Algorithmik (FTS und Drohne)

Lernziele: Die Lernziele dieses Selbstlernkurses für die Scratch-Programmierung sind vielfältig und auf verschiedene Zielgruppen zugeschnitten. Zu den Hauptzielen gehören:

• Grundlegende Programmierfähigkeiten: Die Teilnehmer sollen die grundlegenden Konzepte der Programmierung verstehen und anwenden können, einschließlich Sequenzierung, Schleifen und bedingte Anweisungen.

• Kreatives Denken: Der Kurs fördert kreatives Denken und die Fähigkeit, eigene Ideen in Scratch-Projekten umzusetzen.

• Computational Thinking: Die Teilnehmer entwickeln ein Verständnis für computational thinking, d.h. die Fähigkeit, komplexe Probleme in kleinere Teilaufgaben zu zerlegen und algorithmisch zu lösen.

• Selbständiges Lernen: Der Kurs soll die Fähigkeiten zur Selbstorganisation und zum selbstgesteuerten Lernen entwickeln, indem er die Nutzung von ByCS als Lernplattform fördert.

Die SuS arbeiten mit einer visuellen Programmiersprache und erstellen damit eigenständig Programme für eine wirtschaftliche Problemstellung. Dabei lernen die SuS lernen das Variablenkonzept kennen und nutzen dieses in Verbindung mit einem Zählalgorithmus, um Zwischenergebnisse zu speichern. Weiterhin verwenden die bedingte Wiederholung, um den Rechner eigenständig Anweisungen bis zu einer Abbruchbedingung ausführen zu lassen. Die SuS lernen das Konzept der Objektorientierung kennen, um Kommunikation und Interaktion zwischen einzelnen Objekten zu ermöglichen.

Relevanz: Die Relevanz dieses Kurses liegt in der wachsenden Bedeutung von Programmierkenntnissen in einer digitalen Welt. Scratch ist eine ideale Einstiegsplattform, um Kinder, Jugendliche und Erwachsene an das Programmieren heranzuführen. Die erlernten Fähigkeiten sind nicht nur in der Informatik, sondern auch in vielen anderen Bereichen von Nutzen, da sie das logische Denken, Problemlösungsfähigkeiten und Kreativität fördern.

Lerngegenstand: Lerngegenstand ist das Denken in Algorithmen, zur Lösung realwirtschaftlicher Problemstellungen mittels einer visuellen Programmiersprache.

Der Kurs zur Scratch-Programmierung vermittelt grundlegende Konzepte und Techniken, darunter:

• Scratch-Umgebung: Einführung in die Scratch-Umgebung, Benutzeroberfläche und Werkzeuge.

• Programmierkonzepte: Verständnis von Variablen, Schleifen, bedingten Anweisungen und Ereignissen.

• Projekterstellung: Anleitung zur Erstellung von Scratch-Projekten, einschließlich Animationen und Spielen.

• Kreatives Gestalten: Nutzung von Grafiken, Tönen und Animationen zur kreativen Projektgestaltung.

• Debugging: Identifizierung und Behebung von Fehlern in Scratch-Projekten.

• Projektveröffentlichung: Schritte zur Veröffentlichung von Scratch-Projekten und zum Teilen mit anderen.

Eingesetzte (Fach-)didaktische Prinzipien: Als Unterrichtsverfahren wird hier das induktive Vorgehen gewählt. Die Schülerinnen und Schüler erhalten durch die Lehrkraft jeweils neue Anweisungen kurz vorgestellt und setzen diese nachfolgend zur Lösung von Aufgabenstellungen an einem konkreten Fallbeispiel ein. Dabei arbeiten sie in Einzel- oder Partnerarbeit, implementieren und testen ihre Lösungsvorschläge.

Der Selbstlernkurs verwendet verschiedene didaktische Prinzipien, um effektives Lernen zu fördern:

• Handlungsorientierung: Die Teilnehmer arbeiten aktiv an eigenen Scratch-Projekten, um das Gelernte unmittelbar anzuwenden.

• Problemorientierung: Der Kurs stellt kontinuierlich Herausforderungen und Aufgaben, um die Fähigkeiten der Teilnehmer im Programmieren und Problemlösen zu entwickeln.

• Lernfortschrittstracking: Die Lernplattform auf ByCS ermöglicht es, den Lernfortschritt der Teilnehmer zu verfolgen, Feedback zu geben und gegebenenfalls zusätzliche Ressourcen anzubieten.

• Selbstgesteuertes Lernen: Teilnehmer können das Lerntempo selbst bestimmen und sich auf die für sie relevanten Themen konzentrieren.

• Kollaboratives Lernen: Auf der Lernplattform in ByCS können auch Elemente des kollaborativen Lernens integriert werden, indem die Teilnehmer ihre Projekte und Ideen miteinander teilen und diskutieren.

Insgesamt bietet dieser Selbstlernkurs eine effektive Möglichkeit, die Grundfähigkeiten des Programmierens mit Scratch zu erlernen und fördert gleichzeitig wichtige überfachliche Kompetenzen wie kreatives Denken und Problemlösungsfähigkeiten.

Ein Verfahren der Informatik ist „divide and conquer“: Ein in seiner Gesamtheit sehr komplexes Problem wird solange in Teilschritte zerlegt (divide), bis diese einzeln lösbar, also beherrschbar (conquer) sind. Dadurch wird letztendlich auch das komplexe Problem gelöst. 

Dieser Kurs ist nach diesem Verfahren aufgebaut – das komplexe Ziel (Programmierung eines FT) wurde in Lektionen zerlegt. Auch die Lektionen gliedern sich in weitere Teilschritte. 

Jede Lektion hat den gleichen grundlegenden Aufbau, den Sie in in einer interaktiven Grafik kennenlernen.

Die Erarbeitung erfolgt im Plenum, die anschließende Implementierung (Programmierung) weitgehend in Einzelarbeit.

Der Kurs auf der ByCS-Lernplattform wurde im Kachelformat erstellt. Um praktische Programmierübungen durchzuführen, werden Sie auf die Website von „Scratch” verwiesen. Sie können sich jedoch auch die Desktopversion von „Scratch” downloaden. Die benötigten Links sind alle im TeachShare-Kurs hinterlegt.

Die vorliegende Lerneinheit, die ursprünglich als Fortbildungsprogramm für Lehrkräfte konzipiert wurde, erweist sich als äußerst vielseitig und kann effektiv im Schulunterricht eingesetzt werden. Sie bietet sich sowohl für angeleitete Lernkurse als auch für das Selbststudium der Schülerinnen und Schüler an. Nach der erfolgreichen Bearbeitung dieses Kurses werden sowohl Sie als Lehrkraft als auch Ihre Schülerinnen und Schüler in der Lage sein, grundlegende Programmierfähigkeiten unter Verwendung von Scratch zu beherrschen. Zudem wird das zugehörige Fachvokabular vermittelt, welches ein tiefgreifendes Verständnis der Materie ermöglicht. Dies fördert nicht nur die digitalen Kompetenzen der Lernenden, sondern bereichert auch den Unterricht um eine praxisnahe und zukunftsorientierte Dimension.