Oct 21, 2023 | Allgemein, Coding, Schulentwicklung, Unterricht
Während meiner Tätigkeit bei Schulen ans Netz (1996 – 2001) hatte ich das große Vergnügen, mit der Computerzeitschrift c’t zusammenzuarbeiten. Damals ging es vor allem um die Implementierung von Netzwerklösungen, hier mit dem Betriebssystem Linux. Immer wieder haben uns Redakteure zur Seite gestanden, um auch diese Variante zu berücksichtigen.
Blick in die Blackbox
Seit dem Start des Digitalpakts berichtet die c’t in regelmäßigen Abständen über Erfahrungen im Umgang mit digitalen Medien und stellt Tipps und Tricks vor. In der heute erscheinenden Ausgabe 24 findet sich nun ein Artikel, der sich mit der Einführung von KI in den ersten beiden Schuljahren der Sekundarstufe I beschäftigt. Hintergrund ist der vor zwei Jahren in NRW in Kraft getretene Kernlehrplan (KLP) für das Pflichtfach Informatik in den Klassen 5 und 6, der das Themenfeld „Künstliche Intelligenz“ vorschreibt. Die Schüler:innen sollen Kompetenzen im Bereich des maschinellen Lernens mit Entscheidungsbäumen und – am Gymnasium – auch mit neuronalen Netzen erwerben.
Eine speziell für jüngere Schüler entwickelte Unterrichtsreihe vermittelt im Rahmen eines Modellversuchs Grundlagenwissen über künstliche Intelligenz und neuronale Netze. Die c’t fasst die Unterrichtsreihe wie folgt zusammen
- Weil KI in immer mehr Bereichen des Alltags eine Rolle spielt, sind grundlegende Kenntnisse und eine Entmystifizierung der Technik wichtig.
- In einer altersgerechten Programmier- und Experimentierumgebung können Schüler der Klasse 6 erste Erfahrungen mit neuronalen Netzen sammeln.
- Wir stellen ein Projekt vor, das Schülern in acht Schulstunden ein grundlegendes Verständnis für KI-Systeme vermittelt.
Dafür ist lediglich eine frei zugängliche Webanwendung nötig, die sich auch daheim im Browser nutzen lässt:
Programmierung von Künstlichen Neuronalen Netzen mit Open Roberta xNN. Diese Folien bieten einen ersten Einstieg in die Programmierung eigener Künstlicher Neuronaler Netze mit dem Open Roberta Lab.
Für einen tieferen Einblick in die Unterrichtsansätze, empfehle ich den redaktionellen Beitrag (€):
1, 2, 3, Erfolgserlebnis
Und wenn ich schon dabei bin. In der Ausgabe 22 stellt die Redaktion eine weitere Anwendung vor: Den Calliope mini. Ursprünglich war der kleine Mikrocontroller für die Grundschule gedacht. Er eignet sich aber auch sehr gut für den Unterricht ab Klasse 5, wie die Beispiele in den skizzierten Unterrichtseinheiten zeigen. Auch hier die Zusammenfassung in der c’t:
- Mit dem Calliope mini und Block-Coding haben die meisten Schüler Spaß am Programmieren. Anspruchsvolle Aufgaben fördern und fordern auch begabte Schüler.
- Bewährt hat sich eine Kombination aus Open Roberta Lab als Programmierumgebung und vorgegebenen Programmablaufplänen, deren Farben sich am Farbschema der Blockbefehle im Lab orientieren.
- Am besten beginnt man mit einer überschaubaren Aufgabe und variiert diese immer wieder mit zunehmendem Schwierigkeitsgrad, wie im Artikel dargestellt.
Eine umfangreiche Linkliste ergänzt den Beitrag, etwa:
Für einen tieferen Einblick in die Unterrichtsansätze, empfehle ich auch hier den redaktionellen Beitrag (€):
Wer mehr Ideen sucht …
Ich habe beim Aufbau dieser Plattform eine Themenseite erstellt und immer wieder ergänzt. Ist dadurch ein wenig unübersichtlich geworden und doch wird man schnell fündig, denke ich …
coding
Und schließlich diese in unserem Bildungsbereich kaum vorstellbare Umsetzung eines Lehr- und Lernkonzeptes der öffentlichen (!!) Agora-Schule aus den NL:
… Stay tuned …
Bildnachweis: Alexandra Koch @pixabay
Feb 14, 2022 | Coding, MINT
Nachdem ich kürzlich für einen Pythonkurs for girls only geworben habe, geht es heute um einen Einstieg in die Kommandozeilenstruktur von LINUX. In einem zweiwöchigen Kurs-Format plus eine Woche für – wer will – eine Abschlussprüfung. Felix Roth, ein HPI-Student, schreibt:
Wir kennen es aus vielen Filmen: Ein Hacker setzt sich an den Computer, tippt mit grüner Schrift auf einem schwarzen Bildschirm eine Weile und sagt: “Ich bin drin!”. Was dahinter steckt ist eine Kommandozeile, ein Weg mit Computern zu interagieren, der sehr mächtig ist, aber etwas undurchsichtig wirkt.
Wir wollen uns in diesem Kurs mit der Kommandozeile des Betriebssystems Linux beschäftigen. Mit dem Betriebssystem Linux kommt man öfter in Berührung, als man denkt. Linux läuft auf Handys, in smarten Lampen und auf Supercomputern.
Mit der Kommandozeile lässt sich schnell und effektiv arbeiten, man kann viele alltägliche Aufgaben automatisieren und kleinere Programme zu großen zusammenschließen.
Zielgruppe & Voraussetzungen
Dieser kostenlose Kurs richtet sich an alle, die die Kommandozeile noch nicht oder nur wenig benutzt haben und sich vielleicht schon länger gefragt haben, wie man sie bedient. In diesem Kurs werden nicht die Grundlagen von Linux gelehrt, hierfür gibt es bereits einen Kurs auf openHPI, in dem auch erklärt wird, wie Linux aufgesetzt wird. Daher nehmen wir an, dass ein Linux-System bereits zur Verfügung steht. Dabei ist die Distribution unerheblich, auch ob das Linux System in einer virtuellen Maschine oder im “Windows Subsystem for Linux” läuft, ist egal.
Kursstruktur
Der Kurs hat zwei Wochen mit Inhalt, danach kann in einer zusätzlichen Woche die Abschlussprüfung bearbeitet werden. Wir wollen uns zunächst mit den Grundlagen der Navigation in der Kommandozeile beschäftigen, indem wir uns einige grundlegende Kommandos anschauen. In der zweiten Woche lernen wir Filter und Pipelines kennen und geben auch einen Überblick über Anwendungen in der Kommandozeile.
Arbeitsaufwand
Der Arbeitsaufwand für diesen Kurs wird ungefähr 3 Stunden pro Woche betragen. Zusätzlich sollte ca. 1 Stunde für die Abschlussprüfung eingeplant werden.
Bildnachweis:@OPEN HPI
Nov 6, 2019 | Coding, Maker, OER-Material, Unterricht
Erstmals wurden in der viel diskutierten ICILS 2018 Studie u.a. auch die Kompetenzen der Achtklässler im Bereich des ‚Computational Thinking’ ausgewiesen.
Was ist das eigentlich, ‚Computational Thinking‘?
Birgit Eickelmann hat das in einem ZEIT ONLINE Interview sehr anschaulich beschrieben: Es handelt sich um die Fähigkeit, mithilfe von digitalen Medien und Algorithmen Probleme zu bearbeiten. Beim ICILS-Test müssen die Achtklässler zum Beispiel einen selbstfahrenden Schulbus steuern, oder sie müssen eine landwirtschaftliche Drohne so programmieren, dass Saatgut passgenau auf die Felder ausgebracht wird.
Tolle Aufgabenstellungen, wie ich finde. Und: Wer sich mit einem Abschlussjahr eines Abiturjahrgangs 2025 auseinandersetzt, findet erste Antworten auf die zukünftigen Herausforderungen der dann in die Berufswelt entlassenen Schülerinnen und Schüler: Die hier beschriebenen Anwendungen befinden sich bereits in der Umsetzung, manche sogar schon in der Produktreife…
Ergebnisse der Studie: Deutsche Achtklässler international im unteren Drittel
Da es sich bei ‚Computational Thinking‘ noch um einen vergleichsweise neuen Kompetenzbereich handelt, der noch nicht überall Eingang in die Lehrpläne gefunden hat, ist es für den Vergleich der Kompetenzergebnisse von nicht unerheblicher Bedeutung, zu untersuchen, in welchem Umfang Schülerinnen und Schüler überhaupt die Möglichkeit haben, damit verbundene Fähigkeiten zu erwerben und entsprechende Aufgaben im Unterricht zu bearbeiten. Gleichzeitig scheint vor diesem Hintergrund die Untersuchung des Aspektes, mit wie viel Nachdruck Lehrpersonen die Kompetenzen ihrer Schülerinnen und Schüler im Bereich ‚Computational Thinking‘ fördern, relevant. (…) Die Studie weist aus, dass der mittlere Kompetenzstand der Achtklässlerinnen und Achtklässler hierzulande signifikant unter dem internationalen Mittelwert liegt. (…) Immerhin deuten [die Ergebnisse] darauf hin, dass die Interpretation visualisierter Daten bereits in weiten Teilen in die verschiedenen Fachcurricula der Sekundarstufe I Einzug genommen hat und dort auch umgesetzt wird. Für andere betrachtete Aspekte, die sich beispielsweise auf das Modellieren oder aber die Algorithmisierung beziehen, wird jedoch im internationalen Vergleich ein deutlicher Nachholbedarf ersichtlich, der sowohl auf notwendige Veränderungen in den Lehrplänen als auch hinsichtlich der Entwicklung der Aus- und Fortbildung von Lehrinnen und Lehrern hinweist.
Zusammenfassend lässt sich – trotz der unterschiedlichsten Konzepte und Ansätze auf nationaler und internationaler Ebene – ‚Computational Thinking‘ als zunehmend wichtiger und zukunftsrelevanter Kompetenzbereich beschreiben, den mit steigender Relevanz von Algorithmen und künstlicher Intelligenz möglicherweise zukünftig alle Schülerinnen und Schüler im Laufe ihrer Schulzeit zur aktiven, reflektieren, kreativen und erfolgreichen Teilhabe an der Gesellschaft erwerben sollten, so schließen die Evaluatoren in ihrer ICILS Studie.
Material zur Lehrplanentwicklung? Ja, die gibt es…
Wer sich nun auf den Weg machen will, Lehrpläne zu modifizieren bzw. geeignet zu erweitern, kann bereits auf elaborierte Materialien zurückgreifen. Ich habe bereits in der Vergangenheit auf einige aufmerksam gemacht: Versuche und Experimente NaWi 5/6 sowie VR – Experimente. Das anmoderierende Bild (s.o.) stammt aus einer Publikation, die bereits seit knapp einem Jahr auf dem Markt ist: Digitale Bildung in der Sekundarstufe: Computational Thinking mit BBC micro:bit
In dem Vorwort heißt es: Die Welt, in der wir leben, die Art und Weise, wie wir arbeiten und unsere Freizeit gestalten, die Möglichkeiten, wie wir miteinander kommunizieren und uns informieren, ändern sich rasant. Neue Technologien überholen sich innerhalb kürzester Zeit. Welche Innovationen in zehn Jahren bereits Teil unseres Alltags sind, ist heute kaum abzuschätzen. Wie bereiten wir uns als Gesellschaft darauf vor? Welche Fähigkeiten, welches Wissen erfordert die Arbeitswelt von morgen? (…) Aufgabe der Schule ist es, unseren Kindern und Jugendlichen das nötige Werkzeug an die Hand zu geben, um auf die zukünftigen Entwicklungen und Herausforderungen vorbereitet zu sein.
Dem ist – auch mit Blick auf die o.g. Studie – nur zuzustimmen. Das Buch steht digital zur Verfügung, kann wegen der cc by Lizenz vervielfältigt, verbreitet und verändert werden. Das kommt insbesondere den Schulen entgegen, die calliope mini eingeführt haben. Die Beispiele lassen sich nach Aussagen des Herausgebers auch auf diesem Micro-Computer programmieren. Da es aber kleine Unterschiede gibt, empfiehlt Sandra Schön (Medienpädagogik Praxis-Blog) bei Maria Grandl (<maria.grandl@tugraz.at>) nachzufragen, wenn das notwendig erscheint – sie kenne nämlich Calliope und Micro:bit aus dem ff.
Link zum Buch Digitale Bildung in der Sekundarstufe: Computational Thinking mit BBC micro:bit
Bildnachweis: Cover aus Digitale Bildung in der Sekundarstufe: Computational Thinking mit BBC micro:bit. Aus: „Bachinger, A., Teufel, M. (Hrsg.). (2018). Computational Thinking mit BBC micro:bit. Grieskirchen, Austro.Tec“. Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz. creativecommons.org/licenses/by/4.0
Sep 23, 2019 | Coding, Medienkonzept
…fragt Jakob von Lindern in einem lesenswerten Beitrag der ZEIT Online. Dem Autor geht es darum, im Schulunterricht Themen zu vermitteln, die im Sinne der Soziologin Natalie Sontopski helfen zu verstehen, wie Programmierung funktioniert. Das zu wissen, hilft dabei zu verstehen, wie unsere Welt funktioniert. von Lindern geht es um Berührungspunkte mit der Technik, um ein grundsätzliches Verständnis der Technologie, die unser Leben durchdringt. Wie funktioniert das Internet, wie ist ein Computer aufgebaut, was sind Daten? und stellt mehrere Initiativen vor, die Schulen helfen, diese Themen in den Unterricht zu bringen.
Link zum Artikel
Bildnachweis: pixabay
update 26.10.2019:
Gib mir Befehle! Ulf Schönert zum Thema Programmieren lernen, erneut in ZEIT-Online (allerdings nur für Abonnenten lesbar, daher keine neue Nachricht erstellt)
