FELI hat neue Experimentierkisten Elementarinformatik!

Nach der Komplett¨¹berarbeitung der etwas in die Jahre gekommenen Experimentierkiste Elementarinformatik freut sich die FELI riesig, nun mit rundum erneuerte Kisten arbeiten zu k?nnen! Erneuerung und Ausbau der Ausstattung wurde gr??tenteils durch ein von Klaus Stein bei ?I'm a Scientist? gewonnenes Preisgeld in H?he von 500€ erm?glicht.

?I'm a Scientist? ist ein Onlineangebot, das Sch¨¹ler*innen den direkten Austausch mit Wissenschaftler*innen erm?glicht: ?In schriftlichen Live-Chats und ¨¹ber eine Fragen-Funktion der Website treten Sch¨¹ler*innen in den Dialog mit Wissenschaftler*innen, lernen dabei deren Arbeitsalltag kennen und erfahren, zu welchen Themen sie aktuell forschen. Das Projekt findet mehrmals j?hrlich in ein- bis zweiw?chigen ?Themenrunden¡° mit unterschiedlichen thematischen Schwerpunkten statt. Am Ende jeder Themenrunde stimmen Sch¨¹ler*innen ¨¹ber ihre Lieblingswissenschaftler*innen ab und k¨¹ren so eine*n Gewinner*in¡°, so hei?t es auf der Projektwebsite.

?I'm a Scientist? wurde im Rahmen des ?Wissenschaftsjahr 2022 ¨C Nachgefragt!? durch das Bundesministerium f¨¹r Bildung und Forschung gef?rdert. In diesem Rahmen nahm Klaus Stein in der Themenrunde ?Digitalisierung? als Wissenschaftler teil und wurde zum Gewinner gek¨¹rt. In einem Kurzinterview erl?utert er, warum das Preisgeld FELI zugute kam. Klaus Stein ist (unter anderem) wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl f¨¹r Kognitive Systeme von Prof. Dr. Ute Schmid, die FELI 2015 als interdisziplin?ren Verbund gr¨¹ndete. Ziel von FELI ist es, Projekte zur Vermittlung von elementaren Informatikkompetenzen unter einem gemeinsamen, interdisziplin?ren Dach zu b¨¹ndeln. Diese Projekte sollen Kinder dabei unterst¨¹tzen, die digitale Welt zu begreifen und kreativ und souver?n mit digitalen Angeboten umzugehen. Hierf¨¹r entwickeln wir didaktische Konzepte und Materialien.

Wir haben das Geld genutzt, um unsere ganz sch?n in die Jahre gekommene Experimentierkiste Elementarinformatik, die sich seit der ersten Idee ordentlich weiterentwickelt hat, komplett zu ¨¹berarbeiten, neu aufzubauen und zu erweitern.
Die Experimentierkiste ist eigentlich eine ganze Reihe von Kisten, eingeteilt in die drei Module ?bin?re Repr?sentation?, ?analog und digital? und ?vom Algorithmus zum Programmieren? mit vielen praktischen Materialien von Baukl?tzen und Klemmbausteinen ¨¹ber Bastelmaterial, Balkenwaage, Computerbauteile, analogen Programmierbausteinen und jeder Menge Aufgabenbl?ttern. Wir benutzen diese Kisten, um vor allem Grundschulkindern zielgruppenangepasst informatische Konzepte nahezubringen, infomatisches Denken zu f?rdern und einen entdeckenden Umgang mit digitalen Medien zu f?rdern. Die Kisten k?nnen au?erdem von oberfr?nkischen Schulen ausgeliehen werden. Ein via Online-Selbstlernkurs vermittelt das hierf¨¹r notwendige Grundwissen, und wir schulen regelm??ig Multiplikatoren.
Durch die Unterst¨¹tzung verf¨¹gen wir nun ¨¹ber zwei S?tze an Kisten, einen f¨¹r die Ausleihe und einen f¨¹r die eigene Arbeit mit Kindern und Multiplikator*innen. Mit dem so erm?glichten Analog-Workshop ?Vom Algorithmus zum Programmieren? wollen wir dem Team von ?Wissenschaft im Dialog? und dem BMBF herzlich Danke sagen.

Der Testlauf mit den Prototypen

Mit dem neu entwickelten Material aus dem Modul ?vom Algorithmus zum Programmieren? haben wir im Fr¨¹hjahr 2023 mit zwei vierten Klassen im Rahmen von Projekttagen erstmals analog programmiert und so unser neues Konzept getestet. F¨¹r die Kinder bedeutete dies viel Spa? und Abwechslung vom normalen Schulaltag mit dem ein oder anderen Aha-Moment, f¨¹r uns als Uni gibt es noch den ?Forschungsaspekt¡° herauszufinden, ob die Experimentierkiste dazu beitr?gt, Kindern das informatische Verst?ndnis zu erleichtern.

Was bedeutet Algorithmus?  
Wie verarbeitet der Computer Informationen?  
Was passiert in einem Computer, wenn er ein Programm ausf¨¹hrt?  

Algorithmen gibt es nicht nur in Computerprogrammen, sondern auch im Alltag.
Viel Spa? machte die Erstellung des ?Iss-eine-Banane-Algorithmus¡°, bei dem die Kinder eine Abfolge von Handlungsanweisungen wie ?bei?e ab¡°, ?sch?le die Banane¡° festlegten.
Bei der praktischen Anwendung des Algorithmus wurde schnell klar: Mit nur einmal Abbei?en ist es nicht getan, wir brauchen eine ?Wiederhole-solange-bis-¡°Schleife. Denn w?hrend ein Mensch von alleine wei?, wann er mit dem Essen aufh?ren kann, braucht ein Computer-Algorithmus eine Abbruchbedingung (in unserem Fall: ?bis die Banane weg ist¡°)

Diese informatische Konzepte wie Schleifen und bedingte Anweisungen (?wenn ¡­, dann ¡­, sonst¡­¡°) haben wir mit den Kindern vertiefend behandelt: Die Klasse gab einem ?Roboter¡°-Kind Anweisungen, wie es sich auf einem auf den Boden geklebten Raster bewegen sollte, um ein Ziel zu erreichen ¨C zum Beispiel ?gehe das gr??te Quadrat¡°. Dabei mussten die Kiner tats?chlich ?wie ein Computer denken¡°. In Kleingruppen wurde dieses Prinzip dann  mit kleinen Figuren als Robotern auf Papier ausprobiert und die ?berpr¨¹fung, ob dar Algorithmus wirklich das tut, was die Kinder dachten, das er tun w¨¹rde, f¨¹hrte zu sowohl zu ?H?h?¡°s wie ?Aha!¡°s.

Mit den in der Projektwoche gesammelten Erfahrungen lernten wir, wie wir mit Kiste, Schachteln, Mappen, laminierten Ausdrucken etc. das Material aller Module m?glichst selbsterkl?rend aufbauen und pr?sentieren konnten, was sich bei unseren eigenen Eins?tzen wie in der Ausleihe bew?hrern w¨¹rde.

Unser ?I'm a Scientist?-Workshop mit den neuen Materialien

Ein Jahr sp?ter haben wir mit den neuen Materialien erneut analog programmiert, dieses Mal im Rahmen der Nachmittagsbetreuung einer F?rderschule im Landkreis. F¨¹r die Gruppe aus der 5. Klasse war es eine komplett neue Erfahrung, den Computer, den sie eher als Spielzeug und Schreibmaschine kannten, auf einer abstrakteren Ebene ¨C was passiert bei einem Computerprogramm? ¨C kennenzulernen. Das Verarbeiten und Erinnern konzeptioneller Zusammenh?nge und Abstrahieren anhand erkannten Muster fiel den jungen Menschen zwischen 13 und 15 schwer ¨C um so wichtiger war das konkrete Ausprobieren der Bewegungsalgorithmen auf dem aufgeklebten Bodenraster und mit dem eigenen K?rper.

Auch f¨¹r die Durchf¨¹hrende Dipl.Kult.-P?d. Sanne Grabisch war es eine neue Erfahrung, und sie musste erst den Zugang zur Zielgruppe finden. ?Vieles, was ich in anderen Klassen voraussetze, war hier nicht gegeben, sodass der Workshop weit langsamer voranschritt, als ich es gewohnt war.¡° Ein Problem war das nicht: Es geht ja nicht darum, alles zu behandeln, was in der Workshop-Kozeption ausgearbeitet ist, sondern darum, dass die Sch¨¹ler und Sch¨¹lerinnen etwas mitnehmen und eine positive Erfahrung machen.

Die beobachteten Unterschiede zwischen der 4. Klasse einer Grundschule und der 5. Klasse einer F?rderschule waren aufschlussreich: Wir fragen die Teilnehmenden des Workshops ¨C KInder wie Multiplikator*innen ¨C immer,  wenn sie sich unterschiedliche Algorithmen erarbeitet haben, die das gleiche Problem l?sen, welcher Schreibweise ihnen am besten gefallen hat. In der Regel werden Schleifen gegen¨¹ber der linearen Anweisung bevorzugt, weil sie k¨¹rzer sind (also schneller zu schreiben und leichter zu ¨¹berschauen) und bei den Wiederholen weniger Fl¨¹chtigkeitsfehler passieren k?nnen. Anders die Teenager an der F?rderschule: Hier war eindeutig die lineare Programmierung der Favorit, denn ?hier sieht man immer, was genau passiert und wo man gerade ist.¡°

Alles in allem hat der Workshop den Sch¨¹lern und Sch¨¹lerinnen gefallen, auch wenn sich am Ene des ¨C zudem sehr hei?en Tages ¨C sichtlich geschafft waren. Auch die Lehrerin der Klasse zeigte sich sehr begeistert, dass wir unsere ?I'm a Scientist?-Veranstaltung an ihrer Schule umsetzten, denn: ?Wie sollen Kinder und Jugendliche an F?rderschulen ihren Horiont erweitern, wenn sie von Vornherein von herausfordernden Erfahrungen ausgeschlossen werden?¡° Auch sie dankte WiD und BMBF f¨¹r die Erm?glichung des Angebotes.