Programmieren in der Grundschule

Ich glaube, Lehrerinnen und Lehrer sind „Büchermenschen“.  Aus diesem Grund brauchen wir für Informatik in der Grundschule sicher auch gute Lehrbücher für die Grundschullehrerinnen und -lehrer.

Müsste ich hier und jetzt ein Buch zum Programmieren in der Grundschule empfehlen, dann würde ich das Buch „Programmieren supereasy“ aus dem Verlag Dorling Kindersley empfehlen.

superseasy-titel

Mir gefällt die bunte-8bit-pixel-minecraft Aufmachung sehr gut. Ich denke, das sich die Schülerinnen und Schüler durch die Gestaltung sehr angesprochen fühlen. Die Seiten sind so gestaltet, dass sie schön und informativ sind. Die Menge der Informationen pro Seite ist angemessen … Seite pro Seite lernt man etwas … und eh man sich versieht, hat man das halbe Buch hinter sich … ein subjektiv empfundenes Erfolgserlebnis ….

supereasy-seite

Gelungen ist die Verbindung von Scratch und Python als visuelle und textuelle Programmiersprache.

Schön, dass es nicht nur beim Programmieren bleibt, und auch Themen wie Bauteile des Computers, Binärsystem, Symbole und Codes, Logikgatter, Prozessoren, Datenspeicherung und das Internet angesprochen werden.

Ein guter Schritt in Richtung Computer Science und vielleicht auch zur Informatik.

Daten zum Buch:

  • Titel: Programmieren supereasy
  • Autoren: Carol, Vorderman, Jon Woodcock, Sean McManus, Craig Steele, Claire Quigley, Daniel McCafferty
  • Gebundene Ausgabe: 224 Seiten
  • Verlag: Dorling Kindersley (27. Januar 2015)
  • Sprache: Deutsch
  • ISBN-10: 3831027005
  • ISBN-13: 978-3831027002
  • Vom Hersteller empfohlenes Alter: 10 – 12 Jahre

 

Wir müssen Grundschullehrerinnen und -lehrer fortbilden!

Wenn ständig über das Programmieren oder das Pflichtfach Informatik in der Grundschule geredet wird, frage ich mich manchmal, ob auch an eine umfassende Aus-, Fort- und Weiterbildung für die Lehrkräfte gedacht wird. …

Annahmen

Vorweg will ich einige Annahmen treffen:

1. Wir benötigen keine unzähligen Proof of Concepts im Bereich Programmierung und Robotik für die Grundschule um ein Curriculum entwickeln zu können. Hier können wir von anderen Ländern die Ideen, Inhalte und möglicherweise Curricula übernehmen. Exemplarisch sollen hier zwei Beispiele genannt werden:

  • England (http://www.computingatschool.org.uk/data/uploads/CASPrimaryComputing.pdf) und
  • Österreicht (http://www.edugroup.at/praxis/portale/digitale-kompetenzen/digikomp4-volksschule/kompetenzmodell.html)  genannt.

Auch in der (Wissenschafts-)Geschichte lassen sich seit den 80er Jahren Beispiele und Anregungen zur Arbeit mit Grundschulkindern finden.

Wir müssen nicht abwarten, wir können anfangen!  oder „Nicht jammern, machen.“,  wie es in der Ankündigung des Workshops zu Informatik in der Primarstufe zum 14. Informatiktag NRW  am 23. März 2015 heißt.

2.  Wir lassen einmal den Zustand außer Acht, dass Bildung Ländersache ist, bzw. gehen davon aus, dass alle Kultusministerinnen und Kultusminister der Länder darin übereinstimmen, dass man Programmieren/Robotik/Computing und vielleicht sogar Informatik in der Grundschule machen sollte. Zudem gehen wir mal davon aus, dass alle Ministerinnen und Minister dieses Vorhaben aktiv unterstützen. Also zumindest der politische Wille dafür vorhanden ist.

Ok, dies ist eine sehr illusorische Annahme, wenn man sich die Situation des Informatikunterrichts in der Sekundarstufe I nach einer Analyse der Lehrpläne, Richtlinien und Curricula der TU-Dresden von 2006 und 2010 anschaut.

Zahlen

Im folgenden soll es um Zahlen gehen! Eine Statistik, eine Quantifizierung hilft einen Blick für die Größe des Problems zu bekommen und es angemessen einzuschätzen, um gute Lösungen zu finden.

Versuchen wir mal die Größe des Problems der Aus-, Fort- und Weiterbildung von Grundschullehrkräften zu schätzen. Dazu müssen wir antworten auf folgende Fragen finden:

  • Wie viele Grundschulen gibt es in Deutschland?
  • Wie viele Lehrerinnen und Lehrer müssen wir fortbilden?
  • Wie viel kostet die Fortbildung?
  • Wie organisieren wir diese Fortbildung?
  • Wer soll es machen?

Frage 1: Wie viel Grundschulen gibt es in Deutschland?

Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes (https://www.destatis.de/DE/ZahlenFakten/GesellschaftStaat/BildungForschungKultur/Schulen/Tabellen/AllgemeinBildendeBeruflicheSchulenSchularten.html) gab es im Schuljahr 2013/2014

   15 749 Grundschulen

in Deutschland. Es sind also ca. 16.000 Grundschulenn mit insgesamt 130 874 Schülerinnen und Schülern.

Frage 2: Wie viele Lehrerinnen und Lehrer müssen wir fortbilden?

Der Gedanke liegt nah für jede Schule eine Lehrerin oder einen Lehrer auszubilden. Doch dieser Gedanke greift zu kurz. Wir müssen zu Beginn für jede Schule mindestens 2 Lehrkräfte aus- und fortbilden, um nachhaltig zu sein.

Bei nur einer ausgebildeten Lehrkraft besteht die Gefahr, das die Inhalte nicht vermittelt werden, wenn diese eine Lehrperson aus diversen Gründen für den Einsatz in der entsprechenden Grundschule nicht zur Verfügung steht (z.B. Elternzeit, Pensionierung, Ruhestand, Versetzung an eine andere Schule, Laufbahn in der Schulbehörde, usw.).

Zum anderen ist es für die Implementierung und Weiterentwicklung von Unterricht sehr förderlich, wenn sich zwei Kolleginnen und Kollegen direkt an ihrer Schule ggf. in den Pausen austauschen und abstimmen können und nicht aufwendig mit ihren Kolleginnen und Kollegen an anderen Schulen in Kontakt treten müssen. Eine Fachkonferenz kann man alleine nur schwer bilden.

Genau wären es also 15749 x 2 =

   31498 Grundschullehrerinnen und -lehrer,

die fortgebildet werden müssten.

Frage 3: Wie viel kostet die Fortbildung?

Lehrerfortbildungen

Das kommt drauf an … gehen wir mal von 2 Tagen Fortbildung mit einer Übernachtung aus. In dieser Fortbildung wird das Programmieren mit einer Programmierumgebung für Grundschülerinnen und Grundschüler vermittelt, ggf auch mit Physical Computing.

Recherchiert man bei diversen Fortbildungszentren für Lehrerinnen und Lehrer, was eine derartige Fortbildung für andere Unterrichtsfächer oder die Arbeit in der Inklusion kostet, so liegen die Kosten pro Person bei ca. 175€-200€.

Damit können wir eine erste Rechnung machen:

31498 x 200€ = 6.299.600€ 

Also ca. 6,3 Milionen Euro für eine zweitägige Fortbildung nur um das Konzept des Programmieren zu erlernen. Allerdings muss hier noch geklärt werden, ob den Grundschullehrerinnen und -lehrern in dieser kurzen Zeit die entsprechenden Konzepte angemessen vermittelt werden können. Wissenschaftliche Begleitforschung ist hier von entscheidender Bedeutung.

Jedes weitere Konzept, jede weitere zweitägige Fortbildung kostet noch einmal ca. 6,3 Milionen Euro. Um die angestrebten  60 Unterrichtsstunden / 10 Einheiten (vgl. http://www.grundschulinformatik.de/curriculum-inhalte-zeitlicher-umfang-des-faches/) zu vermitteln, benötigt man mit Sicherheit 3 Veranstaltungen. Somit liegen die Kosten bei ca. 19 Milionen Euro.

Hierin sind noch nicht die Kosten enthalten, die für Unterrichtsausfall und Vertretungsunterricht in der Schule zu veranschlagen sind. Diese dürften in etwa gleicher Höhe anfallen.

Frage 4: Wie organisieren wir diese Fortbildungen?

Schauen wir mal nach England: Im Rahmen der Implementierung der neuen Curricula wurde in England ein Network of  Teaching Excellence in Computer Science für die Grundschule und die Sekundarstufe I gebildet.  Das Netzwerk lässt sich u.a. in den 142 Regionalen Hubs lokalisieren. Ins gesamt sind 78 Universitäten Teil des Netzwerkes. Zudem wir jedes Jahr auf der BETT-Show (vielleicht vergleichbar mit der Didacta) umfassend diskutiert.

England hat 142 regionale Hubs und hat eine Fläche von ca.130.000 km² … Deutschland hat eine Fläche von ca. 357.000 km²   … Also müsten wir ungefähr 2,7 mal so viele Hubs in Deutschland bilden , dies wären ca. 390 Hubs.
Orientieren wir uns mal an den Landkreisen und kreisfreien Städten: Deutschland hat 295 Landkreise und 107 kreisfreie Städte. Würden wir in jedem Landkreis und in jeder kreisfreien Stadt mindestens einen Hub gründen, so würden wir in Deutschland auf 402 regionale Hubs kommen. Dies wäre ein gutes Maß!  Bei ca. 16000 Grundschulen würden ca. 40 Grundschulen und somit 80 Lehrerinnen und Lehrer zu einem Hub gehören.

Zusätzlich wurden in England noch einige größere HUB-Meetings durchgeführt, die konferenzähnlich über das neue Curriculum informierten (vgl. CAS North East Primary Conference ). Würden wir in Deutschland ähnliche Konferenzen gestalten, so müssten diese für die Lehrerinnen und Lehrer auch gut erreichbar sein. Ein Blick auf die Deutschlandkarte macht schnell deutlich, dass 4-5 Konferenzen möglicherweise nicht genügen, wenn man davon ausgeht, das eine Anreise innerhalb von ca. 2-3 Stunden mit PKW oder Bahn möglich sein sollte. Deutschland weit müssten sicher 10 – 15 Konferenzen für Informatik in der Grundschule stattfindenWenn auf jeder Konferenz jede Grundschule mit einer Lehrerin oder einem Lehrer verträten wäre, hätte jede Konferenz über 1200 Besucherinnen und Besucher.

Frage 5: Wer soll es machen?

Es geht hier nicht um Personen oder Namen, sondern um Funktionen und Aufgaben um Informatik in der Grundschule deutschlandweit zu implementieren. Das Finden der richtigen Personen dürfte für ein derartiges Vorhaben eine Aufgabe für sich selbst sein.

Modell I: Orientierung an England

Personell ist CAS mit 15 Personen tätig, teilweise in Teilzeit. Da diese Personen nicht nur für die Primarstufe, sondern auch für die Sekundarstufe I tätig sind, kann die Anzahl für Deutschland nicht einfach verdreifacht werden.  Nimmt man etwa die Hälfte der Personen und multizipliert mit 2,7 so benötigt man:

ca. 20 Personen (!!!)

über gesamt Deutschland, die sich mit dem Thema Informatik in der Grundschule beschäftigen.

Neben dem CAS-Personal gibt es noch das CAS-BOARD, eine Art Beirat. Das CAS-BORD zählt ca. 20 Mitglieder (http://www.computingatschool.org.uk/index.php?id=about-us), diese sind nicht alle der Grundschule zuzuordnen, sondern auch der Sekundarstufe I.  Teilen wir die Anzahl der 20 Personen wieder durch 2 und multiplizieren mit 2,7 so erhalten wir einen Beirat mit:

ca.  27 Personen .

Wo finden wir diese 27 Personen – aus Wissenschaft, Forschung, Wirtschaft, Schule und Politik -die einen wesentlichen Teil ihrer Arbeitszeit der Informatik in der Grundschule widmen und vernetzt zusammenarbeiten?

Modell II: Fortbildnerinnen und Fortbildner, für ca. 32000 Grundschullehrkräfte 

zentrale Koordinationsstelle

Gehen wir mal da von aus, wir hätten eine zentrale Koordinationsstelle mit 8-10 Personen, ein Universitätsinstitut oder ein Aninstitut, die mit der Entwicklung des Curriculums und der Entwicklung der Fortbildung beschäftigt sind.

Anzahl der Fortbildungsveranstaltungen

Wie viele Fortbildungen müssten wir für die 32000 Lehrerinnen und Lehrer anbieten?
Wieviel Fortbildnerinnen und Fortbildner würden wir benötigen?

Die erste Frage ist: Wir groß sollen unsere Kurse sein? Legen wir mal die maximale Anzahl mit  30 Personen fest, die von einem Tandem von Fortbildnern fortgebildet werden.

 31498 Personen : 30 Personen je Fortbildung  = 1049 Fortbildungen

1049 Fortbildungsveranstaltungen wären für ein Modul für alle Grundschullehrerinnen und Lehrer nötig. Bei zwei Tagen Fortbildung hätten wir 2098 Fortbildungstage.

Wie viele Veranstaltungen kann ein Fortbildner in Vollzeit im Jahr geben?

Wir haben ca. 250 Arbeitstage der Urlaubsanspruch liegt bei etwa 30 Tagen (Wissenschaftlicher Mitarbeiter). Wir kommen also auf 220 Arbeitstage.   Der Fortbildener wird nicht die gesamte Zeit Kurse geben können, sondern auch An- und Abreisen und Vor- oder Nachbereiten müssen. Wir ziehen deshalb noch mal 15% von 220 Tagen ab, dies sind 33 Tage.  So kommen wir auf 187 Tage die ein Fortbildner- Fortbildung gibt. 

Wie viele Fortbilder brauchen wir?

Die Rechnung ist einfach:  2098 : 187 = 11,22 . Wir benötigen also ca. 11 Fortbildnerinnen und Fortbilden in Vollzeit für gesamt  Deutschland. 

Zusammenfassung: 

Gehen wir davon aus, dass es den ernsthaften Willen für die Einführung informatischer Bildung in der Grundschule gibt, so müssten ca. 32000 Grundschullehrkräfte fortgebildet werden. Je Modul/Einheit würden Kosten von ca. 6,3 Millionen Euro anfallen. Bei 3-4 Modulen, die nötig wären, um einen groben Überblick zubekommen wären dies ca. 19-25 Milionen Euro. Bei einer zentralen Koordination benötigt man ca. 8-10 Personen für Forschung und Entwicklung der Lehrerbildung und 11-12 Fortbildnerinnen und Fortbildner. Es sollten deutschlandweit ca. 400 Austauschzentren (Hubs) für Lehrerinnen und Lehrer gebildet werden, an denen geschulterten kann und an dem sich die Lehrerinnen und Lehrer über den neunen Unterrichtsstoff austauschen können. Zusätzlich sollten 10-15 Konferenzen zum Auftakt durchgeführt werden.

Curriculum? … zeitlicher Umfang des Faches

Wie schon im „Maus-Curriculum“ angedeutet … ein Curriculum ist mehr als nur eine Themenzusammenstellung.

Ein Curriculum, zu mal für die Grundschule, muss mit dem Bildungsbeitrag des Faches oder Themas für die Allgemeinbildung beginnen. Dann sollte es die erwarteten Kompetenzen beschreiben und ggf. Vorschläge zur Umsetzung, zu den Inhalten und Methoden machen. Besonders hilfreich ist es für die Lehrerin oder den Lehrer, wenn die erwarteten Kompetenzen anhand von Unterrichtsskizzen, Lernfeldern oder Lernbereichen dargestellt werden.

Doch bevor man ein Curriculum entwickelt muss man sich fragen:

Für wie viele Unterrichtsstunden planen wir eigentlich?

Rechnen wir mal! Es gibt m.E. drei mögliche Rechnungen …

Rechnung 1 – Pflichtfach mit 2 Stunden:

Diese Rechnung geht davon aus, dass wir 2 Stunden pro Woche Informatikunterricht in der Grundschule bekommen könnten. Ein Schuljahr hat ca. 40 Schulwochen. Man kommt aber nicht immer auf 40 Wochen Unterricht, da kommen Klassenfahrten oder Feiertage oder Geburtstagsfeiern oder … oder … dazwischen. Rechnen wir mal mit 37 Schulwochen im Jahr. 37 x 2 Unterrichtsstunden = 74 Unterrichtsstunden im Schuljahr. Auf 4 Schuljahre sind dies 296 Unterrichtsstunden. Wenn man 80% der Zeit verplant und und die restlichen 20% der Lehrerin und dem Lehrer für aktuelle Themen und freie Themenwahl zur Verfügung stellt, müsst  man ein Unterrichtsangebot für ca. 240 Stunden in vier Jahren oder 60 Stunden pro Jahr planen und vorbereiten. Geht man davon aus, dass eine Themeneinheit im Schnitt 3 Doppelstunden, also 6 Stunden beträgt, dann müsste man pro Schuljahr 10 Themeneinheiten  oder für alle vier Schuljahre 40 Themeneinheiten für Grundschulinformatik erarbeiten. Die Entwicklung und Erprobung einer derartigen Menge von Unterricht ist ein riesiger Aufwand. Ich frage mich: Kann dies die Fachdidaktik oder die einzelne Lehrerin oder der einzelne Lehrer leisten?

Rechnung 2 – Grundschulinformatik als Teil der technischen Perspektive im Sachunterricht:

Betrachten wir die Grundschulinformatik mal als Teil des Sachunterrichts. Der Sachunterricht nach dem Perspektivrahmen Sachunterricht (http://www.gdsu.de/wb/pages/perspektivrahmen-sachunterricht.php) hat fünf Perspektiven: Die naturwissenschaftliche, die sozialwissenschaftliche, die historische, die geographische und die technische Perspektive.  Geht man davon aus, das Technik sich mit Energie, Materie und Information beschäftigt und gesteht man der Grundschulinformatik somit ein Drittel der technischen Perspektive zu, so ergibt sich, dass 1/15 des Sachunterricht der Informatik in der Grundschule zu zuschlagen wäre. Nun ist die Frage, wie viele Stunden Sachunterricht gibt es in der Grundschule? Dies ist von Bundesland zu Bundesland sehr unterschiedlich: Nehmen wir einmal Niedersachsen:  Die Stundentafel (Erlass „Die Arbeit in der Grundschule“) weist für das erste Schuljahr 2 Unterrichstunden, fürs zweite Schuljahr 3 Unterrichtsstunden und für das 3. und 4. Schuljahr jeweils 4 Stunden Sachunterricht auf. Gehen wir wieder von  37 Schulwochen aus ergeben sich insgesamt 481 Unterrichtsstunden für den gesamten Sachunterricht in der Grundschule. Berechnen wir hier von 1/15 so bekommen wir ca. 32 Unterrichtsstunden. Geht man wieder davon aus, das eine Themeneinheit 6 Stunden dauert, so müssten in der gesamten Grundschulzeit 5-6 Unterrichtseinheiten zur Verfügung gestellt werden. Das ist mir zu wenig … dies entspricht nicht der Bedeutung der Informatik und des Digitalen in unsere Gesellschaft.

Rechnung 3 – Grundschulinformatik als perspektivenvernetzender Themenbereich im Sachunterricht:

Wie dies inhaltlich zu verstehen ist,  dazu kommen wir  später  …

Im Perspektivrahmen Sachunterricht werden vier perspektivenvernetzende Themenbereiche benannt:

  1. Mobilität
  2. Nachhaltige Entwicklung
  3. Gesundheit und Gesundheitsprophylaxe
  4. Medien

Gehen wir einmal davon aus, dass die einzelnen Themenbereiche zu jeweils einem Viertel im Unterricht vorkommen. Dann ergibt sich für den Themenbereich Medien also ein Stundenumfang von ca. 120 Stunden (481:4). Nimmt man nun diesen Bereich und gesteht der informatischen Bildung die Hälfte oder mehr zu, so ergeben sich ca. 60 Stundenunterricht für alle vier Schuljahre. Dies wären insgesamt ca. 10 Einheiten.

Also …

Nach dieser Rechnungen geht es um 6, 10 oder 40 Unterrichtseinheiten für die gesamte Grundschulzeit.

Welche Rechnung/Sichtweise hat welche Vor- und Nachteile?

Bei der Integration in den Sachunterricht relativiert sich das Problem der Legitimierung des Inhaltes und des Allgemeinbildungsanspruches, da beides sich aus den Argumentationslinien des Sachunterrichts herleiten lässt. Die erwarteten Kompetenzen müssen sich an den Kompetenzen und Kompetenzbeschreibungen des Sachunterrichts orientieren.  Diese Orientierung ist hilfreich, da nichts neues erfunden oder entwickelt werden muss. Der Umfang von 6 Einheiten ist zu gering! Zehn oder mehr Einheiten erscheinen mir sinnvoller.

Ein eigenes Pflichtfach würde 40 Einheiten erfordern … in Augenblick für mich unvorstellbar …   da bei ist nicht zu vergessen, dass die Lehrerinnen und Lehrer für diese Inhalte komplett neu aus- oder  fortgebildet werden müssten … doch zu der Anzahl der Lehrerinnen und Leheren werden wir noch später kommen ….

Fazit

Zum jetzigen Zeitpunkt würde ich Grundschulinformatik als perspektivenvernetzende Fragestellung des Sachunterrichts auffassen und in enger Verbindung mit dem perspektivenvernetzenden Themenbereich Medien sehen. Der anvisierte Zeitumfang würde ca. 60 Stunden und damit ca. 10 Unterrichtseinheiten auf vier Schuljahre umfassen. Die Fort- und Weiterbildungsangebote würden sich hauptsächlich an Sachunterrichtslehrerinnen und -lehrer wenden, die es gewohnt sind mit unterschiedlichen Themenbereichen umzugehen.

Weiterführende Fragen:

Was heißt: „Grundschulinformatik als perspektivenvernetzende Fragestellung“ ?

Wie viele Grundschullehrerinnen und -Lehrer müssen fort- und weitergebildet werden und was kostet das?

 

Das „Maus-Curriculum“ – Inhalte

Ein  Curriculum  für Informatik in der Grundschule gibt es in Deutschland nicht wirklich.

Natürlich findet man auf der einen oder anderen Schulhomepage eine Darstellung der Inhalte die im “ Informatikunterricht“  der Grundschule bearbeitet werden sollen. Zumeist geht es hier darum Medienkompetenz und den Umgang mit einschlägiger Office Software zu lernen.

Anders sieht es in England aus:  Dort gilt seit diesem Schuljahr (14/15)  für alle Primary Schools das National Curriculum für „Computing“ (http://www.computingatschool.org.uk/data/uploads/CASPrimaryComputing.pdf). In England gab es zur Einführung des Curriculums umfangreiche Fortbildungsveranstaltungen und die Bildung von regionalen Netzwerken in denen sich die Lehrerinnen und Lehrer austauschen können. Leider sind entwickelte Materialien und Unterrichtsvorschläge auf Englisch. Eine Übersetzung ins Deutsche wäre schön, … aber ist für die einzelne Lehrerin , den einzelnen Lehrer, als Unterrichtsvorbereitung nicht zu leisten.

Die Idee …

Deshalb hier ein kleiner … vielleicht etwas verrückter … Vorschlag:  Wer, vielleicht mit seinen Kindern, aufmerksam die Sachgeschichten der „Sendung mit der Maus“ (http://www.wdrmaus.de/) verfolgt hat, wird festgestellt haben, dass dort immer wieder Sachverhalte aus der Informations- und Kommunikationstechnologie erklärt werden. Ein Curriculum enthält in der Regel eine Beschreibung des Allgemeinbildungsanspruches des Faches, die Kompetenzbeschreibungen, Empfehlungen zum Unterricht und ggf. die konkreten Themen die im Unterricht  behandelt werden sollen. Letztere sind für die Lehrerinnen und Lehrer von großer Bedeutung, denn die Themen geben den Lehrpersonen die Orientierung was sie unterrichten sollen und mit welchen Themen sich die Schülerinnen und Schüler auseinandersetzen sollen.

Lassen wir für einen Augenblick mal den Allgemeinbildungsanspruch und die Kompetenzbeschreibungen außer Acht … und schauen wir uns die Sachgeschichten der Sendung mit der Maus zu Informations- und Kommunikationstechnologie an.

Sachgeschichten auf der Website der WDRMAUS

Sachgeschichten bei Youtube

Neben den Beispielen die direkt auf der Seite des WDR zu finden sind, ergibt eine Recherche auf YouTube weitere Lach- und  Sachgeschichten,  die sich mit  dem Themenbereich Informations- und Kommunikationstechnologien (im Alltag) beschäftigen.

  • Wie funktioniert das Handy?

  • Wie funktioniert ein Touchscreen?

  • Maus Spezial: Computer

  • Alte Handys sind wertvoll?

Wie funktioniert der Strichcode?

Wie Computer rechnen?

Wir sehen, dass die Sendung mit der Maus eine Vielzahl von Themen rund um die Informatische Bildung anbietet. Diese kleinen Filme können gute Unterrichtseinstiege sein und den Lehrerinnen und Lehrern helfen den Zugang zu einem Thema für sich und ihre Schülerinnen und Schüler zu finden. Im Übrigen nicht nur in der Grundschule sondern auch in der Sekundarstufe I.

Ist das Curriculum komplett?

Die Frage, die sich nun ergibt ist: Welche Bereiche der Informatik werden hier angesprochen?  Ist dieses Curriculum komplett? … Aber dies ist eine andere Frage und eine gute Idee für den nächsten Blogeintrag.

Thesen zur Informatik in der Grundschule

Einleitung

Digitale Medien, Informatiksysteme und Informatik durchdringen immer mehr das Leben von Kindern und Jugendlichen. Neben der reinen Nutzung ist es ebenfalls notwendig zu verstehen, wie Digitale Medien und Informatiksysteme aufgebaut sind und funktionieren. Mit Kenntnissen in der Informatik kann man verstehen, welche Konstruktionsprinzipien zu Grunde liegen und was man von Informatiksystemen erwarten kann und was nicht. Vielleicht heißt es aus diesem Grund im aktuellen Koalitionsvertrag: „Wir unterstützen die Förderung von Wissenschaftskompetenz von der Grundschule bis zur Hochschule. Dabei fördern wir Programme und Wettbewerbe in den MINT- Fächern und einen zeitgemäßen Informatikunterricht ab der Grundschule. Damit das Wissen entsprechend vermittelt werden kann, sind Fortbildungsmöglichkeiten für Lehrerinnen und Lehrer zur Medienkompetenz dringend notwendig.“[1] Dies sind gute Voraussetzungen für einen zeitgemäßen Informatikunterricht.

In diesem Text soll dargestellt werden welche Themenkomplexe zu klären und auszuarbeiten sind, damit informatische Bildung sich in der Grundschule erfolgreich entfalten kann. Im Wesentlichen geht es dabei um drei Fragenkomplexe:

1. Wie können die Inhalte ausgewählt werden?
2. Wie müssen die Inhalte strukturiert und aufbereitet werden?
3. Wo ist der ‚Ort‘ der informatischen Bildung in der Grundschule?

Um diese Fragen zu beantworten schlage ich sechs Kriterien, als Leitlinien vor, die bei der Auswahl, Strukturierung und Einführung von informatischer Bildung in der Grundschule dienen können. Da sich die Fachdidaktik neben den inhaltlichen Fragen auch mit methodischen Fragen beschäftigt, sei hier an gemerkt, dass die methodischen Fragen hier ausgespart sind.

Kriterien zur Auswahl von Inhalten:

Folgende sechs Kriterien werden für informatische Bildung in der Grundschule vorgeschlagen:

  1. empirisch-fundierter (echter) Lebensweltbezug
  2.  Informatisch fachlich bedeutende Inhalte
  3. Verstehbarkeit und Lernbarkeit
  4. Lehrbarkeit für Grundschullehrkräfte
  5. Bezug zu einem Fach der Grundschule (Sachunterricht, Deutsch, Mathematik),
  6. Bezug zur Medienbildung, Medienerziehung und Medienpädagogik

Hier wird deutlich, dass die Kriterien (1) empirisch-fundierter (echter) Lebensweltbezug und (2) informatischfachlich bedeutende Inhalte sich auf die Inhaltsauswahl beziehen. Die Kriterien (3) Verstehbarkeit und Lernbarkeit und (4) Lehrbarkeit beziehen sich mehr auf die Strukturierung und Aufbereitung der Inhalte. Die Kriterien (5) Bezug zu einem Fach der Grundschule (Sachunterricht, Deutsch, Mathematik), (6) Bezug zur Medienbildung und Medienpädagogik verweisen auf den Ort der informatischen Bildung in der Grundschule und darüber hinaus (Sekundarstufe I) hin.

Im Folgenden werden die Kriterien genauer erläutert und begründet.

Empirisch-fundierter (echter) Lebensweltbezug

Der (echte) Lebensweltbezug sollte der Ausgangspunkt jeder unterrichtlichen Überlegung sein. Lernen findet besonders in der Grundschule an und mit konkreten Gegenständen statt. Diese Gegenstände und Phänomene müssen aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler stammen, damit das Lernen für die Schülerinnen und Schüler sinnhaft und bedeutungsvoll ist. Nur wenn die Kinder erleben dass sie beim Lernen handlungsfähiger werden und Macht über ihre eigene Welt erlangen, bleiben sie motiviert am Lernprozess. Aufgrund der sich ständig ändernden Erscheinungswelt der Informatiksysteme ist dieser Lebensweltbezug in regelmäßigen Abständen zu hinterfragen. Wichtig ist, dass die Schülerinnen und Schüler direkt gefragt werden und nicht aus der Perspektive der Erwachsenen heraus eine Welt konstruiert bekommen, in der die Schülerinnen und Schüler überhaupt nicht leben. So wäre es zum Beispiel unsinnig, das Thema E-Mail zu behandeln, wenn die Schülerinnen und Schüler schon längst über Facebook, Instagramm, YouTube, WhatsApp oder SnapChat kommunizieren. Die Beispiele für exemplarische Lernprozesse sind aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler zu gewinnen. Leider erfolgt das meines Erachtens gerade im Informatikunterricht noch viel zu wenig, oft entstehen die Inhalte aus fachlichen Konzepten heraus, ohne ein Gleichgewicht zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler zu berücksichtigen. Hier benötigen wir besonders für die Grundschule einen Forschungsschwerpunkt, der sich mit der Lebenswelt und Wahrnehmung von Grundschülerinnen und Grundschülern bezüglich digitaler Medien, Informatiksysteme und Informatik beschäftigt.

Informatisch fachlich bedeutender Inhalt

Die Feststellung informatisch fachlich bedeutender Inhalte kann nur mit Hilfe der Didaktik der Informatik getroffen werden. Hier geben z.B. die fundamentalen Ideen, der Ansatz der Informatik im Kontext oder die Diskussion um Produktwissen und Konzeptwissen wichtige Impulse zur Auswahl und Begründung der Inhalte. Daneben ist zu prüfen, ob die ausgewählten Inhalte anschlussfähig zum Informatikunterricht in der Sekundarstufe I sind, hier bei helfen die Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule der Gesellschaft für Informatik. Erste Vorschläge für Informatik in der Grundschule lassen sich in Abschlussarbeiten [2], Überlegungen aus dem Schülerlabor InfoSphere [3] oder dem Projekt „Für Informatik begeistern“ [4] finden. Eine systematische Auswertung der Ansätze der Didaktik der Informatik bezüglich der Informatik in der Grundschule steht allerdings noch aus.

Nach dem die Schülerinnen und Schüler Informatik in der Grundschule erlebt haben, wollen sie sich mit Sicherheit weiter mit dem Themenbereich beschäftigen. Deshalb ist es nötig die Informatik in der Sekundarstufe I weiterzuentwickeln und es den Schülern zu ermöglichen vertiefende Erfahrungen zu machen. Hier sind neben den Schülerinnen und Schülern auch die Lehrerinnen und Lehrer in den Blick zu nehmen. Es ergeben sich zwei Perspektiven: einerseits die Perspektive der Lehrerinnen und Lehrer die Kinder abgeben, diese sollten der aufnehmenden Schulen mitteilen, welche Arbeit bereits in der Grundschule geleistet worden ist, andererseits die Perspektive der Lehrkräfte, die die Kinder aus der Grundschule aufnehmen. Diese werden kompetentere Kindern unterrichten als noch in den Jahren bevor Inhalte der informatischen Bildung in der Grundschule unterrichtet worden sind. Hilfreich für die Entwicklung der zu erwartenden Herausforderungen könnte hier die Analyse der Einführung des Englischunterrichtes in der Grundschule sein, denn auch hier haben sich in der Sekundarstufe I Veränderungen vollzogen, nachdem in der Grundschule Englisch unterrichtet wurde.

Verstehbarkeit und Lernbarkeit

Die Lehrbarkeit verweist auf eine Auseinandersetzung mit der Entwicklungspsychologie. Aus der Entwicklungspsychologie ist bekannt, dass Kinder eines bestimmten Alters nicht jede Aufgabe lösen können. So wissen wir seit Jean Piaget, dass sich bei Kindern die formal-operative Intelligenz, also das logische Denken, erst ab dem ca. 12. Lebensjahr ausbildet. Bei der Auswahl eines Inhaltes ist somit zu prüfen, ob der Inhalt überhaupt verstehbar und erlernbar für die Kinder ist. Der Aufsatz von Andreas Schwill „Ab wann kann man mit Kindern Informatik machen“ [5] oder Michael Weigends Artikel zur „Algorithmik in der
Grundschule“ [6] liefern hier wichtige Grundlagen. Als Beispiel sei hier das Konzept der Vererbung aus der objektorientierten Programmierung angeführt. Auf den ersten Blick scheint Vererbung nur schon aufgrund des Begriffes kein schwieriges Konzept zu sein. Tatsächlich verhält sich die Vererbung in der Programmierung aber gerade genau im umgekehrter Weise als im Leben. Im Leben erbt man in der Regel von einer Person, die mehr besitzt. Bei Objekten in der Informatik ist es gerade umgekehrt. Vererbung dürfte also zu den Konzepten gehören, welche in der informatischen Bildung der Grundschule besonders genau zu untersuchen wären.
Die Frage, welche entwicklungspsychologischen Theorien und Konzepte bedeutend sind, lässt sich letztendlich aber erst stellen, wenn der (echte) Lebensweltbezug und die informatisch fachlich bedeutsamen Inhalte festgelegt sind.

Lehrbarkeit für Grundschullehrkräfte

Für den Bereich der Grundschule kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Lehrkräfte informatisch fachlich fundiert ausgebildet werden können. Eine Grundschullehrerin oder ein Grundschullehrer unterrichtet viele Fächer. Neben Deutsch und Mathematik müssen viele Lehrerinnen und Lehrer auch Sachunterricht unterrichten, hier tritt besonders das Problem der fehlenden Fachlichkeit hervor. Ein Grundschullehrer im Sachunterricht soll sowohl naturwissenschaftliche, sozialwissenschaftliche, geographische, historische und technische Sachverhalte nach dem Perspektivrahmen für den Sachunterricht [7] unterrichten können. Um dafür wirklich fundiert ausgebildet zu sein, müsste ein Grundschullehrer 3-4 Fächer grundständig studiert haben — eine Illusion. Nun kommt noch die Anforderung hinzu, auch informatische Phänomene und Sachverhalte vermitteln zu können. Des Weiteren sind viele im Dienst stehende Lehrerinnen und Lehrer zu ihrer Ausbildungszeit noch gar nicht mit den Informations- und Kommunikationstechnologien so stark in Verbindung gekommen, dass sie diese fachlich richtig unterrichten könnten. Aus dem Kriterium der Lehrbarkeit ergeben sich viele Anforderungen an die Didaktik der Informatik: Es muss geklärt werden, wie Grundschullehrerinnen und -lehrer die Wirklichkeit bezüglich digitaler Medien, Informatiksysteme und Informatik konstruieren und welchen Handlungsbedarf bezüglich des Unterrichts sie sehen. Auf Grundlage dieser Wirklichkeitskonstruktionen, des Lebensweltbezuges, der bedeutenden Inhalte und der Lehrbarkeit muss die Didaktik der Informatik Unterrichtsmaterialien und Konzeptionen so entwickeln, dass es Lehrkräften der Grundschule möglich ist, die Inhalte in angemessener Zeit zu erfassen und umzusetzen. Gute Beispiele sind hier Lernumgebungen wie Scratch samt begleitenden Unterrichtsmaterialien für den Einstieg ins Programmieren, die Internetspiele zum Verstehen des Aufbaus des Internets [8] oder das Spioncam [9] als Einstieg zum Verstehen von Kryptographie.

Hier zeigt sich ein weiteres wichtiges Tätigkeitsfeld für die Didaktik der Informatik: Ausbildung und – weiterbildung von Grundschullehrkräften bezüglich informatischer Bildung.

Bezug zu einem Fach der Grundschule (Sachunterricht, Deutsch, Mathematik)

Anders als in der Sekundarstufe I und II, wo das Fach Informatik angestrebt wird, ist es schwierig ein Fach Informatik in der Grundschule anzustreben. So wenig wie es ein Fach Physik, Biologie oder Chemie in der Grundschule gibt, wird es dort ein Fach Informatik geben. Aus diesem Grund ist es für die Informatik in der Grundschule notwendig, ihre Inhalte in die bestehenden Fächer der Grundschule zu integrieren. Eine besondere Bedeutung kommt hierbei dem Sachunterricht zu, indem in der Regel alle wichtigen Fragen der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler aus der fachlichen Perspektive der Natur- und Geisteswissenschaften behandelt werden. Bezüglich der Didaktik der Informatik ist es darum notwendig, einen interdisziplinären Dialog mit den Fächern der Grundschule – besonders mit dem Sachunterricht – zu führen. Dies kann dadurch geschehen, dass gemeinsame Fortbildungen und Symposien organisiert werden oder Didaktiker/innen der Informatik an Tagungen der Sachunterrichtsdidaktik und umgekehrt teilnehmen. Gemeinsame interdisziplinäre Forschungsvorhaben könnten weiterhin dazu beitragen informatische Inhalte in den Curricula der Fächer zu verankern.

Bezug zur Medienbildung, Medienerziehung und Medienpädagogik

Es gibt zwei entscheidende Gründe, warum sich ein Ansatz der Informatik in der Grundschule mit der Medienbildung und Medienpädagogik auseinandersetzen muss. Der eine besteht darin, dass bei Lehrerinnen und Lehrern häufig informatische Bildung und Medienbildung synonym benutzt wird. Eine Klärung der beiden Gegenstandsbereiche führt hoffentlich dazu, dass beide Bereiche zuerst im wissenschaftlichen Diskurs und dann in den Köpfen der Lehrerinnen und Lehrer unterschieden werden können. Der zweite Grund besteht darin, dass es unsinnig wäre, doppelte Arbeit zu leisten. Fragen, die in der Medienpädagogik und -bildung bereits geklärt sind, müssen nicht erneut von der informatischen Bildung untersucht und erklärt werden. Hinweise hierzu können die Arbeiten von Henry Herper und Volker Hinz von der INFOS 2009 bieten [10]. Wie im Bezug zu den Fächern der Grundschule ist es auch hier nötig, einen interdisziplinären Dialog zu führen. Eine Teilnahme an den Tagungen der Deutschen Gesellschaft für Erziehungswissenschaft (DGfE), im Besonderen ein Besuch der Beiträge der Sektion Medienpädagogik, ist hierfür notwendig.

Zusammenfassung

Für eine erfolgreiche Einführung informatischer Bildung in der Grundschule ist noch viel theoretische und unterrichtspraktische Forschung nötig: Inhalte und Methoden können aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler und der Fachdidaktik Informatik gewonnen und begründet werden. Alle Inhalte sind auf die Lernbarkeit und die Lehrbarkeit zu prüfen. Hierzu sind fundierte Kenntnisse der Entwicklungspsychologie und der Lehrerausbildung und -weiterbildung nötig. Informatische Bildung in der Grundschule kann einerseits in den Fächern der Grundschule und andererseits in der integrativ gedachten Medienbildung stattfinden. Hierfür ist es für die Didaktikerinnen und -didaktiker der Informatik notwendig, an den entsprechenden fachwissenschaftlichen Diskursen teilzunehmen und diese zu kennen, um Gemeinsamkeiten und Unterschiede zur informatischen Bildung zu erfassen. Nur so kann ein Konzept für die Grundschule entwickelt werden, welches sowohl den Fächern, der Medienbildung und auch der informatischen Bildung gerecht wird.

Verweise

[1] http://www.tagesschau.de/inland/koalitionsvertrag136.pdf (Seite: 30)
[2] http://ddi.uni-muenster.de/ab/pu/dok/Masterarbeit_Jens_Brumma_op.pdf ![3] http://schuelerlabor.informatik.rwth-aachen.de/module/Grundschule
[4] http://begeistern.fuer.informatik.uni-oldenburg.de/

[5] Schwill, A. (2001). Ab wann kann man mit Kindern Informatik machen? / Eine Studie über informatische Fähigkeiten von Kindern. In Informatikunterricht und Medienbildung INFOS 2001, 9. GI-Fachtagung Informatik und Schule, 17. – 20. September 2001 in Paderborn. Bonn: Gesellschaft für Informatik.
Online unter: http://subs.emis.de/LNI/Proceedings/Proceedings08/AbwannkannmanmitKind_2.pdf

[6] Weigend, M. (2009). Algorithmik in der Grundschule. In Zukunft braucht Herkunft 25 Jahre »INFOS – Informatik und Schule«. Bonn: Köllen Druck+Verlag GmbH. Online unter: http://subs.emis.de/LNI/ Proceedings/Proceedings156/97.pdf

[7] http://www.gdsu.de/wb/pages/perspektivrahmen-sachunterricht.php

[8] http://ds.informatik.rwth-aachen.de/research/projects/internet-spiel/, http://begeistern.fuer.informatik.uni- oldenburg.de/

[9] http://ddi.uni-wuppertal.de/material/spioncamp.html

[10] Herper, H., & Hinz, V. (2009). Informatische Bildung im Primarbereich. In Zukunft braucht Herkunft 25 Jahre »INFOS – Informatik und Schule«. Bonn: Köllen Druck+Verlag GmbH. Online unter: http:// subs.emis.de/LNI/Proceedings/Proceedings156/74.pdf