Informatikunterricht

Weiterbildung
Informatik (Vortrag)
Informatikunterricht
Druckfassung des Vortrages Informatikunterricht am 16. April 2013
Joachim Gomoletz, IQSH
(Vortrag).1
Gliederung
Informatik an der Schule
1.
2.
3.
4.
Warum Informatikunterricht
Ein Blick ins Land
Lehrpläne inSchleswig-Holstein
Übung: Unterrichtsplanung an einem Beispiel
(Vortrag).2
Gliederung
Inhaltsverzeichnis
1
Informatikunterricht – quo vadis?
1
2
Informatikunterricht in Deutschland
2
3
Die Situation in Schleswig–Holstein
3.1 Die Grundschule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Informatik in der Sekundarstufe I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Informatik in der Sekundarstufe II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2
3
6
4
Unterrichtsplanung
8
(Vortrag).3
Eine provokante Bemerkung
Es gab schon viele Personen, die sich für die Einführung des Schulfachs «Informatik» eingesetzt haben.
Bislang hatten sie damit flächendeckend keinen großen Erfolg. Das muss Gründe haben!
(Vortrag).4
1
Informatikunterricht – quo vadis?
Eine Aufgabe
Formuliert wenigstens
• drei Thesen, die für «Informatik» als Schulfach sprechen
• und drei Thesen, die dagegen sprechen.
(Vortrag).5
Was sagen «Experten» dazu?
PRO-Argumente, zusammengestellt von den GI-Vertretern: Prof. Dr. Michael Fothe, Prof. Dr. Steffen
Friedrich
• Computer sind überall, ob sichtbar oder eingebettet. Schülerinnen und Schüler nutzen sie ständig.
Überzeugende Beispiele sind Internet und Mobiltelefon. Dieser Allgegenwart muss sich Schule stellen. Erst das «Hinter-die-Kulissen-schauen» lässt Konzepte erkennen, lässt Möglichkeiten und Grenzen sowie Chancen und Risiken von modernen Informations- und Kommunikationssystemen bewusst
werden; dies auch als Voraussetzung dafür, die Technik kompetent nutzen zu können.
1
• Nur ein guter und anspruchsvoller Informatikunterricht bereitet auf die Erfordernisse von Berufsausbildung und Studium vor und kann werbend - im besten Sinne des Wortes - für den IT-Sektor oder
ein Informatikstudium sein.
(Vortrag).6
Was sagen «Experten» dazu?
PRO-Argumente, zusammengestellt von den GI-Vertretern: Prof. Dr. Michael Fothe, Prof. Dr. Steffen
Friedrich
• Mehr Interessierte an MINT-Studiengängen und damit auch höhere Absolventenzahlen können dazu
beitragen, den seit Jahren vorhandenen und von verschiedenen Seiten bemängelten Fachkräftemangel
zu verringern.
• Ein solider Informatikunterricht kann Mädchen und junge Frauen bei der Entscheidung unterstützen,
in diese Richtungen [auf die MINT-Studiengänge] zu gehen.
(Vortrag).7
Was sagen «Experten» dazu?
CONTRA-Argumente, zusammengestellt von den GI-Vertretern: Prof. Dr. Michael Fothe, Prof. Dr.
Steffen Friedrich
• Für ein neues Schulfach müsste man anderen Fächern Stunden wegnehmen (das ist konfliktbeladen).
• Es ergibt sich eine Stundenerhöhung für die Schülerinnen und Schüler.
• Fehlende Informatiklehrerinnen und -lehrer
• Anschaffungs- und Wartungskosten für vernetzte Computertechnik
• Skepsis von Entscheidungsträgern bezüglich des allgemeinen Bildungsgehalts der Informatik und
dessen Notwendigkeit
• Etwas abwegiger: «Ein junger Mensch fängt an, sich wie ein Computer zu verhalten, wenn er sich
mit ihm auch noch in der Schule befasst.»
(Vortrag).8
2
Informatikunterricht in Deutschland
Ein Blick ins Land
Studie der TU Dresden
Unter der Adresse
http://dil.inf.tu-dresden.de/Synopse-zum-Informatikunterricht-in-Deutschland.290.0.html
findet sich auf (noch aktuellen) Stand des Jahres 2010 eine Übersicht über die Situation des Schulunterrichts im Fach Informatik in den einzelnen Bundesländern.
3
Die Situation in Schleswig–Holstein
Informatikunterricht in Schleswig-Holstein
Immerhin! In Schleswig-Holstein kann Informatikunterricht oder Unterricht mit informatischen Inhalten in der Primarstufe und den Sekundarstufen stattfinden.
3.1
(Vortrag).9
(Vortrag).10
Die Grundschule
Informatische Inhalte im Unterricht an der Grundschule
Bereits auf der Grundschule sollen Kinder im Umgang mit dem Computer geschult werden.
Leitthema 12: Erfinden - Konstruieren - Herstellen [SH-Gs97, Seite 216]:
Kinder leben in einer «gebauten» Welt, und sie benutzen naiv technische Einrichtungen und Geräte - von
der Glühlampe bis zum Computer [...] .
Leitthema 13: Informationen gewinnen und verarbeiten - mit Medien gestalten [SH-Gs97, Seite 218]:
Neben den herkömmlichen Medien wie Jugend- und Sachbuch, Comic, Radio und Film haben Kinder
zunehmend Kontakt zu «neuen Medien» wie Fernsehen, Video und Computer, die häufig einen wesentlichen
Teil ihres Alltags bestimmen.
(Vortrag).11
Medien- und «Computer-» Unterricht an der Grundschule
Den selbstbestimmten und kritischen Umgang mit den Medien sollen die Schülerinnen und Schüler in
zwei Schritten im fachübergreifenden oder Projektunterricht erlernen.
• Einfach strukturierte audiovisuelle Botschaften, u. a. auch Computerprogramme und -spiele werden
auf Gestaltung und Wirkung untersucht.
• Durch handlungsorientiertes Arbeiten wird dies erweitert, indem gewonnene Erkenntnisse angewandt
und umgesetzt werden, dies kann bis hin zum Erstellen eines Videoclips gehen.
2
(Vortrag).12
Beiträge der Fächer
Gemäß einer «didaktischen Landkarte» sollen die Fächer Beiträge zu diesem Unterricht leisten:
Das Fach Deutsch
Im Schriftsprachenerwerb soll im Punkt Lesen- und Schreibenlernen der Computer mit in den Unterricht
einbezogen werden [SH-Gs97, Seite 69]: «Neben dem Schreiben mit der Hand sollten auch technische
Werkzeuge wie Stempel, Schreibmaschine und - wenn möglich - Computer genutzt werden.»
(Vortrag).13
Beiträge der Fächer
Das Fach Mathematik
Im Lernfeld Geometrie des Fachs Mathematik werden mittels einem einfachen Computerzeichenprogramm
geometrische Muster und Figuren gezeichnet. (Ausstattungsabhängig) [SH-Gs97]
(Vortrag).14
Beiträge der Fächer
Heimat– und Sachkunde
• In Klasse 3 sollen neue Medien, insbesondere der Computer, kennengelernt werden. (Gemäß Leitthema 13: Informationen gewinnen und verarbeiten - mit Medien gestalten.) Weiterhin werden Gefahren
und Chancen der neuen Medien betrachtet.
• In Klasse 4 ist der kreative, sachgerechte Umgang mit Medien durch Eigenproduktionen vorgesehen, dazu zählen nützliche Computerspiele sowie eine Schülerzeitung aus dem Computer. Weiterhin
werden herkömmliche und moderne Kommunikationsformen kennen gelernt, dies geschieht u. a. zu
Hause am Computer.
(Vortrag).15
3.2
Informatik in der Sekundarstufe I
In der Sekundarstufe I
Informatische Fächer
• Die Informations- und Kommunikationstechnischen Grundbildung (IKTG): Der Computereinsatz ist
in den Lehrplänen einzelner Fächer ausdrücklich vorgesehen und zielt auf eine allgemeine Grundbildung in der Computernutzung ab. Diese soll insbesondere mit der IKTG an weiterführenden Schulen
ausgebildet werden. Die Umsetzung soll fächerübergreifend und nach Möglichkeit projektartig im
Umfang von fünf Schultagen (insgesamt ca. 30 bis 40 Stunden) erfolgen. (Erlass aus dem Jahr 1997)
(Vortrag).16
In der Sekundarstufe I
Informatische Fächer
• Angewandte Informatik: Aufgrund der Kontingentstundentafel kann «Angewandte Informatik» als
eigenständiges Fach (bereits ab Klasse 5) oder zumindest als Wahlpflichtfach einrichten werden.
Der Unterricht erfolgt dabei anwendungsorientiert sowie fächerverbindend oder projektorientiert.
Die Stündigkeit wird dabei von der Schule festgelegt, die das Fach zudem einem Fachbereich zuordnen muss. Ausgelegt ist der Lehrplan für einen zweistündigen Unterricht, der drei bzw. vier Jahre
andauert.
(Vortrag).17
ITKG - Unterricht
Themenfelder
•
•
•
•
Computerhandhabung
algorithmische Beschreibungen von Problemlösungen
typische Anwendungen
wirtschaftliche und soziale Folgen des Einsatzes von Informations- und Kommunikationstechnologien
(Vortrag).18
3
ITKG - Unterricht
Unterrichtsziele
• Erfahrungen mit Informations- und Kommunikationstechnologien und Telekommunikation
• aktiver Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien
• typische Einsatzbereiche von Informations- und Kommunikationstechnologien bei der Lösung von
Problemen
• Vorteile der Zusammenarbeit von Personen unterschiedlicher Kenntnisse und Fähigkeiten bei der
Lösung von Problemen, auch schulübergreifende Ansätze (e-Mail, Internet,...)
• Bewusstsein für wirtschaftliche und soziale Auswirkungen, die mit der Verbreitung und Vernetzung
von Informations- und Kommunikationstechnologien verbunden sind
• Einführung in Probleme des Persönlichkeits- und Datenschutzes
• Chancen und Risiken des Einsatzes von Informations- und Kommunikationstechnologien
(Vortrag).19
Angewandte Informatik
Der Lehrplan im Fach «Angewandte Informatik» unterscheidet fünf Kern– und zwei Prozessbereiche.
Die Kernbereiche (KB)
KB1:
KB2:
KB3:
KB4:
KB5:
Informatik, Mensch und Gesellschaft
Information und Daten
Algorithmen
Kommunikation
Informatiksysteme
(Vortrag).20
Angewandte Informatik
Die Prozessbereiche (PB)
PB1: Modellieren und Strukturieren
PB2: Implementieren, insbesondere Programmieren (Programmieren und Realisieren)
(Vortrag).21
Angewandte Informatik - Kompetenzen
Der Unterricht in «Angewandter Informatik» soll kompetenzorientiert erfolgen. Den einzelenen Bereichen sind nun folgende Kompetenzen zugegeordnet:
Kernbereich 1: Informatik, Mensch und Gesellschaft
• Einfluss von Veränderungen in der Informationstechnologie auf Individuum und Gesellschaft reflektieren
• Verantwortung für das eigene Handeln übernehmen
• Tragweite eigener Entscheidungen und Handlungen abschätzen
(Vortrag).22
Angewandte Informatik - Kompetenzen
Kernbereich 2: Information und Daten
• Zusammenhang von Informationen und Daten erfassen sowie verschiedene Darstellungsformen für
Daten kennen, verstehen und plausibel verwenden
• Möglichkeiten der Bearbeitung von Daten mit geeigneten Anwendungsprogrammen kennen und nutzen
• Umgang mit Daten reflektieren, selbst sozialverantwortlichen Umgang mit Daten pflegen
(Vortrag).23
Angewandte Informatik - Kompetenzen
Kernbereich 3: Algorithmen
• Algorithmen lesen und interpretieren sowie diese zum Lösen von Problemen ausverschiedenen Anwendungsgebieten verwenden
(Vortrag).24
Angewandte Informatik - Kompetenzen
Kernbereich 4: Kommunikation
• Mit Kommunikationstechnologie auseinandersetzen
• Chancen und Risiken sowie eigene Nutzung von Kommunikationstechnologien reflektieren und in
Bezug auf die eigene Verwendung verantwortlich handeln
(Vortrag).25
4
Abbildung 1: → Lehrplanübersicht
Angewandte Informatik - Kompetenzen
Kernbereich 5: Informatiksysteme
• Sich mit der Vielfalt von Informatiksystemen im Alltag auseinandersetzen.
• Aufbau und Funktionsweise unterschiedlicher Systeme erkunden.
• Entscheidungen zur Auswahl von Informatiksystemen bewusst und den eigenen Erfordernissen entsprechend treffen.
(Vortrag).26
Angewandte Informatik - Kompetenzen
Prozessbereich 1: Modellieren und Strukturieren
• Erfordernis der Modellierung und Strukturierung bei komplexen Systemen erkennen und die zugehörigen Verfahren anwenden.
(Vortrag).27
Angewandte Informatik - Kompetenzen
Prozessbereich 2: Implementieren, insbesondere Programmieren (Programmieren und Realisieren)
• Erdachte Systeme in technische Systeme übertragen.
(Vortrag).28
Lehrplanvorgaben - Angewandte Informatik
Vorgaben des Lehrplans
• Es müssen Kompetenzen aus mindestens zwei Kernbereichen sowie dazu passende Kompetenzen aus
dem Bereich «Informatik, Mensch und Gesellschaft» vermittelt werden.
• Die Kompetenzen der Prozessbereiche müssen bei der Behandlung jedes Kernbereichs angemessen
berücksichtigt werden.
• Die zu erwerbenden Kompetenzen sind im Lehrplan offen formuliert und müssen in einem schulinternen Fachcurriculum festgelegt werden.
(Vortrag).29
Angewandte Informatik – Mögliche Inhalte
(Vortrag).30
Angewandte Informatik – Mögliche Inhalte
Kernbereich 1: Informatik, Mensch und Gesellschaft
• Chancen und Risiken des Internets (für Mensch und System): Spuren im Netz,Internet-Mobbing,
Datenschutz, Lizenz- und Urheberrecht
• Veränderung von Informationen durch Manipulation von Daten oder durch unterschiedliche Präsentationen
• Gesellschaftliche Veränderungen, bedingt durch Informatiksysteme (Kommuni-kationsformen, Arbeitswelt, Freizeitverhalten, Suchtproblernatik, digital gap,...)
• Den Einfluss von Veränderungen in der Informationstechnologie auf Individuum und Gesellschaft
reflektieren
5
(Vortrag).31
Angewandte Informatik – Mögliche Inhalte
Kernbereich 2: Information und Daten
• Verschiedene Darstellungsformen von Informationen
• Eingabe, Veränderung und Manipulation sowie Ausgabe von Daten in Standardanwendungen (Textund Bildbearbeitung, Tabellenkalkulation)
• Suchmaschinen
• Zusammenhang von Informationen und Daten erfassen sowie verschiedene Darstellungsformen für
Daten kennen, verstehen und plausibel verwenden
(Vortrag).32
Angewandte Informatik – Mögliche Inhalte
Kernbereich 3: Algorithmen
• einfache Handlungs-Vorschriften und Algorithmen im Alltag (Rezepte, Bastel-anleitungen, Wegbeschreibungen, "Das Haus vom Nikolaus")
• Entwurfsstrategien für Algorithmen
• Umsetzung einfacher Algorithmen mithilfe einer Programmierumgebung
(Vortrag).33
Angewandte Informatik – Mögliche Inhalte
Kernbereich 4: Kommunikation
• Protokolle im täglichen Leben und in der Informatik
• Protokoll als Rollenspiel
• Kommunikationsformen (Rauchzeichen, Blindenschrift, Körpersprache, E-Mail)
(Vortrag).34
Angewandte Informatik – Mögliche Inhalte
Kernbereich 5: Informatiksysteme
• Analyse und Vergleich von Informatiksystemen (Waschmaschine, PC)
• problemadäquate Auswahl von Anwendersoftware (Komponenten Office-Paket)
• Bedienung grafischer Benutzeroberflächen
(Vortrag).35
3.3
Informatik in der Sekundarstufe II
Informatik in der Profiloberstufe
• In der Profiloberstufe gab es bislang zweistündige, im Klassenverband erteilte Kurse, die in das Abitur eingebracht werden konnten. Jedoch haben viele Gymnasien Informatik nur noch in der Einführungsphase angeboten.
• Ab Schuljahr 2010/2011 werden Naturwissenschaften nun wieder dreistündig unterrichtet, und es
kann ggf. - je nach Schulentscheidung - wieder zwischen Naturwissenschaften gewählt werden, d.h.
der Klassenverband wurde zugunsten der Schülerwahlmöglichkeit wieder aufgehoben. Jedoch ist
auch dies nicht an jeder Schule der Fall, teilweise werden die Naturwissenschaften profilbezogen
festgelegt. Mitunter kann im ersten Jahr der Qualifizierungsphase eine Naturwissenschaft zugunsten
einer Fremdsprache abgewählt werden.
(Vortrag).36
Der Stand
Tatsächlicher Informatikunterricht in der Profiloberstufe
• An ca. einem Drittel der Gymnasien: Informatik als regulärer Grundkurs (seit dem Schuljahr 2010/2011:
wieder dreistündig). Informatik kann als Prüfungsfach in das Abitur eingebracht werden.
• An einem Drittel: Informatik als Wahlgrundkurs.
• An einem Drittel: keine Kurse, höchstens Arbeitsgemeinschaften.
(Vortrag).37
6
Abbildung 2: → Sach- und Themengebiete
Phasen und Fächer in der Oberstufe
• Aufgabe der Einführungsphase (Jgst. 10 bzw. 11): Vorbereitung auf die Anforderungen der Qualifikationsphase (Jgst. 11 und 12 bzw. 12 und 13)
• Fachunterricht in der Einführungsphase: (1) Herstellung eines gleichen Wissenstandes; (2) Vorbereitung wissenschaftlichen Arbeitens; (3) Einblick in Strukturen und Methoden des Faches und Förderung fächerübergreifenden Denkens
• In der Klassen der Qualifikationsphase: (1) Auf erworbenes Wissen wird aufgebaut. (2) Fächer unterstützen den Kompetenzerwerb, u.a. im informationstechnologischen Bereich durch Nutzung der
Informations- und Kommunikationstechnologien.
(Vortrag).38
Informatik in der Oberstufe
Der Informatikunterricht
• dient der Vermittlung von Sach-, Methoden-, Selbst- sowie Sozialkompetenz;
• besteht aus vier Bereichen, die sich via Spiralprinzip über die Jahrgangsstufen verteilen, und zwar
durch Wiederholung von bereits behandeltem Lehrstoff mit einer eingebetteten Vertiefung.
Jede Schule hat ihren eigenen individuellen Plan zu entwerfen, was viele Möglichkeiten und Freiheiten
lässt.
(Vortrag).39
Sach- und Themengebiete
(Vortrag).40
Die Jahres-/Halbjahresthemen
•
•
•
•
•
Einführungsphase: Einführung in die Informatik / Datenverarbeitung
1.Halbjahr Qualifikationsphase: Algorithmen und Datenstrukturen
2.Halbjahr Qualifikationsphase: Höhere Algorithmen und Entwicklung von Anwendungen
3.Halbjahr Qualifikationsphase: Systementwicklung
4.Halbjahr Qualifikationsphase: Einblicke in mathematisch-theoretische Grundlagen
(Vortrag).41
Besonderheiten:
• Der Unterricht erfolgt themenorientiert. (Beispiele für Themen werden im Lehrplan angegeben.)
• Im 3.Halbjahr ist ein Projekt durchzuführen.
(Vortrag).42
Übersicht:
• Grundschule: Informatische Themen werden im fachübergreifenden Unterricht behandelt.
• Sekundarstufe I: Angewandte Informatik kann als ein Unterrichtsfach oder Wahlpflichtunterrichtsfach eingerichtet werden, das im Rahmen von möglichst 2 Wochenstunden drei bzw. vier Jahre lang
angeboten werden sollte. Weiterhin gibt es an allen Schulen eine Informations- und Kommunikationstechnische Grundbildung (IKTG) im Umfang von 30 bis 40 Stunden.
• Sekundarstufe II: In der Profiloberstufe gibt es die Möglichkeit Informatikkurse einzurichten. Häufig
geschieht dies nur in der Einführungsphase. Weiterführende Kurse in der Qualifikationsphase sind an
bestimmte Bedingungen der Oberstufenverordnung gebunden.
(Vortrag).43
7
Bevor es nun an die eigene Arbeit geht —
— erstmal
4
Pause
!
(Vortrag).44
Unterrichtsplanung
Unterrichtsplanung in der angewandten Informatik
Inhalt der Unterrichtseinheit aus KB1: Informatik, Mensch und Gesellschaft
Veränderung von Informationen durch Manipulation von Daten oder durch unterschiedliche Präsentationen
(Vortrag).45
Aufgaben
Es sollen folgende Fragen geklärt werden:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Welche Lerninhalte (auch Begriffe) sollen unterrichtet werden?
Welche Kompetenzen sollen erworben bzw. weiter geschult werden?
Welche Sozialformen sollen eingesetzt werden?
Welche Methoden sollen eingesetzt werden?
Welche Medien (dazu gehören auch die Soft- und Hardware) sollen eingesetzt werden?
Wie soll der «Lernerfolg» überprüft werden?
Was muss organisiert werden?
...?
(Vortrag).46
8

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