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En:dissertation:fachdidaktische_diskussion_von_informatiksystemen_und_der_kompetenzentwicklung_im_informatikunterricht

Fachdidaktische Diskussion von Informatiksystemen und der Kompetenzentwicklung im Informatikunterricht (PhD Thesis) ­čçę­čç¬

Reference

Stechert, Peer: Fachdidaktische Diskussion von Informatiksystemen und der Kompetenzentwicklung im Informatikunterricht. Dissertation, Universit├Ąt Siegen, 2009

Publication

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird ein Unterrichtsmodell zur Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen f├╝r die Sekundarstufe II vorgestellt. Der Bedarf wird u. a. damit begr├╝ndet, dass Informatiksysteme zu Beginn des 21. Jahrhunderts allgegenw├Ąrtig sind (Kapitel 1). F├╝r Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen sind diese in ihrer Einheit aus Hardware, Software und Vernetzung anhand ihres nach au├čen sichtbaren Verhaltens, der inneren Struktur und Implementierungsaspekten zu analysieren. Ausgehend vom Kompetenzbegriff (Kapitel 2) und dem Informatiksystembegriff (Kapitel 3) erfolgt eine Analyse des fachdidaktischen Forschungsstandes zur Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen. Die Ergebnisse lassen sich in die Bereiche (1) Bildungsziele, (2) Unterrichtsinhalte, (3) Lehr-Lernmethodik und (4) Lehr-Lernmedien aufteilen (Kapitel 4).

In Kapitel 5 wird die Unterrichtsmodellentwicklung beschrieben. Den Zugang zu Informatiksystemen bildet in der vorliegenden Dissertationsschrift das nach au├čen sichtbare Verhalten. Es erfolgt eine Fokussierung auf vernetzte fundamentale Ideen der Informatik und Strukturmodelle von Informatiksystemen als Unterrichtsinhalte. Es wird begr├╝ndet, dass ausgew├Ąhlte objektorientierte Entwurfsmuster vernetzte fundamentale Ideen repr├Ąsentieren. In Abschnitt 5.4 werden dementsprechend Entwurfsmuster als Wissensrepr├Ąsentation f├╝r vernetzte fundamentale Ideen klassifiziert. Das systematische Erkunden des Verhaltens von Informatiksystemen wird im Informatikunterricht bisher kaum thematisiert. Es werden Sch├╝lert├Ątigkeiten in Anlehnung an Unterrichtsexperimente angegeben, die Sch├╝ler unterst├╝tzen, Informatiksysteme bewusst und gezielt anzuwenden (Abschnitt 5.5). Bei dieser Lehr-Lernmethodik werden das nach au├čen sichtbare Verhalten von Informatiksystemen, im Sinne einer Black-Box, und das Wechselspiel von Verhalten und Struktur bei vorliegender Implementierung des Systems als White-Box analysiert. Die Adressierung schrittweise h├Âherer kognitiver Niveaustufen wird in die Entwicklung einbezogen. Unterst├╝tzend wird f├╝r das Unterrichtsmodell lernf├Ârderliche Software gestaltet, die vernetzte fundamentale Ideen in Entwurfsmustern und das Experimentieren aufgreift (Abschnitt 5.6). Schwerpunkte bilden im Unterrichtsmodell zwei Arten von lernf├Ârderlicher Software: (1) Die Lernsoftware Pattern Park wurde von einer studentischen Projektgruppe entwickelt. In ihr k├Ânnen in Entwurfsmustern enthaltene fundamentale Ideen der Informatik ├╝ber ihren Lebensweltbezug im Szenario eines Freizeitparks analysiert werden. (2) Als weitere Art Lernsoftware werden kleine Programme eingesetzt, deren innere Struktur durch ausgew├Ąhlte Entwurfsmuster gebildet und deren Verhalten direkt durch die darin enthaltenen fundamentalen Ideen bestimmt wird. Diese Programme k├Ânnen durch die Experimente im Unterricht systematisch untersucht werden.

Mit dem Ziel, die normative Perspektive um R├╝ckkopplung mit der Praxis zu erg├Ąnzen, werden zwei Erprobungen im Informatikunterricht vorgenommen. Diese liefern Erkenntnisse zur Machbarkeit des Unterrichtsmodells und dessen Akzeptanz durch die Sch├╝ler (Kapitel 6 und 8). Exemplarisch umgesetzt werden die Themen Zugriffskontrolle mit dem Proxymuster, Iteration mit dem Iteratormuster und Systemzust├Ąnde mit dem Zustandsmuster. Der intensive Austausch mit Informatiklehrpersonen in der Kooperationsschule ├╝ber Informatiksysteme und Kompetenzentwicklung sowie die Durchf├╝hrung von zwei Lehrerfortbildungen erg├Ąnzen die Beobachtungen im unterrichtlichen Geschehen. Die erste Unterrichtserprobung resultiert in einer Weiterentwicklung des Unterrichtsmodells zu Informatiksystemen und Kompetenzentwicklung (Kapitel 7). Darin erfolgt eine Fokussierung auf das nach au├čen sichtbare Verhalten von Informatiksystemen und eine Verfeinerung der Perspektiven auf innere Struktur und ausgew├Ąhlte Implementierungsaspekte. Anschlie├čend wird die zweite Unterrichtserprobung durchgef├╝hrt und evaluiert (Kapitel 8). Am Schluss der Forschungsarbeit steht ein in empirischen Phasen erprobtes Unterrichtsmodell.

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