P336 - INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit
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- BerichteInternationaler Informatik-Referenzrahmen für die Schule(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Diethelm, Ira; Caspersen, Michael E.International ist der Stand des Schulfaches Informatik sehr unterschiedlich. Um eine Empfehlung zu geben was Informatik in der Schule sein kann und sollte, hat eine Arbeitsgruppe über vier internationale Fachgesellschaften, die sich zur informatics for all coalition zusammengefunden haben, bis 2022 einen Informatik-Referenzrahmen erarbeitet [ Ca22], der 2023 auch in deutscher Sprache erschienen ist [ Ca23]. Er soll bei der Argumentation für ein Schulfach Informatik und zur Lehrplangestaltung helfen. Dieser Kurzbericht fasst die wesentlichen Inhalte und die Struktur des Referenzrahmens zusammen.
- Eingeladene VorträgePromoting Digital Twins of the Baltic Sea(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) von Lukas, Uwe FreiherrDigital Twins are a powerful concept - initially intended to support complex technical products over their whole lifecycle, including ramp-up, operation and decommissioning. In recent years this oncept has also become more and more popular in the maritime domain. Digital Twins are not only used to accompany maritime assets such as offshore wind plants or port facilities but can also be used to support decision making in marine spatial planning, maintaining marine ecosystems, dealing with marine hazards, or realize potentials of the oceans to mitigate climate change. Based on some general remarks on Digital Twins and some considerations on the Baltic Sea, this paper gives an introduction into the concept of Digital Twins of the Oceans. Based on this foundation, various technology examples are presented to illustrate the contribution of visual and analytic computing to offer powerful Digital Twins. Finally, ties are established to deal with this topic in STEM education.
- KonferenzbeitragVorstellungen von Lehramtsstudierenden zu künstlicher Intelligenz(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Vo, Gia Minh; Pancratz, NilsLehramtsstudierende wurden mittels leitfadengestützter Einzelinterviews zu ihren Vorstellungen (Beliefs) zu künstlicher Intelligenz (KI) und zum Unterricht über KI befragt. Die Studie setzt sich dabei aus zwei Untersuchungen zusammen: einer ersten Untersuchung von Lehramtsstudierenden, die nicht das Fach Informatik studieren und einer anknüpfenden Folgeuntersuchung von Lehramtsstudierenden, die das Fach Informatik studieren. Die Untersuchung der Informatik-Lehramtstudierenden wurde zusätzlich mit einer Repertory-Grid-Technik erweitert. Die Analyse der beiden Untersuchungen zeigt insgesamt fünf Vorstellungssichten zu KI auf: (1) eine ethisch-gesellschaftliche, (2) eine mediengeprägte, (3) eine nutzungsorientierte, (4) eine anthropomorphgeprägte und (5) eine technisch-und gestaltungsorientierte Vorstellung. Die Informatik-Lehramtsstudierenden gehen zudem von einer dichotomen Einteilung in Insider und Outsider aus und sehen die Vorstellungen der Nicht-Informatik-Lehramtsstudierenden zu KI als die eines informatischen Outsiders. Die Lehramtsstudierenden aus beiden Untersuchungen äußerten den Wunsch, KI in ihre Lehramtsausbildung zu integrieren und betonen die Notwendigkeit einer Sensibilisierung im Unterricht für die Schülerinnen und Schüler. Die Ergebnisse des vorliegenden Beitrages stellen wichtige Anknüpfungspunkte für die Lehrerinnen- und Lehrerbildung und für den Informatikunterricht zum Thema KI dar.
- PraxisbeiträgeDigital Fabrication im Informatikunterricht - Entwicklung eines Seminars für Lehramtsstudierende(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Baberowski, David; Leonhardt, Thiemo; Bergner, NadineDigital Fabrication (DF) ermöglicht es, mehrere Inhaltsbereiche der Informatik, wie Algorithmen, Information und Daten und Informatiksysteme, verzahnt zu thematisieren und gleichzeitig die motivationalen Vorteile der Maker-Education für den Informatikunterricht zu nutzen. Im Zentrum von DF steht dabei der kreative Einsatz von Software und computergesteuerten Werkzeugen, um ein (eigenes) Produkt herzustellen. Dieses muss, anders als im Konzept des Physical Computing, nicht selbst interaktiv sein. Der Aufbau und die Funktionsweise der Werkzeuge (z. B. 3D-Drucker, Laser-Cutter, Stickmaschinen) und nicht das Produkt stellen den Lerngegenstand dar. Damit eine Integration von DF in den Informatikunterricht erfolgen kann, müssen Lehrkräfte die nötigen fachlichen und fachdidaktischen Kompetenzen besitzen. Zu diesem Zweck wurde ein Seminarkonzept für Lehramtsstudierende entwickelt und erprobt, in dem DF-Kompetenzen (fachlich und fachdidaktisch) auf- bzw. ausgebaut und angewendet werden. Im Seminar übertragen die Studierenden ihre Informatikkompetenzen auf das Themenfeld DF und identifizieren dabei Anknüpfungspunkte an den Informatikunterricht in der Schule (Phase 1). Anschließend konzipieren sie selbst eine Unterrichtseinheit inklusive Lehr-Lern-Materialien, welche sie innerhalb der Seminargruppe erproben, gemeinsam reflektieren und anschließend verbessern (Phase 2). Den Abschluss bildet eine Erprobung mit Schüler:innen, die videografiert und anschließend gemeinsam reflektiert wird (Phase 3).
- PraxisbeiträgeAutomatisiertes Feedback für block-basierte Programmiersprachen(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Obermüller, Florian; Greifenstein, Luisa; Heuer, Ute; Fraser, GordonBlock-basierte Programmiersprachen wie Scratch oder mBlock ermöglichen motivierende und einfache erste Programmierversuche, aber ohne Feedback sowohl zu fehlerhaften oder umständlichen als auch zu gut gelungenen Programmabschnitten werden viele Lernchancen ungenutzt bleiben. Um diesem Problem zu begegnen, stellen wir in diesem Beitrag das von uns entwickelte automatisierte Feedback-Werkzeug LitterBox vor. LitterBox unterstützt Lernende, indem es Programme auf bekannte Codemuster überprüft und für jede gefundene Instanz eines Musters Erläuterungen generiert, die sich direkt auf das vorliegende Programm beziehen und diese am zugehörigen Codeabschnitt visualisiert. Darüber hinaus kann LitterBox Lehrenden helfen, schnell einen Überblick über prinzipielle Lernrückstände und -fortschritte ihrer Schüler*innen zu erhalten. In einer ersten Evaluation mit Grundschullehramtsstudierenden ohne universitäre Informatikausbildung (n = 142) hat sich LitterBox generell als sehr hilfreich beim Erstellen funktionaler und lesbarer Programme erwiesen. Aus den Rückmeldungen der Studierenden konnten außerdem Kriterien für gute Hinweise abgeleitet werden. LitterBox wird von uns als Web-Frontend bereitgestellt oder kann Open Source bezogen und um neue Codemuster erweitert werden.
- PosterAb an die Kiste: Konzeption eines mobilen Lernlabors zu KI(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Lindner, Annabel; Rösch, Mathias; Franke, Florian; Berges, MarcFür ein Grundverständnis der Chancen, Risiken und Grenzen von Künstlicher Intelligenz sollten insbesondere die Methoden des Maschinellen Lernens (ML) von Schüler:innen nachvollzogen werden. Mithilfe des Workshopkonzepts „Die intelligente Museumsapp“ kann der zentrale Problemlöseprozess des ML erarbeitet werden. Es wird das Konzept des Workshops vorgestellt.
- KonferenzbeitragInformatische Fachkompetenzen von Grundschullehrkräften sichtbar machen: Ein Messinstrument mit selbsteinschätzungs- und aufgabenbasierter Komponente(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Nenner, Christin; Bergner, NadineDamit schon Grundschulkinder die von Informatik durchdrungene Welt verstehen und gestalten können, braucht es informatisch kompetente Lehrkräfte. Neben entsprechenden Lehr- und Fortbildungsveranstaltungen für (angehende) Grundschullehrkräfte bedarf es Instrumenten, mit denen deren informatische Kompetenzen (z. B. im Bereich Algorithmen oder Informatiksysteme) erhoben werden können. Kenntnis der bereits vorhandenen Kompetenzen ermöglicht eine zielgruppenspezifische Ausgestaltung der Lehr- und Fortbildungsangebote. Gleichzeitig können die Effekte solcher Lehr-Lern-Szenarien evaluiert werden. Dafür wurde ein Messinstrument zu informatischen Fachkompetenzen von (angehenden) Grundschullehrkräften entwickelt. Die Kompetenzen werden mithilfe von Testaufgaben in einer aufgabenbasierten Komponente gemessen und mit der persönlichen Selbsteinschätzung innerhalb einer selbsteinschätzungsbasierten Komponente verglichen. Neben dem Entstehungsprozess wird eine exemplarische Auswertung dargelegt. Mit dem Instrument können angestrebte informatische Kompetenzen von (angehenden) Grundschullehrkräften vor und nach Lehrveranstaltungen bzw. Fortbildungen sichtbar gemacht und mit ihrer Selbsteinschätzung dieser abgeglichen werden. An einer Erweiterung auf die angestrebten informatischen Kompetenzen für (angehende) Lehrkräfte aller Schulformen wird bereits gearbeitet.
- KonferenzbeitragErkenntnisse aus der Entwicklung eines Educational Escape Room - Eine Design-Based-Research-Studie(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Greter, Linda; Horat, Beat; Grillenberger, Mareen; Waldvogel, BettinaIm Rahmen des Projekts CS Eduscape wurde ein informatischer Educational Escape Room für Lernende der Sekundarstufe I entwickelt. Durch die Anwendung von fachspezifischen und überfachlichen Kompetenzen in einer außerschulischen Umgebung sollen die Lernenden ihr Wissen vertiefen und erweitern können. Es stellte sich heraus, dass ein modular aufgebauter Educational Escape Room mit reibungslosen Schnittstellen zwischen den Rätseln wichtig ist, um den Spielfluss aufrechtzuerhalten. Werden Rätsel wiederholt nicht korrekt gelöst, sollten die Rätselinhalte und Hinweise entsprechend angepasst werden. Die Erstellung der Rätsel erfordert besondere Aufmerksamkeit, um sicherzustellen, dass sie an die individuellen Fähigkeiten und das Vorwissen der Lernenden angepasst werden können, ohne den informatischen Gehalt der Aufgaben zu verringern. Die unterschiedlichen Voraussetzungen der Lernenden stellte eine Herausforderung dar, da viele Gruppen Schwierigkeiten hatten, die Informatik-Rätsel zu lösen, obwohl sie auf den Kompetenzen des Lehrplan 21 aufbauen. Für die Weiterentwicklung von Educational Escape Rooms ist es wichtig, die Rätsel an das Kompetenzniveau der Gruppen anzupassen und die Hilfestellungen zu überarbeiten, um ein Gefühl der Selbstwirksamkeit zu fördern. Dieser Beitrag stellt die Erkenntnisse aus dem Entwicklungs- und Evaluierungsprozess von CS Eduscape vor und gibt Empfehlungen für ähnliche Projekte.
- BerichteDigitale Grundbildung in Österreich - Genese, Status Quo und Herausforderungen(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Micheuz, PeterDieser Beitrag stellt einen Versuch dar, die in Österreich kürzlich erfolgte und überraschende Einführung der Digitalen Grundbildung als Pflichtfach in der gebotenen Kürze zu beschreiben. Diese bildungspolitische Maßnahme stellt einen vorläufigen Endpunkt einer langen Vorgeschichte zur Digitalisierung der Sekundarstufe I dar. Gleichzeitig wird mit diesem Pflichtfach ein neues Kapitel österreichischer Schulgeschichte geschrieben. Nach einer Rückschau auf diese dynamische Entwicklung werden Einblicke in die Genese des neuen Lehrplanes gewährt. Abschließend werden künftige Herausforderungen im Kontext des neuen Pflichtfaches kritisch reflektiert.
- PosterAI-PACK – Eine Annäherung an den KI-bezogenen Bereich der Digitalkompetenz für Lehrkräfte mit dem DPACK-Modell(INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit, 2023) Lorenz, Uwe; Romeike, Ralf