Coding

Was wir heute erleben, ist der Übergang in den Nebel der Daten, bei denen Algorithmen anfangen, über Korrelationen Entscheidungen zu fällen. Und die können sehr relevant sein. Konkretes Beispiel: Es gibt inzwischen Banken wie Kreditech, die entscheiden nach Ihren persönlichen Daten von sozialen Netzwerken und E-Mails, ob Sie kreditwürdig sind oder nicht. Und das Interessante ist: Diese Daten machen das auf der Basis von Korrelationen. Wenn Sie den Kredit nicht bekommen, haben Sie keine Chance, im Nachhinein zu sagen: “Woran liegt es?”, weil der Software-Entwickler, mit dem ich sprach, sagt: “Das können wir selber nicht sagen.” Der Algorithmus kommt darauf.1
Ranga Yogeshwar

Journalist

Algorithmische Systeme sind längst Teil unseres Alltags und betreffen jeden von uns. Doch was wissen und denken eigentlich die Menschen in Deutschland über Algorithmen? Dieser Frage ist die Bertelsmann-Stiftung in einer repräsentativen Bevölkerungsbefragung nachgegangen. Die Ergebnisse machen deutlich: Wenn es um Algorithmen geht, herrscht in Deutschland Unkenntnis, Unentschlossenheit und Unbehagen.

Wenn wir Informationen googeln, auf Facebook unterwegs sind oder Tinder nutzen, jeden Tag sind wir mit Algorithmen konfrontiert. Sie entscheiden nicht nur, welche Informationen uns angezeigt werden. Sie bewerten auch unsere Kreditwürdigkeit und entscheiden teils schon, wer im Bewerbungsprozess auf einen Job die Hürde der Vorauswahl nimmt. Das kann zu mehr Chancengerechtigkeit, aber auch zu Diskriminierungen führen. Die Diskussion über Chancen und Risiken algorithmischer Entscheidungsfindung nimmt zumindest in der Presse und Politik allmählich Fahrt auf. Doch was ist mit der Bevölkerung? Was wissen die Menschen über Algorithmen und ihren Einsatz? Welche Einstellungen haben sie zum Thema? Und wollen sie, dass Entscheidungen automatisiert getroffen werden? Antworten auf diese Fragen gibt die Umfrage “Was Deutschland über Algorithmen weiß und denkt”. Die Ergebnisse zeigen, dass die Menschen in Deutschland sehr wenig darüber wissen, was Algorithmen sind und wo sie eingesetzt werden. Die meisten haben noch keine klare Meinung zu Chancen und Risiken , hegen jedoch ein großes Unbehagen gegenüber Urteilen und Entscheidungen von Algorithmen.2

 

 

Schon mit der Entwicklung der Sprache ersannen die Menschen für ihr Zusammenleben in größeren Gruppen Verhaltensregeln, Gebote, Gesetze – einfachste Algorithmen. Mit der Sprache ist auch eine geeignete Möglichkeit gegeben, Verfahren und Fertigkeiten weiterzugeben – komplexere Algorithmen. Aus der Spezialisierung einzelner Gruppenmitglieder auf bestimmte Fertigkeiten entstanden die ersten Berufe. Der Algorithmusbegriff als abstrakte Sicht auf Aufgabenlösungswege trat zuerst im Rahmen der Mathematik, Logik und Philosophie ins Bewusstsein der Menschen. Ein Beispiel für einen mathematischen Algorithmus aus dem Altertum ist der Euklidische Algorithmus.

Algorithmen für Computer sind heute so vielfältig wie die Anwendungen, die sie ermöglichen sollen. Vom elektronischen Steuergerät für den Einsatz im KFZ über die Rechtschreib- und Satzbau-Kontrolle in einer Textverarbeitung bis hin zur Analyse von Aktienmärkten finden sich tausende von Algorithmen.3

Was ist ein Algorithmus: Einfach erklärt
Der Begriff Algorithmus ist aus einer digitalen Welt nicht mehr wegzudenken. Aber was genau bedeutet er und was hat er mit einer IKEA-Anleitung zu tun? Die Antworten erfahren Sie im Video.

Weiterführendes Material

 

Lernroboter im Unterricht – Problemlösen und Modellieren mit den Robotern Blue-Bot, Ozobot und Thymio

Die Herausgeber des Forschungsprojekts „Lernroboter im Unterricht“, Universität Münster (Prof. Dr. Horst Zeinz & Raphael Fehrmann) schreiben:

Um bei Schüler*innen ein grundlegendes Verständnis und Bewusstsein für das Wirken von Algorithmen anzubahnen, werden immer häufiger Lernroboter im Unterricht eingesetzt. Durch die direkte Interaktion mit Lernrobotern erfahren die Schüler*innen nicht nur die algorithmische Wirkungsweise der Programmierungen als Bestandteil einer informatischen Grundbildung, sondern sie erlernen Kompetenzen im Problemlösen, da Programmierfehlern aktiv begegnet werden muss.

Die Webpräsenz des Forschungsprojekts „Lernroboter im Unterricht“ (Universität Münster) bietet zu den Robotern Blue-Bot, Ozobot und Thymio entwickelte Unterrichtsmodule zum Download an. Die Module wurden von Lehramtsstudierenden gestaltet und zeigen, wie die Lernroboter fächerübergreifend und fachspezifisch in verschiedenen Jahrgangsstufen und Schulformen Anwendung finden können. Fachdidaktische Aspekte werden ebenso wie das entdeckende Lernen berücksichtigt. Alle Materialien stehen unter der Lizenz “CC BY 4.0”. Die Nutzung ist kostenlos.

Um grundlegende Prinzipien und Funktionsweisen der digitalen Welt als Bestandteil digitaler Bildung in verschiedenen Kontexten zu vermitteln, weisen die Unterrichtsmodule thematische und fachliche Vielfalt auf. Ausgewählte Themen sind beispielsweise:

  • „Der Blue-Bot und seine Müllprofis – Eine Unterrichtsstunde zur problemorientierten Planung und Umsetzung eigener Programmierungen mit dem Blue-Bot“,
  • „Es war einmal ein Ozobot… – Verwendung des Lernroboters Ozobot Bit zur Erweiterung der digitalen Kompetenz sowie zur Förderung der Erzählkompetenz im Deutschunterricht zum Thema Märchen“ oder
  • „Der Ozobot im Blutkreislauf – Der Weg des Blutes im menschlichen Körper“.

Mithilfe eines Erklärvideos erhalten Sie über jedes Modul einen Überblick. Im Downloadbereich finden Sie jeweils eine konkrete Unterrichtsverlaufsplanung, eine Lehrkrafthandreichung inkl. didaktischer Hinweise sowie die adaptierbaren Unterrichtsmaterialien hinterlegt. Neben den Unterrichtsmodulen wird das universitäre Hochschulseminar online zum Download bereitgestellt.

 

 CS Unplugged – Informatik ohne Computer

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.

 

Informatik ohne Strom

Viele Konzepte der Informatik lassen sich auch ohne Hilfe von Computern, sondern mit Hilfsmitteln wie Papier, Stiften, Würfeln oder Spielkarten erklären bzw. im wahrsten Sinne des Wortes „be-greifen“. Solche Erklärungen werden als „Computer Science Unplugged“ (auf deutsch in etwas „Informatik ohne Strom“) bezeichnet und finden immer grössere Verbreitung.

[Schulbuch] Digitale Bildung in der Sekundarstufe – Computational Thinking mit BBC micro:bit

Seit September 2018 ist das Schulbuch Digitale Bildung in der Sekundarstufe – Computational Thinking mit BBC micro:bit verfügbar – sowohl als gedrucktes Buch, als auch als PDF-Datei, die kostenlos vom zugehörigen Wiki heruntergeladen werden kann. Das Buch beinhaltet Beispiele, welche die fächerintegrative Umsetzung der verbindlichen Übung in der Sekundarstufe 1, genauer gesagt die Aneignung von Kompetenzen aus dem Kompetenzfeld Computational Thinking , unterstützen sollen. Am Beginn des Buches gibt es eine Beispiel-Übersicht, die darstellt, in welchem Unterrichtsfach das jeweilige Beispiel behandelt werden kann. Eine zentrale Rolle im Buch spielt der BBC micro:bit. Das ist eine Platine mit einem Mikroprozessor und verschiedenen Sensoren. 

Im März 2019 wurde ein Massive Open Online Course  zum Schulbuch auf der MOOC-Plattform iMooX.at entwickelt. Im Online-Kurs erklären Maria Grandl und Katharina Hohla von der TU Graz, wie das Schulbuch im Unterricht eingesetzt werden soll. Man kann sich jederzeit einschreiben.

 

Das Projekt RINOcloud
RINOcloud – ein Lernspiel zum Einstieg in die grafische Programmierung eines Roboters. Mit diesem Online-Lernangebot bietet ein Team der TU Hamburg den Schülerinnen und Schülern Lektionen zur grafischen Programmierung eines LEGO Mindstorms Roboters an. Interessant ist der Gamification Ansatz: Man kann einen selbstentwickelten Code an die TUHH schicken. RINO, im Hamburger Labor, führt diesen Code aus. Darüber hinaus kannman alles über einen Videostream live beobachten! Ein/e Tutor/in steht über eine Live-Feedback-Funktion zur Verfügung und unterstützt die Schülerinnen und Schüler individuell.

Making Coding – 14 kreative Medienideen für die Schule
Das Heft entstand anlässlich der Veranstaltung iMedia 2018. Anwesende Lehrkräfte waren eingeladen, sich mit Aspekten der Informatik, Programmierung und Robotik auseinanderzusetzen. Die kreative Beschäftigung mit Mini-Rechnern, Robotik-Baukästen, 3D-Druckern, Lasercuttern, LEDs und Lötkolben ist bereits in die Grundschulen möglich. Das Team von medien+bildung. Die auf der Tagung demonstrierten Methoden wurden in einer Broschüre veröffentlicht.

Coding – ein Baustein der informatischen Bildung

Das Heft kommt aus Österreich und bietet einen gelungenen Mix aus Theorie (Uni) und Praxis (Schule): Im vorliegenden Sonderheft von „Schule aktiv“ wird die Thematik aus der Sicht der (universitären) Lehre, Schulpraxis, Pädagogik und auch Bildungsplanung behandelt. Neben einigen theoretischen Beiträgen, die sich u.a. mit der gegenwärtig vielfach geforderten digitalen Bildung mit Programmieranteilen auseinandersetzen, werden auch praktische Anleitungen von „Makern für Maker“ für erfolgreiches Codieren geboten.

Big Data
Das von iRights.Lab entwickelte Medienpaket bearbeitet das große Thema Big Data sehr umfassend und nimmt dabei immer wieder Bezug auf die Lebenswirklichkeit der Schülerinnen und Schüler. Es ist in 3 Teile gegliedert:
• Teil A – Einführung
• Teil B – Praxisbeispiele
• Teil C – Chancen und Herausforderungen
In Teil A werden die Grundlagen gelegt, der Begriff Big Data wird definiert und erklärt, Beispiele werden angerissen sowie Chancen und Herausforderungen genannt. Teil B nennt Beispiele, wie Big Data in der Praxis funktioniert. Die Beispiele sind grafisch visualisiert und werden jeweils in Sachinformationen erklärt. Teil C soll den Blick auf Tiefergehendes lenken. Zentrale Chancen und Herausforderungen werden genannt und konkretisiert. Dabei wird sowohl auf die Aufgaben von Unternehmen, Staat und Gesellschaft als auch auf die jeder und jedes Einzelnen gesehen. Ein Blick in die Zukunft soll gewagt werden.
Die Teile A und B sind geeignet ab Klasse 7, die Medien aus Teil C bieten sich ab der 10. Klasse an. Die Medien sind an der Strategie der Kultusministerkonferenz „Bildung in der digitalen Welt“ ausgerichtet. Je nach Lehrplan sind sie vor allem für die Fächer Informatik, Technik, Sozialkunde und Ethik geeignet.

LernBaustein Arduino
Das Heft ist dazu gedacht, dass sich SchülerInnen in Klasse 8 jeweils zu zweit vor einem Mikrocontroller und einem Computer über etwa 10 Doppelstunden hinweg in das Thema einarbeiten.

Machine Learning – Intelligente Maschinen
Materialien für den Unterricht
Aus dem Vorwort: Sprache verstehen und anwenden, Muster erkennen oder Probleme lösen: Bereits als Kind wiederholen wir Abläufe solange, bis unser Erfahrungsschatz ausreicht, wir neue Fähigkeiten beherrschen oder uns neue Zusammenhänge erschließen. Bei der Anwendung von Machine Learning Verfahren bringen wir Maschinen eine ähnliche Art des Lernens bei. Datensatz für Datensatz lernen sie Prinzipien unserer Lebenswelt kennen, um unter anderem uns Menschen besser zu verstehen und auf uns reagieren zu können. (…) Die grundlegenden Mechanismen dahinter sind meistens jedoch nicht auf den ersten Blick ersichtlich. Für eine mündige Nutzung der Technologien ist dieses Wissen jedoch zwingend erforderlich.
Insbesondere Schüler*innen sollten die Konzepte nachvollziehen und verstehen, die das Zeitalter der Digitalisierung und somit ihre Gegenwart und Zukunft prägen. Die Vermittlung von Kenntnissen über Künstliche Intelligenz und Machine Learning rücken dadurch immer mehr in den Fokus der Didaktik. Mit der vorliegenden Handreichung erhalten Lehrkräfte einen kompakten Einstieg in diese Themenfelder. Neben Erklärungen zum Verständnis bietet das Material eine modulare Anleitung für den direkten Einsatz im Unterricht.

Padlet Coding für Kids – Programmieren lernen in der Schule vom Medienzentrum Main Tauber Kreis

Scratch – Projektideen pädagogische hochschule schwyz

Medienpädagogik – Praxisblog: Suchergebnis zu Coding

…mit vielen Ergebnissen zu praxinahen Hinweisen

Das URL-Kompendium, Chatserver für den Unterricht
Armin Hanisch bietet in seinem Blog ab und an Beiträge mit informatischen Bildungshintergrund.
Die Inhalte zum URL Kompendium sind seiner Meinung nach notwendiges Grundwissen für eine kompetente Navigation im Web. Der Chatserver soll im Unterricht verwendet werden, die LuL sollen sich auf das Thema «Chat» konzentrieren können, ohne erst mühsam irgendwelche Benutzerkonten zu benötigen oder womöglich auf IT-Unterstützung angewiesen zu sein.

Programmieren mit der Maus

Am Beispiel neuentwickelter Lehr- und Lernmaterialien zu ‚Programmieren mit der Maus‘ des WDR wurde demonstriert,
wie man solche Ressourcen sinnvoll in ein Learning Management System (LMS) einbetten kann. Es wurde explizit darauf
hingewiesen, dass hier ein Konzept des WDR-Teams vorgestellt wird und noch keine finale Fassung. Das endgültige
Projekt wurde vom 6. bis 8. Mai auf der Messe re:publica in Berlin präsentiert.

Ein Einführung in das Programm von den LMS- Entwicklern.

Was ist ein Algorithmus?

Algorithmen betreffen viele Bereiche des Lebens. Aber was genau ist ein Algorithmus? Wie wird er angewendet, zum Beispiel in Bewerbungsverfahren? Und warum bergen lernfähige Algorithmen auch Gefahren? Ein vierminütiger Beitrag des MDR.

APPCAMPS

Hier findet man kostenfreies Unterrichtsmaterial zu Programmierung und digitalen Themen, wie z.B. App-Entwicklung, Apps mit Javascript, Calliope mini, Rund um Daten, Webseiten mit HTML & CSS u.v.m.

Coding for tomorrow
Coding For Tomorrow verfügt über eine Reihe von qualifizierten Trainerinnen und Trainer, die Schülerinnen, Schüler und Lehrkräfte in ihren Workshops, Schulungen oder Unterrichtseinheiten unterstützen und motivieren. Eine Reihe der Materialien stehen unter der cc-by-sa-4.0 Lizenz zur Verfügung.

inf-schule

Dort gibt es viele Kurse für Schüler*innen, die aber auch für LK zum Einstieg geeignet sind. Die „Macher“ empfehlen #Scratch für einfache Grundlagen und darauf aufbauend #Python, wenn es um Programmierung geht. 

Hopp Foundation:

Im Online-Workshop „Informatische Grundbildung – Basiskurs Informatik“ beschäftigen wir uns mit informatischer Grundbildung: Es geht um Daten & Codierung, Algorithmen, Rechner & Netze und Informationsgesellschaft & Datensicherheit. Im Rahmen der Fortbildung arbeiten wir mit Unterrichtsmaterialien von App Camps, die für diese Themen konzipiert wurden und direkt im Unterricht eingesetzt werden können. Dabei beschäftigen wir uns u.a. mit Codierung im Alltag, Binärcodierung, Modellierung mit Flussdiagrammen und Algorithmen. Ein Schwerpunkt der Fortbildung liegt auch immer auf der Entwicklung eigener Anwendungen mit der blockbasierten Programmiersprache Scratch 3.0.

Im Zentrum des Online-Workshops steht eine ausgearbeitete Programmiereinheit für Klasse 7, die sich hauptsächlich um ein Rennspielprojekt dreht. Wer möchte, erhält Arbeitsmaterial (Arbeitsblätter und Lernvideos), die bereits eine runde Unterrichtseinheit ergeben, aber auch modular verwendet oder angepasst werden können. Es werden in der Einheit alle Punkte aus den Bildungsstandards Klasse 7 zum Thema Algorithmen integriert.

Lehrkräfte ohne Scratch-Erfahrung erhalten eine Einführung in Scratch 3 und einen Überblick über die Anforderungen in den Bildungsstandards.

Ein besonderes Augenmerk wird auf eine mögliche Umsetzung der Einheit im Fernunterricht gelegt, wobei einige der zugehörigen Ideen auch den Präsenzunterricht im Computerraum entlasten können.

Rasperry-Pi-Magazine
Die CHIP-Redaktion stellt einige Ausgaben der o.g. Reihe kostenfrei zur Verfügung.

Programmieren Lernen – Tools für die Schule

Diese Seite richtet sich an Lehrpersonen aller Stufen. Sie bietet eine Übersicht über Werkzeuge zum Thema “Programmieren lernen” die sich im Einsatz bewährt haben. Die Werkzeuge sind eingeteilt in die Kategorien “Roboter”“online”“Platinen” und “Apps” (iOS). Passendes Unterrichtsmaterial ist beim Werkzeug verlinkt.

Select Murderer from SQL City!

Tipp aus der c’t 26.20194: In SQL City gab es einen Mord. Wer war es? Und was war das Motiv? Zur Aufklärung dieser Fragen stehen Datenbanken und Diagramme bereit, die erfahrene SQL-Experten abfragen können, um den Täter zu finden. Aber auch für SQL-Neulinge ist die Webseite mystery.knightlab.com keine Zeitverschwendung.

Sie bietet ein Tutorial, um die Grundbefehle der Datenbanksprache zu erlernen und dieses Wissen gleich im Anschluss zur Aufklärung des Falls zu nutzen. Wer auf den Geschmack gekommen ist, Kriminalfälle mithilfe von IT zu lösen, kann auf github.com/veltman/clmystery gleich weitermachen: Alles was zur Auflösung des Falls „A crime in the neighboring Terminal City“ benötigt wird, ist eine Kommandozeile und die bereitgestellte ZIP-Datei. Darin befinden sich Hinweise und Spielregeln, die helfen sollen, den Spieler auf die richtige Spur zu bringen.

mystery.knightlab.com

github.com/veltman/clmystery

Waklet zum Thema Coding von Ines Biehler

Lernvideo mit Quizelementen zum Thema Netzwerke

Materialien der Pädagogischen Hochschule Niederösterreich zum BBC micro:bit

Open Roberta Lab, Fraunhofer Institut – Artikel dazu

Link zu Schulmaterialen (u.a. zum Handbuch des Cornelsen Verlags)
Die gemeinnützige GmbH Calliope mini bietet eine Riehe von Materialien an. In Kooperation mit dem Cornelsen Verlag entstand die Idee, das Buch kostenfrei als Download anzubieten.
Lehrerfortbildungsworkshop zu Calliope Mini: Das Poster bietet ebenfalls die oben stehenden Links zu Projekten und Schulmaterial auf.
Programmieren mit Microbit, Blogbeitrag PH Thurgau
Ein MOOC der Fa. SAP
ein schön aufgemachtes (Online)Tutorial
Klassenarbeit zum Thema (eine Lehrerin hat das Arbeitsblatt auf Twitter veröffentlicht)

Footnotes

  1. https://www.telekom.com/de/konzern/digitale-verantwortung/details/video-interview-mit-ranga-yogeshwar-haben-algorithmen-vorurteile–439952
  2. https://www.bertelsmann-stiftung.de/index.php?id=5772&tx_rsmbstpublications_pi2%5bdoi%5d=10.11586/2018022
  3. https://de.wikipedia.org/wiki/Algorithmus
  4. Ct.de/ynwd