Die vielleicht größtmögliche Umwälzung des deutschen Schulsystems passt in eine Hand. Sie heißt Calliope mini. Es handelt sich um einen Kleinstcomputer auf einer Platine, mit dem alle, wirklich alle Kinder in Deutschland schon in der Grundschule lernen sollen, wie IT funktioniert. Das ist der ambitionierte Plan des Kölner Unternehmers Stephan Noller, und er ist damit schon erstaunlich weit.

Auf dem nationalen IT-Gipfel am 16. November werden Noller, der auch im Beirat Junge Digitale Wirtschaft des Bundeswirtschaftsministeriums sitzt, und seine Mitstreiter der gemeinnützigen Calliope gGmbH das Projekt der Öffentlichkeit vorstellen. Und das Saarland als Gastgeber des diesjährigen IT-Gipfels wird bekannt geben, dass es schon im kommenden Jahr für jeden Drittklässler einen Calliope mini bereitstellen wird. Weitere Bundesländer, darunter Bremen, sind in Gesprächen mit den Projektleitern oder haben zumindest Interesse bekundet.

Digitalkunde als Pflichtfach ab der ersten, spätestens ab der dritten Klasse – für Noller ist das zwingend nötig, um die kommenden Generationen auf die digitale Gesellschaft vorzubereiten. Die Idee, Schülern einen Minicomputer zu geben, damit sie damit lernen, wie Schaltungen, Software und Sensoren funktionieren, ist nicht neu. In Großbritannien etwa wird es schon so gemacht. Seit dem Frühjahr bekommen alle Siebtklässler dort den micro:bit ausgehändigt, eine von der BBC entwickelte Platine, die dem Calliope mini sehr ähnlich sieht. "Davon haben wir uns inspiriert gefühlt", sagt Noller. Die Idee zum deutschen "Bildungsboard" sei aber bereits Ende 2014 entstanden. 

Computer verstehen, nicht nur bedienen können

Neben Noller, der mehrere Internetunternehmen gegründet hat, gehören die Design-Professorin und ehrenamtliche Internetbotschafterin der Bundesregierung Gesche Joost, der Bonner Netzpolitiker Maxim Loick sowie die Gründer des Lern-App-Anbieters Urbn Pockets zur Calliope gGmbH. "Unser Anspruch ist, dass jeder Schüler und jede Schülerin in der dritten Klasse in Deutschland so ein Ding in die Hände bekommt", sagt Noller. "Es soll nicht irgendein Leuchtturmprojekt in Berlin-Wedding werden, sondern wir wollen in die Fläche – und zwar jedes Jahr von Neuem."

Bis aus einer solchen Idee etwas Greifbares, geschweige denn ein Standard in deutschen Lehrplänen wird, müssen viele Widerstände überwunden werden, handfeste wie mentale. Die Platinen müssen entwickelt, finanziert, produziert, konfiguriert und an den Schulen verteilt werden. Die Lehrer brauchen gutes Schulungsmaterial und vor allem die nötige Zeit, Bereitschaft und Offenheit, um sich selbst einarbeiten und ihr Wissen dann weitergeben zu können. Dafür wiederum braucht es Platz im Lehrplan.

Grundsätzlich dürften viele Lehrer dazu bereit sein. Laut einer Umfrage des Branchenverbands Bitkom vom Januar würde fast jeder zweite Lehrer gerne öfter digitale Medien im Unterricht einsetzen (befragt wurden 505 Lehrer der Sekundarstufe, aber keine Grundschullehrer). Häufig scheitert das aber an fehlenden Geräten. Vier von fünf Lehrern wünschen sich zudem eine entsprechende Weiterbildung.

Heutige Grundschüler werden auf einen völlig neuen Arbeitsmarkt treffen

Für Noller ist das alles alternativlos. Die deutsche Wirtschaft hat schon jetzt Mühe, genug IT-Experten zu finden. Konsumenten werden zunehmend mit Algorithmen, Automaten und vernetzten Alltagsgegenständen konfrontiert, von denen jeder einzelne eine black box ist. Etwas, das sie bestenfalls bedienen und benutzen können, aber nicht mal mehr ansatzweise verstehen. Und die absehbaren, teils schon jetzt stattfindenden Umwälzungen in der Arbeitswelt durch künstliche Intelligenz werden die Gesellschaft noch vor ganz andere Herausforderungen stellen. Diese neue Arbeitswelt mag noch ein paar Jahre entfernt sein, aber sie wird spätestens jene Kinder betreffen, die jetzt eingeschult werden.

"Die Auswirkungen sind dramatisch, und wir unterrichten das noch nicht einmal", sagt Noller. Ein Medienführerschein, eine Office-Einführung oder eine freiwillige Informatik-AG am Nachmittag reiche da nicht aus. Jedes Kind solle zumindest die Grundzüge der Technik verstehen, von der es zunehmend umgeben ist. Sie nicht nur anwenden, sondern durchdringen können – damit es sie auch verändern kann. "Digitale Souveränität" ist das Ziel.

Ein Computer für die gesamte Schulzeit zum Preis eines Schulbuchs

Dafür gibt es den Calliope mini – benannt nach der griechischen Muse der Wissenschaft. Noller hat ihn zusammen mit einem befreundeten Grundschullehrer entwickelt. Herausgekommen ist eine rund sieben Mal acht Zentimeter große Platine mit einem Display aus 25 LED, einem Nordic-Prozessor vom Typ nRF51822 und vier Input-Output-Kontakten zum Basteln, von denen zwei touchsensitiv sind. Der Kleinstcomputer hat zudem einen hochwertigen Lage- und Beschleunigungssensor von Bosch, einen Mikro-USB-Anschluss, und zwei Grove-Anschlüsse für externe Geräte. Das können um Beispiel weitere Sensoren, Lautsprecher und Mikrofon, ein Bluetooth-Modul, sowie zwei Motorentreiber sein. Wer es darauf anlegt, könnte daraus sogar einen selbstfahrenden Roboter bauen. Er ist damit besser ausgestattet als der micro:bit der BBC oder ein artverwandter Arduino. Trotzdem sollen die Produktionskosten der Serienversion nur 10 bis 15 Euro betragen. Was weniger wäre, als viele Schulbücher kosten.

Zusätzlich zur Hardware wird es unter calliope.cc/editor eine Programmierplattform im Netz geben, um Codes ganz einfach im Browser erstellen zu können. Grundschüler bekommen einen visuellen Editor, mit dem sie die Bausteine ihres Programms wie Puzzleteile zusammenstecken und anschließend in eine Datei umwandeln können. Später soll das auch mit einer Smartphone-App gehen. Für ältere Schüler bereitet Calliope weitere Editoren vor, zudem lässt sich der Minirechner auch in Micropython und C++ programmieren.

Die fertige Datei wird dann per USB beziehungsweise Bluetooth auf den Minirechner kopiert, der sie dann ausführen kann – auf Knopfdruck, nach Touch-Input oder durch Schütteln, also über den Bewegungssensor.

Der Calliope mini kann in allen Schulfächern zum Einsatz kommen

Vorinstalliert werden 25 Programme, sodass Lehrer selbst dann damit unterrichten können, wenn kein stationärer Computer im Klassenzimmer steht. "Richtig tolles, elaboriertes Lehrmaterial" stellt Noller in Aussicht, mit dem der Calliope mini auch jenseits des Fachs Sachkunde genutzt werden kann. Zum Beispiel könne man damit Schrittzähler für den Sportunterricht bauen, die Feuchtigkeit einer Pflanze überwachen oder mit einem Farbsensor die Farben in einem Kunstwerk zählen, sagt Noller, "und dabei fast immer ganz nebenbei lernen, wie Programmieren geht".

Hardware, Software und alle begleitende Materialien sind quelloffen und werden unter der cc-by-sa-Lizenz veröffentlicht, darauf legt Noller großen Wert. Sie dürfen also von jedem vervielfältigt, weiterverbreitet, verändert und ergänzt werden.

Spielerischer Zugang zu Computertechnik

Noller will, dass Jungs und Mädchen möglichst früh einsteigen: "Egal, ob man Studien liest, Eltern fragt oder es selbst ausprobiert: Wenn man erst in der sechsten oder siebten Klasse anfängt, irgendwas mit Informatik anzubieten, kommen 90 Prozent Jungs." Außerdem sei es in der Grundschule noch am einfachsten, einen spielerischen Zugang zu Technik zu finden.

Bisher fördert das Bundeswirtschaftsministerium die Calliope Gmbh. Nach dem IT-Gipfel wird sie auf Spenden aus der Wirtschaft angewiesen sein. Das sei aber nicht nachhaltig, sagt Noller. "Wir hoffen, dass die Länder mittelfristig sagen, das ist mindestens so gut wie ein Schulbuch oder ein Zirkel. Oder wie der 80 Euro teure Taschenrechner, den meine Tochter in der siebten Klasse kaufen musste." Sprich: Die Kultusministerien sollen, wenn es nach Noller geht, künftig die Anschaffung der Platinen in ihren Budgets berücksichtigen. 

Vielleicht hilft dabei ja der "DigitalPaktD", den die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Johanna Wanka (CDU), am Mittwoch vorstellen will. Ihr Plan sieht vor, in den kommenden fünf Jahren alle Schulen mit WLAN, breitbandigem Internet und Computern auszustatten. Dafür will der Bund fünf Milliarden Euro bereitstellen, wie Wanka der Bild am Sonntag sagte.

Einführung im Saarland im Februar 2017

Den Calliope mini testen derzeit zwei Schulen im Saarland in einem Pilotprojekt. Im Februar 2017 soll er landesweit in den dritten Klassen aller Grundschulen bereitstehen. Dann erst erhalten auch die Lehrer ausführliche Informationen und Schulungen.

Ulrich Commerçon, Minister für Bildung und Kultur des Saarlandes, sagt: "Schülerinnen und Schüler sollten in der Lage sein, digitale Technologien zu verstehen, ihre Wirkung zu kennen und sie souverän bedienen zu können. Mit dem Calliope mini und dem einführenden Curriculum kann bereits in der Grundschule ein Grundstein dafür gelegt werden. Ich freue mich daher besonders, dass wir im Saarland von Anfang an dabei sind."

"Bereitstehen" bedeutet allerdings nicht zwingend, dass alle Drittklässler auf einen Schlag das Gerät in die Hand bekommen. Die Ausgabe werde "an eine Fortbildung für interessierte Lehrkräfte geknüpft sein", teilte das Ministerium mit. "Die teilnehmenden Schulen werden Teil eines Netzwerkes, sodass sie wiederum Multiplikatoren für weitere Schulen sind."

Stephan Noller hofft, dass das Saarland seinerseits zum Multiplikator für den Rest der Republik wird.

Korrektur: In einer früheren Version dieses Artikels wurde der Calliope mini fälschlicherweise als Mikrocontroller bezeichnet.