On 2.20.2008 a workshop "The challenge of teaching programming: What educational software for different age groups?" took place at the Museum of Technologial Industry in Vienna (Austria).The lecturer Martin Huber and the participants, ICT teacher at Austrian vocational high schools, discussed the fundamental didactic problems of teaching programming. The SCHOOL version of CeeBot4 and its schoolbook served as the departing point of a discussion on what a dedicated programming environment should look like and how it can be adapted to the different age groups.
Einige der diskutierten Themen in Kurzform (detailliertere Ausführungen finden Sie unter den jeweiligen Links) : "Mehrfachbelastung" der Programmieranfänger Beim Erlernen einer "klassischen" Programmiersprache wie C / C# / C++ oder JAVA kommen ist ein Programmieranfänger gleichzeitig mit drei unterschiedlichen Themenkreisen konfrontiert: Bedienung der Entwicklungsumgebung (IDE) Erlernen der sprachspezifischen Syntax Erfassen der Grundkonzepte einer Programmiersprache (Variable als Speicherplatz, Steuerstrukturen etc.)
Gerade Programmieranfänger zu Beginn der Sekundarstufe II (9./10. Schulstufe, ca. 15-16 Jahre alt) sind durch diese Mehrfachbelastung häufig überfordert.
Starke Unterschiede im Abstraktionsvermögen
Die Erfahrungen der Seminarteilnehmer aus dem Unterricht legen die Vermutung nahe, dass das aktive Beherrschen einer Programmiersprache (selbständige Programmentwicklung) ein gewisses Maß an Abstraktions- und Vorstellungsvermögenvoraussetzt, das gerade bei 15- bis 16-Jährigen individuell sehr verschieden ausgeprägt ist. Diese Hypothese könnte erklären, warum sich im Programmierunterricht weit extremere Unterschiede im individuellen Lerntempo zeigen als in anderen Fächern.
Mangel an allgemein etablierten didaktischen Konzepten Es herrschte weitgehender Konsens darüber, dass der Programmierunterricht in der Sekundarstufe II im Vergleich zu anderen, grundsätzlich vergleichbaren Fächern (Mathematik, Physik, Technische Grundlagenfächer) aufgrund mehrerer Faktoren eine außerordentliche Herausforderung darstellt. Daher ist die Entwicklung einer "Didaktik des Programmierunterrichts" dringend notwendig, wie sie bei den oben genannten vergleichbaren Unterrichtsgegenständen bereits seit mehreren Jahrzehnten weitgehend etabliert ist.
Abhilfe durch "spielerisches" Lernen ?
Bereits seit den Sechziger-Jahren gibt es Ansätze (Turtle-Grafik mit LOGO), die Funktionsweise von Steuerstrukturen an Hand graphischer Abläufe am Computer zu veranschaulichen. Insgesamt kann der Einsatz spezieller Software zum Erlernen einer Programmiersprache den Unterricht in folgenden Punkten unterstützen:
Eine übersichtliche, intuitiv zu bedienende "Entwicklungsumgebung" entlastet den Programmieranfänger im Vergleich zu den komplexen Entwicklungs-Umgebungen "richtiger" Programmiersprachen. Damit werden die grundlegenden Konzepte einer Programmiersprache (Variablen, Kontrollstrukturen etc.) nicht mehr durch reine Bedienungsprobleme mit der IDE überdeckt.
Besonders weit geht da beispielsweise das Programm Scratch, das durch das "Drag-and-Drop"-Programmieren von graphischen Funktionsblöcken den Programmieranfänger auch noch vom Erlernen einer spezifischen Syntax entlastet.
Der Programmablauf wird durch die Bewegungsfolge eines Zeichenstifts, eines Roboters oder eines anderen Objekts veranschaulicht. Idealerweise wird dabei der gerade abgearbeitete Programmschritt besonders hervorgehoben, wie beispielsweise in Ceebot 4 (Video, AVI, 6 MB).
Dadurch wird nicht nur das intuitive Verständnis von Steuerungsstrukturen gefördert, sondern auch der Vorgang der Fehlersuche (Debugging) unterstützt.
Ein graphisch anspruchsvoll gestaltetes Lernprogramm mit abwechslungsreichen, interessanten Fragestellungen ist für die Schülerinnen und Schüler gerade in den ersten Monaten des Programmierunterrichts sehr motivierend und führt dazu, dass sich viele auch in ihrer Freizeit mit Programmieren beschäftigen.
Der motivierende Effekt von Lernsoftware birgt - ohne entsprechende Gegenmaßnahmen durch die Lehrperson - die Gefahr, dass bei einem zu hohen "Spaßfaktor" die dauerhafte Verfestigung des eigentlichen Unterrichtsinhalts auf der Strecke bleibt. Um dem entgegenzuwirken, wurden für die Lernsoftware Ceebot eigene Übungen und begleitende Arbeitsblätter entwickelt, die durch den Einsatz von Lückentexten und weitergehenden Fragestellungen zu einer selbständigen und dennoch systematischen Arbeitsweise der Schülerinnen und Schüler führen. Die Arbeitsblätter wurden zusammen mit speziellen Ceebot-Übungen für den Einsatz in Mittelschulen vom Österreichischen Unterrichtsministerium als Schulbuch für den Unterrichtsgebrauch an Höheren Technischen Lehranstalten und Fachschulen approbiert.
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