Didaktischer Kommentar

Relevanz und Übersicht

Mit der Einführung des Lehrplans 21 bekommt der Bereich Informatik eine neue Bedeutung. Bis anhin wurde mehrheitlich im Anwendungsbereich gearbeitet. Kompetenzfelder des neuen Lehrplans, wie beispielsweise das Programmieren, sind vielen Lernenden und auch Lehrpersonen fremd.

Mit der "Programmier-Werkstatt" werden den Lernenden Informatikkompetenzen aus dem Lehrplan 21 anschaulich und be-greifbar vermittelt. Auf spielerische Art werden die Lernenden in die "Welt des Programmierens" eingeführt. Sie lernen verschiedene Roboter steuern und programmieren, denken über Vor- und Nachteile von Robotern nach, lösen Programmieraufgaben am Computer und spielen analoge "Programmierspiele".

Vorstellungen und Vorkenntnisse

Vorkenntnisse Lehrperson

Die Lehrperson benötigt keine Vorkenntnisse im Bereich Programmieren/Robotik. Bevor die Werkstatt im Unterricht eingesetzt werden kann, sollte sich die Lehrperson in das Werkstattmaterial einarbeiten.

Vorkenntnisse Lernende
Es braucht nebst den unten aufgeführten grundlegenden Anwendungskompetenzen kein spezielles Vorwissen. Die Werkstatt ist eine Einführung in die Welt des Programmierens und der Robotik. Anwendungskompetenzen werden in den ersten beiden Lektionen (Einführung Werkstatt) repetiert/vermittelt.

Bedienung Computer

Programm öffnen und schliessen
Begriffe: Schreibtisch/Desktop, Link, Browser, Seite

Bedienung Tablet

Tablet ein- und ausschalten, Apps starten und schliessen
Begriffe: Home-Button, App

Lerngegenstand und thematische Schwerpunkte

Die Werkstatt umfasst 6 Posten à 60 min + 2 Zusatzposten, falls keine Tablets im Schulhaus vorhanden sind. Ausserdem beinhaltet die Werkstatt eine Präparation für die Einführung der Werkstatt in der Klasse (2 Lektionen). Jeder Posten ist für vier Lernende (2 x 2er-Gruppen) ausgelegt, d.h. für eine Klasse mit max. 24 Lernenden.

Das Aufstellen der Werkstattposten benötigt Zeit und Platz. Es lohnt sich die Posten, wenn möglich, aufzustellen und dann für den Zeitraum der Postenarbeit stehenzulassen. Die Roboter sollten jeweils weggeräumt werden, da es sich dabei um sensible Materialien handelt.

Zusätzlich zum Werkstattmaterial, sollten idealerweise 6 bis 8 Computer und 4 Tablets (davon 2 iPads) zur Verfügung stehen. Die Werkstatt lässt sich auch nur mit Tablets durchführen. Die Geräte brauchen alle eine Internetverbindung. Sollten keine Tablets vorhanden sein, gibt es Zusatzposten, die ohne Tablets gelöst werden können.

Während der Werkstattarbeit unterstützt die Lehrperson die Lernenden im Zeitmanagement. Ein akustisches Signal kann helfen, die Lernenden auf einen Postenwechsel oder das Aufräumen aufmerksam zu machen.
Es ist sinnvoll bei jedem Posten eine Person als Postenchef*in einzuteilen. Diese Person kontrolliert jeweils das Material des zugeteilten Postens und stellt die Materialien wieder ordentlich für die nachfolgenden Lernenden bereit.

Einführung Werkstatt

Die Einführungspräparation bereitet die Lernenden auf die Werkstattarbeit vor. Grundlegende Anwendungskenntnisse werden repetiert, die Werkstattregeln besprochen und die Begriffe "Programmieren" und "Algorithmus“ geklärt. Zur Klärung der Begrifflichkeiten dient das Spiel "Algorithmus". Ausserdem wird die Verwendung des Werkstattpass angeschaut.

Posten 1: Botley

Zuerst erfahren die Lernenden wie die Fernbedienung von Botley funktioniert. Mit einer einfachen ersten Übung probieren die Lernenden die Fernbedienung aus. In einem zweiten Schritt werden Wege für Botley mit Coding-Karten gelegt und programmiert. In einem dritten Schritt lernen die Schüler*innen die Wenn-Dann-Funktion von Botley kennen und probieren diese anhand eines konkreten Beispiels aus.

Posten 2: Code Studio

Bei diesem Posten erstellen die Lernenden Programme, um Probleme zu lösen und interaktive Spiele zu entwickeln. Die Werkstatt-Zeit wird nicht reichen um alle Aufgaben, welche auf code.org gestellt werden, zu lösen. Evtl. bietet sich nach beenden der Werkstattarbeit im Unterricht eine Möglichkeit, die Lernenden weiter auf code.org arbeiten zu lassen.

Posten 3: Dash

Um den Posten "Dash" bearbeiten zu können, braucht es zwei Tablets mit zwei installierten Apps (siehe weiter unten). Sollten keine Tablets zur Verfügung stehen, gibt es einen alternativen Posten zum Bearbeiten. Die Schüler*innen lernen mit Dash erste Programmierkenntnisse kennen. Das abstrakte Denken wird gefördert. Kreatives Problemlösen und Logik sind während der Bearbeitung dieses Postens gefragt.

Diese zwei Apps werden verwendet:

GO: Dash kann über diese App gesteuert werden. Lichter, Sounds und Bewegungen können verändert und programmiert werden. Die App ist im IdeenSet verlinkt.
Blockly: Dash wird mithilfe von Code-Blöcken programmiert. Lichter, Sounds und Bewegungen können verändert und neu programmiert werden. Ausserdem ermöglicht die App das Aufnehmen der eigenen Stimme. Die App ist im IdeenSet verlinkt.

Alternative ohne Tablets
Die Lernenden spielen in Kleingruppen das Spiel "Code Master". Damit die Lernenden einfach verstehen können, wie das Spiel funktioniert, steht im IdeenSet eine Video-Anleitung zur Verfügung.

Posten 4: Wie lernt eine Maschine?

Die Lernenden schauen ein kurzes Video (6:09). Folgende Fragen werden nach dem Schauen des Videos in der Kleingruppe diskutiert:

Was sind die Vorteile von Robotern? Wo können sie uns im Alltag unterstützen?
Was sind die Nachteile von Robotern? Ergeben sich, durch die Entwicklung von Robotern, für uns Menschen Gefahren?
Könnt ihr euch vorstellen, dass Roboter Aufgaben in der Schule übernehmen? Wenn ja, welche?

In einem zweiten Schritt überlegen sich die Lernenden, wie ein Roboter aussehen würde und welche Funktionen er haben könnte, wenn sie die Möglichkeit hätten einen Roboter zu bauen. Ihre Ideen bringen sie mittels einer Zeichnung zum Ausdruck.

Posten 5: Robotmouse

Die Programmieranweisungen werden über Tasten auf dem Rücken der Maus eingegeben und gespeichert. Die Maus verfügt über Richtungstasten, durch welche eine Vorwärts-, Rückwärts-, Links- und Rechtsbewegung ermöglicht wird. In einem ersten Schritt wird mithilfe der Maus das kleine 1x1 repetiert. Die Lernenden rechnen und fahren dann mit der Maus auf das richtige Resultat. Als zweites versuchen die Lernenden mit der Maus möglichst nah an einen Gegenstand heranzufahren. Sie überlegen sich den Weg und geben diesen auf dem Mausrücken ein. Wer schafft es am nächsten an den Gegenstand heranzufahren?
Durch die Beschäftigung mit der Maus machen die Lernenden auf einfache und handlungsorientierte Weise erste Erfahrungen mit dem „Programmieren“ eines Roboters. Sie entwickeln spielerisch Strategien, um die Maus an ihr Ziel zu bringen.

Posten 6: Osmo

Mit Osmo - Coding Awbie werden haptische Blöcke mit einem interaktiven Spiel kombiniert. Die Spiel-App "Osmo Coding Awbie" wird nur für iPads bereitgestellt. Die Lernenden programmieren über Blöcke das Fantasiewesen Awbie. Dieses sammelt Erdbeeren, schüttelt Bäume oder springt über Seerosenblätter.

Alternative ohne iPads
Falls im Schulhaus keine iPads zur Verfügung stehen, gibt es im IdeenSet die Alternativlösung "Programmieren auf Papier". "Programmieren auf Papier" befasst sich mit dem Thema Pixel. Die Schüler*innen lernen mithilfe von Pixel-Bildern, dass der Computer nur die "Sprache" 0 und 1 kennt. Sie versuchen ein Pixel-Geheimbild zu entschlüsseln und kreieren eigene Pixelbilder.

Lehrplanbezug

Die Lernenden...

können durch Probieren Lösungswege für einfache Problemstellungen suchen und auf Korrektheit prüfen (z.B. einen Weg suchen, eine Spielstrategie entwickeln). Sie können verschiedene Lösungswege vergleichen. MI. 2.2 b
können Abläufe mit Schleifen und Verzweigungen aus ihrer Umwelt erkennen, beschreiben und strukturiert darstellen. MI. 2.2 c
können einfache Abläufe mit Schleifen, bedingten Anweisungen und Parametern lesen und manuell ausführen. MI. 2.2 d
verstehen, dass ein Computer nur vordefinierte Anweisungen ausführen kann und dass ein Programm eine Abfolge von solchen Anweisungen ist. MI. 2.2 e