Programmiersprache Nepo Kinderleichter Einstieg in die digitale Welt
Sankt Augustin · Nepo führt kleine und große Technik-Fans spielend in die Kunst des Programmierens ein.
Wer lesen kann, ist klar im Vorteil. Diese bekannte Redewendung gilt auch für Kinder, die sich mit der Programmiersprache Nepo beschäftigen. Sie wurde vom Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) im Rahmen der 2002 gegründeten Initiative „Roberta – Lernen mit Robotern“ entwickelt. Das Ziel des Ausbildungskonzeptes: bei Kindern und Jugendlichen das Interesse für Technik, Naturwissenschaften und Informatik zu wecken. Das Herzstück ist seit 2014 Open Roberta – eine Programmier-Software, die mit grafischen Elementen Kindern beibringen soll, wie sie Roboter und Mikrocontroller mithilfe der Programmiersprache Nepo steuern können. Der Name ergibt rückwärts gelesen das englische Wort open, das deutsch „offen“ bedeutet und auf die freie Verfügbarkeit und die kostenlose Nutzung hinweist. Die Entwicklung von Open Roberta wurde durch Google.org finanziert.
Der Geschäftsfeldleiter beim Fraunhofer IAIS, Thorsten Leimbach, erklärt: „Die grafische blockbasierte Programmiersprache Nepo ermöglicht Kindern einen intuitiven Zugang zum Programmieren.“ Bei einer sogenannten blockbasierten Programmiersprache werden die Funktionen einer Anwendung mithilfe einzelner farbiger Bausteine, Blöcke, erstellt. Diese können mit der Computermaus frei platziert und miteinander verbunden werden. Roboter seien dafür gut geeignet, da sie eine Verbindung zwischen abstrakten Lerninhalten und der Realität herstellen. Sie bieten einen spielerischen Zugang zur Technik, bei dem Nutzer ausprobieren können, wie sie funktioniert.
Wer keinen Roboter oder Mikrocontroller besitzt, kann Nepo direkt im Internetbrowser testen. Den Einstieg erleichtert die interaktive Tour „Erste Schritte im Lab“. Nach wenigen Klicks erfolgt ein kleines Erfolgserlebnis. Ein virtueller Roboter bewegt sich vorwärts. Das dazugehörige Programm besteht aus zwei Blöcken, die wie Zeilen untereinander angeordnet werden. Unter den Startblock wird aus der Toolbox, einer Art Werkzeugkiste, der Aktionsblock „Fahre“ gezogen. Richtung, Tempo und Strecke lassen sich individuell einstellen.
Nach diesem Grundprinzip funktioniert Nepo sowohl im Anfänger- als auch im Fortgeschrittenen-Modus. Block für Block entsteht ein Programm, das sich jederzeit über die Simulationsfunktion überprüfen lässt. Die Blöcke sind dabei in Kategorien unterteilt, zum Beispiel „Aktion“, um Motor, Anzeige, Statusleuchte und Lautsprecher zu steuern. Spannend wird es in der Kategorie „Kontrolle“, mit deren Hilfe der Programmablauf gesteuert werden kann. So kann der Roboter eine Aktion mehrmals wiederholen oder eine Pause für einen vorgegebenen Zeitraum einlegen. Zudem lassen sich auch Sensoren programmieren oder mathematische Gleichungen einfügen, um den Roboter als Rechner zu verwenden.
Eine umfangreiche Programm-Galerie gibt einen Einblick in die Vielfalt der Möglichkeiten, die Nepo bietet. Für erste Übungen stehen Anleitungen bereit, für Fragen ein eigenes „Open Roberta Wiki“. Wer seine eigenen Programme speichern oder anderen zeigen möchte, muss ein Benutzerkonto anlegen. Das ist nicht nötig, um Open Roberta Lab nur zu nutzen.
„Nepo kann von Jungen und Mädchen, die gut lesen können, etwa ab der dritten Klasse, genutzt werden“, sagt Thorsten Leimbach und erklärt, dass auch viele Erwachsene damit Programme erstellen. „Manche Firmen schulen damit ihre Mitarbeiter, um ihnen den Einstieg in die digitale Welt zu erleichtern.“ Datenschutz habe dabei stets höchste Priorität, so werden auf der Plattform unter anderem keine Cookies, die Verlaufsdaten von Nutzern speichern, eingesetzt.
2014 verzeichnete Open Roberta etwa 10 000 Nutzer, im vergangenen Jahr waren es über drei Millionen“, berichtet Thorsten Leimbach. Etwa die Hälfte der Zugriffe erfolgte aus Deutschland, der Rest aus 120 weiteren Ländern weltweit. Die Plattform ist bereits in 20 Sprachen verfügbar. Eine weltweite Gemeinschaft von Freiwilligen beteiligt sich an deren Weiterentwicklung.
Vor Kurzem wurde Nepo Missions, eine kostenlose Lernspiel-App für Kinder ab zehn Jahren, vorgestellt. Sie erhalten dabei den „Forschungsauftrag“, mithilfe eines ferngesteuerten Rovers die Oberfläche des Planeten Mars zu erkunden. Schritt für Schritt lösen sie dafür immer schwierigere Programmieraufgaben.
