Fach- und bildungswissenschaftliche Grundlagen für den Informatikunterricht in der Sekundarstufe I

2006 hat Jeannette M. Wing postuliert, dass es ein 'Computational Thinking' gibt, dass als Kernpunkte 'Automation' und 'Abstraktion' beinhaltet. Will das Schulfach Informatik sich als allgemeinbildendes Fach behaupten, ist es notwendig, herauszuarbeiten, dass 'info...

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Verfasser: Pasternak, Arno
Weitere Beteiligte: Vahrenhold, Jan (Gutachter)
FB/Einrichtung:FB 10: Mathematik und Informatik
Dokumenttypen:Dissertation/Habilitation
Medientypen:Text
Publikation in MIAMI:17.12.2013
Datum der letzten Änderung:27.07.2015
Angaben zur Ausgabe:[Electronic ed.]
Schlagwörter:Schule; Informatik; Didaktik; Pflichtfach; computational thinking; Kontextorientierung
Fachgebiet (DDC):000: Informatik, Wissen, Systeme
370: Bildung und Erziehung
Lizenz:InC 1.0
Sprache:Deutsch
Format:PDF-Dokument
URN:urn:nbn:de:hbz:6-94379439372
Permalink:https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-94379439372
Onlinezugriff:diss_pasternak.pdf
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505 0 |a 1 Einleitung 7 -- 2 Fachwissenschaftliche Legitimation 13 -- 2.1 Geistiges Rückgrad der Informatik: -- Informatisches Denken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 -- 2.2 Sprache und Sprachwissenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 -- 2.2.1 Programmiersprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 -- 2.2.2 Formale Sprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 -- 2.2.3 Natürliche Sprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 -- 2.2.4 Fazit Sprache und Sprachwissenschaften . . . . . . . . . . . . . . . 20 -- 2.3 Algorithmik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 -- 2.3.1 Algorithmik und Sprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 -- 2.3.2 Algorithmik und Mathematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 -- 2.3.3 Fazit Algorithmik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 -- 2.4 Mathematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 -- 2.4.1 Numerik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 -- 2.4.2 Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 -- 2.4.3 Diskrete Mathematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 -- 2.4.4 Fazit Mathematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 -- 2.4.5 Ausflug: Der Streit der Fakultäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 -- 2.5 Physik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 -- 2.5.1 Die Krise der Physik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 -- 2.5.2 Elektromagnetische Wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 -- 2.5.3 Telefon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 -- 2.5.4 Ausbildung in der Physik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 -- 2.5.5 Fazit Physik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 -- 2.6 Philosophie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 -- 2.6.1 Das Gehirn als informationsverarbeitende Maschine . . . . . . . . . 37 -- 2.6.2 Der Begriff Information aus philosophischer Sicht . . . . . . . . . . 38 -- 2.6.3 Künstliche Intelligenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 -- 2.6.4 Ethik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 -- 2.6.5 Fazit Philosophie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 -- 2.7 Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 -- 2.7.1 Neuronale Netzwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 -- 2.7.2 Genetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 -- 2.7.3 Fazit Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 -- 1 -- 2.8 Zusammenfassung und Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 -- 2.8.1 Bedeutung der Informatik für andere Disziplinen . . . . . . . . . . . 46 -- 2.8.2 Geschichte des Begriffs Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 -- 2.8.3 Informatik und informatisches Denken . . . . . . . . . . . . . . . . 49 -- 2.8.4 Curriculare Konsequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 -- 3 Bildungswissenschaftliche Legitimation 51 -- 3.1 Das Bildungssystem der Bundesrepublik Deutschland . . . . . . . . . . . . . 52 -- 3.1.1 Die deutsche Bildungskatastrophe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 -- 3.1.2 Bildung ist Bürgerrecht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 -- 3.1.3 Der Bildungsgesamtplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 -- 3.1.4 Auswirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 -- 3.2 Definition des Bildungsbegriffes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 -- 3.2.1 Bildung aus der Vergangenheit, der Gegenwart oder für die Zukunft? 59 -- 3.2.2 Kategoriale Bildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 -- 3.2.3 Die lerntheoretische Didaktik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 -- 3.2.4 Die curriculare Didaktik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 -- 3.2.5 Die lernzielorientierte Didaktik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 -- 3.2.6 Didaktische Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 -- 3.3 Der (Allgemein-)Bildungsbegriff nach Heymann . . . . . . . . . . . . . . . 64 -- 3.3.1 Der Begriff Bildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 -- 3.3.2 Der Begriff Allgemeinbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 -- 3.3.3 Aufgaben der allgemeinbildenden Schule . . . . . . . . . . . . . . . 65 -- 3.4 Allgemeinbildung und Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 -- 3.4.1 Lebensvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 -- 3.4.2 Berufswelt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 -- 3.4.3 Privat- und Freizeitwelt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 -- 3.4.4 Demokratischer Bürger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 -- 3.4.5 Stiftung kultureller Kohärenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 -- 3.4.6 Weltorientierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 -- 3.4.7 Anleitung zum kritischen Vernunftgebrauch -- Entfaltung von Verantwortungsbereitschaft -- Einübung in Verständigung und Kooperation . . . . . . . . . . . . . 71 -- 3.4.8 Individueller Bürger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 -- 3.4.9 Fazit Allgemeinbildung und Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . 72 -- 3.5 Pisa und die Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 -- 3.5.1 Bildungsstandards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 -- 3.5.2 Der Kompetenzbegriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 -- 3.5.3 Die Bildungsstandards Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 -- 3.6 Curriculare Konsequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 -- 3.7 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 -- 4 Lernpsychologie 81 -- 4.1 Lerntheorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 -- 2 -- 4.1.1 Begriff des Lernens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 -- 4.1.2 Behaviorismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 -- 4.1.3 Kognitivismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 -- 4.1.4 Konstruktivismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 -- 4.1.5 Zusammenfassung Lerntheorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 -- 4.2 Psychologie des Kindes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 -- 4.2.1 Die Psychologie der Intelligenz nach Piaget . . . . . . . . . . . . . . 88 -- 4.2.2 Die Erziehung nach Bruner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 -- 4.2.3 Die Lernstufen nach van Hiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 -- 4.2.4 Zusammenfassung Psychologie des Kindes . . . . . . . . . . . . . . 92 -- 5 Das Schulfach Informatik 93 -- 5.1 Didaktisches Dreieck der Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 -- 5.1.1 Umsetzung der informatischen Bildung in den 80er Jahren . . . . . . 94 -- 5.1.2 Problematik integrativer Ansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 -- 5.1.3 Das didaktische Dreieck der Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . 96 -- 5.1.4 Fazit didaktisches Dreieck der Informatik . . . . . . . . . . . . . . . 100 -- 5.2 Visuelle und textuelle Programmiersprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 -- 5.2.1 Sprachenlernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 -- 5.2.2 Übertrag auf den Informatikunterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 -- 5.2.3 Visuelle Programmiersprachen ideal für Anfänger? . . . . . . . . . . 105 -- 5.2.4 Visualisieren von Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 -- 5.2.5 Fazit visuelle und textuelle Programmiersprachen . . . . . . . . . . . 106 -- 5.3 Leitlinien der didaktischen Orientierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 -- 5.3.1 Exemplarisches Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 -- 5.3.2 Fundamentale Ideen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 -- 5.3.3 Basiskonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 -- 5.3.4 Fazit Leitlinien der didaktischen Orientierung . . . . . . . . . . . . . 111 -- 5.4 Auswahl von Inhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 -- 5.4.1 Great Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 -- 5.4.2 Didaktische Linsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 -- 5.4.3 Fazit Auswahl von Inhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 -- 5.5 Informatik und Kontext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 -- 5.5.1 Informatik im Kontext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 -- 5.5.2 Grundbildung Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 -- 5.5.3 Kontextorientierter Unterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 -- 5.5.4 Fazit Informatik und Kontext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 -- 5.6 Ein Blick über die Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 -- 5.6.1 USA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 -- 5.6.2 Grossbritannien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 -- 5.6.3 Niederlande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 -- 5.6.4 Weitere Länder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 -- 5.6.5 Fazit Ein Blick über die Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 -- 5.7 Die Bildungsstandards Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 -- 3 -- 5.7.1 Die Bildungsmatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 -- 5.7.2  
506 0 |a free access 
520 3 |a 2006 hat Jeannette M. Wing postuliert, dass es ein 'Computational Thinking' gibt, dass als Kernpunkte 'Automation' und 'Abstraktion' beinhaltet. Will das Schulfach Informatik sich als allgemeinbildendes Fach behaupten, ist es notwendig, herauszuarbeiten, dass 'informatisches Denken' eine grundsätzliche Denkstruktur ist, die unabhängig von der Anwendung konkreter Werkzeuge für das heutige Denken in Wissenschaft und Gesellschaft benötigt wird. <br/>In dieser Arbeit wird gezeigt, dass diese grundsätzliche Denkstruktur vorliegt. Damit ist Informatik als Pflichtfach in der Schule notwendig. Zusätzlich wird gezeigt, dass Informatik auch bildungswissenschaftlichen&nbsp; Bedingungen und lernpsychologischen Ansprüchen entspricht. <br/>Es wird daraufhin der Informatikunterricht in einem Wahlpflichtkurs mit Hauptfachcharakter an der Fritz-Steinhoff-Gesamtschule in Hagen beschrieben, der exemplarisch in einem 6. Jahrgang durchgeführt und evaluiert wurde. <br/><br/> 
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653 0 |a Schule  |a Informatik  |a Didaktik  |a Pflichtfach  |a computational thinking  |a Kontextorientierung 
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