahrung, etwas zu tippen, zu warten und dann gesagt zu bekommen, dass es falsch war. Ein Sensorspiel dreht diese Reihenfolge um. Man neigt das Gerät, und es bewegt sich, sofort, und wenn es sich in die falsche Richtung bewegt, sieht man es in die falsche Richtung laufen, statt eine Fehlermeldung darüber zu lesen. Die Schleife vom eigenen Tun zum sichtbaren Ergebnis ist kurz, körperlich und schwer misszuverstehen. Belege dafür, dass das dauerhaft etwas umdreht, haben wir nicht. Sagen können wir: Es verändert, wie sich die ersten zehn Minuten anfühlen.

Woran Sie erkennen, dass Ihr Kind das gut macht

Neigung mit einem Grund. Eine Kugel, die durch ein Labyrinth rollt, sollte durch Neigen gesteuert werden, weil eine echte Kugel sich genau so verhält. Ein Quiz, dessen Antwortfelder man durch Neigen auswählt, benutzt die Neigung, weil es sie eben gibt. Fragen Sie, warum das Spiel so gesteuert wird, wie es gesteuert wird. Ein Kind, das darüber nachgedacht hat, hat darauf eine Antwort.

Die Grenzen austesten. Achten Sie darauf, ob Ihr Kind versucht, das eigene Spiel absichtlich kaputt zu machen: das Handy komplett umdrehen, es viel heftiger schütteln, als es im Spiel je nötig wäre, den Lichtsensor mit dem Daumen zuhalten, so weit weglaufen, dass das Signal abreißt. Das ist kein Herumalbern, sondern die Frage, was ein Messgerät an der Grenze dessen tut, was es überhaupt erfassen kann.

Über eine Zahl streiten. Früher oder später erzwingt ein Sensorspiel eine Entscheidung, der man nicht ausweichen kann: Wie schnell ist „zu schnell“? Ihr Kind muss einen konkreten Wert festlegen, ab dem ein Schütteln als Schütteln zählt, muss zusehen, wie dieser Wert schon auslöst, wenn jemand das Handy anhaucht, und muss einen anderen wählen. Ein vages menschliches Wort in eine überprüfbare Zahl zu übersetzen und diese Zahl dann an der Wirklichkeit zu korrigieren, ist ein großer Teil dessen, was Programmieren ausmacht.

Wo Skepsis angebracht ist

Beim Standort ist eine klare Nachfrage angebracht. Ein Spiel, das wissen möchte, wo Ihr Kind sich gerade aufhält, sollte das begründen müssen. Manche brauchen die Angabe tatsächlich, viele fragen sie ab, weil die Berechtigung leicht zu bekommen ist und die Daten für irgendjemanden einen Wert haben. Lassen Sie sich von Ihrem Kind erklären, was das Spiel mit dem Standort macht, bevor die Berechtigung erteilt wird, und sagen Sie Nein, wenn die Erklärung dünn bleibt. Das gilt unabhängig davon, ob das Spiel aus einem App-Store stammt oder Ihr Kind es selbst gebaut hat: Ein Projekt, das die eigene Position meldet und danach weitergereicht wird, teilt mehr als nur ein Spiel.

Der Rest wiegt weniger schwer. Sensorspiele leeren den Akku schneller als Tippspiele. Ein Spiel, für das man herumlaufen muss, braucht eine Umgebung, in der man gefahrlos herumlaufen kann. Bewegungssteuerung schließt außerdem still und leise Menschen aus: Ein Kind, das die Steuerung ausschließlich über Neigung baut und das Handy danach der Großmutter reicht, lernt dabei etwas darüber, wer mitspielen kann und wer nicht. Und ein Handy, das ernsthaft geschüttelt wird, fällt irgendwann herunter.

Was die Auswertung hergibt und was nicht

Die Auswertung des spanischen Pilotversuchs erschien in einer Fachzeitschrift für Sensorik, und das ist kein Zufall: Die Sensoren waren der Kern der Sache. Sie nennt Beschleunigungssensor, Gyroskop, Magnetsensor, Lichtsensor und GPS unter den Bauteilen, die ein Spiel auslesen kann, und argumentiert, dass sich mit Sensordaten ein echtes Experiment aus Physik oder Mathematik im Spiel nachbilden lässt. Das konkrete Beispiel der Autorinnen und Autoren: Erst die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors zusammen mit den Lagedaten des Gyroskops machen eine Vorlage für ein Rennspiel möglich. Die Schülerinnen und Schüler dieses Pilotversuchs verbanden ihren Handy-Code außerdem mit LEGO-Robotern, worum es in unserem Text zum Roboter der LEGO League geht.

Was die Studie nicht zeigt und was wir auch nicht andeuten werden: dass sich mit Sensorspielen Physik oder sonst etwas besser lernen ließe als auf anderem Weg. Gemessen wurde, ob Schülerinnen, Schüler und Lehrkräfte die Werkzeuge praktisch, anregend und ansprechend fanden, nicht, was dabei jemand gelernt hat. Worum es auf dieser Seite geht, ist, was Anfängerinnen und Anfänger bauen können und wie schnell sie eine Reaktion darauf sehen, nicht die Note.

Wer sich die Umgebung vorher ansehen möchte: Der Werkzeugbereichbeschreibt Pocket Code und was dahintersteckt, undvom Konsumieren zum Gestaltenbehandelt die größere Frage, wann ein Gerät benutzt und wann damit etwas gebaut wird. Alles Weitere steht im Hub für Zuhause.