Ziele, Inhalte und Methoden des Informatik Unterrichts

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1 SS 1. Übungsaufgabe 3.1: Computational Thinking Computational Thinking Informatisches Denken Computational Thinking wird oft auch mit Algorithmischen Denken verzahnt. Computational Thinking ist die Grundlage für gravierende und bahnbrechende Entwicklungen, Erneuerungen und Innovationen in der Informationstechnologie. Das Max Planck Institut versteht darunter Veränderungen und Neuerungen in der Informationstechnik mit den Einflusskriterien, dass Errungenschaften neu sind, von der Sozialgesellschaft nicht mehr wegdenkbar und auch wirtschaftlich bedeutend sind. Computational Thinking ist bzw. bietet die Grundlage für diese Neuerungen. Computational Thinking ist das Durchdringen von Problemen, so dass sie durch Rechnen gelöst werden können. Um weiter in die Tiefe zu gehen betrachten wir die Definitionen von Informatik und Algorithmus. Informatik ist die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen, besonders der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Digitalrechnern (vgl. Wikipedia, ) Algorithmus ist eine aus endlich vielen Schritten bestehende eindeutige Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems oder einer Klasse von Problemen (vgl. Wikipedia, ) Damit erklärt sich für mich Computational Thinking als Denkmuster und Denkvorlage, systematisch Wissen und Informationen zur Lösung von Problemen einzusetzen und diese Denkmuster für innovative Neuerungen zu nutzen. Computational Thinking im Schulunterricht Der Informatikunterricht in der Schule hat die Aufgabe, die Perspektiven der Schüler im Hinblick auf das Computational Thinking zu öffnen Open Mind Förderung der Affinität zur Informationstechnik durch Strukturierte Computerwisschenschaft (klassische -Informatik ) Vorstellung und Perspektiven von neuen Innovationen Diskussion von Zukunftspotentialen (durchaus auch Visionär) Begleitet werden diese Punkte durch Methoden Werkzeuge Rahmenbedingungen Mag. Stefan Klaming, Matrikelnummer Seite 1

2 SS 2. Übungsaufgabe 3.2: Bilderrätsel Was ist das? Bilderrätsel: Es gibt unterschiedlicher Arten von Bilderrätsel: a) Dalli-Klick a. Ein (bekanntes) Bild wird nach jedem Tastendruck erkennbarer b. Abdeckung eines Bildes durch Überdeckungselemente i. Geographische Formen ii. Puzzleteile iii. Zufallsüberlagerungen iv. Übergerollter Bildschirm (immer ein horizontaler/vertikaler Teile wird rückgerollt ) c. Mögliche Werkzeuge i. Microsoft Powerpoint (als einfaches Instrument) Beispiel im Portfolio ii. Java-Programmierung (Bild in einem Frame wird auf Event abgedeckt) iii. HTML-Programmierung iv. Photoshop d. Lernziele i. Bildbearbeitung ii. Visualisierung iii. Strukturierte (stufenweise) Vorgehensweise iv. Projektorientierte Vorgehensweise Bildrätsel als Projekt v. Einsetzen verschiedener Technologien (Verknüpfung) vi. Datenschutz, Urheberrecht vii. Z.B. Zeitgesteuerte Präsentation e. Kompetenzraster i. Mensch-Maschine Schnittstelle ii. Technische Grundlagen und Funktionsweisen iii. Algorithmen iv. Programmierung v. Intelligente Systeme vi. Produktion digitaler Medien vii. Suche, Auswahl und Oranisation von Information viii. Kommunikation und Kooperation ix. Visualisierung x. Verantwortung, Datenschutz (auch Urheberrecht) b) Memory-Spiel (HTML-Programmierung) a. Beispiel BG Porcia im Portfolio c) Suchspiel (Bildunterscheidung Suchbild) a. Photoshop ein Bild wird durch Fehler manipuliert b. Beispiel im Portfolio d) Bild-Schiebespiel (Bildteile werden verschoben und müssen als Ursprungsbild wieder zusammengebaut werden) Mag. Stefan Klaming, Matrikelnummer Seite 2

3 SS 3. Übungsaufgabe 3.3: Methoden im Informatik-Unterricht Essentielle Themen für den Informatikunterricht: Bedeutung im Alltagsleben und Auswirkungen/Veränderung der Gesellschaft Begriffsbestimmung, Begriffsbildung Informatik, Informationstechnik, Informationen und Daten Recherchetechniken - auch im Internet Unterscheidung, Zusammenhang und Umgang mit unterschiedlicher Informationen und Informationstypen Strukturierung von Themen und Modellierung (auf beispielhafter Ebene) Begriff Algorithmus, Algorithmen entwickeln Hardwareüberblick und Schichtenmodell Von Neumann-Architektur (strukturelle Erklärung und Besprechung) Zahlensysteme und Verwendungen in der IKT Historie und Entwicklung der Informatik Codierung, Programmierkonzepte Objektdenken Objektmodellierung auf einfacher Ebene bzw. mit Tool-Unterstützung Anwendungsprogramme Beispielhaft Datenmodellierung/Datenbanken WAS sollen die Schüler anhand dieser Themen lernen? o Gesamtüberblick über die Vielfalt der IKT o Strukturierung und Visualisierung o Modellierung (vor allem informatisches modellieren) o Beginn Prozessdenken wo sollen sie es sonst lernen? o Interaktion o Dokumente erstellen und managen o Präsentationen erstellen Kundenorientiert WANN sollten diese Inhalte im Informatikunterricht thematisiert werden? o Unterstufe (Klasse 1+2) 10-Finger-System Grundbedienung des Computers Anmelden im Netz Mag. Stefan Klaming, Matrikelnummer Seite 3

4 SS Hardware/Software Begriffe und Unterscheidung Kenntnisse Betriebssystemoberfläche (z.b. Windows 7) Programme starten/beenden Daten und Dateien Dateiorganisation Einfache Textverarbeitung Präsentation (z.b. Powerpoint) Hardwareüberblick Grundlagen Einfache Grafikanwendungen Grundlagen Internet o Unterstufe (Klasse 3+4) Von Neumann-Architektur Textverarbeitung - vertiefend Einfache spielerische Programmierung (z.b. Karol Robot, Scratch) Grundlagen Tabellenkalkulation (nur Schwerpunkt sonst nicht AHS) Grundlagen der Bildbearbeitung Multimedia Grundlagen Einfache Datenbanken spielerisch Einfache Programmierungskonzepte (nur Schwerpunkt) o Oberstufe ECDL - Gesamtkenntnisse Programmierung und Codierung Präsentationen auch Präsentationsstil Grundlagen der Kommunikation Grundlagen/Überblick Betriebssysteme Datenschutz/Datensicherheit Social Media inkl. Konzeptionierung Webauftritte Konzepte und Beispiele Algorithmen und Datenstrukturen Einfache Datenbanksysteme Datenmodellierung Publishing Mag. Stefan Klaming, Matrikelnummer Seite 4

5 SS WIE sollten diese Inhalte im Informatikunterricht aufbereitet werden? o Einsatz soll auf Grund konkreter Beispiele bzw. abgestimmt auf Alltagssituationen erfolgen. Empfehlenswert ist ein stufenweiser Aufbau Präsentation in Häppchen gemischt mit praktischen Beispielen. Die Themen sollten nicht langfristig aufbauend sein Vielfalt und Abwechslung soll gewährleistet bleiben o Die Neuigkeit der Inhalte und Konzepte muss überschaubar, verstehbar und nachvollziehbar bleiben o Je nach Altersgruppe können Bezüge zu den einheiten anderer Gegenstände herangezogen werden (z.b. Algorithmen und Zahlensysteme) Welche VORAUSSETZUNGEN benötigen die Schüler für diese Inhalte? o Vorkenntnis der eingesetzten Konzepte (außer sie werden erklärt) o Mathematische und logische Grundkenntnisse angepasst auf die Aufgabenstellung (z.b. für Algorithmen und Modellierung) Von welchem SCHULTYP gehen Sie dabei aus? o Vordergründig auf Grund des bestehenden Lehrvertrages von einer AHS (gegebenenfalls Schwerpunkt Informatik) Methoden Fundamentale Methoden Lehrer Vortrag und Beschreibung notwendig wenn auch nicht im Vordergrund Erklärung essentiell Arbeitsunterlage, Buch, Skript begleitend, leider nicht standardisiert möglich (abhängig von Schule, Lehrplan, Alter) Kreative Methoden Gruppenarbeit, Gruppendiskussion zur Themenaufbereitung Brainstorming zur Themenfindung und Erstkontakt mit Thema MindMapping Einführung in die Strukturierung Praktische Methoden Internetrecherche punktuell einsetzbar Achtung vor Überladung Mag. Stefan Klaming, Matrikelnummer Seite 5

6 SS Projekt Einsatz in allen Altersgruppen möglich, allerdings alters- und vorbildungsbedingt unterschiedlich eignet sich nicht für einen Gesamtjahresunterricht ev. Jahresschwerpunktprojekt zeitlich begrenzt wichtig ist in der Schulinformatik, eher kürzere Zeitziele (auch Projektlaufzeiten) zu vereinbaren. Praktische Übungen essentiell und zwar in Begleitung aller Themen Modellieren Informatik-spezifisch Strukturieren Informatik-spezifisch (auch systemisch) Analysieren Informatik-spezifisch nur punktueller Einsatz in Oberstufe Konzeptionieren Informatik-spezifisch Mag. Stefan Klaming, Matrikelnummer Seite 6