051961 VU Selected Topics in didactics of computer science (2020S)

In dieser Lehrveranstaltung beschäftigen wir uns mit fachdidaktischen Fragestellungen rund um das Thema „Einstieg in die Programmierung“. Als thematischen Schwerpunkt konzentrieren wir uns auf Lernende ohne Vorkenntnisse, ihre Lernmotivation sowie den Wissensaufbau vor dem Hintergrund der Unterrichtsgestaltung.

Leitfragen der Lehrveranstaltung:
Wissen/Kompetenzen: Was muss beim Erlernen der Programmierung verstanden werden? Welche Fachkompetenzen müssen dabei entwickelt werden?
Welche Aspekte sind für Lernende dabei besonders herausfordernd bzw. gut zu meistern insbesondere im Hinblick auf ihr Alter?
Lernmotivation: Was motiviert Lernende beim Erlernen der Programmierung besonders gut? Was wirkt sich auf die Motivation eher negativ aus?
Unterrichtsgestaltung: Welche fachdidaktischen Ansätze und korrespondierenden Lernumgebungen/Werkzeuge gibt es, den Einstieg in die Programmierung zu im Hinblick auf die obigen zwei Fragen zu gestalten?

Zentrale fachdidaktische Konzepte
Visualisierung
Didaktische Reduktion
Kontextualisierung

Als Beispiele für diese Konzepte werden wir uns einige Programmiersprachen sowie Programmierlernumgebungen anschauen, zum Beispiel:
BlueJ
Logo und Turtlegrafik
Karol Roboter und Kara Marienkäfer
Scratch
Python
Physical Computing (z.B. Beebots, Lego Mindstorms, Arduinos)

In aktuellen Unterrichtdesigns zu Coding und Robotk liegt der Fokus auf den eigenen Handlungen und Aktivitäten, die analoge und digitale Herangehensweisen an unsere Welt verbinden. Durch Forschen, Experimentieren und kreatives Gestalten können Schüler, Studenten und Lehrer Phänomene in spielerischen Lernumgebungen simulieren und visualisieren. Robotik, Codierung und Computational Thinking for Kids bieten altersgerechte Möglichkeiten, digitale Aspekte unserer Lebens- und Arbeitswelt zu erschließen. In narrativ gestalteten Lernprozessen werden Informatisches Denken, digitale Kompetenzen und Fertigkeiten des 21. Jahrhunderts in kreativem Gestalten vermittelt und trainiert, z.B:
problemlösendes, reflektierendes Arbeiten
kreatives Arbeiten
selbstorganisiertes Arbeiten

In diesem Kurs werden didaktische Konzepte und Prinzipien Informatischer Bildung zur Vermittlung von Coding und Robotik mit Experimentieren und Erproben von Tools und Materialien im Education Innovation Studio (EIS) der Pädagogischen Hochschule verbunden.

In der Lehrveranstaltung lernen Sie konkrete Werkzeuge kennen, mit denen Sie die Kernkompetenzen Modellierung, Abstraktion, Problemlösen und Sprachverwendung ab der Primarstufe bis zur Sekundarstufe im Unterricht umsetzen können.

Einige exemplarische Tools zu Coding und Robotik, die im Kurs angeboten werden:
1 BeeBots: Bee-Bots sind programmierbare Bodenroboter für Kindergarten- und Volksschulkinder. Sie ermöglichen vor allem jüngeren Kindern spielerisch etwas über Sprachen zur Richtungssteuerung von Robotern zu lernen und können eine erste Einführung in die Robotik darstellen.
2 Ozobot und Ozoblockly: Der Ozobot ist ein kleiner Roboter mit eingebautem Akku und fünf Farbsensoren auf der Unterseite. Der Roboter kann zum einen ohne Computer, nur über bestimmte Farbcodes, sowohl auf Papier als auch auf einem Bildschirm programmiert werden. Ozobots können zum anderen aber auch mit einer visuellen Programmiersprache (OzoBlockly) gesteuert werden. Das Konzept hinter den Robotern verfolgt das low floor - wide walls - high ceiling Prinzip.
3 Scratch: Scratch ist eine visuelle Programmiersprache, entwickelt von der Lifelong Kindergarten Group am MIT. Scratch ist so einfach in der Bedienung, dass bereits Volksschulkinder damit erste Erfahrungen im Programmieren machen können. Die einzelnen Befehle werden per Drag & Drop zu Sequenzen verbunden. Scratch läuft im Browser, eine Installation ist nicht nötig.
4 App Inventor: MIT App Inventor ist eine intuitive, visuelle Programmierumgebung, die es jedem - auch Kindern - ermöglicht, voll funktionsfähige Apps für Smartphones und Tablets zu erstellen.
5 Micro:bit Der BBC micro:bit ist eine Platine im Hosentaschenformat. Jeder micro:bit kann mit einer einfachen Software programmiert werden, welche auf der offiziellen Seite verfügbar ist (http://microbit.org/de/code/).

Diese und weitere Beispiele werden in Beziehung gesetzt zum Referenzrahmen digitale Kompetenzen und informatische Bildung sowie den Bildungsstandards Informatik der GI. Ebenso zu den aktuellen Projekten „Denken lernen Probleme lösen“ und „Digitale Grundbildung“