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Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II

Torsten Brinda ,    
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iconZusammenfassungen

Torsten BrindaIn Deutschland befindet sich die informatische Bildung in der Sekundarstufe in einem konzeptionellen Wandel von starker Betonung der prozeduralen Programmierung hin zum objektorientierten Modellieren (OOM). Obwohl von Informatikdidaktikern empfohlen, betont und bereits in einigen Curricula der Bundesländer verankert, hat dieser Wandel die Mehrzahl der Schulen noch nicht erreicht. Ein scheinbarer Wandel fand statt von prozeduraler hin zur objektorientierten Programmierung. Als eine wesentliche Ursache für die noch seltene Berücksichtigung von OOM in der Schulpraxis wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit, ausgehend von einer Literaturanalyse des fachdidaktischen Standes zum OOM, ein Mangel an verfügbaren Unterrichts- und Übungsbeispielen, unterrichtsgeeigneten Informatiksystemen zur Förderung der Aneignung von Fachkonzepten, Strukturierungshinweisen für den Unterricht und damit verbundenen Einsatzkonzepten identifiziert. Eine ähnliche Ausgangslage zeigt sich in anderen, wichtigen Themenfeldern des Informatikunterrichts (z.B. Wirkprinzipien von Informatiksystemen), die einerseits empfohlen werden, für die andererseits aber noch zu wenige Lehr-Lern-Materialien existieren bzw. zugänglich sind. Mit den Zielen, einerseits den identifizierten Bedarf beim OOM nachhaltig zu decken und andererseits auch in anderen Bereichen der informatischen Bildung zu einer Bereicherung der Lehr-Lern-Prozesse beizutragen, wurde ein als didaktisches System bezeichneter Verbund, bestehend aus traditionellen und neuen Komponenten des Lehr-Lern-Prozesses, konzipiert. Gestaltungsleitend war hierbei der zuvor dargelegte Bedarf. Begründet und exemplarisch erprobt wurde, wie die vorgeschlagenen Systemkomponenten Aufgabenklassen, Explorationsmodule und Wissensstrukturen zu einer Bereicherung traditioneller Lehr-Lern-Prozesse beitragen können, durch Anwendung in, als Gestaltungsmittel für und durch Förderung der fachdidaktischen Kommunikation und Diskussion zu Lehr-Lern-Prozessen. Bei Aufgabenklassen handelt es sich um abstrakte Aufgabenrahmen, die aus einem zu diesem Zweck entwickelten, Auswahl-, Abstraktions- und Strukturierungsprozess, hervorgingen, der auf über 320 Übungsaufgaben in fachwissenschaftlichen Lehrbüchern zum OOM angewandt wurde. Damit verbunden wurde eine Methodik zur Gestaltung von Aufgaben zum OOM zur Erfüllung vielfältiger fachdidaktischer Funktionen entwickelt, um diesen Prozess speziell für mit OOM wenig erfahrene Lehrende zu erleichtern. Lernenden geben Aufgabenklassen Orientierung, indem sie abstrakte Aufgabenrahmen mit im Unterricht erarbeiteten Lösungsstrategien verbinden. Die Bewältigung von Problemen mit ähnlichen Aufgaben wird damit vereinfacht. Bei Explorationsmodulen handelt es sich um softwarebasierte Lernangebote zur Anregung der Exploration von fachlichen Zusammenhängen in „Blended Learning“-Szenarios. Lernenden wird damit ein neuer, handlungsorientierter Zugang zu Fachkonzepten eröffnet, indem sie mit Repräsentationen von Fachkonzepten unter Verwendung systematischer Explorationsstrategien interagieren, anstatt ausschließlich zu programmieren. Dadurch schärfen sie nicht nur ihre Fach-, Methoden- und Sozial-, sondern auch ihre Lernkompetenz. Wissensstrukturen dienen als grafische Repräsentationen von fachlichen Erarbeitungsstrukturen unter Verwendung von Und-Oder-Graphen der Veranschaulichung von Vorkenntnisstrukturen zwischen Fachkonzepten für Akteure in Lehr-Lern- Prozessen. Sie erleichtern die fachdidaktische Analyse bzw. Diskussion von Lehr-Lern- Prozessen sowie die Kontrolle des erreichten Bildungsstands für Lehrende und Lernende. Die Vorgehensweise bei der Entwicklung der Komponenten des didaktischen Systems wurde ausführlich dokumentiert und abstrahiert. Dadurch ist ein Leitfaden gegeben, mit dem weitere didaktische Systeme für andere Themenbereiche oder andere Zielgruppen gestaltet werden können. Gezeigt wurde weiterhin, wie eine exemplarische Erprobung durch Integration in den Informatikunterricht der Sek. II sowie in die Informatiklehreraus- und -weiterbildung erfolgen kann. Involviert in diesen Prozess waren über 100 Lernende im Informatikunterricht der Sek. II und in Studienwerbeveranstaltungen, 10 Lehramtsstudierende in der Informatiklehrerausbildung sowie über 200 Lehrende in Veranstaltungen zur Informatiklehrerfortbildung.
Von Torsten Brinda in der Dissertation Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II (2004)

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Personen
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Rüdeger Baumann, Ulrich Block, B. S. Bloom, Torsten Brinda, Manfred Broy, Jerome S. Bruner, Franz Eberle, Frank Fischer, Steffen Friedrich, Werner Hartmann, Peter Hubwieser, Ludger Humbert, Michael Kerres, Johannes Magenheim, Heinz Mandl, Bertrand Meyer, Hilbert Meyer, Eckart Modrow, Fred Mulder, Jürg Nievergelt, Seymour Papert, Raimond Reichert, Sigrid E. Schubert, Carsten Schulte, Andreas Schwill, Marco Thomas, Lew Semjonowitsch Vygotsky, Tom J. van Weert

Begriffe
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Bildungeducation (Bildung), Bildungsstandards, Concept MapConcept Map, Deutschlandgermany, Didaktikdidactics, E-LearningE-Learning, Fundamentale Ideen, Fundamentale Ideen der Informatik, Informatikcomputer science, Informatik-Didaktikdidactics of computer science, Informatik-Unterricht (Fachinformatik)Computer Science Education, Lernenlearning, LOM (Learning Objects Metadata)Learning Objects Metadata, Mind MapMind Map, Modellmodel, Objektobject, OOM (Object oriented modelling)Object oriented modelling, Programmierenprogramming, Softwaresoftware, UML, Unterricht, Visualisierungvisualization
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Bücher
Jahr UmschlagTitelAbrufeIBOBKBLB
1930Mind in Society (Lew Semjonowitsch Vygotsky) 5, 4, 7, 11, 5, 4, 5, 3, 17, 4, 8, 1213718121367
1956  Taxonomy of educational objectives (B. S. Bloom) 2, 4, 2, 3, 4, 3, 2, 3, 1, 5, 6, 128420122511
1960The Process of Education (Jerome S. Bruner) 2, 3, 3, 4, 4, 7, 5, 6, 2, 3, 4, 8611582176
1982    Mindstorms (Seymour Papert) 10, 4, 6, 12, 11, 14, 16, 6, 24, 6, 17, 3420045344582
1987  Unterrichtsmethoden I (Hilbert Meyer) 8, 20, 9, 12, 21, 18, 20, 12, 17, 11, 15, 203299209525
1995Innovative Konzepte für die Ausbildung (Sigrid E. Schubert) 12, 7, 5, 11, 11, 10, 14, 8, 8, 7, 14, 101745101999
1996Didaktik der Informatik (Rüdeger Baumann) 2, 1, 2, 1, 1, 1, 3, 4, 2, 2, 4, 44214970
1996  Didaktik der Informatik (Franz Eberle) 6, 4, 10, 8, 8, 3, 7, 7, 5, 7, 6, 2026101206695
1997   Informatik und Lernen in der Informationsgesellschaft (Heinz Ulrich Hoppe, Wolfram Luther) 16, 11, 13, 21, 14, 10, 12, 15, 9, 19, 17, 341475341832
1997Object-oriented software construction 2nd Ed. (Bertrand Meyer) 3, 3, 4, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 4744704
1998  Informatics in Higher Education Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Fred Mulder, Tom J. van Weert) 3, 2, 2, 2, 4, 2, 3, 2, 3, 5, 2, 241921386
1999  Informatik und Schule (Andreas Schwill) 6, 9, 3, 11, 14, 11, 7, 8, 5, 7, 9, 184597184922
2000     Didaktik der Informatik (Peter Hubwieser) 15, 14, 18, 20, 16, 13, 12, 10, 17, 28, 18, 4073127405915
2000  Wissen sichtbar machen (Heinz Mandl, Frank Fischer) 4, 2, 4, 1, 3, 5, 1, 4, 1, 3, 4, 103554102858
2001  Multimediale und telemediale Lernumgebungen (Michael Kerres) 4, 11, 6, 13, 5, 7, 15, 6, 10, 13, 9, 16146130165249
2001  Informatikunterricht und Medienbildung (Reinhard Keil, Johannes Magenheim) 10, 7, 8, 15, 7, 14, 15, 11, 12, 13, 9, 2655149264147
2002    Informatische Modellbildung (Marco Thomas) 5, 5, 1, 5, 4, 1, 3, 2, 1, 4, 3, 4122441229
2002   Modellierung in der informatischen Bildung (Sigrid E. Schubert, Johannes Magenheim, Peter Hubwieser, Torsten Brinda) 6, 5, 5, 3, 5, 8, 3, 2, 5, 4, 6, 102469101331
2002     Pragmatischer Konstruktivismus und fundamentale Ideen als Leitlinien der Curriculumentwicklung (Eckart Modrow) 7, 2, 5, 6, 6, 2, 3, 5, 4, 5, 3, 8133681834
2002  SEC III Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Yvonne Büttner, Volker Claus, Helene Godinet, Raymond Morel, Robert Munro, Sigrid E. Schubert, Deryn Watson, Raul Wazlawick, Tom J. van Weert) 13, 13, 6, 15, 16, 14, 11, 8, 10, 9, 12, 182375182778
2003  Informatics and the Digital Society (Tom J. van Weert, Robert Munro) 3, 6, 2, 5, 5, 3, 6, 1, 6, 3, 7, 161766161698
2003     Zur wissenschaftlichen Fundierung der Schulinformatik (Ludger Humbert) 2, 3, 5, 2, 5, 2, 5, 2, 4, 4, 5, 8136182032
2003Informatische Fachkonzepte im Unterricht (Peter Hubwieser) 5, 5, 1, 11, 7, 7, 8, 4, 10, 8, 8, 1057163102277
2004   Didaktik der Informatik (Sigrid E. Schubert, Andreas Schwill) 4, 10, 1, 6, 6, 10, 5, 4, 5, 8, 7, 1231124121590
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Texte
Jahr UmschlagTitelAbrufeIBOBKBLB
1993    Fundamentale Ideen der Informatik (Andreas Schwill) 10, 7, 9, 8, 4, 6, 7, 1, 9, 10, 9, 145450144746
1995    Programmierstile im Anfangsunterricht (Andreas Schwill) 1, 3, 1, 2, 1, 7, 1, 1, 5, 1, 2, 4774300
1997   Grundlegende Konzepte von Informations- und Kommunikationssystemen für den Informatikunterricht (Peter Hubwieser, Manfred Broy) 2, 3, 1, 2, 1, 3, 2, 2, 1, 1, 1, 446443
1999Grundkonzepte der Informatik und ihre Umsetzung im Informatikunterricht (Ludger Humbert) 2, 2, 1, 2, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 3, 66126157
1999Informatik als Pflichtfach an bayerischen Gymnasien (Peter Hubwieser) 5, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 3, 2, 3, 2, 4664131
1999     Roboter programmieren - ein Kinderspiel (Jürg Nievergelt) 1, 3, 1, 2, 3, 3, 2, 1, 3, 5, 2, 12925122583
2000    Ein spielerischer Einstieg in die Programmierung mit Java (Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) 1, 1, 1, 2, 1, 4, 3, 1, 1, 2, 2, 811681273
2000Strategiemodellierung mit Expertenmaps Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Frank Fischer, Heinz Mandl) 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 2, 6386650
2000Mapping-Techniken und Begriffsnetze in Lern- und Kooperationsprozessen Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Frank Fischer, Heinz Mandl) 4, 1, 2, 2, 1, 3, 1, 1, 1, 1, 2, 881381281
2001    Evaluation von Informatikunterricht (Peter Hubwieser, Ludger Humbert, Sigrid E. Schubert) 3500
2001    Ab wann kann man mit Kindern Informatik machen? (Andreas Schwill) 1, 3, 4, 7, 6, 4, 3, 7, 7, 4, 4, 101615101836
2001    Einfluss fachwissenschaftlicher Erkenntnisse um objektorientierten Modellieren auf die Gestaltung von Konzepten in der Didaktik der Informatik (Torsten Brinda) 41400
2001    Die Vielfalt der Modelle in der Informatik (Marco Thomas) 3, 2, 3, 1, 2, 3, 3, 1, 2, 1, 3, 662062077
2002    Das Sieben-Schritte-Schema zur Dekonstruktion objektorientierter Software (Carsten Schulte, Ulrich Block) 3300
2002    Modelle in der Fachsprache der Informatik (Marco Thomas) 2, 1, 2, 2, 2, 1, 1, 5, 1, 1, 3, 231721057
2002Exploration of object-oriented models in informatics education Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Torsten Brinda, Sigrid E. Schubert) 1, 2, 1, 1, 2, 3, 1, 1, 2, 1, 2, 2342920
2003   Informatik und PISA (Steffen Friedrich) 1, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 412104794

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iconErwähnungen Dies ist eine nach Erscheinungsjahr geordnete Liste aller im Biblionetz vorhandenen Werke, die das ausgewählte Thema behandeln.

iconCo-zitierte Bücher

Buchcover

Radikaler Konstruktivismus

Ideen, Ergebnisse, Probleme

Radical Constructivism

A Way of Knowing and Learning

(Ernst von Glasersfeld) (1995)  

Didaktik der Informatik

bzw. einer informations- und kommunikationstechnologischen Bildung auf der Sekundarstufe II

(Franz Eberle) (1996)  
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Design Patterns

Elements of Reusable Object-Oriented Software

(Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) (1995)    
Buchcover

Entwicklung hypermedialer Lernsysteme

(Astrid Blumstengel) (1998)     
Buchcover

Didaktik der Informatik

Grundlagen, Konzepte und Beispiele

(Peter Hubwieser) (2000)     
Buchcover

Lehrbuch der Software-Technik (Band 1)

Software-Entwicklung

(Helmut Balzert) (1996)  
Buchcover

Pragmatischer Konstruktivismus und fundamentale Ideen als Leitlinien der Curriculumentwicklung

am Beispiel der theoretischen und technischen Informatik

(Eckart Modrow) (2002)     
Buchcover

Programmieren mit Kara

Ein spielerischer Zugang zur Informatik

(Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) (2003)  
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Informatische Fachkonzepte im Unterricht

10. Fachtagung Informatik und Schule

(Peter Hubwieser) (2003)
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Informatische Modellbildung

Modellieren von Modellen als ein zentrales Element der Informatik für den allgemeinbildenden Schulunterricht

(Marco Thomas) (2002)    
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Didaktische Modelle

(Werner Jank, Hilbert Meyer) (2002)  
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Fundamente der Informatik

Ablaufmodellierung, Algorithmen und Datenstrukturen

(Peter Hubwieser, Gerd Aiglstorfer) (2004)

Die Kluft zwischen Wissen und Handeln

Empirische und theoretische Lösungsansätze

(Heinz Mandl, J. Gerstenmaier) (2000) Bei amazon.de anschauen
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Informatik und Lernen in der Informationsgesellschaft

7. GI-Fachtagung Informatik und Schule, INFOS'97, Duisburg, 15.-18. September 1997

(Heinz Ulrich Hoppe, Wolfram Luther) (1997)   
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From Computer Literacy to Informatics Fundamentals

International Conference on Informatics in Secondary Schools -- Evolution and Perspectives, ISSEP 2005, Proceedings

(Roland Mittermeir) (2005)  
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Innovative Concepts for Teaching Informatics

Informatics in Secondary Schools: Evolution and Perspectives

(Peter Micheuz, Peter K. Antonitsch, Roland Mittermeir) (2005)  
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Didaktik der Informatik

mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial

(Ludger Humbert) (2005)    
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Entwicklung und Evaluation eines Unterrichtskonzeptes für computergestütztes kooperatives Lernen

Computer Supported Cooperative Learning (CSCL) am beruflichen Gymnasium für Informations- und Kommunikationstechnologie

(Berit Holl) (2003)    
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Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule

Bildungsstandards Informatik - Entwurfsfassung für Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e. V.

(Hermann Puhlmann, Torsten Brinda, Michael Fothe, Steffen Friedrich, Bernhard Koerber, Gerhard Röhner, Carsten Schulte) (2007)     

Informatische Bildung in der Wissensgesellschaft

Praxisband der 12. Fachtagung "Informatik und Schule - INFOS 2007" der Gesellschaft für Informatik e. V.

(Peer Stechert) (2007)  

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