Wie Computational Thinking an Grundschulen unterrichtet werden soll?

Learn innovation by doing, without necessarily being aware they are engaged with systematic processes

Denning, Peter J., McGettrick, Andrew, 2005

Der Ausgangspunkt ist eine Problemsituation. Die SchülerInnen analysieren die Aufgabe, suchen nach Mustern, die sie erkennen und welche diese Aufgabe in Verbindung stellt mit bereits bekannten Aufgaben. Sie versuchen gemeinsame Merkmale zu erkennen und daraus gegebenenfalls ein Konzept zu erstellen. Es werden Entscheidungen getroffen, um die Ungenauigkeiten der realen Welt zu entschärfen und eine Eindeutigkeit in einer modellierten Welt – der informatischen Konstruktion - zu erreichen.

Beim informatischen Denken (Computational Thinking) steht das Problem im Vordergrund, nicht die Aufgabe. Die Aufgabe an sich mag vielleicht einfach erscheinen (Beispiel: einen Roboter auf ein Zielfeld bewegen). In Einzelschritten zerlegt ist diese Aufgabe leicht zu lösen. Das Problem in diesem Beispiel ist der Weg vom „doing it“ zum "having it done by“ (Duchâteau C, 1992). Nicht der Lernende selbst soll zum Zielpunkt gehen. Nein, er muss die Aufgabe so aufbereiten, dass ein anderer (in diesem Beispiel der Roboter) das Ziel erreicht. Dies verlangt problemlösendes Denken.

The computer programming environment holds the promise of being an effective device for cognitive process instruction – teaching how, rather than what, to think

Lockhead & Clement, 1979

Beim problemlösenden Denken muss der Lernende

• einerseits eine Aufgabe zuerst verstehen und in seinen Gedankenprozessen durchführen können
• andererseits präzise und vollständige Angaben der Fähigkeiten eines „performers“, also der Person (oder Roboter), die die Aufgabe durchführen soll, haben
• fähig sein, eine Prozedur, ein Verfahren aufzustellen unter Berücksichtigung der obigen Möglichkeiten des „Performers“.

Charles Duchâteau(1992) beschreibt den Vorgang einer Computational Thinking Aktivität mit folgendem Schema:

Abbildung: https://www.researchgate.net/publication/242549022_From_DOING_IT_to_HAVING_IT_DONE_BY_The_Heart_of_Programming_Some_Didactical_Thoughts

Aus diesem Diagramm erschließen sich die vier Phasen, welche bei einer Computational Thinking Aktivität vorkommen:

• Programmer: Modellieren der Aufgabe, Muster erkennen, Konzepte erstellen
• Procedure: Aufgabe in Teilaufgaben zerlegen, Wichtiges von Unwichtigem unterscheiden
• Performer: Prozedur erstellen für den Performer, durch Hilfe von Iteration den Handlungsablauf optimisieren
• Task: Die Aufgabe wird durchgeführt, eventuell sind noch Fehler zu beheben

Diese vier Phasen beruhen auf den acht Kompetenzen des Computational Thinking.

Aufbau einer Computational Thinking Aktivität

Eine Computational Thinking Aktivität besteht demzufolge aus vier aufeinander folgenden Phasen, wobei jede mindestens eine der beiden Kompetenzen behandelt:

Lesen Sie weiter über das Framework.

Duchâteau, C. (1992). (PDF) From „DOING IT ...“ to „HAVING IT DONE BY ...“: The Heart of Programming. Some Didactical Thoughts. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/242549022_From_DOING_IT_to_HAVING_IT_DONE_BY_The_Heart_of_Programming_Some_Didactical_Thoughts
Denning, P. J., & McGettrick, A. (2005). Recentering Computer Science. Commun. ACM, 48(11), 15–19. https://doi.org/10.1145/1096000.1096018