Was ist Coding und Robotik?

Neue Medien und hochtechnologische Roboter sind bereits Teil des gesellschaftlichen, privaten und rechtlichen Lebens. Und gerade aufgrund der ethischen Fragen, die sich beispielsweise ob selbstfahrender Autos ergeben, muss Schule die Kinder und Jugendlichen zu kritischen und mündigen digitalen Bürgerinnen und Bürgern erziehen. Für viele Wissenschafter sind Weiterentwicklungen in der Industrie, Wirtschaft und Wissenschaft ohne zielgerichtet eingesetzte Algorithmen unvorstellbar. Er plädiert deswegen für ein eigenes diesbezügliches Unterrichtsfach sowie eine Integration in bestehende Unterrichtsfächer der Schule.

Um dieses Unterrichtsfach in bestehende Curricula der Schule zu integrieren, müssen die Konzepte der Computerwissenschaft mithilfe geeigneter Unterrichtsszenarien und Aufgabenstellungen altersgerecht aufgearbeitet werden. Diese Aufarbeitung ist in jeder Altersstufe möglich, zudem kann der Kompetenzerwerb mit altersgerechten Systemen, Robotern und Software unterstützt werden.

Die US-amerikanische Informatiklehrer-Organisation CSTA hat für die operationale Umsetzung im Unterricht folgende sechs Aspekte des Computational Thinking ausgearbeitet:

  • Formulieren von Problemstellungen in einer Weise, dass diese mit Computern gelöst werden können
  • Organisieren und Analysieren von Daten
  • Repräsentieren von Daten durch Abstraktion
  • Automatisieren von Lösungen durch algorithmisches Denken
  • Finden, Analysieren und Implementieren von möglichen Lösungen
  • Verallgemeinern und Anwenden dieser Problemlösungsprozesse auf verschiedene andere Problemstellungen

Bei der Charakterisierung des Computational Thinking ist eindeutig erkennbar, dass der Problemlösungsprozess im Vordergrund steht. All diese Aspekte können somit in unserer von Informationsverarbeitung geprägten Welt von allgemeinbildendem Wert sein.

Die CSTA weist ebenso auf die Wichtigkeit dieses Kompetenzerwerbs hin, denn Computational Thinking fördert neben den digitalen Kompetenzen auch:

  • Vertrautheit im Umgang mit Komplexität
  • Beständigkeit im Bearbeiten von schwierigen Problemen
  • Toleranz für Mehrdeutigkeit
  • Fähigkeit, offene Fragestellungen zu behandeln
  • Fähigkeit zum Kommunizieren und zum gemeinschaftlichen Problemlösen.

Für den Unterricht an Schulen bedeutet dies, dass das Projekt „Coding und Robotik“ die burgenländischen Schülerinnen und Schüler in der Primarstufe und in der Sekundarstufe I ermächtigen will, Technologie selbst zu bestimmen, anstatt von Technologie bestimmt zu werden. Dieses informatische Denken wird eine immer größere Bedeutung erlangen, deswegen ist ein eigenes Unterrichtsfach und die Integration in bestehende Unterrichtsfächer unbedingt nötig. Diese Tatsache bedingt aber auch gleichzeitig ein geeignetes Fort- und Weiterbildungsmodell für Lehrpersonen.

Hier leisten der Bildungsserver Burgenland und die Pädagogische Hochschule Burgenland mit dem Projekt „Coding und Robotik“ einen Beitrag, indem es Lehrpersonen und Lernenden einen Einblick und eine praktische Auseinandersetzung mit der Welt der Roboter und des Programmierens ermöglicht. „Coding und Robotik“ bietet – erstmals in Österreich – das von Expertinnen und Experten geforderte Unterrichtsfach an.

In der Sekundarstufe I wurde ein komplettes Curriculum  kompetenzorientierten Jahresplanungen und den dazugehörigen Abschnittsplanungen entwickelt, um Wahlpflichtfach mit drei Unterrichtseinheiten pro Woche zu nützen und den Schülerinnen und Schülern einen Kompetenzerwerb in dieser Thematik zu ermöglichen.

In der Primarstufe wurden kompetenzorientierte Abschnittsplanungen mit projektorientierten Unterrichtsszenarien entwickelt. Somit soll den Schülerinnen und Schülern im Burgenland ein kohärenter Kompetenzerwerb hinsichtlich Computational Thinking ermöglicht und dadurch komplexes Problemlösen gefördert werden.

Um allen burgenländischen Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit zu geben Technologie selbstbestimmt und kritisch nutzen zu können, bietet der Bildungsserver Burgenland und die Pädagogische Hochschule Burgenland für alle burgenländischen Pflichtschulen eine praktische Auseinandersetzung mit der Welt der Roboter und des Programmierens im Rahmen des formalen Unterrichts.

Dieses gemeinsame Projekt bietet einen kohärenten Kompetenzerwerb durch die unterschiedlichen Schulformen hinsichtlich Computational Thinking und fördert durch interdisziplinäre Vernetzungen, wie die CSTA (2016) klarstellte, komplexes Problemlösen, Toleranz für Mehrdeutigkeit, Vertrautheit im Umgang mit Komplexität und die Fähigkeit zum gemeinschaftlichen Problemlösen.

Der Einsatz von didaktischen Medien, in diesem Fall die Computertechnologie, muss in erster Linie dazu beitragen, Bildungsprobleme zu lösen bzw. Bildungsanliegen umzusetzen. Unser Anliegen mit der Initiative „Coding und Robotik“ ist es, spielerisch fachliche wie auch überfachliche Kompetenzen erlernbar und erfahrbar zu machen. Die Technik dient dabei einerseits dem Erwerb digitaler Kompetenzen, andererseits aber auch der Lernbegleitung. Fullan (2013) macht deutlich, dass Kinder heutzutage der Schule mit gemischten Gefühlen gegenüberstehen, weil sie anders lernen, als es die Schule verlangt. Coding und Robotik hat die Möglichkeit, dies zu ändern.

Um einen Kompetenzerwerb von Schülerinnen und Schülern sichtbar zu machen, bedarf es eines Lernanlasses. Um Lehrpersonen diese Lernanlässe in der Welt des Codings und der Roboter näherzubringen und sie bei der Umsetzung zu unterstützen, wurden Unterrichtsszenarien unter besonderer Berücksichtigung der methodischen Kohärenz verschiedener Robotersysteme entworfen. Outcomeorientierte Leistungsaufgaben – fächerübergreifend anwendbar – stellen den Kompetenzerwerb und die Handlungsfähigkeit für Lehrpersonen und Schülerinnen und Schüler sicher. Kompetenzorientierte Abschnittsplanungen bereiten Lernprozesse anhand von Leistungsaufgaben und Kriterien auf, eingebettet in E-Bücher werden diese Aufgaben zu virtuellen Lernbegleitern mit dem Ziel, individuelle Lernprozesse zu unterstützen oder aber auch kooperative Lernformen einzufordern.

Die didaktische Aufbereitung der Unterrichtsszenarien verfolgt unterschiedliche und zum Thema passende Methoden, jedoch ist das Lernen im sozialen Kontext immer ein wichtiger Aspekt.

„Coding und Robotik“ definierte auch einen multiperspektivischen Ansatz, um nachhaltige Schulentwicklungsprozesse an den Standorten anzustoßen. Die drei Merkmale von Schulentwicklung:

  • organisationale Voraussetzungen der Schule,
  • Entwicklungsbegleitung der Lehrpersonen in der Thematik „Coding und Robotik“
  • und didaktische Designs (praxiserprobte kompetenzorientierte Abschnittsplanungen) für den Einsatz im Klassenzimmer

sollen im Rahmen des Projektes „Coding und Robotik“ angeboten werden.