Didaktik der Informatik

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1 Didaktik der Informatik von Sigrid Schubert, Andreas Schwill 1. Auflage Didaktik der Informatik Schubert / Schwill schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG Thematische Gliederung: Informatik Informatik Spektrum Akademischer Verlag 2011 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN

2 Inhaltsverzeichnis 1 Didaktik der Informatik Was ist Informatik? Grundbegriffe und Teilgebiete Stellung im Wissenschaftsgefüge Didaktik der Informatik und ihre Geschichte Beziehung zur Mathematik Unterrichtsziele und historische didaktische Ansätze Entwicklung der Didaktik der Informatik Lehrerbildung Unterrichtsgestaltung Grundmodell für Ziele, Inhalte und Lehrmethoden Informatikdidaktische Orientierung für Lehrer und Schüler Kompetenzen und Unterrichtsziele Auswahl und Klassifikation der Unterrichtsinhalte Gestaltung und Bewertung typischer Unterrichtssituationen Fachübergreifendes und fächerverbindendes Lernen Theoretische Fundierung der Schulinformatik Einleitung Zur Definition Fundamentaler Ideen Der Ideenbegriff in der Philosophie Der Begriff der Fundamentalen Ideen in der Pädagogik Fundamentale Ideen der Informatik Softwareentwicklung Die Ideenkollektion Modellbildung und Masterideen Fundamentale Ideen als Konzept- und Relevanzfilter Fundamentale Ideen Bestandsaufnahme und Weiterentwicklungen Schlussbemerkungen Problemlösen im Informatikunterricht Allgemeine Problemlösestrategien... 82

3 viii Inhaltsverzeichnis 4.2 Strategien der Informatik Unterrichtsbeispiele Kompetenzentwicklung Entwicklung von Basiskompetenzen Bildungswert der Informatik Bildungsstandards und Kompetenzmodelle Wissen strukturieren Von Aufgaben zu Aufgabenklassen Lernen durch Exploration Handlungsmuster Evaluation des Informatikunterrichts Informatisches Modellieren und Konstruieren Der Modellbegriff in der Informatik Spezifikation Daten- und Ablaufmodellierung Datentypen Ablaufstrukturen Objektorientierte Denkweisen Einführung Entwicklung und Bedeutung Vertiefung in Informatik mit OOM Unterrichtshilfen für den Informatikunterricht Interaktion Informatiklabor Unterrichtshilfen Historische und kognitionspsychologische Notizen zur Anschauung Theorie und Klassifikation von Unterrichtshilfen Beispiele für Unterrichtshilfen Experimente im Informatikunterricht Lernen mit Informatiksystemen Informatiksysteme Wirkprinzipien von Informatiksystemen Reale, abstrakte und virtuelle Maschine Prozesse Schichten-Architektur

4 Inhaltsverzeichnis ix 9.5 Informations- und Kommunikationssysteme Strukturen untersuchen und Strukturieren GI-Empfehlungen Gesamtkonzept zur informatischen Bildung Bildungsstandards Informatik Internationale Gesamtkonzepte UNESCO-Curriculum A Model Curriculum for K 12 Computer Science Strukturieren in einem Gesamtkonzept Informatische Bildung Daten und Modelle Programmierbarkeit Softwareentwicklung Sprachen, Automaten und Netze Graphen Bäume ER-Modelle Struktogramme Automaten Petri-Netze Internetworking Das erste Unterrichtsprojekt Analyse von Bildungsempfehlungen Wissensstruktur Aufgabenklassen Lernförderliche Software Anfangsunterricht Der programmiersprachliche Zugang Der systemanalytische Zugang Der Zugang über Lernumgebungen Kognitive Aspekte objektorientierter Programmierung Der projektorientierte fächerübergreifende Zugang Mädchen und Jungen im Fach Informatik Projekte Unterrichtsformen Projektunterricht

5 x Inhaltsverzeichnis Pädagogische Aspekte des Projektunterrichts Informatische Aspekte des Projektunterrichts Leistungsbewertung Projektbeispiel: Keywords in Context (KWIC) Projektvorschläge Brettspiel Brandubh Game of Life im fächerübergreifenden Unterricht mit Biologie Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen Unterrichtsmodell KIS Rahmenbedingungen des Unterrichts Zielgruppenspezifische Planung Unterrichtsmethodik und technischer Rahmen Lernphasen und Problemstellen im Unterricht Zugriffskontrolle Systemzustände Kritische Betrachtung von Entwurfsmustern im Informatikunterricht der Sekundarstufe II Evaluation Auswertung der Lernerfolgskontrolle Schriftliche Akzeptanzbefragung der Schüler Fazit der verantwortlichen Informatiklehrperson Zusammenfassung und Fazit Kreativität im Informatikunterricht Kreativität im Unterricht Kreatives als konstruktionistisches Lernen Ansatzpunkte einer kreativen Informatik Informatik - ein kreatives Fach Technologie-Perspektive Schüler-Perspektive Praxisprobleme Gestaltung kreativen Informatikunterrichts Der Challenge-Cycle Unterrichtsbeispiel Zusammenfassung und Fazit

6 Inhaltsverzeichnis xi Literatur Anhang A Kompetenzbegriff der Kultusministerkonferenz B Programmbeispiele Ausgewählte Prolog-Beispiele Ausgewählte Python-Beispiele Ausgewählte Java-Beispiele Index