DIDAKTIK DER INFORMATIK

ham.nw.schule.de

DIDAKTIK DER INFORMATIK

Gender – Informatik Geschichte – Einführung

Schulinformatik – Standards – Entwicklungslinien – Lernen

Informatikunterricht – Planung – Arbeitsweisen

Moral – Ethik – Profession– Leistung – Beispiele

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31

Organisatorisches – Einführung

Informatik – geschichtliche Aspekte

Genderdiskussion

Mai 2009

Grundfragen des Lernens

Entwicklungslinien der Schulinformatik

Schulinformatik – Normierung

Juni 2009

kognitiv

Bloom

Besondere Arbeitsweisen

affektiv

Gestalten

Alltag

Abstraktionsstufen

Konzeptentwicklung

Terminologie

qualitativ

psychomotorisch

Prädikative

Modellierung

Taxonomie

Berliner/

Hamburger

Modell

Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle

Kritischkonstruktive

Didaktik

Juli 2009

Informatikunterrichtsplanung

Informatikunterricht – Beispielszenarien

Leistungsmessung

Planungsmodelle

Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung

Didaktisches

Dreieck

ER-

Modellierung

Datenbank

Praktisch

Phänomene

der Informatik

Geschichtliche

Aspekte

A3 Genderdiskussion

– Begriffe, Diskussionskontext und Ergebnisse

verdeutlichen

– Statistische Daten kennen

– Vorschläge zur Beeinflussung der Situation

bewerten

– Eigenes Handeln auf dem Hintergrund der

Ergebnisse reflektieren

Operator

Phasen

Systemtheorie

Empirie

Modellierung

Umsetzung

mit Logo

Wissensbasierte

Sicht

»Spiel«welten

Gender

Kompetenz

Lernziele und

Kompetenzen

Lehren

Probleme der

Instruktion

Theorie?

Tabellenkalkulation

Funktionale

Sicht

A4 Grundfragen des Lernens

– Lerntheoretische Grundlagen und

Didaktische Grundorientierungen im

Zusammenhang darstellen

– Unterrichtskonzepte als Prinzipien

methodischen Handelns kennen

– Erkenntnisse der Lerntheorie anwenden

– Fachdidaktische Basiskonzepte benennen

und einordnen

Konzepte

Output

Formalstufen

ponto

Objektorientierte

Sicht

INFORMATIK-

quantitativ

UNTERRICHT Form

Input

White-

Board

Tafel

LEHREN UND

LERNEN

Lerntheorie

Behaviorismus

Informatiksysteme

H

A10 Informatikunterricht –

Beispielszenarien

– Ziele des Informatikunterrichts mit konkreten

Beispielen für den Unterricht illustrieren

– Grundlegende Ideen, Konzept und

Umsetzung für eine didaktisch gestaltete

Klassenbibliothek (Stifte & Mäuse) beispielhaft

illustrieren

– Kritische Würdigung und Prüfung der Eignung

vornehmen

A11 Leistungsmessung

– Unterschiede zwischen Messungsergebnis und

Können verdeutlichen

– Zieldimensionen von Lehrkräften vs.

Wissenschaft angeben

– Kriterien illustrieren und Operatorkonzept

erläutern

– Umsetzung für den Informatikunterricht

exemplarisch detailleren

Overhead-

Folien

Klassenbibliothek

Stifte und

Mäuse

Planung

Kognitivismus

(Hilfs-)Mittel

Erziehungswissenschaft

Konstruktivismus

Arbeitsblätter

Methoden

Dimensionen

Qualifikation

Phasen

Vorgehensweisen

A8 Informatikunterrichtsplanung –

Vorgehensmodelle

– Fachlich begründetes Vorgehen zur Planung

von Vermittlungsprozessen darlegen und im

Hinblick auf ihre Eignung für die

Unterrichtsplanung einschätzen

– Mindestens drei Planungs-/Vorgehensmodelle

angeben, darstellen und hinsichtlich der Vorund

Nachteile beurteilen

– Eignung der »Pedagogical Pattern

Language« für Vermittlungsprozesse

einordnen

– Bekannte allgemeine

Unterrichtsplanungsinstrumente einordnen

DIDAKTIK DER

Funktionen

der Schule

Allokation

Selektion

Ziele

A9 Informatikunterrichtsplanung

– Dimensionen der Unterrichtsplanung

darstellen

– Unterschiede zwischen Modellen und der

professionellen Unterrichtsplanung

beschreiben

– Stellenwert von Richtlinien und Lehrplänen

sowie Rahmenvorgaben als Planungshilfe

darstellen

– Konkrete Unterrichtsplanung mit einem

gegebenen Modell und einem ausgewählten

Inhalt durchführen

äußere

A7 Besondere Arbeitsweisen

– Einsatz von Informatikmitteln im

Informatikunterricht einordnen

– Fachliche sowie fachdidaktische Sicht auf

Problemlösen und Projekt(e) vorstellen

– Formen und Ausprägung der

Differenzierungen benennen und bezüglich

der Informatik einordnen

– Mindestens drei Formen der inneren

Differenzierungsmöglichkeiten kennen und

vorbereiten

INFORMATIK

Bildung

Gesellschaft

innere

Sozialisation

Integration

Legitimation

fachliche

Inhalte

Unterrichtsplanungprofessionell

A Pedagogical

Pattern

Language

Wahlfach

Veranstaltungskarte

Rahmenvorgaben

Lehrpläne

Pflichtunterricht

Didaktik der Informatik 2009

Veranstaltungsziele

– Grundlegende pädagogische, didaktische und fachdidaktische

Positionen für den Informatikunterricht beschreiben und einordnen

– Allgemeinbildende Elemente der Informatik kennen, einordnen, prüfen

und vorausschauend planen (inkl. Unterrichtssequenzen/-reihen)

– Problemorientierten Informatikunterricht kennen und beispielhaft

illustrieren

– Qualitätskriterien für guten Informatikunterricht angeben

– Möglichkeiten und Grenzen der lerngruppenangemessenen

Umsetzung grundlegender Erkenntnisse der Informatikdidaktik

begründet einschätzen

A12 Moralisch-ethische Aspekte –

Professionalisierung

– Informatische Vernunft kennen und erläutern

– Persönlichkeitsschutz und Datenverarbeitung

– Argumente, Stasi 2.0

– Freie Software für Freie Bürger?

– Wissen, warum der Beruf der Lehrerin keine

Profession ist

– Konstitutive Bedingungen für Professionalität

angeben

– Ethische Kodizes – von Häcksen über von

Hentig bis zur Gesellschaft für Informatik (GI)

kennen und einordnen

A1 Organisatorisches – Einführung

– Begriffe Didaktik und Methodik kennen

– Ziele der Fachdidaktik Informatik als

Bildungsziele einordnen

– Wissenschaftstheoretische Einordnung der

Informatik

Künstliche

Intelligenz

Automatentheorie

Projektorientiert

Problemorientiert

EPA 2004

Informatiklehrerausbildung

1975

LINGUISTIK

Subjekt

Satz

Das Sein

Maschinenmodelle

Theorie

formaler

Sprachen

Bildungsstandards

Informatik

ist.

Schulversuche

1969

Typtheorie

Komplexitätstheorie

A2 Informatik – geschichtliche

Aspekte

– Alleinstellungsmerkmale der Informatik im

Zusammenhang der geschichtlichen

Entwicklung herausarbeiten

– Entwicklung und Herausbildung der

Wissenschaft Informatik im Kontext darstellen

– Konsequenzen der Abgrenzungsproblematik

erläutern – Transdisziplinarität versus

Interdisziplinarität

– »Fundamentals« der Fachwissenschaft

begründen

A6 Schulinformatik – Normierung

– Wandel von der Input- zur Outputorientierung

erklären und einordnen

– Wissenschaftliche Einordnung der Qualität

von Testverfahren für Kompetenzen

vornehmen

– Funktion(en) der Notengebung an Beispielen

darstellen und Widersprüche herausarbeiten

– Stellenwert der Bildungsstandards Informatik,

der EPA und des Zentralabiturs kennen und

darstellen

MATHEMATIK

∑ ∞ i=1 1

n2 = π2

6

Theoretische

Informatik

Informatik und

Gesellschaft

algorithmische

Methoden

Sortieren

Suchen

geometrische

Optimierung

INFORMATIK

SCHULINFORMATIK

Institutionalisierung

A5 Entwicklungslinien der

Schulinformatik

– Ziele der Informatischen Allgemeinbildung

begründen können

– Zugänge zur Informatischen Allgemeinbildung

kennen

– Konzepte der Informatikbildung über die Zeit

einordnen

– Informatiktürme zur Darstellung der Struktur

des Faches kennen

Rechner-

Robotik

Graphalgorithmen

Algorithmen

Praktische

Informatik

Technische

Informatik

. . . orientierungen

über die Zeit

Algorithmen-

Netzwerke

zusammengesetzte

Datenstrukturen

Angewandte

Informatik

Fachdidaktische

Empfehlungen

– Konzepte

Benutzungs-

Peripherie

einfache

Softwaretechnik

Programmiersprachen

Prozessoren

Schaltkreise

Fundamentale

Ideen

Anwendungs-

Gesellschafts-

Modellierung

Informatiktürme

Strukturierung

Modularisierung

Planung

Datenbanken

Betriebssysteme

Anwendung

Angewandte

Informatik

Theoretische

Informatik

Modulkonzept

Informationsorientierter

Ansatz

Didaktik der

Informatik

Informatik

und

Gesellschaft

Praktische

Informatik

Technische

Informatik

Objektorientiert

Anwendungsmethodik

≫Eine Lösung verkaufen≪

System – Realisierung

≫Programmieren im Großen≪

Algorithmik

≫Programmieren im Kleinen≪

Theorie

≫Grundgesetze≪

Wasserfall

STEPS

eXtreme

Programming

Analyse

OOA

Gestaltung

OOD

Implementierung

OOP

WIRTSCHAFT

D

ELEKTROTECHNIK

Didaktik der Informatik

Didaktik der Informatik

Dr. Ludger Humbert

ddi.uni-wuppertal.de

Version vom 16. April 2009


Didaktik der Informatik – Vorlesung

1. Vorlesung: Organisatorisches – Einführung

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

Dieses Dokument wird unter der folgenden Creative-Commons-Lizenz veröffentlicht: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/deed.de


Gliederung der Präsentation

Übersicht Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Anforderungsprofil – Zieldimensionen

Themen der Vorlesung im Sommersemester 2009

2 Begriffsklärungen

Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Wissenschaftliche Einordnung

Didaktik und Methodik

Ziele der Fachdidaktik Informatik

Wissenschaftstheoretische Einordnung der Informatik

Stellenwert der allgemeinen und der fachbezogenen Didaktik

3 Beispiel – Textauszeichnung

Problemstellung

Mögliche Lösungen

pdfTEX– Dokumente setzen

Didaktik der Informatik

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Rahmenbedingungen

Übersicht Anforderungsprofil – Zieldimensionen

Leistungen der Studierenden zur erfolgreichen Teilnahme

Studienziel

erste Staatsprüfung für das

Lehramt Informatik für Gymnasien/Gesamtschulen

reguläre Studienordnung (LPO) sowie Sprinterstudiengang

Bachelor

Erwartungshorizont

Aktive Teilnahme – Vorbereitung und Nachbereitung der

Veranstaltungen

Erwartungshorizont: mindestens 75% jeder Übung plus

Fachgespräch 30 Minuten

Termine – Hinweise

Vorlesung: Donnerstag, 16 00 Uhr – 18 00 Uhr

Hinweise zur Veranstaltung – http://ddi.uni-wuppertal.de/

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 3 / 19


Übersicht Anforderungsprofil – Zieldimensionen

Ziele der Veranstaltung »Didaktik der Informatik«

Einordnung Veranstaltungskarte Didaktik der Informatik an der

Universität Wuppertal

http://ddi.uni-wuppertal.de/

Informatikfachdidaktische Kompetenzen

Grundlegende pädagogische, didaktische und fachdidaktische

Positionen für den Informatikunterricht beschreiben und einordnen

Allgemeinbildende Elemente der Informatik kennen, einordnen, prüfen

und vorausschauend planen (inkl. Unterrichtssequenzen/-reihen)

Problemorientierten Informatikunterricht kennen und beispielhaft

illustrieren

Qualitätskriterien für guten Informatikunterricht angeben

Möglichkeiten und Grenzen der lerngruppenangemessenen Umsetzung

grundlegender Erkenntnisse der Informatikdidaktik begründet

einschätzen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 4 / 19


Themen der Vorlesung (Stand 25. April 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................



1 Organisatorisches – Einführung .............................................. 2, 4



2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Kompetenzen 1. Vorlesung

Einführung – Begriffsklärungen – Einordnung

Begriffsklärungen Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Ziele der Veranstaltungen siehe Veranstaltungskarte

http://ddi.uni-wuppertal.de/ddi-map5.pdf

Angabe in Form von Kompetenzen (Details vgl. [Sekretariat der KMK,

2004])

Kompetenzerwerb durch Teilnahme und Vor- sowie Nachbereitung der

Vorlesung

Erprobung und Festigung der Kompetenzen durch begleitende Übungen

Kompetenzen 1. Vorlesung: Einführung – Begriffsklärungen

Begriffe Didaktik und Methodik kennen

Ziele der Fachdidaktik Informatik als Bildungsziele einordnen

Wissenschaftstheoretische Einordnung der Informatik

Stellenwert der allgemeinen und der fachbezogenen Didaktik einordnen

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Begriffsklärungen Wissenschaftliche Einordnung

Wissenschaftliche Einordnung Informatikfachdidaktik

Strukturwissenschaften

Mathematik Informatik

Philosophie »Prinzipien«

Geisteswissenschaften

Geschichte

Sprach-, Literaturwissenschaft

. . .

Erziehungswissenschaft (Pädagogik)

Gesellschaftswissenschaften

Psychologie

Soziologie

Rechtswissenschaft

. . .

Naturwissenschaften

Physik

Chemie

Biologie

Technikwissenschaften

Ingenieurwissenschaften

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 7 / 19


Didaktik – allgemein

Begriffsklärungen Didaktik und Methodik

Einordnung: Didaktik ist Teil der Erziehungswissenschaft (Pädagogik)

Definition: Didaktik als Wissenschaft

»Didaktik als Unterrichtswissenschaft ist der Versuch – über subjektive

Theoriebildung hinaus – auf verschiedenen Ebenen mit unterschiedlicher

Praxisnähe die Komplexität gestaltend zu reduzieren und damit

unterrichtliches Handeln rational planbar und kontrollierbar zu machen.

Dabei sind die Kriterien der Gestaltung vom jeweiligen Standpunkt des

Beobachters abhängig« [Humbert, 2006, S. 4 – Definition 1.1].

Zu berücksichtigende Dimensionen

Ziele Bildung Themen Inhalte



»Wer, was, von wem, wann, mit wem, wo, wie, womit und wozu soll gelernt werden?«



[Jank u. Meyer, 2002, S. 16 (Hervorhebung von lh)]

Aktuelle Einführung in die allgemeine Didaktik [Terhart, 2009]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 8 / 19


Methodik – allgemein

Begriffsklärungen Didaktik und Methodik

Erklärung: Unterrichtsmethodik – Methodik

»Unterrichtsmethodik bezieht sich auf die konkrete Planung und

Durchführung des Unterrichts. Sie ermöglicht die Inszenierung des

Unterrichts durch die zielgerichtete Organisation der Arbeit, durch soziale

Interaktion und sinnstiftende Verständigung mit den Schülerinnen.

Handlungskompetenzen der Lehrerinnen im Feld der Unterrichtsmethoden

bezeichnen die Fähigkeit, in Unterrichtssituationen Lernprozesse für die

Schülerinnen auf dem Hintergrund der Rahmenbedingungen zu

organisieren«

[Humbert, 2006, S. 4 – Erklärung 1.1].

Im Zusammenhang fachdidaktischer Fragestellungen wird der Begriff

»Methode« in erster Linie auf den Unterricht bezogen und bezeichnet dort

die Frage der »Unterrichtsmethode«.

Häufig wird Methodik auf die Frage verkürzt



Wie soll gelehrt werden?



Eignet sich ausschließlich als Eselsbrücke

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 9 / 19


Fachdidaktik Informatik

Wozu Fachdidaktik?

Begriffsklärungen Ziele der Fachdidaktik Informatik

Fach- und Bereichsdidaktiken wurden und werden entwickelt, da

Unterrichtsfächer Wissenschaftsdisziplinen zugeordnet werden

Fachlichkeit muss bei der Unterrichtsgestaltung berücksichtigt werden

Fachdidaktik Informatik ist (seit 1976) ausgewiesenes Teilgebiet der

Informatik

Fachdidaktik Informatik führt die wissenschaftlichen Erkenntnisse der

beiden Wissenschaften Pädagogik und Informatik so zusammen, dass

bildende Elemente ausgewiesen und für die Umsetzung in

Bildungsprozessen gestaltet werden

1996 wurde der erste Lehrstuhl für die Fachdidaktik Informatik besetzt –

inzwischen bundesweit 18 Professuren für die Fachdidaktik Informatik

(davon zwei ausgeschrieben)

An 34 Hochschulstandorten in der BRD kann das Lehramt für Informatik

für Schulen studiert werden

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 10 / 19


Begriffsklärungen Wissenschaftstheoretische Einordnung der Informatik

Informatik – Wissenschaftstheoretische 1 Einordnung

Einordnung Informatikfachdidaktik �⇒ drei Arten/Kulturen

wissenschaftlichen Arbeitens – [Snow, 1959] spricht von zwei Kulturen

1 Struktur 2 Geist 3 Natur

Erläuterung – Wissenschaft

Forschung Schaffung neuen Wissens

Lehre Verbreitung und Weitergabe

Rahmen gesellschaftlich-politische Bedingungen

Bestimmung der fachspezifischen Gegenstände

Physik Chemie Biologie Energie und Materie als

Erscheinungsform der »realen Welt«

Informatik Information

1 Wissenschaftstheorie ist Teilgebiet der Philosophie (Prinzipien)

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 11 / 19


Begriffsklärungen Wissenschaftstheoretische Einordnung der Informatik

Informatik – Wissenschaftstheoretische Einordnung

Definition Informatiksystem

»Ein Informatiksystem ist eine Einheit von Hard-, Software und Netzen

einschließlich aller durch sie intendierten oder verursachten Gestaltungsund

Qualifizierungsprozesse bezüglich der Arbeit und Organisation«

[Humbert, 2006, S. 5 – Definition 1.2].

Ziele der Informatik

»Herstellung und Einsatz von Informatiksystemen unter Berücksichtigung

des Kontextes und ihrer Beziehung zur menschlichen geistigen Tätigkeit«

(Chr. Floyd nach [Humbert, 2003, S. 13]).

Informatische Modellierung und damit zusammenhängende Fragen der

Theoriebildung – siehe [Humbert, 2003, S. 13ff]

Forschungsbeiträge von Informatikerinnen, die weder ein

theoretisches Modell noch eine Implementierung anbieten, sind

fragwürdig, wie Snelting ausführt

– siehe [Humbert, 2003, S. 15 – Fußnote 42]

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 12 / 19


Stellenwert der Didaktik

Begriffsklärungen Stellenwert der allgemeinen und der fachbezogenen Didaktik

Verhältnis von allgemeiner Didaktik und Fachdidaktik Informatik

Allgemeine Didaktik und Fachdidaktik ergänzen sich

Aussagen der allgemeinen Didaktik zu grundlegenden Fragen des

organisierten Lernens und Lehrens stellen Basiselemente für jede

Fachdidaktik bereit

Fachdidaktiken beziehen sich auf die

Bezugswissenschaft für das [Schul-]Fach Informatik

Vorbereitung, Organisation, Durchführung, Reflexion, Weiterentwicklung

des konkreten Fachunterrichts und des fachlich orientierten Unterrichts

Spannungsfeld

Informatikunterricht

Informatische Allgemeinbildung im Kontext anderer Fächer

Gültigkeit und Anwendbarkeit von Modellvorstellungen

Über- und außerfachliche Anforderungen, in der Informatik konkret

Fachübergreifende Schlüsselkompetenzen

(engl. Cross-curricular-competencies) – Beispiel: Problemlösen

Informatische Allgemeinbildung und Medienbildung

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 13 / 19


Beispiel – Textauszeichnung Problemstellung

Problemstellung: Textstrukturen modellieren

Problemsituation

Entwickeln Sie ein informatisches Modell zur [De-]Konstruktion von

Textdokumenten. Das Modell soll sowohl die Erstellung als auch die Analyse

von Textdokumenten ermöglichen.

Vorgehen (Skizze für eine mögliche Sequenz)

Texte verschiedener Quellentypen – Gemeinsamkeiten und

Unterschiede

Logische Struktur ausgewählter Exemplare

Art der informatischen Modellierung [vorläufig] festlegen (z. B.

objektorientiert)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 14 / 19


Beispiel – Textauszeichnung Mögliche Lösungen

Textstrukturen objektorientiert modellieren

Schülerinnen und Schüler im 6. Jahrgang modellieren

Objektdiagramm (absatz1)

absatz1

Zeichen = ”Hallo, liebe Freundinnen und Freunde,”

Ausrichtung = Zentriert

Zeilenabstand = 1,5

EinzugLinks= 2000

EinzugRechts = 2000

EinzugErstzeile = 0

EinzugRestzeilen = 0

AbstandOben = 0

AbstandUnten = 0

Klassendiagramm (DOKUMENT) grundlegende Klassenstruktur

DOKUMENT

Name: ZEICHENKETTE

Abschnitte: LISTE – ABSCHNITT

Speicherort: ZEICHENKETTE

erzeugeAbsatz(text:ZEICHENKETTE): ABSATZ

gibAbsatz(index:GANZEZAHL): ABSATZ

erzeugeAbschnitt(): ABSCHNITT

gibCursor(): CURSOR

lade(ort:ZEICHENKETTE): WAHRHEITSWERT

speichere(ort:ZEICHENKETTE)

schließe()

vgl. [Humbert, 2006, S. 120f] aus: [Voß, 2006, S. 27]

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 15 / 19


Beispiel – Textauszeichnung Mögliche Lösungen

Lösungsumsetzung: Texte mit Auszeichnungen

Modellierung �⇒ Implementierung

Modellierung – weitgehend von der Umsetzung unabhängig

Implementierung der objektorientierten Modellierung z. B. mit Ponto

(siehe: http://ddi.cs.uni-dortmund.de/projekte/ponto, [Borchel

u. a., 2005]) Werkzeug, mit dem OpenOffice.org gesteuert wird

Lösungsansatz – Umsetzung der Modellierung

Textauszeichnungssprachen eignen sich zur logischen Beschreibung

verschiedener Quellentypen – Beispiele für Textauszeichnungssprachen

L ATEX SGML HTML XML ODF

L ATEX ist die älteste und speziell für den Textsatz entwickelte

Auszeichnungssprache – Eingabe eines L ATEX-Dokuments mit Texteditor

Verbreitung der Textauszeichung mit Hilfe von Auszeichnungssprachen

der SGML-Familie begannen mit HTML (unechte Teilmenge) ihre

Verbreitung – werden über XML und ODF kanalisiert

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 16 / 19


Beispiel – Textauszeichnung Mögliche Lösungen

Lösungsvarianten – Strukturierung

Strukturierung einiger Ansätze nach den Dimensionen Inhalt, Struktur und Form

Struktur

XML

HTML

Inhalt

ASCII

DVI

TEX

L ATEX

ODF PostScript

PDF

CSS

nach [Tantau, 2009, S. 126]

Form

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L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 17 / 19


TEX –Arbeitsabläufe

Beispiel – Textauszeichnung pdfTEX– Dokumente setzen

Vom LATEX-Quelltext zur Darstellung/zum Druck/zum PDF-Dokument – nach [Fauske, 2006]

TEX

.tex Datei .dvi Datei

xdvi

Bildschirm

pdfTEX

dvips

gs

.ps Datei

Drucker

ps2pdf

.pdf Datei

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L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 18 / 19


Literatur

Beispiel – Textauszeichnung

[Borchel u. a. 2005] Borchel, Christiane ; Humbert, Ludger ; Reinertz, Martin: Design of an Informatics System to Bridge the Gap Between Using and

Understanding in Informatics. In: Micheuz, Peter (Hrsg.) ; Antonitsch, Peter (Hrsg.) ; Mittermeir, Roland (Hrsg.): Innovative Concepts for Teaching

Informatics. Informatics in Secondary Schools: Evolution and Perspectives – Klagenfurt, 30 th March to 1 st April 2005. Wien : Ueberreuter Verlag,

2005. – ISBN 3–8000–5167–2, S. 53–63

[Fauske 2006] Fauske, Kjell M.: Example: The TEX work flow. December 2006. – cf. [Veytsman, 2006, p.6]

http://www.texample.net/tikz/examples/tex-workflow/ – last visited 25 th January 2009

[Humbert 2003] Humbert, Ludger: Zur wissenschaftlichen Fundierung der Schulinformatik. Witten : pad-Verlag, 2003

http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn=urn:nbn:de:hbz:467-481. – ISBN 3–88515–214–2. – zugl. Dissertation an der Universität

Siegen http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/d38820/ – geprüft: 24. Januar 2009

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2., überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden :

B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). – ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Jank u. Meyer 2002] Jank, Werner ; Meyer, Hilbert: Didaktische Modelle. 5., völlig überarb. Aufl. Berlin : Cornelsen Scriptor, 2002. – ISBN 3–589–21566–6.

– erste Aufl. 1991

[Sekretariat der KMK 2004] Sekretariat der KMK: Standards für die Lehrerbildung: Bericht der Arbeitsgruppe. Oktober 2004. – KMK – Ständige Konferenz

der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland

http://marvin.sn.schule.de/~sembbdd/Handreichungen/Standards_Lehrerbildung_ber.pdf – geprüft: 25. Januar 2009

[Snow 1959] Snow, Charles P.: The two cultures. Reissue–September 1993. London : Cambridge Univ. Press, 1959. – ISBN 978–0521457309

[Tantau 2009] Tantau, Till ; Tantau, Till (Hrsg.): TikZ & PGF—Manual for Version 2.0—CVS / Universität zu Lübeck – Institut für Theoretische Informatik.

2009. – Manual. – http://media.texample.net/pgf/builds/pgfmanualCVS2009-04-08.pdf – last visited 15 th April 2009

[Terhart 2009] Terhart, Ewald: Didaktik – Eine Einführung. Stuttgart : Reclam, 2009. – ISBN 978–3–15–018623–7

[Veytsman 2006] Veytsman, Boris: Design of Presentations: Notes on Principles and LATEX Implementation. In: The PracTEX Journal (2006), October, Nr. 4. –

http://www.tug.org/pracjourn/2006-4/veytsman-design/ – last visited 25 th January 2009

[Voß 2006] Voß, Siglinde: Modellierung von Standardsoftwaresystemen aus didaktischer Sicht. München, Technische Universität – Institut für Informatik,

Dissertation, Juni 2006

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. April 2009 19 / 19


Didaktik der Informatik – Vorlesung

2. Vorlesung: Informatik – geschichtliche Aspekte

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

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Gliederung der Präsentation

Übersicht Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im Sommersemester 2009

2 Was ist Informatik?

Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Historische Dimension – konstruktiv

Information

Information – Wissen – Daten

Informatische Modellierung

Paradigmen – Sichten auf die Welt

3 Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik

Ideengeschichtliche Wurzeln

Geschichte ist interpretierbar

Interdisziplinarität versus Transdisziplinarität

Didaktik der Informatik

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Themen der Vorlesung (Stand 22. April 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4



2 Informatik – geschichtliche Aspekte ............................................ 2



3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Kompetenzen 2. Vorlesung:

Was ist Informatik? Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Informatik – geschichtliche Aspekte

Kompetenzen 2. Vorlesung: Informatik – geschichtliche Aspekte

Alleinstellungsmerkmale der Informatik im Zusammenhang der

geschichtlichen Entwicklung herausarbeiten

Entwicklung und Herausbildung der Wissenschaft Informatik im Kontext

darstellen

Konsequenzen der Abgrenzungsproblematik erläutern –

Transdisziplinarität versus Interdisziplinarität

»Fundamentals« der Fachwissenschaft begründen

Didaktik der Informatik

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Was ist Informatik? Historische Dimension – konstruktiv

Historische Dimension – konstruktiv

Was ist Informatik?

Gegenstände der Informatik

Information als zentraler aber mehrdimensionaler Begriff der Informatik

Methoden der Informatik

Pragmatischer Ansatz

Verschränkung von Theorie und Praxis

Informatik als Methodologie

Bewertung von Definitionen – Innensichten der Informatik

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Was ist Informatik?

Etymologisch

Was ist Informatik? Historische Dimension – konstruktiv

Information und Automatik [Balzert, 1983]

InFormatik – Form als Schlüssel zu Information [Floyd, 2001]

Geschichtlich

automatische »Informations«verarbeitung [Steinbuch, 1957]

Kooperationspartnerin für jede Wissenschaft und jede Sparte

praktischer Tätigkeiten [Brauer u. Münch, 1996]

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Gegenstände der Informatik

Grundlegend und unstrittig

Algorithmen und

Datenstrukturen

Was ist Informatik? Historische Dimension – konstruktiv

»Abbildung« von Algorithmen und Datenstrukturen in Informatiksysteme

Informatiksystem (vgl. erste Vorlesung)

Spezifische Zusammenstellung von Hardware, Software und

Netzverbindungen zur Lösung eines Anwendungsproblems [Claus u.

Schwill, 2006]

Fragen der Theoriebildung in diesem Kontext

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Information

∄ anerkannte Definition

technisch [Shannon, 1948]

Was ist Informatik? Information

Dimensionen

}

personal

organisationsbezogen [Floyd, 2001]

medial

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Was ist Informatik? Information – Wissen – Daten

Information – Wissen – Daten

Daten Wissen Information

syntaktisch

definierte

Verfahren

der

Datenverarbeitung

semantisch

begründete

Verfahren

der

Wissensrepräsentation

pragmatisch

kontrollierte

Informationserarbeitung

zur

informationellen

Handlungsabsicherung

Information

Wissen

Daten

Daten Information Wissen

syntaktisch

definierte

Verfahren

der

Datenverarbeitung

semantisch

begründete

Verfahren

der

(Wissens-)

repräsentation

[Humbert, 2006, S. 11 Bild 2.1 und 2.2]

pragmatisch

kontrollierte

Wissenserarbeitung

zur

informationellen

Handlungsabsicherung

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Was ist Informatik? Informatische Modellierung

Modellierung – tradiert vs. informatisch

Entwicklung und Erstellung von Informatiksystemen

Traditionell: Bildung von Modellen zur Darstellung eines »Gegenstands«

unter Vernachlässigung »gewisser« Aspekte

Informatische Modellierung wirkt durch das erstellte Informatiksystem

in den modellierten Bereich zurück und verändert diesen

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Informatische Modellierung

Metaphern zur Modellierung

Was ist Informatik? Informatische Modellierung

»Fenster zur Wirklichkeit«

zur Wahrnehmung der (ggf. virtuellen) Realität

»Handgriff zur Wirklichkeit«

zur Entwicklung und Verwendung von Informatikmodellen

[Floyd u. Klischewski, 1998]

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Was ist Informatik? Informatische Modellierung

Vorgehen – informatische Modellierung

Vorgehenselemente

1 Informatisierung

Anwendungsmodell des Gegenstandsbereichs

2 Diskretisieren

Spezifikation durch ein formales Modell

3 Systemisieren

Definieren durch eine Menge von berechenbaren Funktionen

[Floyd u. Klischewski, 1998]

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Was ist Informatik? Informatische Modellierung

Informatische Modellierung – schematisch

Welt

Ergebnisse

Informatik

interpretieren

Konsequenzen

validieren

verarbeiten

Lösung Problem

Situation

formalisieren

Modell

[Humbert, 2006, S. 14 (Bild 2.5 – gedreht!)]

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Was ist Informatik? Informatische Modellierung

Erstellung eines Informatikprodukts

−→

Verifizieren

Erklären −→ Zuhören −→ Verstehen −→

Formal

−→

Konstruieren

Informal

−→

Modellieren

nach [Klaeren u. Sperber, 2007, S. 6]

vgl. [Humbert, 2006, S. 14 (Bild 2.4)]

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Was ist Informatik? Informatische Modellierung

Informatische Modellierung – Probleme

Problembereich

Dekontextualisierung

Informatiksystem

Rekontextualisierung

Schlussfolgerungen

soziale Bedingtheit berücksichtigen

Informatiksysteme unterstützen als Werkzeuge soziale Prozesse

partizipative Softwareentwicklung

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»Sichten auf die Welt«

Was ist Informatik? Paradigmen – Sichten auf die Welt

Auffassung Sprachklasse

Auswertung von Ausdrücken

einer formalen Sprache

Beantwortung von Anfragen

an ein Informationssystem

Manipulation von Objekten

der realen Welt

funktionale und applikative

Sprachen

relationale und logische

Sprachen

prozedurale, imperative und

objektorientierte Sprachen

nach [Padawitz, 2007, S. 5]

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Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik Ideengeschichtliche Wurzeln

Entstehen der Informatik – Wurzeln

Ideengeschichte der Informatik

In vielen Kulturen: Konstruktionsvorschriften in Form von Algorithmen für

verschiedene Bereiche (nicht nur Mathematik, auch Sport, Religion u.v.a.m.)

entwickelt und »abgearbeitet«

Leibniz (um 1680) »Es wird dann beim Auftreten von Streitfragen für zwei

Philosophen nicht mehr Aufwand an wissenschaftlichem Gespräch erforderlich

sein als für zwei Rechnerfachleute. Es wird genügen, Schreibzeug zur Hand zu

nehmen, sich vor das Rechengerät zu setzen und zueinander [. . . ] zu sagen:

Laßt uns rechnen« [Dreschler-Fischer, 2000, S. 169].

Charles Babbage entwickelt ab ca. 1822 die Ideen der »Analytical Engine«

[Menabrea, 1842]

Ideen zur Beschreibung der mathematischen Arbeit beim Beweisen von Sätzen

durch Gödel und Turing – Folgen des Hilbertschen Programms zur vollständigen

Formalisierung der Mathematik

1938 realisiert Konrad Zuse den ersten Universalcomputer (Entwurf 1936)

John [von Neumann, 1945] beschreibt den Universalcomputer

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Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik Geschichte ist interpretierbar

Interpretation der Geschichte der Informatik (1)

Zielgerichtet – niemals

»In ihrem Grundmuster laufen vor allem die historischen Darstellungen

durchweg auf eine teleologische Interpretation der Entstehung des

Computers [. . . ] hinaus: ›Die Erfindung des Computers stellt die

Vollendung eines alten Traums dar, der – zunächst unbewußt – zwanzig

Jahrhunderte lang reifte. . . . An diesem Abenteuer war die ganze

Menschheit beteiligt, von den ältesten Zivilisationen bis in unsere Zeit‹

(Ligonnière, zitiert nach Lévy 1994: 921)« [Hohn, 1998, S. 131,

Fußnote 61].

Hohn wendet sich in [Hohn, 1998, ab S. 131ff] gegen die auf ein Ziel

hin orientierte Interpretation der Geschichte, da

der Prozess an vielen Stellen nachweisbar über lange Zeit unterbrochen

wurde,

vorherige Ideen erst sehr viel später wieder entdeckt wurden,

Absichten nicht durch ein Forschungsprogramm determiniert sind, etc.

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Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik Geschichte ist interpretierbar

Interpretation der Geschichte der Informatik (2)

Zielgerichtet – niemals

Es soll angemerkt werden, dass von mir einige der Einschätzungen

(== Interpretationen durch [Hohn, 1998]) durchaus kritisch gesehen werden

Beispiel: die inzwischen häufig vorgetragene »Fehlentwicklung« von

ALGOL halte ich für eine völlige Verkennung der Tatsache, dass bis

heute in allgemeinen Lehrbüchern eben kein C[++] oder Java-Code zu

finden ist, sondern Pseudocode, der sich an ALGOL anlehnt.

Trotz dieser Detailkritik halte ich die Arbeit von Hohn für sehr wichtig, da er

von außen auf die Geschichte der Informatik blickt.

Die Sicht von Innen

GI unterhält einen eigenen Arbeitskreis zur Geschichte

Konferenzserie zur Geschichte der Programmiersprachen (HOPL)

Konferenz zu didaktischen Herausforderungen, die sich aus

geschichtlichen Aspekten ergeben (2007 – Klagenfurt – MEDICHI)

Vielzahl von Veröffentlichungen zur Geschichte der Informatik (Vorsicht!)

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Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik Interdisziplinarität versus Transdisziplinarität

Interdisziplinarität – Transdisziplinarität

Interdisziplinarität

stellt größere disziplinäre Orientierungen wieder her

erweitert das Erkenntnisinteresse innerhalb von Fächern und Disziplinen

und über Fächer und Disziplinen hinweg

nach [Mittelstraß, 2005, S. 19]

Transdisziplinarität

»wird als ein Forschungs- und Wissenschaftsprinzip verstanden, das überall

dort wirksam wird, wo eine allein fachliche oder disziplinäre Definition von

Problemlagen und Problemlösungen nicht möglich ist bzw. über derartige

Definitionen hinausgeführt wird« [Mittelstraß, 2005, S. 18].

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Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik Interdisziplinarität versus Transdisziplinarität

Transdisziplinarität als Prinzip

Interdisziplinarität wird von Mittelstraß als Reparatur von

wissenschaftlichen Fehlentwicklungen eingeschätzt

Ziel der Interdisziplinarität: das verlorengegangene wissenschaftliche

Prinzip der Orientierung in größeren Einheiten korrigierren

Weitergehendes Ziel der Transdisziplinarität: methodische

Berücksichtigung der Überschreitung von Disziplingrenzen (1987 von

Mittelstraß vorgeschlagen)

Dabei ist zu berücksichtigen, dass Transdisziplinarität (nach Mittelstraß)

eine Umorientierung darstellt, die kein Theorieprinzip ist, das

Lehrbücher verändert, sondern ein forschungsleitendes Prinzip, das

institutionelle Gewohnheiten methodisch hinterfragt und aufhebt.

(vgl.[Mittelstraß, 2005])

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Literatur

Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik

[Balzert 1983] Balzert, Helmut: Informatik: 1. Vom Problem zum Programm – Hauptband. 2. Aufl. München :

Hueber-Holzmann Verlag, 1983. – ISBN 3–19–009851–4. – 1. Aufl. 1976

[Brauer u. Münch 1996] Brauer, Wilfried ; Münch, Siegfried: Studien- und Forschungsführer Informatik.

3. völlig neu bearbeitete Aufl. Berlin, Heidelberg : Springer, 1996

[Claus u. Schwill 2006] Claus, Volker ; Schwill, Andreas ; Meyers Lexikonredaktion (Hrsg.): Duden Informatik

A–Z. Fachlexikon für Studium und Praxis. 4., überarb. u. aktualis. Aufl. Mannheim, Leipzig, Wien, Zürich :

Bibliographisches Institut, 2006. – ISBN 3–411–05234–1

[Dreschler-Fischer 2000] Dreschler-Fischer, Leonie: Der Gott der Informatik. Gott und das Internet? Gott und

künstliche Intelligenz? In: Adamski, Heiner (Hrsg.) ; Denecke, Axel (Hrsg.) ; Hartmann, Wilfried (Hrsg.): Der

»gott« der Fakultäten. Berlin : LIT Verlag, 2000. – ISBN 3–82584935–X, S. 159–177

[Floyd 2001] Floyd, Christiane: Informatik – Mensch – Gesellschaft 1. Prüfungsunterlagen. Universität

Hamburg – Fachbereich Informatik, 2001. – zugl. Informatik – eine Standortbestimmung – Hamburg,

September 1998 von C. Floyd und R. Klischewski

[Floyd u. Klischewski 1998] Floyd, Christiane ; Klischewski, Ralf: Modellierung – ein Handgriff zur Wirklichkeit.

Zur sozialen Konstruktion und Wirksamkeit von Informatik-Modellen. In: Pohl, Klaus (Hrsg.) ; Schürr, Andy

(Hrsg.) ; Vossen, Gottfried (Hrsg.) ; Universität Münster (Veranst.): Modellierung ´98 – Proceedings.

Universität Münster : Institut für angewandte Mathematik und Informatik, März 1998 (Bericht 6/98-I). –

ISSN 1613–0073, S. 21–26. –

http://SunSITE.Informatik.RWTH-Aachen.DE/Publications/CEUR-WS/Vol-9/ – geprüft:

22. Januar 2009

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Literatur (cont.)

Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik

[Hohn 1998] Hohn, Hans-Willy: Kognitive Strukturen und Steuerungsprobleme der Forschung – Kernphysik

und Informatik im Vergleich. Frankfurt a. M., New York : Campus Verlag, 1998 (Schriften des

Max-Planck-Instituts für Gesellschaftsforschung, Köln Bd. 36). – ISBN 3–593–36102–7. – überarbeitete

Fassung der Habilitationsschrift – Fakultät für Soziologie der Universität Bielefeld – Dezember 1997 –

http://www.mpifg.de/pu/mpifg_book/mpifg_bd_36.pdf – geprüft: 5. Januar 2009

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Klaeren u. Sperber 2007] Klaeren, Herbert ; Sperber, Michael: Die Macht der Abstraktion. Einführung in die

Programmierung. 1. Aufl. Wiesbaden : B. G. Teubner, 2007. – ISBN 978–3–8351–0155–5

[Menabrea 1842] Menabrea, L. F.: Sketch of The Analytical Engine. Invented by Charles Babbage. With notes

upon the Memoir by the Translator Ada Augusta, Countess of Lovelace. In: Bibliothèque Universelle de

Genève (1842), October, Nr. No. 82. – http://www.fourmilab.ch/babbage/sketch.html – last visited:

26 th March 2009

[Mittelstraß 2005] Mittelstraß, Jürgen: Methodische Transdisziplinarität. In: Technikfolgenabschätzung Theorie

und Praxis 14 (2005), Juni, Nr. 2, S. 18–23. – http://www.itas.fzk.de/tatup/052/mitt05a.htm –

geprüft: 12. April 2008

[von Neumann 1945] Neumann, John von: First Draft of a Report on the EDVAC. In: University of Pennsylvania

(1945), June. – http://qss.stanford.edu/~godfrey/vonNeumann/vnedvac.pdf – last visited

22 th January 2009

[Padawitz 2007] Padawitz, Peter: Grundlagen und Methoden funktionaler Programmierung –

Vorlesungsskriptum. Dortmund : Universität, 2007. –

http://fldit-www.cs.uni-dortmund.de/~peter/ProgNeu.pdf – geprüft: 22. Januar 2009

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Literatur (cont.)

Entwicklung der Fachwissenschaft Informatik

[Shannon 1948] Shannon, Claude E.: A Mathematical Theory of Communication. In: Bell System Technical

Journal 27 (1948), July, October, S. 379–423 and pp. 623–656. –

http://cm.bell-labs.com/cm/ms/what/shannonday/paper.html – last visited 1 st October 2008

[Steinbuch 1957] Steinbuch, Karl: Informatik: Automatische Informationsverarbeitung. In: SEG-Nachrichten

(Technische Mitteilungen der Standard Elektrik Gruppe) – Firmenzeitschrift (1957), Nr. 4, S. 171

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Didaktik der Informatik – Vorlesung

3. Vorlesung: Gender und »Informatik – Lernen und Lehren«

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

Dieses Dokument wird unter der folgenden Creative-Commons-Lizenz veröffentlicht: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/deed.de


Gliederung der Präsentation

Übersicht Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im Sommersemester 2009

Kompetenzen 3. Vorlesung

2 Begriffe

Geschlecht – Gender – Gendering

Gender Mainstreaming – Genderladung

3 Forschungsergebnisse

Problemaufriss

. . . und Informatik

. . . und berufliche Bildung

. . . gescheitert

Gender – Forschung im Kontext der Informatik

Frauen in der Geschichte der Informatik

4 Gestaltung der Koedukation

Status quo

Perspektiven – Auswege aus dem Dilemma?

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Themen der Vorlesung (Stand 27. April 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2



3

✂Genderdiskussion

................................................................ 9 ✁

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Kompetenzen 3. Vorlesung:

Übersicht Kompetenzen 3. Vorlesung

Gender und »Informatik – Lernen und Lehren«

Gender und »Informatik – Lernen und Lehren«

Begriffe, Diskussionskontext und Ergebnisse verdeutlichen

Statistische Daten kennen

Vorschläge zur Beeinflussung der Situation bewerten

Eigenes Handeln auf dem Hintergrund der Ergebnisse reflektieren

vgl. dazu Rollenspiel – siehe [Humbert, 2006, Anhang G]

Didaktik der Informatik

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Begriffe Geschlecht – Gender – Gendering

Geschlecht – Gender – Gendering – . . .

»Geschlecht« umfasst die Kategorien

Sex – biologisches Geschlecht

Gender – soziales Geschlecht

»Gender« wird als isolierte Kategorie verwendet.

Gender drückt sich aus/realisiert sich in

sozialen Interaktionen

gesellschaftlichen Prozessen

der eigenen Körperwahrnehmung

technischen Artefakten

»Gendering« bezeichnet die Prozesse, die Gender konstruieren.

[Schinzel u. Ruiz Ben, 2002]

Didaktik der Informatik

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Begriffe Gender Mainstreaming – Genderladung

. . . Gender Mainstreaming – Genderladung

»Gender Mainstreaming bezeichnet den Prozess und die Vorgehensweise,

die Geschlechterperspektive in die Gesamtpolitik

aufzunehmen. Dies bedeutet, die Entwicklung, Organisation

und Evaluierung von politischen Entscheidungsprozessen und

Maßnahmen so zu betreiben, dass in jedem Politikbereich und

auf allen Ebenen die Ausgangsbedingungen und Auswirkungen

auf die Geschlechter berücksichtigt werden, um auf das Ziel

einer tatsächlichen Gleichstellung von Frauen und Männern

hinwirken zu können« [BMFSFJ, 2003, S. 42].

»Genderladung Durch wiederholtes Interpretieren und Repräsentieren von

Handlungen wird auch in einer Disziplin wie Informatik eine

Genderladung konstruiert, in denen implizite und explizite

Verbindungen mit dem Geschlechtsunterschied gemacht und

gefestigt werden. Die so erzeugten Gegensätzlichkeiten und

ihre Verbindungen sind meistens symbolisch und haben nicht

wirklich etwas mit dem biologischen Geschlecht zu tun«

[Crutzen, 2006, S. 14].

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Ja . . . und?

Quelle: [Grunder u. Lutz, 2001]

Begriffe Gender Mainstreaming – Genderladung

Quelle: http://www.hallo-fritzi.de/files/AG1.jpg

(geprüft: 5. September 2003 – nicht mehr verfügbar)

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Begriffe Gender Mainstreaming – Genderladung

Regulärer Informatikunterricht – mit Mobiltelefonen

Quellen: [Humbert, 2008]

https://haspe.homeip.net/cgi-bin/pyblosxom.cgi/python/2008-01-23_wie-Mobiltelefone.html (rechts – geprüft: 20. April 2009)

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Forschungsergebnisse Problemaufriss

Feststellungen – Grundproblem

Informatikunterricht kann nicht die gesellschaftlichen Bedingungen

ändern [Faulstich-Wieland u. Nyssen, 1998] aber

Bedingungen schaffen, die für eine qualifizierte Auseinandersetzung mit

den Fragen der rollenspezifischen Zuschreibungen unerläßlich sind

Grundprobleme (?) – zumindest des aktuellen Informatikunterrichts in

Nordrhein-Westfalen

Wahlmöglichkeit/Wahlverhalten der Schülerinnen und der Schüler

Ursachen:

Gesellschaftlich/Politisch

Beratung (schulisch, außerschulisch)

Nützlichkeitsbetrachtungen

Ignoranz gegenüber Alternativen (vgl. [Humbert, 2008])

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. . . und Informatik

Forschungsergebnisse . . . und Informatik

Frauen agieren (nicht nur) im Informatikunterricht, in Projektgruppen, in

Seminaren, etc. anders als Männer.

Der Anteil der Frauen im Informatikwahlunterricht und in den

Informatikstudiengängen an den Hochschulen ist (zu) gering.

Bei verschiedenen Unterrichtsbeobachtungen konnten wir beobachten, daß

aufgrund des geringen Kenntnisvorsprungs der Lehrenden gegenüber den

Schüler/innen häufig Informatiklehrer um Hilfe gebeten werden mußten.

Häufig ist die hilfesuchende Person eine Frau und der Hilfegebende ein

Mann. Dies kann leicht Vorurteile bei Schüler/innen bestärken, daß Frauen

»keine Ahnung« von Naturwissenschaften und Technik, insbesondere neuen

Technologien haben [Altermann-Köster u. a., 1990, S. 159].

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Forschungsergebnisse . . . und berufliche Bildung

. . . und berufliche Bildung (1)

Frauen in Neuen Berufen

hohe Anteile in den Medienberufen und in den

neuen kaufmännischen Berufen – Beispiele

Kaufleute im Gesundheitswesen 70,6%

Veranstaltungskaufleute 63,3%

Frauenanteil beträgt in den neuen Berufen

ähnlich wie im Vorjahr 22,2%

Informations- und Telekommunikationssystemkaufleute 23,7%

Informatikkaufmann/Informatikkauffrau 18,2%

[BMBF, 2007, S. 115]

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Forschungsergebnisse . . . und berufliche Bildung

. . . und berufliche Bildung (2)

Fehlfarben – Ein Jahr (es geht voran) – [Fehlfarben, 1996]

»keine Atempause, Geschichte wird gemacht, es geht voran«

Der Berufsbildungsbericht 2008 weist aus (vgl. [BMBF, 2008, S. 87]):

»Trotz vielfältiger Bemühungen zur Erhöhung des Frauenanteils in männlich

dominierten Berufen geht der Anteil der weiblichen Auszubildenden in

einigen dieser Berufe sogar zurück; z. B. in dem IT-Beruf

Fachinformatiker/Fachinformatikerin von 12,1 Prozent (1997) auf

6,5 Prozent (2006).

War noch bis Ende der 80er-Jahre ein Anstieg des Frauenanteils in männlich

dominierten Berufen zu beobachten, so zeigt sich insgesamt die

geschlechtsspezifische berufliche Segregation in der dualen

Berufsausbildung seit den 90er-Jahren nahezu unverändert.«

Im Berufsbildungsbericht 2009 findet ein Hinweis aus der »Stellungnahme der

Gruppe der Beauftragten der Arbeitnehmer«: »Schließlich sollten Zielsetzungen

zur Ausbildung junger Frauen in von Männern dominierten Berufen immer mit

einer quantitativen Zielmarke eines 30-prozentigen Frauenanteils verbunden

werden [. . . ]« (vgl. [BMBF, 2009, S. 68]).

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 12 / 23


. . . gescheitert

Forschungsergebnisse . . . gescheitert

Maßnahmen zur Erhöhung des Frauenanteils in technischen

Ausbildungsberufen zeigen – gemessen an den realisierten

Ausbildungsverträgen – keinen Erfolg

Gender Mainstreaming und technische Ausbildungsberufe

Frauenanteile in den technischen Berufen gehen zurück

2005 bei 10%

IT-Berufe

Ziel: 40% Frauenanteil in 2005

Ist: 9,3%

vgl. [Uhly, 2006, S. 40]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 13 / 23


Forschungsergebnisse Gender – Forschung im Kontext der Informatik

Gender – Forschung im Kontext der Informatik

Die Dissertation [Crutzen, 2000, S. 413–421 Zusammenfassung in Englisch]

beleuchtet die Forschungsfrage

»What are the minimal conditions for explicating and making visible the

gendering of the Informatics domain and how can femininity be present,

visible and changeable in this domain?« [Crutzen, 2000, S. 413]

Ein Anhang [Crutzen, 2000, S. 369–390] stellt eine

Veranstaltungskonzeption und -dokumentation vor. Die Themenstellung

»Die Interaktion zwischen objektorientiertem Denken und feministischer

Kritik – eine dynamische Verbindung« ist in unserem Zusammenhang

äußerst bedeutsam und aktuell. Daher empfehle ich ausdrücklich diese

fundierte Lektüre.

Die Autorin hat darüber hinaus Vorschläge mit Gestaltungshinweisen zur

curricularen Fragestellungen vorgelegt: [Crutzen, 1995], [Crutzen u.

Hein, 1995], [Crutzen, 2001]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 14 / 23


Forschungsergebnisse Frauen in der Geschichte der Informatik

Frauen in [der Geschichte] der Informatik

Mit [Oechtering, 2001] wird eine Broschüre zu den Beiträgen von Frauen

in der Informatik vorgelegt

Diese Broschüre sollte m. E. in der Schule an Schülerinnen verteilt

werden.

Im Kontext der Berufswahl ist es sinnvoll, nützlich und zielführend, die

Netzwerke der Kolleginnen zu nutzen und eine Informatikerin in den

Informatikunterricht einzuladen, um Probleme des Gendering zu

diskutieren.

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 15 / 23


Gestaltung der Koedukation Status quo

Gestaltung der Koedukation

Gestaltung des Informatikunterrichts

Im Laufe der Zeit wurden von verschiedenen Autorinnen Ideen zur

Gestaltung des Informatikunterrichts/-studiums geäußert, um den Anteil

von Frauen in der Informatik zu erhöhen.

Diese Vorschläge sind für mich zum Teil nur schwer verständlich:

Beispiel – bewußt ohne konkrete Quelle »Seit Informatik in der Schule

existiert, sinkt der Anteil von Frauen im Informatikstudium«

[Schinzel, 1993] bezieht sich zwar primär auf die Gestaltung

universitärer Curricula, dokumentiert darüber hinaus auch ausgewählte

Quellen und zieht diese zur Argumentation heran

»Solange die Schulöffentlichkeit diesen heimlichen Lehrplan als

alltägliche Realität nimmt, solange lernen Jungen und Mädchen die

Nachrangigkeit des weiblichen Geschlechts in der gymnasialen

Oberstufe. Und sie lernen ebenfalls polarisierte

Geschlechtsrollenzuschreibungen. All dies lernen auch Mädchen in

Mädchenkursen« [Volmerg u. a., 1996].

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 16 / 23


Gestaltung der Koedukation Perspektiven – Auswege aus dem Dilemma?

Perspektive: informatische Allgemeinbildung

Geschlechtsspezifische Rollenzuschreibung

Die Dissertation [Kessels, 2002] zu der Fragestellung, wie dem Problem

der geschlechtsspezifischen Rollenzuschreibung (im Physikunterricht)

begegnet werden kann, kommt (empirisch gestützt) klar zu der

Aussage, dass Kurse, in denen die Verteilung von Jungen und Mädchen

1 ∶ 1 ist, die Möglichkeit bieten, dass für Nichtanwesende keine

Rollenzuschreibungen erfolgt

Diese Bedingung kann bei Wahlmöglichkeiten nicht garantiert werden,

daher ist aus Gründen des Gender Mainstreaming und der Koedukation

zu fordern, dass Informatikunterricht Pflichtunterricht werden muss

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 17 / 23


Gestaltung der Koedukation Perspektiven – Auswege aus dem Dilemma?

Perspektive: Gegenstände und Arbeitsweisen im

Informatikunterricht ändern

Forschungsergebnisse berücksichtigen (siehe [Humbert, 2008])

Untersuchungen im Zusammenhang mit dem Einsatz von

Mobiltelefonen (vgl. [Heming u. Humbert, 2008]) im Informatikunterricht

�→ Überdenken inhaltlicher und methodischer Rahmenbedingungen

des Informatikunterrichts

Einsatz von Mobiltelefonen als vollständige Informatiksysteme ersetzen

die bisher eingesetzten Desktop-Systeme �→ ermöglicht größere

methodische Vielfalt

Aspekt der Kommunikation kann in Kursen mit Mobiltelefonen

angemessener [organisatorisch und technisch] berücksichtigt werden

Spiele werden aus dem Informatikunterricht verbannt, da sie primär den

Interessen der Jungen/Männer entgegenkommen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 18 / 23


Literatur

Gestaltung der Koedukation

[Altermann-Köster u. a. 1990] Altermann-Köster, Marita ; Holtappels, Heinz G. ; Kanders, Michael ; Pfeiffer,

Hermann ; de Witt, Claudia: Bildung über Computer? Weinheim : Juventa Verlag, 1990. – ISBN

3–7799–0818–2

[BMBF 2007] BMBF: Berufsbildungsbericht 2007. April 2007. – BMBF – Bundesministerium für Bildung und

Forschung, http://www.bmbf.de/pub/bbb_07.pdf – geprüft: 15. Juni 2007

[BMBF 2008] BMBF: Berufsbildungsbericht 2008. Oktober 2008. – BMBF – Bundesministerium für Bildung und

Forschung, http://www.bmbf.de/pub/bbb_08.pdf – geprüft: 17. November 2008

[BMBF 2009] BMBF: Berufsbildungsbericht 2009. http://www.bmbf.de/pub/bbb_09.pdf. Version: April

2009, Abruf: 20. April 2009. – BMBF – Bundesministerium für Bildung und Forschung

[BMFSFJ 2003] BMFSFJ (Hrsg.): Das neue Gesetz zur Gleichstellung von Frauen und Männern in der

Bundesverwaltung und in den Gerichten des Bundes (Bundesgleichstellungsgesetz – BGleiG). 2. Aufl. Bonn

: DCM – Druckcenter Meckenheim, 2003. – BMFSFJ – Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und

Jugend – http://www.beruf-und-familie.de/files/dldata//558185b10c4236d09566611ea23dc711/

bmfsfj_bgleig.pdf – geprüft: 29. April 2008

[Crutzen 1995] Crutzen, Cecile K. M.: Feministische Theorien. Eine Inspiration für Curriculums- Entwicklungen

in der Informatik. In: Frauenarbeit und Informatik (1995), Juni, Nr. 11, S. 45–54. – ISSN 0944–0925. –

http://www.cecile-crutzen.de/Downloads/

1996-Feministische-Theorien-fuer-Curriculum-Entwicklungen.pdf – geprüft: 27. Juni 2007

[Crutzen 2000] Crutzen, Cecile K. M.: Interactie, een wereld van verschillen. Een visie op informatica vanuit

genderstudies. Heerlen, Open Universiteit Nederland, Dissertation, 2000. – http://www.

cecile-crutzen.de/Downloads/2000-Dissertatie-Interactie-een-wereld-van-verschillen.pdf –

geprüft: 27. Juni 2007

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 19 / 23


Literatur (cont.)

Gestaltung der Koedukation

[Crutzen 2001] Crutzen, Cecile K. M.: Dekonstruktion, Konstruktion und Inspriation. In: FIfF-Kommunikation 18

(2001), September, Nr. 3, S. 47–52. – ISSN 0938–3476. – http:

//www.cecile-crutzen.de/Downloads/2002-Dekonstruktion-Konstruktion-und-Inspiration.pdf –

geprüft: 27. Juni 2007

[Crutzen 2006] Crutzen, Cecile K. M.: Gender als Phantasie oder Potential einer Disziplin? In: Nake, Frieder

(Hrsg.) ; Rolf, Arno (Hrsg.) ; Siefkes, Dirk (Hrsg.): Wozu Informatik? Theorie zwischen Ideologie, Utopie und

Phantasie – Materialien zu einer Arbeitstagung in Bad Hersfeld März 2002. Berlin : Technische Universität,

Fakultät IV – Elektrotechnik und Informatik, Februar 2006 (Forschungsberichte 2002-25), S. 14–17. –

http://www.cecile-crutzen.de/Downloads/

2002-Gender-als-Phantasie-oder-Potential-einer-Disziplin.pdf – geprüft: 8. Januar 2008

[Crutzen u. Hein 1995] Crutzen, Cecile K. M. ; Hein, Hans-Werner: Objektorientiertes Denken als didaktische

Basis der Informatik. In: Schubert, Sigrid (Hrsg.): Innovative Konzepte für die Ausbildung. Berlin,

Heidelberg : Springer, 1995 (Informatik aktuell), S. 149–158. – http://www.cecile-crutzen.de/

Downloads/1995-Objektorientiertes-Denken-als-didaktische-Basis.pdf – geprüft: 27. Juni 2007

[Faulstich-Wieland u. Nyssen 1998] Faulstich-Wieland, Hannelore ; Nyssen, Elke: Geschlechterverhältnisse im

Bildungssystem – Eine Zwischenbilanz. In: Rolff, Hans-Günter (Hrsg.) ; Bauer, K.-O. (Hrsg.) ; Klemm, Klaus

(Hrsg.) ; Pfeiffer, Hermann (Hrsg.): Jahrbuch der Schulentwicklung. Weinheim : Juventa, 1998 ( Bd. 10), S.

163–199. – http:

//www.erzwiss.uni-hamburg.de/Personal/Lohmann/Lehre/som2/FaulstichWieland-Nyssen.doc –

geprüft: 4. Juli 2007

[Fehlfarben 1996] Fehlfarben: Ein Jahr (Es geht voran). CD – Label: Weltrekord (EMI), Mai 1996. – Songtext:

http://de.oleo.tv/songtext/fehlfarben/ein-jahr/ – geprüft: 10. April 2008

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 20 / 23


Literatur (cont.)

Gestaltung der Koedukation

[Grunder u. Lutz 2001] Grunder, Hans-Ulrich ; Lutz, Inge M.: Evaluationsstudie der geschlechterspezifischen

innovativen Schulprojekte. Tübingen : Ministerium für Kultus, Jugend und Sport, Baden-Würtemberg, 2001.

– Die Evaluationsstudie wurde im Auftrag des baden-würtemberischen Ministeriums für Kultus, Jugend und

Sport erstellt

[Heming u. Humbert 2008] Heming, Matthias ; Humbert, Ludger: Mobil Programmieren – Neugestaltung der

Lernumgebung des Informatikunterrichts für die Schülerinnen. In: [Thomas u. Weigend, 2008], S.

71–80. –

http://ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/d1073949/2008-05-07_MWS-MobilProgrammieren.pdf –

geprüft: 2. Oktober 2008

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Humbert 2008] Humbert, Ludger: Informatik und Gender – nehmt die Forschungsergebnisse ernst! In:

[Thomas u. Weigend, 2008], S. 81–90. –

http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/d1068247/2008-05-07_MWS-GenderErnstNehmen.pdf –

geprüft: 8. März 2008

[Kessels 2002] Kessels, Ursula: Undoing Gender in der Schule. Eine empirische Studie über Koedukation und

Geschlechtsidentität im Physikunterricht. Weinheim, München : Juventa, 2002 (Materialien). – ISBN

3–7799–1439–5. – »‚Undoing Gender‘ durch Geschlechtertrennung. Auswirkung der

Geschlechterkonstellation von Lerngruppen auf situationale Identität, fachspezifisches Selbstkonzept und

Motivation« – Dissertation am Fachbereich Erziehungswissenschaft und Psychologie der Freien Universität

Berlin

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 21 / 23


Literatur (cont.)

Gestaltung der Koedukation

[Oechtering 2001] Oechtering, Veronika: Frauen in der Geschichte der Informationstechnik. Bremen :

Universität – Fachbereich 3 – Mathematik und Informatik, 2001. – unter Mitarbeit von Ingrid Rügge, Karin

Diegelmann, Friederike Riemann, Kirsten Steppat, Gunhild Tuschen und Tanja Voigt –

http://www.frauen-informatik-geschichte.de/ – geprüft: 4. Juli 2007

[Schinzel 1993] Schinzel, Britta: Zur Gleichstellung von Frauen und Männern in der Informatik: Curriculare

Vorschläge. In: Infotech (1993), Dezember, Nr. 4, S. 7–15. – http://mod.iig.uni-freiburg.de/cms/

fileadmin/publikationen/users/schinzel/publikationen/curriculum.pdf – geprüft: 25. Juni 2007

[Schinzel u. Ruiz Ben 2002] Schinzel, Britta ; Ruiz Ben, Ester: Gendersensitive Gestaltung von Lernmedien

und Mediendidaktik: von den Ursachen für ihre Notwendigkeit zu konkreten Checklisten. 2002. –

http://mod.iig.uni-freiburg.de/cms/fileadmin/publikationen/users/schinzel/publikationen/

Info+Gesell/PS/BMBFGenderNM.pdf – geprüft: 25. Juni 2007

[Thomas u. Weigend 2008] Thomas, Marco (Hrsg.) ; Weigend, Michael (Hrsg.): Interesse wecken und

Grundkenntnisse vermitteln – 3. Münsteraner Workshop zur Schulinformatik. Münster : ZfL-Verlag, Mai

2008 . – ISBN 987–3–934064–90–4. – ZfL – Zentrum für Lehrerbildung an der WWU

http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-15519589264 – geprüft: 31. August 2008

[Uhly 2006] Uhly, Alexandra ; BMBF (Hrsg.): Strukturen und Entwicklungen im Bereich technischer

Ausbildungsberufe des dualen Systems der Berufsausbildung. Empirische Analysen auf der Basis der

Berufsbildungsstatistik. Gutachten im Rahmen der Berichterstattung zur technologischen

Leistungsfähigkeit Deutschlands. Bonn : BIBB, 2006 (Studien zum deutschen Innovationssystem Nr.

2-2007). ISSN 1613–4338. – BMBF – Bundesministerium für Bildung und Forschung; BIBB – Bundesinstitut

für Berufsbildung http://www.technologische-leistungsfaehigkeit.de/pub/sdi-02-07.pdf –

geprüft: 10. April 2008

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 22 / 23


Literatur (cont.)

Gestaltung der Koedukation

[Volmerg u. a. 1996] Volmerg, Birgit ; Creutz, Annemarie ; Reinhardt, Margarethe ; Eiselen, Tanja: Ohne Jungs

ganz anders? Geschlechterdifferenz und Lehrerrolle am Beispiel eines Schulversuchs. Bielefeld :

KleineVerlag, 1996

[Zehnder 2008] Zehnder, Carl A.: Stärkung der Informatikkompetenz. Bildungsoffensive auf allen Stufen. In:

Neue Zürcher Zeitung (2008), Januar. – http://www.nzz.ch/nachrichten/medien/staerkung_der_

informatikkompetenz_1.649087.html?printview=true – geprüft: 13. April 2008

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 30. April 2009 23 / 23


Didaktik der Informatik – Vorlesung

4. Vorlesung: Grundfragen des Lernens

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

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Gliederung der Präsentation

Übersicht Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im Sommersemester 2009

2 Grundfragen des Lernens

Kompetenzen 4. Vorlesung

Literaturhinweis – allgemeine Didaktik

Funktionen der Schule

3 Lernen und Lehren

Strukturüberlegungen – Lehren – Formalstufen

Unterricht – Komplexität

Instruktion

Theorien des Lernens

Didaktik – Bezüge zwischen Lehren und Lernen

Problemorientierung

4 Von theoretischen Überlegungen zur Praxis

Erkenntisse des Konstruktivismus

Sozialformen des Unterrichts

Anmerkungen zur »Güte« des Unterrichts

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 2 / 36


Themen der Vorlesung (Stand 6. Mai 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9



4 Grundfragen des Lernens .......................................................


3


5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Grundfragen des Lernens Kompetenzen 4. Vorlesung

Kompetenzen 4. Vorlesung: Grundfragen des Lernens

Kompetenzen 4. Vorlesung: Lernen – theoriegeleitete Sicht

Lerntheoretische Grundlagen und didaktische Grundorientierungen im

Zusammenhang darstellen

Unterrichtskonzepte als Prinzipien methodischen Handelns kennen

Erkenntnisse der Lerntheorie anwenden

Fachdidaktische Basiskonzepte benennen und einordnen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 4 / 36


Grundfragen des Lernens Literaturhinweis – allgemeine Didaktik

Literaturhinweis – allgemeine Didaktik

Als diese Präsentation entwickelt wurde, wurden die hier zitierten

Quellen zu einer einigermaßen tragfähigen Gesamtdarstellung

zusammengestellt – siehe auch [Humbert, 2006, Kapitel 3]

Inzwischen wurde mit [Terhart, 2009] eine ausgezeichnete Einführung in

Fragen der allgemeinen Didaktik vorgelegt, in der viele der hier

dargestellten Elemente im Kontext der allgemeinen Didaktik

zusammenhängend dargestellt werden.

Wollen Sie also die über die in [Humbert, 2006] dargestellten,

ausgewählten Elemente hinausgehende grundlegende Literatur

studieren, so sei zum einführenden Studium [Terhart, 2009] empfohlen.

Didaktik der Informatik

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Funktionen der Schule

Qualifikation

Grundfragen des Lernens Funktionen der Schule

Allgemeine und fachliche [Aus-]Bildung für die Gesellschaft

Allokation/Selektion

Entscheidung über Sozial- und damit Lebenschancen in der

Gesellschaft, Auslese und Verteilung der jeweils Geeigneten

Sozialisation/Integration/Legitimation

Eingliederung in die jeweilige Gesellschaftsordnung,

Ermöglichung des gemeinsamen Lebens durch Anpassung in

der Gesellschaft, Rechtfertigung der Gesellschaftsordnung

nach [Fend, 1974], [Hurrelmann, 1975]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 6 / 36


Formalstufen des Lehrens(!)

Unterscheidung von vier Stufen

Lernen und Lehren Strukturüberlegungen – Lehren – Formalstufen

1 Vorbereitung und Darbietung Preparation

2 Verknüpfung (Aufnahme) Association

3 Verallgemeinerung Generalization

4 Anwendung des Gelernten Application

[Herbart, 1913]

Didaktik der Informatik

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Artikulationsschema

abstrakt

konkret

Lernen und Lehren Strukturüberlegungen – Lehren – Formalstufen

Methodenkonzeption

Artikulationsschemata des Unterrichts

Sozialformen des Unterrichts

Aktionsformen des Lehrens

Urteilsformen (der Lehrerin)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 8 / 36


Phasierung des Unterrichts

Lernen und Lehren Strukturüberlegungen – Lehren – Formalstufen

Phasenunterteilung/Phasierung des Unterrichts, vgl. [Meyer, 1988]: Versuche

zur Standardisierung des Volksschulunterrichts und der Lehrerbildung (Ende 19. Jhdt.)

Lehrtheorie: Konzept der Formalstufen (Artikulationsschema)

[Herbart, 1913]

geisteswissenschaftlich orientierte Pädagogik: Unterrichtsstruktur

völlige Ablehnung [Otto, 1913]

Alternativansätze – Arbeitsschule in verschiedenen Ausprägungen ==

Vorstufen zu konstruktivistischen Sichtweisen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 9 / 36


Das Didaktische Dreieck

Lehrerin

Schülerinnen Stoff

lernen

nach [Meyer, 1988]

lehren

Lernen und Lehren Strukturüberlegungen – Lehren – Formalstufen

vorbereiten

Grundannahme: Wissen ist systematisch

und damit »vermittelbar«

Schülerinnen – passiv

Lehrerin – aktiv

Primat der Instruktion

Interdependenzen zwischen Zielen, Inhalten und Methoden sind äußerst

vielschichtig

Didaktik der Informatik

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Lernen und Lehren Unterricht – Komplexität

Zur Komplexität des Unterrichts

Lerneinheit

Präsentation

wird zugeordnet

Kurs Methode

wird zugeordnet

besteht aus

Phase

Evaluation

Kontext

Setting wird bestimmt Raum

wird verwendet in

durch

wird empfohlen für

bestimmt

handelt in

Kommunikation

Zeit

Lernziel

Aktor

nimmt ein

Rolle

[Pawlowski, 2002]

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Primat der Instruktion

Lernen und Lehren Instruktion

Lehrerin entscheidet, wie der Unterricht

geplant,

organisiert und

gesteuert wird

Schülerinnen

Ziel Lernerfolg im Sinne vorher definierter Lehr-/Lernziele

verstehen die präsentierten Inhalte in ihrer Systematik

machen sich diese Inhalte entsprechend zu eigen

Methode Lehrerin präsentiert und erklärt Inhalte, leitet die Schülerinnen

an und stellt ihre Lernfortschritte sicher

Didaktik der Informatik

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Instruktion – Probleme

Lernen und Lehren Instruktion

empirische ∄ empirische Nachweise bzgl. Wiederholbarkeit der Effekte

einzelner Instruktionsketten

es werden isolierte Lernmechanismen postuliert, die in dieser

Form in der Praxis nicht analysierbar sind

theoretische Annahme zur Vorhersagbarkeit der Wirkung von Methoden ist

nicht haltbar

praktische Mangel an Aktivität und Eigenverantwortung der Schülerinnen

für den Prozess und Erfolg des Lernens führt bestenfalls zu

extrinsischer Motivation

sachlogisch aufbereitetes Wissen tritt in realen

Problemsituation so nicht auf �⇒ Unterricht produziert

sogenanntes »träges« Wissen

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Theorien des Lernens

Lernen und Lehren Theorien des Lernens

behavioristisch [Skinner]

operantes Konditionieren, Lernen kann am Verhalten abgelesen werden – jedes

Lernergebnis ist beobachtbar

kognitivistisch [Piaget], [Bruner]

Informationstheorie, Entwicklungen der Künstlichen Intelligenz, Komplexität der Sprache

[Chomsky] – Lernergebnisse werden »im Lerner« repräsentiert

konstruktivistisch [Maturana und Varela]

Wirklichkeit ist nicht von sich aus vorhanden und damit zugänglich, sondern wird vom

Individuum konstruiert [von Glasersfeld]

Symbiose Systemtheorie/Biologie [Scheunpflug]

Lernen als emergente Struktur unterschiedlicher Ebenen – Ablösung vom Subjekt

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Lernen und Lehren Theorien des Lernens

Exkurs: Fundamentale Ideen →

fachunabhängig

Spiralprinzip

fundamentale Ideen sind jeder Schülerin auf jeder Entwicklungsstufe in einer

angemessenen Form näher zu bringen [Bruner, 1974] →

immer wieder auf die fundamentalen Ideen zurückkommen

Prinzip des vorwegnehmenden Lernens

Prinzip der Fortsetzbarkeit

[Wittmann, 1981]

[Einordnung: Kognitivismus]

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Lernen und Lehren Theorien des Lernens

Exkurs: Repräsentationsmodell

Repräsentationsstufen

intuitives Denken und Verstehen der Schülerin ist zu

berücksichtigen

Informationsaufnahme, -verarbeitung und -speicherung

werden in Stufen klassifiziert

Handlung (enaktiv),

bildhafte Wahrnehmung (ikonisch) und

Sprache (symbolisch)

Lernen wird als aktiver Prozess des Individuums verstanden, der zu einer Repräsentation des

Wissens beim Individuum führt.

Der Lernprozess besteht in der Bedeutung, durch die diese symbolische Darstellung an das

Gedächtnis übergeben wird.

[Einordnung: Kognitivismus]

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L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 16 / 36


Konstruktivismus

Feststellungen – [von Glasersfeld, 1997]

Lernen und Lehren Theorien des Lernens

Der Erwerb von Fertigkeiten, d. h. von Handlungsmustern [ist] klar von

der aktiven Konstruktion viabler begrifflicher Netzwerke, also vom

Verstehen [zu unterscheiden. . . . ].

Hilfsmittel des Auswendiglernens und des Wiederholens im Training

[behalten] ihren Wert, es wäre jedoch naiv zu erwarten, daß sie auch

das Verstehen befördern.

Die verbale Erklärung eines Problems führt nicht zum Verstehen.

[Es] ist daher von wesentlicher Bedeutung, daß der Lehrer über ein

adäquates Modell des begrifflichen Netzwerkes verfügt, innerhalb

dessen der Schüler assimiliert.

Lernen [ist] das Produkt von Selbstorganisation.

Didaktik der Informatik

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Lernen und Lehren Didaktik – Bezüge zwischen Lehren und Lernen

Bezug zwischen Lehren und Lernen

Didaktik der Informatik – Aneignung informatischen Wissens

durch Lernende

Wissensbegriff der Informationswissenschaft (vgl. Vorlesung 2)

Daten Wissen Information

syntaktisch

definierte

Verfahren

der

Datenverarbeitung

semantisch

begründete

Verfahren

der

Wissensrepräsentation

pragmatisch

kontrollierte

Informationserarbeitung

zur

informationellen

Handlungsabsicherung

Theorien des Lehrens ⇐ Fundament bezüglich des Lernens

nach [Fuhr, 2000, S. 10]

Didaktik der Informatik

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Plakativer Vergleich

Lernen und Lehren Didaktik – Bezüge zwischen Lehren und Lernen

Behaviorismus Kognitivismus Konstruktivismus

Gehirn ist Black Box »Computer« informationell

geschlossenes

System

Wissen wird keine Aussage

möglich

verarbeitet konstruiert

Wissen ist eine »korrekte«

Input-Output-Relation

Lernziele richtige Antworten,

Handlungen

ein adäquater

interner

Verarbeitungsprozess

richtige Methoden zur

Antwortfindung

mit einer Situation

operieren zu können

komplexe

Situationen

bewältigen

Muster Reiz-Reaktion Problemlösung Konstruktion

Lehrstrategie Lob und Tadel beobachten und

helfen

kooperieren

Lehrperson ist »Autorität« Tutor Coach

Feedback wird extern vorgegeben extern modelliert intern modelliert

in Anlehnung an [Eberle, 1996, S. 324] – [Baumgartner u. Payr, 1999, S. 110]

Didaktik der Informatik

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Lernen und Lehren Lernen �⇒ Unterricht

Theorien des Lernens – Konsequenzen

Sicht auf den Lernprozess beeinflußt die Organisation der Prozesse, die das

Lernen der Schülerinnen unterstützen

Behaviorismus ⇒ Lernen erfolgt individuell (z. B. durch Drill & Practice) –

die Lehrperson organisiert die Individualisierung

Beispiele Vokabellernen, Zehnfingerschreibsystem

Kognitivismus ⇒ Lernen besteht im Aufbau eines objektiv vorgegebenen

Wissensnetzes – die Lehrperson muss es [nur] geeignet »präsentieren«

Beispiel Strukturschema der Arbeitsweise eines Compilers

Konstruktivismus ⇒ Der individuelle Aufbau einer angemessenen

Strukur erst ermöglicht die Durchdringung des Problems – die

Lehrperson muss die notwendigen unterstützenden Maßnahmen

individuell anbieten [können]

Beispiel Problemlösen zur informatischen Modellierung eines

eigenen Problems

Didaktik der Informatik

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Designkonflikte

Lernen und Lehren Lernen �⇒ Unterricht

konkrete Organisation von Lehr-/Lernprozessen ⇒

Entscheidungsproblem: Welche Elemente werden mit der gewählten

Lernkonzeption lernförderlicher (und nicht einfacher)

umgesetzt?

Technische Unterstützung ⇒ Einschränkung der Lehrperson

Technische Unterstützung (vom Lehrbuch bis zum Informatiksystem)

schränkt die Wahlmöglichkeit bzgl. der Lernkonzeption ein.

Technische Unterstützung ist immer einer bestimmten Konzeption

verpflichtet ⇒ i. d. R. Eignung für eher behavioristische oder (in

Ansätzen) kognitivistisch orientierte Lehrprozesse

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 21 / 36


Lernen und Lehren Lernen �⇒ Unterricht

Prinzipien methodischen Handelns

Unterrichtskonzepte – Handlungsvorschläge stellen Orientierungen dar

exemplarisches Lehren und Lernen

projektorientierter

kommunikativer

Methoden

erfahrungsbezogener

handlungsorientierter

genetischer

Unterricht

lernzielorientierter

nach [Meyer, 1988]

problemorientierter

programmierter

entdeckendes Lernen

Didaktik der Informatik

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Lernen und Lehren Problemorientierung

Problemorientierung und Unterricht

1 Probleme, die sich der Lernenden in realen Problemsituationen stellen

und die sie löst, ohne dabei daran zu denken, dass sie zugleich etwas

lernt

2 Probleme, die die Lernende selbsttätig und selbstständig, aber mit

bewusster Lernabsicht zu lösen versucht

3 Probleme, vor die die Lehrerin ihre Schülerinnen zum Zwecke der

Belehrung stellt

[Meyer, 1988] (nach Roth)

Didaktik der Informatik

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Problemlöseprozess

Problem

aufwerfen

Der Blick

zurück

Lernen und Lehren Problemorientierung

Das Problem verstehen

Ausführen

des

Plans

nach [Pólya, 1945]

Aufstellen

eines

Plans

Didaktik der Informatik

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Lernen und Lehren Problemorientierung

Die Projektmethode – geschichtlich

1590–1765 Anfänge der Projektarbeit an Schulen für Architektur in Italien und

Frankreich

1765–1880 Projekt reguläre Unterrichtsmethode an kontinentaleuropäischen Bau-

akademien/Hochschulen für Ingenieurwissenschaft & Übertragung

nach Amerika

1880–1915 Durchführung von Projektarbeit im Werk- und Arbeitsunterricht der

amerikanischen High und Elementary School

1915–1965 Neudefinition der Projektmethode durchKilpatrick

Rückübertragung nach Europa

1965–heute Wiederentdeckung der Projektidee in Westeuropa

dritte Welle ihrer internationalen Verbreitung

nach [Knoll, 1997]

Didaktik der Informatik

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Lernen und Lehren Problemorientierung

Schritte und Merkmale eines Projektes

Projektschritt Merkmale

1 Eine für den Erwerb von Erfahrungen Situationsbezug

geeignete, problemhaltige Sachlage Orientierung an den Interessen . . .

auswählen Gesellschaftliche Praxisrelevanz

2 Gemeinsam einen Plan zur Zielgerichtete Projektplanung

Problemlösung entwickeln Selbstorg. und -verantwortung

3 Sich mit dem Problem handlungs- Einbeziehen vieler Sinne

orientiert auseinandersetzen Soziales Lernen

4 Die erarbeitete Problemlösung Produktorientierung

an der Wirklichkeit Interdisziplinarität

überprüfen Grenzen des Projektunterrichts

nach [Gudjons, 2001]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 26 / 36


Lernen und Lehren Problemorientierung

Handlungsorientierter Unterricht

Geschichte Pestalozzi – »Lernen mit Kopf, Herz und Hand«,

Maria Montessori, Arbeitsschule[n]

Grundlage Bruner – Kognitionspsychologie

Lernen kein linearer, additiver, sondern vernetzter Vorgang

Ziel Schülerinnen: umfassende Handlungskompetenz

Weg/Methode Interessen der Beteiligten

Gegenstände des wirklichen Lebens

rsp. Handeln in sozialen Rollen

Planen, Ausführen (ganzheitlich, mit allen Sinnen – zielgerichtet,

gemeinsam)

Kontrollieren – an Hand der gemeinsam gesteckten Ziele

Produkte [der Handlungen]

ablaufende Prozesse

Handlungsorientiertes Lernen wird dadurch gefördert, dass die Schülerinnen möglichst in realen

Situationen Lerngelegenheiten wahrnehmen können, die zur Exploration einladen und in denen

die Schülerinnen neues Wissen selbstständig erwerben.

Didaktik der Informatik

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Von theoretischen Überlegungen zur Praxis Erkenntisse des Konstruktivismus

Erkenntnisse des Konstruktivismus

Konstruktivismus – Zusammenfassung

Wissen wird aktuell generiert und konstruiert

⇒ Aufgeben der Orientierung an Lernzielen

Lernen als Prozeß, in Wissensgemeinschaften und in

kontextbezogenenen Lernumwelten

Augenmerk liegt auf höheren Lern- und Denkprozessen wie

Interpretieren und Verstehen, die von den Instruktionalisten ausgespart

wurden

Ersetzen der Instruktion durch Lernen

[Schulmeister, 2002]

Didaktik der Informatik

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Von theoretischen Überlegungen zur Praxis Sozialformen des Unterrichts

Sozialformen des Unterrichts

Vorhaben

Erkundung

Unterrichtsformen

Organisationsformen der Arbeit der Schülerinnen

Vorführung

Gruppenunterricht

Sozialformen

Schülerdiskussion

Textarbeit

Gespräch

Frontalunterricht

Partnerarbeit

Experiment

Test

Einzelarbeit

Lektüre

Dominanz des Frontalunterrichts mit ca. 4

des Anteils an der gesamten

5

Unterrichtszeit

Didaktik der Informatik

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Von theoretischen Überlegungen zur Praxis Anmerkungen zur »Güte« des Unterrichts

Was ist guter Unterricht?

Voraussetzung

Verständigung über Bezugsnormen und Gütekriterien

Aktuelle Diskussion

es wird (vereinfacht) nach Beispielen gefragt, die als geglückt

gelten und allgemeine Akzeptanz finden

Ergebnis

Beachte

Interpretationsleistung und keine Methode, mit der Unterricht

gemessen werden kann

Messen ist noch nicht Beurteilen

Didaktik der Informatik

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PISA I

Indikatoren – Bereiche

Lesekompetenz

(Reading Literacy)

Von theoretischen Überlegungen zur Praxis Anmerkungen zur »Güte« des Unterrichts

mathematische Grundbildung

(Mathematical Literacy)

naturwissenschaftliche Grundbildung (Scientific Literacy)

fächerübergreifende Kompetenzen (Cross-Curricular Competencies)

[Deutsches PISA-Konsortium Baumert u. a., 2001]

Didaktik der Informatik

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PISA II

Von theoretischen Überlegungen zur Praxis Anmerkungen zur »Güte« des Unterrichts

fächerübergreifende Kompetenzen

Leseverständnis als fächerübergreifende Basiskompetenz

Merkmale selbstregulierten Lernens

Vertrautheit mit Computern

Aspekte von Kooperation und Kommunikation und von

Problemlösefähigkeit

– verstanden als Planungskompetenz in komplexen Alltagssituationen

[Deutsches PISA-Konsortium Baumert u. a., 2001]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 32 / 36


Von theoretischen Überlegungen zur Praxis Anmerkungen zur »Güte« des Unterrichts

Unterrichtsbeoachtung – Evaluation

Choreographische Merkmale des Unterrichts in Deutschland

Die Lehrkraft beginnt in der Einführungsphase mit einem komplexen

Problem, das in seiner Grundstruktur im nachfolgenden Gespräch

entfaltet und mit dem Abschluss der Stunde zu einer konzisen Lösung

geführt werden soll.

Die Schüler haben diese anspruchsvolle Aufgabenstellung allerdings

nicht in dieser Komplexität zu bearbeiten, sondern das Problem wird

sukzessiv in Teilleistungen und elementare Fragen zerlegt, die zu

beantworten Schülern manchmal geradezu peinlich sein kann.

Diese Unterrichtsform wird als schrittweise Trivialisierung eines

komplexen Ausgangsproblems beschrieben.

[Baumert, 2001, S. 33]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 33 / 36


Literatur

Von theoretischen Überlegungen zur Praxis

[Baumert 2001] Baumert, Jürgen: Deutschland im internationalen Bildungsvergleich. Vortrag anlässlich des

dritten Werkstattgespräches der Initiative McKinsey bildet, am 30. Oktober 2001 im Museum für

ostasiatische Kunst, Köln. Berlin : mpib, 2001. –

http://www.mpib-berlin.mpg.de/de/aktuelles/bildungsvergleich.pdf – geprüft: 17. April 2008

[Baumgartner u. Payr 1999] Baumgartner, Peter ; Payr, Sabine: Lernen mit Software. 2. Aufl. Innsbruck :

StudienVerlag, 1999. – ISBN 3–901160–38–8. – erste Auflage 1994

[Bruner 1974] Bruner, Jerome S.: Entwurf einer Unterrichtstheorie. Düsseldorf : Pädagogischer Verlag

Schwann, 1974

[Deutsches PISA-Konsortium Baumert u. a. 2001] Deutsches PISA-Konsortium Baumert, Jürgen (Hrsg.) ;

Klieme, Eckhard (Hrsg.) ; Neubrand, Michael (Hrsg.) ; Prenzel, Manfred (Hrsg.) ; Schiefele, Ulrich (Hrsg.) ;

Schneider, Wolfgang (Hrsg.) ; Stanat, Petra (Hrsg.) ; Tillmann, Klaus-Jürgen (Hrsg.) ; Weiß, Manfred (Hrsg.):

PISA 2000: Basiskompetenzen von Schülerinnen und Schülern im internationalen Vergleich. Opladen :

Leske + Budrich, 2001. – ISBN 3–8100–3344–8

[Eberle 1996] Eberle, Franz ; Wettstein, Emil (Hrsg.) ; Weibel, Walter (Hrsg.) ; Gonon, Philipp (Hrsg.): Didaktik

der Informatik bzw. einer informations- und kommunikationstechnologischen Bildung auf der

Sekundarstufe II – Ziele und Inhalte, Bezug zu anderen Fächern sowie unterrichspraktische

Handlungsempfehlungen. 1. Aufl. Aarau : Verlag Sauerländer, 1996 (Pädagogik bei Sauerländer:

Dokumentation und Materialien 24). – ISBN 3–7941–4157–1

[Fend 1974] Fend, Helmut: Gesellschaftliche Bedingungen schulischer Sozialisation. Weinheim : Beltz, 1974. –

ISBN 3–407–51071–3

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 34 / 36


Literatur (cont.)

Von theoretischen Überlegungen zur Praxis

[Fuhr 2000] Fuhr, Norbert: Informationssysteme – Stammvorlesung im WS 99/00 (IR-Teil). Januar 2000. –

http://www.is.informatik.uni-duisburg.de/courses/dortmund/lectures/is_ws99-00/folien/

irskall.ps.gz – geprüft: 19. Juni 2008

[Geißler 1970] Geißler, Georg (Hrsg.): Das Problem der Unterrichtsmethode in der pädagogischen Bewegung.

Weinheim : Beltz Verlag, 1970 (Kleine Pädagogische Texte 18). – 1. Aufl. 1952

[von Glasersfeld 1997] Glasersfeld, Ernst von: Radikaler Konstruktivismus. Ideen, Ergebnisse, Probleme.

Frankfurt a. M. : Suhrkamp, 1997 (stw 1326). – Titel der Originalausgabe: Radical Constructivism. A Way of

Knowing and Learning – London : The Falmer Press 1995. Übersetzung aus dem Englischen von Wolfram

Köck

[Gudjons 2001] Gudjons, Herbert: Handlungsorientiert lehren und lernen. Schüleraktivierung – Selbsttätigkeit

– Projektarbeit. 6. überarb. und erw. Aufl. Bad Heilbrunn : Klinkhardt, 2001 (Erziehen und Unterrichten in

der Schule). – ISBN 3–7815–1131–6

[Herbart 1913] Herbart, Johann F.: Begriff der Vielseitigkeit – Stufen des Unterrichts – Gang des Unterrichts.

In: [Geißler, 1970], S. 19–28. – aus: Willmann-Fritzsch: Joh. Friedr. Herbarts Päd. Schriften – Allgemeine

Pädagogik. 2. Buch, 3. Ausgabe. Osterwieck 1913ff.

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Hurrelmann 1975] Hurrelmann, Klaus: Erziehungssystem und Gesellschaft. Reinbek : Rowohlt, 1975. – ISBN

3–499–21070–3

[Knoll 1997] Knoll, Michael: The project method: Its vocational education origin and international

development. In: Journal of Industrial Teacher Education 34 (1997), Spring, Nr. 3, S. 59–80. –

http://scholar.lib.vt.edu/ejournals/JITE/v34n3/Knoll.html – geprüft: 17. April 2008

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 35 / 36


Literatur (cont.)

Von theoretischen Überlegungen zur Praxis

[Meyer 1988] Meyer, Hilbert: Unterrichtsmethoden. Bd. I: Theorieband. 2. Aufl. Frankfurt a. M. : Scriptor

Verlag, 1988

[Otto 1913] Otto, Berthold: Gesamtunterricht. In: [Geißler, 1970], S. 67–78. – Vortrag B. Ottos, gehalten am

21.10.1913 in seiner Hauslehrerschule. 1. pädagogische Flugschrift des Berthold Otto-Vereins,

Berlin-Lichterfelde (Vlg. des Hauslehrers)

[Pawlowski 2002] Pawlowski, Jan M.: Modellierung didaktischer Konzepte. In: Schubert, Sigrid (Hrsg.) ;

Reusch, Bernd (Hrsg.) ; Jesse, Norbert (Hrsg.) ; Gesellschaft für Informatik (GI) (Veranst.): Informatik

bewegt – Informatik 2002, 32. Jahrestagung der GI 30. Sept. – 3. Okt. 2002 in Dortmund. Bonn : Köllen

Druck + Verlag GmbH, Oktober 2002 (GI-Edition – Lecture Notes in Informatics – Proceedings P-19), S.

369–374. – http://web.uni-frankfurt.de/dz/neue_medien/standardisierung/pawlowski_text.pdf

– geprüft: 17. April 2008

[Pólya 1945] Pólya, George: How to Solve It: A New Aspect of Mathematical Method. Princeton, NJ : Princeton

University Press, 1945

[Schulmeister 2002] Schulmeister, Rolf: Grundlagen hypermedialer Lernsysteme. Theorie – Didaktik – Design.

3. Aufl. München, Wien : Oldenbourg, 2002

[Terhart 2009] Terhart, Ewald: Didaktik – Eine Einführung. Stuttgart : Reclam, 2009. – ISBN

978–3–15–018623–7

[Wittmann 1981] Wittmann, Erich C.: Grundfragen des Mathematikunterrichts. 6. neu bearbeitete Aufl.

Braunschweig : Friedrich Vieweg, 1981

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 7. Mai 2009 36 / 36


Didaktik der Informatik – Vorlesung

5. Vorlesung: Entwicklungslinien der Schulinformatik

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

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Gliederung der Präsentation

Übersicht Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im Sommersemester 2009

2 Entwicklungslinien der Schulinformatik

Veranstaltungsziele – Kompetenzen

3 Ziel: Informatische Allgemeinbildung

Bildungsbegriff

Überblick – Zugänge

Informatiktürme

4 Fachdidaktische Empfehlungen

Theoriegeleitete Konzepte

Didaktik der Informatik

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Themen der Vorlesung (Stand 10. Mai 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3



5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ........................................... 4



6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Entwicklungslinien der Schulinformatik Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Kompetenzen 5. Vorlesung:

Entwicklungslinien der Schulinformatik

Kompetenzen 5. Vorlesung: Schulinformatik – Entwicklungslinien

Ziele der Informatischen Allgemeinbildung begründen können

Zugänge zur Informatischen Allgemeinbildung kennen

Konzepte der Informatikbildung über die Zeit einordnen

Informatiktürme zur Darstellung der Struktur des Faches kennen

Didaktik der Informatik

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Bildung

allseitige Bildung

Kennzeichen der Bildung:

Mündigkeit

Eigenverantwortlichkeit

Ziel: Informatische Allgemeinbildung Bildungsbegriff

Vorbereitung auf »lebenslänglich lernen« L 3

Rahmenbedingungen

Zunehmende gesellschaftliche Bedeutung der Informatik

Was ist das Besondere an der Informatik? Alleinstellungsmerkmal(e)

Ist Informatik notwendiger Bestandteil allgemeiner Bildung?

Didaktik der Informatik

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Schulinformatik

Mehrdimensionaler Zugang

Ziel: Informatische Allgemeinbildung Überblick – Zugänge

Historische Phasen – Inhalte – Orientierungen

Institutionelle »Verankerung« – Entwicklung

Konzeptionelle Entwicklung

Fachdidaktische Empfehlungen

von Seiten der Fachwissenschaft

von Fachdidaktikerinnen

Didaktik der Informatik

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Ziel: Informatische Allgemeinbildung Überblick – Zugänge

Phasen in der Schulinformatik

Rechnerorientierung [Frank u. Meyer, 1972]

Algorithmenorientierung [Brauer u. a., 1976] – GI

Anwendungsorientierung

(im informatischen Sinn)

[Arlt u. Koerber, 1980]

Benutzungsorientierung [BLK, 1984], [KMNW, 1987]

Gesellschaftsorientierung [AG GEW NRW, 1989]

[Forneck, 1990] [Humbert, 1999]

Didaktik der Informatik

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Ziel: Informatische Allgemeinbildung Überblick – Zugänge

Institutionalisierung – Schulinformatik

ab 1969 Schulversuche zur Einführung des Schulfachs Informatik in

Nordrhein-Westfalen

1972 Oberstufenreform (KMK)

↪ schülerbezogene Kurswahlen

Informatik wird als Wahlfach eingeführt, d. h. keine Pflichtbindung für das

Abitur (Grundkurs)

ab 1975 grundständige Informatiklehrerausbildung

(Gesamthochschule Paderborn)

1981 Veröffentlichung der Richtlinien für Informatik für die

gymnasiale Oberstufe (Nordrhein-Westfalen)

Didaktik der Informatik

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Institutionelle Konzepte

Ziel: Informatische Allgemeinbildung Überblick – Zugänge

1984 Rahmenkonzept Informationstechnische Bildung in Schule und

Ausbildung (BLK – Bund-Länderkommission)

1985 Neue Informations- und Kommunikationstechnologien in der

Schule – Rahmenkonzept (Nordrhein-Westfalen)

1990 Vorläufige Richtlinien zur Informations- und

Kommunikationstechnologischen Grundbildung in der

Sekundarstufe (Nordrhein-Westfalen)

1991 Vorläufige Richtlinien Leistungskurse Informatik

(Nordrhein-Westfalen)

Didaktik der Informatik

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Ziel: Informatische Allgemeinbildung Überblick – Zugänge

Informatik – Fächerkatalog

Verabschiedung eines Fächerkatalogs der Informatik auf der 7. Plenarsitzung

Fakultätentag Informatik in der TU Berlin am 30. April 1976

Theoretische

Praktische

Technische

Anwendungen

Didaktik der

Gesellschaftliche Bezüge Informatik

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Ziel: Informatische Allgemeinbildung Informatiktürme

Informatikturm (Fächerkatalog)

Angewandte

Informatik

Theoretische

Informatik

Didaktik der

Informatik

Informatik

und

Gesellschaft

Praktische

Informatik

nach [Thomas, 2002]

Technische

Informatik

Didaktik der Informatik

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Ziel: Informatische Allgemeinbildung Informatiktürme

Informatikturm (Fachwissenschaft)

Anwendungsmethodik

z. B. Konfiguration MIS, GIS, . . . , CA-x im konkreten Fall

≫Eine Lösung verkaufen≪

Stark zeitabhängig: ≫heute, mit Window 7≪

System – Realisierung

Entwurf und Implementation, in Hardware und Software, von

allgemein verwendbaren Systemen.

z. B. Betriebs-, Reservations-, Text-System.

≫Programmieren im Großen≪

Algorithmik

Entwurf, Analyse, Optimierung, Test von

Standardabläufen, z. B. Bibliotheksprogramme

≫Programmieren im Kleinen≪

Theorie

abstrakt, mathematisch, objektiv,

allgemein gültig, ≫geht oder geht nicht≪.

Ergebnisse zeitlos, wie Grundgesetze der

Naturwissenschaften

nach [Nievergelt, 1995, S. 342]

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Fachdidaktische Empfehlungen

Entwicklung der Schulinformatik

Fachdidaktische Empfehlungen von Fachwissenschaftlerinnen

(vgl. [Humbert, 2006, S. 52ff])

bis 1996 existierten keine Forschungsgruppen zur Didaktik der Informatik

Entwicklung der Fachdidaktik Informatik

die Auseinandersetzung mit fachdidaktischen Fragestellungen sind eng verknüpft mit den

Tagungen Informatik und Schule (INFOS) und der Zeitschrift LOG IN

Empfehlungen von Fachdidaktikerinnen

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Fachdidaktische Empfehlungen Theoriegeleitete Konzepte

konzeptionelle Ansätze von Fachdidaktikern

Fundamentale Ideen [Schwill, 1993]

Informationsorientierter Ansatz [Hubwieser u. Broy, 1996]

Modulkonzept [Humbert, 2001]

Didaktik der Informatik

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Fundamentale Ideen

Fachdidaktische Empfehlungen Theoriegeleitete Konzepte

Grundlegende Vorüberlegungen ⇒ 4. Vorlesung

Exkurs: Fundamentale Ideen (Folie 14)

Andreas Schwill entwickelt in [Schwill, 1993] – ausgehend vom

Softwareentwicklungsprozess – eine Ideenkollektion zur Kerninformatik

Kategorisierung der 55 Ideen führt er zu einer Hierarchie unterhalb der

»Masterideen«

Algorithmisierung

strukturierte Zerlegung

Sprache

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Fachdidaktische Empfehlungen Theoriegeleitete Konzepte

Fundamentale Ideen – Kriterien

Schwill formuliert Kriterien als Prüfsteine für Fundamentale Ideen

Horizontalkriterium

in verschiedenen Bereichen der Informatik vielfältig

anwendbar oder erkennbar

Vertikalkriterium

kann auf jedem intellektuellen Niveau aufgezeigt und

vermittelt werden

Zeitkriterium

ist in der historischen Entwicklung der Informatik deutlich

wahrnehmbar und bleibt längerfristig relevant

Sinnkriterium

besitzt eine Verankerung im Alltagsdenken und eine

lebensweltliche Bedeutung

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Fachdidaktische Empfehlungen Theoriegeleitete Konzepte

Informationsorientierter Ansatz

Hubwieser formuliert in [Hubwieser u. Broy, 1996] Transformationsprozesse

zwischen Information und Informatiksystem (und umgekehrt) als Klammer

für die Informatische Allgemeinbildung

Repräsentation von Information

Interpretation von Daten

(Information Retrieval – Informations[wieder]gewinnung)

Hubwieser expliziert das folgende Grundschema (zur

Informationsverarbeitung):

Darstellung

Verarbeitung

Transport

Interpretation

von Information (in Form von Daten)

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Modulkonzept

Fachdidaktische Empfehlungen Theoriegeleitete Konzepte

Humbert entwickelt – ausgehend von Erfahrungen in der gymnasialen

Oberstufe – in [Humbert, 2001] eine Sicht auf den Prozess der

Informatischen Bildung und stellt als grundlegend heraus

Informatiksysteme verantwortlich nutzen und verstehen

Modellierung – zentrales Tätigkeitsfeld informatischer Arbeit

wissensbasiert

objektorientiert

funktional

Erkenntnisse der theoretischen Informatik im Anwendungskontext

Details: http://ddi.uni-wuppertal.de/ddi-sommersemester-2009/Sommersemester_2009-DdI-5-Modulkonzept.pdf

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 14. Mai 2009 18 / 21


Literatur

Fachdidaktische Empfehlungen

[AG GEW NRW 1989] AG GEW NRW: Informationstechnische Grundbildung – aber wie? In: FIfF-Kommunikation

6 (1989), Nr. 1, S. 28–31. – ISSN 0938–3476. – Arbeitsgruppe Neue Medien im Referat

Erziehungswissenschaften der GEW Nordrhein-Westfalen – Originalbeitrag im Heft 17/1988 Neue Deutsche

Schule

[Arlt u. Koerber 1980] Arlt, Wolfgang ; Koerber, Bernhard: Der Berliner Modellversuch zur Integration eines

anwendungsorientierten Informatikunterrichts in der Sekundarstufe I. In: Schauer, Helmut (Hrsg.) ; Tauber,

Michael J. (Hrsg.): Informatik in der Schule: Ergebnisse der Passauer Tagung Bd. 7. München : Oldenbourg

Verlag, 1980 (Schriftenreihe der Österreichischen Computer-Gesellschaft). – ISBN 3–486–24411–6, S.

82–109

[BLK 1984] BLK: Rahmenkonzept Informationstechnische Bildung in Schule und Ausbildung. In:

Bundeszentrale für politische Bildung (Hrsg.): Computer in der Schule – Pädagogische Konzepte und

Projekte – Empfehlungen und Dokumente Bd. 246. Bonn : Franz Spiegel Buch, 1984 (Diskussionsbeiträge

zur politischen Didaktik), S. 287–293. – BLK – Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und

Forschungsförderung

[Brauer u. a. 1976] Brauer, Wilfried ; Claus, Volker ; Deussen, Peter ; Eickel (federführend), Jürgen ; Haacke,

Wolfhart ; Hosseus, Winfried ; Koster, Cornelis H. A. ; Ollesky, Dieter ; Weinhart, Karl ; Gesellschaft für

Informatik e. V.: Zielsetzungen und Inhalte des Informatikunterrichts. In: ZDM 8 (1976), Nr. 1, S. 35–43. –

ISSN 0044–4103. – ZDM – Zentralblatt für Didaktik der Mathematik

[Forneck 1990] Forneck, Hermann-Josef: Entwicklungstendenzen und Problemlinien der Didaktik der

Informatik. In: Cyranek, Günter (Hrsg.) ; Forneck, Hermann-Josef (Hrsg.) ; Meier, Markus (Hrsg.): Beiträge

zur Didaktik der Informatik. Frankfurt a. M. : Diesterweg – Sauerländer, 1990 (Beiträge zur Didaktik der

Informatik). – ISBN 3–4250–5309–4, S. 18–53. – http://web.archive.org/web/20050418031135/www.

informationstechnikadam.de/inft/themen/08ForneckDidaktik.htm – geprüft: 3. Mai 2009

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 14. Mai 2009 19 / 21


Literatur (cont.)

Fachdidaktische Empfehlungen

[Frank u. Meyer 1972] Frank, Helmar ; Meyer, Ingeborg: Rechnerkunde. Elemente einer digitalen

Nachrichtenverarbeitung und ihrer Fachdidaktik. Stuttgart, Köln : Kohlhammer, 1972

(Urban-Taschenbücher Bd. 151)

[Hubwieser u. Broy 1996] Hubwieser, Peter ; Broy, Manfred: Der informationszentrierte Ansatz – Ein Vorschlag

für eine zeitgemäße Form des Informatikunterrichtes am Gymnasium / Technische Universität – Fakultät für

Informatik. München, Mai 1996 (TUM-I9624). – Forschungsbericht. –

http://wwwbib.informatik.tu-muenchen.de/infberichte/1996/TUM-I9624.ps – geprüft:

20. April 2008

[Humbert 1999] Humbert, Ludger: Grundkonzepte der Informatik und ihre Umsetzung im

Informatikunterricht. In: Schwill, Andreas (Hrsg.): Informatik und Schule – Fachspezifische und

fachübergreifende didaktische Konzepte. Berlin : Springer, September 1999 (Informatik aktuell). – ISBN

3–540–66300–2, S. 175–189

[Humbert 2001] Humbert, Ludger: Informatik lehren – zeitgemäße Ansätze zur nachhaltigen Qualifikation

aller Schülerinnen. In: Keil-Slawik, Reinhard (Hrsg.) ; Magenheim, Johannes (Hrsg.): Informatik und Schule –

Informatikunterricht und Medienbildung INFOS 2001 – 9. GI-Fachtagung 17.–20. September 2001,

Paderborn. Bonn : Gesellschaft für Informatik, Köllen Druck + Verlag GmbH, September 2001 (GI-Edition –

Lecture Notes in Informatics – Proceedings P-8). – ISBN 3–88579–334–2, S. 121–132. –

http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/d23843/INFOS_2001_Informatik-lehren.pdf – geprüft:

13. Juli 2008

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

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Literatur (cont.)

Fachdidaktische Empfehlungen

[KMNW 1987] KMNW (Hrsg.): Maßnahmen zur Umsetzung des Rahmenkonzepts – Neue Informations- und

Kommunikationstechnologien in der Schule – Stand April 1987. Frechen : Sonderdruck des Kultusministers,

Ritterbach, 1987. – Sonderdruck des Kultusministers – Übersicht über laufende und geplante Aktivitäten.

KMNW – Der Kultusminister des Landes Nordrhein-Westfalen

[Nievergelt 1995] Nievergelt, Jürg: Welchen Wert haben theoretische Grundlagen für die Berufspraxis?

Gedanken zum Fundament des Informatik-Turms. In: Informatik Spektrum 18 (1995), Dezember, Nr. 6, S.

342–344. – ISSN 0170–6012

[Schwill 1993] Schwill, Andreas: Fundamentale Ideen der Informatik. In: ZDM 25 (1993), Nr. 1, S. 20–31. –

ISSN 0044–4103. – ZDM – Zentralblatt für Didaktik der Mathematik

http://www.informatikdidaktik.de/Forschung/Schriften/ZDM.pdf – geprüft: 11. Januar 2009

[Thomas 2002] Thomas, Marco: Didaktik der Informatik II – Vorlesungsmaterial – Universität Dortmund –

Fachbbereich Informatik Wintersemester 2002/2003. Dezember 2002. –

http://www.informatikdidaktik.de/Personen/marco/vorl_ddi2_02/ – geprüft: 14. April 2007 – nur

noch mit Account und Passwort zugänglich

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Didaktik der Informatik – Vorlesung

6. Vorlesung: Schulinformatik – Normierung

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

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Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im

Sommersemester 2009

2 Schulinformatik – Normierung

Veranstaltungsziele –

Kompetenzen

3 Orientierungen – »alte«

vs. »neue«

Orientierung am Input

Orientierung am Output

Beispiel – Informatik –

Vorschlag

Übersicht Gliederung der Präsentation

4 Standards – allgemein

Hintergrund – Bildungssystem

5 Bildungsstandards Informatik

Entwicklungsgeschichte

grundlegende Struktur

6 Tests – Noten – Evaluation

Arten

Zensur, Leistungsmessung,

-beurteilung, Diagnose

7 Normierung – Beispiele

PISA – »IT«-Kompetenzen

Abitur

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Themen der Vorlesung (Stand 27. Mai 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4



6 Schulinformatik – Normierung ..................................................


4


7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Schulinformatik – Normierung Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Kompetenzen 6. Vorlesung: Schulinformatik –

Normierung

Kompetenzen 6. Vorlesung: Schulinformatik – Normierung

Wandel von der Input- zur Outputorientierung erklären und einordnen

Wissenschaftliche Einordnung der Qualität von Testverfahren für

Kompetenzen vornehmen

Funktion(en) der Notengebung an Beispielen darstellen und

Widersprüche herausarbeiten

Stellenwert der Bildungsstandards Informatik, der EPA und des

Zentralabiturs kennen und darstellen

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Input

Verkürzte Grundfrage der Didaktik

Orientierungen – »alte« vs. »neue« Orientierung am Input

Was soll gelehrt und damit gelernt werden? (vgl. 1. Vorlesung)

Wo und wie wird das Ergebnis dieser Diskussion vermittelt?

Richtlinien

Lehrpläne

Curricula

Methoden zur Planung des Unterrichts sollen die Umsetzung garantieren

Schulleitung und Schulaufsicht sollen die Umsetzung begleiten und prüfen

Vorgehensweise wird [heute] als »Inputorientierung« charakterisiert.

Das Kompositum »Inputorientierung« ist i. Ü. ein Beispiel für denglisch – vgl. dazu

[Rechenberg, 1991].

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Orientierungen – »alte« vs. »neue« Orientierung am Input

Nachteile der Orientierung am Input

Sehr viel Kraft der an organisierten Bildungsprozessen Beteiligten wird

in der Diskussion von Struktur- und Detailfragen zur Klärung des

konkreten Inputs und seiner Ausgestaltung in Papierform gesteckt.

Absichten sind nur nach Exegese erkennbar.

Im Alltag wird auf Schulbücher und Materialien (z. B. aus der

Lehrerfortbildung) zurückgegriffen, die als lehrplankonform

»genehmigt« sind. Aus diesen Materialien werden i. W. Beispiele

entnommen und der Lerngruppe »verfügbar« gemacht.

Problem: die Lehrerin wird aus ihrer inhaltlichen Verantwortung

»entlassen«

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Output

Orientierungen – »alte« vs. »neue« Orientierung am Output

TIMMS PISA IGLU . . .

Entwickelt im Kontext internationaler Vergleichsstudien Schnittmenge in

den Curricula der beteiligten Ländern lassen an vielen Stellen keinen

fachbezogenen Vergleich zu

�⇒ Welche Aufgaben sollen Schülerinnen erfolgreich bearbeiten

können?

Aufgaben werden mit Hilfe von α-Pretests, . . . an konkreten Schülerinnen

geprüft und iterativ weiterentwickelt

Diskussion und Formulierung von Aufgaben, die daraufhin in den

internationalen Vergleichsstudien eingesetzt werden

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Orientierungen – »alte« vs. »neue« Orientierung am Output

Nachteile der Orientierung am Ouput

Gefahr

Orientierung des Unterrichts: Training zum Lösen von Testaufgaben –

Affentraining – Lerntheorie?

Schulsysteme, die sich einer »evaluativen« Kultur verpflichtet fühlen

(allen voran die USA) praktizieren eine deutliche Orientierung des

gesamten Unterrichts an den regelmässig stattfindenden Tests

USA schnitten bei PISA & Co. nicht besonders gut ab

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Orientierungen – »alte« vs. »neue« Orientierung am Output

Output – gewünscht, aber prüfbar?

Wo bleibt die allgemeine Bildung?

Zielorientierung »mündiger Bürger«

Mündigkeit

Emanzipation

Individuelle Selbstbestimmung

Vergleiche auch [Humbert u. Pasternak, 2008]

Gesellschaftliche

Mitbestimmung

Solidarität

. . .

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Grundstruktur der Allgemeinbildung und des Kanons

Modi der Weltbegegnung

(kanonisches

Orientierungswissen)

Kognitiv-instrumentelle Modellierung der Welt

Mathematik

Naturwissenschaften

Ästhetisch-expressive Begegnung und Gestaltung

Sprache/Literatur

Musik/Malerei/bildende Kunst

Physische Expression

Normativ-evaluative Auseinandersetzung mit Wirtschaft

und Gesellschaft

Geschichte

Ökonomie

Politik/Gesellschaft

Recht

Probleme konstitutiver Rationalität

Religion

Philosophie

Beherrschung der

Verkehrssprache

Basale Sprach- und Selbstregulationskompetenzen

(Kulturwerkzeuge)

Mathematisierungskompetenz

Selbstregulation des

Wissenserwerbs

Fremdsprachliche

Kompetenz

IT-Kompetenz

(↩) ↩ (↩) ?

↩ (↩) ↩ ?

(↩) (↩) (↩) ?

(↩) (↩) (↩) ?

Grundstruktur der Allgemeinbildung und des Kanons – nach [Baumert, 2002, S. 113]

Beherrschung der Verkehrssprache

Mathematisierungskompetenz

Selbstregulation des

Wissenserwerbs

Fremdsprachliche Kompetenz

IT-Kompetenz


Orientierungen – »alte« vs. »neue« Orientierung am Output

Output: Problemorientierung

Professionelle Arbeit von Informatikerinnen besteht darin, [informatische]

Probleme zu lösen Problemlösen im Zusammenhang mit schulischer Bildung

�⇒ fächerübergreifende Kompetenzen: lebensraumübergreifend

[Cross-Curricular Competencies (CCC)]

»Im Vordergrund stehen authentische Aufgaben, die von Situationen

ausgehen, die zwar gelegentlich fiktiv sein mögen, aber doch die Art von

Problemen repräsentieren, mit denen Schüler im wirklichen Leben

konfrontiert werden« [OECD, 2001, S. 26].

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Orientierungen – »alte« vs. »neue« Beispiel – Informatik – Vorschlag

PISA 20xx – Testen mit Hilfe von Items – Stimulus 1

aus [Puhlmann, 2003]

Seite A

Urlaub in Pottenstein

Pottenstein liegt inmitten des Naturparks

Fränkische Schweiz. In der Umgebung gibt es

zahlreiche Wanderwege. Eine Sommerrodelbahn

und mehrere Tropfsteinhöhlen bieten zusätzliche

Attraktionen.

Fordern Sie unsere Prospekte an:

◯ Sommerprospekt

◯ Winterprospekt

Tragen Sie hier Ihre Adresse ein:

Seite B

Wissen statt Schokolade

In Bern, der Hauptstadt der Schweiz, wurde

die ehemalige Schokoladenfabrik Tobler zur

Universität umgebaut. Die „Uni Tobler“ ist ein

schönes Beispiel für die neue Nutzung alter Industriestätten.

Lesen Sie mehr zur Geschichte der Schokoladenfabrik

und zur Universität Bern.

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Orientierungen – »alte« vs. »neue« Beispiel – Informatik – Vorschlag

PISA 20xx – Testen mit Hilfe von Items – Stimulus 2

Seite C

Homepage der Klasse 8b

Wir sind die Klasse 8b der Rhein-Main-Schule in

Frankfurt. Hier könnt ihr mehr erfahren zu

Unsere letzte Projektwoche

Ausflug zur Sommerrodelbahn

Aktionstag „Uni for Teenies“

Seite D

Projektwoche der Klasse 8b

Während unserer letzten Projektwoche haben

wir unseren Klassenraum verschönert: Wände

streichen, Blumenpodest bauen, Sonnenkollektoren

am Fensterbrett anbringen. Hier

könnt ihr Fotos sehen:

Der Raum vorher

Unser Blumenpodest

Martin fällt in den Farbeimer

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Orientierungen – »alte« vs. »neue« Beispiel – Informatik – Vorschlag

PISA 20xx – Testen mit Hilfe von Items – Fragen

Marion ist beim Surfen im Internet zu vier sehr einfachen Internetseiten

gekommen. Innerhalb der Seiten sind Verweise (sogenannte Hyperlinks)

unterstrichen dargestellt.

Frage WWW1:

Nimm an, dass Marion gerade Seite D in ihrem Internet-Browser sieht. Was

muss sie tun, damit Seite C angezeigt wird?

[Freie Antwortmöglichkeit]

Frage WWW2:

Beschreibe, wie Klasse 8b beim Erstellen ihrer Internetseiten vorgegangen

ist, um die Seiten C und D miteinander zu verbinden.

[Freie Antwortmöglichkeit]

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Standards – allgemein Hintergrund – Bildungssystem

[Cortina u. a., 2003] Bildungssystem – Aussagen (1/3)

Aussage richtig falsch

40% aller Realschulabschlüsse werden nicht an einer

Realschule erworben.

Rund die Hälfte der 15 Jährigen, die einen Elternteil

ausländischer Herkunft haben, ist in Deutschland

geboren.

In den 1990er Jahren lag das Durchschnittsalter der

neu eingestellten Lehrer bei 28 Jahren.

Die Ausbildungschancen für Hauptschulabsolventen

haben sich in den letzten 15 Jahren deutlich

verschlechtert.

Privilegierung einer sozialen Oberschicht hat es im

Bildungswesen der DDR nicht gegeben.

Das Interesse von Mädchen an Naturwissenschaft

und Technik geht im Jugendalter an koedukativen

Schulen stärker zurück als an reinen

Mädchenschulen.

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Standards – allgemein Hintergrund – Bildungssystem

[Cortina u. a., 2003] Bildungssystem – Aussagen (2/3)

Aussage richtig falsch

Der Anteil der Erwachsenen mit soliden

Fremdsprachenkenntnissen hat sich in den letzten

50 Jahren mehr als verdoppelt.

In den Anfängen der Bundesrepublik gab es das

Phänomen allein erziehender Eltern nicht.

Durch die sich immer schneller verändernde

Arbeitswelt sinkt die Bedeutung der Schulabschlüsse

für den Berufserfolg stetig ab.

Die Krise am Ausbildungsmarkt geht nicht allein auf

die wirtschaftliche Konjunkturschwäche zurück.

Das Duale System hilft, die Jugendarbeitslosigkeit

niedrig zu halten.

Durch den Rückgang der Schulabgänger löst sich das

Lehrstellenproblem in den nächsten 10 Jahren von

selbst.

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Standards – allgemein Hintergrund – Bildungssystem

[Cortina u. a., 2003] Bildungssystem – Aussagen (3/3)

Aussage richtig falsch

Durch die Einführung obligatorischer

Zwischenprüfungen hat sich die Fachstudiendauer

spürbar verringert.

Eine längere Fachstudiendauer geht mit einer

vergleichsweise höherwertigen Ausbildung einher.

Die Öffnung der Hochschulen hat zu einer

Nivellierung sozialer Unterschiede im

Hochschulzugang geführt.

Die Quote der Studienabbrecher ist in Deutschland

besonders hoch.

Die Arbeitslosenquote von Fachhochschulabsolventen

ist niedriger als von Absolventen der Universitäten.

Weiterbildung wird in Deutschland überwiegend von

den Betrieben finanziert.

Antworten zu den Aussagen finden Sie in [Cortina u. a., 2003] und in der Übung

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Fakten – PISA

. . .

Standards – allgemein Hintergrund – Bildungssystem

Der Anteil der Studierenden ist in der Bundesrepublik – im Vergleich zu

anderen OECD-Ländern – sehr gering: 1 2

vs.

3 3

Das Bildungssystem »liefert« im Vergleich zu anderen industrialisierten

Ländern zu wenig »Output« an Studierenden für die

naturwissenschaftlichen Fachrichtungen

Die »schichtspezifische Reproduktion« ist in Deutschland dramatisch

hoch

. . .

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Standards – allgemein Hintergrund – Bildungssystem

Politische(?) Folgerungen – PISA

Politische(!) Zielstellung:

1 Abschneiden deutscher Schülerinnn in den internationalen

Vergleichsuntersuchungen soll verbessert werden

2 Strukturüberlegungen »eine Schule für alle« sollen aus politischen

Gründen vermieden werden

3 Strukturüberlegung »Ganztagsschule« wird nicht ernsthaft diskutiert

Welche politischen Entscheidungen sind möglich?

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Bildungsstandards Informatik Entwicklungsgeschichte

Zeitleiste – Entwicklung Bildungsstandards Informatik

Entwicklung der Bildungsstandards Informatik

2003 [Puhlmann, 2003] und [Friedrich, 2003] thematisieren Fragen

zur Entwicklung der Bildungsstandards Informatik

2004 Tagung in Dagstuhl u. a. [Humbert u. Puhlmann, 2004]

2005 Internationalisierung u. a. [Humbert u. Puhlmann, 2005]

2007 Vorstellung der von mehr als 70 Personen erarbeiteten

Bildungsstandards Informatik [Friedrich u. Puhlmann, 2007]

2008 Verabschiedung der Bildungsstandards Informatik durch das

Präsidium der Gesellschaft für Informatik – [GI, 2008]

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Bildungsstandards Informatik grundlegende Struktur

Struktur der Bildungsstandards Informatik

Annahme Informatik ist in den Jahrgängen 5–10 durchgängig mit einer

Unterrichtsstunde verankert

Inhaltsbereiche

Information und Daten

Algorithmen

Sprachen und Automaten

Informatiksysteme

Informatik, Mensch und

Gesellschaft

Prozessbereiche

Modellieren und Implementieren

Begründen und Bewerten

Strukturieren und Vernetzen

Kommunizieren und Kooperieren

Darstellen und Interpretieren

Didaktik der Informatik

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Tests – Noten – Evaluation Arten

Formative Evaluation – wissenschaftlich

Ziel – Vergleich innerhalb einer ausgewählten Population

Form – Standardisierte Testverfahren

Bedingungen – Pretests für die Aufgaben erforderlich

– wissenschaftliche Prüfung der Fragen

– Trennschärfe, . . .

– Aufgaben dürfen keinesfalls vorher bekannt sein

– Auswertung durch geschulte, unabhängige Prüfer

. . .

[Bortz u. Döring, 2002]

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Diagnostische Anforderungen

1 Laufbahnentscheidungen

Tests – Noten – Evaluation Zensur, Leistungsmessung, -beurteilung, Diagnose

Überweisung in Sonderschuleinrichtungen

Übergang zu den weiterführenden Schularten nach der vierten oder

sechsten Klasse

2 Curriculare Entscheidungen

Maßnahmen

unterrichtsvorbereitend

unterrichtsbegleitend

auswertend

3 Präventive Entscheidungen

spezielle Fördervorsorgemaßnahmen

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Funktionen der Notengebung

Auslesefunktion

Berichtsfunktion

Disziplinierungsfunktion

Orientierungsfunktion

Anreizfunktion

Tests – Noten – Evaluation Zensur, Leistungsmessung, -beurteilung, Diagnose

Kennzeichen: Uneindeutigkeit (Widersprüche) und Verknüpfung von

Funktionen

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Leistungstests

Leistungsmessung oder Lernerfolgsmessung

standardisierte Schulleistungstests

Normarbeiten

Tests – Noten – Evaluation Zensur, Leistungsmessung, -beurteilung, Diagnose

fach- und gruppenspezifisch standardisierte Tests

lehrbuchbezogene Tests

informelle Tests

[Jürgens, 2000]

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Normierung – Beispiele PISA – »IT«-Kompetenzen

PISA 2000 – Selbstauskunft der Schülerinnen

Zum Vergleich der Ergebnisse von Bildungssystemen

(hoch-)industrialisierter Länder werden regelmäßig (3Jahres Zyklus)

Erhebungen durchgeführt. Dabei wurden sogenannte »IT«-Kompetenzen

ermittelt. Die Ergebnisse im Jahr 2000 wurden durch die Befragung von

Schülerinnen und Schülern gewonnen.

Einige Beispielfragen . . .

PISA 2000 »Computerfragebogen«

Wie gut bist du im Umgang mit dem Computer?

Wie oft benutzt du das Internet?

Wie oft hast du Zugang zu einem Computer?

[Kunter u. a., 2002, S. 189–197]

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Normierung – Beispiele PISA – »IT«-Kompetenzen

PISA 2003 – Beispielaufgabe »IT«

PISA 2003 – Beispielaufgabe 3

Du musst unter Window ein neu installiertes Programm häufig aufrufen und

möchtest einen schnelleren Weg zur Verfügung haben als über das

»Start-Menü«. Was unternimmst du?

1 Ich lege das Programm unter »Favoriten« ab.

2 Ich erstelle eine Verknüpfung auf dem Desktop, die auf das Programm

verweist.

3 Ich installiere das Programm direkt auf dem Desktop noch einmal neu.

4 Ich weise dem Programm im Explorer die Tastenkombination »Strg« +

»Programmname« zu.

vgl. [Ringelband, 2003]

Die bei den PISA-Untersuchungen berücksichtigten Elemente haben nichts

mit Informatik zu tun. Die in den Fragen und in den Beispielaufgaben

dokumentierten Punkte spiegeln ausschließliche eine Werkzeugsicht.

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Normierung – Beispiele Abitur

Bundesweit einheitliche Anforderungen == EPA

[KMK, 1991] imperative Programmierung

[KMK, 2004] Spiegel der hexadezimalen Struktur der »Bildungslandschaft«

Verbesserung informatische Modellierung ist ausgewiesener Bestandteil der

Anforderungen

Kritik Modellierung wird auf Modellierungstechniken reduziert

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 28. Mai 2009 28 / 33


Zentralabitur

Normierung – Beispiele Abitur

ab 2007 NW Zentralabitur Informatik

ab 2009 Änderung der Anforderungen für das Zentralabitur

vgl. [Heming u. a., 2008]

der imperative Zugang wird nicht weiter unterstützt

Datenbanken (== wissensbasierte Systeme) kommen

hinzu

Rechnernetze und verteilte Systeme kommen hinzu

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 28. Mai 2009 29 / 33


Literatur

Normierung – Beispiele

[Baumert 2001] Baumert, Jürgen: Deutschland im internationalen Bildungsvergleich. Vortrag anlässlich des

dritten Werkstattgespräches der Initiative McKinsey bildet, am 30. Oktober 2001 im Museum für

ostasiatische Kunst, Köln. Berlin : mpib, 2001. –

http://www.mpib-berlin.mpg.de/de/aktuelles/bildungsvergleich.pdf – geprüft: 17. April 2008

[Baumert 2002] Baumert, Jürgen: Deutschland im internationalen Bildungsvergleich. In: Killius, Nelson (Hrsg.)

; Kluge, Jürgen (Hrsg.) ; Reisch, Linda (Hrsg.): Die Zukunft der Bildung. Frankfurt a. M. : Suhrkamp, Juni

2002. – ISBN 3–518–12289–4, S. 100–150. – vgl. [Baumert, 2001]

[Bortz u. Döring 2002] Bortz, Jürgen ; Döring, Nicola: Forschungsmethoden und Evaluation für Human- und

Sozialwissenschaftler. 3. Aufl. Berlin : Springer, 2002. – ISBN 3–540–41940–3

[Cortina u. a. 2003] Cortina, Kai S. (Hrsg.) ; Baumert, Jürgen (Hrsg.) ; Leschinsky, Achim (Hrsg.) ; Mayer,

Karl U. (Hrsg.) ; Trommer, Luitgard (Hrsg.): Das Bildungswesen in der Bundesrepublik Deutschland.

Strukturen und Entwicklungen im Überblick. Reinbek : Rowohlt, 2003. – ISBN 3–499–61122–8

[Friedrich 2003] Friedrich, Steffen: Informatik und PISA – vom Wehe zum Wohl der Schulinformatik. In:

[Hubwieser, 2003], S. 133–144. – http://bscw.schule.de/pub/nj_bscw.cgi/S444a5148/d182017/

Informatik_und_PISA_Friedrich_INFOS03.pdf – geprüft: 12. Mai 2009

[Friedrich u. Puhlmann 2007] Friedrich, Steffen ; Puhlmann, Hermann: Bildungsstandards Informatik – von

Wünschen zu Maßstäben für eine informatische Bildung. In: Schubert, Sigrid (Hrsg.): Informatik und Schule

– Didaktik der Informatik in Theorie und Praxis – INFOS 2007 – 12. GI-Fachtagung 19.–21. September 2007,

Siegen. Bonn : Gesellschaft für Informatik, Köllen Druck + Verlag GmbH, September 2007 (GI-Edition –

Lecture Notes in Informatics – Proceedings P 112). – ISBN 978–3–88579–206–2, S. 21–32

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 28. Mai 2009 30 / 33


Literatur (cont.)

Normierung – Beispiele

[GI 2008] GI: Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule – Bildungsstandards Informatik für

die Sekundarstufe I. April 2008. – Beschluss des GI-Präsidiums vom 24. Januar 2008 – veröffentlicht als

Beilage zur LOG IN 28 (2008) Heft 150/151 http://www.gi-ev.de/fileadmin/gliederungen/fb-iad/

fa-ibs/Empfehlungen/bildungsstandards_2008.pdf – geprüft: 18. Januar 2009. ISSN 0720–8642

[Heming u. a. 2008] Heming, Matthias ; Humbert, Ludger ; Röhner, Gerhard: Vorbereitung aufs Abitur.

Abituranforderungen transparent gestalten – mit Operatoren. In: LOG IN 27 (2008), Februar, Nr. 148/149,

S. 63–68. – ISSN 0720–8642. – Materialien:

http://www.log-in-verlag.de/service/2007/063-068_Vorbereitung_aufs_Abitur.rar – geprüft:

16. Februar 2008

[Hubwieser 2003] Hubwieser, Peter (Hrsg.): Informatik und Schule – Informatische Fachkonzepte im

Unterricht – INFOS 2003 – 10. GI-Fachtagung 17.–19. September 2003, München. Bonn : Gesellschaft für

Informatik, Köllen Druck + Verlag GmbH, September 2003 (GI-Edition – Lecture Notes in Informatics –

Proceedings P 32). – ISBN 3–88579–361–X

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Humbert u. Pasternak 2008] Humbert, Ludger ; Pasternak, Arno: Umsetzung der Bildungsstandards in den

Jahrgangsstufen 5–10. Workshop im Rahmen des siebten Informatiktages Nordrhein-Westfalen,

10. März 2007, veranstaltet von der GI-Fachgruppe »Informatische Bildung in NRW« in Kooperation mit

dem Arbeitsbereich Didaktik der Informatik der Universität Münster. März 2008. –

http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/1069336 – geprüft: 8. März 2009

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 28. Mai 2009 31 / 33


Literatur (cont.)

Normierung – Beispiele

[Humbert u. Puhlmann 2004] Humbert, Ludger ; Puhlmann, Hermann: Essential Ingredients of Literacy in

Informatics. In: Magenheim, Johannes (Hrsg.) ; Schubert, Sigrid (Hrsg.) ; Dagstuhl-Seminar of the German

Informatics Society (GI) 19.–24. September 2004 (Veranst.): Informatics and Student Assessment.

Concepts of Empirical Research and Standardisation of Measurement in the Area of Didactics of

Informatics Bd. 1. Bonn : Köllen Druck+Verlag GmbH, September 2004 (GI-Edition – Lecture Notes in

Informatics (LNI) – Seminars S-1). – ISBN 3–88579–435–7, S. 65–76. –

http://ddi.uni-paderborn.de/fileadmin/Informatik/AG-DDI/GI/2004_dagstuhl/papers/Humbert_

Puhlmann-Essential_Ingredients_of_Literacy_in_Informatics.pdf – last visited 8 th February 2009

[Humbert u. Puhlmann 2005] Humbert, Ludger ; Puhlmann, Hermann: Essential Ingredients of Literacy in

Informatics. In: 8 th IFIP World Conference on Computers in Education, 4–7 th July 2005, University of

Stellenbosch. Cape Town, South Africa : Document Transformation Technologies cc, July 2005. – ISBN

1–920–01711–9. – Documents/445.pdf

[Jürgens 2000] Jürgens, Eiko: Leistung und Beurteilung in der Schule. Eine Einführung in Leistungs- und

Bewertungsfragen aus pädagogischer Sicht. 5. Aufl. Sankt Augustin : Academia-Verlag, 2000. – ISBN

3–89665–089–0

[KMK 1991] KMK (Hrsg.): Einheitliche Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung »Informatik«. Neuwied :

Luchterhand, 1991. – KMK – Ständige Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik

Deutschland

[KMK 2004] KMK (Hrsg.): Einheitliche Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung »Informatik«. Bonn : KMK,

2004. – KMK – Ständige Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland

http://www.kmk.org/fileadmin/veroeffentlichungen_beschluesse/1989/1989_12_01_EPA_

Informatik.pdf – geprüft: 22. Januar 2009

Didaktik der Informatik

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Literatur (cont.)

Normierung – Beispiele

[Kunter u. a. 2002] Kunter, Mareike ; Schümer, Gundel ; Artelt, Cordula ; Baumert, Jürgen ; Klieme, Eckhard ;

Neubrand, Michael ; Prenzel, Manfred ; Schiefele, Ulrich ; Schneider, Wolfgang ; Stanat, Petra ; Tilmann,

Klaus-Jürgen ; Weiß, Manfred: Materialien aus der Bildungsforschung. Bd. 72: PISA 2000 : Dokumentation

der Erhebungsinstrumente. Berlin : Max-Planck-Institiut für Bildungsforschung, 2002. – ISBN

3–87985–086–0. – http://edoc.mpg.de/get.epl?fid=3501&did=14414&ver=0 – geprüft: 22. Januar 2009

[OECD 2001] OECD (Hrsg.): Lernen für das Leben. Erste Ergebnisse der internationalen Schulleistungsstudie

PISA 2000. Paris : Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD), 2001

[Oelkers 2003] Oelkers, Jürgen: Schule und Erziehung – Eine verantwortungsvolle Partnerschaft. In: Seminar –

Lehrerbildung und Schule (2003), Dezember, Nr. 4, S. 85–101. – ISSN 1431–2859

[Puhlmann 2003] Puhlmann, Hermann: Informatische Literalität nach dem PISA-Muster. In: [Hubwieser,

2003], S. 135–144. – http://bscw.schule.de/pub/nj_bscw.cgi/S444a5148/d182025/Informatische_

Literalitaet_PISA_Puhlmann_INFOS03.pdf – geprüft: 20. April 2008

[Rechenberg 1991] Rechenberg, Peter: Übersetzungen von Informatik-Literatur bekümmert betrachtet. In:

Informatik-Spektrum 14 (1991), Februar, Nr. 1, S. 28–33. – ISSN 0170–6012

[Ringelband 2003] Ringelband, Ute ; OECD PISA Deutschland (Hrsg.): Beispielaufgaben und Lösungen aus

dem nationalen Wissenstest zu computerbezogenen Kenntnissen. 2003. – lt. pdfinfo CreationDate: Tue Dec

21 15:15:12 2004 – http://pisa.ipn.uni-kiel.de/IT_Fragebogen_National_Beispielaufgaben.pdf

– geprüft: 13. Mai 2008

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 28. Mai 2009 33 / 33


Didaktik der Informatik – Vorlesung

7. Vorlesung: Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

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Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im

Sommersemester 2009

2 Informatikunterricht – besondere

Methoden

Veranstaltungsziele –

Kompetenzen

3 Informatikunterricht – besondere

Arbeitsweisen

Probleme lösen – fachlich und

fachdidaktisch

Problemlösekompetenz –

allgemeine Bildung

4 Projektunterricht im Schulfach

Informatik

Übersicht Gliederung der Präsentation

Merkmale des pädagogischen

Projektbegriffs

5 Differenzierung

Differenzierung – Definition –

Beispiele für äußere

Differenzierung

Innere Differenzierung –

Binnendifferenzierung

6 Planspiel – konkretes Beispiel

Ablauf

Konzeption

Rollenbeschreibung

Vorfall

7 Rollenspiel

8 Puzzle

Didaktik der Informatik

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Themen der Vorlesung (Stand 14. Juni 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4



7

✂Informatikunterricht

– besondere Arbeitsweisen ............................... 5 ✁

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Informatikunterricht – besondere Methoden Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Kompetenzen 7. Vorlesung: Informatikunterricht –

besondere Methoden

Kompetenzen 7. Vorlesung: Informatikunterricht – besondere Methoden

Einsatz von Informatikmitteln im Informatikunterricht einordnen

Fachliche sowie fachdidaktische Sicht auf Problemlösen und Projekt(e)

vorstellen

Formen und Ausprägung der Differenzierungen benennen und bezüglich

der Informatik einordnen

Mindestens drei Formen der inneren Differenzierungsmöglichkeiten

kennen und vorbereiten

Didaktik der Informatik

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Vorbemerkungen

Definition (Informatikmittel)

Vorbemerkungen

Informatikmittel sind alle Geräte, Einrichtungen und Dienste, die der

elektronischen Verarbeitung, Speicherung, Übermittlung oder Vernichtung

von Daten dienen:

1 Computersysteme

2 Peripherie-Geräte – z. B. Drucker, Plotter, Lautsprecher, Bildschirme,

externe Laufwerke, Bandstationen

3 Netzwerke und Netzwerk-Geräte – z. B. Router, Switches

4 Software

Informatikunterricht ist anders . . .

im Informatikunterricht erfolgt – im Unterschied zu anderen

Schulfächern – der Einsatz von Informatikmitteln selbstverständlich

(vgl. [Norris u. a., 2002, S. 17])

innovative, schülerorientierte Konzepte haben Eingang in den

Informatikunterricht gefunden (vgl. [Berger, 1997])

Didaktik der Informatik

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Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen Probleme lösen – fachlich und fachdidaktisch

Probleme lösen – im Team

Definition (Problem)

Ein Problem stellt eine nicht routinemäßig lösbare Aufgabe dar.

Fachwissenschaftliche Sicht:

Insbesondere in der Softwaretechnik besteht eine Problemlösung

üblicherweise darin, dass mit Hilfe von ingenieurmäßigen Arbeitsweisen

[arbeitsteilig] ein Informatiksystem entwickelt wird

Prozess zur Problemlösung –

Phasen (vgl. Pólya – vierte

Vorlesung – Folie 24)

Problem aufwerfen,

Problem verstehen,

Aufstellen eines Plans,

Ausführen des Plans,

Reflexion – Evaluation

Problem

aufwerfen

Der Blick

zurück

Das Problem verstehen

Ausführen

des

Plans

Aufstellen

eines

Plans

Didaktik der Informatik

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Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen Problemlösekompetenz – allgemeine Bildung

Problemlösekompetenz – allgemeine Bildung

Problemlösen verweist auf fächerübergreifende Kompetenzen

Probleme lösen zu können besteht darin, »lebensraumübergreifende«

Kompetenzen auszubilden

International (pisa): »Cross-Curricular Competencies (CCC)«

Entdeckender Unterricht (nach Bruner)

Lehrende

Gibt eine Problemsituation

Gibt prozessorientierte

Lernhilfen

Gibt ergebnisorientierte

Lernhilfen

alle Schülerinnen

analysieren das Problem

formulieren Hypothesen

überprüfen Hypothesen

finden [eine] Lösung(en)

bewerten ihre Lösung(en)

usw.

Lernende

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Projektunterricht im Schulfach Informatik

Projektunterricht im Schulfach Informatik

Aus dem Fachkontext bekannte Vorgehensweisen zur informatischen

Problemlösung sind häufig projektorientiert

Vorgehensmodelle

Wasserfallmodell (gilt als veraltet)

partizipative/agile/iterative Softwareentwicklung

u. v. a. m. – vor allem viele Bezeichnungen

Gestaltungsmerkmal des Informatikunterrichts ist die aktive

Bearbeitung einer Problemsituation durch die Schülerinnen

Fachliche Herangehensweisen – also Methoden aus dem

Projektmanagement – werden bei der Umsetzung verwendet

Vermischung von Fachmethode und Unterrichtsmethode findet häufig

unreflektiert statt

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Projektunterricht im Schulfach Informatik Merkmale des pädagogischen Projektbegriffs

Merkmale des pädagogischen Projektbegriffs

Schritte und Merkmale eines [pädagogischen] Projekts sind in [Gudjons,

2001, S. 81–94] beschrieben – folgende Merkmale werden ausgewiesen

Situationsbezug

Orientierung an den Interessen

der Beteiligten

Gesellschaftliche Praxisrelevanz

Zielgerichtete Projektplanung

Selbstorganisation und

Selbstverantwortung

Einbeziehen vieler Sinne

Soziales Lernen

Produktorientierung

Interdisziplinarität

Grenzen des Projektunterrichts

Ist eines der Merkmale nicht erfüllt, so sollte m. E. von projektorientiertem

Unterricht gesprochen werden. Zur Projektmethode vgl. vierte Vorlesung –

Folien 25 und 26.

Didaktik der Informatik

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Differenzierung

Definition (Schulische Differenzierung)

Differenzierung Differenzierung – Definition – Beispiele für äußere Differenzierung

Schulische Differenzierung wird mit dem Ziel vorgenommen, den

individuellen Kompetenzen, Interessen und dem objektiven Bedarf der

Schülerinnen Rechnung zu tragen.

Sie wird umgesetzt, in dem die Schülerinnen nach ausgewählten Kriterien in

Lerngruppen (n ≥ 1; n = »Gruppen«größe) eingeteilt werden.

äußere Differenzieung innere Differenzierung

Schulformen Hauptschule (HS), Realschule (RS), Gesamtschule (GE),

Gymnasium (GY), Berufskolleg (BK)

Fachleistung Leistungshomogene Gruppen werden räumlich getrennt

unterrichtet (in HS und GE in Mathematik, Englisch und

Deutsch)

Neigungsdifferenzierung Interessensgleiche Gruppen (z. B. AGs)

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Innere Differenzierung

Differenzierung Innere Differenzierung – Binnendifferenzierung

Innere Differenzierung wird auch als Binnendifferenzierung bezeichnet

und liegt in der Verantwortung und damit in der [gestaltenden] Hand der

Lehrerin. Die Umsetzung erfolgt durch eine »Gruppierung« innerhalb des

Unterrichts für eine gewisse Zeit. Die Schülerinnen erhalten Arbeitsaufträge,

die innerhalb der »Gruppierung« bearbeitet werden.

Beispiele für innere Differenzierung:

Gruppenarbeit arbeitsgleich, arbeitsteilig (n ≥ 3)

Partnerarbeit arbeitsgleich, arbeitsteilig (n = 2)

Einzelarbeit Hausaufgabe, programmierter Unterricht

Lernen an Stationen

Rollenspiel

Planspiel

Debatte

Puzzle

}bekannt

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Stationenlernen

Stationenlernen

Weitere/andere Bezeichnungen: Lernen an Stationen – Lernzirkel

Merkmal der Arbeitsform: einzelne Stationen, Schülerinnen arbeiten

weitestgehend selbstständig

Grundidee des Lernens an Stationen: ein Thema wird in Teilgebiete

untergliedert, die von den Schülerinnen und Schülern an verschiedenen

Stationen selbstständig bearbeitet werden.

Zu jedem inhaltlichen Schwerpunkt werden verschiedene Arbeits- und

Lernangebote bereitgestellt, die die unterschiedlichen

Lernvoraussetzungen der Schülerinnen und Schüler im Hinblick auf

Lernerfahrungen, Wissensstände sowie individuelle Aneignungs- und

Bearbeitungsmethoden berücksichtigen

Idee aus dem Zirkeltraining (Sport) zunächst in der Sonderpädagogik

und der Grundschuldidaktik umgesetzt

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Stationenlernen

Stationenlernen – Doppelzirkel

Fundamentum wird von allen bearbeitet ⇉ Pflichtstationen

Additum Angebotscharakter ⇉ Wahlstationen

Station D

Station E

Station C

Station F

Station J

Station K

Station I

Station B

Station G

Station A

Station H

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Stationenlernen

Stationenlernen – Probleme

Platzbedarf ⇚ Lerngruppengröße

Arbeit der Lehrerin im Vorfeld u. a. Vorbereitung und Aufbau der

Stationen

Material»schlacht« Vorbereitungsaufwand ist sehr hoch – die

Schülerinnen müssen selbstständig mit dem Material zielgerichtet und

erfolgreich arbeiten können – Möglichkeiten der Selbstkontrolle müssen

für die Schüler handhabbar verfügbar sein

Aufwandsabschätzung – Planung der Gesamtdurchführung,

Bearbeitungszeit der Schüler für jede der Stationen

Lernen mit allen Sinnen, d. h. ein [Teil-]ziel soll auf mehrere Arten

erreichbar sein ⇉ Parallelstationen

Voneinander abhängige Stationen; Staus bei der Bearbeitung ⇉ Paralleloder/und

Pufferstationen

Erfahrungsraum erweitern; Stationen außerhalb des Klassen- oder

Fachraums ⇉ Außenstationen (Bibliothek, Interviews im Stadtteil, etc.)

Didaktik der Informatik

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Planspiel – konkretes Beispiel Ablauf

Planspiel Datenschutz – Ablauf

Beispiel: Planspiel Datenschutz – Erstveröffentlichung 1987

[Hammer u. Pordesch, 1987]

Thematische Einführung

Planspielkonzeption

Spielphase I

Prinzip der Rasterfahndung

Spielphase II

Vorstellung der Ergebnisse der Kleingruppen

Problematisierung von Rasterfahndungsprinzip und vernetzten

Informationssystemen (evtl. in Kleingruppen)

Plenum (auch Überleitung zu einem weiterführenden Schwerpunkt)

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Planspiel – konkretes Beispiel Konzeption

Planspiel Datenschutz – Konzeption

Original [Hammer u. Pordesch, 1987]

angepasste Kopie [Brandt u. a., 1991]

Planspielkonzeption

Für das Planspiel ist zunächst eine

Aufteilung in fünf Kleingruppen

erforderlich. Jede Gruppe ist dafür

verantwortlich, dass ihr Arbeitsplatz

besetzt ist, und die anfallenden

Aufgaben erledigt werden können.

Außerdem hat jede Teilnehmerin in

ihrer Rolle als »Normalbürgerin«

Aufgaben zu erfüllen (eine der

Rollenbeschreibungen).

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Planspiel – konkretes Beispiel Rollenbeschreibung

Planspiel Datenschutz – Rollenbeschreibung


1 Fahren Sie mit dem Roller Ihrer Freundin zum Tanken (5 Liter = 10 e).

2 Auf dem Rückweg haben Sie einen folgenschweren Unfall. Plötzlich läuft eine

Oma vor Ihnen auf die Straße und Sie fahren die Oma an. Sie haben einen

Schock und fahren weiter ohne anzuhalten. Das ist Fahrerflucht und wird

bestraft. Jetzt haben Sie noch mehr Angst und versuchen, den Unfall zu

vertuschen. Dazu müssen Sie den Roller erst einmal reparieren. Außenspiegel,

Gepäckträger und der Ständer sind kaputtgegangen, Kennen Sie einen

verschwiegenen Freund, der den Roller reparieren kann? Wenn nicht, dann

gehen Sie jetzt zur Bibliothek und leihen sich das Buch »Rollerreparatur« aus.

3 Haben Sie oder hat ein verschwiegener Freund Werkzeug? Wenn nicht, dann

gehen Sie zum Supermarkt und kaufen sich welches für 100 e.

4 Haben Sie jetzt noch Geld zu Hause? Wenn nicht, dann heben Sie 200 e von

Ihrem Konto ab.

5 In jedem Fall brauchen Sie Ersatzteile, kaufen Sie Ersatzteile im Supermarkt für

90 e.

6

✫Melden

Sie sich beim Meldeamt ordentlich an.

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Planspiel – konkretes Beispiel Vorfall

Planspiel Datenschutz – Vorfall: Einstellung

Sie sind Entscheidungsträger in einem Personalbüro eines großen Chemieunternehmens, und für die

Einstellung neuer Mitarbeiter verantwortlich. Auf die Stellenanzeige für einen Leiter des Forschungsbereichs

hin haben sich sehr viele Männer und Frauen beworben. Nun können Sie sicherlich anhand

der Bewerbungsunterlagen und persönlicher Gespräche einen passenden Kandidaten auswählen.

Doch viele Angaben, die ein Unternehmen bei einer Einstellung – besonders bei höheren Posten –

interessieren, werden von Bewerbern nicht oder nicht richtig angegeben.

So suchen Sie eine absolut ergebene Person,

die selten krank ist,

kein politisches oder gewerkschaftliches Engagement zeigt,

nicht anfällig für Erpressung ist,

usw.

Sie können sich das im Einzelnen selbst überlegen.

Ihre Aufgabe besteht also darin, mit Hilfe der überall herumliegenden Daten diejenigen unter den

Bewerbern herauszufiltern, von dem Sie meinen, dass sie für den Job geeignet sind. Nehmen Sie

dabei an, dass sich alle außer Ihrer Gruppe beworben haben.

Wenn Sie eine oder mehrere Personennummern herausgefunden haben (nur mit den vorhandenen

Daten!), dann holen Sie sich im Meldeamt die vollen Namen und stellen Ihre Ergebnisse mit Begründung

dem Kurs vor.

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Rollenspiel

Routing – Idee für ein Rollenspiel

Situation Schülerinnen realisieren eine Lösung, um mittels ihrer

Mobiltelefone über Bluetooth »chatten« zu können

Arbeitsstand die Punkt zu Punkt (P2P) Lösung ist bereits umgesetzt

Wunsch Chat, bei dem Systeme als Relais genutzt werden können,

damit größere Entfernungen überbrückt werden können

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Rollenspiel

Routing – Problematisierung

https://haspe.homeip.net/projekte/ddi/browser/tex/pgf2/verbindungMoeg.pdf

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Rollenspiel

Routing – Lösungsidee (nach [Friedrichs u. a., 2007])

Nachricht

ACK

Startpunkt

Hop(s)

Endpunkt

L ATEX-Quellcode der pgf-Grafik

https://haspe.homeip.net/projekte/ddi/browser/tex/pgf2/planingMANET.tex

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Rollenspiel – Beispiele

Rollenspiel

Vorschläge für fachbezogene Rollenspiele

Quelle Kurzbeschreibung/Hinweis

[Bergin, 2000] Objektspiel

[Dißmann, 2003] Informatikstudiengang

[Fothe, 2003] Lehrerfortbildungen

[Fothe u. a., 2005] http://humbert.in.hagen.de/iffase/Artikel/hufnagel-berichtDresden_2005-10-28.html

[Fothe, 2007] http://humbert.in.hagen.de/iffase/Artikel/INFOS-2007-Grabowsky-Pumpluen_2007-09-22.html

Vorlesung 3 (Gender) – vgl. [Humbert, 2006, Anhang G, S. 235–237]

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[Gruppen-]Puzzle

Puzzle

Inzwischen auch in der Bundesrepublik verbreitet

Ziel: Ein thematischer Zusammenhang soll in verschiedenen Fassetten

erarbeitet und kommuniziert werden

Arbeitsteilig werden verschiedene Aspekte eines Themas mit Hilfe von

vorbereiteten Materialien in Gruppen (Primärgruppen) bearbeitet

Während dieser Arbeit fällt der Lehrkraft die Aufgabe zu, darauf zu

achten, dass wirklich alle Schüler/innen die Ergebnisse der jeweiligen

Gruppe miterarbeiten

In der zweiten Phase werden die neuen Gruppen (Sekundärgruppen) so

zusammen gesetzt, dass pro neuer Gruppe jeweils alle Mitglieder aus

verschiedenen Primärgruppen stammen. In dieser Phase werden die

Ergebnisse den anderen Gruppenmitgliedern mitgeteilt/präsentiert

Vorstellung: Am Ende der Arbeit sollten alle Teilnehmenden einen

Überblick über den kompletten thematischen Zusammenhang

vorstellen können

Problem: Sicherung der Ergebnisse der Primärgruppen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 18. Juni 2009 23 / 26


Literatur

Puzzle

[Berger 1997] Berger, Peter: Das ’Computer-Weltbild’ von Lehrern. In: Hoppe, Heinz U. (Hrsg.) ; Luther,

Wolfram (Hrsg.): Informatik und Lernen in der Informationsgesellschaft. Berlin, Heidelberg : Springer,

September 1997 (Informatik aktuell). – ISBN 3–540–63432–0, S. 27–39

[Bergin 2000] Bergin, Joseph: The Object Game. An Exercise for Studying Objects. June 2000. – Last Updated:

November 10, 2006 – http://csis.pace.edu/~bergin/patterns/objectgame.html – geprüft:

22. Mai 2008

[Brandt u. a. 1991] Brandt, Friedemann ; Heinzerling (Koordination), Harald ; Kempny, Günther: Jugend im

Datennetz. Ein Planspiel. Wiesbaden : HIBS, 1991 (Materialien zum Unterricht, Sekundarstufe l 105

Informations- und kommunikationstechnische Grundbildung 8). – HIBS–Hessisches Institut für

Bildungsplanung und Schulentwicklung – vgl. [Hammer u. Pordesch, 1987]

[Dißmann 2003] Dißmann, Stefan: Handlungsorientiertes Erlernen von Programmkonstruktionen anhand von

Rollenspielen. In: [Hubwieser, 2003], S. 249–260

[Fothe 2003] Fothe, Michael: Zeitverhalten von Sortierverfahren – Beispiele für experimentelles Arbeiten im

Informatikunterricht. In: [Hubwieser, 2003], S. 111–120

[Fothe 2007] Fothe, Michael: Algorithmen in spielerischer Form. In: Stechert, Peer (Hrsg.) ; GI (Veranst.):

Informatische Bildung in der Wissensgesellschaft. Praxisband der 12. Fachtagung »Informatik und Schule«

– INFOS 2007. Siegen : Universitätsverlag, September 2007 (Medienwissenschaften 6). – ISBN

978–3–936533–23–1, S. 31–42. – http://www.uni-jena.de/img/unijena_/faculties/minet/casio/

DidaktikDerInformatik/INFOS_Fothe.pdf – geprüft: 18. Mai 2008

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 18. Juni 2009 24 / 26


Literatur (cont.)

Puzzle

[Fothe u. a. 2005] Fothe, Michael ; Hohmann, Klaus ; List, Annemarie ; Moldenhauer, Wolfgang ; Stoll, Thomas

; Straßburg, Günter ; Zidek, Martina: Rollenspiele im Informatikunterricht – Arbeitsergebnis eines Projektes

zur Schulentwicklung in Thüringen. In: Rohland, Holger (Hrsg.): Informatik & Schule – »Unterrichtskonzepte

für informatische Bildung« – Praxisband. Praxisberichte, Workshops und Poster der INFOS ’05. Dresden :

Technische Universität – Fakultät Informatik, September 2005 (Technische Berichte). – ISSN 1430–211X, S.

67–68

[Friedrichs u. a. 2007] Friedrichs, Stephan ; Günther, Henning ; Mielentz, Oliver ; Wegner, Martin: Ad-hoc

Chatsystem für Mobile Netze – Gruppe 2 – »Barracuda« / Technische Universität – Institut für

Betriebssysteme und Rechnerverbund – Softwareentwicklungspraktikum. Braunschweig, Juni/Juli 2007. –

Dokumentation. – http://sep07.mroot.net/documents.html – Quellen (L ATEX, Dia) unter

http://repos.mroot.net/sep07-adhoc/documents/ – geprüft: 15. Mai 2008

[Gudjons 2001] Gudjons, Herbert: Handlungsorientiert lehren und lernen. Schüleraktivierung – Selbsttätigkeit

– Projektarbeit. 6. überarb. und erw. Aufl. Bad Heilbrunn : Klinkhardt, 2001 (Erziehen und Unterrichten in

der Schule). – ISBN 3–7815–1131–6

[Hammer u. Pordesch 1987] Hammer, Volker ; Pordesch, Ulrich: Planspiel Datenschutz in vernetzten

Informationssystemen. Mühlheim a. d. Ruhr : Verlag Die Schulpraxis, 1987. –

http://www.medienzentrum-kassel.de/fortbildung/download/datenschutz/planspiel.zip –

geprüft: 18. Mai 2008

[Hubwieser 2003] Hubwieser, Peter (Hrsg.): Informatik und Schule – Informatische Fachkonzepte im

Unterricht – INFOS 2003 – 10. GI-Fachtagung 17.–19. September 2003, München. Bonn : Gesellschaft für

Informatik, Köllen Druck + Verlag GmbH, September 2003 (GI-Edition – Lecture Notes in Informatics –

Proceedings P 32). – ISBN 3–88579–361–X

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 18. Juni 2009 25 / 26


Literatur (cont.)

Puzzle

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Norris u. a. 2002] Norris, Cathleen ; Soloway, Elliot ; Sullivan, Terry: Examining 25 years of technology in

U.S. education. In: Comm. ACM 45 (2002), August, Nr. 8, S. 15–18. – Column: Log on education

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 18. Juni 2009 26 / 26


Didaktik der Informatik – Vorlesung

8. Vorlesung: Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

Dieses Dokument wird unter der folgenden Creative-Commons-Lizenz veröffentlicht: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/deed.de


Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im

Sommersemester 2009

2 Informatikunterrichtsplanung –

Vorgehensmodelle

Veranstaltungsziele –

Kompetenzen

Fachlich begründetes Vorgehen

⇒ Vorgehensmodelle

Wasserfallmodell

Übersicht Gliederung der Präsentation

STEPS

Extreme Programming (XP) –

eine »agile« Methode

Zwischenresüme –

Vorgehensmodelle

Bezug zu didaktischen Fragen

3 A Pedagogical Pattern Language

4 Unterrichtsplanungsmodelle

Allgemein: König/Riedel –

W. Schulz – W. Klafki

Fachdidaktik – Hartmann

Weiterentwicklung?

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 2 / 22


Themen der Vorlesung (Stand 14. Juni 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5



8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ............................ 6



9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Kompetenzen 8. Vorlesung:

Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle

Kompetenzen 8. Vorlesung: Informatikunterrichtsplanung –

Vorgehensmodelle

Fachlich begründetes Vorgehen zur Planung von Vermittlungsprozessen

darlegen und im Hinblick auf ihre Eignung für die Unterrichtsplanung

einschätzen

Mindestens drei Planungs-/Vorgehensmodelle angeben, darstellen und

hinsichtlich der Vor- und Nachteile beurteilen

Eignung der »Pedagogical Pattern Language« für Vermittlungsprozesse

einordnen

Bekannte allgemeine Unterrichtsplanungsinstrumente einordnen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 4 / 22


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle Fachlich begründetes Vorgehen ⇒ Vorgehensmodelle

Vorgehensmodelle zur Erstellung von

Informatiksystemen

Zielmaßgaben aller Vorgehensmodelle (zur Softwareentwicklung)

Effiziente Entwicklung . . .

qualitativ hochwertiger Software . . .

unter Einhaltung von Zeit- und Kostenbudgets

Auswahl und Kurzdarstellung einiger Vorgehensmodelle

Wasserfallmodell (70ger Jahre)

STEPS (90ger Jahre)

XP (aktuell)

nicht dargestellt V-Modell, aktuelle Ansätze zur theoretischen Fassung, RUP,

Metamodellierung, allgemeine Modelltheorie, . . .

Didaktik der Informatik

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Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle Wasserfallmodell

Wasserfallmodell – Produkterstellungsorientierung

Fertigungsprozess für Produkte als erfolgreiches Vorbild für

Software-Entwicklung

starke Bürokratisierung

↪ »Ungeliebtes« Modell der Softwareentwicklung

Analyse

Design

Code

Test

Wartung/Verschrottung

Beachte: Bereits in [Royce, 1970, 330] finden sich Hinweise auf ein iteratives

Vorgehen (mit Rückwärtspfeilen).

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 6 / 22


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle STEPS

STEPS – iterativ – [Floyd, 1993]

Software-Technik für Evolutionäre Partizipative Systementwicklung

Legende – Symbole

partizipative

Aufgabe

Aufgabe

der

Entwickler

aufeinander

aufeinander

aufeinander folgende

folgende

folgende Zyklen

Zyklen

Zyklen

Dokumente

Aufgabe

der

Benutzer

vgl. [Pasch, 1994, S. 63]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 7 / 22


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle STEPS

STEPS – [Floyd, 1993]

Herstellung

Software-

Software-

Software- Realisierun

Realisierun

Realisierung

System

System

System- gestaltun

gestaltun

gestaltung

System

System

System- spezifikatio

spezifikatio

spezifikation

Projektetablierung

Revisionsetablierung

Projektabschluß

Umfeld

Umfeld

Umfeld- vorbereitun

vorbereitun

vorbereitung

SystemSystemSystemversionversionversion

Benutzun

Benutzun

Benutzung

Pfleg

Pfleg

Pflege

Einsatz

[Pasch, 1994]vgl. [Pasch, 1994, S. 63]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 8 / 22


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle Extreme Programming (XP) – eine »agile« Methode

Extreme Programming (XP) – Hacken als Modell?

Rollen

Mittel

Werte

Rollen

Prinzipien

Aktivitäten

»Werte«

Kommunikation

Einfachheit

Feedback

Eigenverantwortung

Projektleiter Management, Koordination (Ressourcen, Kosten, Zeitpläne)

Kunde wenigstens ein Kunde ist permanent ansprechbar – entwirft

funktionale Tests für die Software (User-Stories)

Entwickler kodieren, testen, entwerfen und hören dem Kunden

aufmerksam zu

Prinzipien

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 9 / 22


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle Extreme Programming (XP) – eine »agile« Methode

Extreme Programming – Entwicklungspraktiken

Planspiel

Metaphern: Unterstützung der

Kommunikation

Pair-Programming

Testen, testen, testen

Refactoring

Grundlage für die Darstellung von XP – [Rumpe, 2001]

Gemeinsamer Codebesitz

Kleine Freigaben – idealerweise

im Wochentakt

Kontinuierliche Integration

Max. 40 Stunden Woche

Kodierungsstandards

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 10 / 22


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle Extreme Programming (XP) – eine »agile« Methode

XP: Refactoring – Verbesserung der Qualität

Universitätsbeschäftigte

Professorin Assistentin

Sektretariatsmitarbeiterin

.......................................................................................

Wissenschaftlerin

Universitätsbeschäftigte

Professorin Assistentin

Sektretariatsmitarbeiterin

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 11 / 22


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle Zwischenresüme – Vorgehensmodelle

Zwischenresüme – Vorgehensmodelle

Schnittmenge zwischen Fragen der Didaktik und Vorgehensmodellen ist

nicht leer

Begrifflichkeit überlappt sich – Elemente werden gleich oder ähnlich

bezeichnet

Wie bereits in der vierten Vorlesung verdeutlicht, können

Lehr-/Lernprozesse objektorientiert betrachtet werden

(vgl. http://ddi.uni-wuppertal.de/)

Erklärungsansatz

In beiden Bereichen (also Software-Entwicklung und organisierten

Lehr-/Lernprozessen) geht es darum, mit Menschen komplexe Situationen zu

bewältigen – dabei kommt nicht formalisierbaren Elementen häufig eine

Schlüsselfunktion zu – ob das die Organisatoren nun wollen oder nicht

Hinweise: Wasserfall – [Boehm, 2002], [Boehm, 1984]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 12 / 22


Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle Bezug zu didaktischen Fragen

Bezug zu didaktischen Fragen

Organisierte Lehr-/Lernprozesse finden nicht nur in der Schule statt

Einige Entwicklerinnen und Entwicklern aus der OO-Szene haben ihre

Modellierungskompetenz zur

Vorbereitung

Durchführung

Nachbereitung

von Seminaren eingesetzt (vgl. [Fricke u. Völter, 2000])

Die Ergebnisse bieten zur Bewältigung dieser Art von Planungsaufgaben

strukturiere Unterstützung

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 13 / 22


Übersicht – Legende

Muster A Muster B

Muster C

Gruppe

Muster D

A Pedagogical Pattern Language

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 14 / 22


A Pedagogical Pattern Language

Teaching seminars effectively

Seminar

Prep

1. Check

Prerequisites

2. Adapt to

Participants’

Background

3. Let Them

Decide

4. Comfortable

Environment

6. Reference

the Plan

5. Seminar

Plan

8. Breaks 9. Buffers

11. Summary

10. Review

after Breaks

7. Manuscript

Seminar

begins

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 15 / 22


Zieldimension

A Pedagogical Pattern Language

Die Modellierung erfüllt verschiedene Ziele, ein Ziel besteht darin, Fragen

beantworten zu können, die sich im Zusammenhang mit Problemen

ergeben. Ein Beispiel wird von den Autorinnen/Autoren folgendermaßen

formuliert (aus [Fricke u. Völter, 2000, S. 8]):

typical problem

My sessions are boring, I do not feel I can engage the participants.

patterns in this language

change media (41), body language (35), problem orientation (32), relevant

examples (28), adapt to participants’ background (2), reference the plan (6)

Aus didaktischer Sicht ist zu bemerken, dass die Ziele des

Vermittlungsprozesses nicht berücksichtigt werden.

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 16 / 22


Unterrichtsplanungsmodelle Allgemein: König/Riedel – W. Schulz – W. Klafki

Muster zur didaktischen Planung

Didaktische Planungsmodelle – Beispiele . . .

Systemtheoretische Didaktik

unterrichtstechnischer Bereich

←→

planen

verwirklichen

überprüfen

←→

SOLL-Erscheinungen des Unterrichts SOLL-Wirkungen des Unterrichts

erklären

beschreiben

und IST-Wirkungen

setzen

untersuchen

IST-Erscheinungen

werten

untersuchen

modellbildender Bereich

[König Perspektivenschema

u. Riedel, 1973]

zielsetzender Bereich

des Unterrichts

←→

Berliner/Hamburger Modell

INSTITUTIONELLE

PRODUKTIONS- & HERRSCHAFTSVERHÄLTNISSE

SELBST- & WELTVERSTÄNDNIS

L

L

8

9

UZ AL S

><

>=

>:

>;

EK VV S

UNTERRICHT

BEDINGUNGEN

[Schulz, 1981, S. 82]

SCHULBEZOGEN HANDELNDER

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 17 / 22


Unterrichtsplanungsmodelle Fachdidaktik – Hartmann

Fachdidaktik – Planungsmodell[e]

Bedingungsgefüge Informatikunterrichtsplanung – Werner Hartmann

Rahmenbedingungen

Institution –

wo?

Vorkenntnisse

Wieviel Zeit?

Infrastruktur,

Hilfsmittel -

womit?

Zielgruppe –

für wen?

Bedürfnis -

was?

Auswahl des Inhalts - was?

Unterrichtsmethoden

- wie?

Lernziele festlegen

Sichtweisen des

Inhalts

Ablauf planen &

Unterrichtsvorbereitung

Durchführung

Evaluation

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 18 / 22

aus: [Humbert, 2006, S. 97]


Unterrichtsplanungsmodelle Weiterentwicklung?

Planungsmodelle – Kritik und Weiterentwicklung

Planungsmodelle für den Unterricht – Inputorientierung

Vollständige Planbarkeit des Unterrichts ist eine Chimäre

Berücksichtigung der professionellen Unterrichtsvorbereitung findet

kaum statt

Aktuell werden eher Elemente benannt, die [nur] ausgewählte

Planungsmomente betreffen

Beispiele

TPS – Think, Pair, Share (kooperatives Lernen)

Klippert

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 19 / 22


Planung – professionell

Unterrichtsplanungsmodelle Weiterentwicklung?

Unterrichtsplanung von Expertinnen des Unterrichts (schematisch)

Vorstellung der Expertin Themenbereich

Netz von Vorstellungen

Aufgaben

allgemeine Vorstellung

Zeit

Rückbezug →

Handlungen

Konkretisierung

Schülerin Lehrerin

Handlungsplan

Konkretisierung nur in Teilen

Routine statt Ausformulierung

← Rückbezug

detaillierte Vorbereitung

technisch-organisatorischer

Art

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 20 / 22

aus: [Humbert, 2006, S. 96]


Literatur

Unterrichtsplanungsmodelle

[Boehm 1984] Boehm, Barry: Software Engineering Economics. In: [Broy u. Denert, 2002], S. 641–686. –

zuerst veröffentlicht in: IEEE Transactions on Software Engineering, Vol. SE-10(1), pp. 4-21, 1984

[Boehm 2002] Boehm, Barry: Early Experiences in Software Economics. In: [Broy u. Denert, 2002], S.

632–640. – sd&m Konferenz, 28., 29. Juni 2001

[Broy u. Denert 2002] Broy, Manfred (Hrsg.) ; Denert, Ernst (Hrsg.): Software Pioneers Contributions to

Software Engineering. Berlin : Springer, 2002 . – ISBN 3–540–43081–4. – sd&m Konferenz, 28.,

29. Juni 2001

[Floyd 1993] Floyd, Christiane: STEPS – a methodical approach to PD (Participatory Design). In: Comm. ACM

36 (1993), June, Nr. 6, S. pp. 83–85

[Fricke u. Völter 2000] Fricke, Astrid ; Völter, Markus: SEMINARS – A Pedagogical Pattern Language about

teaching seminars effectively. July 2000. – http://www.voelter.de/data/pub/tp/tp.pdf,

http://www.voelter.de/data/pub/tp/html/ and

http://www.coldewey.com/europlop2000/papers/voelter+fricke.zip – last visited 29 th April 2008

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Klafki 1985] Klafki, Wolfgang: Neue Studien zur Bildungstheorie und Didaktik: Beiträge zur

kritisch-konstruktiven Didaktik. Weinheim, Basel : Beltz Verlag, 1985. – ISBN 3–407–54148–1

[König u. Riedel 1973] König, Ernst ; Riedel, Harald: Systemtheoretische Didaktik. Weinheim und Basel : Beltz,

1973. – ISBN 3–4075–4001–9

[Pasch 1994] Pasch, Jürgen: Software-Entwicklung im Team. Berlin : Springer Verlag, 1994. – ISBN

3–540–57228–7

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 21 / 22


Literatur (cont.)

Unterrichtsplanungsmodelle

[Royce 1970] Royce, Winston W.: Managing the Development of Large Software Systems. In: Proceedings,

WESCON, TRW (The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.—IEEE), August 1970, S. 1–9

(328–338). – http://facweb.cs.depaul.edu/jhuang/is553/Royce.pdf and

http://www.cs.umd.edu/class/spring2003/cmsc838p/Process/waterfall.pdf – last visited 19 th June

2009

[Rumpe 2001] Rumpe, Bernhard: Extreme Programming – Back to Basics? In: Engels, Georg (Hrsg.) ;

Oberweis, Andreas (Hrsg.) ; Zündorf, Albert (Hrsg.): Modellierung 2001, Workshop der Gesellschaft für

Informatik e. V. (GI) 28.–30.3.2001, Bad Lippspringe. Bonn : Gesellschaft für Informatik, Köllen Druck +

Verlag GmbH, März 2001 (GI-Edition – Lecture Notes in Informatics – Proceedings), S. 121–131. –

http://www4.in.tum.de/~rumpe/papers/Rum01/Rum01.pdf – geprüft: 25. Mai 2008

[Schulz 1981] Schulz, Wolfgang: Unterrichtsplanung. Mit Materialien aus Unterrichtsfächern. Beltz, 1981

(Fachbuch). – ISBN 3–407–26016–4

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 25. Juni 2009 22 / 22


Didaktik der Informatik – Vorlesung

9. Vorlesung: Informatikunterrichtsplanung

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

Dieses Dokument wird unter der folgenden Creative-Commons-Lizenz veröffentlicht: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/deed.de


Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im

Sommersemester 2009

2 Informatikunterrichtsplanung

Veranstaltungsziele –

Kompetenzen

3 Informatikunterrichtsplanung

konkret

Rahmenüberlegungen zur

Unterrichtsplanung

Übersicht Gliederung der Präsentation

Professionelle

Unterrichtsplanung

4 Fachliche Inhalte

Modellieren und Konstruieren

Analysieren und Bewerten

5 Unterrichtssequenzen

Unterrichtssequenzen –

Obligatorik

Jahrgang 11 – objektorientiert

Klassenbibliothek – Beispiel

Rahmen – Zentralabitur

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 2 / 26


Themen der Vorlesung (Stand 26. Juni 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6



9 Informatikunterrichtsplanung ................................................ 6, 7



10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Kompetenzen 9. Vorlesung:

Informatikunterrichtsplanung Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Informatikunterrichtsplanung

Kompetenzen 9. Vorlesung: Informatikunterrichtsplanung

Dimensionen der Unterrichtsplanung darstellen

Unterschiede zwischen Modellen und der professionellen

Unterrichtsplanung beschreiben

Stellenwert von Richtlinien und Lehrplänen sowie Rahmenvorgaben als

Planungshilfe darstellen

Konkrete Unterrichtsplanung mit einem gegebenen Modell und einem

ausgewählten Inhalt durchführen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 4 / 26


Informatikunterrichtsplanung konkret Rahmenüberlegungen zur Unterrichtsplanung

Unterrichtsplanung – Rahmen

Unterrichtlich Planung des Unterrichts ist zentrales (allgemein-)didaktisches

Thema (siehe Vorlesungen 4 und 8)

Professionelle Unterrichtsplanung setzt [andere] Schwerpunkte

(vgl. [Humbert, 2006, S. 94ff] und die folgenden Folien)

Wandel von der Input- zur Output-Orientierung führt zu einer

Veränderung der Unterrichtskultur und damit auch der

-planung (siehe Vorlesungen 5 und 6)

Arbeitsweisen im Fach bedingen besondere Umsetzungsgestaltung

(siehe Vorlesung 7)

Fachlich Planung im Fach wird mit Vorgehensmodellen vorgenommen

(siehe Vorlesung 8)

Illustration einer Gestaltungsmöglichkeit mit Überlegungen zur

Verallgemeinerung und ihr Bezug zu den (geltenden)

Richtlinien in NW (== Nordrhein-Westfalen)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 5 / 26


Informatikunterrichtsplanung konkret Professionelle Unterrichtsplanung

Professionelle Unterrichtsplanung

Bisher (vor allem in der Vorlesung 8) dargestellte Planungsmodelle

basieren auf eher theoretisch geleiteten Untersuchungen der

Planungsprozesse unter der jeweiligen Zielmaßgabe, also

pädagogischer – didaktischer – pragmatischer Natur.

Bei einer Unterrichtsbelastung mit 25 Unterrichtsstunden pro Woche

(und mehr) kann keine Lehrerin jede Unterrichtsstunde mit einer derart

umfangreichen Planung vorbereiten.

Inzwischen liegen erste Untersuchungen zu der tatsächlichen

Planungsarbeit vor.

Allerdings nicht für das Schulfach Informatik, sondern für Physik.

Eine Untersuchung fördert zutage, dass der alltägliche Planungsprozess

sich ganz erheblich von den Planungsmodellen unterscheiden, die in der

Ausbildung üblicherweise thematisiert und eingeübt werden.

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 6 / 26


Informatikunterrichtsplanung konkret Professionelle Unterrichtsplanung

Professionelle Unterrichtsplanung – konkret

Am Ende der sogenannten dritten Phase der Lehrerbildung

(ca. drei – fünf Jahre im Dienst) kann berufsbiographisch die Phase der

Professionalisierung festgestellt werden, die darin besteht, dass

Routinen überwunden werden, zugunsten von Planungsverfahren, die

sich ganz erheblich von der Standardplanungsverfahren unterscheiden

1 Vorüberlegungen zur Darbietung der Inhalte – werden als Stichworte notiert

– Handlungen der Lehrenden und der Schülerinnen werden nicht expliziert

2 Integrierte Prüfungselemente werden differenziert dargestellt: konkrete

Fragen und Antworten, die als zulässig angesehen werden, werden

ausformuliert – explizite Angabe von Handlungen der Lehrenden und der

Schülerin

3 Vorbereitung eines konkreten Experiments, das sowohl konkret geplant,

aber auch probehandelnd vor dem Unterricht durchgeführt wird

[Altrichter u. a., 1996]

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 7 / 26


Informatikunterrichtsplanung konkret Professionelle Unterrichtsplanung

Professionelle Unterrichtsplanung – real [Humbert, 2006, S. 96]

Vorstellung der Expertin Themenbereich

Netz von Vorstellungen

Aufgaben

allgemeine Vorstellung

Zeit

Rückbezug →

Handlungen

Konkretisierung

Schülerin Lehrerin

Handlungsplan

Konkretisierung nur in Teilen

Routine statt Ausformulierung

← Rückbezug

detaillierte Vorbereitung

technisch-organisatorischer

Art

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 8 / 26


Informatikunterrichtsplanung konkret Professionelle Unterrichtsplanung

Richtlinien und Lehrplan Informatik [MSWWF, 1999]

Gesamtinhalt

Richtlinien

Seite

1 Aufgaben und Ziele der gymnasialen Oberstufe XI

2 Rahmenbedingungen XV

3 Prinzipien des Lernens und Lehrens in der gymnasialen Oberstufe XVII

4 Aufbau und Gliederung der gymnasialen Oberstufe XX

5 Schulprogramm XXI

Lehrplan Informatik

1 Aufgaben und Ziele des Faches 5

2 Bereiche, Themen, Gegenstände 10

3 Unterrichtsgestaltung/Lernorganisation 36

4 Lernerfolgsüberprüfungen 73

5 Die Abiturprüfung 83

6 Hinweise zur Arbeit mit dem Lehrplan 111

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 9 / 26


Fachliche Inhalte

Fachliche Inhalte – [MSWWF, 1999, S. 10]

Fachliche Inhalte

Modellieren und Konstruieren Analysieren und Bewerten

Ein Informatikmodell gewinnen:

Probleme eingrenzen und spezifizieren,

reduzierte Systeme

definieren

Daten und Algorithmen abstrahieren

Lösungskonzepte nach einem Programmierkonzept

realisieren, überprüfen

und weiterentwickeln

Typische Einsatzbereiche, Möglichkeiten,

Grenzen, Chancen und Risiken

der Informations- und Kommunikationssysteme

untersuchen und

einschätzen

Algorithmen, Sprachkonzepte und

Automatenmodelle beurteilen

Technische, funktionale und organisatorische

Prinzipien von Hardund

Software kennen lernen und

einordnen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 10 / 26


Obligatorik und Freiraum ◯1

Fachliche Inhalte Modellieren und Konstruieren

Fachliche Inhalte

Modellieren und Konstruieren Analysieren und Bewerten

Ein Informatikmodell gewinnen: Typische Einsatzbereiche, Möglich-

Probleme eingrenzen und spekeiten, Grenzen, Chancen und Risizifizieren,

reduzierte Systeme ken der Informations- und Kommu-

definieren

nikationssysteme untersuchen und

einschätzen

Daten und Algorithmen abstrahie- Algorithmen, Sprachkonzepte und

ren

Automatenmodelle beurteilen

Lösungskonzepte nach einem Pro- Technische, funktionale und orgagrammierkonzept

realisieren, übernisatorische Prinzipien von Hardprüfen

und weiterentwickeln und Software kennen lernen und

einordnen

Ein Informatikmodell gewinnen:

Probleme eingrenzen und spezifizieren, reduzierte Systeme definieren

Problemstellungen eingrenzen und Probleme strukturieren

Anforderungen an ein Modell aufstellen

ein reduziertes Modell für die Problemstellung definieren

eine erste Lösungsstrategie entwerfen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 11 / 26


Obligatorik und Freiraum ◯2

Daten und Algorithmen abstrahieren

Fachliche Inhalte Modellieren und Konstruieren

Fachliche Inhalte

Modellieren und Konstruieren Analysieren und Bewerten

Ein Informatikmodell gewinnen: Typische Einsatzbereiche, Möglich-

Probleme eingrenzen und spekeiten, Grenzen, Chancen und Risizifizieren,

reduzierte Systeme ken der Informations- und Kommu-

definieren

nikationssysteme untersuchen und

einschätzen

Daten und Algorithmen abstrahie- Algorithmen, Sprachkonzepte und

ren

Automatenmodelle beurteilen

Lösungskonzepte nach einem Pro- Technische, funktionale und orgagrammierkonzept

realisieren, übernisatorische Prinzipien von Hardprüfen

und weiterentwickeln und Software kennen lernen und

einordnen

allgemeine Strategien und Standardlösungen kennen lernen und

anwenden

Programmierkonzepte allgemeiner und spezieller Art verstehen und

benutzen

Formen des Strukturierens einsetzen

problembezogene Objekte und ihre Wechselwirkungen spezifizieren

ein Lösungskonzept als Denkschema entwickeln

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 12 / 26


Obligatorik und Freiraum ◯3

Fachliche Inhalte Modellieren und Konstruieren

Fachliche Inhalte

Modellieren und Konstruieren Analysieren und Bewerten

Ein Informatikmodell gewinnen: Typische Einsatzbereiche, Möglich-

Probleme eingrenzen und spekeiten, Grenzen, Chancen und Risizifizieren,

reduzierte Systeme ken der Informations- und Kommu-

definieren

nikationssysteme untersuchen und

einschätzen

Daten und Algorithmen abstrahie- Algorithmen, Sprachkonzepte und

ren

Automatenmodelle beurteilen

Lösungskonzepte nach einem Pro- Technische, funktionale und orgagrammierkonzept

realisieren, übernisatorische Prinzipien von Hardprüfen

und weiterentwickeln und Software kennen lernen und

einordnen

Lösungen nach einem Programmierkonzept realisieren, überprüfen und

weiterentwickeln

Lösungskonzepte implementieren und testen

Lösungen dokumentieren

Lösungen nach vorgegebenen Kriterien bewerten

Problemlösungen optimieren und weiterentwickeln

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 13 / 26


Obligatorik und Freiraum ◯4

Fachliche Inhalte Analysieren und Bewerten

Fachliche Inhalte

Modellieren und Konstruieren Analysieren und Bewerten

Ein Informatikmodell gewinnen: Typische Einsatzbereiche, Möglich-

Probleme eingrenzen und spekeiten, Grenzen, Chancen und Risizifizieren,

reduzierte Systeme ken der Informations- und Kommu-

definieren

nikationssysteme untersuchen und

einschätzen

Daten und Algorithmen abstrahie- Algorithmen, Sprachkonzepte und

ren

Automatenmodelle beurteilen

Lösungskonzepte nach einem Pro- Technische, funktionale und orgagrammierkonzept

realisieren, übernisatorische Prinzipien von Hardprüfen

und weiterentwickeln und Software kennen lernen und

einordnen

Typische Einsatzbereiche, Möglichkeiten, Grenzen, Chancen und Risiken der

Informations- und Kommunikationssysteme untersuchen und einschätzen

die Entwicklung von Informatiksystemen kennen lernen und verstehen

den Einsatz von Informations- und Kommunikationssystemen in verschiedenen

gesellschaftlichen Bereichen untersuchen und bewerten

den Strukturwandel in Industrie und Gesellschaft erkennen und beschreiben

die Notwendigkeit des verantwortungsbewussten Umgangs mit Informationen

einschätzen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 14 / 26


Obligatorik und Freiraum ◯5

Fachliche Inhalte Analysieren und Bewerten

Fachliche Inhalte

Modellieren und Konstruieren Analysieren und Bewerten

Ein Informatikmodell gewinnen: Typische Einsatzbereiche, Möglich-

Probleme eingrenzen und spekeiten, Grenzen, Chancen und Risizifizieren,

reduzierte Systeme ken der Informations- und Kommu-

definieren

nikationssysteme untersuchen und

einschätzen

Daten und Algorithmen abstrahie- Algorithmen, Sprachkonzepte und

ren

Automatenmodelle beurteilen

Lösungskonzepte nach einem Pro- Technische, funktionale und orgagrammierkonzept

realisieren, übernisatorische Prinzipien von Hardprüfen

und weiterentwickeln und Software kennen lernen und

einordnen

Algorithmen, Sprachkonzepte und Automatenmodelle beurteilen

den Algorithmenbegriff und den Begriff der Berechenbarkeit verstehen

Grenzen von Verfahren und Methoden abschätzen

formale Sprachen und Grammatiken untersuchen

Syntaxregeln und Beschreibungssysteme beurteilen

Automatenmodelle und akzeptierte Sprachen analysieren und

beurteilen

Effizienzuntersuchungen durchführen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 15 / 26


Obligatorik und Freiraum ◯6

Fachliche Inhalte Analysieren und Bewerten

Fachliche Inhalte

Modellieren und Konstruieren Analysieren und Bewerten

Ein Informatikmodell gewinnen: Typische Einsatzbereiche, Möglich-

Probleme eingrenzen und spekeiten, Grenzen, Chancen und Risizifizieren,

reduzierte Systeme ken der Informations- und Kommu-

definieren

nikationssysteme untersuchen und

einschätzen

Daten und Algorithmen abstrahie- Algorithmen, Sprachkonzepte und

ren

Automatenmodelle beurteilen

Lösungskonzepte nach einem Pro- Technische, funktionale und orgagrammierkonzept

realisieren, übernisatorische Prinzipien von Hardprüfen

und weiterentwickeln und Software kennen lernen und

einordnen

Technische, funktionale und organisatorische Prinzipien von Hard- und

Softwaresystemen kennen lernen und einordnen

die Struktur und Funktionsweise eines von-Neumann-Rechners analysieren

alternative Rechnerkonzepte und Maschinenmodelle beschreiben

die Informationsdarstellung auf der Maschinenebene analysieren

Funktionen und Komponenten der Systemsoftware kennen lernen und

beschreiben

Kommunikations- und Vernetzungsstrukturen einordnen

Anwendungssoftware klassifizieren

Benutzerführung, Funktionsumfang und Schnittstellen untersuchen und

bewerten

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 16 / 26


Unterrichtssequenzen Unterrichtssequenzen – Obligatorik

Unterrichtssequenzen – Obligatorik – [MSWWF, 1999, S. 28ff]

1 [imperativ (S. 28f)]

wird in dieser Veranstaltung nicht thematisiert

ist ab dem Abitur 2009 nicht mehr dabei

2 objektorientiert (S. 29ff)

3 wissensbasiert (S. 31f)

4 funktional (S. 33ff)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 17 / 26


Unterrichtssequenzen Jahrgang 11 – objektorientiert

Jahrgang 11 – objektorientiert ◯1

Klassenbibliothek

Benutzen gegebener Klassen,

das Nachrichtenkonzept

Klassenbildung, Vererbung

durch Spezialisierung

Ereignissteuerung, Listen,

Vererbung durch Generalisieren

Theoretische Informatik,

Automatentheorie

visuelle Werkzeuge

vordefinierte Klassen – Attribute

– Vererbung

selbst definierte Methoden

Grundprinzipien der OOP

Numerische und

alphanumerische Daten

wird im Folgenden nicht weiter

betrachtet

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 18 / 26


Unterrichtssequenzen Klassenbibliothek – Beispiel

Klassenbibliothek Stifte und Mäuse (SuM)

In den 90er Jahre des letzten Jahrhunderts wurde eine objektorientierte

Klassenbibliothek entwickelt und mit [Czischke u. a., 1999] allen Schulen mit

gymnasialer Oberstufe zugänglich gemacht.

Zeitgleich mit der Veröffentlichung der (aktuell gültigen) Richtlinien und dem

Lehrplan Informatik wurde damit ein Konzept mit Umsetzungsmöglichkeiten

zur Verfügung gestellt, die weitgehend unabhängig von der gewählten

konkreten Programmiersprache und von dem Betriebssystem einen Einstieg

in das objektorientierte Arbeiten ermöglichen.

In der kommenden Vorlesung (Nr. 10) wird dieses Konzept vertiefend

vorgestellt.

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 19 / 26


Unterrichtssequenzen Klassenbibliothek – Beispiel

Lernen im Kontext der Anwendung – [MSWWF, 1999, S. 16]

Lernen im Kontext der Anwendung

Anwendungen

als

Ausgangspunkt

zur

Motivation

und

Veranschaulichung

Informatischer

Systeme und

Entwicklungsprozesse

Systematiken

und

Theorien

zur

Lösung

spezifischer

Anwendungssituationen

Erzeugung

eines

Gesamtbildes

von

Informatik

ausgehend von der

Anwendungsvielfalt

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 20 / 26


Unterrichtssequenzen Klassenbibliothek – Beispiel

Methoden und Formen selbstständigen Arbeitens – [MSWWF, 1999, S. 20]

Methoden und Formen selbstständigen Arbeitens

fachspezifische

Vorgehensweisen

Modularisierung

Entwicklung einer

Datenorganisation

Entwicklung neuer

Werkzeuge

Aufdecken der

Funktionsweise bekannter

Werkzuege

Nutzen fortschreitender

Analysetechniken

Selbstständige und

projektorientierte

Arbeitsformen

vom

gelenkten Unterricht

zu

selbstständigen

Arbeitsformen

Fachübergreifende

und fächerverbindende

Sichtweisen

von

fachbezogenen

zu

fachübergreifenden

Sichtweisen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 21 / 26


Unterrichtssequenzen Rahmen – Zentralabitur

Rahmen – Zentralabitur (ZA)

Ab 2007 Durchführung des Zentralabiturs in Informatik – Materialien

Kultusministerium – öffentlich zugänglich über [MSW-NW, 2007]

Vorgaben zu den unterrichtlichen Voraussetzungen für die schriftlichen

Prüfungen im Abitur in der gymnasialen Oberstufe ab 2007.

[Dingemann (federführend) u. a., 2008]

Beispielaufgaben

Kultusministerium: Aufgaben des ZA 2007

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/

abitur-gost/faecher_aufgaben.php (zugänglich mittels

Zugangsberechtigung der Schulleitung)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 22 / 26


Unterrichtssequenzen Rahmen – Zentralabitur

Zentralabitur – erste Erfahrungen – Kritik

Stellungnahme zu den Vorgaben für ZA 2007 – [Carl u. a., 2005]

Implementierung einiger Klassen (GI Lehrergruppe – NW)

Kritik an den Aufgaben (Aufdecken diverser Fehler[chen] in den

Beispielaufgaben) – http://humbert.in.hagen.de/ddi/

[Heming u. a., 2008] im Schwerpunktheft Zentralabitur LOG IN (inkl.

Dokumentation der Erfahrungen aus anderen Bundesländern mit dem ZA)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 23 / 26


Literatur

Unterrichtssequenzen

[Altrichter u. a. 1996] Altrichter, Herbert ; Posch, Peter ; Welte, Heike: Unterrichtsmethoden. CD-ROM der

Pädagogik Schneider Verlag, Hohengehren, 1996

[Carl u. a. 2005] Carl, Lothar ; Eichstädt, Matthias ; Humbert, Ludger ; Kibben, Bärbel ; Klein, Karin ; Klein,

Victor ; Tepaße, David: Gemeinsame Stellungnahme von Fachleiterinnen und Fachleitern für Informatik zu

den »Vorgaben zu den unterrichtlichen Voraussetzungen für die schriftlichen Prüfungen in der gymnasialen

Oberstufe im Jahr 2007«. Januar 2005. – Beitrag auf der Webseite »Zentralabitur Informatik 2007 – eigene

und ausgewählte Stellungnahmen – Argumentationshintergrund«, eingerichtet am 14. Januar 2005 von

StD Dipl.-Inform. Dr. L. Humbert http://www.nw.schule.de/gi/zentralabitur/ZAKritikFL.pdf –

geprüft: 19. Dezember 2007

[Czischke u. a. 1999] Czischke, Jürgen ; Dick, Georg ; Hildebrecht, Horst ; Humbert, Ludger ; Ueding, Werner ;

Wallos, Klaus ; Landesinstitut für Schule und Weiterbildung (Hrsg.): Von Stiften und Mäusen. 1. Aufl. Bönen

: DruckVerlag Kettler GmbH, 1999. – ISBN 3–8165–4165–8

[Dingemann (federführend) u. a. 2008] Dingemann (federführend), Klaus ; Link, Dietmar ; Wüsthoff,

Hans-Jürgen ; Hahlweg, Ebbo ; Eschen, Focke ; Lomen, Franz ; Klemisch, Ingo ; Psarski, Klaus ; Malte,

Reuter ; Stirba, Norbert ; Pörschke, Wolfgang: Vorgaben zu den unterrichtlichen Voraussetzungen für die

schriftlichen Prüfungen im Abitur in der gymnasialen Oberstufe im Jahr 2011. Vorgaben für das Fach

Informatik. August 2008. – Im Dokument wird Karin.Lindenstruth als Autorin ausgewiesen –

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/abitur-gost/getfile.php?file=1176 –

geprüft: 30. August 2008

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 24 / 26


Literatur (cont.)

Unterrichtssequenzen

[Heming u. a. 2008] Heming, Matthias ; Humbert, Ludger ; Röhner, Gerhard: Vorbereitung aufs Abitur.

Abituranforderungen transparent gestalten – mit Operatoren. In: LOG IN 27 (2008), Februar, Nr. 148/149,

S. 63–68. – ISSN 0720–8642. – Materialien:

http://www.log-in-verlag.de/service/2007/063-068_Vorbereitung_aufs_Abitur.rar – geprüft:

16. Februar 2008

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[MSW-NW 2007] MSW-NW: Abitur Gymnasiale Oberstufe – Informatik – Übersichtsseite: Vorgaben, Fachliche

Hinweise und sonstige Materialien, Operatoren und Konstruktionsvorgaben, Aufgabenbeispiele. 2007. –

MSW-NW – Ministerium für Schule und Weiterbildung des Landes Nordrhein-Westfalen –

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/abitur-gost/fach.php?fach=15 –

geprüft: 8. Juni 2008

[MSWWF 1999] MSWWF (Hrsg.): Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II –

Gymnasium/Gesamtschule in Nordrhein-Westfalen – Informatik. 1. Aufl. Frechen : Ritterbach Verlag, 1999

(Schriftenreihe Schule in NRW 4725). – MSWWF (Ministerium für Schule und Weiterbildung, Wissenschaft

und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 2. Juli 2009 25 / 26


Didaktik der Informatik – Vorlesung

10. Vorlesung: Informatikunterricht – Beispielszenarien

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

Dieses Dokument wird unter der folgenden Creative-Commons-Lizenz veröffentlicht: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/deed.de


Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im

Sommersemester 2009

2 Informatikunterricht –

Beispielszenarien

Veranstaltungsziele –

Kompetenzen

3 Informatische Allgemeinbildung

Vision

Basis – Kontext

4 Szenarien Informatische

Allgemeinbildung

Kompetenzen der

allgemeinbildenden Informatik

Übersicht Gliederung der Präsentation

5 Beispiele – Mittlerer

Bildungsabschluss

Unterrichtskonzept –

Objektorientierte Sicht auf

Informatiksysteme

6 Szenarien Oberstufe

Ziele des Informatikunterrichts

in der gymnasialen Oberstufe

7 Beispiele – Oberstufe

Unterrichtskonzept Stifte &

Mäuse (SuM)

Beispiellage – SuM

Objektorientierte Modellierung

(OOM)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 9. Juli 2009 2 / 31


Themen der Vorlesung (Stand 26. Juni 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7



10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ....................................... 7



11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8

12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Informatikunterricht – Beispielszenarien Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Kompetenzen 10. Vorlesung: Informatikunterricht –

Beispielszenarien

Kompetenzen 10. Vorlesung: Informatikunterricht – Beispielszenarien

Ziele des Informatikunterrichts mit konkreten Beispielen für den

Unterricht illustrieren

Grundlegende Ideen, Konzept und Umsetzung für eine didaktisch

gestaltete Klassenbibliothek (Stifte & Mäuse) beispielhaft illustrieren

Kritische Würdigung und Prüfung der Eignung vornehmen

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 9. Juli 2009 4 / 31


Informatische Allgemeinbildung Vision

[Puhlmann, 2005, S. 79] – Informatische Bildung

Stell’ dir eine Schule vor, in der alle Schülerinnen und Schüler hervorragenden In-

formatikunterricht erhalten. Der Unterricht wird von Lehrerinnen und Lehrern erteilt,

die eine fundierte Informatikausbildung haben und die zugleich wissen, wie Informa-

tikinhalte Kindern und Jugendlichen nahe gebracht werden können. Ihnen stehen an-

gemessene Arbeits- und Unterrichtsmittel zur Verfügung, die es erlauben, wichtige

Informatikinhalte in methodischer Vielfalt zu behandeln und informatische Kompeten-

zen bei den Schülerinnen und Schülern zu entwickeln. Dabei sind die Anforderungen

durchaus hoch, aber die Schülerinnen und Schüler werden damit nicht alleine gelas-

sen, sondern nach ihren Bedürfnissen unterstützt. So zeigen die Schülerinnen und

Schüler großes Engagement, lernen mit Verständnis, erkennen Verbindungen zwi-

schen verschiedenen informatischen Fragestellungen, tauschen sich untereinander

über Informatik aus und können Überlegungen und Arbeitsergebnisse mündlich und

schriftlich gut verständlich mitteilen. Dabei nutzen sie selbstverständlich Computer

sowohl als Gegenstand des Unterrichts als auch als Arbeitsmittel zur Informations-

darstellung und zum Informationsaustausch. Diese Kompetenzen kommen auch ihrer

übrigen schulischen Arbeit zugute. So schätzen die Schülerinnen und Schüler das Fach

Informatik und engagieren sich stark, um ihr Wissen und ihre Kompetenzen zu meh-

Didaktik der Informatik

ren.

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 9. Juli 2009 5 / 31


Informatische Allgemeinbildung Basis – Kontext

Basis – Kontext im Rahmen der Vorlesungen

Informatische Phänomene verstehen

(vgl. [Humbert u. Puhlmann, 2005])

Spiralprinzip (vgl. Vorlesung 4)

Probleme lösen als zentraler Ausgangs- und Zielpunkt jeden

Informatikunterrichts (vgl. Vorlesung 5)

Projektorientierung als methodische Voraussetzung zur Bearbeitung

echter Problemstellungen in der Informatik und im

Informatikunterricht (s. v.)

Modellieren und Konstruieren sowie Analysieren und Bewerten

(vgl. Vorlesung 9)

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 9. Juli 2009 6 / 31


Szenarien Informatische Allgemeinbildung Kompetenzen der allgemeinbildenden Informatik

Ziele Mittlerer Bildungsabschluss

Informatische Bildung als Teil allgemeiner Bildung

Das übergeordnete Ziel informatischer Bildung in Schulen ist es, Schülerinnen

und Schüler bestmöglich auf ein Leben in einer Informationsgesellschaft

vorzubereiten [. . . ]

Jede Schülerin und jeder Schüler soll dazu in die Lage versetzt werden,

auf einem der jeweiligen Schulart angemessenen Niveau den grundlegenden

Aufbau von »Informatiksystemen« und deren Funktionsweise zu verstehen

[. . . ]

Die schulische Auseinandersetzung mit dem Aufbau und der Funktionsweise

von Informatiksystemen darf dabei aber nicht nur auf der Ebene der Benutzungsschnittstelle

erfolgen, die sich bereits bei einer nächsten Produktversion

oder bei Verwendung eines Produkts eines anderen Herstellers ändern

kann. Den Ausgangspunkt für einen produktunabhängigen Zugang bildet daher

die »Darstellung« bzw. Repräsentation von »Information« zu Problemen

aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler durch »Daten« in Informatiksystemen

verschiedener Anwendungsklassen

[GI, 2008, S. 11 (Hervorhebungen durch lh)].

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 9. Juli 2009 7 / 31


Beispiele – Mittlerer Bildungsabschluss Unterrichtskonzept – Objektorientierte Sicht auf Informatiksysteme

Klassendiagramm – Ponto

DOKUMENT

+erzeugeAbschnitt(): ABSCHNITT

+erzeugeAbsatz(text:String): ABSATZ

+erzeugeSeitenvorlage(): SEITENVORLAGE

+gibAbsatz(index:Integer): ABSATZ

+gibSeite(nr:Integer): SEITE

+gibCursor(): CURSOR

+speichern(dateiname:String)

+gibAbschnitt(index:Integer): ABSCHNITT

CURSOR

+vor(): Boolean

+zurueck(): Boolean

+gibZeichen(): ZEICHEN

SEITE

+gibAbschnitt(): Abschnitt

+gibSeitenvorlage(): SEITENVORLAGE

+gibSeitenzahl(): Integer

ABSCHNITT

+erzeugeAbsatz(text:String)

+setzeSeitenvorlage(vorlage:SEITENVORLAGE)

+gibDokument(): DOKUMENT

+gibAbsaetze(): Liste m. ABSAETZEN

+gibSeitenvorlage(): SEITENVORLAGE

+gibSeiten(): Liste m. SEITEN

SEITENVORLAGE

+gibName(): String

+gibSeitenrandOben(): Integer

+gibSeitenrandUnten(): Integer

+gibSeitenrandLinks(): Integer

+gibSeitenrandRechts(): Integer

+gibBreite(): Integer

+gibHoehe(): Integer

+gibSpaltenzahl(): Integer

ZEICHEN

ABSATZ

+setzeAusrichtung(Linksbuendig | Zentriert | Rechtsbuendig | Blocksatz)

+setzeEinzugLinks(tmm:Integer)

+setzeEinzugRechts(tmm:Integer)

+setzeEinzugErstzeile(tmm:Integer)

+setzeEinzugRestzeilen(tmm:Integer)

+setzeAbstandOben(tmm:Integer)

+setzeAbstandUnten(tmm:Integer)

+gibDokument(): DOKUMENT

+gibAbschnitt(): ABSCHNITT

+gibTextinhalt(): String

+gibZeichenanzahl(): Integer

+gibEinzugLinks(): Integer

+gibEinzugRechts(): Integer

+gibEinzugErstzeile(): Integer

+gibEinzugRestzeilen(): Integer

+gibAbstandOben(): Integer

+gibAbstandUnten(): Integer

+gibZeichen(index:Integer): ZEICHEN

+gibAusrichtung(): Linksbuendig | Zentriert | Rechtsbuendig | Blocksatz

+setzeFett(fett:Boolean)

+setzeKursiv(kursiv:Boolean)

+setzeUnterstrichen(unterstrichen:Boolean)

+setzeDurchgestrichen(durchgestrichen:Boolean)

+setzeSchriftfarbe(farbe:(Farbauswahl))

+setzeHintergrundfarbe(farbe:(Farbauswahl))

+setzeSchriftgroesse(groesse:Integer/Float)

+setzeSchriftart(schriftart:String)

+setzeSymbol(symbol:String (1 Zeichen))

+gibFett(): Boolean

+gibKursiv(): Boolean

+gibUnterstrichen(): Boolean

+gibDurchgestrichen(): Boolean

+gibSchriftfarbe(): (Farbwauswahl)

+gibHintergrundfarbe(): (Farbauswahl)

+gibSchriftgroesse(): Float

+gibSchriftart(): String

+gibSymbol(): String

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 9. Juli 2009 8 / 31


Beispiele – Mittlerer Bildungsabschluss Unterrichtskonzept – Objektorientierte Sicht auf Informatiksysteme

Dokumente – objektorientiert (1/3)

nach [Borchel u. a., 2005]

DOKUMENT

Name: ZEICHENKETTE

Abschnitte: LISTE – ABSCHNITT

Speicherort: ZEICHENKETTE

erzeugeAbsatz(text:ZEICHENKETTE): ABSATZ

gibAbsatz(index:GANZEZAHL): ABSATZ

erzeugeAbschnitt(): ABSCHNITT

gibCursor(): CURSOR

lade(ort:ZEICHENKETTE): WAHRHEITSWERT

speichere(ort:ZEICHENKETTE)

schließe()

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 9. Juli 2009 9 / 31


Beispiele – Mittlerer Bildungsabschluss Unterrichtskonzept – Objektorientierte Sicht auf Informatiksysteme

Dokumente – objektorientiert (2/3)

absatz1

Zeichen = ”Hallo, liebe Freundinnen und Freunde,”

Ausrichtung = Zentriert

Zeilenabstand = 1,5

EinzugLinks= 2000

EinzugRechts = 2000

EinzugErstzeile = 0

EinzugRestzeilen = 0

AbstandOben = 0

AbstandUnten = 0

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 9. Juli 2009 10 / 31


Beispiele – Mittlerer Bildungsabschluss Unterrichtskonzept – Objektorientierte Sicht auf Informatiksysteme

Dokumente – objektorientiert (3/3)

Umsetzung der Modellierung in einer Programmiersprache – hier mit Python

und der Schnittstelle Ponto zu OpenOffice.org

1 from ponto import DOKUMENT, Zentriert

2 einladung=DOKUMENT( )

3 absatz1=einladung . erzeugeAbsatz (" Hallo , liebe Freundinnen und Freunde , " )

4 absatz1 . setzeAusrichtung ( Zentriert )

5 . . .

Ponto ist öffentlich zugänglich – vgl. [Reinertz, 2008]. Unter http://

themartin.110mb.com/moodle_classes/mod/resource/view.php?id=18

finden sich der Quellcode (ponto.py) und ablauffähige Beispiele

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Ziele gymnasiale Oberstufe

Szenarien Oberstufe Ziele des Informatikunterrichts in der gymnasialen Oberstufe

Allgemeine Bildung plus Propädeutik im Fach

Input: [noch] gültige Richtlinien und Lehrplan – öffentlich verfügbar

[MSWWF, 1999]

der Lehrplan Informatik befindet sich – wie die Lehrpläne der anderen

Fächer auch – in Überarbeitung; da er Elemente enthält, die bezüglich

des Zentralabiturs als nicht mehr zielführend betrachtet werden

[müssen]

Output: Zentralabitur – Aufgaben (2007 und 2008) Aufgabenbeispiele

und Rahmenvorgaben (zur Zeit für 2009, 2010, 2011) öffentlich

verfügbar

Abitur 2007–2011

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/abitur-gost/

fach.php?fach=15

geprüft: 6. Juli 2009

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Das Konzept Stifte & Mäuse

Beispiele – Oberstufe Unterrichtskonzept Stifte & Mäuse (SuM)

Materialien [Czischke u. a., 1999] vom Landesinstitut Soest 1999 an alle

Schulen mit gymnasialer Oberstufe ausgeliefert

Einige wenige Fortbildungen der Bezirksregierungen für Kolleginnen in

den Folgejahren

Schulbuch – dreibändige Ausgabe für die Jahrgänge 11, 12 und 13

verfügbar: [Schriek, 2005, 2006, 2007]

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Details – SuM

Beispiele – Oberstufe Unterrichtskonzept Stifte & Mäuse (SuM)

Klassenbibliothek – Anforderungen (Ende der 90ger)

Didaktisch gestaltet

»Make it as simple as possible, but not simpler« (Einstein)

Programmiersprachenunabhängigkeit

Betriebssystemunabhängigkeit

Klassen Einstiegsphase

Bildschirm

Tastatur

Maus

Stift

Buntstift

Sprite (Python)

Implementierung (zeitliche Abfolge)

Oberon[-2]

Object Pascal (Macintosh)

Object Pascal (Window)

...............einige Jahre später ...............

Java, Python

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Beispiele – SuM

Beispiele – Oberstufe Beispiellage – SuM

Problem Lehrperson, die die Objektorientierte Modellierung (noch) nicht

kennt

Lösung [sehr | zu?] einfach[st]e Beispiele, die aufbauend nach und

nach Schreibweise(n) und Konzepte einführen

Synthese Lehrpersonen vernünftig qualifizieren

Kritik Modellierung trivial, Modellierung fachlich (mindestens)

diskussionswürdig

Beispiel aus SuM

vgl. http://oszhdl.be.schule.de/gymnasium/faecher/informatik/didaktik/sum/sum-kritik.htm

Original [Czischke u. a., 1999, S. 49] – Pseudosprache

Humbert – Struktogrammdarstellung

Schriek [Schriek, 2005, S. 25, 33, 37] – Java

Linkweiler [Linkweiler, 2002] – Python

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Pseudosprache

Beispiele – Oberstufe Beispiellage – SuM

Beispiel nach [Czischke u. a., 1999, S. 49]

Kontext: Kontrollstrukturen – Freihandzeichnen und Radieren

1 S t i f t .hebe dich

2 Wiederhole

3 Wenn Maus. meldet Mausknopf i s t gedrückt , dann

4 S t i f t .bewege dich zur Mausposition

5 S t i f t . senke dich

6 sonst

7 S t i f t .hebe dich

8 Wenn Tastatur . meldet Taste wurde gedrückt , dann

9 S t i f t . wähle Radiermodus

10 bis Maus. meldet Mausknopf wird doppelt geklickt

Unschön: die Bezeichner der verwendeten Objekte haben einen großen

Anfangsbuchstaben – dies ist verwirrend, da üblicherweise Objekte mit

einem kleinen Buchstaben beginnen, aber für Klassen als erstes ein

Großbuchstabe verwendet wird.

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Struktogramm

Beispiele – Oberstufe Beispiellage – SuM

Umsetzung der Pseudosprache mit den durch die Klassenbibliothek zur

Verfügung stehenden Methoden

not hatMaus.doppelKlick()

hatStift.hoch()

hatMaus.istGedrueckt() ?

Ja Nein

hatStift.bewegeBis(hatMaus.hPosition(),hatMaus.vPosition())

hatStift.runter()

hatTastatur.wurdeGedrueckt() ?

Ja Nein

hatStift.radiere()

hatBildschirm.gibFrei()

hatStift.hoch()

Die Objektbezeichner dokumentieren, dass hier eine Objektstruktur mit

hat-Beziehungen (Kompositionen) nahegelegt wird

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Java – (1/2)

1 import sum. kern . Bildschirm ;

2 import sum. kern . S t i f t ;

3 import sum. kern .Maus;

4 import sum. kern . Tastatur ;

5

6 public class StartFreihand5

7 {

8 Bildschirm hatBildschirm ;

9 S t i f t hatStift ;

10 Maus hatMaus;

11 Tastatur hatTastatur ;

12

13 public StartFreihand5 ( ) ;

14 {

15 hatBildschirm = new Bildschirm ( ) ;

16 hatStift = new S t i f t ( ) ;

17 hatMaus = new Maus( ) ;

18 hatTastatur = new Tastatur ( ) ;

19 }

Beispiele – Oberstufe Beispiellage – SuM

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Java – (2/2)

21 public void fuehreAus ( ) ;

22 {

23 hatStift . hoch ( ) ;

24 do

25 {

26 i f (hatMaus . istGedrueckt ( ) )

27 {

Beispiele – Oberstufe Beispiellage – SuM

28 hatStift . bewegeBis(hatMaus . hPosition ( ) , hatMaus . vPosition ( ) ) ;

29 hatStift . runter ( ) ;

30 }

31 else

32 {

33 hatStift . hoch ( ) ;

34 }

35 i f ( hatTastatur . wurdeGedrueckt ( ) )

36 {

37 hatStift . radiere ( ) ;

38 }

39 } while ( ! hatMaus . doppelKlick ( ) ) ;

40 hatBildschirm . gibFrei ( ) ;

41 }

42

43 }

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Python

Beispiele – Oberstufe Beispiellage – SuM

1 from sum import Bildschirm , S t i f t ,Maus, Tastatur

2 hatBildschirm= Bildschirm ( )

3 hatStift= S t i f t ( hatBildschirm )

4 hatMaus= Maus( hatBildschirm )

5 hatTastatur= Tastatur ( hatBildschirm )

6

7 hatStift . hoch ( )

8 while not hatMaus . doppelKlick ( ) :

9 i f hatMaus . istGedrueckt ( ) :

10 hatStift . bewegeBis(hatMaus . hPosition ( ) ,

11 hatMaus . vPosition ( ) )

12 hatStift . runter ( )

13 else :

14 hatStift . hoch ( )

15 i f hatTastatur . wurdeGedrueckt ( ) :

16 hatStift . radiere ( )

17

18 hatBildschirm . gibFrei ( )

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Beispiele – Oberstufe Objektorientierte Modellierung (OOM)

OOM unter Benutzung der Klassenbibliothek

1 Zeichnen – »Malen mit der Maus«

2 Login-Vorgang als Einstieg [Eickhoff u. a., 2005]

benötigt zusätzlich die Klasse Rahmen

3 Bücherkauf [Humbert 2006a] unveröffentlicht

4 . . . dieser Zug hat Verspätung [Boettcher u. a., 2007]

◯1 ist – gemessen an didaktischen Kriterien, wie Lebensweltbezug usw. – in

einen größeren Kontext einzubinden (z. B. CAD-System)

◯2 . . . ◯4 gehen von einer realweltlichen Erfahrung aus – werden als

Modellierungsaufgaben betrachtet, bearbeitet und führen nicht zu der

Klassenstruktur, wie sie durch das Konzept SuM vorgegeben wird, sondern

zu einer fachlich zu modellierenden Problemsicht. Im Zusammenhang mit

konkreten Darstellungen wird die Klassenstruktur aus dem Konzept SuM

benutzt. Die Klassenbibliothek wird primär als Hilfsmittel für grafische

Darstellungen genutzt.

Didaktik der Informatik

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Beispiele – Oberstufe Objektorientierte Modellierung (OOM)

OOM – Modellierung von ◯1 mit den Klassen aus SuM

Klassenstruktur

Zeichner

__init__

fuehreAus

Zeichner4

fuehreAus

Bildschirm

Tastatur

Buntstift

Maus

Klassenbeziehungen

Zeichner4 (Unterklasse) erbt von

Zeichner (Oberklasse)

Pfeil gemäß UML-Notation: offenes

Dreieck – zeigt auf die Oberklasse

Zeichner (Ganzes) hat Bildschirm, Maus

usw.

diese Klassenbeziehung wird fachlich als

Komposition bezeichnet

existenzabhängig, d. h. Zeichner ist für

die Erzeugung und den Abbau

verantwortlich

die gefüllte Raute zeigt auf das Ganze

Didaktik der Informatik

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Beispiele – Oberstufe Objektorientierte Modellierung (OOM)

OOM – Implementierung von ◯1 mit SuM-Klassen

1 from Freihand import Zeichner

2

3 class Zeichner4 ( Zeichner ) :

4

5 def fuehreAus ( s e l f ) :

6 while not s e l f . hatMaus . doppelKlick ( ) :

7 s e l f . hatBuntstift . hoch ( )

8 i f s e l f . hatMaus . istGedrueckt ( ) :

9 s e l f . hatBuntstift . runter ( )

10 s e l f . hatBuntstift . bewegeBis( s e l f . hatMaus . hPosition ( ) ,

11 s e l f . hatMaus . vPosition ( ) )

12 s e l f . derBildschirm . gibFrei ( )

13

14 i f __name__ =="__main__ " :

15 derZeichner= Zeichner4 ( )

16 derZeichner . fuehreAus ( )

Problem: bei den meisten der vorgeschlagenen Beispiele wird immer

genau ein Objekt jeder Klasse instanziiert – dies widerspricht

aktuellen Studien zum Lernen objektorientierter Konzepte

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Beispiele – Oberstufe Objektorientierte Modellierung (OOM)

OOM – Alternative – ◯3 zunächst »richtige

Modellierung«

Problemstellung

Sie befinden sich bei der

Buchhändlerin Ihres

Vertrauens und möchten

zwei Bücher erwerben:

eines der Bücher soll sich

mit einem Thema

beschäftigen, das mit

Informatik

zusammenhängt, das

zweite soll der

Entspannung dienen.

Arbeitsauftrag

Geben Sie die Objekte an, die in der

Problemstellung auftreten. Identifizieren Sie

Attribute, die die Objekte für die Lösung der

Aufgabe kennzeichnen. Überlegen Sie, über

welche Methoden die Objekte »von sich aus«

verfügen müssen, damit das Problem einer

Lösung zugeführt werden kann.

Didaktik der Informatik

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Beispiele – Oberstufe Objektorientierte Modellierung (OOM)

OOM – Alternative – ◯3 zunächst »richtige

Modellierung«

Objekte – Attribute (und Attributwerte) – Methode(n)

buchhaendlerin – Ort= BUCHHANDLUNG – verkaufeBuch( buch )

informatikBuch – Thema=INFORMATIK – binGelesen()

entspannungsBuch – Thema=ENTSPANNUNG – binGelesen()

kunde – Ort= BUCHHANDLUNG – erwirbBuch( buch )

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Beispiele – Oberstufe Objektorientierte Modellierung (OOM)

Modellierung – ◯3 Objektkarten


buchhaendlerin

Ort= BUCHHANDLUNG

. . .

verkaufeBuch( buch )



informatikBuch

Thema= INFORMATIK

. . .

binGelesen()


✘✛

entspannungsBuch

Thema= ENTSPANNUNG

. . .

binGelesen()

✙✚



kunde

Ort= BUCHHANDLUNG

Vertrauen= . . .

✙ erwirbBuch( buch )






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Beispiele – Oberstufe Objektorientierte Modellierung (OOM)

Modellierung – ◯3 Sequenzdiagramm

setOrt(BUCHHANDLUNG)

zeigBuecher()

zeigBuecher()

zeigBuecher()

kunde buchhaendlerin informatikBuch entspannungsBuch

zeigBuecher()

erwirbBuch(informatikBuch)

erwirbBuch(entspannungsBuch)

erwirbBuch(informatikBuch)

liesBuch(informatikBuch)

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Modellierung – ◯3 Quellcode

Quellcode – Sequenz

buchhaendlerin= Person (BUCHHANDLUNG)

informatikBuch= Buch (INFORMATIK)

entspannungsBuch= Buch (ENTSPANNUNG)

buchhaendlerin . erwirbBuch ( informatikBuch )

buchhaendlerin . erwirbBuch (entspannungsBuch)

print ’Bücher der Buchhändlerin : ’

buchhaendlerin . zeigBuecher ( )

kunde= Person ( ’ in der Schule ’ )

kunde. setOrt (BUCHHANDLUNG)

print ’Bücher des Kunden: ’

kunde. zeigBuecher ( )

kunde. erwirbBuch (entspannungsBuch)

buchhaendlerin . verkaufeBuch (entspannungsBuch)

print ’Bücher des Kunden: ’

kunde. zeigBuecher ( )

kunde. liesBuch ( informatikBuch )

print ’Kunde erwirbt Informatikbuch : ’

kunde. erwirbBuch ( informatikBuch )

buchhaendlerin . verkaufeBuch ( informatikBuch )

print ’Bücher des Kunden: ’

kunde. zeigBuecher ( )

print ’Kunde l i e s t Informatikbuch ’

kunde. liesBuch ( informatikBuch )

kunde. zeigBuecher ( )

Beispiele – Oberstufe Objektorientierte Modellierung (OOM)

Hinweise

Die Erstellung der Klassen

Person und Buch wird in der

Vorlesung nicht thematisiert –

siehe Vorlesung zu C++

Im Unterricht kann in dieser

Phase des Anfangsunterrichts

eine Implementierung dieser

Klassen durch die Lehrkraft

vorgegeben werden.

Didaktik der Informatik

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Literatur

Beispiele – Oberstufe

[Boettcher u. a. 2007] Boettcher, Daniel ; Grabowsky, Astrid ; Humbert, Ludger ; Poth, Oliver ; Pumplün,

Constanze ; Schulte, Jörg: Ada – dieser Zug hat Verspätung. In: Schubert, Sigrid (Hrsg.): Informatik und

Schule – Didaktik der Informatik in Theorie und Praxis – INFOS 2007 – 12. GI-Fachtagung

19.–21. September 2007, Siegen. Bonn : Gesellschaft für Informatik, Köllen Druck + Verlag GmbH,

September 2007 (GI-Edition – Lecture Notes in Informatics – Proceedings P 112). – ISBN

978–3–88579–206–2, S. 217–228. – http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/1001803 – geprüft:

28. Juni 2009

[Borchel u. a. 2005] Borchel, Christiane ; Humbert, Ludger ; Reinertz, Martin: Design of an Informatics System

to Bridge the Gap Between Using and Understanding in Informatics. In: Micheuz, Peter (Hrsg.) ; Antonitsch,

Peter (Hrsg.) ; Mittermeir, Roland (Hrsg.): Innovative Concepts for Teaching Informatics. Informatics in

Secondary Schools: Evolution and Perspectives – Klagenfurt, 30 th March to 1 st April 2005. Wien :

Ueberreuter Verlag, 2005. – ISBN 3–8000–5167–2, S. 53–63

[Czischke u. a. 1999] Czischke, Jürgen ; Dick, Georg ; Hildebrecht, Horst ; Humbert, Ludger ; Ueding, Werner ;

Wallos, Klaus ; Landesinstitut für Schule und Weiterbildung (Hrsg.): Von Stiften und Mäusen. 1. Aufl. Bönen

: DruckVerlag Kettler GmbH, 1999. – ISBN 3–8165–4165–8

[Eickhoff u. a. 2005] Eickhoff, Patrick ; Figgen, Bernd ; Hammersen, Thomas ; Humbert, Ludger ; Pommerenke,

Dirk ; Richter, Detlef ; Striewe, Jörg: Informatik – innovative Konzepte zur Gestaltung einer offenen

Anfangssequenz mit vielfältigen Erweiterungen. In: [Friedrich, 2005], S. 263–274. –

http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/d166569/INFOS05_S-263-274.pdf – geprüft:

28. Juni 2009

Didaktik der Informatik

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Literatur (cont.)

Beispiele – Oberstufe

[Friedrich 2005] Friedrich, Steffen (Hrsg.): Informatik und Schule – Informatikunterricht – Konzepte und

Realisierung – INFOS 2005 – 11. GI-Fachtagung 28.–30. September 2005, Dresden. Bonn : Gesellschaft für

Informatik, Köllen Druck + Verlag GmbH, September 2005 (GI-Edition – Lecture Notes in Informatics –

Proceedings P 60). – ISBN 3–88579–389–X

[GI 2008] GI: Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule – Bildungsstandards Informatik für

die Sekundarstufe I. April 2008. – Beschluss des GI-Präsidiums vom 24. Januar 2008 – veröffentlicht als

Beilage zur LOG IN 28 (2008) Heft 150/151 http://www.gi-ev.de/fileadmin/gliederungen/fb-iad/

fa-ibs/Empfehlungen/bildungsstandards_2008.pdf – geprüft: 18. Januar 2009. ISSN 0720–8642

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Humbert u. Puhlmann 2005] Humbert, Ludger ; Puhlmann, Hermann: Essential Ingredients of Literacy in

Informatics. In: 8 th IFIP World Conference on Computers in Education, 4–7 th July 2005, University of

Stellenbosch. Cape Town, South Africa : Document Transformation Technologies cc, July 2005. – ISBN

1–920–01711–9. – Documents/445.pdf

[Linkweiler 2002] Linkweiler, Ingo: Eignet sich die Skriptsprache Python für schnelle Entwicklungen im

Softwareentwicklungsprozess? – Eine Untersuchung der Programmiersprache Python im

softwaretechnischen und fachdidaktischen Kontext. Dortmund, Universität, Fachbereich Informatik,

Fachgebiet Didaktik der Informatik, Diplomarbeit, November 2002. –

http://www.ingo-linkweiler.de/diplom/Diplomarbeit.pdf – geprüft: 5. Juni 2009

Didaktik der Informatik

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Literatur (cont.)

Beispiele – Oberstufe

[MSWWF 1999] MSWWF (Hrsg.): Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II –

Gymnasium/Gesamtschule in Nordrhein-Westfalen – Informatik. 1. Aufl. Frechen : Ritterbach Verlag, 1999

(Schriftenreihe Schule in NRW 4725). – MSWWF (Ministerium für Schule und Weiterbildung, Wissenschaft

und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen)

[Puhlmann 2005] Puhlmann, Hermann: Bildungsstandards Informatik – zwischen Vision und Leistungstests.

In: [Friedrich, 2005], S. 79–89

[Reinertz 2008] Reinertz, Martin: Ponto – Objektorientierung mit Openoffice.org Writer. Vorträge, Materialien,

Beispiele (inkl. Quellcode: ponto.py). März 2008. –

http://themartin.110mb.com/moodle_classes/course/view.php?id=4 – geprüft: 27. Februar 2009

[Schriek 2005] Schriek, Bernard: Informatik mit Java. Eine Einführung mit BlueJ und der Bibliothek Stifte und

Mäuse. Werl : Nili-Verlag, 2005 ( Band I). – ISBN 3–00–017092–8. – Kapitel 1–6 (von 13):

http://www.mg-werl.de/sum/OOP-Buch1.pdf – geprüft: 28. Juni 2009

[Schriek 2006] Schriek, Bernard: Informatik mit Java. Eine Einführung mit BlueJ und der Bibliothek Stifte und

Mäuse. Werl : Nili-Verlag, 2006 ( Band II). – ISBN 3–00–019637–4. – Kapitel 1–4 (von 11):

http://www.mg-werl.de/sum/OOP-Buch2.pdf – geprüft: 28. Juni 2009

[Schriek 2007] Schriek, Bernard: Informatik mit Java. Eine Einführung mit BlueJ und der Bibliothek Stifte und

Mäuse. Werl : Nili-Verlag, 2007 ( Band III). – ISBN 978–3–00–022995–4. – Kapitel 1–4 (von 9):

http://www.mg-werl.de/sum/OOP-Buch3.pdf – geprüft: 28. Juni 2009

Didaktik der Informatik

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Didaktik der Informatik – Vorlesung

11. Vorlesung:

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

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Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im

Sommersemester 2009

2 Informatikunterricht –

Leistungsmessung

Veranstaltungsziele –

Kompetenzen

Übersicht Gliederung der Präsentation

Unterricht – Lernprozess –

Leistung – Bewertung

Testgütekriterien

3 Leistungsmessung/-bewertung

Grundsätze

4 Leistungsmessung konkret

Voraussetzungen – Beispiele

Operatoren

5 Abitur 2007 LK Informatik –

Beispiel

Didaktik der Informatik

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Themen der Vorlesung (Stand 12. Juli 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7



11 Informatikunterricht – Leistungsmessung ...................................... 8



12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung ............................ 9, 10


Informatikunterricht – Leistungsmessung Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Kompetenzen 11. Vorlesung: Informatikunterricht –

Leistungsmessung

Kompetenzen 11. Vorlesung: Informatikunterricht – Leistungsmessung

Unterschiede zwischen Messungsergebnis und Können verdeutlichen

Zieldimensionen von Lehrkräften vs. Wissenschaft angeben

Kriterien illustrieren und Operatorkonzept erläutern

Umsetzung für den Informatikunterricht exemplarisch detailleren

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Informatikunterricht – Leistungsmessung Unterricht – Lernprozess – Leistung – Bewertung

Begriffsklärung(en) – Leistung

Leistung

Ergebnis und Vollzug einer zielgerichteten Tätigkeit, die mit Anstrengung

und gegebenenfalls mit Selbstüberwindung verbunden ist und für die

Gütemaßstäbe anerkannt werden, die also beurteilt wird

(vgl. [Klafki, 1985, S. 174])

Voraussetzungen

Konflikt

zielgerichtet �⇒ Zieltransparenz ↭ Operatoren/Operationalisierung

Tätigkeit �⇒ beobachtbare Aktivität ↭ Operationalisierung

messbare Güte �⇒ Kompetenzmodell – Clusterbildung ↭ Operatoren

1 zwischen dem Stand des Lernprozesses und seiner indirekten Messung [der

Leistung]

2 Gemessen wird das momentane Leistungsvermögen bezogen auf konkrete

Aufgaben – nicht das Können (Stand im Lernprozess)

Didaktik der Informatik

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Informatikunterricht – Leistungsmessung Testgütekriterien

Testgütekriterium versus Bewertungsziel

Wissenschaftliche Kriterien für Testverfahren – z. B. für Vergleichsstudien

1 Objektivität

2 Reliabilität (Zuverlässigkeit)

3 Validität (Gültigkeit)

Bewertung von Schülerinnen durch Lehrkräfte – Ziele

Notenfindung

Eigenkontrolle der

Lernergebnisse

Fremdkontrolle der

Lernergebnisse

Evaluation

Motivation

Diagnose

Didaktik der Informatik

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Leistungsmessung/-bewertung Grundsätze

Leistungsmessung/-bewertung – Grundsätze (1/2)

Grundsatz der proportionalen Abbildung – zur inhaltlichen Gestaltung

Es können nicht sämtliche Inhalte und Gegenstände, die im Unterricht

thematisiert wurden, Prüfungsbestandteil sein

Kein Bereich des vorgängigen Unterrichts sollte vollständig von den

Prüfungsinhalten ausgenommen werden.

Prüfung so gestalten, dass sie eine Projektion der Unterrichtsinhalte und

der Kompetenzbereiche in Prüfungsfragen/- aufgaben darstellt

Abbildungstreue Projektion der unterrichtlich bearbeiteten Inhalte in die

Prüfung

Didaktik der Informatik

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Leistungsmessung/-bewertung Grundsätze

Leistungsmessung/-bewertung – Grundsätze (2/2)

Grundsatz der Variabilität – zur Gestaltung der Prüfungsform

Schülerinnen haben individuelle Vorlieben für bestimmte Modalitäten

(Prüfungsformen) in Prüfungssituationen.

Prüfungssituationen möglichst abwechselungsreich gestalten, so dass

Schülerinnen ihr Können auch zeigen können.

Prüfungen sollten mehrere Modalitäten unterstützen und daher

verschieden Formen der Bewältigung der Aufgaben zulassen.

Prüfungsform variieren

Aufgabenformen lassen ebenfalls eine gewisse Variationsbreite zu.

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Leistungsmessung konkret Voraussetzungen – Beispiele

Leistungsmessung konkret – Voraussetzungen

Zieltransparenz

Ziele sind klar formuliert – Beispiele

Informatikstandardwerk

[Knuth, 1973]

Lehrbuch Schulinformatik

[Balzert, 1976]

einheitliche, klare Operatorsemantik

gleicher Satz von Operatoren für

Ziele

Übungen

Prüfungsaufgaben

Lehrbuch Schulinformatik

[Schriek, 2005]

Didaktikbuch

[Humbert, 2006]

In [Knuth, 1973] wird für Aufgaben eine klare Zeitvorgabe angegeben

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Leistungsmessung konkret Operatoren

Anforderungsbereiche – Operatoren

[Weber, 2005] 1 enthält verbindliche Operatoren für das Zentralabitur in

Informatik.

in [Heming u. a., 2008] werden die Eigenschaften des Operatorkonzepts

deutlich herausgestellt und beispielhaft illustriert.

Qualitative Einteilung in Anforderungsbereiche – Beispiele

◯I – Wissen (Wiedergabe von Kenntnissen)

◯II – Transfer (Kenntnisse in anderen Bereichen nutzen/anwenden)

◯III – Analyse (Problemlösen und Werten)

1 Der in dem PDF-Dokument angegebene Autor ist sicher nicht der tatsächliche Autor,

dennoch habe ich ihn hier angegeben – soviel informatische Kompetenz sollte bei den

Verantwortlichen sein.

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Leistungsmessung konkret Operatoren

◯I Operator – Definition – Beispiele – Ausschnitt

Angeben Ohne nähere Erläuterungen

und Begründungen

Beschreiben

aufzählen, nennen.

Sachverhalte oder Zusammenhänge

unter Verwendung

der Fachsprache in

eigenen Worten verständlich

wiedergeben.

Darstellen,

Dokumentieren

Zusammenhänge, Sachverhalte

oder Arbeitsverfahren

in strukturierter

Form graphisch oder

sprachlich wiedergeben.

Einordnen* Mit erläuternden Hinweisen

in einen genannten

Zusammenhang einfügen.

Geben Sie die sieben Schichten

des OSI-Referenz-Modells an.

Beschreiben Sie die Grenzen

endlicher Automaten. Beschreiben

Sie ein Verfahren zum Löschen

von Knoten in einem binären

Suchbaum.

Stellen Sie das Ergebnis als

UML-Klassendiagramm dar. Dokumentieren

Sie die gegebene

Klasse.

Ordnen Sie die Grammatik in die

Chomsky-Hierarchie ein. Zu welcher

Klasse von Suchstrategien gehört das

gegebene Verfahren?

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Leistungsmessung konkret Operatoren

◯II Operator – Definition – Beispiele – Ausschnitt

Analysieren

**

Bestimmen,

Ermitteln

Entwerfen,

Entwickeln

**

Eine konkrete Materialgrundlage

untersuchen, einzelne Elemente

identifizieren und Beziehungen

zwischen den Elementen

erfassen. Der Operator Analysieren

wird oft in Kombination

mit einem weiteren Operator

benutzt, der angibt, wie

das Analyseergebnis darzustellen

ist.

Mittels charakteristischer Merkmale

einen Sachverhalt genau

feststellen und beschreiben.

Herstellen und Gestalten eines

Systems von Elementen unter

vorgegebener Zielsetzung.

Analysieren Sie das gegebene

Sortierverfahren auf

seine Effizienz.

Analysieren Sie die Beziehungen

im gegebenen

UML-Diagramm und geben

Sie die Spezifikationen

der Methoden zur

Klasse xx an.

Bestimmen Sie die Anzahl

der Vergleiche und Vertauschungen

dieses Sortierverfahrens.

Entwerfen Sie ein Zustandsdiagramm,

ein

Klassendiagramm, eine

Methode . . .

Didaktik der Informatik

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Leistungsmessung konkret Operatoren

◯III Operator – Definition – Beispiele – vollständig

Begründen Einen Sachverhalt oder eine

Entwurfsentscheidung

durch Angabe von Gründen

erklären.

Beurteilen Zu einem Sachverhalt ein

selbstständiges Urteil unter

Verwendung von Fachwissen

und Fachmethoden formulieren

und begründen.

Stellung

nehmen

Unter Heranziehung relevanter

Sachverhalte die

eigene Meinung zu einem

Problem argumentativ entwickeln

und darlegen.

Begründen Sie die Wahl Ihrer

Datenstruktur. Begründen Sie

den Entwurf Ihres Modells.

Beurteilen Sie die folgende

These: Jedes Problem,

das sich präzise beschreiben

lässt, kann mit einem Computer

gelöst werden.

Nehmen Sie bezüglich der

Datenschutzproblematik Stellung.

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Abitur 2007 LK Informatik – Beispiel

Abitur 2007 – Aufgabe Leistungskurs Informatik –

Grafik

Z 1 K 3 J

8

I 1 H 7

G

10

D

3

3

M 1 L

2 3

9 7

C

B 2 A 2 S

4

3

10

3

E

5

5

F

Innerstädtische Straße

Ø Geschwindigkeit: 40 km/h

Ø Benzinverbrauch: 10 l/100 km

Landstraße

Ø Geschwindigkeit: 80 km/h

Ø Benzinverbrauch: 8 l/100 km

Autobahn

Ø Geschwindigkeit: 120 km/h

Ø Benzinverbrauch: 7 l/100 km

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Abitur 2007 LK Informatik – Beispiel

Abitur 2007 – Aufgabe Leistungskurs Informatik

Aufgabentext – allgemeiner Problemhorizont

Ein Navigationssystem führt den Benutzer auf einer optimierten Route vom

Start (S) gegebenenfalls über Zwischenstationen zum Ziel (Z). Bei der

Berechnung der optimierten Route soll die Art der Straße berücksichtigt

werden. Der Graph stellt einen Ausschnitt aus einer internen Karte eines

Navigationssystems für den Raum Düsseldorf-Nord / Duisburg-Zentrum dar.

Das Navigationssystem unterscheidet innerstädtische Straßen, Landstraßen

und Autobahnen, die graphisch durch unterschiedliche Linienformen

dargestellt sind.

Die in der Darstellung angegebenen Kantengewichte stellen die

Entfernungen der Knoten in Kilometern dar. Zunächst bleiben die

unterschiedlichen Straßenarten, dargestellt durch die unterschiedlichen

Linienformen, unberücksichtigt.

Quelle: http://www.ksta.de/html/artikel/1174922295779.shtml

– geprüft: 17. Juni 2008

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Abitur 2007 LK Informatik – Beispiel

Abitur 2007 – Aufgabe Leistungskurs Informatik 1/3

Überführen Sie die Darstellung des Graphen in eine Adjazenzmatrix.

Geben Sie an, welche besonderen Eigenschaften diese Adjazenzmatrix

hat. Überführen Sie die Darstellung des Graphen in eine Adjazenzliste.

Kanten in dem ungerichteten Graphen sollten dabei jeweils doppelt als

entgegengesetzt gerichtete Kanten eingetragen werden.

In der Anlage finden Sie die Klassendokumentationen der Klassen TList,

TGraphNode, TEdge und TGraph. Analysieren Sie die

Klassendokumentationen und geben Sie alle Objektbeziehungen für ein

Objekt der Klasse TGraph und alle Objektbeziehungen für ein Objekt der

Klasse TGraphNode in zwei getrennten Klassen-Diagrammen an. Die

Attribute und Methoden müssen nicht dargestellt werden. Beurteilen Sie

deren Tauglichkeit, um die Karte des Navigationssystems inklusive der

Straßenarten abzubilden.

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Abitur 2007 LK Informatik – Beispiel

Abitur 2007 – Aufgabe Leistungskurs Informatik 2/3

Die konkrete Karte in einfacher Form (ohne Straßenarten) soll in einer

Klasse TNaviGraph abgebildet werden. Implementieren Sie den

Konstruktor, der einen konkreten Graphen hGraph erzeugt. Es reicht der

Teilgraph mit dem Knoten ABCDS. Implementieren Sie eine Methode,

die, ausgehend von einem bestimmten Knoten, den Nachbarknoten

liefert, der die kürzeste Entfernung von diesem Knoten hat. Wählen Sie

als Methodenkopf:

function TNavigraph.findeNaechstenNachbarn (pName: string) :string;

Ein Navigationssystem bestimmt die kürzeste Strecke zwischen zwei

beliebigen Orten. Geben Sie einen geeigneten Algorithmus (keinen

Programmcode) zur Bestimmung der kürzesten Entfernung an und

erläutern Sie diesen. Leiten Sie unter Anwendung dieses Algorithmus

bei Angabe aller Zwischenschritte den kürzesten Weg vom Start (S) zum

Ziel (Z) her.

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Abitur 2007 LK Informatik – Beispiel

Abitur 2007 – Aufgabe Leistungskurs Informatik 3/3

Die konkrete Karte enthält unterschiedliche Straßenarten. Das Navigationssystem soll

optimale Wege wahlweise nach den Kriterien »kürzester Weg«, »kürzeste Fahrzeit« oder

»günstigster Benzinverbrauch« liefern. Entwickeln Sie eine Problemlösung für die

komplexe Kartenstruktur und leiten Sie bei Angabe aller Zwischenschritte den Weg mit

der kürzesten Fahrzeit im Teilgraph ABCDS von S nach D ab.

Analyse – Operatoren Abituraufgabe LK 2007

Überführen (1/3) – ◯I

Angeben (1/3) und (2/3) – ◯I

Erläutern (2/3) – ◯I /◯II

Herleiten (2/3) – ◯II

Ableiten (3/3) – ◯II

Analysieren (1/3) – ◯II /◯III

Implementieren (2/3) – ◯II /◯III

Entwickeln (3/3) – ◯II /◯III

Beurteilen (1/3) – ◯III

Bis auf zwei Einträge ausschließlich für den Anforderungsbereich ◯II

können die weiteren auch dem Anforderungsbereich ◯III zugeordnet

werden.

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Abitur 2007 LK Informatik – Beispiel

Konsequenzen für den Unterricht?

Vorteile(?)

1 für Schülerinnen:

1 Ziele des Unterrichts werden durch konkrete Aufgaben erschließbar

2 Durchgängig werden die gleichen Begriffe für die Anforderungen genutzt

3 Hohe Transparenz

2 für Lehrerinnen

1 Externe Anforderung bis ins Detail – Normierung der Anforderungen ==>

Lehrmaterialien austauschbar

2 Verantwortlichkeit der Vorgaben außerhalb des Unterrichts und seiner

Planung (Rechtfertigung entfällt)

3 Konzentration auf das Wesentliche == das was dem Zentralabitur nützt,

wird unterrichtlich thematisiert

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Abitur 2007 LK Informatik – Beispiel

Konsequenzen für den Unterricht?

Nachteile(?)

1 für Schülerinnen:

1 Die sich an den Vorgaben für das Zentralabitur orientierenden

Unterrichtsziele werden prioritär bearbeitet

2 Interpretationsspielräume sind gering(er)

3 Uniformität – Orientierung an den Interessen und Stärken der Schülerinnen

findet nicht mehr statt: »one size fits all«

2 für Lehrerinnen

1 Problemorientierung und Projektunterricht werden zurückgedrängt

2 Methodenvielfalt tritt zurück hinter »Training for the test«

3 Schüler fordern z. Tl. explizit, dass sich die Lehrkraft im Unterricht auf das

Ziel == Zentralabitur konzentriert

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Literatur

Abitur 2007 LK Informatik – Beispiel

[Balzert 1976] Balzert, Helmut: Informatik: 1. Vom Problem zum Programm – Hauptband. 1. Aufl. München :

Hueber-Holzmann Verlag, 1976

[Heming u. a. 2008] Heming, Matthias ; Humbert, Ludger ; Röhner, Gerhard: Vorbereitung aufs Abitur.

Abituranforderungen transparent gestalten – mit Operatoren. In: LOG IN 27 (2008), Februar, Nr. 148/149,

S. 63–68. – ISSN 0720–8642. – Materialien:

http://www.log-in-verlag.de/service/2007/063-068_Vorbereitung_aufs_Abitur.rar – geprüft:

28. Juni 2009

[Humbert 2006] Humbert, Ludger: Didaktik der Informatik – mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial. 2.,

überarbeitete und erweiterte Aufl. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006 (Leitfäden der Informatik). –

ISBN 3–8351–0112–9. – http://humbert.in.hagen.de/ddi/ – geprüft: 8. März 2009

[Klafki 1985] Klafki, Wolfgang: Sinn und Unsinn des Leistungsprinzips in der Erziehung. In: Neue Studien zur

Bildungstheorie und Didaktik: Beiträge zur kritisch-konstruktiven Didaktik. Weinheim, Basel : Beltz Verlag,

1985. – ISBN 3–407–54148–1, S. 155–180

[Knuth 1973] Knuth, Donald E.: The Art of Computer Programming. Bd. 1: Fundamental Algorithms. 2 nd

Editon—1 st Edition 1968. Addison-Wesley, 1973

[Schriek 2005] Schriek, Bernard: Informatik mit Java. Eine Einführung mit BlueJ und der Bibliothek Stifte und

Mäuse. Werl : Nili-Verlag, 2005 ( Band I). – ISBN 3–00–017092–8. – Kapitel 1–6 (von 13):

http://www.mg-werl.de/sum/OOP-Buch1.pdf – geprüft: 28. Juni 2009

[Weber 2005] Weber, Wolfgang: Abitur 2007 – Informatik – Übersicht über die Operatoren. Oktober 2005. –

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/abitur-gost/getfile.php?file=172 –

geprüft: 28. Juni 2009

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Didaktik der Informatik – Vorlesung

12. Vorlesung: Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung

StD Dipl.-Inform. Dr. rer. nat. L. Humbert

Fachgebiet Didaktik der Informatik

Fachbereich C – Universität Wuppertal

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Gliederung der Präsentation

1 Übersicht

Gliederung der Präsentation

Themen der Vorlesung im

Sommersemester 2009

2 Moralisch-ethische Aspekte

Veranstaltungsziele –

Kompetenzen

Moral, Ethik, Informatik,

Informatikunterricht?

Fundamente

Ethische Kodizes

Übersicht Gliederung der Präsentation

Konsequenzen für die

Informatische Bildung

3 Professionalisierung

Diskussionshintergrund: Arbeit

von Informatikerinnen – eine

Profession?

Was macht eine Profession aus?

Erfolgsfaktoren für Projekte

Projekte – schädlich für die

Gesundheit

Berufsethos von

Informatiklehrerinnen

Typologie der Lehrkräfte

Didaktik der Informatik

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Themen der Vorlesung (Stand 14. Juli 2009)

Kapitel in [Humbert, 2006a]

.......................................................................................

1 Organisatorisches – Einführung .................................................. 2, 4

2 Informatik – geschichtliche Aspekte ................................................ 2

3 Genderdiskussion .................................................................... 9

4 Grundfragen des Lernens ........................................................... 3

5 Schulinformatik – Entwicklungslinien ............................................... 4

6 Schulinformatik – Normierung ...................................................... 4

7 Informatikunterricht – besondere Arbeitsweisen ................................... 5

8 Informatikunterrichtsplanung – Vorgehensmodelle ................................ 6

9 Informatikunterrichtsplanung .................................................... 6, 7

10 Informatikunterricht – Beispielszenarien ........................................... 7

11 Informatikunterricht – Leistungsmessung .......................................... 8



12 Moralisch-ethische Aspekte – Professionalisierung .......................


9, 10


Moralisch-ethische Aspekte Veranstaltungsziele – Kompetenzen

Kompetenzen 12. Vorlesung: Moralisch-ethische

Aspekte

Kompetenzen 12. Vorlesung: Moralisch-ethische Aspekte

»Informatische Vernunft« kennen und erläutern

Persönlichkeitsschutz und Datenverarbeitung – Argumente, Stasi 2.0

Freie Software für Freie Bürger?

Ethische Kodizes – von Häcksen über von Hentig bis zur Gesellschaft für

Informatik (GI) kennen und einordnen

Wissen, warum der Beruf der Lehrerin keine Profession ist

Konstitutive Bedingungen für Professionalität angeben

Professionelle Projektarbeit und ihre Seiteneffekte einordnen

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Diskussionshintergrund

Moralisch-ethische Aspekte Moral, Ethik, Informatik, Informatikunterricht?

Informatische Modellierung verändert »die Welt« und damit die

Gesellschaft (vgl. Vorlesung 2)

Fragen des Persönlichkeitsschutzes werden bei der Verarbeitung

personenbezogener Daten tangiert (vgl. Vorlesung 7)

Informatik und Gesellschaft ist als Fachgebiet der Informatik

etabliert (vgl. Vorlesung 5)

Allgemeines Bildungsziel in demokratisch verfassten Gesellschaften

ist Mündigkeit (vgl. Vorlesung 5)

Informatiksysteme verantwortlich nutzen – Modulkonzept

(vgl. Vorlesung 5) [Humbert, 2002, 2003]

Informatische Vernunft als Bezeichnung für die philosophische

Dimension eines aufgeklärten Zugangs zu Informatiksystemen –

[Görlich u. Humbert, 2003, 2008]

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Fundamente – Fragen

Moralisch-ethische Aspekte Fundamente

Verantwortliche Gestaltung von Ressourcen

Verantwortliche Nutzung von Ressourcen

Nachhaltigkeit der Gestaltung und Nutzung

Menschenrecht/e �→ Grundrecht/e �→ bereichsspezifische Regelungen

z. B. Gesetze, Verordnungen, etc.

Regeln

Normen

Kodex – Sammlung von Normen und Regeln in einem Bereich, an denen

sich eine gesellschaftliche Gruppe orientiert (Plural: Kodizes)

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Moralisch-ethische Aspekte Fundamente

The End of Computing Science?

[. . . ] most of our systems are much more complicated than can be

considered healthy, and are too messy and chaotic to be used in

comfort and confidence.

The average customer of the computing industry has been served so

poorly that he expects his system to crash all the time, and we witness a

massive worldwide distribution of bug-ridden software for which we

should be deeply ashamed.

For us scientists it is very tempting to blame the lack of education of the

average engineer [. . . ].

You see, while we all know that unmastered complexity is at the root of

the misery, we do not know what degree of simplicity can be obtained,

nor to what extent the intrinsic complexity of the whole design has to

show up in the interfaces.

[Dijkstra, 2001] Edsger Wybe Dijkstra (1930–2002)

niederländischer Informatiker

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The Napkin of Doom

Moralisch-ethische Aspekte Fundamente

Compiler and data base experts have lunch.

They exchange a control block format on a napkin.

Napkin is punched, copied, and filed.

Format changes but napkin does not.

Components are coupled and don’t work.

They had to do something.

I did not know what they should have done.

[Parnas, 2002] (Folie 5 der Präsentation)

David (Lorge) Parnas – * 10. Februar 1941 in Plattsburgh, New

York

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Moralisch-ethische Aspekte Ethische Kodizes

Ethische Kodizes – Hacker/Haecksen

Hacker/Haecksen – Ethische Grundsätze des Hackens

Der Zugang zu Computern und allem, was einem zeigen kann, wie diese

Welt funktioniert, sollte unbegrenzt und vollständig sein.

Alle Informationen müssen frei sein.

Mißtraue Autoritäten – fördere Dezentralisierung.

Beurteile einen Hacker nach dem, was er tut und nicht nach üblichen

Kriterien wie Aussehen, Alter, Rasse, Geschlecht oder gesellschaftlicher

Stellung.

Man kann mit einem Computer Kunst und Schönheit schaffen.

Computer können dein Leben zum Besseren verändern.

Mülle nicht in den Daten anderer Leute.

Öffentliche Daten nützen, private Daten schützen.

[CCC, 1998, Ausschnitt] – vgl. http://www.ccc.de/hackerethics

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Moralisch-ethische Aspekte Ethische Kodizes

Ethische Kodizes – Standesorganisationen der

Informatik

International Federation for Information Processing (IFIP): übernationale

Organisation, die alle nationalen Informatikgesellschaften vertritt

[IFIP Ethics Task Group, 1995] Grundlage (Diskussionsfassung)

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Moralisch-ethische Aspekte Ethische Kodizes

Ethische Kodizes – Standesorganisationen der

Informatik

Gesellschaft für Informatik e. V.

I Das Mitglied

Fachkompetenz, Sachkompetenz, Juristische Kompetenz,

Urteilsfähigkeit

II Das Mitglied in einer Führungsposition

Arbeitsbedingungen, Organisationsstrukturen, Beteiligung

III Das Mitglied in Lehre und Forschung

Lehre, Forschung

IV Die Gesellschaft für Informatik

Zivilcourage, Soziale Verantwortung, Mediation,

Interdisziplinäre Diskurse

[GI, 2004] (erste Fassung [GI, 1994])

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Moralisch-ethische Aspekte Ethische Kodizes

Ethische Kodizes – Standesorganisationen der

Informatik

ACM – Code of Ethics and Professional Conduct (1, 2)

General Moral Imperatives.

As an ACM member I will . . . Contribute to society and human well-being. Avoid

harm to others. Be honest and trustworthy. Be fair and take action not to

discriminate. Honor property rights including copyrights and patent. Give proper

credit for intellectual property. Respect the privacy of others. Honor

confidentiality.

More Specific Professional Responsibilities.

As an ACM computing professional I will . . . Strive to achieve the highest quality,

effectiveness and dignity in both the process and products of professional work.

Acquire and maintain professional competence. Know and respect existing laws

pertaining to professional work. Accept and provide appropriate professional

review. Give comprehensive and thorough evaluations of computer systems and

their impacts, including analysis of possible risks. Honor contracts, agreements,

and assigned responsibilities. Improve public understanding of computing and

its consequences. Access computing and communication resources only when

authorized to do so.

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Moralisch-ethische Aspekte Ethische Kodizes

Ethische Kodizes – Standesorganisationen der

Informatik

ACM – Code of Ethics and Professional Conduct (3)

Organizational Leadership Imperatives.

As an ACM member and an organizational leader, I will . . . Articulate social

responsibilities of members of an organizational unit and encourage full

acceptance of those responsibilities. Manage personnel and resources to design

and build information systems that enhance the quality of working life.

Acknowledge and support proper and authorized uses of an organization’s

computing and communication resources. Ensure that users and those who will

be affected by a system have their needs clearly articulated during the

assessment and design of requirements; later the system must be validated to

meet requirements. Articulate and support policies that protect the dignity of

users and others affected by a computing system. Create opportunities for

members of the organization to learn the principles and limitations of computer

systems.

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Moralisch-ethische Aspekte Ethische Kodizes

Ethische Kodizes – Standesorganisationen der

Informatik

ACM – Code of Ethics and Professional Conduct (4)

Compliance with the Code.

As an ACM member I will . . .

Uphold and promote the principles of this Code.

Treat violations of this code as inconsistent with membership in the ACM.

[ACM Council, 1992] – Association for Computing Machinery

gegründet 1947

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Moralisch-ethische Aspekte Konsequenzen für die Informatische Bildung

Informatische Bildung – zur Umsetzung

Informatik und Gesellschaft (I&G) ist Bestandteil der Informatischen

Bildung [GI, 2008]

Umsetzung – wie im I&G-Kontext diskutiert – integrativ, aber im

Schulfach Informatik

kann nicht, wie z. B. beim ECDL, in ein Modul ausgelagert werden

Computersicherheit – Bestandteil der Lehre [Dornseif, 2009]

Darstellung der Entwicklung und Vorstellung der beteiligten Personen,

wie in [Schöning, 2002]

Elemente der Geschichte der Informatik, die die Entwicklung von

Konzepten thematisieren, wie z. B. in

[Wirth, 2002] [Wirth, 2007] [Müller-Prove, 2001] [Müller-Prove u.

Ludolph, 2007] [Humbert u. a., 2007] [Weizenbaum, 2007]

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Moralisch-ethische Aspekte Konsequenzen für die Informatische Bildung

Informatische Bildung – Beispiele

Login-Vorgang – durchgängiges Bespiel in [Humbert, 2006a]

Planspiel Datenschutz, vgl. Vorlesung 7

http://ddi.uni-wuppertal.de/ddi-sommersemester-2009/Sommersemester_2009-DdI-7.pdf

Zweite Staatsarbeit – Datenschutz in Netzen (inkl. Planspiel) [Jacobi,

2008]

Einsatz von RFID und Informatikunterricht [Humbert u. a., 2006]

Zweite Staatsarbeit zu RFID und Informatikunterricht [Boettcher, 2007]

Informatik – Mensch – Gesellschaft im Schulunterricht [Koubek u. Kurz,

2007]

7. Informatiktag Nordrhein-Westfalen: »Grundsätzliches und

Oberflächliches zur Informatik« – Dr. Jochen Koubek (HU Berlin)

http://ddi.uni-muenster.de/ab/se/tagnrw/material08

Gesundheitskarte – ohne Informatik unverständlich [Humbert, 2006b]

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Professionalisierung Diskussionshintergrund: Arbeit von Informatikerinnen – eine Profession?

Diskussionshintergrund – Schlaglicht 1/2

Verantwortliche müssen sich stärker professionellen Methoden öffnen

. . . noch immer scheitern 19 Prozent aller Projekte.

In fast 50 Prozent der Fälle gibt es Probleme.

Und das, obwohl Experten immer wieder die Professionalisierung des

Projektmanagements predigen.

Doch noch immer vertreten insbesondere Softwareentwickler die These,

dass sich ihr Job grundlegend von dem anderer Ingenieure

unterscheidet, ihre Arbeit einzigartig und in der Praxis nicht

wiederholbar sei.

Einer Professionalisierung steht eine solche Auffassung grundlegend im

Wege.

nach [Koll, 2007, S. 15 – linke Spalte, 2. Absatz]

Seit 1994 wird die als »Bankrotterklärung des IT-Projektmanagements« charakterisierte

Studie jährlich durchgeführt

– vgl. [The Standish Group, 1995]

Didaktik der Informatik

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Professionalisierung Diskussionshintergrund: Arbeit von Informatikerinnen – eine Profession?

Diskussionshintergrund – Schlaglicht 2/2

Arbeit im Bereich der Informatik �⇒

Eldorado guter Arbeit [Boes u. a., 2008, Folie 2]

Kaum physische Belastungen wie bei Industriearbeit

Arbeit ist in der Regel kreativ

Arbeit ist häufig selbstbestimmt

Arbeit ist wenig monoton

doch inzwischen . . .

»Diese Sichtweise hat sich spätestens seit der Krise der New Economy

Anfang des Jahrzehnts radikal geändert – in der Wissenschaft, in der Politik

und zunehmend auch in der Branche selbst« [Uske, 2008, S. 1].

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Kennzeichen einer Profession

Definition (Profession)

spezielle Ausprägung des beruflichen Handelns

Merkmale – erster Erklärungsansatz

Professionalisierung Diskussionshintergrund: Arbeit von Informatikerinnen – eine Profession?

1 Systematisches Wissen, das besonderer Formen der Aneignung bedarf

Häufig (?) in Form einer wissenschaftlichen Ausbildung

2 Gesellschaftliche Werte, die durch das Handeln unterstützt/eingelöst

werden ⇒ Berufsethos

3 Ständische Werte, die in autonomer Weise die Festlegung von Standards

für die Ausübung und die Ausbildung ermöglichen

2 und 3 stehen im Widerstreit

Probleme dorthin verweisen, wo sie gelöst werden können –

vgl. [Brödner u. a., 2005, S. 81]

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Konstruktive Kritik

Klärungsnotwendigkeiten

Durchsetzung einer Profession

Professionalisierung Diskussionshintergrund: Arbeit von Informatikerinnen – eine Profession?

Änderung der Bereiche, für die eine Profession »zuständig« ist

machttheoretische Dimensionen bei der Durchsetzung

gesellschaftlich-ökonomische Aushandlungsprozesse

genderorientierte Beschreibung der gesellschaftlichen Arbeitsteilung

und ihrer Zuschreibung, -weisung

Verhältnis zwischen Klientin und professionell Arbeitender

Den Punkten kommt in hoch arbeitsteiligen Gesellschaften eine wichtige Rolle

zu, entscheiden diese doch über den mit jeder Profession verbundenen

Anspruch auf »Alleinvertretung«

Beispiele: Schornsteinfeger, TÜV, . . .

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Professionalisierung Erfolgsfaktoren für Projekte

Projekte professionell durchführen – Erfolgsfaktoren

Top-Drei-Faktoren – seit 1999 in unveränderter Reihenfolge

Beteiligung der Endanwender

Unterstützung durch das oberste Management

Formulierung klarer Geschäftsziele

Weiter unten in der Liste des Chaos Reports steht nach wie vor

Ausbildung der Mitarbeiter

Konsequenzen:

Ein Viertel der Unternehmen will erfahrene Projektmanager einstellen,

weitere 59 Prozent planen Schulungsmaßnahmen für ihren bestehenden

Mitarbeiterstab.

vgl. [Koll, 2007, S. 15 – 3. und 4. Absatz]

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Professionalisierung Projekte – schädlich für die Gesundheit

Projekte – schädlich für Ihre Gesundheit?

Gesundheitliche Belastungen [Latniak u. Gerlmaier, 2007]

IT-Beschäftigte in den untersuchten Softwareentwicklungs- und

-beratungsprojekten leiden bis zu viermal so häufig unter

psychosomatischen Beschwerden

chronische Müdigkeit

Nervosität

Schlafstörungen

Magenbeschwerden

wie der Durchschnitt der Beschäftigten in Deutschland.

40% der Befragten zeigten eine Zunahme chronischer Erschöpfung,

einem Frühindikator für Burnout.

30% hatten Probleme, sich zu erholen

nach [Uske, 2008, S. 2]

»Gesund arbeiten in Projekten – ein Arbeitsleben lang?« (Titel der Präsentation

von Dr. Anja Gerlmaier am 7. Februar 2008 in Gelesenkirchen)

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Dienerin zweier Professionen?

Professionalisierung Projekte – schädlich für die Gesundheit

Dimensionen, die sich aus dem Selbstverständnis von Informatikerinnen

entwickelt haben, wurden im ersten Teil der heutigen Vorlesung

verdeutlicht.

Die zweite (oder erste?) Profession einer Informatiklehrerin ist die einer

Lehrerin.

Der Profession der Lehrerin wurde mit [von Hentig, 1992] der

Sokratische Eid – in Anlehnung an den Hippokratischen Eid für Ärzte –

vorgeschlagen.

Bisher steht eine Spezialisierung für Informatiklehrerinnen aus –

Ausgangspunkt könnte m. E. die in der Vorlesung 10 vorgestellte Vision

sein, die in [Puhlmann, 2005, S. 79] dargestellt ist. Da der Arbeit in

vernetzten Systemen im Informatikunterricht eine besondere

Bedeutung zukommt, sind Elemente aus [ALWR u. DFN, 1993] in

angemessener Weise zu berücksichtigen.

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Professionalisierung Typologie der Lehrkräfte

Typologie – Potsdamer Lehrerstudie (1)

Risikomuster – aus [Schaarschmidt, 2005, S. 4]

A – übersteigertes Arbeitsengagement

-

reben

Disieses

Beruf hier hohe Resignationstendenz, gerinneren

nt

rgeht,

nheit

assen

ozia-

B – Burn Out

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n,

t.

er

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n

n.

Professionalisierung Typologie der Lehrkräfte

Typologie – Potsdamer Lehrerstudie (2)

Muster – aus [Schaarschmidt, 2005, S. 3]

S – Schonung

G – Gesund

gesehen handelt es sich

rhaltens und Erle-

Ausprägungen in den

stärksten tritt der

eit der

ittle-

nts erhaltene Dis-

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Literatur

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Didaktik der Informatik

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[Dornseif 2009] Dornseif, Maximillian: »Hands-on« in der Lehre von Computersicherheit – eingeladener

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Wuppertal, 8. Juni 2009 – Präsentation. Juni 2009. –

http://md.hudora.de/presentations/2009-sicherheits-lehre.pdf – geprüft: 14. Juli 2009

[GI 1994] GI: Ethische Leitlinien der Gesellschaft für Informatik. 1994. – GI – Gesellschaft für Informatik e. V. –

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Herbert Damker, Bernd Lutterbeck, Hartmut Przybylski, Herrmann Rampacher, Karl-Heinz Rödiger

(Sprecher), Horst Röpke, Gabriele Schade, Jürgen Seetzen, Reinhard Stransfeld, Roland Vollmar, Rudolf

Wilhelm – http://www.gi-ev.de/verein/struktur/ethische_leitlinien.shtml – geprüft: 21. Juli 2003

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. Juli 2009 27 / 32


Literatur (cont.)

Professionalisierung

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Capurro, Wolfgang Coy, Eva Hornecker, Constanze Kurz, Karl-Heinz Rödiger (Sprecher), Britta Schinzel, Ute

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http://www.gi-ev.de/wir-ueber-uns/unsere-grundsaetze/ethische-leitlinien/ und

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fa-ibs/Empfehlungen/bildungsstandards_2008.pdf – geprüft: 18. Januar 2009. ISSN 0720–8642

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15. Juni 2008

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Koubek, Jochen (Hrsg.): Das IT-Bildungssystem in Deutschland, 2008. – Preprint: http:

//www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/d1077529/IT-IF-Lehrerbildung-2tePhase_Preprint.pdf –

geprüft: 15. April 2008

Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. Juli 2009 28 / 32


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L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. Juli 2009 29 / 32


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Didaktik der Informatik

L. Humbert (Didaktik der Informatik) DdI – Sommersemester 2009 16. Juli 2009 31 / 32


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[Wirth 2007] Wirth, Niklaus: A Brief History of Software Engineering. In: [Böszörményi, 2007], S. 115–120

Didaktik der Informatik

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