<
>

Fachdidaktik

Was ist Didaktik der Informatik

  • Didaktik ist Teildisziplin der Pädagogik


Didaktische Grundfragen

Was? Welche Inhalte muss ich vermitteln

Wie? Mit welchen Methoden, Sozialformen, Medien organisiere ich die
Vermittlung der Inhalte

Wozu? Welches Ziel verfolge ich dabei

Warum? Welche Begründungen sind für meine Planungen und Vorhaben
maßgeblich

Wem? Wer sind meine Adressaten

Wo? In welcher Umgebung finden die Lehr- und Lernprozesse statt?

Wann? Zu welcher Tages- oder Jahreszeit findet die Arbeit statt

Wer? Welche Rollen nehmen die Akteure in den Lehr- und Lernprozessen
ein?


Verhältnis von Didaktik und Fachdidaktik

  • Fachdidaktik ist in zweifacher Weise zu orientieren

    • an der Fachwissenschaft, und

    • am Schulfach


Verhältnis von Didaktik und Methodik

  • Methodik als Teildisziplin der Didaktik,

  • Satz vom Primat der Didaktik
    „Methodische Erwägungen setzen immer schon didaktische voraus und haben an ihnen ihr Kriterium (Klafki)

  • Satz besagt, dass die Reflexion der Bildungsinhalte als die Grundlage aller weiteren Überlegungen angesehen wird


Didaktik als Wissenschaft

Didaktik als Wissenschaft vom Lehren und Lernen

  • Didaktik ist die Wissenschaft vom Lernen und Lehren überhaupt (Dolch, 1965; Peterßen, 1983 )


Didaktik als Theorie und Wissenschaft vom Unterricht

  • umfasst die Lehr- und Lernprozesse

  • Interesse liegt an den Faktoren, die den Unterricht bedingen

    • Lehrplan

    • Lehrer

    • Elternhaus

    • Curriculum

    • Unterrichtsmethoden

  • welche Faktoren haben Effekt für den Lernerfolg

Didaktik – Theorie der Bildungsinhalte / Psychologie

Didaktik als Theorie der Bildungsinhalte

  • Arbeit an Bildungsplänen

  • Arbeit an Unterrichtskonzepten (z.B. Informatik im Kontext)


Didaktik als Anwendung psychologischer Lehr- und Lernprozesse

  • kognitive Faktoren

  • affektive Faktoren

  • motivationale Faktoren

  • entwicklungspsychologische Faktoren

Einbettung

Einbettung der Didaktik der Informatik in einen Kreis unterschiedlicher Disziplinen


Didaktische Ansätze

Aufgabe 1: Suchen Sie im Internet nach didaktischen Ansätzen der Informatik und skizzieren Sie diese.


Empfehlungen GI

Empfehlungen GI

Aufgabe 2: vergleichen Sie die beiden Dagstuhl-Formulierungen. Zu welchem Schluss kommen Sie?


Didaktik der Informatik - Bildungsserver

Aufgabe 3: vergleichen Sie die Bildungspläne von:

  • Bayern, Baden-Württemberg, Sachsen (Informatik / Sekundarstufe)

  • und skizzieren Sie Ihren Vergleich


Didaktik der Informatik – Vergleich Bundesländer

TEXT: Hubwieser Didaktische-Ansätze für den Informatikunterricht

Im Jahre 2003 wird Informatik als Pflichtfach an bayerische Gymnasien eingeführt. Es entsteht auf Initiative der TU München.

Historische Ansätze der Ddl:

  • Rechnerorientierung (~1968)

    • Ende 60er / Anfang 70er waren die Rechenanlagen noch im Entwicklungsstadium. Informatik war noch keine eigenständige wissenschaftliche Disziplin. Lerninhalte/Lernziele waren binäre Artihmetik, Codierung und Informations- und Automatentheorie. Die Begründung des Schulfaches war das Staunen vor der Leistung der Rechnertechnik z.B. Mondlandung. Es gab aber Probleme wegen des ständigen Umlernens im Verfolgen der neuesten technischen Entwicklungen.

      Die Maschine diktiert dem Menschen das Vorgehen.

      • Kritik (Brauer 1972) das Hauptgewicht soll nicht auf das Kennenlernen des technischen Aufbaus von Rechenanlagen oder Erlernen einer Programmiersprache sein, sondern die SuS sollen in Methoden der Strukturierung, Mathematisierung und Algorithmisierung von Problemkreisen der Modellbildung und Problemlösung etc. sein.


  • Algorithmenorientierung (~1972)

    • Anfang der 70er Jahre wird die Informatik neue wissenschaftliche Disziplin und die Softwareentwicklung wird systematisiert. Lösung von vorgegebenen Problemen durch Algorithmisierung in einer eigenen algorithmischen Fachsprache. Lerninhalte/Lernziele waren Algorithmen formulieren und programmieren und Probleme analysieren. Die Begründung des Schulfaches waren zunehmende Bedeutung der Informatik als Schlüsseltechnologie und Befreiung von geistigen Routinearbeiten.

      Die Methodik waren Erkennung der Problemstellung, Entwurf eines Lösungsplans und Lösung des Problems.

      • Die Kritik: Algorithmisches Denken ist nützlich, wertvoll aber nicht das Höchste, sondern e.....

These1: Die Unterrichtsinhalte werden durch das methodische Handeln der Lehrer sowie der Schüler „geschaffen“.

Bei Methodenvielfalt müssen die Ziele, Inhalte und Methoden zueinander passen. Z.B. die Methode Planspiel zum Thema Aktienhandel, die zum Austricksen und zu Kampfabstimmungen einlädt. Sieg und Niederlage spielen eine Rolle und nicht das Teilen von Gefühlen und Hineinfühlen in die Wünsche von anderen.


These2: Ziele, Inhalte und Methoden stehen in Wechselwirkung miteinander.

Meyer-Text

Methoden können im Hinblick auf ihren Umfang bzw. ihre Reichweite nach drei verschiedenen „Aggregatzustände“ sortiert werden.


Mikromethodik: Das methodische Handeln für alle Beteiligten ist für alle Beteiligten sinnlich-anschaulich fassbar.

  • Lehrsituationen, Lernsituationen, Handlungssituationen. Daraus ergeben sich alle komplexeren Formen und Prozesse methodischen Handelns.


Mesomethodik: Hier werden lebendige Formen methodischen Handelns erfasst, die in den Abschnitten 5 bis 7 als Sozialformen, als Handlungsmuster und Verlaufsformen beschrieben wird


Makromethodik: Hier werden Großformen erfasst (Abschnitt 8)

Werden durch Lehrpläne, Ausbildungsverordnungen, Gesetzesvorschriften und räumlich-architektonische Gestaltung etc. normiert


Zu den Aggregatstufen sind drei Dimensionen methodischen Handelns ausgewiesen:

  • Die Sozialdimension (Wer arbeitet mit wem zusammen?)

  • Die Handlungsdimension (Welche Lehr-Lernformen werden eingesetzt?)

  • Die Zeitdimension ( Methodischen Gang des Unterrichts herausarbeiten)


  • Unterricht setzt sich aus kleinen und kleinsten Handlungssituationen, die von den Lehrern und Schülern mit Hilfe von Inszenierungstechniken gestaltet werden.


Definition 2: Inszenierungstechniken sind kleine und kleinste (verbale und nonverbale, mimische, gestische, körpersprachliche, bildnerische, mussiche) Verfahren und Gesten mit denen Lehrer und Schüler den Unterrichtsprozess in den Gang setzen und am Laufen halten.

  • Den Unterricht für die Schüler lebendiger machen

  • z.B. Lehrer führt eine Sprachparodie und Schüler übertragen sie in ein szenisches Spiel, in eine Kurzgeschichte oder in ein Bild.

Punkt 5: Es gibt vier verschiedene Sozialformen, die die Art und Weise, die Kommunikation der Lehrer und Schüler im Unterricht regeln. Es gibt keine Sozialform, die per se gut oder schlecht wäre:

  • Frontalunterricht (auch Klassen- oder Plenumunterricht)

  • Gruppenunterricht

  • Partnerarbeit (auch Tandemarbeit)

  • Einzelarbeit (auch Still- oder Alleinarbeit)


Punkt 6 = Definition 3: Lehr- und Lernformen sind historisch gewachsene feste Formen zur Aneignung von Wirklichkeit. Sie haben einen definierten Anfang, eine definierte Rollenverteilung, einen bestimmten Spannungsbogen und einen erkennbaren Abschluss.


  • Ein Lehrervortrag hilft dem Lehrer, mit seinem Stoff durchzukommen, aber vllt. Kommt der Stoff bei den Schülern nicht an.

  • Ein Experiment weckt Neugier und Problembewusstsein, was aber passiert, wenn das Experiment misslingt.

Punkt 7: Unterrichtsschritte und Verlaufsformen; Der Stundenverlauf lässt sich auf den Dreischritt „Einstieg/Erarbeitung/Ergebnissicherung“ zurückführen = Methodische Grundrhythmus des Unterrichts


Punkt 8: Methodische Großformen/Grundformen des Unterrichts lassen sich in Theorie und Praxis unterscheiden. Im Schulalltag sind die drei Grundformen unausgewogen realisiert. Der Lehrgang dominiert fast überall, die Freiarbeit und Projektarbeit werden stiefmütterlich behandelt.


Punkt 9: Die politische Dimension der Unterrichtsmethodik sind Zwangsjacke und Befreiungsangebot in einem und weit mehr als eine bloße Technik. In den Methoden stecken Lernziele und Persönlichkeitsannahmen:

  • z.B. wer jahrelang lehrerzentrierte Unterricht genossen hat, ist vllt. Fit im Sach- und Fachwissen, aber nicht im selbstständigen Arbeit.


Unterrichtsmethoden – für den Informatikunterricht


Aufgabe 5.2: Fünf Unterrichtsmethoden skizzieren

Lösung: siehe Anhang


Prozesse des Wissenserwerbs



Direkte Instruktion

Kurzbeschreibung: Direkte Instruktion ist eine lehrerzentrierte Unterrichtsmethode, in der die Lehrperson die zentrale Rolle in der Lenkung des Unterrichtgeschehens übernimmt und diese bis zum Ende des Lernprozesses auch nicht wieder abgibt.

Im Unterricht gemäß Direkter Instruktion werden fünf .....

  • Simulationen und Simulationsspiele

  • Programmierte Instruktion

  • Fernunterricht

  • Technologiegestütztes Lernen zu Hause


    2.1 mit welchen Unterrichtsmethoden lassen sich hohe Lernerfolge erzielen?

    • Interventionen für Lernende mit besonderem Förderbedarf d=0,77

    • Reziprokes Lernen d=0,74

    • Problemlösen d=0,61

    • Lehrstrategien d=0,60

    • Direkte Instruktion d=0,59

    • Kompetitives vs. individuelles Lernen d=0,59

    • Kooperatives vs. individuelles Lernen d=0,54

    • Interaktive Lernvideos d=0,52

    2.2 mit welchen Unterrichtsmethoden lassen sich keine hohe Lernerfolge erzielen?

    • Fernunterricht d=0,09

    • Problembasiertes Lernen d=0,15

    • Technologiegestütztes Lernen zu Hause d=0,16

    • Webbasiertes Lernen d=0,18

    • Co- / Teamteaching d=0,19

    • Visuelle bzw. audiovisuelle Methoden d=0,22

    • Programmierte Instruktion d=0,24

    • Hausaufgaben d=0,29

    • Forschendes Lernen d=0,31

    • Simulationen und Simulationsspiele d=0,33

    • Induktives Vorgehen d=0,33

    • Computerunterstützung d=0,37


    3. Welche Unterrichtsmethoden sind für welche Fächer besonders geeignet?

    Mathematik, Informatik, NWA:

    • Induktives Vorgehen

    • Lernstrategien

    • Haus/Lernaufgaben

    • Interaktive Lernvideos

    • Forschendes Lernen

    • Direkte Instruktion

    • Problemlösen

    • Problembasiertes Lernen

    • Kooperatives Lernen

    • Reziprokes Lernen

    Deutsch:

    • Reziprokes Lehren

    • Direkte Instruktion

    • Technologiegestütztes Lernen zu Hause

    • Kooperatives Lernen

    • Lernstrategien


    Unterrichtsmethoden – Hattie

    Das Hattie-Barometer

    d=Effekt

  • Grundlagen der Informatik


    Definition Informatik

    …die Wissenschaft, die sich mit Computern und ihrer Anwendung (im Rahmen der elektronischen Datenverarbeitung) beschäftigt.

    Teilgebiete

    Theoretische Informatik

    Untersuchung der (meist) mathematischen Grundlagen der Information, ihre Darstellung und effiziente Verarbeitung.


    Ziel dieser Teilgebiete ist es, fundamentale Fragen wie "Was kann berechnet werden?" und "Wie effektiv/effizient kann man etwas berechnen?" .....

  • Dienst- und Hilfsprogramme: Binder, Lader, Browser, Dienstprogramm

    Ein wichtiges Thema der Praktischen Informatik ist der Compilerbau, der auch in der Theoretischen Informatik untersucht wird. Ein Compiler ist ein Programm, das andere Programme aus einer Quellsprache (beispielsweise Java oder C++) in eine Zielsprache übersetzt.


    Technische Informatik
    Befasst sich mit funktionellem Aufbau und der logischen Struktur von Rechnern und den zugehörigen Geräten. Sie setzt die theoretische Informatik in logische und elektrische Bauelemente um.

    Zum Beispiel: Bildverarbeitung, Eingebettete Systeme, Hardware- und Systembeschreibungssprachen


    • Rechnerorganisation: Digitale Grundbausteine, Prozessoren, Arbeitsspeicher, Massenspeicher, Schnittstellen und Verbindungen zur Übertragung von Daten zwischen mehreren Funktionseinheiten einer Rechenanlage, Periphere Geräte zur Ein- und Ausgabe von Daten

    • Rechnerarchitektur

  • 1. Äußeres Erscheinungsbild gegenüber Programmen= Befehlsarchitektur

    2. Interne Realisierung der Funktionalität

    Informationsstruktur: Befehle und Daten

    Rechnerstruktur: Topologie der Funktionseinheiten

    Operationsprinzip: Arbeitsweise des Computers

    • Rechnernetz: Verbund von mehreren kommunizierenden Computern

    • Verteiltes Rechnersystem: Verbund von kooperierenden Computern


    Angewandte Informatik
    Anwendung von technischer, praktischer und theoretischer Informatik in anderen Wissenschaften und Gesellschaftsbereichen.

    1. .....

    Modalwert

    bei einer empirischen Häufigkeitsverteilung der häufigste Wert

    Beispiel mit einer häufigsten Ausprägung: {1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 5, 5}

    Bei dieser unimodalen Verteilung ist die häufigste Ausprägung 4 (9 Beobachtungen). Damit ist der Modus 4.


    Kovarianz

    Informiert über die Enge des Zusammenhangs zweier Merkmale.

    Hier entnehmen wir: In welchem Ausmaß entspricht die Unterschiedlichkeit der Objekte x und y.

    • Die Kovarianz ist positiv, wennundeinen monotonen Zusammenhang besitzen, d. h., hohe (niedrige) Werte vongehen mit hohen (niedrigen) Werten voneinher

  • Die Kovarianz ist hingegen negativ, wennundeinen gegensinnigen monotonen Zusammenhang aufweisen, d. h., hohe Werte der einen Zufallsvariablen gehen mit niedrigen Werten der anderen Zufallsvariablen einher und umgekehrt.

  • Ist das Ergebnis null, so besteht kein monotoner Zusammenhang zwischenund(Nichtmonotone Beziehungen sind aber möglich.

    Die Kovarianz gibt zwar die Richtung einer Beziehung zwischen zwei Zufallsvariablen an, über die Stärke des Zusammenhangs wird aber keine Aussage getroffen.

    Berechnung:


    Korrelation

    Beschreibt eine Beziehung zwischen zwei oder mehreren Merkmalen, Ereignissen, Zuständen oder Funktionen.

    Man stellt sich zwei Fragen:

    1. Wie stark ist der Zusammenhang?

    Die Maßzahlen der Korrelation liegen meist in einem Bereich von Null (=kein Zusammenhang) bis Eins (=starker Zusammenhang). Betrachtet man die Haar- und Augenfarbe von Studenten, so ergibt sich eine Zahl von 0,55 mittelstarker Zusammenhang

    1. Falls möglich, welche Richt.....

  • Man kann sie in Dimensionalität einteilen: Balken sind eindimensional, x-y-Diagramme sind 2-dimensional und es gibt 3-dimensionale Diagramme.

    Man kann Diagramme auch nach Ausrichtungen ihrer Achse charakterisieren: senkrecht zueinander, radiale Diagramme.

    Wichtig beim Darstellen:

    • Analysieren

    • Trend setzen und Korrelation und Auffälligkeiten zeigen

    • Was möchte ich aussagen?

    • Geeignete Visualisierung finden

    • Je nach Publikum darstellen (Werbeagentur kann origineller sein als die der Bank)


    Text: Kuhlen

    1. Welcher Variation von Information können Sie sich anschließen?

    (1-8) Informationen sind kontextualisierte Daten (Am 3. August 1999 hat es am Cap d´Antibes um 11 Uhr vormittag 30 Grad Celsius)

    (1-2) Information ist eine nützliche Veränderung der nutzbaren abstrakten Strukturen aufgrund zusätzlicher Daten

    (1-10) Informationen sind Antworten auf Fragestellungen; Informationen füllen Informationslücken


    1. Was bedeutet Informationswissenschaft(en)?

    Oberbegriff für alle Einrichtungen, die mit Informatik, Informationswissenschaft, Informationen Engineering etc. zu tun hat. Die Informationswissenschaft beschäftigt sich mit der Benutzung, die Handlungsrelevanz und den Nutzen von Informationen.


    1. Was sind die wesentlichen Aspekte der Informationstheorie nach Shannon/Weaver

    • Bei der Quelle handelt es sich um Personen oder Gruppen die kommunizieren wollen

    • Der Transmitter/Sender hat die Aufgabe die Nachricht in einer .....


    | | | | |
    Tausche dein Hausarbeiten