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Eine Million Schüler in über 40 Ländern verwenden den XO-1-Computer des OLPC-Projekts im Schulunterricht. Dessen intuitive Oberfläche Sugar gibt es nun auch für andere Plattformen.

Abschreiben verboten! Was in der Schule als ehernes Gesetz gilt, schert Entwickler von modernen Computer-Desktops nur wenig – zumindest wenn es um die äußere Anmutung und Grundprinzipien des Arbeitens geht. Egal ob Apple, Windows, KDE oder Gnome, alle zeigen auf dem Bildschirm mal oben, mal unten eine Leiste an. Anwender, die solche Oberflächen nutzen, wählen Programme aus Menüs aus. Anschließend bearbeiten sie Dateien. Wer sich mit Kollegen austauschen will, verschickt diese Files, etwa per E-Mail.

Sugar hingegen ist keine Benutzeroberfläche, die den Umgang mit Office-Produkten vermittelt. Sugar ist ein Spielplatz zum Lernen. Die Konzeption zielt in erster Linie auf Kinder ab, die noch keine oder nur wenige Erfahrungen mit Computern besitzen. Daher haben sich Designer und Pädagogen zusammengesetzt und drei Prinzipien des menschlichen Wesens als für Sugar wesentlich erklärt: Jeder ist ein Lehrer und ein Lerner. Der Mensch ist von Natur aus kommunikationsfreudig. Und: Der Mensch ist von Natur aus ausdrucksstark. Als Konsequenz dieser Prinzipien lädt Sugar Lernende und Lehrende ein sich auszudrücken und miteinander zu kommunizieren [1].

Fürs Leben lernen

Das kooperative Lernen ist ein zentraler Aspekt der Plattform: Schüler können sich miteinander vernetzen und so gemeinsam an einer Aufgabe arbeiten. Lernende und Lehrende treten in einen Dialog, unterstützen sich gegenseitig und tauschen Ideen aus. Durch die Vernetzung der Schüler lernen diese etwas untereinander: So sind auch Lernsituationen ohne dauerhafte Betreuung durch traditionelle Lehrkräfte möglich.

Ursprünglich hatte das One-Laptop-Per-Child-Projekt zusammen mit Red Hat 2006 das Konzept von Sugar für das XO-1-Gerät entwickelt und war eng mit ihm verknüpft [2]. Mittlerweile entwickelt eine internationale Gemeinschaft aus Pädagogen, Lehrern, Entwicklern und Eltern unter dem Dach der gemeinnützigen Sugar Labs die Oberfläche unabhängig von dem grünen Laptop weiter [3]. Das äußert sich etwa darin, dass Sugar nun auch unterschiedliche Bildschirmauflösungen oder Tastaturlayouts beherrscht. Somit lässt es sich bequem etwa auch auf einem Netbook einsetzen.

Neuer Zugang zum Rechner

Technisch betrachtet ist Sugar eine Desktopoberfläche, die sich auf bekannte Techniken wie X11, Gnome und Python stützt. Abbildung 1 zeigt ihre Architektur. Dennoch unterscheiden sich einige Ansätze stark von dem klassischen Desktop-Paradigma.

Abbildung 1: Technisch betrachtet ist Sugar eine Oberfläche, die auf klassischen Linux-Komponenten wie Gnome und X11 aufsetzt. Die Bedienparadigmen unterscheiden sich jedoch deutlich von herkömmlichen Desktops.

So bietet Sugar jedem Schüler ein Tagebuch an, das Journal. Es bildet einen zentralen Bestandteil des Bedienkonzepts. Es zeichnet automatisch die eigenen Aktivitäten auf (siehe Abbildung 2) und liest sich wie ein Portfolio, das alle Tätigkeiten eines Schülers beinhaltet und nicht nur die Dokumente wiedergibt, die er explizit gespeichert hat. Die Lerner können ihre Einträge mit Notizen und Schlüsselwörtern versehen und diese als besonders wichtig markieren.

Abbildung 2: Das Journal zeigt alle Tätigkeiten eines Schülers in chronologischer Reihenfolge an. Es ist die zentrale Schaltstelle von Sugar.

So reflektieren die Schüler ihren Stoff, verarbeiten ihn und können ihn auch zeitlich einordnen. Nicht zuletzt nutzen Lehrer das Journal, um den individuellen Fortschritt des Schülers zu beurteilen. Bis dahin gilt es, noch eine gewisse Wegstrecke zurückzulegen – aktuell ist das Journal primär eine Liste von Aktivitäten und Zeitstempeln, die sich nach wenigen Kriterien sortieren und durchsuchen lässt. Die Entwickler planen, die Funktionen von Tags und Metadaten auszubauen.

Anwender klassischer Oberflächen erhalten oft den Rat, ihre Dokumente regelmäßig selbst zu sichern. Sugar verfolgt dagegen den Ansatz, dies im Hintergrund automatisch zu erledigen [4]. So kann sich ein Schüler besser auf die Aktivität konzentrieren, die er gerade verfolgt. Für Anwender, die bereits mit Computern vertraut sind, bedarf dieses Konzept einiger Umgewöhnung, Kinder ohne Computererfahrung hingegen kommen erstaunlich gut damit zurecht.

Das Journal ist eine Abstraktion der vom Nutzer erzeugten Daten. Der darunterliegende Datastore verwaltet die Daten und zugehörigen Metadaten in einem Dateisystem, das Journal bereitet sie zu einer zeitlich organisierten Ansicht von Aktivitäten und Ereignissen auf. Das bedeutet auch, dass es aus Anwendersicht kein hierarchisches Dateisystem mehr gibt.

Intuition durch Reduzieren

Viele der Kinder, für die Sugar entwickelt wird, haben keine oder nur wenig Erfahrung im Umgang mit Computern. Gerade für sie muss die Interaktion intuitiv ablaufen. So meidet Sugar beispielsweise mehrstufige Menüs. Das Designteam des OLPC hat mit Hilfe von Pädagogen Richtlinien ausgearbeitet, um den speziellen Anforderungen gerecht zu werden. Die meisten wurden umgesetzt, manche haben die Entwickler aufgrund von Nutzererfahrungen verändert [5].

Daher ist Sugar klar und schlicht im Design. Ein weiterer Grund für das minimalistische Interface sind die Performance-Einschränkungen auf Hardware wie zum Beispiel dem XO-1. Außerdem will die Oberfläche zu viele Funktionen im Interface vermeiden. Es beschränkt sich daher auf die wichtigsten Bedienelemente, die Schüler für eine Aufgabe benötigen.

Andere Oberfläche

Die Arbeitsweise mit Sugar fußt auf Aufgaben. Zum Arbeiten dienen als aufgabenspezifische Aktivitäten bezeichnete Teilprogramme. Um deren Eigenschaften hervorzuheben, sind sie jeweils nach einem Verb benannt. So gibt es Aktivitäten wie »Schreiben«, »Rechnen« oder »Lesen«. Mit diesen Werkzeugen bearbeiten die Schüler Inhalte. Soll eine Gruppe etwa einen Aufsatz erarbeiten, nutzen sie die »Teilen-mit«-Funktion, um sich untereinander auszutauschen.

Die meisten Aktivitäten sind gemeinsam ausführbar. Ein Mitglied der Gruppe startet »Schreiben« und macht die Aktivität für andere verfügbar. Damit erscheint sie in einer grafischen Übersicht, der »Umgebung«. Dort sind die anwesenden Lerner und ihre Aktivitäten sichtbar (siehe Abbildung 3). Andere Gruppenmitglieder können nun der Aktivität beitreten und gemeinsam den Aufsatz bearbeiten.

Das Journal zeichnet diese Vorgänge alle auf und zeigt ein Symbol der Aktivität, den Titel und die Namen der Teilnehmer an. Auf diese Weise führen Schüler auch vorangegangene Betätigungen fort. Ist ein Eintrag nicht mehr lokalisierbar, hilft eine Suche, ihn wieder zu finden.

Abbildung 3: Die Umgebungsübersicht zeigt andere Lerner und zum Mitmachen freigegebene Aktivitäten an. Außerdem verwalten die Teilnehmer hier Verbindungen zu anderen Schülern, etwa übers WLAN.

Neben den aufgeführten Basis-Aktivitäten, zu denen auch ein Browser gehört, enthält Sugar auch komplexe Lernsysteme wie die Etoys. Dabei handelt es sich um ein visuelles Medien-Entwicklungssystem, mit dem die Schüler zum Beispiel pysikalische Simulationen durchführen, interaktiv Geschichten kreieren oder kleine Spiele programmieren. Durch die große Bandbreite an Möglichkeiten versucht Sugar dem Entdeckergeist von Schülern verschiedener Altersklassen gerecht zu werden. Eine Steigerung von einfachen bis hin zu anspruchsvollen Aufgaben ist möglich.

Mit der »Memory«-Aktivität entfalten sich bereits Jüngere kreativ. Eigene Bild-, Audio- und Text-Objekte lassen sich kombinieren, um neue Spiele zu erstellen. So dürfen die Schüler beispielsweise die beiden Textobjekte »Deutschland« und »Berlin« oder das Bild eines Löwen und dessen Brüllen verbinden. Ob die Mitspieler die vorgeschlagenen Paarungen der Objekte nachvollziehen, stellt sich anschließend beim gemeinsamen, vernetzten Spielen heraus.

In jedem Alter

Mit »Turtleart« erzeugen Schüler Grafiken und machen ihre ersten Schritte beim Programmieren. Sie steuern mit Hilfe von Anweisungen einen Stift in Form einer Schildkröte. Grafisch dargestellte Programmierblöcke wie »wiederhole«, »setze Farbe« oder »drehe rechts« fügen ein Programm schnell zusammen.

Sugar will die Lerner darin bestärken, sich Technologie anzueignen: Es will sie ermutigen selbst Verbesserungen vorzunehmen, um so die Plattform ihren persönlichen und gemeinschaftlichen Bedürfnissen anzupassen. Um Veränderungen und Erweiterungen so einfach wie möglich zu machen, sind Sugar und eine Vielzahl der Aktivitäten in der Skriptsprache Python geschrieben. Schüler können die »View Source«-Taste in einer Aktivität nutzen, um deren Funktionsweise zu inspizieren.

Ideen für die Großen

Der Ansatz ist zwar visionär gedacht, allerdings ist der Schritt von einem Logo-Programm zu einem komplexen Python-Objektmodell nicht unerheblich. Hier haben die Entwickler noch etwas Arbeit vor sich. Dennoch ist es sicherlich kein schlechter Einfall, zumindest größeren Kindern einmal den Quellcode eines Dokuments zu zeigen, etwa den HTML-Code einer Webseite in der »Browse«-Aktivität oder das dahinter liegende Logo-Programm in »Turtleart«.

Sugar ist umfassend internationalisiert. Das bedeutet nicht nur, dass es 26 Sprachen anbietet und das Projekt an 50 weiteren arbeitet, sondern auch, dass es vom kulturellen Hintergrund unabhängige Symbole benutzt. So verwendet es für die »Kamera«-Aktivität nicht das Symbol einer Linse, sondern das eines Auges. So können sich selbst Schüler, die noch nie eine Kamera gesehen haben, darunter etwas vorstellen.

Die Desktopumgebung kann eine entfernte Verwandtschaft mit Gnome nicht leugnen. Beide verwenden viele gemeinsame Subsysteme, darunter GTK+, Dbus, Gconf, HAL, Networkmanager, Telepathy, Xulrunner, Abiword und Evince. Die Aktivitäten vernetzt Sugar konsequent mit Hilfe des Telepathy-Framework. Die Art der Vernetzung und Verknüpfung dieser Teile kann durchaus anderen Arbeitsumgebungen als Vorbild dienen.

Das gilt auch für die Konzentration auf das Wesentliche und den schonenden Umgang mit Ressourcen. Dabei bleibt abzuwarten, ob das minimalistische Design auch Impulse für das Arbeiten mit dem Computer auslösen kann, wie teilweise das Hardwaredesign des XO-1 bereits Einfluss auf Netbooks hatte. Oberflächen, die schon lange auf dem Markt sind, wandeln sich aber nur langsam. Der Druck bestehender Nutzer ist groß, gewohnte Funktionalität zu erhalten.

Das Projekt hat sich mittlerweile vom OLPC gelöst und agiert unabhängig unter dem Namen Sugar Labs. Ziel ist es, die Plattform weiterzuentwickeln und vor allem neue Lerninhalte zu schaffen. Aktuell arbeitet die internationale Community daran, die Oberfläche unabhängig von einer bestimmten Hardwareplattform zu machen. Sugar ist für Debian, Ubuntu und Fedora in der Version 0.84 unter der GPL erhältlich [6]. Dazu installieren Anwender die Pakete »sugar« und »sugar-activities« und erhalten eine weitere Auswahl in ihrem Desktop-Manager. Wer gleichzeitig Sugar und Desktop-Anwendungen nutzen will, startet den »sugar-emulator«. Aktuell arbeiten die Entwickler an einer Live-Version unter dem Namen “Sugar on a Stick” [7], um den Betrieb in Computerlabors und auf Netbooks zu vereinfachen.

Fehlende Lernmittel

Sugar ist ein ambitionierter Ansatz, um unabhängig von bestehenden Desktop-Paradigmen Neues zu wagen. Es zeigt Anwendern, dass Kinder oft einen ganz anderen Zugang zu Lernmaterialien haben als Erwachsene – besonders wenn die gängigen Methoden der Marktführer sie sozialisiert haben.

Gleichzeitig führt das Projekt aber auch vor Augen, dass es noch ein weiter Weg zu einem universellen Lernwerkzeug ist – zu rudimentär sind doch viele Funktionen, zu wenige Aktivitäten für Schüler sind bislang implementiert. Der Umfang an geeignetem Lehrmaterial in den gängigen Sprachen ist noch sehr überschaubar, Inhalte in exotischen Sprachen sind nicht wirklich existent. Dennoch machen Beispiele wie das Ceibal-Projekt [8] in Uruguay Mut und lassen hoffen, dass dort eine Generation von Schülern nachwächst, die auch ohne Startmenü ihren Bildungsweg beginnen.