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Informatischen Hochleistern über die Schulter geschaut : was können schwache Problemlöser lernen
(2009)
Leistungsstarke Problemlöser zeigen ein deutlich anderes Vorgehen beim Bearbeiten von typischen Informatikproblemen als schwächere Problemlöser, das hat eine Studie mit Hochleistern und einer Vergleichsgruppe mit Informatikstudierenden ergeben. Auffällig war das Fehlen informatikspezifischer Herangehensweisen bei der Problembearbeitung durch die Vergleichsgruppe, obwohl ihnen die dazu notwendigen Werkzeuge wie etwa Baumstrukturen oder Rekursion durchaus bekannt waren. Die Frage, wie nun die deutlich effizienteren Strategien der Hochleister didaktisch aufgearbeitet werden können, um sie an schwache Problemlöser zu vermitteln, wird im vorliegen Beitrag anhand der Konzeption eines Lehrvideos diskutiert.
Intuitive Modelle der Informatik sind gedankliche Vorstellungen über informatische Konzepte, die mit subjektiver Gewissheit verbunden sind. Menschen verwenden sie, wenn sie die Arbeitsweise von Computerprogrammen nachvollziehen oder anderen erklären, die logische Korrektheit eines Programms prüfen oder in einem kreativen Prozess selbst Programme entwickeln. Intuitive Modelle können auf verschiedene Weise repräsentiert und kommuniziert werden, etwa verbal-abstrakt, durch ablauf- oder strukturorientierte Abbildungen und Filme oder konkrete Beispiele. Diskutiert werden in dieser Arbeit grundlegende intuitive Modelle für folgende inhaltliche Aspekte einer Programmausführung: Allokation von Aktivität bei einer Programmausführung, Benennung von Entitäten, Daten, Funktionen, Verarbeitung, Kontrollstrukturen zur Steuerung von Programmläufen, Rekursion, Klassen und Objekte. Mit Hilfe eines Systems von Online-Spielen, der Python Visual Sandbox, werden die psychische Realität verschiedener intuitiver Modelle bei Programmieranfängern nachgewiesen und fehlerhafte Anwendungen (Fehlvorstellungen) identifiziert.
Krisenvorstellungen
(2022)
Der Beitrag stellt zentrale Ergebnisse der qualitativen Untersuchung zum Thema „Gesellschaftliche Herausforderungen im sozialen und im schulischen Raum“ dar. Dabei wird zunächst nur der erste Teil und damit das Erfahrungswissen im sozialen Raum beleuchtet. Neben einer kurzen Darstellung des theoretischen und methodischen Zugangs werden unterschiedliche Krisenverständnisse von Lehrer/-innen herausgestellt und auf sozialwissenschaftliche Erkenntnisse zurückgeführt. Der Rekurs auf die Krise(n) wird als Zugang genutzt, um gesellschaftliche He-rausforderungen zu identifizieren und Einschätzungen zu explizieren. In einem zweiten Schritt werden zwei Typen präsentiert, durch die exemplarisch konträre Vorstellungen zu unterschiedlichen gesellschaftlichen Herausforderungen und Krisen herausgestellt werden können. Durch die zwei Typen „progressive“ und „konservative Kritiker/-innen“ kann ein Spannungsfeld aufgemacht werden, auf dem die untersuchten Fälle verortet werden. Ziel ist es, Erfahrungswissen und die gesellschaftlichen Sichtweisen wie auch politischen Überzeugungen sichtbar und vergleichbar werden zu lassen. Diese bilden die Grundlage, um anschließend zu untersuchen, wie sich Vorstellungen und Überzeugungen auch im schulischen Raum wiederfinden lassen. Ein erster Einblick wird am Ende des Beitrags durch die Darstellung eines exemplarischen Falls gewährt.
Körper, Geist und Schule
(2023)
Der Schulalltag ist oft von fehlender Mitarbeit und mangelnder Motivation der Schüler:innen geprägt. Um diesen Umstand entgegenzuwirken und die Lernsituation zu verbessern, stellt das praxisorientierte Buch einen neuen Ansatz vor: Lernen ist ein körperlicher Prozess und im Unterricht müssen Körper und Geist gleichermaßen angesprochen werden. Als Resultat wird eine körperintegrierende Lerntheorie entwickelt, die den Körper als Ausgangspunkt für Lernprozesse versteht und die Methode vermittelt, im Unterricht mit und durch den Körper zu lernen. Es beinhaltet wichtige Hinweise und Anregungen für die Unterrichtsgestaltung und zeigt mögliche Entwicklungen für die Didaktik und die allgemeine Schullandschaft auf.
Der Beitrag stellt lerntheoretische und didaktische Begründungen sowie die bildungspraktische Umsetzung für ein didaktisches Konzept der Lernberatung im virtuellen Raum vor. Das Lernberatungskonzept wurde im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts be-online entwickelt. Einleitend wird der Frage nachgegangen, welche online-didaktischen Konzepte zur Unterstützung von Lernprozessen im virtuellen Raum vorliegen, um Anknüpfungspunkte und Differenzen für das Konzept der Lernberatung im virtuellen Raum aufzuzeigen.
Medi@Thing
(2009)
In vielen Bildungsbereichen verschieben sich gegenwärtig die Akzente von einer qualifikationsorientierten zu einer stärker kompetenzorientierten Ausbildung. Der Begriff der Kompetenz zielt dabei darauf ab, das Aneignen von Wissen auf Vorrat zugunsten des Erwerbs allgemeiner Kompetenzen beispielsweise zur eigenständigen Aneignung von Wissen zu verschieben. Schlüsselqualifikationen geraten dabei zunehmend auch für die Ausbildung von Ingenieuren und Informatikern ins Blickfeld. Der kooperative und erwägende Umgang mit Wissensvielfalt wird in einer Informationsgesellschaft mit ihrer schnellen und verteilten Aufbereitung von Wissen zur Herausforderung. Der Beitrag skizziert die damit verbundenen Anforderungen und stellt mit dem Konzept des Medi@Thing einen Ansatz vor, der die Umsetzung solcher Anforderungen im Rahmen der universitären Informatikausbildung ermöglicht. Ein zentrales Moment dieses Ansatzes ist die ko-aktive Wissensarbeit in virtuellen Räumen. Erste Erfahrungen zeigen, dass das Konzept von Studierenden angenommen wird. Es wird jedoch auch deutlich, dass für das Gelingen bestimmte organisatorische und technische Randbedingungen zu beachten sind.
Mit hochschuldidaktischer Forschung zur Informatik soll aus einem traditionellen Hardwarepraktikum ein attraktives Entwurfs- und Anwendungspraktikum für Mikrosysteme (MSE) werden, das ein unverzichtbarer Bestandteil des Informatikstudiums ist. Diese Neugestaltung der Lehre wurde aufgrund des Bologna-Prozesses und der zunehmenden Präsenz multifunktionaler eingebetteter Mikrosysteme (EMS) im täglichen Leben notwendig. Ausgehend von einer Lehrveranstaltungsanalyse werden Vorschläge für die Kompetenzorientierung abgeleitet. Es wird gezeigt, dass für eine Verfeinerung des Ansatzes ein wissenschaftlich fundiertes Verständnis der erwarteten Kompetenzen erforderlich ist. Für den aufgezeigten Forschungsbedarf werden ein Ansatz zur Beschreibung des notwendigen Mikrosystemverständnisses dargestellt und Forschungsfelder zu Aspekten des Kompetenzbegriffs im Kontext der Lehrveranstaltung beschrieben.
Dieser Beitrag nimmt eine didaktiktheoretische Perspektive ein. Drei didaktiktheoretische Konzepte (konstruktivistische, interaktionstheoretische und subjekttheoretische) werden daraufhin befragt, wie sie Subjektorientierung im didaktischen Handeln begründen und verstehen. Im Mittelpunkt stehen Fragen nach der Geltung subjektiver Wissensbestände und die theoretische Begründung der Beziehung zwischen Lehrenden und Lernenden. Nach einer Kritik des konstruktivistischen und interaktionstheoretischen Modells wird ein subjekttheoretisches Modell vorgeschlagen, das Subjektorientierung als Reflexion der Besonderheit individueller Handlungsproblematiken von Lernenden vor dem Hintergrund ihrer allgemeinen Vergesellschaftungsprozesse begründet.
Die nachhaltige Integration von Blended Learning in den Informatik-Lehrbetrieb von Präsenzhochschulen und die Qualitätssicherung der Lehre mit digitalen Medien beruht nicht nur auf der Verfügbarkeit von Lernmaterialien und dem Zugang zu Lernplattformen, sondern erfordert auch Qualifizierungsmaßnahmen für die Lehrenden. Am Beispiel der Gestaltung von vorlesungsbegleitenden Übungen in der universitären Informatikausbildung wird ein Konzept für die Schulung von Tutoren vorgestellt, das sich an den Erfordernissen des Übungsbetriebs und den unterschiedlichen Arbeits- und Lernkontexten der künftigen Tutoren orientiert. Das Konzept basiert auf mehrjährigen Praxiserfahrungen mit Schulungsworkshops für Tutoren in der Informatik, die nun aufgrund aktueller didaktischer Konzepte zum Blended Learning und unter Berücksichtigung von Umfrageergebnissen unter studentischen Tutoren modifiziert wurden. Das neu entwickelte modulare Konzept zur Tutorenschulung befindet sich aktuell in einer erweiterten Pilotphase.
Das Gebiet der Netzsicherheit ist ein schwer zu lehrendes und mühsam zu lernendes Fach in der Informatikausbildung. Dies hat verschiedene Gründe, z.B. erfordert es Fachkenntnis, die jenseits von bunten Bildern zu vermitteln ist und sich dabei mit geringer Halbwertszeit weiterentwickelt. Echte Bedrohungsszenarien müssen unter Laborbedingungen nachgestellt werden, und der Umgang mit den Sicherheitswerkzeugen ist sehr komplex. Auf der einen Seite muss das System konzeptionell verstanden werden und auf der anderen Seite sind viele Details in der Konfiguration von Firewalls, Netz-Komponenten und –Werkzeugen für klassische Prüfungssituationen in der Ausbildung anzuwenden. Mit NetS-X (Network Security Experience) stellen wir einen laufenden Prototyp einer e-learning Plattform vor, mit der ein weiter Bereich von Sicherheitsszenarien vermittelt werden kann. Dabei wird der Lernende in einem Spielsystem mit Situationen konfrontiert, die er in einer echten, auf Linux basierenden typischen IT-Infrastruktur eines Unternehmens beherrschen muss. Die sicherheitsrelevanten Aktivitäten des Lernenden, z.B. der Einsatz von Monitor-Werkzeugen oder die Konfiguration von Netz-Komponenten werden dabei nicht simuliert, sondern real durchgeführt und durch Prozesse des Spielsystems beobachtet und bewertet. Autorenwerkzeuge ermöglichen den Lehrenden und Spielern, selber neue Spielsituationen, Sicherheitsszenarien oder Wissenskomponenten in das System zu integrieren.