Theorieteil
1. Algorithmus
1.1 Definition
„Ein Algorithmus ist ein Verfahren, mit einer präzisen (d.h. in einer eindeutigen Sprache abgefaßten [sic]) endlichen Beschreibung unter Verwendung effektiver (im Sinne von tatsächlich ausführbarer) Verarbeitungsschritte” (Broy, 1998, S. 31, Hervorheb. i.O). Schubert und Schwill (2011, S. 4) definieren den Begriff des Algorithmus wie folgt: „Ein Algorithmus ist ein mit formalen Mitteln beschreibbares, mechanisch nachvollziehbares Verfahren zur Lösung einer Klasse von Problemen.”
Das heißt, man kann sagen, dass Algorithmen eine Arbeitsanleitung darstellen. Nach schrittweiser Abarbeitung dieser jeweiligen Arbeitsanweisungen, sollte das erwartete Ergebnis zustande kommen. „Bei der Ausführung eines Algorithmus läuft ein sogenannter Prozess ab“ (Boles, 2008, S. 9). Die Steuerung dieses Prozesses übernimmt ein Prozessor. Einen großen Stellenwert nehmen Algorithmen in der Informatik als Grundlage zur Programmierung ein, nichtsdestotrotz können Algorithmen über die maschinelle Ausführung durch den Computer auch von Menschen als Prozessor ausgeführt werden (vgl. Boles, 2008).
1.2 Eigenschaften von Algorithmen
Allgemein lassen sich verschiedene Eigenschaften eines Algorithmus festmachen: Unter der Eigenschaft der „Eindeutigkeit“ versteht man, dass die Handlungsanweisungen zur Lösung eines Problems eindeutig beschrieben werden müssen. Damit einher geht die Eigenschaft der „Ausführbarkeit“ eines Algorithmus, welche besagt, dass beispielsweise widersprüchliche Anweisungen ausbleiben müssen, damit die Handlungsanweisungen allesamt ausführbar sind und das Problem gelöst werden kann. Unter der „Terminierung“ versteht man, dass ein Algorithmus aus endlich vielen Schritten bestehen muss, das heißt, er muss ein gewünschtes Ergebnis liefern und anschließend terminieren. Weiterhin muss bei einem Algorithmus die wiederholte Ausführbarkeit unter gleichen Bedingungen bei immer gleichem Ergebnis gewährleistet sein, um der Eigenschaft der „Determiniertheit“ Rechnung zu tragen. Zudem muss gewährleistet sein, dass zu jedem Zeitpunkt der Ausführung des Algorithmus maximal eine Fortsetzungsmöglichkeit besteht (Determinismus). Des Weiteren ist ein Algorithmus nicht lediglich auf ein spezielles Problem anwendbar, sondern stattdessen sind mit einem Algorithmus eine Klasse von Problemen, welche dem gleichen Schema unterliegen, lösbar. Das bedeutet ein Algorithmus hat auch die Eigenschaft der „Parametrisierbarkeit“. Die „Finitheit“ besagt, dass die Länge der Beschreibung eines Algorithmus endlich sein muss (vgl. Boles, 2008).
1.3 Algorithmen im Alltag
Oftmals werden mit dem Begriff des Algorithmus zunächst technische Geräte wie Computer oder Handys, die mit Algorithmen arbeiten, assoziiert. Diese kleinen „Informatiksysteme” arbeiten ständig mit Algorithmen, sei es zur Suchoptimierung bei Google oder in Bezug auf personalisierte Werbung (vgl. Etzold, Noack & Jurk, 2019).
Doch bei genauer Betrachtung der Umwelt wird schnell ersichtlich, wie stark zahlreiche alltägliche Prozesse, die nicht zwingend mit technischer Informatik verbunden sind, von algorithmischem Denken durchdrungen werden. So bilden Algorithmen – für uns oft unbewusst – den Hintergrund für gewohnte Abläufe wie Zähneputzen oder Tee kochen und vieles mehr (vgl. ebd.). Der Arbeitskreis »Bildungsstandards Informatik im Primarbereich« (2019) führt im Hinblick auf die Interessenslage Kinder weiterhin an, dass in deren Leben Algorithmen beispielsweise als Spielregeln oder Bau- und Bastelanleitungen auftreten.
1.4 Relevanz für die Grundschule
Greift man einzelne Aspekte aus den eingangs (Kap. 1.1) angeführten Definitionen von Broy sowie Schubert und Schwill auf, gelangt man zu einer für den Grundschulunterricht ausreichenden Definition, die einen Algorithmus „als eine präzise, eindeutige Handlungsvorschrift […] versteh[t], die das Ziel hat, ein Problem zu lösen” (Etzold, Noack & Jurk, 2019, S. 5). Bereits die Bemühung um eine für die Primarstufe angemessene Definition zeigt auf, dass die Thematisierung von Algorithmen im Unterricht einen Platz findet und finden sollte.
Durch Thematisierung solcher wie im vorherigen Kapitel genannten Algorithmen, kann den Schülerinnen und Schülern (SuS) eine neue Sichtweise auf Algorithmen und ihren Alltag geboten werden, wodurch ihnen weiterführend „eine mögliche Angst vor dem mathematisch geprägten Begriff ,Algorithmus’ genommen” (Etzold, Noack & Jurk, 2019, S. 5) werden kann.
Nicht nur in außerfachlichen und -schulischen Kontexten wird die Relevanz der Algorithmen deutlich, denn auch in einzelnen Fächern der Primarstufe spielen Algorithmen eine erhebliche Rolle. An dieser Stelle seien einige Beispiel aus dem Fach Mathematik genannt, mit denen in der Primarstufe erste Erfahrungen zu Algorithmen gesammelt werden können: Dabei handelt es sich um die einfachen schriftlichen Rechenverfahren, Spiele mit iterativen oder rekursiven Strategien wie NIM- Spiele oder um stochastische Grunderfahrungen wie das Zählen, Ordnen, Sortieren und Klassifizieren (vgl. Ziegenbalg, Ziegenbalg & Ziegenbalg, 2016).
Praxisteil
2. Unterrichtsstunde zu Algorithmen
2.1 Vorkenntnisse der SuS
- Die SuS kennen aus dem Deutschunterricht bereits die Textform der Vorgangsbeschreibung.
- Die SuS verfügen über eine hohe Lesekompetenz, mit der längere Fließtexte gelesen werden können.
- Die SuS sind mit Einzel- und Partnerarbeit sowie dem Unterrichtsgespräch im Plenum vertraut.
- Die SuS kennen aus ihrem Alltag bereits unbewusst Prozesse (z.B. Falten, Spielzeug nach Anleitung aufbauen…), denen Algorithmen zugrunde liegen.
- Thema „Algorithmus“ wurde im schulischen Kontext noch nicht behandelt.
2.2 Einordnung der Stunde in das „Basiscurriculum Medienbildung und informatische Bildung“
Ein zentrales Augenmerk der Stunde liegt darauf, dass die Kinder erkennen, dass Algorithmen nicht nur im Bereich der Technik vorfindbar sind. In der Stunde soll aufgezeigt werden, dass Algorithmen auch in vielen Bereichen des Alltags der Kinder durchaus eine Rolle spielen – ganz ohne Computer und Technik. Im Basiscurriculum Medienbildung und informatische Bildung. Klassenstufen 1 bis 10, herausgegeben vom Ministerium für Bildung und Kultur Saarland (2019, S. 20) steht für Kinder der Klassenstufen 1-4 festgeschrieben, dass sie Algorithmen erkennen sollen: „Die Schülerinnen und Schüler benennen und befolgen Handlungsvorschriften aus dem Alltag. (z. B. Gebrauchsanweisungen, Rezepte, Aufbauanleitungen, Ablaufdiagramme, alphabetisches Ordnen).“
2.3 Kompetenzen
- Grobkompetenz: Die SuS können Handlungsvorschriften auf den drei Abstraktionsebenen eines Algorithmus (Text, Bild und Befehl) ausführen und anhand derer die Definition eines Algorithmus als eine präzise, eindeutige Handlungsvorschrift, die das Ziel hat, ein Problem zu lösen, nachvollziehen und davon ausgehend weitere Situationen ableiten, in denen Algorithmen in ihrem Alltag vorkommen.
- Teilkompetenzen: Die SuS…
(TK 1): …führen Handlungsvorschriften aus dem Alltag auf der Abstraktionsebene „Text“ eines Algorithmus aus (Papierboot falten, Wege nach Anleitung gehen).
(TK 2): …führen Handlungsvorschriften aus dem Alltag auf der Abstraktionsebene „Bild“ eines Algorithmus aus (Vorgang des Geschenkeeinpackens).
(TK 3): …führen Handlungsvorschriften aus dem Alltag auf der Abstraktionsebene „Befehl“ eines Algorithmus aus (Malroboter).
(TK 4): …erkennen, dass die genaue Befolgung der einzelnen Handlungsvorschriften unabdingbar zur erfolgreichen Lösung des Problems ist und können davon ausgehend die Definition von Algorithmen als eine präzise, eindeutige Handlungsvorschrift, die das Ziel hat, ein Problem zu lösen, nachvollziehen.
(TK 5): …leiten ausgehend von den Beispielen aus der Stationenarbeit weitere Situationen ab, in denen Algorithmen in ihrem Alltag vorkommen (z.B. Bauanleitungen und Bastelprojekte wie Papierflieger falten oder Lego, jemandem ein Spiel erklären, ein Spiel nach Anleitung spielen, Rezepte, Gebrauchsanweisungen, …).
2.4 Erläuterung des Ablaufs der Stunde und der Aufgaben
Allgemein lässt sich zu den Aufgaben der Arbeitsphase der Unterrichtsstunde sagen, dass alle SuS ein Arbeitsheft mit vier Aufgaben erhalten, welche innerhalb der Arbeitsphase nacheinander zu erledigen sind. Innerhalb der einzelnen Aufgaben wurden verschiedene Differenzierungsmaßnahmen – sowohl qualitative Differenzierungen, um den jeweiligen Leistungsniveaus der SuS gerecht zu werden, als auch quantitative Differenzierungen für schnellere SuS – angewendet. Lösungsblätter zur Selbstkontrolle über die korrekte Ausführung der Teilhandlungen und damit über das korrekte Endergebnis stehen nach jeder Aufgabe bereit. Nach einer vorher festgelegten Zeit erfolgt ein Klatschsignal durch die Lehrperson, welches den Lernenden signalisiert, dass die Zeit zur Bearbeitung der jeweiligen Aufgabe nun zu Ende ist. Nach jeder Aufgabe erfolgt eine kurze Reflexion über die Lösungen, mögliche Schwierigkeiten bei der Bearbeitung der Aufgabe sowie erste Auffälligkeiten der Aufgaben (elementare Teilanweisungen, genaue Ausführung der Teilanweisungen zur gewünschten Lösung notwendig, alle SuS haben bei korrekter Ausführung das gleiche Ergebnis), welche in der Abschlussreflexion nochmals aufgegriffen und verallgemeinert werden. Daran anschließend bearbeiten die Kinder die nächste Aufgabe in ihrem Arbeitsheft.
Die erstellten Aufgaben orientieren sich übergreifend an den drei Abstraktionsebenen von Algorithmen – Text-, Bild- und Befehlsebene –, die in den jeweiligen Erläuterungen der einzelnen Aufgaben näher betrachtet werden.
Nachdem die ritualisierte Begrüßung erfolgt ist, liest die LP den SuS die nachstehende Geschichte über Anton, seine Freunde und die Geburtstagsparty ihres Roboterfreunds vor, um bei den Lernenden Interesse und Motivation für die kommende Stunde zu wecken:
Nach Vorlesen dieser Geschichte mit eingebauten Zwischenfragen der LP artikuliert die LP die Problemstellung und leitet somit zur Erarbeitungsphase über, die vier Aufgaben, die die Thematik des Algorithmus auf vielfältige Weisen behandeln, bereithält. Diese Aufgaben bzw. Stationen werden nicht wie in einer klassischen Stationenarbeit bearbeitet, sodass die Reihenfolge der Bearbeitung durch die SuS frei gewählt werden kann, sondern die Stationen werden zeitgleich von allen Lernenden und gemäß ihrer chronologischen Auflistung im Verlaufsplan (Kap. 2.5) nacheinander bearbeitet. Die einzelnen Aufgaben sollen im Folgenden eingehender erläutert werden.
Aufgabe 1
Erläuterung zu Aufgabe 1: Die Aufgabe der SuS besteht bei Aufgabe 1 darin, dass sie – eingebettet in die Thematik der Reise vom Strand zur Partyinsel – ein Boot falten müssen, um sicher über das Meer zur Partyinsel zu gelangen. Die Vorgangsbeschreibung zum Falten eines Bootes liegt auf der Textebene vor. Die Textebene ist neben der Bildebene und der Befehlsebene eine der drei Abstraktionsebenen eines Algorithmus. Die Textebene hat den geringsten Abstraktionsgrad. Die einzelnen Teilhandlungen werden ausformuliert als Fließtext dargeboten (vgl. Etzold, Noack & Jurk, 2019). Anhand der Aufgabe lassen sich alle Eigenschaften von Algorithmen feststellen, indem zum einen die relevanten Teilhandlungen zur Fertigstellung des Bootes versprachlicht werden (Eindeutigkeit), indem alle Teilhandlungen für die SuS mit einem einzigen Blatt Papier ausführbar und nicht widersprüchlich sind (Ausführbarkeit), indem der Algorithmus nach dem Schritt „Zuletzt fasst du das Quadrat an der Spitze und ziehst die beiden Seiten vorsichtig auseinander.“ endet (Finitheit) und nach diesem letzten Schritt das fertige Papierboot resultiert (Terminierung), indem nach jeder Teilhandlung genau festgelegt ist, welche Teilhandlung danach folgt um zu dem gewünschten Ergebnis zu gelangen (Determinismus) und der Algorithmus beispielsweise auch auf ein Blatt Papier unterschiedlicher Größe oder Farbe angewendet werden könnte (Parametrisierbarkeit). Zur Differenzierung wurde in dieser Aufgabe im Sinne einer qualitativen Differenzierung auf eine zu der Textebene zusätzliche Abstraktionsebene, der Bildebene, zurückgegriffen. Auf diese Weise werden die Teilhandlungen nicht nur verbal in Textform, sondern zusätzlich auch visuell in Bildform durch beschreibende Bilder dargeboten.
Aufgabe 2
Erläuterung zu Aufgabe 2: Die Aufgabe der SuS besteht bei Aufgabe 2 darin, dass sie sich die als Text dargebotenen Teilhandlungen aufmerksam durchlesen und diese genauso ausführen, indem sie den Weg vom Anfangsfeld bis zum Zielfeld in der Karte einzeichnen. Anzumerken ist, dass bei dieser Aufgabe, auch in der Differenzierung, davon ausgegangen werden muss, dass die Wegbeschreibungen mit Blickrichtung auf das Meer – es finden keine Drehungen oder Perspektivwechsel statt – ausgeführt werden müssen. Wie Aufgabe 1 auch, ist der Vorgang in Textform dargeboten – eine erste sprachliche Abstraktion, da eine Versprachlichung des Vorgangs stattfindet (vgl. Etzold, Noack & Jurk, 2019). Anhand der Aufgabe lassen sich alle Eigenschaften von Algorithmen feststellen, indem zum einen die relevanten Teilschritte zur Erreichung des Zielfeldes versprachlicht werden (Eindeutigkeit), indem alle Teilschritte für die SuS mit einem Rotstift und der gegebenen Karte ausführbar und nicht widersprüchlich sind (Ausführbarkeit), indem der Algorithmus nach dem Schritt „Zuletzt müsst ihr zwei Felder nach unten fahren, um den Anfang zu erreichen.“ endet (Finitheit) und nach diesem letzten Schritt das gewünschte Ergebnis, das Feld rechts oben, erreicht wird (Terminierung), indem nach jeder Teilhandlung genau festgelegt ist, welche Teilhandlung danach folgt um zu dem gewünschten Ergebnis zu gelangen (Determinismus) und der Algorithmus beispielsweise auch auf eine Karte mit einer größeren Anzahl an Feldern angewendet werden könnte (Parametrisierbarkeit). Die Differenzierungsmaßnahmen sind bei dieser Aufgabe quantitativer Natur, indem schnellere SuS eine Zusatzaufgabe bearbeiten dürfen. Dabei geht es darum, dass die SuS verschiedene in Textform dargebotene Teilhandlungen in die richtige Reihenfolge bringen sollen, sodass ein Algorithmus entsteht – mehrere aufeinanderfolgende Anweisungen, welche je eine Handlung von dem Ausführenden erwarten.
Aufgabe 3
Erläuterung zu Aufgabe 3: Aufgabe 3 beinhaltet, dass die SuS Bildkärtchen mit verschiedenen Handlungsschritten eines Vorgangs in die richtige Reihenfolge bringen müssen. Zur thematischen Passung wurde der Vorgang des Geschenkeeinpackens für die Darstellung auf den Bildchen gewählt. Letztendlich erhalten die Kinder bereits ausgeschnittene Bildkärtchen, die sie auf ihren Tischen mischen und dann – natürlich beginnend ab Schritt 1 des Vorgangs – ordnen müssen. Die Bildkärtchen können dabei in dreifach qualitativ differenzierter Form an die SuS verteilt werden. Die Bildchen unterscheiden sich auf den jeweiligen Niveaus um ihre Anzahl, da der Prozess des Geschenkeverpackens auf unterschiedlich komplexe Vorgehensweisen dargestellt ist. Wird auf den zum Mindeststandard zugehörigen Bildchen eine runde Geschenkbox nur recht einfach eingewickelt, wird auf den Kärtchen des Expertenstandards dargestellt, wie ein quaderförmiges Geschenk mit Falttechniken und zusätzlichem Schleifenbinden verpackt wird.
Zum fachlichen Hintergrund dieser Aufgabe kann gesagt werden, dass sich auf der Bildebene als einer der drei Abstraktionsebenen – Text-, Bild- und Befehlsebene (vgl. Etzold, Noack & Jurk, 2019) – von Algorithmen bewegt wird. „Durch die Darstellung des Vorgangs durch beschreibende Bilder wird deutlich, welche Schritte der Algorithmus durchläuft“ (Etzold, Noack & Jurk, 2019, S. 8). Als Bilder wurden Fotografien gewählt. Durch den Einsatz von Bildern wird sich vom Text, der meist mehr Informationen beinhaltet als es bei Bildern der Fall ist, entfernt, wodurch sich eine weitere Abstraktion ergibt (vgl. ebd.).
Auch in dieser Aufgabe zeigen sich beispielhaft die Eigenschaften eines Algorithmus, denn der auf den Bildern dargestellte Prozess trägt zur Lösung des Problems Geschenkeeinpacken bei (Eindeutigkeit), der wiederum in einer endlichen Anzahl an Schritten (Terminierung und Finitheit) ausführbar ist (Ausführbarkeit) und sich unter gleichen Bedingungen erneut ausführen lässt (Determiniertheit).
Aufgabe 4
Lösungen:
Erläuterung zu Aufgabe 4: Im Zuge der finalen Aufgabe müssen die SuS zu sogenannten „Mal-Robotern“ werden. Jedes Kind findet sich mit einem Partnerkind zusammen. Ein Kind liest seinem Partnerkind eine Anweisung nach der nächsten vor, die nun von Kind 2 gezeichnet werden müssen. Dabei artikuliert das diktierende Kind nichts außer den Anweisungen und formuliert den nächsten Auftrag erst, wenn der vorherige gezeichnet wurde. Im Anschluss werden die Rollen des Diktierenden und Zeichnenden dann gewechselt.
Auch im Rahmen dieser Aufgabe ist eine Differenzierung gegeben. Stärkere Kinder bekommen von ihrem Partnerkind Anweisungen vorgelesen, die zusätzliche „Wenn-Dann-Bedingungen“ enthalten, bei denen die Kinder genau zuhören müssen und weiterführende Entscheidungen treffen müssen. Den schwächeren Kindern werden im Prinzip die gleichen Befehle diktiert, hier fallen jedoch sämtliche „Wenn-Dann-Bedingungen“ weg, sodass keine Unterscheidung zwischen Alternativen vorgenommen werden muss.
Bei diesen vorzulesenden Anweisungen handelt es sich um klare Befehlssätze in Imperativform. Diese imperativen Handlungsanweisungen stellen die letzte der drei Abstraktionsebenen dar, die Befehlsebene. „In der Befehlsebene werden die Teilhandlungen in extrahierter Form durch Befehle ausgedrückt. Diese sollen die Ausführung des Vorgangs durch einen Rechner bzw. durch einen Menschen gewährleisten“ (Etzold, Noack & Jurk, 2019, S. 9). Die Aufgabe soll den Lernenden verdeutlichen, dass ein Algorithmus, der nicht nur mittels Vorgangsbeschreibungen oder Bildfolgen beschrieben wird, sondern auch in klaren und präzisen Befehlen formuliert sein kann, genauso ausgeführt werden muss, damit das gewünschte Ergebnis erreicht werden kann. Da manche der Befehle einen gewissen Freiraum bei der Ausführung zulassen, ergeben sich vielfältige und weiterführende Gesprächsanlässe über die unmissverständlichen Formulierung von Befehlen.
Weiterer Verlauf:
An die Bearbeitung der vier Stationen mit dazwischenstehenden, kurzen Reflexionsphasen schließt sich eine 20-minütige Reflexions-bzw. Sicherungsphase an, in der anhand der zuvor in der Erarbeitungsphase gelösten Aufgaben sowie mithilfe leitender Impulse durch die Lehrkraft eine Definition des Begriffs „Algorithmus“ erarbeitet wird. In einer abschließenden Vertiefungsphase werden die Erkenntnisse auf den Alltag der SuS transferiert, indem die SuS selbst – über die Beispiele von alltäglichen Algorithmen in den vier Aufgaben der Erarbeitungsphase hinaus – weitere Beispiele zu Algorithmen aus ihrem Alltag nennen sollen. Dieser Auftrag soll das Bewusstsein bei den SuS dafür stärken, welch bedeutende Rolle Algorithmen im alltäglichen Leben spielen, ohne dass dies den meisten Menschen bewusst ist. Passend dazu erhalten die Kinder als längerfristige Hausaufgabe, eine Art „Tagebuch“ zu führen, in dem sie Beispiele für weitere Algorithmen zu notieren, auf die sie selbst in ihrem alltäglichen Leben treffen.
2.5 Verlaufsplan
Artikulationsschema2.6 Reflexion und Feedback
Die Reflexion zur Unterrichtsstunde mit den Kommilitoninnen sowie der Dozentin ergab, dass die Unterrichtsstunde als allgemein sehr gelungen beurteilt wurde. Positiv hervorgehoben wurde besonders die thematische Einbettung der Unterrichtsstunde in die Roboterthematik sowie der dadurch gegebene Anreiz und die Motivierung der SuS, die vier Aufgaben zu lösen, um auf der Partyinsel der Roboter anzukommen.
Besonders auch die vielfältigen Differenzierungsmaßnahmen, sowohl qualitativer als auch quantitativer Natur, wurden uns im Hinblick auf die heterogene Schülerschaft als sehr positiv und gelungen rückgemeldet. Lediglich bei Aufgabe 1 kam von einer Studentin der Vorschlag – neben der qualitativen Differenzierung durch die Ergänzung der in Textform dargebotenen Bastelanleitung des Schiffes durch passende Bilder – noch eine quantitative Differenzierung für schnellere SuS zur Verfügung zu stellen. Da es sich nur um wenige Minuten handeln wird, welche für schnellere SuS gegebenenfalls noch gefüllt werden müssten, wäre es eine Möglichkeit, das Schiff in vorgegebenen Farben anmalen zu lassen oder aber unter Vorgabe von Handlungsanweisungen eine Fahne für das Schiff basteln zu lassen. Auch bei Aufgabe 3 wurde von einer Studentin angemerkt, dass es zwar nicht unbedingt notwendig, allerdings sicherlich motivierend für die Kinder sei sowie zudem den Umgang mit digitalen Medien schule, wenn bei dieser Aufgabe ein QR-Code auf das Blatt der SuS gedruckt werden würde, der abgescannt werden kann und der die SuS zu einer Faltanleitung zum Einpacken eines Geschenkes beispielsweise auf der Plattform „YouTube“ führt.
Eine Kommilitonin merkte weiterhin an, dass sie es etwas schade fand, dass das gebastelte Schiff aus Aufgabe 1 im Laufe der Stunde nicht nochmal aufgegriffen wurde. Diese Anmerkung empfanden wir als berechtigt und erachten es als geeignete Lösung, wenn das Schiff statt mit einem Din A4 Blatt nur mit einem Din A5 Blatt gefaltet werden soll und dann als zusätzliche Unterstützung für schwächere SuS bei Aufgabe 2 zum handelnden, anschaulichen Abfahren des Weges auf der Karte genutzt werden kann.
Positiv hervorgehoben wurden zudem die vielfältigen Gesprächsanlässe, welche sich durch die Aufgaben ergaben. So schätzten die Kommilitoninnen die Reihenfolge der Aufgaben, ausgehend von der Textebene, über die Bildebene bis hin zur Befehlsebene. Durch diesen Aufbau kann ersichtlich werden, dass die Darbietung der Handlungsanweisungen auf Textebene zwar ausführlich ist, dennoch die Gefahr besteht, in den Zeilen zu verrutschen. Auch die Kommilitoninnen wiesen auf diese Problematik hin und äußerten die Vermutung, dass die Länge der Texte in den ersten beiden Aufgaben zu einer Demotivation einiger Kinder führen könnte. Doch mögliche Entmutigungen der SuS durch die Länge und Komplexität der Texte können jedoch als Anlass genutzt werden, um über die Aspekte und Vor- und Nachteile der Textebene zu diskutieren und um auf nachfolgende Abstraktionsebenen zu verweisen, bei denen die Schwierigkeiten, die sich in Textform ergeben, entfallen.
Zudem wurde uns rückgemeldet, dass besonders der handlungsorientierte Charakter der Aufgaben – beispielsweise das eigenständige Falten eines Papierschiffes nach Anleitung oder aber das Hinlegen der einzelnen Schritte des Geschenkeeinpackens in der richtigen Reihenfolge auf dem Tisch der SuS – für einen Abwechslungsreichtum in der Stunde sorgte. Auch der Lebensweltbezug – sowohl in den Aufgaben berücksichtigt durch Vorgangsbeschreibungen und Faltanleitungen – und nochmals besonders in der Vertiefungsphase dadurch aufgegriffen, dass die SuS selbst weitere Beispiele für Algorithmen aus ihrem Alltag nennen sollen und weiterführend über Wochen hinweg ein Beobachtungstagebuch führen sollen –, wurde als schülernah und kreativ bewertet. Die Dozentin machte den weiterführenden Vorschlag, dass die SuS in Folgestunden selbst beispielsweise Bastelanleitungen erstellen könnten, diese medial aufnehmen könnten, sodass die SuS anderer Klassen die Anweisungen praktisch umsetzen könnten und die Resultate als Schulprojekt in der Aula der Schule ausgestellt werden könnten. Auf diese Weise könnten die SuS von den ausführenden SuS der anderen Klassen Feedback zu ihren Anleitungen erhalten, beispielsweise ob diese Anleitungen eindeutig und widerspruchsfrei ausführbar sind – wesentliche Eigenschaften eines Algorithmus.
Literatur
Arbeitskreis »Bildungsstandards Informatik im Primarbereich« (2019). Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich. Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e.V. erarbeitet vom Arbeitskreis »Bildungsstandards Informatik im Primarbereich«. Abgerufen am 16.01.20, verfügbar unter: https://dl.gi.de/bitstream/handle/20.500.12116/20121/61-GI-Empfehlung_Kompetenzen_informatische_Bildung_Primarbereich.pdf.
Boles, D. (42008). Programmieren spielend gelernt mit dem Java-Hamster-Modell. Wiesbaden: Teubner.
Broy, M. (²1998). Informatik. Eine grundlegende Einführung. Band 1: Programmierung und Rechnerstrukturen. Berlin Heidelberg: Springer.
Etzold, H., Noack, S., & Jurk, A. (2019). Algorithmen im Alltag. Leitfaden für Lehrerinnen und Lehrer. Teil 1: Hintergrund und Theorie. Universität Potsdam: Digitales Lernen Grundschule.
Saarland-Ministerium für Bildung und Kultur (2019): Basiscurriculum Medienbildung und informatische Bildung. Klassenstufen 1 bis 10. Abgerufen am 16.01.2021, verfügbar unter: https://www.saarland.de/SharedDocs/Downloads/DE/mbk/Bildungsserver/Unterricht_und_Bildungsthemen/Medienbildung/Basiscurriculum.pdf?__blob=publicationFile&v=1.
Schubert, S., & Schwill, A. (²2011). Didaktik der Informatik. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag.
Ziegenbalg, J, Ziegenbalg, O., & Ziegenbalg, B. (42016): Algorithmen von Hammurapi bis Gödel. Mit Beispielen aus den Computeralgebrasystemen Mathematica und Maxima. Wiesbaden: Springer Spektrum.
Bildquellen
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