1 Einleitung 7. 2 Fachwissenschaftliche Legitimation 13

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 7 2 Fachwissenschaftliche Legitimation Geistiges Rückgrad der Informatik: Informatisches Denken Sprache und Sprachwissenschaften Programmiersprachen Formale Sprachen NatürlicheSprachen Fazit Sprache und Sprachwissenschaften Algorithmik Algorithmik und Sprache Algorithmik und Mathematik Fazit Algorithmik Mathematik Numerik Statistik Diskrete Mathematik Fazit Mathematik Ausflug: Der Streit der Fakultäten Physik Die Krise der Physik Elektromagnetische Wellen Telefon Ausbildung in der Physik Fazit Physik Philosophie Das Gehirn als informationsverarbeitende Maschine Der Begriff Information aus philosophischer Sicht Künstliche Intelligenz Ethik Fazit Philosophie Biologie Neuronale Netzwerke Genetik Fazit Biologie 46

2 2.8 Zusammenfassung und Fazit Bedeutung der Informatik für andere Disziplinen Geschichte des Begriffs Informatik Informatik und informatisches Denken Curriculare Konsequenzen 49 3 Bildungswissenschaftliche Legitimation Das Bildungssystem der Bundesrepublik Deutschland Die deutsche Bildungskatastrophe Bildung ist Bürgerrecht Der Bildungsgesamtplan Auswirkungen Definition des Bildungsbegriffes Bildung aus der Vergangenheit, der Gegenwart oder für die Zukunft? Kategoriale Bildung Die lerntheoretische Didaktik Die curriculare Didaktik Die lernzielorientierte Didaktik Didaktische Analyse Der (Allgemein-)Bildungsbegriff nach Heymann Der Begriff Bildimg Der Begriff Allgemeinbildung Aufgaben der allgemeinbildenden Schule Allgemeinbildung und Informatik Lebensvorbereitung Berufswelt Privat- und Freizeitwelt Demokratischer Bürger Stiftung kultureller Kohärenz Weltorientierung Anleitung zum kritischen Vernunftgebrauch Entfaltung von Verantwortungsbereitschaft Einübung in Verständigung und Kooperation Individueller Bürger Fazit Allgemeinbildung und Informatik Pisa und die Informatik Bildungsstandards Der Kompetenzbegriff Die Bildungsstandards Informatik Curriculare Konsequenzen Zusammenfassung 79 4 Lernpsychologie Lerntheorien 82 2

3 4.1.1 Begriff des Lernens Behaviorismus Kognitivismus Konstruktivismus Zusammenfassung Lerntheorien Psychologie des Kindes Die Psychologie der Intelligenz nach Piaget Die Erziehung nach Bruner Die Lernstufen nach van Hiele Zusammenfassung Psychologie des Kindes 92 5 Das Schulfach Informatik Didaktisches Dreieck der Informatik Umsetzung der informatischen Bildung in den 80er Jahren Problematik integrativer Ansätze Das didaktische Dreieck der Informatik Fazit didaktisches Dreieck der Informatik Visuelle und textuelle Programmiersprachen Sprachenlernen Übertrag auf den Informatikunterricht Visuelle Programmiersprachen ideal für Anfänger? Visualisieren von Algorithmen Fazit visuelle und textuelle Programmiersprachen Leitlinien der didaktischen Orientierung Exemplarisches Lernen Fundamentale Ideen Basiskonzepte HO Fazit Leitlinien der didaktischen Orientierung III 5.4 Auswahl von Inhalten Great Principles Didaktische Linsen Fazit Auswahl von Inhalten Informatik und Kontext Informatik im Kontext Grundbildung Informatik Kontextorientierter Unterricht Fazit Informatik und Kontext Ein Blick über die Grenzen USA Grossbritannien Niederlande Weitere Länder Fazit Ein Blick über die Grenzen Die Bildungsstandards Informatik 130 3

4 5.7.1 Die Bildungsmatrix Fazit Bildungsstandards Zusammenfassung und Konsequenzen Konsequenzen für das Schulfach Informatik Das Konzept der Roten Fäden Definition der Roten Fäden Beispielhaftes Unterrichten mit Roten Fäden Unterrichtliche Gestaltung Einbettung in die Bildungsstandards Verwobenes Unterrichten Programmiersprache als Roter Faden Rote Fäden im Vergleich gegenüber anderen Konzepten Fundamentale Ideen Bildungsstandards Great Principles Didaktische Linsen Informatikturm Zusammenfassung Unterrichtsprojekt an der FSG Bildung des WP-Faches NW (If/PH) LI Informatik als Wahlpflicht II - Fach I Informatik als Wahlpflicht (I) - Fach Hypothesen Vorstellung Darstellung der gebildeten Gruppe Eingangspopulation Unterrichtliche Voraussetzungen Planung des Unterrichts für das erste Jahr (Jahrgangsstufe 6) Verwobenes Unterrichten Der rote Faden Programmiersprache Auswahl einer Programmiersprache Werkzeug Programmiersprache Tcl/Tk Zwei kleine Beispiele in Tcl/Tk Unterrichtsverlauf Informatik Jahrgangsstufe Einheit 1: Buttons und Labels Dauer: 5 Wochen Einheit 2: Bilder und Webseiten Dauer: 5 Wochen Einheit 3: Dateiorganisation Dauer: 3 Wochen Einheit 4: Zeichnungen in Tcl/Tk Dauer: 8 Wochen Einheit 5: Vektor- und Pixelgrafik Dauer: 6 Wochen Einheit 6: Variablen Dauer: 5 Wochen Zusammenfassung Kursarbeiten 174 4

5 7.6.1 Aufgabenbeispiele Zusammenfassung Evaluation Ergebnisse der Kursarbeiten Zeugnisnoten Lieblingsfach Zusammenfassung Ergebnisse der Kursarbeiten Empirische Untersuchung des Unterrichtsprojekts Beteiligte Schüler-Gruppen Gruppen an der Fritz-Steinhoff-Gesamtschule Gruppen an der Hauptschule Vorhalle Gruppen an der Realschule Halden Untersuchungsmethodik Untersuchungsverfahren Schülerfragebogen Überprüfung mit Think Aloud-lnlerviews Aufgaben aus dem Biber-Wettbewerb Auswertung der Fragen aus dem Biber-Wettbewerb Auswertung des Fragebogens,Wissen' Programmiersprachliche Konzepte Graphik Netze Betriebssysteme Auswertung des Fragebogens zu Aussagen über die Informatik Zusammenfassung Auswertung des Fragebogens zu Einstellungen, Meinungen und Verhalten Beschäftigung mit dem Computer Zusammenfassung Follow-Up - Untersuchungen Ausgewählte Beispiele aus der Follow-Up-Untersuchung Zusammenfassung der Aussagen zum Follow-Up - Test Auswertung der Think-Aloud-lnlerviews Interviews nach dem Posttest Interviews nach dem Follow-Up-Text Interviews am Ende des Schuljahres 2011/ Quantitative Untersuchungen Fragebogen Think-Aloud Gender-Problematik Informatik versus ITG Fazit und weitere Untersuchungen Fazit Informatikunterricht nach 1 Jahr 269 5

6 9.1.1 Unterrichtsfach Informatik Beschränkung des Curriculums Weitere Untersuchungen Schlussbemerkung Anhang Eltern - Informationsbroschüre: WP-Wahl 3/ Kursmappe Materialien Übungen Teste Python Fragebögen Auswertung Biber-Fragen Follow Up l.lothink Aloud Beispielhafte Interviews Zusammenfassung'Think Aloud'nach dem Posttest Zusammenfassung 'Think Aloud' nach dem Posttest und Follow-Up- Test " Zusammenfassung 'Think Aloud' am Ende des Schuljahres 2011/ Exemplarische Daten ,12Skripte in R Beispiel einer Auswertung der'halbzeit 1' Beispiel einer Auswertung der'halbzeit 2' Beispiel einer Auswertung der'nachspielzeit' Beispiel einer Auswertung des'elfmeterschiessens' Beispiel einer Vergleichsauswertung Variablen-Auswertung Jungen/Mädchen-Auswertung Lehrpläne an der HS Vorhalle und der RS Halden Lehrplan Informatik an der Hauptschule Vorhalle (Auszug) Lehrplan Informatik an der Realschule Halden (Auszug) 451 Literaturverzeichnis 453 6