Planung von Informatikunterricht EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Planung von Informatikunterricht 1. Lernen (Lerntheorien) - Grundlagen, Modelle Didaktisches Dreieck : lehren - lernen - auswählen Trichter – Modell Lernstoff grundsätzlich immer vermittelbar Lehrer weiß, was der Lerner braucht Lehrer kennt den Lernprozess des Lerners und kann ihn steuern Wissen kann durch Sprache auf den Lerner übertragen werden Lerner nimmt Stoff auf und speichert diesen im Gedächtnis LEHRER SCHÜLER STOFF SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK BEHAVIOURISMUS Lernen als Konditionierungsvorgang: Reflex – Reaktion (PAWLOW – bedingter Reflex; SKINNER – operante Konditionierung) Lernen als Suchprozess mit Verstärkung der zufällig richtigen Reaktion (THORNDIKE - Versuch / Irrtum) Hauptziel liegt in der Bereitstellung von Theorien zur Vorhersage bestimmter Reaktionen in einer gegebenen Situation Merkmale: jedes Verhalten durch Reiz- Reaktions-Schema erklärt im Prinzip Gleichsetzung des Verhaltens von Mensch und Tier Sinn, Wille, Motiv als handlungsbegründende Eigenschaften des Menschen geleugnet Auffassung der Lernpsychologie ---> es gilt nur Beobachtbares SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Behaviorismus - Lernprogramme EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Behaviorismus - Lernprogramme EINFÜHRUNG „PAUKERMASCHINE“ PRÄSENTATION AUFGABE 1 KONDITIONIERUNG AUFGABE 2 KONDITIONIERUNG „LERNEN DURCH VERSTÄRKUNG“ SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Kognitivismus Gegenströmung zu behavioristischen Theorien durch stärkere Orientierung an den lernbedingten Veränderungen innerer Strukturen im Gehirn und nicht an der Beobachtung von äußeren Verhaltensweisen Verarbeitung von Informationen im Gehirn und die Speicherung als Wissen als zentrale Fragestellungen Lernen als vielschichtiger Prozess der Informationsverarbeitung betrachtet Wissen nicht als eingepaukte Information, sondern durch Verstehen und Verarbeiten von Informationen erworben (kein Training richtiger Antworten oder Haltungen) SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Kognitivismus - Lernprogramme EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Kognitivismus - Lernprogramme EINFÜHRUNG „PROBLEMLÖSEMASCHINE“ PRÄSENTATION FRAGESTELLUNG ANTWORTANALYSE FEEDBACK ABSCHLUSS „ LERNEN DURCH EINSICHT“ SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Konstruktivismus Wahrnehmung ist Konstruktion und Interpretation, damit subjektunabhängiges Denken und Verstehen unmöglich (im Unterschied zu Kognitivismus: Gehirn als relativ geschlossenes selbstorganisierendes informationsverarbeitendes System) Lernen kein passives Aufnehmen und Abspeichern von Informa-tionen, sondern aktiver Prozess der Wissenskonstruktion Lernen damit nur durch aktive Beteiligung des Lernenden (Motivation, Steuerung, Kontext, sozialer Prozess) Lernstoff in dessen gesamter Komplexität in möglichst authentischen Situationen eingebettet Wissen ist nicht vermittelbar, Lerner konstruiert durch sein Tun, durch Hinweise, Fragen und Informationen sein Wissen selbst SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Konstruktivismus - Lernprogramme EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Konstruktivismus - Lernprogramme ANREGUNGEN „SELBST- STEUERUNGS MASCHINE“ AUFGABEN KOMPLEXE LERN- UMGEBUNG HILFEN HINWEISE FEEDBACK „LERNEN DURCH ERLEBEN“ SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK LEHR- UND LERNZIELE... „Wer nicht genau weiß, wo er hin will, landet leicht dort, wo er gar nicht hin wollte.“ Festlegung von Lehr- und Lernzielen gehören zu den wichtigsten und anerkannten Prinzipien heutiger Pädagogik ==> Lernziel legt Verhalten fest, das der Lernende am Ende einer Veranstaltung zeigen soll Darin: Inhaltskomponente (was wie wissen und können) Verhaltenskomponente (wie Zielerreichung zeigen) Ganzheitliches Lernen - Notwendigkeit der Untersuchung von einzelnen Aspekten: kognitiv - psychomotorisch - affektiv SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Zieldifferenzierung - Taxonomie EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Zieldifferenzierung - Taxonomie Kognitive Ziele: Wissen über Fakten, Konzepte, Regeln, Prozeduren, Prinzipien Sachverhalte verstehen, im Gedächtnis behalten (Handeln!) Psychomotorische Ziele: Beherrschung von Bewegungsabläufen und Verhaltensweisen Automatisierung des Regulationsaufwandes durch Kompetenz Affektive Ziele: Interessen, Einstellungen, Werte Fähigkeit angemessen Werturteile bilden zu können  Taxonomie SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK 3. Planung des Lehrens Strukturierung des Stoffes dient der didaktisch begründeten Aufteilung komplexer Inhalte in lehrbare Unterrichtssequenzen nach den Schwerpunkten Motivierung Orientierung Darbietung Erarbeitung Vertiefung Zusammenfassung Ziele langfristiger Unterrichtsplan (Schuljahr) mittelfristiger Unterrichtsplan (Lerneinheit) kurzfristiger Unterrichtsplan (Unterrichtsstunde) SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Grundlagen einer Planung EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Grundlagen einer Planung Bemerkungen: Lehrplan vs. Richtlinien Reihenfolge der Lerneinheiten vs. Verschmelzung Planungskomponenten (Inhalt, Methode, Erziehung) Planungsvarianten (Bedingungsanalyse, Ziele) Dimensionen der Planung: Inhaltsplanung (Zuordnung von Inhalten/ Wissen) Katalog allgemeiner Fähigkeiten (Zuordnung von Handlungssituationen zum Lerngegenstand) Teilnahme an der Unterrichtsplanung (Möglichkeiten der Schülerbeteiligung) SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Fachdidaktische Aspekte der Planung EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Fachdidaktische Aspekte der Planung Es existieren in den Bundesländern verschiedene z.T. Planungsunterlagen (Richtlinie Lehrplan, Entwürfe). LEHRPLAN: formuliert aus gesellschaftlicher Sicht Erwartungen der „Schule“ (bes. gesellsch. Gremien) an den Lehrer; einschl. Kriterien der Ausarbeitung / Revision enthält aus didaktischer Sicht Aspekte des Verständnisses der Arbeit zwischen LP und Unterricht zeigt aus thematischer Sicht Möglichkeiten der geeigneten Umsetzung des Fachgebietes in sinnvollen Lerntätigkeiten der Schüler SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Unterrichtsentwurf Unterrichtsentwurf, ist ~ eine gedankliche Konstruktion ~ eine Konstruktion auf Widerruf ~ ein Plan eines möglichen Unterrichts ~ ein fester Rahmen mit realistischen Varianten (nichts festlegen, offen halten) Grobstruktur des Unterrichtsablaufs: Gliederung von Unterrichtseinheiten und Teilabschnitten nach verschiedenen Vorgehensmodellen möglich Vermeidung von Gleichförmigkeit des Ablaufs beachten SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Planungsschritte Arbeitsschritte zur Planung eines Kurses: Vorgaben und Rahmenbedingungen feststellen Erwartungen und Eingangsvoraussetzungen analysieren Gesamtzielstellung formulieren Teilziele, Inhalte, Abfolge entwerfen Abschlusstest entwerfen; Lehrgangskritik vorbereiten Gesamtübersicht und Erhebungsbogen fertig stellen Arbeitsschritte zur Planung einer Veranstaltung (U-Stunde) Thema und Ziel der „Veranstaltung“ festlegen Stoff- und Beispielsammlung anlegen Inhalte und Beispiele auswählen; Ablauf konzipieren Inhalte und Beispiele ausarbeiten; methodische Formen konkretisieren Konzept ausarbeiten; Materialien erstellen und vervielfältigen SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Basisthemen für den IU – Fundamentale Ideen EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Basisthemen für den IU – Fundamentale Ideen ist Denk-, Handlungs- und Beschreibungs- oder Erklärungsschema einer Wissenschaft, das in verschiedenen Bereichen anwendbar und erkennbar (Horizontalkriterium) auf unterschiedlichem Niveau vermittelbar (Vertikalkriterium) in der historischen Entwicklung beobachtbar (Zeitkriterium) einen Bezug zu Sprache und Denken des Alltags besitzt (Sinnkriterium) (vgl. SCHWILL, LOG IN 2/ 96, S. 33; [unter Nutzung von BRUNER, 1960]) SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Informatikunterricht – Leitlinien (I) EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Informatikunterricht – Leitlinien (I) " Interaktion mit Informatiksystemen Informationen beschaffen, suchen, erfassen, digitalisieren, codieren, decodieren, strukturieren, darstellen, präsentieren, bewerten Daten bearbeiten, vergleichen, speichern, komprimieren, verteilen, chiffrieren, dechiffrieren " Wirkprinzipien von Informatiksystemen Aufbau und Wirkungsweise von Informatiksystemen beschreiben Daten strukturieren, verwalten, übertragen SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Informatikunterricht – Leitlinien (II) EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Informatikunterricht – Leitlinien (II) " Informatische Modellierung Probleme analysieren und umgangssprachlich beschreiben Formale Modelle entwickeln (Strukturmodelle, Netzmodelle, Bäume, Algorithmen) Modelle mit formalen Sprachen implementieren (Dokumentenbeschreibungssprache, Programmiersprache) " Wechselwirkungen zwischen Informatiksystemen, Mensch und Gesellschaft Historische Entwicklung Soziale Aspekte Ethische Aspekte Rechtliche Aspekte SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Grundbegriffe (1) Bildung bezeichnet einen Persönlichkeitszustand, der den einzelnen befähigt, sein Handeln auf Einsicht und Sachkompetenz zu gründen und es kritisch prüfend unter dem Prinzip der Selbstbestimmung zu verantworten. Lehren Inhalt mit dem Ziel/ einer Absicht an eine Gruppe / einem Einzelnen zu vermitteln (planmäßig; Interaktion; Institutionalisierung) Lernen relativ dauerhafter Erwerb von neuem oder die Veränderung der vorhandenen Ausprägung eines Wissens, einer Fähigkeit bzw. einer Einstellung Lerntheorien SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Grundbegriffe (2) Begriffsbildungen zur Didaktik betonen: Wissenschaft vom Lehren und Lernen auf allen Stufen Theorie des Unterrichts Theorie der Bildungsinhalte Theorie des optimalen Lehrens und Lernens Didaktik: Wissenschaft, die sich mit der Theorie und Praxis des Lehrens und Lernens befasst (mit planvollen, institutionalisierten Lehren und Lernen spezieller Aufgaben-, Problem- und Sachbereiche) FACH-Didaktik : Lehre von der Selektion und Vermittlung fachwissenschaftlicher Inhalte SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Grundbegriffe (3) Zentrale Frage: Was soll mit welchem Ziel gelehrt werden? (Bildungsinhalte, Auswahl, Strukturierung; Unterrichtsformen und -verfahren; Steuerung von Lernprozessen) Teilaufgaben: Definition von Zielen und Strukturierung der Inhalte ? ( Wofür? Wozu ? ) Auswahl von Erkenntnissen und Methoden der Fachwissenschaft (Was ? ) Entwicklung von Konzepten zur Methodik und zur Organisation des Lehrens und Lernens (Wie ? Womit ? ) Methodologie, Methodik SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Grundbegriffe (4) Lernziele beschreiben Bildungsabsichten des Lehrenden und geben an, welche Kompetenzen bzw. was an Wissen/ Können/ Haltung in welcher Qualität (Taxonomie) ausgeprägt sein soll. Beachten: • Lehren und Lernen ohne Ziele undenkbar • Ziel als sprachliche Artikulation von erwarteten Leistungsdispositionen bzw. Verhaltensänderungen • Operationalisierung als Basis der Kontrolle des Erreichens der Ziele beim Lernenden Kognitive Ziele Psychomotorische Ziele Affektive Ziele SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Grundbegriffe (5) Planung ist ein probeweises Zusammenstellen von Aktionen derart, dass ihre Ausführung ein gegebenes Problem l ö st. Bemerkungen: Reihenfolge der Lerneinheiten vs. Verschmelzung Planungskomponenten (Inhalt, Methode, Werte) Planungsvarianten (Bedingungsanalyse, Zielformulierung) Allgemeine Didaktik, Fachdidaktik SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Erfolgreich Lehren ... Beurteilung des Lehrens und von Personen scheint mitunter einfach und von allen zu erledigen: eigene Erfahrungen beim Lernen; langjährige Eindrücke über Lehrende; an verschiedenen Stellen genügend debattiert Dimensionen von Qualitäten des Lehrenden: Fachmann Überblick, Kompetenz, wesentlich/ unwesentlich Lernorganisator Aufbereitung des Stoffes, Sinnzusammenhänge, Veranschaulichung, Lehr- Lerntempo Person fordert, begeistert, ermuntert, hilft Interesse an Lernenden SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Einige Regeln zum Lehren (1) EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Einige Regeln zum Lehren (1) Darstellung auf der Basis von Prinzipien zum erfolgreichen Lehren: (nach Lehnert, 1992 ) Positive Einstellung zu Thema und Hörer Wichtige Voraussetzung für den Erfolg ist die vom Lehrenden gezeigte Begeisterung für das Thema und die den Teilnehmern gegenüber zum Ausdruck gebrachte Wertschätzung. („ Unterrichtsklima“) Ziel- und Anendungsorientierung Ausgehend von späteren Anforderungen ist das Ziel einer Veranstaltung in Form von Lernzielen festzulegen. Diese sind dabei so zu formulieren, dass sie ein beobachtbares und bewertbares Endverhalten des Lerners beschreiben. Ziele SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Einige Regeln zum Lehren (2) EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Einige Regeln zum Lehren (2) Anpassung an die Lernsituation der Adressaten Erfolgreiche Planung erfordert die Beachtung der Situation (Vorkenntnisse, Leistungsstand) der Lernenden und deren Interessenlage (Gründe). Strukturierung von Gegenstand und Ablauf Prozess der Wissensaneignung beim Lernenden ist durch Strukturierungsmaßnahmen zu unterstützen. Dazu ist der Gegenstand durch Orientierungshilfen (einsichtige Gliederung) überschaubar zu machen. Der Ablauf ist in geeigneten Abschnitten zu segmentieren, die der Aneignung angepasst sind. Planung SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Einige Regeln zum Lehren (3) EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Einige Regeln zum Lehren (3) Umfassende Aktivierung der Lernenden Hörer einer Veranstaltung (bes. Vortragsphasen) sind aus einer tendenziell passiv zuhörenden Haltung herauszuholen und durch aktivierende Maßnahmen (Fragen, Darstellungswechsel ...) in eine aktivere und damit effektivere Lernhaltung zu versetzen. Ergebnis- und Transfersicherung Zur Absicherung des Erfolgs der Veranstaltung sind möglichst transferbegünstigende Maßnahmen zu ergreifen (Unterlagen, typische Fehler, Handbuch) und geeignete Wiederholungen unter Beteiligung der Teilnehmer vorzunehmen. Aufgaben SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

Lehren und Informatikunterricht EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Lehren und Informatikunterricht Gestaltung von Lerneinheiten unter Beachtung der genannten Prinzipien bedeutet: Welche Position habe ich als Lehrender? In welcher Situation sind die Teilnehmer? Welche Ziele will ich realisieren? Welche Schwerpunkte sollte ich setzen? Wie kann ich die erreichten Ziele prüfen? Gestaltung von Unterrichtsstunden bedeutet zusätzlich: Was ist die geeignete methodische Form? Wie überprüfe ich die Geeignetheit des gewählten Vorgehens? Welche Konsequenzen hat die Verwendung des Computers? Wie situationsabhängig ist die Stunde wirklich? SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)

EINFÜHRUNG IN DIE INFORMATIK FACHDIDAKTIK Zu guter Letzt ... SS 2002 SS 2002 - Einführung in die Informatik Fachdidaktik (4)