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Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik (GI): Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich

Authors:
  • Bezirksregierung Düssledorf

Abstract and Figures

Empfehlungen der GI -- Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich Anforderungen an die informatische Bildung für den Primarbereich bis zum Ende der Grundschule Arbeitskreis »Bildungsstandards Informatik im Primarbereich« des Fachausschusses »Informatische Bildung in Schulen« (FA IBS) der Gesellschaft für Informatik e. V. (GI)
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Kompetenzen für informatische
Bildung im Primarbereich
Entwurfsfassung für
Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e. V.
(Stand: 11. Dezember 2018)
Arbeitskreis »Bildungsstandards Informatik im Primarbereich«
des Fachausschusses »Informatische Bildung in Schulen« (FA IBS)
der Gesellschaft für Informatik e. V. (GI)
Im Arbeitskreis arbeiteten mit:
Alexander Best (Münster), Christian Borowski (Oldenburg),
Katrin Büttner (Heidenau), Rita Freudenberg (Magdeburg),
Martin Fricke (Düsseldorf ), Kathrin Haselmeier (Wuppertal),
Henry Herper (Magdeburg), Volkmar Hinz (Magdeburg),
Ludger Humbert (Wuppertal), Dorothee Müller (Köln),
Andreas Schwill (Potsdam) und Marco Thomas (Münster).
Der Arbeitskreis wurde von Ludger Humbert koordiniert.
Beilage zu LOG IN, . Jahrgang (201 ), Heft Nr.
Gesellschaft für Informatik (GI) e. V.
Inhalt
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V
1 Grundsätze informatischer Bildung im Unterricht der Grundschule . . 1
1.1 Die Vision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Lehren und Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Fachorientierung und Interdisziplinarität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4 Chancengleichheit und Inklusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5 Orte informatischer Bildung und erforderliche Ausstattung . . . . . . . . . . . 4
2 Kompetenzen im Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1 Prozessbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.1 Modellieren und Implementieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.2 Begründen und Bewerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.3 Strukturieren und Vernetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.4 Kommunizieren und Kooperieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.5 Darstellen und Interpretieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Inhaltsbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.1 Information und Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.2 Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.3 Sprachen und Automaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.4 Informatiksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.5 Informatik, Mensch und Gesellschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3 Kompetenzerwartungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.1 Information und Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.2 Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3.3 Sprachen und Automaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.4 Informatiksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3.5 Informatik, Mensch und Gesellschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
A Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
A.1 Literatur und Internetquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
A.2 Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
A.3 Mitwirkende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Inhalt
III
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
IV
Vor wort
Informatik hat die Gesellschaft und damit auch die Lebenswelt und den Alltag
von Kindern durchdrungen. Diese Allgegenwart von Informatiksystemen1 wird
immer spürbarer. Informatiksysteme in Spielsachen und zur Kommunikations-
unterstützung haben die Kinderzimmer erreicht. Die direkte und indirekte Nutzung
von Informatiksystemen durch Kinder führt zu Erfahrungen, die ihr Leben in viel-
fältiger Weise beeinflussen (vgl. mpfs, 2015 und 2017).
Wir können davon ausgehen, dass zukünftig immer mehr Informatiksysteme
(z. B. das Internet) im Verborgenen arbeiten, sodass von den Betroffenen nicht
erkannt wird, dass hinter einem Phänomen die programmgesteuerte Aktion ei-
nes Informatiksystems steckt. Neben gewünschten und erwartbaren Funktionen
und Ergebnissen treten auch Phänomene auf, die oft unerklärlich bleiben oder
zunächst unverständlich sind. Beispiele dafür sind gezielte Platzierung von Wer-
bung mithilfe von Cookies oder die Verbreitung von Fake News in sozialen Me-
dien durch Chatbots.
Es ist Aufgabe der Grundschule, die Fähigkeiten, Interessen und Neigungen
von Kindern aufzugreifen und sie mit den Anforderungen fachlichen und fach-
übergreifenden Lernens zu verbinden. Eine bewusste Teilnahme am Leben in
unserer Gesellschaft, aber auch die konstruktive Mitgestaltung der Lebenswelt,
setzen zunehmend informatische Kompetenzen voraus.
Damit Schülerinnen und Schüler Probleme, die im Kontext von Informatik-
systemen auftreten, durch eigenständige Lösungen bewältigen können, ist eine
informatische Bildung unabdingbar. Informatische Kompetenzen sind nicht nur
im Zusammenhang mit Informatiksystemen, zu denen auch digitale Medien ge-
hören, hilfreich, sondern können auch in nicht-informatischen Kontexten ver-
wendet werden. Dazu zählen unter anderem ein strukturiertes Zerlegen von
Problemen wie auch ein konstruktives und kreatives Modellieren von Problem-
lösungen; im anglo-amerikanischen Raum wird dafür oft der Begriff computa-
tional thinking verwendet (vgl. Tedre/Denning, 2016). Damit trägt Informatik
wesentlich zur Allgemeinbildung bei.
Um Informatik für Kinder als kreativen Gestaltungsbereich fürs Problemlösen
zugänglich zu machen, bedarf es einer altersgerechten Einbettung in den Pri-
marbereich. Dies muss durch didaktisch gestaltete Fachkonzepte zur Erläute-
rung informatischer Phänomene erfolgen. Zur Umsetzung können erfolgreiche
Elementarisierungsansätze anderer Fächer aus dem mathematisch-naturwissen-
schaftlichen Bereich hilfreich sein.
Geschlechtsbezogene Rollenbilder sind bei Kindern in der Grundschule noch
nicht festgelegt. Es besteht daher die Chance, bereits in jungen Jahren auch
Mädchen für Informatik zu begeistern, wenn in dieser Entwicklungsphase in-
formatische Kompetenzen gefördert werden können.
Die Ergebnisse internationaler Vergleichsstudien wie PISA oder ICILS führ-
ten in den vergangenen Jahren zu Diskussionen um grundlegende und vertiefen-
de Kompetenzen aller Schülerinnen und Schüler, die im Rahmen einer Allge-
meinbildung innerhalb der modernen Gesellschaft entwickelt werden sollen
(vgl. Baumert u. a., 2001; Bos u. a., 2014). Internationale Bestrebungen und cur-
riculare Entwicklungen – insbesondere das im September 2013 veröffentlichte
National Curriculum in England: Computing Programmes of Study für den Primar-
bereich (vgl. DfE, 2013) – verdeutlichen Bemühungen zur Etablierung informa-
tischer Bildung für alle Schülerinnen und Schüler in vielen europäischen Län-
dern. Die Strategie der Kultusministerkonferenz »Bildung in der digitalen Welt«
stellt Handlungsbedarf für das deutsche Schulwesen fest und expliziert sechs
Kompetenzbereiche (vgl. KMK, 2017, S. 10 ff.):
Suchen, Verarbeiten und Aufbewahren,
Kommunizieren und Kooperieren,
Produzieren und Präsentieren,
Vor wor t
1»« verweist auf einen Glossareintrag im Anhang dieses Dokuments.
V
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Schützen und sicher Agieren,
Problemlösen und Handeln,
Analysieren und Reflektieren.
Kompetenzen dieser Bereiche können ohne explizite informatische Grundla-
gen nicht erreicht werden. Beispielsweise wird im Kompetenzbereich »Problem-
lösen und Handeln« ausgeführt und ausdifferenziert: »Algorithmen erkennen
und formulieren« (KMK, 2017, S. 13).
Zusammenfassend zeichnet sich ein Handlungsfeld für frühe informatische
Bildung ab, die auf einer fachlichen und einer fachdidaktischen Grundlage ge-
staltet werden sollte. Im Unterschied zu den weiterführenden Schulen ist die
Frage der konkreten Umsetzung im Kindergarten, in der Kindertagesstätte und
in der Grundschule nicht eindeutig mit der Einführung eines Schulfachs Infor-
matik (wie etwa in England oder in Slowenien – vgl. CECE, 2017) zu beant-
worten. Als wesentlicher Grund ist hier die Beschränkung der Anzahl der Fä-
cher in der Grundschule zu nennen – so werden gesellschafts- und naturwissen-
schaftliche Fragen in vielen Bundesländern im Sachunterricht thematisiert.
Die Gesellschaft für Informatik e. V. (GI) weist eine lange Tradition in der
Entwicklung von Empfehlungen zur informatischen Bildung auf. Der Empfeh-
lung über Zielsetzungen und Lerninhalte des Informatikunterrichts (vgl. GI, 1976)
kommt dabei eine zentrale Rolle zur fachlichen Fundierung des Informatik-
unterrichts im deutschsprachigen Raum zu. Der Gestaltung von Informatik-
lehramtsstudiengängen wurden 1987 die Empfehlungen zur Lehrerbildung im Be-
reich der Informatik gewidmet (vgl. GI, 1987). Den im Jahr 2000 verabschiedeten
Empfehlungen für ein Gesamtkonzept zur informatischen Bildung an allgemein bil-
denden Schulen folgte im Januar 2008 die Empfehlung Grundsätze und Standards
für die Informatik in der Schule – Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstu-
fe I (vgl. GI, 2000, und GI, 2008). Anfang 2016 wurde mit den Bildungsstan-
dards Informatik für die Sekundarstufe II eine entsprechende Empfehlung für die
höhere Schulbildung beschlossen (vgl. GI, 2016). Die in dem vorliegenden Do-
kument enthaltenen Empfehlungen für die Kompetenzen für informatische Bil-
dung im Primarbereich stellen einen weiteren Baustein zur informatischen Bil-
dung bereit. Damit liegt ein durchgängiges Konzept für eine zeitgemäße und
fachlich fundierte informatische Bildung in Schulen vor.
Die von den Schülerinnen und Schülern zu entwickelnden Kompetenzen sind
anschlussfähig vom Primarbereich bis zu den Sekundarstufen formuliert. Infor-
matik in der Schule wird dem Muster der etablierten Bildungsstandards folgend
durch Inhaltsbereiche (Was soll thematisiert werden?) und Prozessbereiche
(Wie sollen die Schülerinnen und Schüler mit den Gegenständen arbeiten?)
strukturiert. Die ausgewiesenen Prozess- und Inhaltsbereiche sind Ergebnis ei-
nes langjährigen Diskussionsprozesses der fachdidaktischen Gemeinschaft.
Durch diese ausgewiesenen und etablierten Kompetenzen explorieren die Kin-
der in altersgemäßer Weise, wie Informatiksysteme arbeiten. Sie entwerfen und
schreiben Programme, entwickeln kreative eigene Ideen und lernen problemlö-
sende Strategien kennen. Dabei kommen z. B. altersgemäße und entsprechend ge-
staltete Mikrocontroller, programmierbares Spielzeug oder visuell anschauliche,
blockbasierte Programmiersprachen zum Einsatz.
In dem vorliegenden Dokument werden die Kompetenzen für den Primarbe-
reich ausgewiesen, die alle Schülerinnen und Schüler am Ende der vierten Klas-
se erworben haben sollen. Um eine Durchgängigkeit informatischer Bildung
über die verschiedenen Schulstufen bestmöglich zu unterstützen, wurde die
Entscheidung getroffen, die durch die entsprechenden Empfehlungen für die
Sekundarstufe I und II etablierten Inhalts- und Prozessbereiche auch für den
Primarbereich zu übertragen. Für die Klassen 5 und 6, die in Berlin und Bran-
denburg Teil des Primarbereichs sind, sei auf die Empfehlungen für die Sekun-
darstufe I verwiesen (vgl. GI, 2008).
Im Unterschied zu den von der GI 2008 und 2016 vorgelegten Empfehlun-
gen für Bildungsstandards enthält das vorliegende Dokument zunächst keine
begleitenden Beispiele. Die Ausgestaltung und Evaluation unterrichtlicher Bei-
spiele findet zurzeit statt, wird zu einer Reihe konkreter Unterrichtsvorschläge
verdichtet und zu einem späteren Zeitpunkt ergänzend zu diesem Dokument
veröffentlicht.
In dem vorliegenden Dokument werden Elemente der Fachsprache verwen-
det, die nicht nur Kindern wenig bekannt sind, da sie nicht zum Alltagssprach-
Abbildung 0.01:
Die Strategie der KMK von 2017.
Abbildung 0.02:
Empfehlungen für ein Gesamtkonzept
zur informatischen Bildung an allgemein
bildenden Schulen aus dem Jahr 2000.
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
VI
Vo r wo rt
gebrauch gehören. Auch ist anzumerken, dass die Fachsprache an einigen Stellen
mit der Alltagsverwendung nicht übereinstimmt (z. B. beim Begriff Automat).
Informatische Bildung basiert auf einer sachgerechten Fachsprache. Abgesehen
von dem Glossar in diesem Dokument (vgl. Abschnitt A.2) eignet sich in Zwei-
felsfällen das nebenstehend abgebildete Fachlexikon (vgl. Claus u. a., 42006).
Ludger Humbert
für den Arbeitskreis »Bildungsstandards Primarbereich«
Dezember 2018
Abbildung 0.03:
Der Duden Informatik A–Z (42006).
VII
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
VIII
Grundsätze informatischer
Bildung im Unterricht der
Grundschule
Der Besuch einer frühkindlichen Bildungseinrichtung ist in Deutschland
nicht verpflichtend, sondern liegt in der Entscheidungsfreiheit der Erzie-
hungsberechtigten. Daher kann keine Aussage zum erreichten und anzustreben-
den Stand informatischer Bildung bereits vor Schuleintritt gemacht werden.
In dem vorliegenden Kapitel »Grundsätze informatischer Bildung im Unter-
richt der Grundschule« wird zunächst eine Sichtweise beschrieben, die dem
ganzen Dokument zugrunde liegt. Es folgt eine Beschreibung der intendierten
Kompetenzen für den Primarbereich.
Die Vision
»Die Vision von einem guten Informatikunterricht ist vor allem – wie bei jedem
guten Unterricht – dadurch gekennzeichnet, dass er den Lernenden Raum bie-
tet für intellektuelle Abenteuer und bereichernde soziale Erfahrung, für prakti-
sches Handeln und konkrete Erkenntnisse, kurz: für offene, aber beantwortbare
Fragen und für das Leben, so wie es ist« (GI, 2008, S. 1).
Diese Vision erfordert eine Reihe von Maßnahmen, die unter Einbeziehen
der veränderten gesellschaftlichen Bedeutung der Informatik gestaltet werden.
Informatikbezogenen Qualifikationselementen für alle Erzieherinnen und Er-
zieher sowie für alle Lehrpersonen muss Raum in ihrer Ausbildung zugestanden
werden. Dies ist die Voraussetzung dafür, die informatische Selbstkompetenz
der Schülerinnen und Schüler zu stärken.
Im Folgenden werden die angestrebten Ziele informatischer Bildung aus
Sicht der Schülerinnen und Schüler dargestellt.
Ich kann das! Alle Kinder an Grundschulen gehen interessanten informati-
schen Phänomenen aus ihrem Alltag nach. Sie setzen sich mit Informatik und
Informatiksystemen auseinander und lösen informatische Problemstellungen
entsprechend ihres Alters. Die Lernenden können dazu systematisch vorgehen
und wenden informatische Methoden und Prinzipien an. Mädchen und Jungen
bauen gleichermaßen ein informatisches Selbstkonzept auf. Sie nutzen dazu ihre
Erfahrungen und Beobachtungen und fühlen sich fachlich selbstwirksam.
Ich entscheide mit! An jeder Schule sind Mitbestimmungsorgane installiert
(z. B. Klassenrat, Schülerparlament). Spätestens ab der dritten Klasse werden
Möglichkeiten der Mitbestimmung für Kinder und das politische System in
Deutschland besprochen. Die Kinder entwickeln ein Konzept von »Gesell-
schaft«. Ein Kind entwickelt also im Laufe der Grundschulzeit aus einer ego-
zentrierten Perspektive, die es etwa bis zum Alter von fünf bis sechs Jahren aus-
schließlich einnimmt, eine weitergefasste Perspektive.
Durch Informatik in der Grundschule wird dieser Perspektivwechsel geför-
dert und unterstützt. Informatikunterricht bahnt für alle Schülerinnen und
Schüler eine mündige Teilhabe in einer von Digitalisierung geprägten Gesell-
schaft an. Die Schülerinnen und Schüler können dadurch kompetent und selbst-
bestimmt digitale Medien und Informatiksysteme nutzen, diese Nutzung kri-
tisch und konstruktiv reflektieren und informatische Prinzipien, insbesondere
die informatische Modellierung dahinter, erkennen. Sie fühlen sich gesell-
schaftlich selbstwirksam.
1
Abbildung 1.01:
Grundsätze und Standards für die
Informatik in der Schule (2008).
1
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Hier wird mir geholfen! Die Schülerinnen und Schüler werden im Primarbe-
reich von Lehrpersonen begleitet, die in ihrer Bildungsbiografie durchgängig
Zugang zu informatischer Allgemeinbildung hatten und ein positives Selbst-
wirksamkeitskonzept hinsichtlich der Informatik und ihrer Systeme entwickelt
haben. Diese Lehrpersonen können nach fachdidaktischer Qualifikation Lern-
gegenstände mit und für eine informatische Sichtweise aufbereiten und unter-
stützen ihre Lernenden fachkompetent in ihren Lernprozessen. Darüber hinaus
werden sie von den Kindern als kompetente Ansprechpersonen für informati-
sche Probleme wahrgenommen.
Lehren und Lernen
Ziel informatischer Bildung im Primarbereich bzw. des Informatikunterrichts in
der Grundschule ist, die Schülerinnen und Schüler zu befähigen, in gegenwärti-
gen und zukünftigen Lebenssituationen urteilsfähig sowie handlungs- und ge-
staltungsfähig zu werden. Die Orientierung der Überlegungen zum Erwerb
grundlegender informatischer Bildung kann an zwei Di-
mensionen verdeutlicht werden:
Lernen
Aufschluss konkreter Erfahrungen und Erlebnisse der
Kinder zur Erklärung, zum Verständnis und zur Ge-
staltung der informatisch geprägten Welt.
Lehren
Gestalten von Lernsituationen und Lernumgebungen,
die den Kindern informatisches Denken und Handeln
ermöglichen und erleichtern. Ziel ist die Erschlie-
ßung, Beschreibung und Gestaltung von Ausschnitten
der Lebenswelt durch informatisches Modellieren.
Die Fachdidaktik Informatik bietet diverse Konzepte
zur Bestimmung und Gestaltung geeigneter Lern- und
Lehrvorgänge zur informatischen Bildung. Zur Auswahl
informatischer Gegenstände für Bildungsangebote und
deren spiralcurriculare Einordnung eignet sich unter an-
derem das Konzept fundamentale Ideen der Informatik
(vgl. Schwill, 1993). Zur didaktisch orientierten Gestaltung der Lernprozesse
kann auf Konzepte zur Modellierung oder auf Kernideen zurückgegriffen
werden. Dabei bieten Kernideen eine Möglichkeit, Aspekte aus der Lebens-
und Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler mit Informatik zu verbinden.
Viele Lern- und Lehrkonzepte aus anderen Fächern lassen sich auch für eine
informatische Bildung verwenden.
In der Lebenswelt kann eine phänomenorientierte Begegnung mit Informatik
in drei Kategorien auftreten:
1. Informatikphänomene im direkten Zusammenhang mit Informatiksystemen
Beispiel: Kinder oder deren Eltern nutzen täglich Mobiltelefone.
2. Informatikphänomene im indirekten Zusammenhang mit Informatiksystemen
Beispiel: eine Fußgängerampel.
3. Informatikphänomene, bei denen kein Zusammenhang mit Informatiksystemen be-
steht
Beispiel: Sortieren von Spielzeug-Bauteilen nach Farben, Größen, Gestalt
u. Ä.
Im Alltag der Kinder treten Phänomene aus allen drei Bereichen auf. Diese er-
öffnen den Kindern die komplexe Welt der Informatik durch zahlreiche Beispiele
aus der Alltagswelt, ihre Anschaulichkeit und sinnliche Erfahrbarkeit. Die Bezie-
hung des Phänomenbereichs 3 zur Informatik scheint zunächst weniger offensicht-
lich zu sein als die der beiden anderen Bereiche, denn hier gibt es keine Beziehung
zu konkreten Informatiksystemen. Damit betrachtet die Informatik auch Phäno-
mene, die im alltäglichen Leben vorkommen. Dies betrifft vor allem Algorithmen
und Datenstrukturen ( Daten). So werden etwa Sortierverfahren (Algorithmen) –
Abbildung 1.02:
Lernen und Lehren –
Messen und Notieren einer für kleine
Roboter zu programmierenden Fahrt.
Foto: Grundschulverbund Westenholz-Hagen, Delbrück
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
2
Grundsätze informatischer Bildung
wie beispielsweise das Sortierverfahren Bucketsort, das die Kinder vom Sortieren
von Spielzeug-Bauteilen in Kisten kennen – auch in der Informatik genutzt.
Ein Beispiel für eine in der Informatik häufig genutzte Datenstruktur kennen
Kinder vom Schlange-Stehen am Eiswagen: »Ich muss mich hinten an die War-
teschlange anstellen. Wenn ich vorne angekommen bin, bekomme ich ein Eis
und verlasse die Schlange.«
Abläufe, wie sie Kindern in Phänomenen begegnen, können beispielsweise als
Rollenspiele, in eigenen Beschreibungen, grafischen Darstellungen oder forma-
ler Notation dargestellt, erprobt bzw. geprüft werden. Diese Vielfalt gibt der in-
dividuellen Kreativität von Kindern beim Explorieren und Gestalten von infor-
matischen Zusammenhängen viel Freiraum.
Im Kontext der Auseinandersetzung mit Phänomenen werden grundlegende
informatische Kompetenzen ausgebildet. Die so entwickelten informatischen
Kompetenzen ermöglichen allen Fächern, auf die Vorstellungen von Schülerin-
nen und Schülern zu Informatik und Informatiksystemen zurückzugreifen.
Die Bedeutung eines pädagogischen Leistungsverständnisses, das Anforde-
rungen mit individueller Förderung verbindet, und die Konsequenzen für die
Leistungsbewertung wurden durch eine Expertise für das Bundesministerium
für Bildung und Forschung dokumentiert (vgl. BMBF, 2007) und werden auch
in diesen Empfehlungen berücksichtigt.
In Lehrplänen bzw. schulinternen Curricula können in sich abgeschlossene
Module und Bausteine zur informatischen Bildung flexibel zusammengestellt
werden, sodass die Kompetenzen unter schulspezifischen Rahmenbedingungen
abgesichert werden.
Fachorientierung
und Interdisziplinarität
Die Wissenschaft Informatik beschäftigt sich insbesondere mit der theoreti-
schen Analyse und Konzeption, der organisatorischen und technischen Gestal-
tung und der konkreten Realisierung komplexer Informatiksysteme. Unter ei-
nem Informatiksystem wird eine spezifische Zusammenstellung von Hardware,
Software und ihrer Vernetzung verstanden. Durch die Einbettung in gesell-
schaftliche Kontexte hat die Informatik daher strukturwissenschaftliche, mathe-
matische, natur- und ingenieurwissenschaftliche sowie gesellschafts- und geis-
teswissenschaftliche Züge.
Informatiksysteme prägen unsere Lebenswelt, auch wenn sie nicht immer di-
rekt erkennbar sind. Sie sind nicht naturgegeben, sondern werden von Men-
schen gestaltet. Für eine Diskussion bei der Gestaltung und für eine kompetente
Nutzung solcher Systeme sind informatische Grundkenntnisse notwendig.
Die Informationsgesellschaft verlangt daher nach einer neuen, zusätzlichen
Sichtweise innerhalb der Allgemeinbildung: informatische Bildung. Bezugswis-
senschaft ist die Informatik, die auch allgemeine Gesetzmäßigkeiten informati-
onsverarbeitender Prozesse in Gesellschaft, Natur und Technik untersucht, diese
Prozesse in Informatiksystemen transparent macht und sie konstruktiv nutzt.
Informatik ergänzt und überschreitet die Gegenstandsbereiche und Methoden-
spektren anderer Fachdisziplinen. Informatisches Modellieren und Problemlö-
sen ist ein kreativer Prozess, in dem Theorie, Abstraktion und Design verknüpft
sind. Die Denkweisen und Werkzeuge der Informatik haben in alle Gebiete von
Wissenschaft, Wirtschaft und Technik Eingang gefunden. Auch wer sich nicht
aktiv mit Informatiksystemen beschäftigt, gehört zu den Betroffenen.
Durch informatische Bildung, insbesondere im Informatikunterricht, erhalten
Schülerinnen und Schüler vielfältige Gelegenheiten zur Entwicklung von Kom-
petenzen, die sie befähigen, ihr Leben in einer Informationsgesellschaft selbst-
bestimmt zu führen und aktiv zu gestalten. Sie nutzen dabei informatische Kon-
zepte, um Elemente ihrer Erfahrungswelt besser zu verstehen, d. h. zu ordnen,
zu erklären, zu gestalten und gegebenenfalls zu beeinflussen. Eine informatische
Sicht der Welt erschließt sich für Schülerinnen und Schüler dabei nicht primär
Abbildung 1.03:
Die Expertise – Zur Entwicklung
nationaler Bildungsstandards von 2007.
3
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
aus der alltäglichen Erfahrung mit digitalen Medien, zumal sich diese fortwäh-
rend ändern, sondern vielmehr durch eine fachlich fundierte Auseinanderset-
zung – ausgehend von der Lebenswelt dieser Schülerinnen und Schüler.
Die Ausbildung von Fach-, Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenz erfolgt
in der informatischen Bildung in der Regel ganzheitlich und wechselseitig. In
der Auseinandersetzung mit Problemstellungen werden Fähigkeiten und Fertig-
keiten zur informatischen Analyse von Sachverhalten ausgebildet, die sich auf
konkrete Lebenssituationen beziehen. Hierzu gehört der altersgerechte Umgang
mit geeigneten Modellierungs- und Strukturierungskonzepten, Softwarewerk-
zeugen und Programmiersprachen (siehe auch Abschnitt »Kompetenzen im
Überblick«, Seite 7 f.). Die ausdauernde, ziel- und ergebnisorientierte informati-
sche Bearbeitung komplexerer Fragestellungen in Teamarbeit trägt dabei erheb-
lich zur Entwicklung des informatischen Selbstkonzepts bei.
Chancengleichheit und Inklusion
In einer Gesellschaft der Vielfalt sollen alle Menschen die gleichen Chancen
und Möglichkeiten haben, sich entsprechend ihrer persönlichen Vorlieben, Nei-
gungen und Fähigkeiten zu entwickeln und ein selbstbestimmtes Leben zu ge-
stalten. Da Informatiksysteme in alle Lebensbereiche vorgedrungen sind, stehen
gleiche Chancen und Möglichkeiten in unmittelbarem Zusammenhang mit dem
Erwerb informatischer Kompetenzen. Es gehört zu den zentralen Herausforde-
rungen unserer Gesellschaft, alle Lernenden in der Aneignung von informati-
schen Kompetenzen zu unterstützen und zu fördern.
Ein möglichst früher Erwerb informatischer Kompetenzen ist notwendig.
Gegen Ende der Grundschulzeit festigen sich geschlechtsspezifische Stereotype.
Damit besteht die Gefahr, dass das Interesse von Mädchen und Frauen an In-
formatikthemen und darauf beruhenden Berufsfeldern gehemmt wird.
Viele Kinder mit Beeinträchtigung verwenden bereits im Primarbereich assis-
tive Informatiksysteme zur Kompensation (z. B. Vorlesefunktion). Dies setzt vo-
raus, dass die Kinder die Funktionsweise dieser Informatiksysteme verstehen, um
sie adäquat nutzen und gegebenenfalls an ihre Bedürfnisse anpassen zu können.
Das gemeinsame Entwickeln informatischer Problemlösungen bietet insbe-
sondere auch Kindern mit unterschiedlichen Beeinträchtigungen und Kindern
aus sozial benachteiligten Haushalten vielfältige Erfolgserlebnisse, neue Mög-
lichkeiten zur Persönlichkeitsentwicklung und Verbesserung von Sprachfähig-
keiten.
Orte informatischer Bildung
und erforderliche Ausstattung
In der Grundschule stehen der Erwerb von Sprachfähigkeiten und der mathe-
matischen Bildung an erster Stelle. Weitere Bildungsaufgaben berühren soziale,
naturwissenschaftlich-technische, ästhetische und philosophisch-religiöse Di-
mensionen. Auf vielfältige Weise unterstützt der Sachunterricht die Kinder in
ihrer Weltwahrnehmung und ihrer Weltdeutung, auch durch methodische An-
leitungen der Erschließung. Eine informatische Sichtweise – mit ihren analy-
tischen Zugängen, struktur-intendierenden Methoden und konstruktiven Vor-
gehensweisen – vertieft und ergänzt die Bildungsaufgaben der Grundschule um
eine neue – die informatische – Dimension, die unsere Gesellschaft grundlegend
durchdringt und beeinflusst.
Informatische Bildung kann im Primarbereich in verschiedenen Organisati-
onsformen stattfinden und ist für die Erschließung der zahlreichen informati-
schen Phänomene der digitalen Welt unerlässlich. Informatik kann in der
Abbildung 1.04:
Der an ALS erkrankte Physiker
Stephen Hawking (1942–2018) beim US-
Präsidenten Barack Obama im Jahr 2009.
Hawking konnte sich nur mithilfe eines
Sprachcomputers verständlich machen.
Foto: White House
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
4
Grundsätze informatischer Bildung
Grundschule als eigenständiges Fach oder als eigenständiger Lernbereich – ver-
ankert in einem bestehenden Fach (z. B. Sachunterricht) – umgesetzt werden.
Darüber hinaus kann informatische Bildung der Kinder in allen anderen Fä-
chern weiterentwickelt werden.
Mittlerweile haben digitale Medien eine große Verbreitung in den Haushal-
ten gefunden, aber nicht alle Kinder haben die Gelegenheit, Informatiksysteme
als Lern- und Arbeitsumgebung zu nutzen und im sozialen Austausch Kompe-
tenzen und Verständnis für Alltagsphänomene zu erwerben. Zur geforderten
Chancengleichheit gehört daher, dass notwendige digitale Hilfsmittel allen
Schülerinnen und Schülern in Grundschulen zur Verfügung stehen. Informati-
sche Prinzipien lassen sich auch ohne Informatiksysteme erschließen, allerdings
ist die von den Geräten ausgehende Motivierung der Kinder zu beachten. Um
informatisches Modellieren ( Modellierung) aktiv erproben und informatische
Prinzipien in dieser Altersstufe erschließen zu können, braucht es jedoch Infor-
matiksysteme in den Händen von Schülerinnen und Schülern.
Ein Unterricht zur informatischen Bildung trägt dazu bei, Informatiksysteme
sachgerecht und zielgerichtet, verantwortungsbewusst und sinnvoll in ihren
Funktionen als Medium, als Werkzeug und als Unterrichtsgegenstand zugleich
einzusetzen und zu betrachten. Nur mit dem Erwerb informatischer Kompeten-
zen und einer umfassenden informatischen Bildung wird Informations- und
Kommunikationstechnik auch in anderen Fächern in allen drei Funktionen
nachhaltig und erfolgreich einsetzbar.
Abbildung 1.05:
Die Orte informatischer Bildung erfor-
dern eine entsprechende Ausstattung.
Foto: LOG-IN-Archiv /
Department for Education, UK
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Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
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Kompetenzen
im Überblick
Mit der Ausweisung von jeweils fünf Prozess- und Inhaltsbereichen wird
deutlich, dass in einem guten Informatikunterricht vielfältige Kompeten-
zen erworben werden. Informatische Kompetenzen erwachsen in der aktiven
Auseinandersetzung mit den Inhalten.
Mögliche Formen der Auseinandersetzung werden in
den Prozessbereichen beschrieben. Damit werden die
Fähigkeiten und Fertigkeiten, die entwickelt werden,
detailliert ausgewiesen. Prozess- und Inhaltsbereiche
sind untrennbar und vielfältig miteinander verzahnt.
Das bedeutet, dass Inhalte beispielsweise »dargestellt
und interpretiert« werden. Umgekehrt wird beispiels-
weise der Inhaltsbereich »Informatiksysteme« anhand
von Tätigkeiten aus verschiedenen Prozessbereichen er-
schlossen. Für das vorliegende Bildungsdokument wur-
de die Entscheidung getroffen, die Detailbeschreibung
der Kompetenzen den Inhaltsbereichen zuzuordnen,
wobei die Kompetenzformulierungen immer auch min-
destens einen Prozessbezug enthalten.
Die Orientierung an Kompetenzen bedeutet, dass der
Blick auf die Lernergebnisse gelenkt, das Lernen auf die
Bewältigung von Anforderungen ausgerichtet und als
kumulativer Prozess organisiert wird. Die Kinder haben
Kompetenzen ausgebildet,
wenn sie zur Bewältigung einer Situation vorhandene Fähigkeiten nutzen, da-
bei auf vorhandenes Wissen zurückgreifen und sich benötigtes Wissen aneig-
nen,
wenn sie die zentralen Fragestellungen eines Lerngebietes verstanden haben
und angemessene Lösungswege wählen,
wenn sie bei ihren Handlungen auf verfügbare Fertigkeiten zurückgreifen und
ihre bisher gesammelten Erfahrungen in ihre Handlungen mit einbeziehen.
Die durch die Kinder im Bereich der informatischen Allgemeinbildung zu
entwickelnden Kompetenzen verknüpfen jeweils Inhalte und Prozesse, deren
Verzahnung in den Abbildungen 2.01 und 2.02 dargestellt wird.
Grundlegende informatische Bildung liegt vor, wenn die Kinder durch die
mit den Prozessen beschriebene Form der Auseinandersetzung mit den spezifi-
schen Inhalten in die Lage versetzt werden, informatikhaltige Situationen zu
bewältigen. Durch und bei einer informatischen Modellierung entwickeln sie
Lösungsideen und formulieren Lösungen mithilfe geeigneter Darstellungen. Die
Lösungsentwicklung kann auch durch das Nutzen von Informatiksystemen
unterstützend begleitet werden.
Die Entwicklung erfolgt auch durch das Kennenlernen von Strategien und Struk-
turen, die bei weiteren Problemsituationen erfolgreich eingesetzt werden können.
Derartige Muster treten sowohl auf der Ebene der Struktur (in Form von Daten und
Vernetzung) als auch in ablauforientierten Anteilen eines Lösungswegs (in Form
von Algorithmen) auf. Daher kommt dem Finden – ja, dem Entdecken – von
Mustern bei Datenstrukturen, Algorithmen sowie Verabredungen (Protokollen) für
Datenübertragung in Netzwerken eine wichtige Rolle in der informatischen Bildung
und im Informatikunterricht zu. Diese können für den Primarbereich an lebenswelt-
bezogenen Beispielen, wie »Hintenanstellen an eine Schlange«, »Herunternehmen
eines Hefts von einem Stapel« und »Melden im Unterrichtsgespräch« für Kinder
veranschaulicht werden.
Kinder eignen sich Wissen über ihre Welt häufig spielerisch und explorierend
an, auch beim Umgang mit technischen Artefakten wie Informatiksystemen.
2
Abbildung 2.01:
Durchdringung der Prozess- und Inhalts-
bereiche.
Abbildung 2.02:
In der Kompetenz »Die Kinder entwerfen
einen Algorithmus zur Verschlüsselung
von Daten« verbinden sich beispielsweise
die beiden Inhaltsbereiche »Algorithmen«
und »Information und Daten« mit dem
Prozessbereich »Modellieren und Imple-
mentieren«.
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Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Durch Ausprobieren und Beobachten, wie ein gegebenes Informatiksystem auf
unterschiedliche Aktionen und Eingaben reagiert, können Muster erkannt und –
basierend auf beobachtbaren Funktionen des Systems – erste Modelle über deren
innere Struktur aufgebaut werden. Die Kinder werden in moderierten Lernpro-
zessen – über das reine Ausprobieren hinaus – zum systematischen Beobachten
des Systemverhaltens und zu Schlussfolgerungen und Abstraktionen angeregt.
Die zehn wechselseitig aufeinander zu beziehenden Inhalts- und Prozessbe-
reiche der informatischen Bildung im Primarbereich – insbesondere im Fach In-
formatik in der Grundschule – werden in den nachfolgenden Abschnitten zu-
sammenfassend dargestellt. Im Abschnitt »Kompetenzerwartungen«, Seite 11 ff.,
werden die Bereiche zum Ende der Klasse 2 und zum Ende der Klasse 4 kon-
kretisiert. Unterrichtsthemen und -reihen sind so zu gestalten, dass die Schüle-
rinnen und Schüler die ausgewiesenen Kompetenzerwartungen nachhaltig errei-
chen. Die vorgeschlagenen Stufen stellen keine empirisch fundierten Kompe-
tenzstufen dar und sind insbesondere nicht strikt zu interpretieren. In der vor-
liegenden Fassung des Dokuments sind sie zu verstehen als didaktische Emp-
fehlung zur Strukturierung der Lehr-Lern-Prozesse.
Prozessbereiche
In einer aktiven, möglichst schulstufenübergreifenden Auseinandersetzung mit
Informatik, ihren Gegenständen und Methoden werden Kompetenzen zur in-
formatischen Bildung entwickelt. Von zentraler Bedeutung für eine erfolgreiche
Aneignung und Nutzung der Informatik sind vor allem die folgenden fünf pro-
zessbezogenen Kompetenzbereiche. Die detaillierte Darstellung der Kompeten-
zen wird in diesem Dokument den Inhaltsbereichen zugeordnet – jede der
Kompetenzformulierungen umfasst immer auch eine prozessbezogene Dimensi-
on, wie in der Abbildung 2.02, Seite 7, verdeutlicht wird.
Modellieren und Implementieren
Die Kinder wenden informatische Denk- und Arbeitsweisen auf konkrete Auf-
gabenstellungen aus ihrer Erfahrungswelt an: Sie erfassen Situationen, erstellen
ein informatisches Modell, setzen es mit geeigneten Werkzeugen um und konfi-
gurieren Werkzeuge aufgabenangemessen. Sie beziehen die Lösungen wieder
auf die Situation und reflektieren so die informatische Modellierung.
Begründen und Bewerten
Die Kinder stellen Fragen und äußern sich begründet über informatische Zu-
sammenhänge unterschiedlicher Komplexität. Sie erklären Beziehungen und
Gesetzmäßigkeiten auf unterschiedlichen Ebenen – mit ihren eigenen Worten –
zunehmend auch unter Verwendung der Fachsprache. Die Kinder wenden Kri-
terien zur Bewertung informatischer Sachverhalte an.
Strukturieren und Vernetzen
Die Kinder wenden informatische Prinzipien zum Strukturieren von Sachver-
halten an. Sie zerlegen diese Sachverhalte in Bestandteile (Modularisieren und
Hierarchisieren), erkennen Zusammenhänge und ordnen diese Bestandteile neu
an. Sie verknüpfen informatische Sachverhalte untereinander und mit außerin-
formatischen Zusammenhängen.
Modellieren und
Implementieren
Begründen und Bewerten
Strukturieren und
Ver n e tze n
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
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Kompetenzen im Überblick
Kommunizieren und Kooperieren
Die Kinder tauschen sich über eigene Denkprozesse oder Vorgehensweisen mit
anderen aus. Sie kommunizieren über informatische Gegenstände und Bezie-
hungen in der Umgangssprache und zunehmend auch in der Fachsprache. Die
Kinder kooperieren bei der Bearbeitung informatischer Probleme.
Darstellen und Interpretieren
Die Kinder stellen eigene Denkprozesse oder Vorgehensweisen angemessen und
nachvollziehbar dar. Dies kann verbal in mündlicher oder in schriftlicher Form
sowie durch Darstellungsformen wie Skizzen, Tabellen, Wissensnetze usw. ge-
schehen. Sie interpretieren unterschiedliche Darstellungen von Sachverhalten.
Inhaltsbereiche
Informatische Bildung beruht auf basalen Kompetenzen, die sich in spezifischen
Gegenständen und Inhalten äußern – aber auch im informatikspezifischen Vor-
gehen (vgl. Modellierung) ihren Ausdruck finden. Die Inhaltsbereiche werden
im Folgenden bezüglich der drei Dimensionen Lebensweltbezug, Kompetenzen
und Bezüge zur Informatik zusammenfassend dargestellt.
Information und Daten
Lebensweltbezug
Bereits in der Lebenswelt von Kindern treten Daten in vielfältiger Weise auf,
z. B. als Datum in der Form Tag.Monat.Jahr ( Daten). Die Interpretation derar-
tiger Zeichenfolgen in einem Kontext führt zu einer Information, z. B. dem
Geburtstag oder dem Termin für eine Feier. Vor allem bei persönlichen Daten
stellen sich Fragen zur Sicherheit vor Verfälschung und geschützter Übertra-
gung, die bereits für Kinder erfahrbar sind. Als Beispiel zur Strukturierung von
Daten kennen die Kinder bereits einen Stundenplan.
Kompetenzen
Die Kinder erläutern den Zusammenhang von Information und Daten sowie
verschiedene Formen der Repräsentation von Information und der Strukturie-
rung von Daten. Die Kinder formen Daten um und interpretieren diese in Be-
zug auf die dargestellte Information.
Bezüge zur Informatik
Die Informatik entwickelt Codierungen und Datenstrukturen, um Information
in Daten zu repräsentieren und effizient maschinell verarbeiten und übertragen
zu können. Um Daten beispielsweise zu schützen und vertraulich zu übermit-
teln, werden Verschlüsselungsverfahren eingesetzt ( Kryptologie; Verschlüsse-
lung).
Algorithmen
Lebensweltbezug
Algorithmen sind Handlungsvorschriften und kommen im Leben der Kinder
beispielsweise als Spielregeln oder Bauanleitungen vor.
Darstellen und
Interpretieren
Information und Daten
Algorithmen
Abbildung 2.03:
Stundenpläne sind den Kindern zur
Strukturierung von Daten seit Beginn
ihrer Schulzeit bekannt.
Quelle: Familicious
Kommunizieren und
Kooperieren
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Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Kompetenzen
Die Kinder verwenden gegebene und selbst entwickelte Algorithmen zum Lö-
sen von Problemen. Das schließt ein: Lesen, Interpretieren, Darstellen, Entwer-
fen, Realisieren mit algorithmischen Grundbausteinen ( Grundbaustein, algo-
rithmischer), die Brauchbarkeit der Lösung einschätzen.
Bezüge zur Informatik
In der Informatik werden Algorithmen zur Lösung von Problemen entwickelt.
Die Grundbausteine sind wesentliche Bestandteile von Informatiksystemen und
basieren auf grundlegenden und wiederverwendbaren Strukturen und Prinzipien
zur algorithmischen Problemlösung. Die Lösungen werden typischerweise auf
vielfältigen Wegen erreicht; sie erfordern und ermöglichen daher Kreativität.
Sprachen und Automaten
Lebensweltbezug
Kinder nehmen Automaten oft nur als Fahrkartenautomaten, Süßwarenautoma-
ten, programmierbare Spiel-Roboter wahr, aber nicht in Form von z. B. Such-
maschinen. Bei der Benutzung von Automaten haben Kinder unbewusst bereits
formale Sprachen zur Eingabe und zur Steuerung verwendet. Für Suchanfra-
gen oder Übersetzungen fremdsprachlicher Ausdrücke im Web nutzen die Kin-
der in der Interaktion mit Informatiksystemen auch die natürliche Sprache.
Kompetenzen
Die Kinder unterscheiden zwischen Automaten und sprachlichen Beschreibun-
gen von Automaten (Automatenmodellen). Kinder nutzen Automatendarstel-
lungen in Spielen (Zustände und Zustandsübergänge; Zustand). Die Kinder
begründen, warum formale Sprachen von Automaten einfacher verarbeitet wer-
den können als natürliche Sprachen.
Bezüge zur Informatik
Grundlage von Kommunikations- bzw. Interaktionsprozessen zwischen Men-
schen und Informatiksystemen sind Benutzungsschnittstellen. Ihre Funktion
wird durch formale Sprachen und Automatenmodelle beschrieben.
Natürliche Sprache kann von Informatiksystemen verarbeitet werden, wenn
sie in einer formalen Sprache beschreibbar ist.
Informatiksysteme
Lebensweltbezug
Informatiksysteme sind im Alltag der
Kinder allgegenwärtig: Manche sind
für die Kinder leicht erkennbar (z. B.
Computer, Computerspiele oder Smart-
phones), andere werden häufig nicht
direkt oder nicht als solche wahrge-
nommen wie das Internet, wie Spiele-
konsolen, Kameras, Fernseher, Haus-
haltsgeräte und Assistenzsysteme. In-
Sprachen und Automaten
Informatiksysteme
Abbildung
2.04:
Ein Kau-
gummi-
automat.
Abbildung 2.05:
Automaten mit Pfandrückgabe sind in je-
dem Supermarkt zu finden.
Foto: Wikimedia commons / NoqqeFoto: LOG-IN-Archiv
Abbildung 2.06:
Scannerkassen in Supermärkten
sind allgegenwärtig.
Foto: LOG-IN-Archiv / NCR
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
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Kompetenzen im Überblick
formatiksysteme sind meist vernetzt, um untereinander mittels Datenaustausch
zu kommunizieren.
Kompetenzen
Die Kinder beschreiben altersgerecht den Aufbau und die Funktionsweise von
Informatiksystemen. Sie benennen die Bestandteile unter Verwendung der
Fachsprache der Informatik. Sie nutzen Informatiksysteme mit ihren Hard-
ware-, Software- und Netzwerkkomponenten effizient und zielgerichtet.
Bezüge zur Informatik
Informatiksysteme sind meist aus Modulen mit spezifischen Funktionen zusam-
mengesetzt, die auch in verteilten und vernetzten Systemen implementiert wer-
den. Diese Module basieren auf grundlegenden Informatikkonzepten, wie dem
EVA-Prinzip und der Definition von Schnittstellen und Protokollen zur Da-
tenübermittlung.
Informatik, Mensch und Gesellschaft
Lebensweltbezug
Informatiksysteme werden von Kindern in ihrer Alltags- und Lebenswelt in ver-
schiedenen Kontexten wahrgenommen: beispielsweise als Spielzeug, als Mittel
zum Lernen, als (Unterhaltungs-)Medium oder als Haushaltsgerät. Sie nehmen
in Ansätzen wahr, dass ihre Nutzung positive und negative Folgen hat, z. B. in
Bezug auf persönliche Daten oder das tägliche Miteinander.
Kompetenzen
Die Kinder wählen Informatiksysteme für Aufgabenstellungen gezielt aus. Sie
erläutern ausgewählte Chancen und Risiken und wenden Möglichkeiten zum
Schutz der Persönlichkeit an.
Bezüge zur Informatik
Die Informatik und ihre Produkte stehen in einem sich stetig wandelnden
Spannungsfeld zwischen dem technisch Machbaren, den Normen und Gesetzen
sowie individuellen und gesellschaftlichen Anforderungen.
Kompetenzerwartungen
In dieser Zusammenstellung der Kompetenzerwartungen wird dargestellt, wel-
che Elemente der Prozess- und Inhaltsbereiche zu den Kompetenzen beitragen,
die alle Schülerinnen und Schüler am Ende der Klasse 2 und am Ende der Klas-
se 4 entwickelt haben sollen.
Die vorgeschlagenen Stufen stellen keine empirisch fundierten Kompetenzstu-
fen dar und sind insbesondere nicht strikt zu interpretieren. Diese Stufen sind als
didaktische Empfehlung zur Strukturierung der Lehr-Lern-Prozesse zu verstehen.
Dabei besteht das Ziel darin, dass alle Kompetenzen im gesamten Verlauf der
Grundschule aufgebaut werden. Abhängig von der Leistungsfähigkeit und den
Vorkenntnissen der Schülerinnen und Schüler kann die Lehrkraft durchaus Kom-
petenzen von einer Stufe auf die andere verschieben. Damit wird der schüler- und
lerngruppenorientierten Gestaltung des Unterrichts Rechnung getragen.
Die Prozess- und Inhaltsbereiche werden durch verbindliche Kompetenzerwar-
tungen konkretisiert. Da die Entwicklung der Kompetenzen ab der ersten Klasse
stattfindet, ist sie keine Aufgabe der Klassen 3 und 4 allein. Sie ist auch in den Klas-
sen 1 und 2 entsprechend zu berücksichtigen. Es wird empfohlen, dass die Schüle-
Abbildung 2.07:
Informatiksysteme sind in der Welt der
Kinder auch Mittel zum Lernen.
Abbildung 2.08:
Empfehlungen zur Arbeit in der
Grundschule der KMK von 2015.
Informatik,
Mensch und Gesellschaft
Foto: LOG-IN-Archiv /
Department for Education, UK
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Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
rinnen und Schüler bis zum Ende der Klasse 2 in der Grundschule Kompetenzen
entwickeln, die in den folgenden Jahrgängen weiter entwickelt und vertieft werden
(vgl. z. B. KMK, 2015; siehe Abbildung 2.08).
Zur Strukturierung werden die Kompetenzerwartungen nach Inhaltsbereichen
geordnet. Jede der Kompetenzformulierungen weist auch immer mindestens ei-
nen Prozessbezug auf, wie in der Abbildung 2.02, Seite 7, verdeutlicht wird.
Information und Daten
In der Informatik wird – im Unterschied zur Alltagssprache – deutlich zwischen In-
formation und Daten unterschieden. Information wird durch Daten repräsentiert,
d. h. der Mensch stellt Information in Form von Daten dar. Unter Codierung versteht
man die Umformung von Daten in eine andere Form von Daten. Dabei können die
Daten mithilfe von automatischen Prozessen ( automatisch) verarbeitet und ausge-
tauscht werden ( Code).
Bei der Verschlüsselung und bei dem Komprimieren von Daten handelt es
sich um besondere Formen der Codierung.
Die Bedeutung der Codierung sowie insbesondere der Verschlüsselung von
Daten – gerade in Bezug auf Informatiksysteme – begründet diese Schwer-
punktsetzung im Primarbereich. So soll der Blick der Kinder auf diesen span-
nenden und für das Verständnis der Informatik zentralen Aspekt geschärft wer-
den. Verschlüsselung ist ein wichtiges Prinzip, um vertraulich kommunizieren
zu können. Dieser Begriff sollte frühzeitig von dem Begriff Codierung unter-
schieden werden, um beide Aspekte getrennt thematisieren zu können. Der
Wunsch nach Vertraulichkeit bei der (digitalen) Kommunikation bildet eine
Grundlage, um ein Eigeninteresse zum Schutz persönlicher Daten aufzubauen.
Da aktuelle Verschlüsselungsverfahren zu komplex für die Bearbeitung durch
die Schülerinnen und Schüler in der (Grund-)Schule sind, bietet sich eine histo-
risch orientierte Thematisierung einfacher Verschlüsselungsverfahren und deren
Analyse an. Ebenso kann die Übermittlung von Nachrichten in Form von Daten
historisch und technisch (Morse-Zeichen, Briefpost, Telefon, SMS) hinterfragt
und die dazu nötigen Verabredungen können verglichen werden.
Abbildung 2.09 (Mitte):
Mit Verkehrszeichen werden Vorschriften
für die Verkehrsteilnehmer codiert.
Foto: Wikimedia / Samandros
Abbildung 2.10 (rechts):
Die Caesar-Verschlüsselung ist ein einfa-
ches Verfahren, um Texte zu verschlüsseln.
Quelle: Bergische Universität Wuppertal
Information und Daten
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
12
Kompetenzen im Überblick
Ende Klasse 2 Ende Klasse 4
Die Schülerinnen und Schüler Die Schülerinnen und Schüler
erläutern, dass Dokumente aus
Daten bestehen
entwerfen für eine kleine Anzahl
verschiedener Elemente eine
eigene binäre Codierung
stellen Information mithilfe von
Daten dar
stellen Information in unterschied-
lichen Repräsentationsformen
(Text, Bild, Audio, Video) dar
interpretieren Daten, um
Information zu gewinnen
nutzen und entwickeln
Vereinbarungen, um Daten zu
verschlüsseln und zu entschlüsseln
geben an, dass Vereinbarungen
notwendig sind, um Daten zu
codieren und zu decodieren
nutzen und entwickeln
Vereinbarungen zur Übermittlung
von Nachrichten
codieren Daten in eine binäre
Darstellung und interpretieren
binär dargestellte Elemente als
Daten
Darstellung, binäre Daten Information Code Verschlüsselung
Algorithmen
Algorithmen sind Handlungsvorschriften bzw. Ablaufbeschreibungen. Sie müs-
sen präzise formuliert sein, insbesondere für Computer. Damit sie ausgeführt
werden können, müssen sie in einer Sprache formuliert werden, die der Ausfüh-
rende (z. B. ein Computer oder ein Mensch) im gewünschten Sinne versteht.
Die Mächtigkeit bzw. der Grad der Universalität und die Flexibilität des Infor-
matiksystems – aber auch die Grenzen – werden durch die Sprache bestimmt.
Fehlerhafte Algorithmen können durchaus negative Folgen haben. Daher ist ge-
wissenhaftes Testen – nicht einfaches Ausprobieren – wichtig, und es wird die
Relevanz von präzise formulierten, durchdachten und korrekten Beschreibungen
deutlich. Die Informatik leistet hier einen Beitrag zum Umgang mit Sprache.
Die algorithmischen Grundbausteine stehen für grundlegende Prinzipien einer
Ablaufbeschreibung, die in verschiedenen Programmiersprachen unterschied-
lich formuliert werden. Das Entwerfen von Algorithmen und Programmen ist
konstruktiv und kreativ. Die für eine Problemstellung gefundenen Lösungen
müssen sowohl bezüglich des angestrebten Zwecks als auch auf ihre Nebenef-
fekte hin bewertet werden.
Ende Klasse 2 Ende Klasse 4
Die Schülerinnen und Schüler Die Schülerinnen und Schüler
führen Algorithmen in ihrer
Lebenswelt aus
entwerfen, realisieren und testen
Algorithmen mit den algorithmi-
schen Grundbausteinen Anwei-
sung, Sequenz, Wiederholung und
Verzweigung
verwenden algorithmische Grund-
bausteine
stellen Algorithmen in verschiede-
nen formalen Darstellungsformen
dar
beschreiben Algorithmen alltags-
sprachlich
vergleichen Algorithmen unter
Verwendung der Fachsprache
programmieren ein Informatik-
system
Algorithmus Anweisung EVA Grundbaustein, algorithmischer
Informatiksystem Programm Sequenz Sprache, formale
Verzweigung Wiederholung
Foto: LOG-IN-ArchivQuelle: LOG-IN-Archiv / BRIO
Algorithmen
Abbildung 2.11:
Die Handlungsvorschriften von
»Mensch ärgere Dich nicht« sind fast
jedem Kind geläufig.
Abbildung 2.12:
Eine Verzweigung ist bei einer
Holzeisenbahn völlig klar.
13
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Sprachen und Automaten
Formale Sprachen werden zur Beschreibung von Informatiksystemen verwendet.
Die zugehörige Software wird in einer formalen Sprache formuliert, damit sie
automatisiert ausgeführt werden kann. Die Struktur formaler Sprachen wird
durch Regelsysteme ( Syntax) präzise beschrieben.
Informatiksysteme sind (technische) Automaten, die untersucht und formal
beschrieben werden. Kinder assoziieren mit Automaten Gegenstände, die in der
Alltagssprache den Begriff Automat (z. B. Getränkeautomat) enthalten.
Wird in der Informatik von Automat gesprochen, ist meist ein Automatenmo-
dell gemeint, d. h. eine formale Beschreibung von Automaten (mittels Zeich-
nung oder sprachlich). Informatiksysteme sind aus formaler Sicht Automaten,
die zum einen mit Sprache programmierbar sind und zum anderen formal be-
schriebene Eingaben mittels Verarbeitung in Ausgaben überführen.
Ende Klasse 2 Ende Klasse 4
Die Schülerinnen und Schüler Die Schülerinnen und Schüler
beschreiben Automaten in ihrer
Lebenswelt als selbsttätig
arbeitende Maschinen
beschreiben Zustände und Zu-
standsübergänge von Automaten
benennen Zustände von Automaten erstellen Automatenmodelle,
um (sprachliche) Eingaben zu
akzeptieren und (sprachliche)
Ausgaben zu erzeugen
beschreiben ihre Interaktion mit
Automaten
steuern Automaten auch durch
Programmieren
erläutern, dass ein Automat
regelgesteuert seine Zustände
verändert
erläutern die Notwendigkeit einer
formalen Sprache zur Interaktion
mit Informatiksystemen
Automat/Automatenmodell Informatiksystem Programmiersprache
Sprache, formale Zustand
Abbildung 2.14 (rechts):
Das Schließen (und Öffnen)
einer Tür als Zustandsübergang.
Grafik: nach Wikimedia
Sprachen und Automaten
Abbildung 2.13 (oben):
Kinder simulieren im Rollenspiel
das EVA-Prinzip eines Computers.
aus: Uwe Geisler, LOG IN Nr.160/161 (2009), Seite 55
Foto: LOG-IN-Archiv / http://famity.de/LI
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
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Kompetenzen im Überblick
Informatiksysteme
Informatiksysteme als problembezogene Verknüpfung von
Hardware, Software und Netzverbindungen begegnen Kindern
in vielfältiger Weise. Sie erfahren, dass Informatiksysteme auch
nicht-technische Aspekte beinhalten, die durch die Einbettung
in ein sozio-technisches System relevant werden, z. B. Einbe-
ziehung der Nutzer in den Entwicklungsprozess, ökonomische
und ökologische Folgen.
Das kompetente Nutzen, Gestalten und Bewerten von Infor-
matiksystemen setzt ein grundlegendes Verständnis ihres Auf-
baus und ihrer Funktionsweise voraus. Zur Entwicklung von
Informatiksystemen werden maschinell verarbeitbare Sachver-
halte der realen Welt identifiziert und modelliert. Typische
Einsatzbereiche von Informatiksystemen sind Datenverwal-
tung, Kommunikation, Grafik, Simulation, Robotik, Prozess-
steuerung und -regelung oder Sprachverarbeitung.
Ende Klasse 2 Ende Klasse 4
Die Schülerinnen und Schüler Die Schülerinnen und Schüler
benennen die Bestandteile von
Informatiksystemen unter Ver-
wendung der Fachsprache der
Informatik
geben grundlegende, allgemein-
gültige Beschreibungen der Funk-
tion und Arbeitsweise von Infor-
matiksystemen an (EVA-Prinzip)
erläutern, dass Informatiksysteme
von Menschen gestaltet werden
speichern Daten und finden Daten
wieder
interagieren zielgerichtet mit
Informatiksystemen
unterscheiden zwischen lokaler
und externer Datenspeicherung
nennen und beschreiben
Strategien, um einem Datenverlust
vorzubeugen
wenden Verfahren zur Sicherung
von Daten an
benennen Grundbestandteile
des Internets und beschreiben,
wie Daten im Internet mithilfe
fester Verabredungen (Protokolle)
übertragen werden
Daten Datenspeicherung EVA-Prinzip Informatiksystem
Foto: Universität des Saarlandes / Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Grafik: Bergische Universität Wuppertal
Abbildung 2.15:
Mit Rollenspielen können viele
Funktionen eines Informatiksystems
verständlich gemacht werden.
Informatiksysteme
Abbildung 2.16:
Roboter üben eine große Faszination im
Unterricht aus.
15
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Informatik, Mensch und Gesellschaft
Ausgehend von der Lebenswelt der Kinder werden erste Kompetenzen ange-
bahnt, die die Wechselwirkungen zwischen Informatik, Mensch und Gesell-
schaft betreffen. Das Nutzen von Daten kann zu neuen Erkenntnissen führen,
aber der Missbrauch von Daten kann bereits für Kinder zu einem Problem wer-
den. In der Informatik haben sich einige Strategien zur Bewältigung dieser Pro-
bleme bewährt, z. B. Datensparsamkeit, Verschlüsseln von Daten und die Verga-
be von Zugriffsrechten.
Mit dem Begriff Datenschutz werden Schülerinnen und Schüler bereits in den
Medien konfrontiert. Datenschutz betrifft nicht nur meine Rechte, sondern
auch die Rechte anderer und daraus resultierende Pflichten meinerseits (»Was
du nicht willst, das man dir tu’, das füg’ auch keinem anderen zu!«). Informati-
sche Bildung und Medienbildung ergänzen sich in diesem Kompetenzbereich
mit unterschiedlichen Zugängen.
Ende Klasse 2 Ende Klasse 4
Die Schülerinnen und Schüler Die Schülerinnen und Schüler
erläutern, dass ihre Lebenswelt
von Informatik durchdrungen ist
benennen und beschreiben den
Einsatz digitaler Werkzeuge in
Schule und Freizeit
nennen Maßnahmen, um Daten
vor ungewolltem Zugriff zu
schützen
ergreifen Maßnahmen, um Daten
vor ungewolltem Zugriff zu
schützen
halten sich an Regeln im Umgang
mit Daten und Informatiksystemen
wenden einfache Verfahren zur
Sicherung der Integrität von Daten
an
erläutern, dass Daten
personenbezogen sein können
entwickeln und bewerten Verein-
barungen im Umgang mit Daten
und Informatiksystemen
erläutern, dass mit Informatik-
systemen personenbezogene
Daten gesammelt und verarbeitet
werden können
Daten DRM Informatiksystem Verschlüsselung
Grafik: LOG-IN-Archiv / Hasbro
Informatik,
Mensch und Gesellschaft
Abbildung 2.17:
Mit einfachen Mitteln –
wie beispielsweise dem Kartenspiel
»Wer ist es?« – kann das Suchen nach
bestimmten Eigenschaften einer
Person ähnlich wie in einer Datenbank an-
schaulicher und nachvollziehbar gemacht
werden
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
16
Anhang
Literatur und Internetquellen
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matik, 8. Jg. (1976), Heft 1, S. 35–43.
GI – Gesellschaft für Informatik (Hrsg.): Empfehlungen zur Lehrerbildung im Bereich der Informatik.
Erarbeitet vom Arbeitskreis 7.1.4 »Lehreraus-, Lehrerfort- und Lehrerweiterbildung für Informatik« un-
ter Federführung von Wolfgang Arlt – Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e. V. vo m
25.06.1987. In: LOG IN, 7. Jg. (1987), Heft 5/6, Beilage.
A
17
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
GI – Gesellschaft für Informatik (Hrsg.): Empfehlungen für ein Gesamtkonzept zur informatischen Bil-
dung an allgemein bildenden Schulen. Erarbeitet vom Fachausschuss 7.3 »Informatische Bildung in
Schulen« unter Federführung von Norbert Breier – Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e. V.
vom 21.09.2000. In: Informatik Spektrum, 23. Jg. (2000), Heft 6, S. 378–382, und LOG IN, 20. Jg.
(2000) Heft 2, Beilage.
https://t1p.de/2lbj
GI – Gesellschaft für Informatik (Hrsg.): Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule –
Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I. Erarbeitet vom Arbeitskreis »Bildungsstandards«
unter Federführung von Hermann Puhlmann – Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e. V. vom
24.01.2008. In: LOG IN, 28. Jg. (2008), Nr. 150/151, Beilage.
https://t1p.de/83dc
GI – Gesellschaft für Informatik (Hrsg.): Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe II. Erar-
beitet vom Arbeitskreis »Bildungsstandards SII« unter Koordinierung von Gerhard Röhner – Empfeh-
lungen der Gesellschaft für Informatik e. V. vom 29.01.2016. In: LOG IN, 36. Jg. (2016), Nr. 183/184,
Beilage.
https://t1p.de/vxhy
Humbert, Ludger; Puhlmann, Hermann: Essential Ingredients of Literacy in Informatics. In: Johannes
Magenheim und Sigrid Schubert (Hrsg.): Informatics and Student Assessment – Concepts of Empirical
Research and Standardisation of Measurement in the Area of Didactics of Informatics. Dagstuhl-Semi-
nar of the German Informatics Society (GI), 19.–24. September 2004 on Schloss Dagstuhl. Reihe »GIE-
dition Lecture Notes in Informatics – Seminars«, Band S-1. Bonn: Köllen Druck+Verlag, 2004, S. 65–76.
https://t1p.de/pdc2
KMK – Ständige Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland (Hrsg.):
Empfehlungen zur Arbeit in der Grundschule. Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 02.07.1970
i. d. F. vom 11.06.2015. Berlin; Bonn: Sekretariat der KMK, 11.06.2015.
https://t1p.de/xhvp
KMK – Ständige Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland (Hrsg.):
Strategie der Kultusministerkonferenz »Bildung in der digitalen Welt«. Beschluss der Kultusministerkon-
ferenz vom 08.12.2016 – Stand: 09.11.2017. [Um »Weiterbildung« ergänztes Dokument der KMK.]
Berlin; Bonn: Sekretariat der KMK, 9. Nov. 2017.
https://t1p.de/k4vk
mpfs – Medienpädagogischer Forschungsverbund Südwest (Hrsg.): miniKIM 2014 – Kleinkinder und
Medien. Basisuntersuchung zum Medienumgang 2- bis 5-Jähriger in Deutschland. Stuttgart: mpfs, 2015.
https://t1p.de/du3y
mpfs – Medienpädagogischer Forschungsverbund Südwest (Hrsg.): KIM-Studie 2016 – Kindheit, Inter-
net, Medien. Basisuntersuchung zum Medienumgang 6- bis 13-Jähriger in Deutschland. Stuttgart: mpfs,
2017.
https://t1p.de/0ql0
Schwill, Andreas: Fundamentale Ideen der Informatik. In: ZDM – Zentralblatt für Didaktik der Mathe-
matik, 25. Jg. (1993), Heft 1, S. 20–31.
https://t1p.de/ysq7
Tedre, Matti; Denning, Peter J.: The Long Quest for Computational Thinking. In: Proceedings of the
16th Koli Calling Conference on Computing Education Research, Koli, Finland – November 24-27,
2016. New York (NY, USA): ACM, 2016, S. 120–129.
https://t1p.de/mnuf
Alle Internetquellen wurden zuletzt am 29. November 2018 geprüft.
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
18
Anhang
Glossar
Einige Begriffe, die in diesem Glossar erläutert werden, werden in der Infor-
matik nicht immer einheitlich verwendet. Der Arbeitskreis hat eine für die-
ses Dokument geeignete Begriffsauswahl und -erläuterung vorgenommen.
Algorithmus: ausführbare Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems. Ein
Algorithmus ist ein in besonderer Weise strukturierter Text, der gewisse
Merkmale erfüllt: Der Text ist nicht unendlich lang, der Algorithmus liefert
nach endlicher Zeit ein Ergebnis, und er ist so präzise formuliert, dass die
Schritte zur Ausführung eindeutig sind. Es gibt keine formale Vorschrift,
wie Algorithmen dargestellt werden müssen. Man kann einen Algorithmus
umgangssprachlich, programmiersprachenähnlich als sogenannten Pseudo-
Code, in Form einer grafischen Darstellung (z. B. als Programmablaufplan
oder Struktogramm; siehe Abbildung A.01) oder als Programm in einer
Programmiersprache angeben.
Anweisung: Aufforderung an ein Informatiksystem, eine Handlung auszufüh-
ren. Anweisungen werden nach zwei Gesichtspunkten unterschieden:
I. Elementaranweisungen führen zu einer direkten Handlung,
II. zusammengesetzte/strukturierte Anweisungen beschreiben Handlungs-
folgen ( Sequenz), deren Abfolge in Abhängigkeit von Bedingungen ge-
steuert werden kann ( Kontrollstruktur, Algorithmus).
Automat/Automatenmodell: Ein Automat ist ein Gerät, das zu einer Eingabe
ein bestimmtes Ergebnis ausgibt. Automat wird oft als Kurzform von Auto-
matenmodell verwendet und hat damit in der Informatik eine vom Alltagsge-
brauch abweichende Bedeutung: Ein Automatenmodell ist ein formales Be-
schreibungsschema ( Modell) in Form von Zuständen und Zustandsüber-
gängen, dem sich gleichartige reale Automaten unterordnen. Unterschiedli-
che Klassen gleichartiger Automaten beschreibt man durch unterschiedliche
Automatenmodelle (vgl. Zustand).
automatisch: bezeichnet einen von selbst ablaufenden Vorgang.
Chatbot: Programm mit natürlichsprachlichen Ausgaben in textueller oder
akustischer Form, das wie ein Mensch kommunizieren soll. In sozialen Me-
dien werden Chatbots häufig zur Vortäuschung realer Personen verwendet.
Code: Abbildungsvorschrift, die jedem Zeichen eines Zeichenvorrats (Urbild-
menge) eindeutig ein Zeichen oder eine Zeichenfolge aus einem
möglicherweise anderen Zeichenvorrat (Bildmenge) zuordnet
(Beispiel: Braille-Schriftzeichen-Code, siehe Abbildung A.02).
Anstelle der Abbildungsvorschrift bezeichnet man auch oft nur
das konkrete Ergebnis der Abbildungsvorschrift oder auch die
Menge aller möglichen Ergebnisse als Code.
Den Vorgang, Zeichenfolgen über der Urbildmenge entspre-
chend der Abbildungsvorschrift zeichenweise Zeichenfolgen
über der Bildmenge zuzuordnen, nennt man codieren, das Er-
gebnis Codierung. Den umgekehrten Vorgang bezeichnet man
als decodieren bzw. Decodierung.
Auch beim Programmieren spricht man vom Codieren, weil
man auch hier den Vorgang des Umwandelns eines Algorithmus in ein Pro-
gramm (Programmcode) vorfindet.
Ist ein Code absichtlich nicht öffentlich bekannt, so handelt es sich um eine
Verschlüsselung – in der Alltagssprache werden diese beiden Begriffe aller-
dings oft nicht getrennt.
Darstellung, binäre: Codierung ( Code), bei der der Zeichenvorrat der Bild-
menge nur aus zwei verschiedenen Zeichen besteht – häufig mit »0« und »1«
dargestellt (siehe Abbildung A.03, nächste Seite).
Daten (Singular: Datum): Darstellung von Information in einer Form, die ma-
schinell verarbeitet werden kann (siehe Abbildung A.04, Seite 20). Daten
sind oft mit einer Struktur versehen. Die Begriffe Daten und Nachricht wer-
den in der Informatik zum Teil synonym verwendet.
Abbildung A.01:
Beispiel einer formalen Darstellungsform
(hier: Verzweigung) eines Algorithmus –
oben: Programmablaufplan,
unten: Struktogramm.
Quelle: LOG-IN-Archiv
Abbildung A.02:
Für Blinde können die Texte eines
Computers bei der Ausgabe in Braille-
Schriftzeichen codiert und ausgegeben
werden.
Foto: LOG-IN-Arciv / Funka
19
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Datenspeicherung: technische Aufbewahrung von Daten
über einen längeren Zeitraum. Datenspeicherung erfor-
dert eine physikalische Repräsentation der Daten. Sie
kann in verschiedener Form realisiert werden, z. B. durch
Magnetisierung von Stoffen, durch Aufschreiben auf ei-
nem Medium, durch Zustände in elektronischen Schalt-
kreisen.
DRM: Abkürzung für Digital Rights Management; Verfahren,
mit dem eine Verbreitung von digitalen Inhalten (beispielsweise Video- oder
Audiodateien) selektiv eingeschränkt wird.
EVA-Prinzip: Abkürzung für die drei Begriffe Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe.
Das EVA-Prinzip beschreibt den grundlegenden Ablauf, mit dem Informa-
tiksysteme Probleme lösen: Eingaben annehmen, sie dann verarbeiten und
am Schluss die Ergebnisse ausgeben. Um Informatiksysteme zur Problem-
lösung einzusetzen, versuchen Informatiker, diese drei Phasen zu identifizie-
ren, formal zu beschreiben und maschinell umzusetzen. Neben dem EVA-
Prinzip existieren weitere Prinzipien, z. B. die Ereignissteuerung.
fundamentale Ideen der Informatik: Von Andreas Schwill (vgl. Schwill, 1993)
postuliertes didaktisches Konzept, das die langlebigen Grundlagen der In-
formatik herausarbeitet und sie in spiralcurricularer Form zum Gegenstand
der informatischen Bildung aller Altersstufen vorschlägt. Das Konzept stellt
auch eine Möglichkeit dar, informatische Gegenstände zu überprüfen, ob sie
unterrichtlich relevant sind.
Grundbaustein, algorithmischer: Ein Algorithmus wird nach einem Bauka-
stenprinzip durch Nutzung weniger Grundelemente systematisch erstellt. Er
besteht in der Regel aus einer Beschreibung der verwendeten Daten und ei-
ner Handlungsvorschrift, die den operativen Ablauf auf den Daten be-
schreibt. Beide Teile werden durch ähnliche Grundbausteine beschrieben: ei-
nerseits durch elementare Anweisungen bzw. Datendefinitionen, anderer-
seits durch strukturierte Anweisungen bzw. Datendefinitionen:
Sequenz (Reihung von Anweisungen und Daten),
Verzweigung (Alternativen von Anweisungen bzw. Vereinigung von Da-
ten) und
Zyklus/Rekursion ( Wiederholung von Anweisungen bzw. unbe-
schränkte Datenbereiche, die durch Wiederholung eines gemeinsamen
Musters aufgebaut sind).
Verzweigungen und Zyklen in Handlungsvorschriften sind Kontrollstruk-
turen.
Informatik: Wissenschaft, die sich mit Fragen rund um die automatische Ver-
arbeitung von Daten beschäftigt. Die wissenschaftlichen
Fragen betreffen die theoretische Analyse und Konzepti-
on, die organisatorische und technische Gestaltung und
die konkrete Realisierung komplexer Informatiksys-
teme. Durch die Einbettung in gesellschaftliche Kontexte
werden auch nicht-technische Aspekte einbezogen. Infor-
matik hat daher neben mathematischen und ingenieur-
wissenschaftlichen auch gesellschafts-, geistes- und na-
turwissenschaftliche Züge. Die Bezeichnung ist aus den
Begriffen Information und Automatik zusammengesetzt
( Informatiksystem, Information, automatisch).
Informatiksystem: spezifische Zusammenstellung von Hard-
ware, Software und deren Vernetzung zur Lösung eines
Anwendungsproblems.
Der oft verwendete Begriff Computer betont nur die
Hardware und vernachlässigt die übrigen Bestandteile,
die zur Funktion eines Informatiksystems nötig sind.
Information: Der Begriff ist in der Informatik nicht eindeu-
tig definiert. Man versucht daher, sich dem Begriff über
Merkmale zu nähern: Information benötigt einen Träger, sie wird dargestellt
(z. B. durch Signale, Zeichen, Sprache, ), sie wird verarbeitet (z. B. durch
Eingabe, Ausgabe, Übermittlung, Umwandlung, Komprimierung, Speiche-
rung, Klassifizierung, Kombinieren, ), sie altert nicht, sie ist beliebig ko-
pierbar, sie hat keine Originale usw.
Abbildung A.04:
Daten sind die Grundlage der
Verarbeitung bzw. des Transports in
Informatiksystemen.
Grafik: LOG-IN-Archiv
Abbildung A.03:
Binäre Darstellung einer Dezimalzahl.
Grafik: LOG-IN-Archiv
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
20
Anhang
Wie in Abbildung A.04 deutlich wird, ist die Ebene der In-
formation Menschen vorbehalten. Sie ist für Automaten/In-
formatiksysteme derzeit nicht zugänglich, ihnen bleibt nur
die Verarbeitung von Daten als Träger von Information
überlassen.
Der Begriff Information ist zwar in der Informatik allgegen-
wärtig, allerdings zeigt das Fehlen einer präzisen Definition,
dass man Informatik und die Entwicklung von Informatik-
systemen auch ohne eine entsprechende Formalisierung des
Begriffs betreiben kann. Viel wichtiger ist der Begriff Da-
tum als Träger von Information, für den die Informatik um-
fangreiche formale Konzepte zur Präzisierung, Darstellung
und technischen Realisierung entwickelt hat ( Syntax, Semantik).
Das Wort Information kommt in der Fachsprache (ebenso wie in der engli-
schen Sprache) nicht im Plural vor.
Kernidee: schülerorientiertes didaktisches Konzept, mit dem an konkreten Ele-
menten aus der Schülerperspektive ein fachlicher Gegenstand mit der Le-
bens- und Vorstellungswelt der Kinder verbunden ist. Das Konzept wurde
von Peter Gallin und Urs Ruf vorgestellt (vgl. Gallin/Ruf, 1990).
Kontrollstruktur: Anweisung, mit der die (ggf. auch wieder-
holte) Abfolge von Anweisungen von einer Bedingung ab-
hängig gemacht werden kann. Kontrollstrukturen sind die
Verzweigung und die Wiederholung (Zyklus) (algorith-
mischer Grundbaustein).
Kryptologie: Teildisziplin der Informatik, die sich mit der Ent-
wicklung und Bewertung von Verschlüsselungsverfahren
(Kryptografie) zum Schutz von Daten oder Nachrichten
vor unbefugtem Zugriff und deren Entschlüsselung (Krypto-
analyse) befasst (siehe auch Abbildung A.05).
Modell: Vorbild für etwas oder (in der Informatik häufiger) Ab-
bild von etwas – meist der Wirklichkeit (Original) –, oft un-
ter Weglassen von Details, also im Sinne einer vereinfachen-
den Darstellung der Wirklichkeit (dieser Vorgang wird als
Abstraktion bezeichnet). Die Vereinfachung ist vom Zweck
des Modells abhängig – unterschiedliche Zwecke können bei
gleichem Original zu unterschiedlichen Modellen führen
(siehe auch Abbildung A.05).
Für die Entwicklung eines Informatiksystems sind Mo-
dellierung und Entwurf von zentraler Bedeutung. Der Entwurf kann unter
Verwendung einer Programmiersprache auf einem Computer implemen-
tiert (programmiert) werden.
Modellierung: Erstellung eines Modells.
Grundlegende Schritte zur informatischen Lösung von Problemen können
durch Modellierungskreisläufe beschrieben und dargestellt werden. Dazu wer-
den – ausgehend von einer Situation (einem Problem) – einzelne Schritte
mithilfe eines informatischen Modells vollzogen, das umgesetzt in ein Infor-
matiksystem zur Lösung führt. Die Lösung wird als Ergebnis interpretiert,
und diese wiederum bezüglich der Ausgangssituation geprüft und bewertet
(siehe Abbildung A.06).
Die Fähigkeit zum informatischen Modellieren trägt wesentlich zur Allge-
meinbildung bei und ermöglicht bereits Kindern, problemlösendes systema-
tisches Verhalten auch unabhängig von Informatik zu entwickeln und auszu-
bilden.
Programmablaufplan: genormte grafische Darstellungsform für Algorithmen
mithilfe von Symbolbildern (siehe Abbildung A.07). Eine andere gebräuch-
liche Form sind Struktogramme.
Programm: Formulierung eines Algorithmus inklusive der ausgewiesenen Da-
tenstrukturen in einer Programmiersprache,
die dann von einem Informatiksystem aus-
geführt werden kann.
Während Algorithmen relativ allgemein be-
schrieben werden können und an keine for-
malen Vorschriften gebunden sind, sind Pro-
Abbildung A.05 (oben):
Modellierung eines mitlesenden Dritten
bei der Nachrichtenübertragung.
Abbildung A.06 (Mitte):
Beispiel für einen Modellierungskreis.
Grafik: L. Humbert
Abbildung A.07 (rechts):
Beispiel für einen Programm-
ablaufplan (hier: Sequenz)
gemäß DIN 66001.
Grafik: LOG-IN-Archiv
21
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
gramme wesentlich exakter definiert und eindeutig maschinell interpretier-
bar.
Ein und derselbe Algorithmus kann in verschiedenen Programmiersprachen
formuliert werden; er bildet somit eine Abstraktion all der Programme, die
ihn beschreiben.
Der Übergang von einem algorithmischen Modell zu einem Programm wird
als programmieren bezeichnet.
Programmiersprache: künstliche Sprache zur Darstellung von Algorithmen in
so präziser Weise, dass sie als Programme durch ein Informatiksystem aus-
geführt werden können. Programmiersprachen enthalten Sprachelemente,
mit denen die Grundbausteine für Daten und Abläufe so formuliert werden
können, dass sie sowohl für Menschen als auch für Maschinen verständlich
sind (algorithmischer Grundbaustein, formale Sprache).
Semantik: bezieht sich auf die inhaltliche Bedeutung einer (formalen) Spra-
che. Durch die Festlegung der Semantik wird die Bedeutung einzelner
Sprachelemente (meist von Programmiersprachen) und schließlich des ge-
samten Programms exakt beschrieben. Dies ergibt sich aus der Forderung,
Programme in unmissverständlicher Art und Weise interpretieren zu kön-
nen.
Sequenz: algorithmische Grundstruktur, die mehrere Aktionen ( Anweisung)
miteinander verknüpft, die dann schrittweise nacheinander ausgeführt wer-
den (siehe Abbildungen A.07 und A.08; algorithmischer Grundbaustein).
Sprache, formale: künstliche Sprache, die nach einer festgelegten Grammatik
( Syntax) aufgebaut ist und einer festgelegten Bedeutung ( Semantik) un-
terliegt.
Struktogramm: genormte grafische Darstellungsform für Algorithmen. Struk-
togramme verwenden dazu eine Blockdarstellung mit erläuternden Texten
(siehe Abbildung A.08). Der Ablauf des Algorithmus wird durch Auswahl
und Abfolge der Blöcke und deren Schachtelung wiedergegeben. Die Texte
beschreiben inhaltlich die Bedingungen und die Verarbeitungsschritte. Gra-
fikorientierte Programmiersprachen sind in ihren Sinnbildern den Strukto-
grammen sehr ähnlich (algorithmischer Grundbaustein).
Syntax: Für natürliche und künstliche Sprachen die Festlegung des formalen
Aufbaus von Sprachkonstrukten, meist durch Grammatiken (d. h. Regeln),
also die genaue Beschreibung, welche Aneinanderreihungen von Zeichen zur
Sprache gehören und welche nicht. Insbesondere für Programmiersprachen
benötigt man eine exakte Syntaxbeschreibung (formale Sprache).
Verschlüsselung: Vorgang, der dazu dient, eine (geheime) Nachricht zu ver-
schlüsseln, sie also in eine Nachricht zu verwandeln, die nur entschlüsselt
werden kann, wenn man den Schlüssel kennt ( Kryptologie).
Dies bringt das Problem mit sich, dass der Empfänger der verschlüsselten
Nachricht den Schlüssel kennen muss. Dazu benötigt man Verfahren zur si-
cheren Schlüsselübermittlung (Schlüsseltausch).
Verzweigung: algorithmischer Grundbaustein, den man verwendet, wenn man
von einer Bedingung abhängig machen möchte, welche von mehreren An-
weisungsfolgen ausgeführt werden soll (siehe Abbildung A.01; algorithmi-
scher Grundbaustein, Kontrollstruktur, Algorithmus).
Wiederholung/Schleife: algorithmischer Grundbaustein, der verwendet wird,
um eine Folge von Anweisungen wiederholt auszuführen (Zyklus). Die An-
zahl der Wiederholungen kann vorher zahlenmäßig festgelegt (Zählschleife)
oder von einer Bedingung abhängig gemacht werden (bedingte Schleife; siehe
Abbildung A.09; algorithmischer Grundbaustein, Kontrollstruktur, Al-
gorithmus). Eine Lösungsbeschreibung, die sich auf sich selbst bezieht, führt
ebenfalls zu einer Wiederholung und wird als Rekursion bezeichnet.
Zustand: ein System ( Automat, Informatiksystem) befindet sich zu jedem
Zeitpunkt in einem bestimmten Zustand. Die Menge aller Zustände, die ein
System annehmen kann, wird Zustandsraum genannt.
Führt ein Computer ein Programm aus, so wechselt er mit jeder Anweisung
seinen Zustand, der im Wesentlichen durch die Belegung aller Variablen so-
wie durch die Programmstelle bestimmt ist, an der er sich gerade befindet.
Abbildung A.08:
Beispiel für ein Struktogramm
(hier: Sequenz) gemäß DIN 66261 bzw.
EN 28631.
Grafik: LOG-IN-Archiv
Abbildung A.09:
Wiederholung einer Anweisung mit
vorheriger Prüfung –
oben: Programmablaufplan,
unten: Struktogramm.
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
22
Anhang
Mitwirkende
An der Entwicklung des vorliegenden Dokuments sind sehr viele Lehrkräfte
und Hochschullehrende beteiligt gewesen. Sie haben etliche Arbeitsfassun-
gen kritisch kontrolliert und Anregungen gegeben.
Insbesondere haben die folgenden Personen durch kritisch-konstruktive
Rückmeldungen zu den Empfehlungen beigetragen:
Kathrin Arera (Wuppertal), Torsten Brinda (Essen), Dino Capovilla (Berlin),
Ira Diethelm (Oldenburg), Beat Döbeli Honegger (Goldau), Dieter Engbring
(Bonn), Michael Fothe (Jena), Andreas Grillenberger (Berlin), Bernhard Koer-
ber (Berlin), Johannes Magenheim (Paderborn), Ralf Romeike (Berlin) und Ul-
rik Schroeder (Aachen).
Im Arbeitskreis »Bildungsstandards Informatik im Primarbereich« haben fol-
gende Autoren und Autorinnen mitgewirkt:
Alexander Best (Münster), Christian Borowski (Oldenburg), Katrin Büttner
(Heidenau), Rita Freudenberg (Magdeburg), Martin Fricke (Düsseldorf ), Kath-
rin Haselmeier (Wuppertal), Henry Herper (Magdeburg), Volkmar Hinz (Mag-
deburg), Ludger Humbert (Wuppertal), Dorothee Müller (Köln), Andreas
Schwill (Potsdam) und Marco Thomas (Münster).
Der Arbeitskreis wurde von Ludger Humbert koordiniert.
23
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Für Notizen:
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
24
Anhang
Für Notizen:
25
Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich (Entwurfsfassung)
Informatische Bildung im Primarbereich
Für Notizen:
Beilage zu LOG IN, Heft Nr. (201 )
26
Anhang
Beilage zu LOG IN, . Jg. (201 ), Heft Nr.
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Gesellschaft für Informatik e. V. ( GI)
Wissenschaftszentrum
Ahrstraße 45
53175 Bonn
E-Mail: bonn@gi.de
URL: https://www.gi-ev.de/
... Das Thema informatische Bildung im Primarbereich ist in den letzten Jahren immer präsenter geworden [Be19]. Ziel ist neben der gesellschaftlich-kulturellen und anwendungsbezogenen Perspektive auf die digital vernetzte Welt auch die technologische Perspektive [Br16,S. ...
Conference Paper
Full-text available
Die Vermittlung von informatischen Grundkompetenzen ist bereits für Grundschulkinder essentiell. Aktuell fehlt es jedoch daran, dass die Grundschullehrkräfte diese Grundkompetenzen zielgerichtet lehren bzw. unterrichten können, da sie selbst in ihrem Studium dazu kaum oder gar keine Veranstaltungen besuchen. Um dies zu ändern, wurde ein Workshop - bestehend aus drei Einheiten à 90 Minuten - zu grundlegenden informatischen Inhalten und Kompetenzen sowie dem Kennenlernen von Anknüpfungspunkten in den aktuellen Lehrplänen erarbeitet. Der Workshop wurde eingebettet in eine Plichtveranstaltung mit 32 Studierenden des Grundschullehramts, Fach Werken, durchgeführt und evaluiert. Im Workshop wird eine Einführung in die informatische Bildung in der Grundschule vorgenommen. Ziel ist es, mit den Teilnehmenden eine Vorstellung davon zu erarbeiten, welche Inhalte und Konzepte informatische Grundbildung umfasst und wie man diese mit Grundschulkindern erarbeiten kann. Es findet eine interaktive Heranführung an grundlegende Kompetenzen und bereits vorhandene Lehr-Lern-Materialien statt, wobei die Teilnehmenden selbst Inhalte beisteuern, in Gruppen Themen diskutieren und bereitgestellte Materialien und Werkzeuge erproben. Die Ergebnisse des Pre-Post-Vergleichs zur Selbsteinschätzung der informatikspezifischen Fach- und Vermittlungskompetenzen zeigen, dass bei den Studierenden, ihrer subjektiven Einschätzung nach, durch die Teilnahme am Workshop sowohl ein Zuwachs an grundlegenden Fachkompetenzen im Bereich der informatischen Bildung als auch ein Zuwachs an spezifischem Wissen zur Vermittlung dieser Kompetenzen erreicht werden kann. Letztlich bewerten die angehenden Lehrkräfte ihre Zuversicht, informatische Inhalte und Kompetenzen in ihren späteren Lehrberuf übertragen zu können, als positiv. Im Sinne dieser Ergebnisse wird der Workshop zukünftig modifiziert und darauf aufbauend ein eigenständiges vertiefendes Seminar entwickelt.
Chapter
Algorithmen sind eine der grundlegenden mathematischen Ideen, die den Inhalt des Mathemathematikunterrichts während der Schulzeit strukturieren. In den letzten 30 Jahren haben sich ihre Rollen und ihre Bedeutung für den Mathematikunterricht erheblich verändert. Diese Veränderungen geben Anlass, über neu entstandene Phänomene zu reflektieren. Sie erfordern auch eine Analyse des aktuellen Bedarfs im Mathematikunterricht, insbesondere mit Blick auf den allgemeinbildenden Anspruch, als Reaktion auf Herausforderungen der zunehmenden Digitalisierung.
Conference Paper
This Research to Practice Full Paper presents the development of a robotics-based learning environment using an educational design research approach. Contemporary teaching should prepare learners for everyday and working life, suggesting that this can only be achieved by implementing Digital Education from primary education onwards. Since computer science education is planned to be anchored in the Austrian primary school curriculum as an interdisciplinary competence development, research into teaching methods and content suitable for this area is becoming increasingly necessary. In this context, the transfer of innovations and didactic approaches into teaching is one of the biggest challenges. Introducing coding and robotics would be a possible strategy. Educational robotics provide access to real-world scenarios and offer age-appropriate possibilities to explore digital aspects of living and working environments. Combined with narrative methods, such as digital storytelling, problem-solving skills could be developed. Since the implementation of computer science in primary education requires practical and theoretical knowledge, an educational design approach is used that takes this aspect into account and allows close interaction between researchers and practitioners. This paper focuses on investigating a feasible and effective robotics-based learning environment for developing and supporting problem-solving skills at primary school using the learning and teaching method digital storytelling. Hence, the development of the learning environment and the didactic approach gained from qualitative results of interviews and observations from the first cycle of the research project are presented, providing plausible arguments for further implementing this robotics-based learning environment.
Conference Paper
Full-text available
Infolge der voranschreitenden Digitalisierung werden Kompetenzen bezogen auf Informationsverarbeitung, Medien und Technologien immer wichtiger (vgl. Kay, 2010, S. XV). Daher „sollte das Lernen mit und über digitale Medien und Werk¬zeuge bereits in den Schulen der Primarstufe beginnen“ (KMK, 2016, S. 6). Dies wurde in die Konzeption Medienbildung und Digitalisierung in der Schule des Freistaats Sachsen aufgenommen und anhand der technologischen, gesellschaftlich-kulturellen und anwendungsbezogenen Perspektiven (vgl. Brinda et al., 2016, S. 3) konkretisiert (SMK Sachsen, 2017a, S. 14). An die technologische Perspektive schließt die informatische Bildung an, die in Sachsen „als immanente(…)[r] Be¬standteil des Erziehungs- und Bildungsauftrages aller Schularten“ (LaSuB Sachsen, 2018, S. 3) gefordert und so auch in die Grundschullehrpläne aufgenommen wurde. Aktuell sind allerdings erst wenige Anknüpfungspunkte für informatische Inhalte und Kompetenzen explizit hervorgehoben, obwohl sie existieren. Viele werden nicht bewusstgemacht, sind dadurch für Lehrkräfte nur schwer zu erkennen und werden dementsprechend kaum vermittelt. Diese Lücke soll mit dem vorliegenden Beitrag geschlossen werden. Anknüpfungspunkte für die verankerte informatische Vorbildung werden aufgezeigt und dabei die Vielfalt an informatischen Themen dargestellt. Da sich die Grundschullehrpläne bundesweit unterscheiden, wird dies am Beispiel der sächsischen Grundschullehrpläne in diesem Beitrag aufgezeigt. Das diesem Artikel zugrundeliegende Vorhaben wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01JA1919 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.
Article
Full-text available
Zusammenfassung Digitale Medien und der damit verbundene Umgang mit Informations-und Kommunikationstechnologien sind aus dem Alltag der Kinder heutzutage nicht mehr wegzudenken. Gerade in der Primarstufe erschließen sich viele Möglichkeiten des spielerischen Einsatzes digitaler Medien, um den kompetenzorientierten Unterricht zu bereichern. Bisher beschränkten sich Didaktik und Forschung aber vor allem auf die Anwendungskompetenzen und den Umgang mit digitalen Medien. In letzter Zeit wurden sich Experten aber einig, dass man den informatischen Teilbereich nicht vernachlässigen darf und damit schon im Primarstufenbereich beginnen soll, um bereits hier einen Grundstein für die informatische Bildung zu legen und um mit spielerischem Programmieren, z.B. mit Robotern, informatisches Denken und kreatives Problemlösen zu fördern. Dieser Beitrag widmet sich dem Thema der Kreativitätsförderung und der Einführung des informatischen Denkens in der Primarstufe und zeigt, wie die Einführung anhand von Lernprozessen, die durch spielerisches Programmieren von Robotern unterstützt werden, gelingen kann. Abstract Digital media and the associated use of information and communication technologies have become an important part of children's everyday lives. Especially in primary school, many possibilities for the playful use of digital media open up to enrich competence-oriented lessons. Up to now, however, didactics and research have been limited primarily to application skills and the use of digital media. Recently, however, experts have agreed that informatics should not be neglected. Beginning at primary level build the foundations for informatics education and promote Computational Thinking and creative problem-solving skills through playful programming, e.g. with robots. This article focuses on the topic of creativity promotion and the implementation of Computational Thinking in primary education and how the introduction can be successful by learning processes that are supported by playful programming of robots. Schlüsselwörter:
Conference Paper
Full-text available
Menschen ab 50 Jahren nutzen heutzutage Computer am häufigsten für die Verwendung von Office Produkten, Smartphones werden hauptsächlich zur Kommunikation verwendet und Tablets zur Informationssuche im Internet. Damit unterscheidet sich die Nutzungsweise nicht sehr von der zu Zeiten vor Smartphones und Tablets. Gleichzeitig werden diese Funktionalitäten nicht nur genutzt, sondern es besteht auch ein Interesse daran zu verstehen, wie diese funktionieren. Neben Kommunikationsmöglichkeiten und der Funktionsweise des Internets ist auch Datenschutz und Datensicherheit ein Thema, an dem ein großes Interesse besteht. In unterschiedlicher Ausprägung lassen sich in diesen Nutzungsweisen und Interessen die drei Perspektiven der Dagstuhl-Erklärung, die für die Bildung in der digitalen vernetzenWelt von Bedeutung sind, wiederfinden. Basierend auf diesen Ergebnissen kann ein Konzept zur Vermittlung von ausgewählten informatischen Grundkonzepten erstellt werden, welches an den Alltag der Zielgruppe und ihre Interessen anknüpft und alle drei Perspektiven berücksichtigt.
Conference Paper
Computational thinking (CT) is a popular phrase that refers to a collection of computational ideas and habits of mind that people in computing disciplines acquire through their work in designing programs, software, simulations, and computations performed by machinery. Recently a computational thinking for K-12 movement has spawned initiatives across the education sector, and educational reforms are under way in many countries. However, modern CT initiatives should be well aware of the broad and deep history of computational thinking, or risk repeating already refuted claims, past mistakes, and already solved problems, or losing some of the richest and most ambitious ideas in CT. This paper presents an overview of three important historical currents from which CT has developed: evolution of computing's disciplinary ways of thinking and practicing, educational research and efforts in computing, and emergence of computational science and digitalization of society. The paper examines a number of threats to CT initiatives: lack of ambition, dogmatism, knowing versus doing, exaggerated claims, narrow views of computing, overemphasis on formulation, and lost sight of computational models.
Article
PISA steht für „Programme for International Student Assessment“ — ein Programm zur zyklischen Erfassung basaler Kompetenzen der nachwachsenden Generation, das von der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) durchgeführt und von allen, Mitgliedsstaaten gemeinschaftlich getragen und verantwortet wird. PISA ist Teil des Indikatorenprogramms der OECD, dessen Ziel es ist, den OECD-Mitgliedsstaaten vergleichende Daten über die Ressourcenausstattung, individuelle Nutzung sowie Funktions- und Leistungsfähigkeit ihrer Bildungssysteme zur Verfügung zu stellen (OECD, 1999). Die Bundesrepublik Deutschland beteiligt sich an diesem Programm gemäss einer Vereinbarung zwischen dem Bundesministerium für Bildung und Forschung und der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder.
Committee on European Computing Education: Informatics Education in Europe -Are We All In The Same Boat?
  • Cece -The
CECE -The Committee on European Computing Education: Informatics Education in Europe -Are We All In The Same Boat? Technical Report. New York (NY, USA): ACM, 2017. http://dx.doi.org/10.1145/3106077
  • Roland Böving
Böving, Roland (Red.): Duden Informatik A-Z -Fachlexikon für Studium, Ausbildung und Beruf. Mannheim u. a.: Dudenverlag, 4 2006.
Lehrplan 21 -Medien und Informatik. Von der D-EDK Plenarversammlung am 31.10.2014 zur Einführung in den Kantonen freigegebene Vorlage -Bereinigte Fassung vom 26.03
  • D-Edk -Deutschschweizer Erziehungsdirektoren Konferenz
D-EDK -Deutschschweizer Erziehungsdirektoren Konferenz (Hrsg.): Lehrplan 21 -Medien und Informatik. Von der D-EDK Plenarversammlung am 31.10.2014 zur Einführung in den Kantonen freigegebene Vorlage -Bereinigte Fassung vom 26.03.2015. Luzern (Schweiz): D-EDK, März 2015. https://t1p.de/121b
Konzepte und Entwicklungsperspektiven-Kompetenzen in der digitalen Welt. Reihe »gute gesellschaft-soziale demokratie #2017plus«
  • Birgit Eickelmann
Eickelmann, Birgit: Konzepte und Entwicklungsperspektiven-Kompetenzen in der digitalen Welt. Reihe »gute gesellschaft-soziale demokratie #2017plus«. Berlin; Bonn: Friedrich-Ebert-Stiftung, 2017. https://t1p.de/6pmj
Grundsätze und Standards für die Informatik in der SchuleBildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I. Erarbeitet vom Arbeitskreis »Bildungsstandards« unter Federführung von Hermann Puhlmann-Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e. V. vom 24.01
  • Gi-Gesellschaft Für Informatik
GI-Gesellschaft für Informatik (Hrsg.): Grundsätze und Standards für die Informatik in der SchuleBildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I. Erarbeitet vom Arbeitskreis »Bildungsstandards« unter Federführung von Hermann Puhlmann-Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e. V. vom 24.01.2008. In: LOG IN, 28. Jg. (2008), Nr. 150/151, Beilage. https://t1p.de/83dc
Basisuntersuchung zum Medienumgang 2-bis 5-Jähriger in Deutschland. Stuttgart: mpfs
  • Medien
Medien. Basisuntersuchung zum Medienumgang 2-bis 5-Jähriger in Deutschland. Stuttgart: mpfs, 2015. https://t1p.de/du3y
Konzepte und Entwicklungsperspektiven -Kompetenzen in der digitalen Welt. Reihe »gute gesellschaft -soziale demokratie #2017plus«. Berlin; Bonn: Friedrich-Ebert-Stiftung
  • Birgit Eickelmann
Eickelmann, Birgit: Konzepte und Entwicklungsperspektiven -Kompetenzen in der digitalen Welt. Reihe »gute gesellschaft -soziale demokratie #2017plus«. Berlin; Bonn: Friedrich-Ebert-Stiftung, 2017. https://t1p.de/6pmj