(Deckblatt - Beginn) - Helmholtz

(Deckblatt - Beginn)
Eingereicht von:
Matthias Hieronymi
Lehramt für die Sekundarstufe I und II, in den Fächern Informatik und Sozialwissenschaften
Ausbildungsort:
Studienseminar Bonn
Erstgutachter:
Dietmar Link
(Deckblatt - Ende)
Inhaltsverzeichnis
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Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Möglichkeiten des computerunterstützten
Lernens (-> Fußnote). Dazu soll zunächst die Frage beantwortet werden, wieso E-Learning
Systeme überhaupt eingesetzt werden. Es schließt sich ein geschichtlicher Überblick über die
Entwicklung von E-Learning Systemen an. Damit zusammenhängend wird beschrieben, wie
sich E-Learning Systeme, welche sich am Problemlöseparadigma orientieren, von solchen
unterscheiden, welche ein anderes Instruktionsdesign verwenden. Im darauf folgenden Kapitel
werden die lernpsychologischen Grundlagen der erstgenannten Systeme dargestellt. Dabei
sollen insbesondere Programmierumgebungen hervorgehoben werden, welche sich an
didaktischen Überlegungen orientieren. Exemplarisch wird anschließend die
Programmierumgebung Greenfoot inklusive ihrer zugrunde liegenden Konzeption
thematisiert. Der Einsatz von Greenfoot wird anhand einer Unterrichtsreihe beispielhaft
vorgestellt, evaluiert und diskutiert. Auf die Lehrerfunktionen Unterrichten, Diagnostizieren
und Fördern, Leistung messen und beurteilen sowie Innovieren wird an thematisch passenden
Stellen hingewiesen.
Einleitung (Erste Überschrift - erste Ebene)
Im Vergleich zum traditionellen Lernen, oft dem schweisstreibend-anstrengenden,
langweiligen bis angstmachenden schulischen Lernen gleichgestellt, muss modernes Lernen
leichter, interessanter, motivierend, unterhaltend und darüber hinaus noch effektiver sein…
Wer möchte so nicht gerne lernen.
(Dichanz & Ernst, 2001, S.5)
Das obige Zitat wurde einem Artikel der Zeitschrift Medienpädagogik entnommen, der eine
kritische Auseinandersetzung mit den Möglichkeiten und Grenzen von E-Learning beinhaltet.
Es ist eine zynische Zusammenfassung der Versprechungen, welche die Softwareindustrie
gibt, um ihre E-Learning Produkte am Markt abzusetzen. Diese Branche ist mit einem Umsatz
von ca. 237 Mio. Euro allein in Deutschland eine bedeutende Marktmacht mit
beeindruckendem Wachstum (Michel, 2009).
Die Darstellung der Softwareindustrie von der Effizienz und dem Umgang mit dem modernen
Lernen sind weniger an wissenschaftlichen Erkenntnissen als an dem Zwang orientiert, ihre
Produkte am Markt abzusetzen. Ob die Produkte den Versprechungen genügen, kann hier
nicht beantwortet werden, festzuhalten ist jedoch, dass die Versprechungen den ermittelten
Wünschen der Nachfragenden entsprechen. Diese Wünsche, man könnte sie auch als Träume
bezeichnen, sind eine logische und legitime Reaktion auf die Lebenswirklichkeit in der
Wissensgesellschaft. In Zeiten vom lebenslangen Lernen, der zunehmenden Verknüpfung
zwischen Bildungsgrad und den individuellen Lebenschancen sowie der Tatsache, dass das
Humankapital einer Volkswirtschaft den Wohlstand maßgeblich beeinflusst, muss Lernen
möglichst attraktiv und effizient gestaltet werden (Nienhaus, 2003). Diesem Anspruch muss
auch die Schule genügen, da die wesentlichen Vorraussetzungen hier geschaffen werden. Eine
Lehrerfunktion ist es daher Schule zu Innovieren, den Lernprozess dort zu modernisieren, wo
es nachhaltige Mehrwertpotentiale gibt1. Die zentrale Fragestellung der vorliegenden Arbeit
besteht darin, die Chancen und Grenzen problemorientierter E-Learning Systeme auszuloten
bzw. zu ermitteln, ob der Traum vom modernen Lernen bei der Einführung in die
objektorientierte Programmierung bereits Wirklichkeit geworden ist.
Warum E-Learning? (Erste Überschrift - zweite Ebene)
Bei der Suche nach einer Definition von E-Learning finden sich in der Literatur
unterschiedlichste Festlegungen (vgl. z.B. Tergan, 2004; Mayr, Resinger & Schratz, 2009).
Allgemein soll im Rahmen dieser Arbeit in Anlehnung an Hornbostel (2007) unter ELearning das computerunterstützte Lernen und Lehren verstanden werden. Eine
differenziertere Sichtweise ermöglicht Peters (2002), indem er drei verschiedene Formen von
E-Learning unterscheidet:
Geschichtliche Entwicklung von E-Learning Systemen - Vom programmierten zum
problemorientierten Lernen (Zweite Überschrift - zweite Ebene)
Die Evolution von E-Learning Systemen ist eng gekoppelt mit der Entwicklung der
Lernpsychologie (-> Fußnote), welche sich mit der Untersuchung von menschlichen
Lernvorgängen beschäftigt (Hubwieser, 2007).
Die ersten E-Learning Systeme orientierten sich am Leitbild des programmierten Lernens.
Unter dieser Methode versteht man eine kleinschrittige individuelle Belehrung4, bei der die
präsentierten Fakten von den Lernenden häufig wiederholt und so eingeübt werden. Das
programmierte Lernen hat seine lernpsychologische Legitimation im, insbesondere von
Skinner vertretenen, Behaviorismus. Die behavioristische Strömung zeichnet sich durch die
Beschränkung auf beobachtbare Phänomene im Dienste einer Verifizierbarkeit der
Experimente sowie die operante Konditionierung aus. Letztere ist mitverantwortlich dafür,
dass die Bildungsgüter in kleinste Schritte unterteilt wurden (Geißler, 1966). Die Abarbeitung
einer Vielzahl von leichtverdaulichen Bissen resultiert zu einer großen Anzahl positiver
Verstärkungen, die letztendlich den Lernerfolg auslösen (Geißler, 1966, S.97).
Erfolge kann das programmierte Lernen durch die Individualisierung des Unterrichts sowie in
der strukturierten Vermittlung von Lernwissen vorweisen. Grenzen werden nach Ansicht von
Dietrich (1964) aber deutlich, da die Aktivitätsentfaltung relativ gering ist. Über das von ihm
betrachtete Beispielprogramm schreibt er: Unser Programm bietet keine Probleme! Es nimmt
den Schüler >an die Hand< und führt ihn in kleinsten Schritten sozusagen narrensicher zum
gewünschten Ziel (Dietrich, 1964, S.67). Lernen wird hier auf das assoziative Lernen
reduziert. Der Autor benennt auch die politisch brisante Einschätzungen der Anhänger des
programmierten Lernens: Die Verhaltenspsychologen behaupten, dass ein großer Prozentsatz
der Kinder die breite Mitte über die Aufnahme von Kenntnissen (Tatsachen, Wissen) nicht
hinausgelangt (Dietrich, 1964, S.69).
Ein entscheidender Vorteil der programmierten Unterweisung5 ist die Operationalisierbarkeit
der Lernziele. So konnten die Programme, welche zunächst nur in Form von Büchern
vorlagen, relativ einfach in Computerprogramme überführt werden. Die lineare Struktur der
Programme und die eindeutige Auswertbarkeit der Antworten des Lernenden ermöglichen es,
nach wie vor Lernprogramme mit relativ geringem Aufwand zu erstellen. Beispiele für
behavioristische E-Learning Systeme sind einfache Vokabel- oder Tipptrainer. Mayer,
Hertnagel und Weber (2009) geben den Aufbau eines am Behaviorismus orientierten
Lernprogramms mit der folgenden Abbildung 1 an.
Grundlagen problemorientierter E-Learning Systeme (Zweite Überschrift - erste Ebene)
Um die wesentlichen Merkmale problemorientierter E-Learning Systeme (-> Fußnote)
herauszustellen, soll zunächst deutlich gemacht werden, was Probleme und
problemorientiertes Lernen sind. Bereits 1935 definierte Duncker:
Ein Problem entsteht z. B. dann, wenn ein Lebewesen ein Ziel hat und nicht weiß, wie es
dieses Ziel erreichen soll. Wo immer der gegebene Zustand sich nicht durch bloßes Handeln
(ausführen selbstverständlicher Operationen) in den erstrebten Zustand überführen lässt, wird
das Denken auf den Plan gerufen. Ihm liegt es ob, ein vermittelndes Handeln zu konzipieren
(Duncker, 1935, S.1).
Fehlende Operationen zu entwickeln und anzuwenden, damit sie ins Repertoire der
selbstverständlichen Operatoren übergehen, lässt sich demnach als problemorientiertes Lernen
definieren (Arbinger, 1997). Die neuen Algorithmen stehen den Lernenden dann langfristig
zur Verfügung und können besser transferiert, also in ähnlichen Alltagssituationen
angewendet werden.
Funke (2003) bemerkt, dass die von Duncker benannten selbstverständlichen Operatoren
individuell unterschiedlich zu definieren sind. Während eine Situation für ein Individuum ein
Problem darstellt, können die Operationen für ein anderes Individuum selbstverständlich sein.
Im zweiten Fall spricht man nicht mehr von einem Problem, sondern von einer Aufgabe.
Problemorientiertes Lernen ist nach Funke (2003) also individuelles Lernen, bei dem die
Vorkenntnisse der Lernenden berücksichtigt werden müssen.
Was macht also problemorientierte E-Learning Systeme aus? Sie müssen dem User einen
Problemzustand präsentieren, welcher in einen Zielzustand zu überführen ist. Bei dem
Startzustand sollte es sich tatsächlich um ein Problem handeln, bei dem keine
selbstverständlichen Operatoren bekannt sind. Der Zustand muss sich dynamisch verändern
können, um den Manipulationen der User Rechnung zu tragen. Er sollte aber auch transparent
sein, damit deren Auswirkungen in das Problemlöseverhalten des Users einbezogen werden
können. Die Manipulationen des Systemzustands sollten über möglichst viele Operatoren
erfolgen, die vom User möglichst frei und flexibel zu entwickeln und zu wählen sind (Tergan,
2004).
Didaktisch orientierte Programmierumgebungen (Erste Überschrift - zweite Ebene)
Ausgewählte Aspekte der didaktischen Designentscheidungen bei Programmierumgebungen
sollen in Folge dargelegt und an Beispielen verdeutlicht werden. Ein hauptsächliches
Anliegen von didaktisch orientierten Programmierumgebungen ist es, eine Mehrfachbelastung
beim Erlernen einer Programmiersprache zu entschärfen8. Die Mehrfachbelastung resultiert
aus dem Sachzwang heraus, dass gleichzeitig die drei folgenden Aspekte erlernt werden
müssen:
Der Einsatz von Greenfoot bei der Einführung in die objektorientierte Programmierung
(Dritte Überschrift - erste Ebene)
Die Programmierumgebung Greenfoot soll nun in aller Kürze beschrieben werden. Es handelt
sich um einen Grafikframework, welcher die Möglichkeit bietet eine eigene Mikrowelt zu
erstellen. In diesem Rahmen können Objekte verschiedener Klassen z.B. Autos, Personen,
etc) instanziiert werden. Jede Klasse bekommt ein Bild zugewiesen, so dass die Objekte
dieser Klasse in der Mikrowelt visualisiert werden. Wie auf Abbildung 3 zu sehen ist, findet
sich auf der rechten Seite des Hauptfensters eine Art Klassendiagramm, in dem neue Klassen
erstellt und Ableitungsentscheidungen visualisiert werden. Alle von Actor abgeleiteten
Klassen können in die Welt eingebunden werden.
Didaktische Konzeption von Greenfoot (Erste Überschrift - zweite Ebene)
Der didaktische Ansatz von Greenfoot betont eine handlungsorientierte Herangehensweise an
die Programmierung. Im Gegensatz zu dem Vorgängersystem BlueJ wird bei Greenfoot auf
eine strikte Einhaltung des Prinzips objecs first verzichtet. Zwar werden für die Modellierung
von Softwaresystemen Freiräume und Angebote zur Verfügung gestellt, es ist aber
vorgesehen, sich direkt mit dem Quelltext der modellierten Klassen zu beschäftigen.
Durch die Möglichkeit schnell und ohne großen Aufwand an die reale Programmierung zu
gehen, wird der in Kapitel 2.1 beschriebene Overload vermieden. Die Tatsache, dass schnell
Spielsituationen erzeugbar sind, bei denen der aktuell produzierte Quelltext ausgeführt wird,
ermöglicht ein direktes Feedback an die Lernenden. Dies begünstigt das entdeckende Lernen,
indem die eigenen Manipulationen unmittelbar deutlich werden. Außerdem können die
Auswirkungen von Methoden isoliert nachvollzogen sowie Attribute während der Laufzeit
inspiziert und verändert werden. Dies ermöglicht es, Teile von Softwaresystemen unabhängig
und im konkreten Fall zu betrachten, was das Verständnis über ihre Funktionsweise sowohl
vereinfachen als auch vertiefen kann.
Durch die Möglichkeit eigene Szenarien zu entwerfen kann eine Motivationssteigerung
erwartet werden. Die SchülerInnen können schnell und gegebenenfalls sehr einfach eigene
Spiele entwickeln. Dies ist zum einen im Sinne einer Adressatenorientierung besonders
vorteilhaft, da sich viele Jugendliche immer häufiger mit ähnlichen Spielen
auseinandersetzen. Zum anderen sind die konkreten Anwendungssituationen gegeben, in
denen die Notwendigkeit bestimmter Algorithmen zur Problemlösung deutlich wird. Die
Problemstellung für Unterrichtsgegenstände ist sehr gut vermittelbar. Sie bietet einen
Lernanlass, der deutlich besser mit vorhandenem Wissen verknüpft werden kann als die
abstrakte Darstellung eines informatischen Problems9. Greenfoot vereinfacht außerdem die
Bereitstellung individuell angepasster Probleme und reduziert so die Arbeit an Aufgaben10.
Die Lehrperson kann durch die Bereitstellung von Superklassen und Interfaces mit bereits
fertig programmierten Teilaufgaben auf die Bedürfnisse und Fertigkeiten der Lerngruppe
eingehen. Im Sinne einer Binnendifferenzierung kann dabei aber trotzdem auf verschiedenen
Ebenen selbstständig gearbeitet werden, da sich oftmals neue Aufgabenstellungen aus dem
Spielablauf heraus ergeben.
Zusammenfassend kann also festgehalten werden, dass Greenfoot ein problemorientiertes ELearning System ist: Die Lernenden können im Rahmen der syntaktischen Vorgaben der
Programmiersprache Java individuelle Operatoren entwickeln, sie auf eine reale und
affektive Problemsituation anwenden und deren Auswirkungen evaluieren.
Darstellung einer Unterrichtsreihe (Zweite Überschrift - zweite Ebene)
Die im Folgenden dargestellte Unterrichtsreihe wurde für einen Grundkurs der Jahrgansstufe
11 entwickelt, welcher im Kapitel 3.2.2 genauer beschrieben wird. Sie wurde im Zeitraum
vom 14. Januar bis zum 18. März 2010 durchgeführt. Zunächst soll hier ein Überblick über
die Reihe gegeben werden (Tabelle 2), woran sich die Benennung und Begründung der
Lernziele anschließen (Kapitel 3.2.1). Es folgen didaktisch methodische Überlegungen, die
die Ausprägung der angewendeten Lehrerfunktion Unterrichten offen legen (Kapitel 3.2.3).
Abschließend wird eine Unterrichtsstunde der Reihe exemplarisch dargestellt (Kapitel 3.2.4).
Lernziele (Erste Überschrift - dritte Ebene)
Der Lehrplan Informatik stellt obligatorisch zu behandelnde Inhalte bei der Wahl des
objektorientierten Ansatzes dar. Insbesondere wird unter dem Punkt Informatikmodelle
gewinnen: Probleme eingrenzen und spezifizieren, reduzierte Systeme definieren
herausgestellt, dass diesem Ansatz die Vorstellung zu Grunde liegt, dass Objekte selbstständig
Aufträge ausführen und interagieren können. Die Realität wird durch Objekte beschrieben,
welche Informationen festhalten und miteinander kommunizieren können (Richtlinien und
Lehrpläne, 1999).
Diese grundlegenden Vorstellungen zu vermitteln, war das globale Ziel der Unterrichtsreihe
OOP mit Greenfoot. Feiner formulierte Lernziele waren insbesondere
die Konzepte Klasse und Objekt beschreiben und anwenden können, das Konzept Vererbung
beschreiben und anwenden können,die Begriffe Spezialisierung und Generalisierung erläutern
und anwenden können,
darauf aufbauend, Klassenhierarchien analysieren und bewerten können, sich in einer
Klassenbibliothek zurechtfinden und sie Nutzen können,
die Dokumentation mit Javadoc anwenden können, Methoden spezialisierter Klassen
überlagern können, das Konzept Konstruktor beschreiben und anwenden können sowie das
Konzept Polymorphismus beschreiben und anwenden können.
Lernfeldanalyse (Zweite Überschrift - dritte Ebene)
Bei dem Grundkurs der Jahrgangsstufe 11 handelt es sich um 12 Schüler und eine Schülerin.
Die ursprüngliche Anzahl von 21 SchülerInnen verringerte sich in den vorangegangenen
Monaten aufgrund von Abwählern und einem Schulverweis, welcher wegen einer Vielzahl
von unentschuldigten Fehlstunden ausgesprochen wurde. Dieses Problem betrifft auch zwei
weitere Schüler, die phasenweise nur sehr unregelmäßig am Unterricht teilnehmen.
Eine starke Leistungsheterogenität in diesem Kurs ist durch die unterschiedlichen
Vorkenntnisse der SchülerInnen zu erklären. Während einige SchülerInnen überhaupt keinen
Informatikunterricht in der Sekundarstufe I hatten, kommen die anderen aus zwei
unterschiedlichen Informatikkursen (zwei Drittel zu einem Drittel). Die Inhalte, welche dort
bearbeitet wurden, unterschieden sich dabei erheblich. Daher können einige SchülerInnen auf
eine gewisse Programmiererfahrung (Turbopascal bzw. PHP) zurückgreifen und mussten nur
die Syntax von Java erlernen. Andere mussten sich alle semantischen Konzepte von Grund
auf neu erarbeiten.
Es kommt zwar immer wieder vereinzelt vor, dass SchülerInnen auch während der
Unterrichtszeit Internetspiele aufrufen und zum Weiterarbeiten aufgefordert werden müssen,
in der Regel kann aber auf eine zuverlässige Mitarbeit vertraut werden. Das soziale Klima ist
von einer freundlichen und entspannten Atmosphäre geprägt. Daher ist das Unterrichten in
diesem Kurs angenehm.
Inhaltlich wurde im Vorfeld der Reihe auf das Erlernen der Programmiersprache Java sowie
auf die Entwicklung erster einfacher Algorithmen fokussiert. Das Curriculum für die
Jahrgangsstufe 11 wird in der folgenden Tabelle 3 aufgelistet, um die Vorkenntnisse der
SchülerInnen zu Beginn der Reihe darzustellen.
Methodisch-didaktische Konzeption (Dritte Überschrift - dritte Ebene)
Methodisch wurde für die Unterrichtsreihe großenteils der Einsatz eines eigens erstellten
Leitprogramms gewählt. Die entsprechenden Arbeitsmaterialien befinden sich im Anhang.
Diese Form der Unterrichtsgestaltung wurde gewählt, da die SchülerInnen bereits in einem
vorhergegangenen Modul mit einem anderen Leitprogramm11 effektiv und zielorientiert
arbeiteten. Dies ist einerseits auf die Freiheit der SchülerInnen, in unterschiedlicher
Geschwindigkeit zu arbeiten, zurückzuführen. Andererseits ist die Kombination aus
Hintergrundwissen, welches in Textform dargeboten wird und Anweisungen zu praktischen,
handelnden Tätigkeiten bei der letzten Anwendung der Methode sehr gewinnbringend
wahrgenommen worden. Die Methode Leitprogramm schlägt eine Brücke zwischen der
rezeptiven, passiven Erarbeitung von Texten12 und der selbstständigen Erkundung der
Programmiersprache Java bzw. der OOP. Es entspricht also dem in den Richtlinien
geforderten Leitbild des aktiven und selbstständigen Arbeitens. Die Anwendungen standen im
Vordergrund, wobei die erarbeiteten Konstrukte erst nach der praktischen Erfahrung von der
theoretischen Seite beleuchtet wurden. Der Einsatz eines Leitprogramms ist außerdem
sinnvoll, da es von den SchülerInnen bei späteren Fragen problemlos konsultiert werden kann.
Hierfür wurde es den SchülerInnen digital und auf Wunsch ebenfalls in Papierform
zugänglich gemacht. Die einzelnen Lektionen weisen ihre Lernziele explizit auf, um die
Transparenz für die SchülerInnen zu verbessern. So konnten (in diesem Kurs häufig
auftretende) Fehlstunden gezielt nachgearbeitet werden.
Das bereitgestellte Szenario stellte eine Verkehrssimulation (-> Fußnote) dar, die den
SchülerInnen eine übersichtliche Klassenhierarchie mit weit reichenden Funktionalitäten
anreichte. So konnten die SchülerInnen bereits in der ersten Stunde durch die Eingabe einer
einzigen Zeile Code eine dynamische Spielsituation erzeugen. Es wurde ein sehr einfacher
Einstieg gewählt und die Alternative einer selbstständigeren Erarbeitung durch die
SchülerInnen zunächst verworfen. So konnten rasch motivierende Ergebnisse erzielt werden,
die einen länger anhaltenden persönlichen Einsatz hervorrufen sollten. Selbstständigere Arbeit
sollte erst im weiteren Verlauf der Unterrichtsreihe geleistet werden.
Das Szenario kann als adressatenorientiert bezeichnet werden, weil sich viele SchülerInnen in
ihrer Freizeit mit verschiedenen Computerspielen beschäftigen. Meinen diesbezüglichen
Beobachtungen in den 5-Minuten-Pausen zufolge handelt es sich bei diesen Spielen oftmals
um relativ simple, teilweise klassische Formate. Es wurden beispielsweise Sideview- oder
Topviewshooter, sowie das bekannte Snake aufgerufen. Einige dieser klassischen Spiele
(Pacman, Spaceinvader, Astrodefence, Bomberman) wurden in dem Programmierprojekt dann
auch nachgebaut.
Dem freien Programmieren an den eigenen Projekten wurde in der Unterrichtsreihe auch
während der Unterrichtszeit mit fünf Stunden relativ viel Zeit gelassen. Dies ist damit
begründet, dass die Erweiterung der Programmierpraxis im Vordergrund stand. Für die
Lehrperson war diese Phase wertvoll, weil die aktuellen Entwicklungsstände der Projekte
(und gleichzeitig der Programmierfähigkeiten der SchülerInnen) beobachtet werden konnten.
Der so erzielte Überblick des Lehrers sollte es den SchülerInnen erschweren Plagiate
einzureichen, die nicht dem tatsächlichen Kenntnisstand entsprechen. In den Stunden der
Programmierphase der Unterrichtsreihe wurden zunächst in einer zentralen Unterrichtsphase
die Fragen aller SchülerInnen gesammelt. So konnten potenzielle Überschneidungen
gemeinsam in der Kleingruppe geklärt werden. Die direkte Interaktion mit den
MitschülerInnen und dem Lehrer in der Unterrichtszeit sollte das eigenständige
Programmieren erleichtern. Fragen und Probleme können so unmittelbar geklärt werden.
Sowohl die Peer to Peer Beratung als auch die Hilfe durch den Lehrer kann so von
SchülerInnen mit verschiedensten Fähigkeitsniveaus angefordert werden. Während einige
SchülerInnen Probleme bei der Interpretation der Fehlermeldungen des Compilers haben,
benötigen andere Hilfestellung bei der Entwicklung von relativ anspruchsvollen Algorithmen,
welche die dynamischen Elemente eines Spiels steuerten. Den, in den Richtlinien geforderten,
kooperativen Arbeitsformen wurden sowohl im regulären Unterricht als auch online auf einer
Moodle Plattform Raum gegeben. Hier wurde ein Forum eingerichtet, in dem die
SchülerInnen spezifische Fragen bei der Programmierung stellen und beantworten sollten.
Auch den Problemen bezüglich der Benutzung der Klassenbibliotheken kann in einer
individuellen Beratung adäquater begegnet werden. Eine vollständige Erklärung der
Bibliothek wäre fehl am Platz. Die Atmosphäre sollte locker, wenig lehrerzentriert und von
ruhigen Einzelgesprächen geprägt sein. Die Stunden sollten mit dem Pausengong enden, da
auf eine weitere zentrale Phase verzichtet wurde.
In dieser Phase der Unterrichtsreihe lag das Hauptaugenmerk des Lehrerhandelns bei der
Lehrerfunktion Diagnostizieren und Fördern. Es mussten also zum einen der Lernstand und
die Lernfortschritte sowie individuelle Lernprobleme und Leistungsmängel von SchülerInnen
erkannt werden. Zum anderen mussten daraus Konsequenzen für die individuelle Förderung
gezogen werden (vgl. Heilmann 2008). Diesem Anspruch wurde im Rahmen der
Unterrichtsplanung auf die folgende Weise begegnet:
Die Individuellen Beratungen der SchülerInnen boten eine deutliche Orientierung bei der
Ermittlung des Lernstandes. Beim Begleiten und über die Schulter gucken erkennt die
Lehrperson schnell, ob die Probleme schon bei der Deklaration einer Variablen oder erst bei
fortgeschritteneren Vorhaben wie die Handhabung eines Listenobjekts, welches von einer
Greenfoot-Methode zurückgegeben wurde, auftreten.
Ein zusätzliches Element individueller Förderung fand unabhängig von einer vorherigen
Diagnose des Lernstandes statt: Die SchülerInnen suchten sich das Thema ihres
Programmierprojektes selber aus. Dabei wurden sie zusätzlich durch die Lehrperson beraten.
Sie entschieden sich also mutmaßlich für Projekte, die ihren nächsten individuellen
Lernstufen entsprechen sollten. Zusätzlich bestand die Möglichkeit zunächst nur einzelne
Funktionen und Elemente eines Spiels umzusetzen, um Stück für Stück die individuellen
Grenzen zu erfahren und zu erweitern. So konnte der Schwierigkeitsgrad des Projektes relativ
flexibel auf die jeweilige Schülerin bzw. den jeweiligen Schüler eingestellt werden. Das
didaktische Prinzip der Arbeit an komplexen Problemen anstatt an Aufgaben wurde an dieser
Stelle also umgesetzt. Diese Tatsache kam insbesondere den Bedürfnissen der besonders
begabten SchülerInnen zugute. Zum einen konnten sie sich in dem größeren
Programmierprojekt auf dem eigenen Niveau verwirklichen, andererseits konnten die
entsprechenden SchülerInnen ihre MitschülerInnen durch Hilfestellungen unterstützen. Es
waren für sie also Zuwächse auf der Ebene der Fach- sowie auf der Sozialkompetenz möglich.
Exemplarische Beschreibung einer Stunde (Vierte Überschrift - dritte Ebene)
Die erste Phase, in der das Leitprogramm bearbeitet wurde, lässt sich exemplarisch mit der
folgenden Stundenbeschreibung13 charakterisieren. Die folgende Tabelle 4 stellte die
Synopse dieser Stunde dar. Das zentrale Stundenziel lautete: Die SchülerInnen entdecken die
Funktionsweise und beschreiben die Nützlichkeit von Konstruktoren. Sie erweitern ihre
Problemlösekompetenz, indem sie Konstruktoren implementieren, um das Konzept der
Modularisierung in der OOP umzusetzen.
Die Teillernziele wurden für diese Stunde wie folgt bestimmt:
Evaluation der Unterrichtsreihe (Vierte Überschrift - erste Ebene)
Nach der ausführlichen Darstellung der Unterrichtsreihe soll nun erläutert werden, wie der
Lernerfolg der SchülerInnen ermittelt wurde. So kann die Ausprägung der Lehrerfunktion
Leistung messen und beurteilen offen gelegt werden. Anschließend werden die gemessenen
Ergebnisse dargestellt und diskutiert.
Instrumente und Ergebnisse (Erste Überschrift - zweite Ebene)
Die Ergebnisse der Programmierarbeit wurden, da sie als Testat gewertet wurden und in die
Zeugnisnote (-> Fußnote) mit dem Gewicht einer Klausur einflossen, individuell korrigiert
und bewertet. Diese Form der schriftlichen Lernstandserhebung erscheint mir besser geeignet
als eine Klausur, da beim Programmieren auf Papier nicht die Komplexität realer
Problemstellungen erreicht werden kann. Es können Algorithmen entwickelt und
Hintergrundwissen abgefragt werden, aber die tatsächlichen Fähigkeiten bei der
Programmierung sind nicht abzubilden. Ein kritischer Punkt bei der selbstständigen Arbeit
mit digitalen Texten ist die Bewertung der individuellen Ergebnisse. Die leichte Kopierbarkeit
von Quelltext erschwert die Beurteilung der individuellen Leistung erheblich. Daher soll die
Lehrerfunktion Leistung messen und beurteilen hier ebenfalls hervorgehoben werden.
Diskussion der Ergebnisse und der persönlichen Erfahrungen mit der vorgestellten Reihe
(Zweite Überschrift - zweite Ebene)
Das Konzept Polymorphismus, die Überlagerung einzelner Methoden in speziellen
Subklassen und die Möglichkeit verschiedene Konstruktoren zu verwenden, wurde aus Sicht
der SchülerInnen in der Praxis offenbar nicht als gewinnbringend erachtet. Zumindest wurde
es nur von wenigen SchülerInnen umgesetzt15. Daher würde es sich möglicherweise anbieten,
das Konzept Polymorphismus bei einer erneuten Durchführung der Reihe nicht zu
thematisieren. Beide anderen angesprochenen Konzepte sind so eng mit dem Begriff
Vererbung verwoben, dass es wahrscheinlich aus Gründen einer deutlichen Strukturierung
keinen Sinn macht, sie an anderer Stelle einzuführen. Auf jeden Fall sollte vehementer auf die
Bedingung hingewiesen werden müssen, dass die behandelten Konzepte unbedingt in das
Spielkonzept eingearbeitet und implementiert werden müssen. Auf dem ersten
Informationsblatt über das Testat war dieser Punkt bereits vermerkt. Nach einer Verlängerung
der Bearbeitungszeit wurde er aber offensichtlich etwas aus den Augen verloren.