Informatik in der Grundschule

Über den Einsatz von Tablets und Computern in der Grundschule wird nach wie vor kontrovers diskutiert. Bei dieser Diskussion geht es meistens um ihren Einsatz in verschiedenen Fächern. Dabei wird der Bereich der Informatik einfach außen vor gelassen und wird dabei nicht einmal erwähnt.
Wer sich aber mit den Grundlagen der Informatik beschäftigt, erkennt schnell, dass hier Fähigkeiten gefördert werden, die in allen Bildungsplänen der Grundschulen fest verankert sind. Es geht um das Lösen von Problemen und meistens von Problemen, für die es nicht nur die eine richtige Lösung gibt, sondern verschiedene kreative Lösungswege modelliert werden können, die ein problemlösendes Denken fördern. Das Grundverständnis der Informatik basiert auf Informationen, die berechnet, verteilt und gespeichert werden, also informatische Kompetenzen, die eine bewusste Teilnahme an unserer zunehmend digitalisierten Gesellschaft und ihrer konstruktiven Mitgestaltung erfordern.

Die hier aufgeführten Angebote sind zudem altersgerecht so aufbereitet, dass sie den Schülern einfach Spaß machen und damit auch das Lernen von Grundlagen der Informatik spielerisch erarbeitet werden. Das allein sollte schon Grund genug sein mit der Klasse loszulegen und sie eigene Codes schreiben zu lassen.

Im Folgenden haben wir einen Überblick erstellt, die Möglichkeiten für den unterrichtlichen Einsatz zeigen:

Online-Plattformen
Apps
Programmieren am realen Modell
Umsetzungsmöglichkeiten ohne Computer


Online-Plattformen 

code.org ist eine gemeinnützige Organisation, die Kinder für Informatik und für das Programmieren begeistern will. Die Webseite enthält frei zugängliche Einführungen (Tutorials) und spielerische Programmierübungen. Diese Übungen sind an beliebte Spiele wie Angry Birds, Minecraft und Eiskönigin angelehnt. Code.org verwendet Code Studio als Programmiersprache, die auf zugrundeliegenden Konzepte der Programmierung durch das Zusammenstecken von Logikblöcken aufgreift. In den ersten Übungen wird die Figur von Angry Birds über den Bildschirm bewegt und ein Haus fertig gezeichnet.
Die Verwendung der Plattform ist für Schülerinnen und Schüler ab der 3. Jahrgangsstufe geeignet.

Die Adaption von bekannten Spielen und Filmen soll das Interesse wecken und gleichzeitig motivieren.

Mit Angry Birds werden erste Sequenzen erstellt.

 


Apps 

Scratch Jr. ist eine einführende Programmiersprache, die jüngere Kinder (ab 5 Jahre) dazu befähigt, eigene interaktive Geschichten und Spiele zu entwickeln. Die Kinder fügen grafische Programmblöcke aneinander, um Figuren zu bewegen und sie hüpfen, tanzen und singen zu lassen. Die Kinder können die Figuren im Farbeditor selbst anpassen und dort ihre eigenen Stimmen und Geräusche hinzufügen. Auch Fotos lassen sich für die Figuren verwenden. Anschließend werden die Programmblöcke genutzt, um die Figuren zum Leben zu erwecken.

Die Programmoberfläche von Scratch Junior

Gefüllt mit Objekten samt Codeblöcken.

Die kostenlose App kann im Store für die jeweiligen Tablets (Android, iOS) heruntergeladen werden.
Weitere Infos findet man unter scratchfoundation.org

Unterrichtsbeispiele:
https://schuelerlabor.informatik.rwth-aachen.de/sites/default/files/dokumente/Modulhandbuch-ScratchJR.pdf
Materialien für ein Tierwettrennen und einen Zoospaziergang zum Selbstprogrammieren unter https://schuelerlabor.informatik.rwth-aachen.de/module

 

Hopscotch App (nur für iPhone und iPad)
Die App bietet den Zugang zu einer Programmiersprache auf spielerische Weise. Die Kinder finden vorgefertigte Programmblöcke vor, die sich zu einem Programm zusammenschieben lassen. Mit den Programmen lassen sich Figuren bewegen, Bilder malen und kleine Spiele programmieren. Die App ist für Anfänger konzipiert und kann ab Klasse 4 eingesetzt werden. Allerdings gibt es die App (In-App Käufe) nur auf Englisch und auch die Videos und Tutorials auf YouTube sind fast ausschließlich englischsprachig.
Mehr Informationen und Beispiele findet man unter gethopscotch.com


Programmieren am realen Modell 

Geht es um die Übertragung der ersten Programmiererfahrungen auf reale Modelle und um Anwendungsmöglichkeiten des Programmierens, zeigen sich zwei Systeme für die Grundschule: Calliope mini und Lego WeDo 2.0

Bei beiden Modellen werden in der Umsetzung Partnerarbeit (Teamfähigkeit und Kommunikation), handlungsorientiertes Lernen, entdeckendes Lernen, Selbststeuerungsprozesse im Lernen über (Erfolg und Misserfolg), problemorientiertes Denken, kodieren und programmieren gefordert, um zur Lösung zu gelangen. Dies ist besonders in der Grundschule ein starkes Argument für die Wahl eines der beiden Modelle, auch wenn diese mit Anschaffungskosten verbunden sind.

Das Calliope mini StarterSet

Calliope mini ist ein kindgerechter Einplatinencomputer in Sternenform. Über ein Verbindungskabel (USB-Mini zu USB-Kabel) ist er am Endgerät (PC, Notebook) verbunden, um das Programm überspielen zu können.

Dazu nutzen die Schüler eine einfache Programmiersprache (NEPO, Calliope mini Editor oder PXT), die auf bunten Bausteinen (Blöcken) basiert und wie Puzzleteile ineinander passen. Um mit NEPO arbeiten zu können, wird eine Internetverbindung und ein aktueller Browser benötigt. Der Editor ist kostenfrei. Es gibt zahlreiche Unterrichtsideen und Umsetzungsbeispiele für den Primarbereich.

Der Calliope mini verfügt über viele fest verbaute Sensoren (Lage, Helligkeit, Temperatur, Geräusche und Berührung) und Ausgabe-/Anschlussmöglichkeiten, so dass sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Unterricht anbieten.
Nachfolgend einige Links zu Angeboten im World Wide Web:

Die hier zum Download angebotenen Schulmaterialien von InfoSphere – Schülerlabor Informatik sind lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz:
https://schuelerlabor.informatik.rwth-aachen.de/module (Nachtlichter, Blinkgesichter, …)

Auf dieser Seite findet man eine Sammlung von Unterrichtsmaterialien:
https://calliope.cc/schulen/schulmaterial (Minipiano, Countdown-Zähler, Morsen)

 

Weitere Infos unter https://www.cornelsen.de/calliope/

Unterrichtsmaterial zum Calliope mini – Das Maulwurfspiel:
https://appcamps.de/wp-content/uploads/2017/12/Beispiel_OpenRoberta_Maulwurfspiel.pdf

Die Blumenpflegestation:
https://appcamps.de/wp-content/uploads/2018/06/calliopeCC_Blumenpflegestation.pdf

Programmieren mit Open Roberta – Einführung und Unterrichtsbeispiele mit dem Calliope mini
https://www.roberta-home.de/fileadmin/user_upload/Materialien/Lerneinheiten/Programmieren_mit_Open_Roberta_Kapitel_5.pdf

Es gibt zahlreiche Videos zu Calliope mini auf YouTube.
Der Einsatz wird ab Klasse 3 empfohlen.
Die Anschaffungskosten für die Grundausstattung liegen pro Stück bei ca. 38 €


Lego WeDo 2.0 (https://education.lego.com/de-de)
Die Lego WeDo Software ist kostenfrei und kann auf Tablets und PCs (Android, Windows, iOS, Chromebook) installiert werden.
Über Bluetooth 4.0 können Tablets die selbstgebauten Legomodelle ansteuern.
Es gibt von Lego bereits fertige Unterrichtseinheiten mit über 60 Aufgabenstellungen und auf der Software 17 Forschungsprojekte (angeleitete und offene Projekte) auf verschiedenen Niveaustufen zur Umsetzung.
Dank dem enthaltenen Motor, dem Smarthub (Steuerungselement), und verschiedener Sensoren (Lage, Bewegung) lassen sich vielfältige Modelle entwickeln.
Die Programmiersprache basiert auf farbigen Blöcken, die zusammengeschoben werden können. In der Software befinden sich auch Unterrichtsmaterialien für den Sachunterricht, inklusive der Lehrerhandbücher, Anleitungen für die Programmierung, Tutorials und Bauanleitungen.
Die Anschaffungskosten für den Lego WeDo 2.0 Bausatz liegt bei ca. 175 €.
Der Einsatz wird ab Klasse 2 empfohlen. Bei einer Klassenstärke von 24 Kindern benötigen Sie 12 Bausätze.

Lego Education WeDo 2.0: Software, Handelspartner, Unterrichtsmaterialien uvm.
https://education.lego.com/de-de/product/wedo-2

Einführung in WeDo 2.0, Lernstandserhebung mit WeDo 2.0, Unterrichtsvorbereitung:
https://le-www-live-s.legocdn.com/wedo/pdfs/introduction/introduction-de-de-v1.pdf

Lehrerhandreichung: Erste Schritte, offene Projekte, geführte Projekte
https://le-www-live-s.legocdn.com/wedo/pdfs/scienceteachersguide/scienceteachersguide-de-de-v2.pdf

Lehrerhandreichung zur Entwicklung des informatischen Denkens bei Schülern mit WeDo 2.0:
https://le-www-live-s.legocdn.com/wedo/pdfs/computationalthinkingteacherguide/computationalthinkingteacherguide-de-de-v1.pdf

Toolbox: Programmieren und Konstruieren mit WeDo 2.0
https://le-www-live-s.legocdn.com/wedo/pdfs/toolbox/toolbox-de-de-v1.pdf

Online-Fortbildungen entdecken – Die Lektionen führen die Lehrkräfte schrittweise und von Grund auf durch die WeDo 2.0 Lösung, bis sie bereit für den Unterricht sind:
https://elearning.legoeducation.com/lessons/einfuhrung-in-wedo-2-0-fv?lang=de

Diese zusätzlichen Aufgaben dienen als Ergänzung zum WeDo 2.0 Unterrichtsmaterial, das bereits in der WeDo 2.0 Software enthalten ist:
https://le-www-live-s.legocdn.com/downloads/WeDo2/WeDo2_MAKER_1.0_de-DE.pdf

 


Umsetzungsmöglichkeiten ohne Computer 

Die Stiftung „Haus der kleinen Forscher“ stellt eine Themenbroschüre im pdf-Format zum Herunterladen zur Verfügung. In dieser Broschüre „Informatik entdecken – mit und ohne Computer“ werden zahlreiche Umsetzungsideen für den Unterricht aufgezeigt und das Themenfeld Informatik kindgerecht aufbereitet:
https://www.haus-der-kleinen-forscher.de/fileadmin/Redaktion/1_Forschen/Themen-Broschueren/170731_Broschuere_Informatik_web.pdf

CS Unplugged ist eine Sammlung kostenloser Lehrmaterialien, durch die Informatik anhand von anregenden Spielen und Aufgaben mit Karten, Bindfaden, Wachsstiften und viel Herumrennen gelehrt wird:
https://csunplugged.org/de/
Eine vollständige Übersicht der Ausdrucke gibt es unter https://csunplugged.org/de/resources/
Das Material von CS Unplugged steht als Open-Source-Material auf GitHub zur Verfügung und die Inhalte dieser Website sind unter einer internationalen Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 Lizenz verfügbar!


Die Plattformen und Systeme haben keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern stellen eine Auswahl an Möglichkeiten dar. Sollten weitere Empfehlungen in diesem Zusammenhang erwähnenswert sein, begrüßen wir diese als Kommentar auf der Seite zu hinterlassen. Vielen Dank!

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