till 2022

Aus der wachsenden Bedeutung von Künstlicher Intelligenz (KI) und Maschinellem Lernen (ML) für die gesamte Breite der Gesellschaft resultiert die Herausforderung für den Informatikunterricht, sich auch mit den hinter diesen topaktuellen Themen liegenden Ideen und Prinzipien auseinanderzusetzen. In diesem Workshop haben die Teilnehmenden die Möglichkeit, die im Rahmen einer Erweiterung des Bildungsprojekts IT2School um Module zu den Themen KI und ML entwickelten Materialien zu explorieren und praktisch auszuprobieren. Für jedes Modul werden Aufbau und zentrale Gestaltungsprinzipien skizziert. Er richtet sich damit an alle Lehrkräfte, die KI und ML – ob mit oder ohne Vorerfahrungen – selbst in ihrem Unterricht greifbar machen wollen. Die ausführlichen Arbeits- und Begleitmaterialien stehen zudem allen Interessierten frei und online unter it2school.de zur Verfügung.

In diesem Workshop wird ein Beispiel für eine arbeitsteilige Gruppenarbeit vorgestellt und im Workshop erprobt: die Implementierung eines interaktiven Adventskalenders, bei der jede:r für ein Türchen zuständig ist.

Charakteristisch für die Unterrichtsidee ist, dass arbeitsteilig ein Gesamtprodukt einer ganzen Lerngruppe erstellt wird, zu dem jede einzelne Schülerin bzw. jeder einzelne Schüler einen individuellen Beitrag leistet. Die Grundidee des Adventskalenders ist dabei beliebig ersetzbar.

Verwendetes Werkzeug: Scratch 3.0

Bitte Notebook oder Tablet zur Programmierung mit Scratch 3.0 bereithalten.

Der Informatikunterricht an Schulen prägt die Vorstellungen der Schüler*innen von technischen Berufswelten und Studiengängen. Besonders in der Informatik ist der Partizipations-Unterschied zwischen den Geschlechtern groß. Viele dazu beitragende Faktoren, wie gesellschaftlich verankerte Stereotypen, das familiäre Umfeld oder Arbeitsmarktbedingungen, können Lehrpersonen nicht beeinflussen. Sie können jedoch durch geeignete Ansätze und Werkzeuge dazu beitragen speziell auch Mädchen für Informatik-Themen zu interessieren oder gar zu begeistern. Frau Prof. Dr. Bernadette Spieler beschäftigt sich in ihrer Forschung u.a. damit diese Vielfalt der Lernenden und ihren unterschiedlichen Lernvoraussetzungen im Informatikunterricht mittels Sprache, Vorbildern und Unterrichtsmethoden gerecht zu werden. In diesem Workshops wird  mit verschiedenen interaktiven Beispielen und Aktivitäten ein ansprechender Einstieg in dieses Thema geboten, Wahrnehmungsmuster reflektiert sowie verschiedene Unterrichtsszenarien beleuchtet um das Fach für alle zu öffnen.

Sie suchen eine Möglichkeit, den Lernbereich Datenbanken und Datenschutz spannend und unterhaltsam zu vermitteln? Dann ist InstaHub.org genau das Richtige für Sie!

Jede/r Schüler*in wird Datenbankadministrator für ein eigenes, voll funktionsfähiges soziales Netzwerk InstaHub. Das Themengebiet Datenbanken wird hier für die Schüler*innen in sehr motivierender Weise unterrichtet. Schwerpunkte sind SQL-Befehle und das Modellieren von Datenbanken. Datenschutz kann hier aus der Perspektive der Unternehmen betrachtet werden: InstaHub kann die Aktivitäten der Nutzer*innen überwachen und personalisierte (fiktive) Werbung schalten, die die Schüler*innen selbst erstellen.

InstaHub kann als Motivation in einer Doppelstunde oder als Rahmenbeispiel über ein ganzes Schulhalbjahr verwendet werden. InstaHub wurde 2017 mit dem Unterrichtspreis der Gesellschaft für Informatik und 2019 mit dem MINT-Innovationspreis der MNU ausgezeichnet.

Verschaffen Sie sich ganz ohne Anmeldung einen ersten Eindruck: https://instahub.org/

Projektphasen, in denen die Schüler*innen über einen längeren Zeitraum selbstständig an einem Thema arbeiten und ihre Kompetenzen im Bereich „Kreatives Schaffen und Problemlösen“ stärken, sind fester Bestandteil des Informatikunterrichts in der Qualifikationsphase. Im Rahmen des Workshops werden dafür geeignete Programmier-Projekte rund um das Thema Bearbeitung und Manipulation von Bildern vorgestellt. Die Projekte reichen von der Rekonstruktion ausgewählter Algorithmen, die den Funktionen eines Bildbearbeitungsprogramms zugrunde liegen bis hin zur Erstellung eines Mosaiks aus einem Portraitfoto.

Mithilfe der ausgearbeiteten Materialien, die auf der Webseite https://www.uni-goettingen.de/de/629176.html zur Verfügung stehen, können die Schüler:innen selbständig arbeiten und individuelle Schwerpunkte setzen.

Die Implementierung kann sowohl in der grafischen Programmiersprache Snap! als auch der textbasierten Programmiersprache Processing erfolgen. Für die Erprobungsphase sollte ein eigenes Notebook oder ähnliches mit der entsprechenden Software mitgebracht werden.

Roboter stellen eine motivierende und dadurch oft im Unterricht verwendete Möglichkeit dar, Inhalte aus dem Bereich der Informatik aber auch der Elektrotechnik anwendungsnah zu betrachten. Dabei gibt es laufende, fahrende, fliegende und schwimmend Roboter, welche je nach Interessen der Zielgruppe, Komplexität der Thematik und Schulbudget eingesetzt werden können. Bei ihrer Realisierung reicht das Spektrum von für die Lehre entwickelten, proprietären Systemen (z. B. LegoMindstorm, Nao Roboter) über für die Lehre angepasste Systeme (mechanische Arme mit für die Schule angepassten Entwicklungsumgebung) bis hin zu durch die Lehrkräfte selbst entwickelten Systemen, wobei hier oft Arduino- und Raspberry-Pi-Boards die Steuerung übernehmen. Der zeitliche Einarbeitungsaufwand, die Kosten und die Flexibilität bei dem Einsatz im Unterricht variiert zwischen den einzelnen Ansätze zum Teil enorm.

Im Zusammenarbeit mit einzelnen Schulen wurde in der Gruppe „Didaktik der Elektrotechnik und Informatik“ ein System entwickelt, welches möglichst flexibel und kostengünstig sowie mit geringen Einarbeitungsaufwand verbunden sein soll. Als Chassis des fahrenden Roboters wurde eine frei verfügbare Plattform verwendet, welche bereits für ca. 20,- € erhältlich ist. Einen ähnlichen Ansatz wurde bei der Wahl der Steuerung mit dem Raspberry-Pi verfolgt, wobei hier nicht nur die Kosten, sondern auch der flexible Einsatz auch ohne der Roboterplattform vordergründig war.

Der Besuch eines beruflichen Gymnasiums führt unter Berücksichtigung eines Schwerpunkts - Gesundheit/Soziales, Technik oder Wirtschaft - nach einer erfolgreich absolvierten Abiturprüfung zur allg. Hochschulereife. Neben der Schwerpunktbildung zeichnen sich die beruflichen Gymnasien besonders durch das verbindlich mit 3 Unterrichtsstunden in die Stundentafel integrierte Profilfach "Informationsverarbeitung" (Begrifflichkeit Niedersachsen, KMK-Bezeichnung: Berufliche Informatik) aus. "Informatik für alle" Schülerinnen und Schüler ist in dieser Schulform Tradition. Durch eine Einbringungsverpflichtung von allen 4 Kursen der Oberstufe ist dieses Fach klar positioniert und eine tragende Säule aller beruflichen Gymnasien.

U. a. die Einführung eines verbindlichen Unterrichtsfachs "Informatik" bis zum Abschluss der Sekundarstufe I sowie die aus dem Jahr 2016 stammende Strategie der Kultusministerkonferenz für eine "Bildung in der digitalen Welt" führen in Niedersachsen zu einer Fortentwicklung der Unterrichtsinhalte in Beruflicher Informatik.

Der Vortrag gibt einen ersten Einblick in die angestrebte inhaltliche Neuausrichtung sowie die Ziele und Besonderheiten der Beruflichen Informatik.

Mögliche unterrichtliche Umsetzungen eines Lerngebiets Programmierung und Implementierung an beruflichen Gymnasien (Dr. Meinhard Kloke)