Kategorie: Informatikunterricht

Die Komplexaufgabe in Klassenstufe 8 bietet im sächsischen Lehrplan Informatik einen besonderen Freiraum:
Schülerinnen und Schüler sollen informatische Konzepte nicht isoliert, sondern vernetzt, anwendungsbezogen und kooperativ einsetzen lernen. Ziel ist es dabei, bekannte Werkzeuge und Denkweisen auf eine größere, offenere Problemstellung zu übertragen und auch den eigenen Arbeitsprozess bewusst zu gestalten und zu reflektieren.

In diesem Beitrag möchte ich ein Projekt vorstellen, das ich passend zum neuen Lehrplan entwickelt habe. Es verbindet algorithmisches Denken, kreatives Entwickeln und den Einsatz unterschiedlicher digitaler Werkzeuge zu einer überschaubaren, aber anspruchsvollen Komplexaufgabe über 6 Unterrichtsstunden (3 Doppelblöcke), passend zur zeitlichen Anforderung im Lehrplan.

Benötigtes Vorwissen

Auch wenn es sich um den dritten Lernbereich der Klassenstufe 8 handelt, setze ich nur den Lernbereich 1 dieser Jahrgangsstufe und die Inhalte der Jahrgangsstufe 7 voraus. Den Lernbereich 2 behandele ich davon isoliert entweder davor, oder aber danach, je nachdem, welche Herangehensweise besser in den Schuljahresablauf passt. Folgendes Vorwissen zum Bereich „Algorithmierung und Programmierung“ ist im Unterricht bis dahin unterrichtet worden:

• Lernbereich 1: Algorithmen
  Zu Beginn des Schuljahres lernen die Schülerinnen und Schüler algorithmisches Denken mit RobotKarol Online kennen. Die Umgebung ist stark strukturiert und eignet sich hervorragend, um Problemlöseprozesse klar, schrittweise und nachvollziehbar zu entwickeln.
• Übergang zu Scratch
  Anschließend folgt ein gezielter „Crashkurs Scratch“. Scratch nutze ich hier bewusst nicht als Ersatz für RobotKarol, sondern als Erweiterung:
  Während RobotKarol besonders gut geeignet ist, algorithmisches Denken zu schulen, eröffnet Scratch deutlich mehr kreative Freiräume beim Entwickeln eigener Anwendungen und zeigt damit noch eine andere andere Dimension des Bereiches „Algorithmierung und Programmierung“.

Die eigentliche Komplexaufgabe setzt genau an dieser Schnittstelle an:
Algorithmisches Denken wird nicht neu eingeführt, sondern in einem offenen Projekt angewendet.

Die Komplexaufgabe: Entwicklung einer kleinen App

Ich binde die Komplexaufgabe, wie sie die Schüler im Unterricht erhalten, im Folgenden ein und werde anschließend einige didaktische und fachliche Überlegungen dazu anbringen. Die eingebettete Komplexaufgabe wurde mit Genially erstellt. Sollten Sie diese App benutzen, können Sie die Aufgabe gerne mit dem „Aktualisieren“-Symbol unten rechts anpassen und verwenden.

Hinweis: Das Genially muss im Vollbildformat verwendet werden.

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in 2er- oder 3er-Gruppen an der Entwicklung einer eigenen „App“ mit Scratch. Dabei geht es nicht darum, eine „perfekte“ und „innovative“ App zu entwickeln, sondern um Planung, Umsetzung, Zusammenarbeit und Reflexion.

Das Projekt ist in drei Phasen eingeteilt, für die es jeweils eine Note gibt. Die Bewertungsgrundlagen sind als Anforderungen im obigen Arbeitsauftrag festgehalten.

Phase 1: Planung und Organisation

Im ersten Block wird das Projekt inhaltlich und organisatorisch vorbereitet. Die Gruppen klären unter anderem:

• Welche Art von App soll entstehen?
• Wer ist die Zielgruppe?
• Welches Thema und welche Funktionen soll die App haben?

Diese Überlegungen werden im Unterricht in einer Mindmap mit MindMup festgehalten (https://app.mindmup.com/map/new/). Parallel erstellen die Gruppen mit einer Tabellenkalkulationssoftware ihrer Wahl einen eigenen Zeit- und Aufgabenplan:

• Wer übernimmt welche Aufgaben?
• Welche Arbeitsschritte stehen an?
• Welche Termine stehen an?

Die Aufgabenstellung erhalten die Schülerinnen und Schüler bereits vorab, sodass ein erstes Nachdenken möglich ist. Die eigentliche Arbeitsleistung erfolgt jedoch bewusst erst im Unterricht, damit unter anderem auch die individuelle Beteiligung beobachtet werden kann.

Phase 2: Entwicklung der App

Im zweiten Block beginnt die konkrete Umsetzung in Scratch. Die Gruppen dürfen sich zuhause vorbereiten, müssen ihre Programmierarbeit aber sichtbar aus den Planungen der ersten Phase entwickeln.

Wichtig ist dabei:

• Die App darf zu diesem Zeitpunkt noch nicht fertig sein.
• Die Programmierleistung muss beobachtbar sein.
• Abweichungen vom ursprünglichen Plan sind erlaubt, müssen aber begründet werden.

Anschließend erhalten die Gruppen noch etwa eine Woche Zeit, um ihre App fertig zu stellen.

Phase 3: Dokumentation, Präsentation und Reflexion

Die dritte Phase muss von Beginn an mitgedacht werden und soll das Projekt „rund machen“. Die Schüler:

• erstellen mit einer Textverarbeitung eine visuell ansprechende Anleitung zur App
• dokumentieren die Arbeitsaufteilung, auch zur Selbstreflexion
• bewerben ihr Produkt

Für die Bewerbung ihrer App empfehle ich den Schülern zwar, eine Präsentationssoftware zu nutzen, lasse ihnen aber freie Hand. Mögliche Varianten wären zum Beispiel auch:

• ein kurzer Werbefilm
• ein Radiobeitrag
• eine Wandzeitung

So sollen die Schüler auch nochmal ihre Stärken nutzen und einsetzen können, unabhängig davon, ob sie besonders gut im Programmieren sind oder nicht.

Der zeitliche Anspruch ist dafür in dieser letzten Phase ziemlich hoch und nur dann gut zu schaffen, wenn die Schüler sich gut organisieren und es schaffen, ihre Aufgaben sinnvoll zu verteilen.

Lehrplanbezug

Ein ähnliches Projekt habe ich bereits im vergangenen Schuljahr durchgeführt. Dort sollten die Schüler in Einzelarbeit mit Scratch ein mathematisches Lernspiel nach diversen Vorgaben erstellen und dieses anschließend mit einer Präsentationssoftware bewerben und mit einer Textverarbeitung eine Anleitung dazu schreiben. Für interessierte Kollegen lade ich diese Projektaufgabe am Ende des Blogbeitrags hoch.

Die neue Fassung hat nach meinem Dafürhalten einige Vorteile, die vor allem noch besser mit dem Lehrplan vereinbar sind:

• Kooperieren beim implementieren der Lösung
  Die Gruppenarbeit entlastet einzelne Schüler und fördert Kommunikation und Abstimmung.
• Reflektieren des Arbeitsprozesses
  Planung, Zeitmanagement und Rollenverteilung werden explizit eingefordert und sichtbar gemacht.
• Nutzung verschiedener Anwendungen
  Tabellenkalkulation, Textverarbeitung, Präsentation, Mindmapping und Programmierung greifen sinnvoll ineinander.

Der Lehrplan nennt in diesem Lernbereich 3 auf der rechten Seite unter anderem:

• fächerverbindende oder schulübergreifende Projekte

• Einbeziehung externer Partner

• Programmierung der Hardware der Schüler

• Erstellung eines Wikis oder Blogs mit CMS

• Einrichtung eines mobilen Endgeräts

Gerade die Einbeziehung externer Partner halte ich in diesem Projektformat für gut denkbar, z. B. durch tatsächliche Partner für die der Schüler fiktiv entwickelt. Dies. kann bei einer gut vernetzten und strukturierten Berufsorientierung in einer Schule auch wieder Kooperationen gut stärken.

Die anderen Vorschläge des Lehrplans erscheinen zwar ebenfalls reizvoll, lassen sich aus meiner Sicht aber nicht immer so gut mit einer inhaltlich ausgewogenen Überprüfung verschiedener informatischer Kompetenzen verbinden. Die hier vorgestellte Vorgehensweise erfüllt die Forderung nach der Nutzung verschiedener Anwendungen in einem klar strukturierten und für Schülerinnen und Schüler immer noch gut handhabbaren Rahmen.

Fazit

Die Komplexaufgabe bietet die Chance, Informatik als vernetztes, kreatives und kooperatives Fach erlebbar zu machen. Durch klare Phasen, transparente Bewertung und echte Gestaltungsspielräume entsteht ein Projekt, das sowohl fordert als auch unterstützt und das algorithmische Denken als spannendes und kreatives Erlebnis aufzeigt.

Altes Material:

Reguläre Ausdrücke gehören zu den Themen, die beim ersten Blick in den neuen Lehrplan abstrakt wirken und werden möglicherweise nicht mit den Begriffen „Alltagstauglichkeit“ oder „Lebenswelt“ assoziiert.

Allerdings lassen sich bei einigem Nachdenken doch viele Bereiche finden, in denen wir im Alltag mit regulären Ausdrücken zumindest in Berührung kommen.

Ob beim Filtern von E-Mails, Validieren von Passwörtern oder Suchen und Ersetzen in Texten: Fast jede moderne Software nutzt reguläre Ausdrücke mindestens im Hintergrund.

Das kostenlose Online-Tool FLACI bietet (unter anderem) eine hervorragende Möglichkeit, reguläre Sprachen und reguläre Ausdrücke im Unterricht sichtbar, verständlich und interaktiv aufzubereiten. Besonders die Seite https://flaci.com/regexp ermöglicht es Lernenden, die Funktionsweise von Mustern direkt nachzuvollziehen, während automatisch Diagramme erzeugt werden und sogar schon erste Alltagsbeispiele angebracht werden.

Im Blogeintrag möchte ich erst einige kurze Bemerkungen zu der Software FLACI machen, Ihnen dann ein paar Beispiele präsentieren, um bei Neueinstieg in die Software schnell hineinzukommen und am Ende des Blogs ein Arbeitsblatt zur Verfügung zu stellen, das im Unterricht als Ergebnissicherung für den Hefter genutzt werden kann.

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Was kann man mit FLACI machen?

FLACI macht reguläre Ausdrücke ohne großen Aufwand für die Lehrkraft greifbar. Statt (ausschließlich) abstrakter Theorie sehen Lernende sofort in einer vorhandenen Testumgebung, welche Auswirkungen auf Ausgaben ihre Eingaben haben. Die Plattform bietet dabei drei besonders praktische Funktionen:

1. Muster eingeben und Ergebnisse sofort sehen

Schüler schreiben einen regulären Ausdruck und FLACI zeigt unmittelbar passende und unpassende Zeichenketten.

2. Eigene Alltagsbeispiele können getestet werden

Ob Instagram-Hashtag, Benutzername am Schulrechner, E-Mail oder mit eigenen Regeln: FLACI prüft sofort, ob das Muster passt und bietet dadurch auch eine schöne Umgebung für „Trial and Error“ Versuche.

3. Die Theorie kommt nicht zu kurz

Zunächst stellt FLACI immer erst neue Begriffe und Funktionen vor, bevor sie anschließend direkt an einem Praxisbeispiel verwendet werden können.

Beispiele

Das folgende Beispiel ist direkt von FLACI entnommen und zeigt, wie dort Symbolik und Begriff eingeführt werden:

Für ein weiteres Beispiel könnte die Aufgabenstellung lauten:

Erstellen Sie einen regulären Ausdruck, der überprüft, dass zunächst ein Hashtag gesetzt wird, anschließend ein Großbuchstabe folgt und dann noch 3 mal entweder ein Kleinbuchstabe oder eine Zahl folgen. Beispiele: #U2bi; #Kabc; #T123

Lösung:

Der reguläre Ausdruck muss also:

• Mit # beginnen
• Dann muss ein belieber Großbuchstabe erfolgen, also aus der Liste [A-Z]
• Nun müssen noch drei mal entweder ein Kleinbuchstabe erfolgen, also [a-z] oder eine Zahl, also [0-9]

Der Reguläre Ausdruck kann also folgendermaßen aussehen:

#[A-Z]([a-z]|[0-9])([a-z]|[0-9])([a-z]|[0-9])

und könnte in FLACI als solcher im Experimentierbereich eingegeben werden:

Das entstehende Syntaxdiagramm eignet sich dabei der Erfahrung nach auch hervorragend, nochmal die Funktionsweise der regulären Ausdrücke an Beispielen schrittweise zu erklären.

Im gleichen Bereich gibt es dann noch die Möglichkeit, verschiedene Ausdrücke „testen“ zu lassen.

Gibt man als Beispiele #A7ba; #i34k; T737 und #Zk3a ein, so werden der erste und der letzte reguläre Ausdruck als korrekt/erkannt dargestellt:

Dieses Beispiel war für Anschauungszwecke selbstverständlich sehr konstruiert, aber es ist leicht vorstellbar, dass man so schnell zu dem Abprüfen von zum Beispiel Flugnummern oder wie im von FLACI vorgegebenen Beispiel von Mailadressen kommt.

FLACI bietet weiterhin die Möglichkeit, reguläre Ausdrücke in endliche Automaten umzuwandeln (und umgekehrt). Dies funktioniert zwar nicht immer mit guten Lösungen, bietet aber in der Oberstufe definitiv einen guten Anknüpfungspunkt an die Inhalte der Klassenstufe 10.

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Arbeitsblatt mit Lösung für den Hefter

Im Folgenden stelle ich Ihnen noch meine zugehörigen Arbeitsblätter zur Verfügung, deren Inhalt in schriftlicher Form und nur minimal abgewandelt die Inhalte von FLACI aufbereitet und als Ergebnissicherung für den Unterricht dienen kann.

Die Lösungen wurden nach bestem Wissen erstellt; eine absolute Gewähr für deren Korrektheit kann jedoch nicht gegeben werden.

Viel Spaß mit den regulären Ausdrücken im Unterricht!

Das Thema Datenbanken ist im Unterricht schon lange fester Bestandteil und jeder hat für seinen Unterricht sicher eine gut funktionierende Variante gefunden, dieses Thema zu vermitteln. Ich habe in den letzten zwei Jahren allerdings sehr gute Erfahrungen mit einem Tool gemacht, das ich hier gerne vorstellen möchte.

Vorerfahrungen

Ich habe im Unterricht verschiedene Programme und Möglichkeiten ausprobiert, um mit Datenbanken zu arbeiten. Der Weg war dabei von MS Access über LibreBase und anschließend noch etwas schmaler mit dem DBBrowser und dem SQLiteStudio, die sich einerseits sehr ähnlich sind und zum anderen beide auch empfehlenswert für schnelle und lokale Bearbeitung von Datenbanken. Auch InstaHub ist eine tolle browserbasierte Software zur Arbeit mit Datenbanken und in Oberfläche und Überlegung zweifellos sehr empfehlenswert. Für mich haben sich hier aber Hürden in der Administration der Schülerzugänge ergeben und dahingehend, dass sehr viele Themen gestreift werden, für die man im Informatikunterricht nicht immer Zeit hat, wenn man erstmal nur den reinen Lehrplan erfüllen möchte.

Meine Empfehlung

Vor zwei Jahren bin ich dann auf SQLVerine (https://sqlverine.org) gestoßen und erkenne darin sehr viel Potenzial. Die Gründe dafür möchte ich im Folgenden nennen und durch Beispiele aus meinem Unterricht untermauern.

Bei dem Öffnen des obigen Links erscheint die folgende Auswahl, wobei der „Editor“ die vorrangig genutzte Seite im Unterricht ist.

Niedrige Einstiegshürden

SQLVerine funktioniert rein browserbasiert und kann somit auch sehr gut von Schülern zuhause genutzt werden, die keinen PC, sondern zum Beispiel nur ein Tablet haben. Selbst am Handy könnte mit diesem Tool zum Beispiel im Bus geübt werden, wobei ich die Benutzeroberfläche hier dann etwas „gedrängt“ empfinde.

Mit diesem Tool können eigene erstellte Datenbanken im .db-Dateiformat genutzt werden, also SQLite Datenbanken, die man zum Beispiel mittels DBBrowser schnell erstellt hat.

Im Editor kann dies einfach über das Upload-Symbol erfolgen:

Vorbereitete Grundaufgaben

Beim Öffnen des Editors findet man vorbereitete Grundaufgaben mit Hinweisen auf einer „Grundschule.db“ Datenbank. Diese beginnen simpel und steigern sich anschließend bis hin zu einem Verbund.

Dies ist auch übersichtlich gestaltet und kann über den Aufgabeneditor in ähnlicher Form für Übungsphasen umgesetzt werden. Alternativ funktionieren in Übungsphasen aber auch klassische Aufgabenformulierungen, zum Beispiel auf einem Arbeitsblatt.

Kontextsensitive Reaktionen

Klickt man auf den Befehl SELECT _ FROM _ , ändern sich die auswählbaren Befehle (in diesem Fall zu der Auswahl der Tabelle). Dies bietet für den Unterricht die (selbstverständlich optionale) Möglichkeit, kurz auf die Chomsky-Hierarchie einzugehen, sofern man das als Lehrer möchte.

Für diejenigen Schüler, die „Befehle klicken“ und graphische Benutzeroberflächen dieser Art nicht mögen, bietet sich an, oberhalb des Eingabefeldes den Schalter bei Aa zu aktivieren – dann lassen sich die Befehle klassisch per Tastatur eingeben.

Didaktische Plattform

SQLVerine ist nicht für die Anwendung in wirtschaftlichen oder privaten Bereichen gedacht und geeignet, sondern ausschließlich im Unterricht sinnvoll. Der Hintergrund, dass es im Unterricht auch wirklich praktikabel ist, liegt vermutlich darin, dass es in Bayern von Lehrkräften für den Informatikunterricht entwickelt wurde. (https://sqlverine.org/info)

Dies spiegelt sich, neben der einfachen Benutzung, auch in visuellen und informativen Designentscheidungen wider. So gibt es, wenn man eine Datenbank hochgeladen hat, immer die Möglichkeit das zugehörige „Schema“ zu betrachten. Dort sieht man die Spalten jeder Tabelle und farblich zugeordnet auch noch die Fremdschlüssel, die in den Tabellen vorkommen.

Diese Visualisierung empfinde ich vor allem auch dabei nützlich, auf die unterschiedlichen Umsetzungen der Kardinalitäten aus einem ERM in einer „echten“ relationalen Datenbank eingehen zu können.

Weiterhin gibt es eine für Schüler aufbereitete Dokumentation, in der auch nochmal die SQLite-Befehle mit nachvollziehbaren Beispiel zu finden sind (https://sqlverine.org/docs/intro).

Weitere Empfehlung zur Motivation: SQL Island

Die TU Kaiserslautern stellt ein „Spiel“ zum Umgang mit SQL zur Verfügung unter: https://sql-island.informatik.uni-kl.de .

Dieses ist schön aufbereitet, macht den Schülern nach meiner Erfahrung auch eine Weile Spaß, wenn sie alleine arbeiten, hat aber in genau diesem Szenario einen großen Nachteil:

Während des Spiels werden nicht nur Abfragen sondern auch Datenbank-Manipulationen notwendig und hier ist es möglich, das Spiel so zu „zerstören“, dass man es nicht mehr sinnvoll beenden kann. Insofern bietet es sich hier meiner Meinung nach an, das Spiel geführt, zum Beispiel in einem Unterrichtsgespräch, zu nutzen. Die Lösungen der einzelnen Aufgaben findet man unter: https://lernarchiv.bildung.hessen.de/sek/informatik/datenbanken/sql_island_loesungen.pdf

Material

Zuletzt möchte ich an dieser Stelle noch Material aus meinem Unterricht zur Verfügung stellen.

Eine fortlaufende Kritik am Informatikunterricht durch fachfremde Lehrer, die wir Informatiklehrer nur höchst ungerne hören: „Warum lernen die Schüler im Unterricht nicht, ordentlich mit PowerPoint umzugehen?“

Ich denke, den meisten von uns kommt dieser Satz bekannt vor und jeder hat dafür schon seine eigene Antwort gefunden, meistens verbunden mit „Medienbildung ist Aufgabe aller Unterrichtsfächer“ und „die Wissenschaft Informatik ist nicht die Arbeit mit Anwendungssoftware“.

Gleichzeitig ist natürlich nicht bestreitbar, dass der problemlose Zugang zu Computertechnik in diesem Fach irgendwo auch den Reiz bietet, mit solcher Anwendungssoftware zu arbeiten, man aber im fortlaufenden Konflikt steht – gerade im Hinblick auf den neuen Lehrplan – die fachinformatischen Inhalte zu unterrichten.

Gleichzeitig stellt sich im neuen Lehrplan für viele die Frage:

Wie lassen sich abstrakte Konzepte wie Automaten, Zustände und Übergänge für Siebtklässler spannend und greifbar machen?

Meine Antwort:

Mit einem selbstgebauten Escape-Room – mit PowerPoint.

Im neuen Lehrplan Informatik für Klasse 7 wird gefordert, dass Schülerinnen und Schüler Prozesse aus ihrer Lebenswelt mit Hilfe von Graphen, Zustandsdiagrammen und Übergangsgraphen beschreiben können und genau hier setzt meine Unterrichtsidee an: Die Lernenden erstellen in Gruppen einen digitalen Escape-Room in PowerPoint. Und um das Grundinteresse zu steigern, dürfen sie das auf selbst gewählten Themen aus beliebigen Schulfächern aufbauen.

Die Escape-Rooms basieren auf der Idee von Zuständen (ein Raum/eine Situation/in der Präsentationssoftware eine Folie) und Übergängen (Links zu anderen Folien). Die daraus entstehenden Übergangsgraphen lassen sich hervorragend als Zustandsdiagramme darstellen und genau das wird ja im Lehrplan gefordert.

Neben dem inhaltlichen Schwerpunkt auf Automaten wird mit dieser Aufgabe gleichzeitig die Medienkompetenz geschult:

• Arbeiten mit PowerPoint im Kioskmodus
• Nutzung von Verlinkungen zwischen Folien
• Gestaltung interaktiver Präsentationen
• Bewusstes Planen von Benutzerführung und Feedback

Gerade diese Kompetenzen in Präsentationssoftware fehlen vielen Schülern, können aber zu überraschend interaktiven und schönen Ergebnissen führen.

Materialien

Ich stelle zwei Materialien bereit, die den Einstieg erleichtern:

Und eine erste „Spielwiese“ zum Ausprobieren:

Ablaufidee im Unterricht

1.) Einstieg ins Thema Automaten
Was ist ein Zustand? Was bedeutet Übergang? Wie könnte man das in Spielen wiederfinden?

2.) Vorstellung von Escape-Rooms
Gemeinsames Spielen eines Mini-Raums (Tutorial), Analyse der Struktur

3.) Arbeitsblatt zur Planung ausfüllen
Thema, Rätselideen, Raumstruktur, Sackgassen

4.) PowerPoint-Spielwiese testen
Funktionen verstehen: Kioskmodus, Verlinkung, Rückmeldungen

5.) Eigener Escape-Room
Umsetzung eines selbstgewählten Unterrichtsthemas aus einem beliebigen Fach

6.) Präsentation und Reflexion
Spieltausch in der Klasse, Zustandsgraph dokumentieren, Reflexion zu Mediennutzung

Diese Inhalte können dabei natürlich völlig unterschiedlich „tief“ behandelt werden und so in den Stoffverteilungsplan eingepasst werden.

Fazit

Die Unterrichtsidee verbindet fachliches Lernen, Kreativität und Medienbildung auf erfahrungsgemäß motivierende Weise. Die Escape-Rooms machen den Übergang von der Theorie der Automaten zur Lebenswelt der Schüler nachvollziehbar und sorgen für Spaß am Lernen. Gleichzeitig lässt sich das damit Gelernte auch gut in verschiedenen Vertretungsstunden oder Ähnlichem nutzen.

Wer nicht PowerPoint nutzt, kann zwar das hochgeladene Material nicht nutzen, doch das Prinzip auch mit anderen Tools wie Genially, Google Slides, LibreImpress oder sogar analogen Karten umsetzen. Der Kreativität sind hier eigentlich keine Grenzen gesetzt.
Ich hoffe, dass die Idee bei Ihnen für Anregungen sorgen konnte und freue mich auf Anfragen und mögliche Diskussionen.

(Das Beitragsbild stammt im Übrigen aus einem kleinen Point’n’Click Adventure, das ich mit Apple Keynote und den gleichen Prinzipien an einem iPad erstellt habe.)

Das Programmieren in der Schule ist nach meinem Empfinden immer ein schwieriges Thema. Einerseits ist Programmierung an sich ein faszinierendes Feld, doch erfahrungsgemäß verliert man mit grundlegenden, oft mathematischen Aufgaben schnell Schülerinnen und Schüler, die keinen Zugang dazu finden. Für den neuen Lehrplan wollte ich deshalb eine ansprechende Lösung finden, die dennoch die notwendige Komplexität bietet, um Schüler mit Vorkenntnissen nicht zu unterfordern. Nach intensiver Recherche und dem Testen verschiedener Programmierumgebungen habe ich mich letztendlich für MakeCode Arcade entschieden, um die Programmierung in der Klassenstufe 10 zu unterrichten. Die Wahl einer geeigneten Plattform war keine leichte Entscheidung, da sie sowohl motivierend als auch zielführend sein muss: Einerseits gibt es Schülerinnen und Schüler, die nach der 10. Klasse Informatik abwählen und trotzdem mit einem fundierten Grundwissen die Schule verlassen sollen. Andererseits sollen jene, die sich für Informatik in der Oberstufe entscheiden, gut vorbereitet sein, um in die tieferen Konzepte der Programmierung einzusteigen.

In der 8. Klasse setzen wir an unserer Schule derzeit Robot Karol Online ein, um den Schülerinnen und Schülern die grundlegenden Konzepte der Algorithmik beizubringen. Durch die klare, auf Befehlen basierende Struktur lernen sie grundlegende Steuerungskonzepte und logisches Denken kennen. Später nutzen wir Scratch für den dritten Lernbereich, die Komplexaufgabe, da es visuell ansprechend ist und dennoch anspruchsvolle Möglichkeiten bietet.

MakeCode Arcade bietet nun eine sehr solide Möglichkeit, den Übergang von blockbasiertem Programmieren zu textbasierten Sprachen zu gestalten. So kann zunächst konkret an die Programmierung mit Scratch angeknüpft werden. Dabei gibt es einige Vorteile für den Informatikunterricht, die mich schlussendlich überzeugen konnten:

Flexibilität zwischen Blöcken und Text: Schülerinnen und Schüler können nahtlos zwischen der blockbasierten Ansicht und den textbasierten Sprachen (JavaScript und Python) wechseln. Dies ist ideal, um erste Schritte in einer textbasierten Sprache zu unternehmen, ohne sich sofort mit komplizierter Syntax auseinandersetzen zu müssen. Bei der Online-Version von Robot Karol ist dies ähnlich, jedoch deutlich eingeschränkter, da die Programmierung dort ausschließlich der Lösung vorgegebener Probleme dient.

Hardwareunabhängig: MakeCode Arcade funktioniert im Browser, ohne dass sich die Schülerinnen und Schüler (oder die Lehrkraft) registrieren müssen. Die Dateien können, ähnlich wie bei der Browservariante von Scratch, lokal auf dem Arbeitsgerät gespeichert und wieder hochgeladen werden. Gleichzeitig gibt es spezielle „Spielekonsolen“, auf denen die entwickelten Spiele laufen können.

Motivation durch Spieleentwicklung: Spieleprogrammierung ist grundsätzlich sehr motivierend, da „echte Ergebnisse“ entstehen, auf die Schülerinnen und Schüler in der Regel stolz sind. Zwar werden keine unmittelbaren Alltagsprobleme gelöst, doch realistischerweise gibt es für alle typischen Probleme, die in der 10. Klasse per Programmierung gelöst werden sollen, bereits funktionierende Programme und Apps. Der Vorteil der Spieleentwicklung liegt darin, dass selbst ein ähnliches Spiel nicht das selbst programmierte Projekt in den Schatten stellt, da genug Individualität eingearbeitet werden kann. Dabei setzen sich die Schülerinnen und Schüler trotzdem mit grundlegenden Konzepten wie Sequenzen, Schleifen, Bedingungen und Funktionen auseinander, wodurch eine Lehrplanerfüllung gewährleistet werden kann.

Konzepte zur Differenzierung im Unterricht

• Schüler, die nach Klasse 10 Informatik abwählen, nehmen praxisnahes Wissen mit, das ihnen hilft, informatische Denkweisen in anderen Bereichen anzuwenden. Gleichzeitig können sie auch ohne tiefe syntaktische Kenntnisse Erfolgserlebnisse erreichen. Falls gewünscht, können die Programmierblöcke deaktiviert und die Projekte auf Python oder JavaScript beschränkt werden.
• Schüler, die Informatik in der Sekundarstufe II belegen, können hingegen schnell zur Programmierung mit JavaScript und Python übergehen und sich so zielgerichtet auf die Sekundarstufe II vorbereiten.

MakeCode Arcade könnte somit ein gelungener Kompromiss zwischen Niedrigschwelligkeit und anspruchsvollen Inhalten sein. Bislang kenne ich keinen Kollegen, der diese Software im Unterricht einsetzt, sodass ich noch auf keine Erfahrungswerte zurückgreifen kann. Allerdings werde ich zeitnah Unterrichtsmaterialien für den Lehrplan der Klasse 10 auf dieser Grundlage entwickeln und dann im Rahmen einer Fortbildung anbieten.

Erfahrungen werde ich an dieser Stelle zu gegebener Zeit vorstellen.

Da es in unserer Schule ansonsten derzeit nicht möglich wäre, den gesamten Informatikunterricht abzudecken, ist es notwendig, dass manche Informatikgruppen in zwei Zimmern von einer einzigen Lehrkraft unterrichtet werden.

Damit der Unterricht trotzdem didaktisch sinn- und wertvoll bleiben kann, habe ich verschiedene Selbstlernmodule zum Lernbereich 3: „Netzwerke“ für Klassenstufe 9 erstellt und werde diese in den nächsten Wochen parallel zu dem regulären Unterricht erproben und Vergleiche anstellen.

Hier werde ich diverse Auswertungen diesbezüglich veröffentlichen.