{"id":4492,"date":"2022-12-09T04:00:00","date_gmt":"2022-12-09T03:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.phzh.ch\/schulfuehrung\/?p=4492"},"modified":"2022-12-21T10:51:36","modified_gmt":"2022-12-21T09:51:36","slug":"computer-science-unplugged-informatik-handelnd-erlernen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.phzh.ch\/schulfuehrung\/2022\/12\/09\/computer-science-unplugged-informatik-handelnd-erlernen\/","title":{"rendered":"Computer Science Unplugged – Informatik handelnd erlernen<\/strong>"},"content":{"rendered":"\n

Informatik, aber nicht am Computer? Ja, das geht – und zwar durch analoge Aufgaben im Informatikunterricht. Dabei setzen Sch\u00fcler:innen beim Lernen spielerisch unterschiedliche Materialien ein. Janine Tr\u00fctsch erkl\u00e4rt, wie Unplugged-Aktivit\u00e4ten genau aussehen k\u00f6nnen und welche Vorteile sie f\u00fcr Sch\u00fcler:innen bieten.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wirft man einen Blick in aktuelle Informatiklehrmittel der Volksschule, so zeigen sich darin viele Aktivit\u00e4ten, f\u00fcr die es weder einen Bildschirm noch anderes technisches Zubeh\u00f6r braucht. In solchen Unterrichtseinheiten sortieren Sch\u00fcler:innen Gegenst\u00e4nde nach verschiedenen Eigenschaften, f\u00fchren Bastelanleitungen und Rezepte Schritt f\u00fcr Schritt aus oder programmieren einen Menschenroboter: Dabei spielt ein Kind ein Roboter und ein anderes erteilt ihm Befehle in Form von Karten, Pfeilen oder Rufen. Gleichzeitig lernen sie grundlegende Konzepte der Informatik spielerisch und handelnd kennen.<\/p>\n\n\n\n

Unplugged-Aktivit\u00e4ten, also solche ohne Strom, stellen einen m\u00f6glichen Zugang zur Informatik dar. Weitere Zug\u00e4nge zur Informatik, die in der Primar- und Sekundarstufe oft zum Einsatz kommen sind beispielweise Making, Robotik, sowie die Gestaltung und Teilhabe an der digitalen Welt (Computational Participation). Es entspricht der Vorstellung vieler Lehrpersonen, dass sich der analoge Zugang haupts\u00e4chlich f\u00fcr Sch\u00fcler:innen im Kindergarten und der Unterstufe eignet.<\/p>\n\n\n

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Im Informatikunterricht fordern solche Aufgaben nicht nur f\u00fcr den Zyklus 1 geeignet sind, zeigen aktuelle Studien. Sch\u00fcler:innen aller Altersstufen erzielen ein besseres Verst\u00e4ndnis grundlegender Informatikkonzepte, verbessertes algorithmisches Denken und sogar eine h\u00f6here Selbstwirksamkeit beim Erlernen des Programmierens, wenn handelnde- den \u00abplugged\u00bb Aktivit\u00e4ten vorausgehen. Mit dem Unplugged-Ansatz steht Lehrpersonen ein universelles Instrument f\u00fcr den Informatikunterricht zur Verf\u00fcgung, da sich sowohl f\u00fcr alle Altersstufen als auch zu allen Kompetenzbereichen des Informatiklehrplans (Algorithmen, Datenstrukturen, Informatiksysteme) passende Aufgaben finden lassen.<\/p>\n\n\n\n

Unplugged-Aktivit\u00e4ten vereinen viele Vorteile<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Weshalb ausgerechnet die analogen T\u00e4tigkeiten im Informatikunterricht besonders lerneffektiv sind, l\u00e4sst sich dadurch erkl\u00e4ren, dass der Unplugged-Ansatz gleich mehrere Vorteile bietet:<\/p>\n\n\n\n

Einerseits sprechen die handelnden Aktivit\u00e4ten aufgrund ihrer spielerischen Natur Sch\u00fcler:innen unterschiedlichen Alters an. Andererseits wird durch eigenes Handeln ein einpr\u00e4gsames Lernen beg\u00fcnstigt. Zudem werden komplexe Informatikkonzepte greifbar und k\u00f6nnen somit einfacher vermittelt werden. Oft behandeln Unplugged-Aufgaben Probleme aus dem Alltag und der Lebenswelt der Sch\u00fcler:innen. Sie erkennen, dass digitale Ph\u00e4nomene einen Einfluss auf ihre Lebenswelt haben und setzen sich mit Ideen auseinander, die in unserer digitalen Welt Auswirkungen haben. Nicht zuletzt bringen diese T\u00e4tigkeiten Bewegung in den Medien- und Informatikunterricht, was eine willkommene Abwechslung zum Unterricht vor dem Bildschirm darstellt.<\/p>\n\n\n\n

Variablen als Briefumschl\u00e4ge<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Unplugged-Aktivit\u00e4ten k\u00f6nnen als erster Schritt eingesetzt werden, um Sch\u00fcler:innen zu helfen, algorithmische Schritte zu verstehen, bevor sie Code schreiben. Um sie beispielsweise mit der Funktionsweise von Variablen vertraut zu machen, k\u00f6nnen diese als Briefumschl\u00e4ge dargestellt werden. Die Lernenden zeichnen einen Roboter und beschriften drei Briefumschl\u00e4ge mit den Begriffen: \u00abName des Roboters\u00bb, \u00abH\u00f6he in cm\u00bb und \u00abFunktion\u00bb. In jeden der drei Umschl\u00e4ge legen sie nun einen Zettel mit den entsprechenden Werten. Im Anschluss k\u00f6nnen mit den Variablen Geschichten geschrieben oder R\u00e4tsel gemacht werden. Ein kompletter Unterrichtsvorschlag finden Sie hier<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Die Sch\u00fcler:innen entdecken auf handelnde Art und Weise, dass es sich bei Variablen (also den Briefumschl\u00e4gen) um einen Platzhalter f\u00fcr eine Information handelt, die sich \u00e4ndern kann. Die Zettel im Umschlag k\u00f6nnen n\u00e4mlich beliebig ausgetauscht werden, w\u00e4hrenddem sich der Name des Briefumschlages nicht \u00e4ndert. In Computerprogrammen \u00fcbernehmen Variablen die Funktion des Briefumschlages und k\u00f6nnen unterschiedliche Werte annehmen.<\/p>\n\n\n\n

Zur\u00fcck an den Bildschirm<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Idee ist nicht, dass der Informatikunterricht ausschliesslich damit gestaltet wird. Wann immer m\u00f6glich ist es sinnvoll, einen direkten Transfer der unplugged Aufgabe in eine Programmierumgebung zu machen. Nachdem die Sch\u00fcler:innen das Konzept der Variablen in Form von Briefumschl\u00e4gen verstanden haben, dr\u00e4ngt sich die Frage auf: \u00abWie sieht denn eine Variable im Computer aus?\u00bb In Scratch lassen sich eigene Variablen definieren und in ein Programm einbauen. Als Transferaufgabe k\u00f6nnen die Sch\u00fcler:innen in Scratch ein eigenes Quiz erstellen. Der\/die Spieler:in tr\u00e4gt dabei Antworten ein. Diese werden im Programm als Variablen definiert. Probieren Sie es aus, hier finden Sie ein Beispiel f\u00fcr ein m\u00f6gliches Quiz<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Was ist Computational Thinking?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

In der Fachliteratur st\u00f6sst man immer wieder auf den Begriff des Computational Thinking. Dabei geht es darum, dass Sch\u00fcler:innen \u00fcber eine Reihe von F\u00e4higkeiten und Praktiken verf\u00fcgen, die sie zur L\u00f6sung komplexer Probleme anwenden k\u00f6nnen. Zu den vier Grundpfeilern geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Dekomposition: komplexe Aufgaben in kleinere, handhabbare zerlegen.<\/li>\n\n\n\n
  2. Abstraktion: eine geeignete Darstellung eines Problems aus mehreren Abstraktionsebenen ausw\u00e4hlen und eine L\u00f6sung zu entwickeln, die f\u00fcr unterschiedliche Situationen geeignet ist.<\/li>\n\n\n\n
  3. Mustererkennung: eine gro\u00dfe Menge von Daten nach einem gemeinsamen Muster durchsuchen.<\/li>\n\n\n\n
  4. Algorithmisches Denken: einen vielversprechenden Weg finden, um ein Problem Schritt f\u00fcr Schritt zu l\u00f6sen.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Wenn wir nochmal auf die \u00abVariablen in Briefumschl\u00e4gen\u00bb zur\u00fcckblicken, lassen sich die vier Grundpfeiler des Computational Thinking mit verschiedenen Aspekten der Aufgabe verbinden. Ganz selbstverst\u00e4ndlich setzen die Sch\u00fcler:innen eine Variable in der abstrahierten Form eines Briefumschlages ein und erkennen, dass diese in unterschiedlichen Aufgabenstellungen eingesetzt werden k\u00f6nnen (Mustererkennung). Sp\u00e4ter wenden sie das angeeignete Wissen zu Variablen in einer Programmierumgebung an und planen das Programm zuerst (algorithmisches Denken). Sie merken dabei, dass sie einen Teilschritt, n\u00e4mlich den der Definition einer Variable, bereits verstanden haben und anwenden k\u00f6nnen (Dekomposition).<\/p>\n\n\n\n

    Unplugged-Aktivit\u00e4ten erweisen sich als wirksames Instrument, um bei Sch\u00fcler:innen aller Altersstufen eine Verbesserung der F\u00e4higkeiten im Bereich des Computational Thinking zu erzielen.<\/p>\n\n\n\n

    Umsetzung leicht gemacht?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Der Ansatz von Computer Science Unplugged ist bereits seit 1998 bekannt und hat sich seither in Lehrmitteln und diversen Online- Materialsammlungen etabliert. Es lassen sich m\u00fchelos vielseitige Unterrichtsbeispiele finden. Ein solcher Unterricht ben\u00f6tigt zudem keine teure Infrastruktur und die Beispiele funktionieren auch noch ein Jahr sp\u00e4ter problemlos. Oft kann beobachtet werden, dass Lernende (sowie Lehrpersonen) ihre Vorurteile gegen\u00fcber Computer ablegen k\u00f6nnen und einen unbeschwerten Zugang zur Informatik erleben. Unplugged-Aktivit\u00e4ten beg\u00fcnstigen eine h\u00f6here Selbstwirksamkeit beim Erlernen des Programmierens und steigern somit die Motivation und Lernfreude in einem anspruchsvollen Fachbereich.<\/p>\n\n\n\n

    INFOBOX\n\n\u00abFach\u00fcbergreifender Einsatz von informatischen Problemlestrategien\u00bb, darum geht es im Weiterbildungsmodul MIA Aufbaumodul: Computational Thinking (CT). Jetzt anmelden<\/a>.\n\nWir empfehlen Ihnen zus\u00e4tzlich das \u00abMIA Aufbaumodul: Level-Up in Programmieren<\/a>\u00bb, wo es um die Weiterentwicklung von pers\u00f6nlichen Programmierkompetenzen geht.<\/pre>\n\n\n\n
    Zur Autorin<\/strong><\/p>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n
    Janine Tr\u00fctsch ist ausgebildete Primarlehrerin und hat w\u00e4hrend 12 Jahren auf verschiedenen Schulstufen unterrichtet. 2022 schloss sie den Masterstudiengang Fachdidaktik Medien und Informatik ab. Sie arbeitet seit September 2022 als Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Zentrum f\u00fcr Medienbildung und Informatik an der PH Z\u00fcrich.<\/p>\n\n\n\n
    <\/p>\n\n\n\n
    <\/p>\n\n\n\n
    Redaktion: Melina Maerten
    Titelbild: adobe stock\/Patrick P. Palej<\/p>\n\n\n\n
    Urheberrechtslizenz Quiz: Open Government Licence<\/a><\/p>\n\n\n\n
    Literatur:<\/p>\n\n\n\n
    Brackmann, C. P., Roman-gonzalez, M., Robles, G., Moreno-leon, J., Casali, A., Barone, D., Federal, I., Iffar, F., Brackmann, C. P., Roman-gonzalez, M., Rey, U., Carlos, J., Rey, U., Carlos, J., Moreno-leon, J., Casali, A., & Barone, D. (2017). Development of computational thinking skills through unplugged activities in primary school. In M. Knobelsdorf & R. Romeike (Eds.), Proceedings in the 12th Workshop on Primary and Secondary Computing Education <\/em>(pp. 65\u201372). Association for Computing Machinery. https:\/\/doi.org\/10.1145\/3137065.3137069<\/p>\n\n\n\n
    Sondakh, D. E., Osman, K., & Zainudin, S. (2020). A proposal for holistic assessment of computational thinking for undergraduate: content validity. European Journal of Educational Research<\/em>, 9<\/em>(1), 33\u201350. <\/p>\n\n\n\n
    Threekunprapam, A., & Yasri, P. (2020a). Patterns of Computational Thinking Development While Solving Unplugged Coding Activities Coupled with the 3S Approach for Self-Directed Learning. European Journal of Educational Research<\/em>, 9<\/em>(3), 1025-1045.<\/p>\n\n\n\n
    Threekunprapa, A., & Yasri, P. (2020b). Unplugged coding using flowblocks for promoting computational thinking and programming among secondary school students. International Journal of Instruction<\/em>, 13<\/em>(3). Advance online publication. https:\/\/doi.org\/10.29333\/<\/p>\n\n\n\n
    Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM<\/em>, 49<\/em>(3), 33-35. https:\/\/doi.org\/10.1145\/1118178.1118215<\/p>\n\n\n\n
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