Lohnt nicht für Privatkunden: LEGO Education SPIKE Essential Review (45345)

Vor über 10 Jahren wurde mit dem WeDo 2.0-Set das erste Mal das Powered Up System genutzt. Seitdem sind viele weitere Elemente in dem System erschienen: Hubs, Sensoren, Motoren, Lichter und eine Fernbedienung. Allerdings ist nur ein Bruchteil dieser Komponenten mit dem WeDo 2.0 Hub kompatibel, da er nicht aktualisierbar ist.

Vermutlich um dieses Problem aus der Welt zu schaffen und das gesamte System weiter zu vereinheitlichen, hat LEGO kürzlich das SPIKE Essential-Set veröffentlicht. Neben einem neuen Hub enthält das Set als Highlights zwei kleine Motoren und eine 3×3 LED-Matrix.

Set-Informationen

• Set-Nummer: 45345
• Thema: LEGO Education
• Bezeichnung: SPIKE Essential-Set
• Teilezahl: 449
• Erscheinungsjahr: 2021
• Empfohlenes Alter: 6+
• Preis bei LEGO: 302,99 Euro
• Preis pro Teil: 67 Cent

Die Verpackung

Wie für LEGO Education-Produkte üblich, wird das SPIKE Essential Set in einer stabilen Plastikbox ausgeliefert, die zwischen Unterrichtseinheiten gestapelt gelagert werden kann. Im Gegensatz zu WeDo 2.0 wurde hier die „normale“ Höhe genommen, wie man sie auch von den LEGO Education Mindstorms EV3 Kästen und LEGO Education SPIKE Prime kennt.

Nach dem Öffnen liegen ein paar Papierzettel in dem Kasten. Wichtig ist eine Auflistung der Sortierung der Teile. Es gibt außerdem einen Flyer mit der Bitte, Feedback für das Produkt zu hinterlassen und sich bei Problemen an den Kundenservice zu wenden. Austauschen kann man sich mit anderen Lehrern auch über das LEGO Education Forum.

Zurück zu SPIKE Essential. Die kleineren Teile in dem Set befinden sich in einer Sortiereinlage, in der die Teile nach Farben angeordnet sind. Für die erstmalige Nutzung müssen die Teile aus nummerierten Tüten in die Fächer gefüllt werden. Zur Markierung der Farben gibt es Aufkleber, die auf der Schale befestigt werden können. Beim Aufkleben sollte vorsichtig vorgegangen werden. Ich fand es schwierig, die Aufkleber gerade aufzukleben.

Ganz wird die farbige Sortierung am Ende nicht eingehalten: Es gibt ein Extrafach für Minifiguren, Pflanzen und ähnliche Gegenstände. Größere Teile wie Platten sowie alle elektronischen Komponenten befinden sich eine Etage tiefer. Ich denke, im Unterricht sollte explizit auf die größeren Teile hingewiesen werden, damit die Schülerinnen und Schüler alles finden. Unten im SPIKE Essential Kasten befindet sich außerdem eine Ersatzteilebox.

Auch wenn das Konzept einer Ersatzteilebox erst einmal gut klingt, dürfte sie häufig nicht sinnvoll sein. Meistens gehen nur die kleinen Pins kaputt oder verloren, deren Material häufig Stress ausgesetzt wird. Davon enthält die SPIKE Essential Ersatzteile-Box zwar mehr als von großen Teilen. Das Verhältnis passt trotzdem nicht, am Ende dürften viele große Teile übrig bleiben. Das ist aber kein Problem. Man kann bestimmte Teile online bei LEGO nachbestellen.

Neue Elemente & spannende Teile

Die bereits erwähnten Minifiguren, vier an der Zahl, sind mir positiv aufgefallen. Es gibt für jede der relativ einfach gestalteten Figuren eine kurze Bio. Ich denke, dass sie gerade jüngeren Kindern helfen können, sich mit den Problemen in den Aufgaben zu identifizieren und die Geschichten anschaulicher zu gestalten. Bei WeDo 2.0 wurde man auch von Minifiguren durch die Aufgaben geführt, die dem Set aber nicht beilagen.

Dieses Set enthält eine ganze Reihe von exklusiven und seltenen Elementen. Den 1×16 Technic Brick in Bright Green gibt es bisher nur in diesem Set. Dazu kommt die Flagge mit zwei Halterungen in Rot, der flexible ribbed Hose 8 mm mit blauer Füllung und das kleine Rad. Durch den festen Gummibezug des Rades wird der Schlupf verringert, wodurch beispielsweise ein SPIKE Essential Fahrzeug genauer steuern kann. Natürlich sind die meisten elektronischen Komponenten auch exklusiv, aber die schauen wir uns erst im nächsten Abschnitt an.

Den 1×8 Technic Brick und die 2×6 Technic Plate, beide in Dark Azure, gab es in der Farbe bisher nur in LEGO Education BriQ Motion Essential. Ein spannendes neues Teil ist außerdem der Technic Pin mit Anti-Stud, der ansonsten nur in einem Education-Set und in dem Volkswagen T2 Camper enthalten war. Der Pin ermöglicht eine relativ einfache Befestigung von Technic-Elementen auf normalen System-Noppen. Da die elektronischen Komponenten alle nur Technic-Baumöglichkeiten bieten, aber die meisten Steine des Sets Systemsteine sind, werden die Pins sehr häufig genutzt.

Außerdem erwähnenswert sind die zwei weißen 16×16 Platten, die zwei weißen 8×16 Platten und die zwei 8×8 Platten, die als Grundlage für die meisten Modelle in dem Set dienen.

Die Elektronik

An Elektronik gibt es mit diesem Set einige spannende neue Komponenten. Eine genaue Beschreibung der Funktionen und Eigenschaften gibt es bei LEGO Education. Übrigens gibt es die SPIKE Essential Teile alle einzeln bei den LEGO Education Handelspartnern zu kaufen. Falls etwas kaputtgeht, kann man also Ersatz bekommen – die Preise sind aber teilweise ziemlich hoch und es gibt wohl in der aktuellen Situation bei einigen Komponenten Lieferschwierigkeiten.

Kleiner Technic Hub

Das Herzstück des SPIKE Essential Sets ist der neue kleine Technic Hub in Gelb, der fast wie eine Miniversion von dem großen Technic Hub aus SPIKE Prime aussieht. Er hat neben einer Taste und einer mehrfarbigen LED zwei Powered Up Anschlüsse und einen Akku. Die Laufzeit des Akkus beträgt im Dauerbetrieb mit einem Motor ganz grob 3 Stunden und ist damit vergleichbar zu dem WeDo 2.0 Akku. Im Gegensatz zu dem Vorgänger, lässt sich der SPIKE Essential Hub nicht mit Batterien betreiben. Entsprechend der Akkulaufzeit eignet sich der Hub für ein bis zwei Schulstunden; ein Projekttag könnte hingegen schwierig werden. LEGO gibt übrigens die Testergebnisse der Akkus heraus.

Zur Verbindung mit einem Computer kann entweder Bluetooth oder USB genutzt werden. Über das mitgelieferte USB-Kabel kann der Akku im Hub aufgeladen werden. Außerhalb des Hubs kann der Akku nicht geladen werden.

Die Programme werden mit der SPIKE App nur an den Hub gestreamt. Das Herunterladen und Speichern von Programmen auf den Hub ist trotz MicroPython-Betriebssystems nicht offiziell möglich. Nicht von außen sichtbar ist der Gyrosensor, mit dem der Hub die Neigung erkennen kann. Er kann frei in Programmen genutzt werden.

Kleiner Technic Winkelmotor

Ebenfalls neu ist der hellblaue kleine Winkelmotor, der gleich zwei Mal im Set enthalten ist. Sein Volumen dürfte mit dem Volumen des Power Functions M-Motors vergleichbar sein. Allerdings hat dieser Motor viel mehr Technic-Aufnahmen, was das Verbauen des Motors leichter macht. Dieser Motor enthält einen Rotationssensor, der Winkel und Geschwindigkeit der vom Motor gedrehten Scheibe messen kann. Dadurch kann er beispielsweise für Lenkungen von Fahrzeugen genutzt werden. Außerdem kann man den Motor per Hand drehen und ihn so als Sensor nutzen. Die absolute 0-Position ist mit einem grauen Strich markiert.

Um bei seinem Drehmoment von bis zu 5 Ncm keinen Schaden zu verursachen, enthält der Motor eine Rutschkupplung. Die Maximalgeschwindigkeit liegt laut LEGO ohne Last bei 110 Umdrehungen pro Minute. Bei eigenen Messungen haben wir mit dem HiTechnic NXT Winkelsensor ohne Last 105 Umdrehungen pro Minute gemessen.
Fans wünschen sich schon lange einen kleineren Motor, quasi ein Comeback des Micromotors. Dem wird dieser Motor in Bezug auf die Größe zwar nicht gerecht, aber er dürfte trotzdem viel Zustimmung erhalten, weil die Menge an Funktionen in der Größe in der Klemmbausteinwelt ziemlich einzigartig sein dürfte.

3×3-Farblichtmatrix

Das vielleicht ungewöhnlichste Objekt in diesem Set ist die 3×3 Farblichtmatrix. Die Vorderseite des Gegenstandes hat insgesamt 9 Felder, die in unterschiedlichen Farben leuchten können. In der Software lassen sich die Farben Rosa, Lila, Blau, Hellblau, Hellgrün, Dunkelgrün, Gelb, Orange, Rot, Weiß und „aus“ auswählen. Auch die Helligkeit lässt sich in 10 Stufen im Programm einstellen.

Die Idee der Matrix finde ich sehr cool und ich bin gespannt, auf welche Ideen MOCer kommen werden. Allerdings befürchte ich, dass die sinnvollen Anwendungsbereiche ziemlich eingeschränkt sein werden. Das zeigt sich auch schon in den Lerneinheiten für dieses Set: häufig wird die Matrix nur als normale mehrfarbige Lampe genutzt. Eine Aufgabe, die die LED, die in den Hub integriert ist, genauso gut erledigen könnte.

In das LEGO Technic Batmobil 42127, das nicht in dem SPIKE Essential Set enthalten ist, passt die Farblichtmatrix ziemlich gut.

Technic Farbsensor

Bald zwei Jahre gibt es den Technic Farbsensor. Er kann neben Farben auch die Helligkeit der Umgebung messen und hat einen weißen LED-Ring um die Linse, der in drei Segmente aufgeteilt werden kann. Letzteres wird aber nicht von der SPIKE Essential-Software unterstützt. Die optimale Entfernung zur Farberkennung zwischen Sensor und Objekt beträgt 16 mm.

Farbsensoren eignen sich immer gut für den Unterricht und dieser Sensor ist dementsprechend eine sinnvolle Ergänzung für das Set. Ich persönlich hätte allerdings einen anderen Sensor bevorzugt, da der Farbsensor in der Robotik-Sparte am Häufigsten vorkommt.

Kompatibilität

Da Motoren, Sensoren und der Hub den Powered Up Anschluss nutzen, stellt sich die Frage, ob man die Komponenten auch in anderen Konfigurationen nutzen kann. Da SPIKE Prime und SPIKE Essential die gleiche Software nutzen, sollte es hier keine größeren Kompatibilitätsprobleme geben.

Erstaunlicherweise funktioniert der kleine Winkelmotor inklusive Messen von Position und Geschwindigkeit direkt mit der aktuellen Version der Powered Up App und der Mindstorms App. Der Servomotor-Block aus der Powered Up App verhält sich aber etwas komisch. Darüber hinaus fehlt ein Anzeigebild in der Mindstorms App. Trotzdem hätte ich ein deutlich schlechteres Ergebnis erwartet.
Für den Farbsensor und die 3×3 Matrix fehlen Programmierblöcke in der Powered Up App. Die Mindstorms App unterstützt den Farbsensor natürlich, da der Sensor auch im 51515 Mindstorms Roboter Erfinder-Set enthalten ist, aber die 3×3 Matrix fehlt dort bisher. Der neue Hub lässt sich nur mit der SPIKE App programmieren.

Kompatibilität mit WeDo 2.0 fehlt vollständig. Weder ist die neue Hardware mit dem WeDo 2.0 Hub kompatibel, noch gehen die WeDo 2.0 Sensoren mit der offiziellen SPIKE Essential. Das Ergebnis könnte besser sein, aber die für MOCer meines Erachtens wichtigste Komponente, der kleine Winkelmotor, funktioniert schon überall. Dass der WeDo 2.0 Hub die Komponenten nicht unterstützt ist schade, aber verständlich, da es sich um eine technische Limitation handelt. Natürlich kann und wird sich die Kompatibilität in der Zukunft ändern. Dies ist nur eine Momentaufnahme.

Die Software

Zur Programmierung des Sets entwickelt LEGO die SPIKE Software, die man sich kostenlos von der LEGO Education Website herunterladen kann. Die entsprechenden Systemanforderungen stehen auf der Download-Seite. Die App läuft unter Windows 10, Android, Chromebook, Mac OS und iPad. Zusätzlich gibt es eine Web-App, die insbesondere besser mit Chromebooks kompatibel sein soll. Eigenständige Installationsprogramme gibt es nur für Windows 10 und Mac OS zum Herunterladen. Für alle anderen Plattformen muss die Software aus dem entsprechenden Store heruntergeladen werden.

Da sind wir bei zwei Problemen, die insbesondere Grundschulen betreffen können. Erst einmal ist es für die Zukunftssicherheit des Produktes und aus Datenschutzaspekten schwierig, dass die Anwendungen nicht einzeln heruntergeladen werden können. Häufig benötigen die Stores einen Account. Bei verschlossenen Systemen wie iOS, wo man die Anwendung nicht selbst installieren könnte, finde ich das nachvollziehbar. Eine Android-APK-Datei wäre aber mindestens wünschenswert gewesen.
Außerdem funktioniert die Software nur auf relativ modernen Systemen. Gerade in ländlicheren Regionen kann es vorkommen, dass Grundschulrechner kein Windows 10 haben. Dort lässt sich das Produkt nicht nutzen. Das dürfte teilweise technischen Gründen geschuldet sein, aber zumindest eine Option für USB wäre wünschenswert gewesen. WeDo 2.0 unterstützt beispielsweise mit Limitationen und ohne USB-Anschluss am Hub Windows 7 Computer.

Wir haben für dieses Review die Windows-Anwendung genutzt.

Ein Überblick

Beim Starten der App wird abgefragt, welches SPIKE-Set genutzt wird: SPIKE Essential oder SPIKE Prime. Wählt man ein Set aus, wird das Hauptmenü angezeigt.

Auf der linken Seite gibt es mehrere Kategorien. Die Startseite, auf der man sich befindet, die ersten Schritte um die Hardware kennenzulernen, die geführten Lerneinheiten, die einzelnen Bauanleitungen aus den Lerneinheiten und die bisher geschriebenen Projekte/Programme. Weiter unten gibt es eine Hilfe mit Beschreibungen der Programmierblöcke und die Einstellungen.

Startet man eine Lerneinheit, gibt es eine kurze Einführung in das Problem, die mit den vier Minifiguren erzählt wird. Dann gibt es eine Bauanleitung und eine geführte Programmieranleitung für ein einfaches Programm. Anschließend können Modell und Programm verbessert werden.

Die Bauanleitungen stehen nur digital zur Verfügung. Ggf. müssen sie selbstständig ausgedruckt werden. Man darf keine komplizierten Modelle erwarten. Das Set ist darauf ausgelegt, dass alles in einer Schulstunde, also in 45 Minuten, erledigt werden kann. Dementsprechend einfach sind die Modelle und Programme. Ich habe als erfahrener Bauer ganz grob pro Modell 10 Minuten zum Aufbauen und 10 Minuten zum Programmieren gebraucht.

In diesem Kontext finde ich es nicht schlimm, dass der Hub nur 2 Powered Up Anschlüsse hat und somit jeweils die Hälfte der Sensoren oder Motoren nicht in einem Modell genutzt werden können. In der begrenzten Zeit wäre es sowieso nicht möglich, noch mehr zu bauen und zu programmieren. Das bedeutet aber im Umkehrschluss, dass der Hub für die meisten Privatkunden viele Einschränkungen hat.

Je nachdem, für welche Altersklasse die Lerneinheit ausgelegt ist, wird entweder in Symbolblöcken ohne Schrift (1. und 2. Klasse), oder in Textblöcken (3. und 4. Klasse) programmiert. Es gibt zur Veröffentlichung des Reviews zwei Lerneinheiten für die Symbolblöcke und drei Lerneinheiten für die Textblöcke. Zusätzlich gibt es eine Lerneinheit für die FIRST LEGO League Explore.

Die textbasierende Programmiersprache Python kann nicht genutzt werden.

Lerneinheiten und Tips

Nachdem wir uns jetzt schon mit dem groben Ablauf der Lerneinheiten beschäftigt haben, möchte ich noch etwas genauer auf den Inhalt eingehen. Für Lehrer und Lehrerinnen stehen online Materialien zur Verfügung, die Bauanleitungen, Bewertungsraster, einen Lehrplanbezug für Österreich und Schweiz und einige Tipps zur Unterrichtsdurchführung enthalten.

Die Lerneinheiten sollten vor dem Einsatz im Unterricht auf jeden Fall durchgeschaut und ggf. geändert, ergänzt oder ausgelassen werden. So finde ich es beispielsweise fragwürdig, wenn ein VIP Pass für den schnelleren Zugang zu Fahrgeschäften in einem Freizeitpark positiv dargestellt wird. Genauso schwierig finde ich es, wenn der Impuls beim Finden von Krokodileiern ist, die Krokodile zu suchen und nicht wegzurennen.

An einigen Stellen vermisse ich einen interdisziplinären, naturwissenschaftlicheren und umweltbewussteren Fokus. Man kann bestimmt Themen wie Kräfte und Hebelwirkung gut mit dem Set vermitteln – es wird aber nicht gemacht. Allerdings können Grundschullehrer das vermutlich besser beurteilen.

Da Schülerinnen und Schüler bei den Aufgaben sehr unterschiedliche Bearbeitungsgeschwindigkeiten haben können, sind freie Aufgaben am Ende sehr hilfreich. So schaffen langsamere Kinder die Basisaufgaben und schnellere Kinder sind die ganze Zeit über beschäftigt. Der Unterrichtsplan enthält weitere Ideen für Aufgaben, die den Kindern gegeben werden können. Insbesondere gefallen mir hier jeweils die letzten Projekte einer Lerneinheit, da sich die Kinder dort mit einer sehr abstrakten Aufgabenstellung frei austoben können. Allerdings weiß ich nicht, ob das zeitlich wirklich in 45 Minuten machbar ist. Bei dem Einsatz von solchen Sets ist es allgemein wichtig, die Zeit im Blick zu behalten. Vornehmlich zum Auseinanderbauen sollte genügend Zeit eingeplant werden. Nach der Stunde sollten Boden und Tische auf verloren gegangene Teile kontrolliert werden. Häufig verstecken sich die Teile auch unter der Tastatur.
Das Set ersetzt nicht den Einsatz der Lehrkraft im Unterricht. Es ist ein Werkzeug, um den Unterricht interessanter und vielseitiger zu gestalten.

Wartung der Kästen

Was bei dem Gebrauch ebenfalls regelmäßig passieren sollte, ist die Wartung der Kästen. Die Teile sollten regelmäßig kontrolliert und nachgezählt werden. So behält man einen Überblick über die fehlenden Teile und die Schüler haben mehr Spaß und weniger Probleme im Unterricht. Außerdem sollten die Hubs vor oder nach jeder Lerneinheit geladen werden, so denn sie nicht mit dem USB-Kabel genutzt werden. Dazu werden sie optimalerweise außerhalb der Kästen gelagert.

Mein Fazit

Das SPIKE Essential Set ist dafür ausgelegt, im Unterricht mit ersten bis vierten Klassen genutzt zu werden, und ich denke dafür eignet sich das Set gut. Mit ein paar Anpassungen der Lerneinheiten reicht der SPIKE Essential Hub trotz der zwei Anschlüsse vollkommen aus.

Die Komponenten, die mit dem Hub verbunden werden können, bieten vielfaltige Möglichkeiten. Natürlich sollte man als Lehrer nicht die Kästen auf den Tisch stellen und kopieren gehen, denn die Sets lehren sich nicht von selbst. Einen Mehrwert im Unterricht sehe ich aber auf jeden Fall. Dem gegenüber steht der ziemlich hohe Preis des Sets. Bestimmt kosten Plastikbox und die Elektronik mehr als andere Steine, aber ich finde den Preis auch im Vergleich mit SPIKE Prime zu hoch. Dazu kommt die Tatsache, dass das Set relativ neue Computer benötigt und die Anwendung auf vielen Plattformen nur im Store heruntergeladen werden kann.

Enttäuschend finde ich, dass WeDo 2.0-Kunden kaum Möglichkeiten haben, beide Sets zu kombinieren. Einerseits ist das verständlich, weil der WeDo 2.0 Hub nicht aktualisiert werden kann und deshalb nicht mit neueren Powered Up Komponenten kompatibel ist, aber ein bisschen mehr Kompatibilität wäre schon schön gewesen. Man hätte beispielsweise im Sinne der Rückwärtskompatibilität, die es von der EV3 Software zu dem LEGO Mindstorms NXT gab, den WeDo 2.0 Hub in der SPIKE Software programmierbar machen können.
Für „normale“ LEGO Bauer wird sich das Komplettset wegen des Preises und des mit zwei Anschlüssen sehr begrenzten Hubs nicht lohnen. Obwohl ich persönlich den „Mini SPIKE Prime-Hub“ niedlich finde. Ein Kauf der einzelnen Motoren und der Lichtmatrix könnte sich hingegen lohnen, da beides neue Möglichkeiten bietet.