Prof. Dr. Beat Döbeli Honegger
Institut für Medien und Schule, PHZ Schwyz

Informatische Bildung auf der Primarstufe:
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1. Bildungswert?
HarmoS-Konkordat
(2007/2009)
Art. 3 Grundbildung
1 In der obligatorischen Schule erwerben und
entwickeln alle Schülerinnen...
Fachkompetenzen

versus

LLLKompetenzen

2. Leitmedienwechsel

Digitalisierung

Konvergenz

Automatisierung

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SprachGesellschaft

HandschriftGesellschaft

BuchdruckGesellschaft

InformationsGesellschaft

2. Leitmedienwechsel

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1982

1995

2001

2002

2005

2007

2011

2. Leitmedienwechsel
Haefner, K. (1982): Die neue Bildungskrise (http://doeb...
3. Informatische
Bildung?
Schulische
ICT-Nutzung

Medienbildung

Informatikgrundlagen

Anwendungskompetenzen
Schulische
ICT-Infrastruktur
Schulische
ICT-Nutzung

Medienbildung

Informatikgrundlagen

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Schulische
ICT-Infrastruktur
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ICT-Nutzung
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Schulische
ICT-Nutzung

Medienbildung

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Private
ICT-Nutzung

Schulische
ICT-Nutzung

Medienbildung

Informatikgrundlagen

Anwendungskompetenzen
Private
ICT-Infras...
4. Informatikgrundlagen
(nicht primarschulspezifisch!)

Informatikgrundlagen
Algorithmen und Datenstrukturen

Niklaus Wirth,
Prof. em. ETH Zürich
Wirth, N. (1973): Algorithmen und Datenstrukturen (ht...
Wie sich GymnasiastInnen die Arbeit von
InformatikerInnen vorstellen:

Bild: Dr. Raimond Reichert, Vortrag 12.03.2013
Die Wahrnehmung der Informatik

Jürg Nievergelt
Prof. em. ETH Zürich
Nievergelt, J. (1995): Welchen Wert haben theoretisch...
Great Principles of Computing

«Our challenge is to adopt a larger
view of the field that reveals the
science and does not...
Great Principles of Computing
Computation
Berechenbarkeit
Communication
Kommunikation

What can be
computed, limits of
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Es geht nicht um Computer

«Computer Science is no more
about computers than astronomy
is about telescopes.»
Edsger W. Dij...
Informatik ist eine Naturwissenschaft

«The old definition of computer
science - the study of phenomena
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Embodiment als Schlüssel zur Intelligenz
Prof. Rolf Pfeifer (UZH)

Tages Anzeiger (28.02.2013) S. 34
Pfeifer, P. & Scheier...
TuringMaschinen

Computer

Informationsverarbeitende
Systeme

Sichtweisen
der Informatik
... mit Sensoren und Aktoren

......
Prof. Dr. Beat Döbeli Honegger
Institut für Medien und Schule, PHZ Schwyz

5.

Informatische Bildung auf der Primarstufe
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Informatikgrundlagen als Fachkompetenzen
Was?

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Fachkompetenzen
Lebensweltperspektive

Berufsperspektive
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Bsp: Dynamische Labyrinthe (1974)

Cohors-Fresenborg, E. (1976): Dynamische Labyrinthe. Didaktik der Mathematik, 1, 1-21.
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Bsp: Dynamische Labyrinthe (1974)

Cohors-Fresenborg, E. (1976): Dynamische Labyrinthe. Didaktik der Mathematik, 1, 1-21.
...
Abstraktes konkret machen
abstrakt - konkret
Repräsentationstrias:
symbolisch – ikonisch - enaktiv

Turkle, S. & Papert, S. (1990): Epistemological ...
abstrakt - konkret
computer science unplugged

Bell, T. et al. (1998): Computer Science Unplugged (http://doebe.li/b3974)
...
abstrakt - konkret
i-factory (Verkehrshaus)
Arbeiten im Team
Was?

Warum?

Lebensweltperspektive

Berufsperspektive

Bildungsperspektive
Design

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Sozialkom...
Arbeiten im Team

Tag der Informatik
30.08.2008
Informatik heisst auch kreativ gestalten
Was?

Warum?

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Berufsperspektive

Selbstkompetenzen
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Informatik ist kreativ gestalten und darf motivieren

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Resnick, M. et al. (1996) Pianos, not Stereos (h...
Participatory Culture

Design

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Jenkins, H. et al. (2006) Confronting the Challenges of Participatory Culture (...
Informatik ist nicht auf den Bildschirm beschränkt

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3D-Drucken

Design

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Mit Informatik Mathematik, Physik etc. lernen
Konstruktivismus

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Selbstkompetenzen

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(insb. Frauenförderung)

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Diskussion...

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Warum?

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Lebensweltperspektive

Berufsperspektive
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Informatische Bildung auf der Primarstufe: Bildungswert und Grenzen

  1. 1. Prof. Dr. Beat Döbeli Honegger Institut für Medien und Schule, PHZ Schwyz Informatische Bildung auf der Primarstufe: Bildungswert und Grenzen http://doebe.li/talks/ib13
  2. 2. 1. Bildungswert?
  3. 3. HarmoS-Konkordat (2007/2009) Art. 3 Grundbildung 1 In der obligatorischen Schule erwerben und entwickeln alle Schülerinnen und Schüler grundlegende Kenntnisse und Kompetenzen sowie kulturelle Identität, die es ihnen erlauben, lebenslang zu lernen und ihren Platz in der Gesellschaft und im Berufsleben zu finden. 2 Während der obligatorischen Schule erwirbt jede Schülerin und jeder Schüler die Grundbildung, die den Zugang zur Berufsbildung oder zu allgemeinbildenden Schulen auf der Sekundarstufe II ermöglicht, insbesondere in den folgenden Bereichen: Sprachen, Mathematik und Naturwissenschaften, Sozial- und Geisteswissenschaften, Musik, Kunst und Gestaltung, Bewegung und Gesundheit. 3 Die Schülerinnen und Schüler werden in ihrer Entwicklung zu eigenständigen Persönlichkeiten, beim Erwerb sozialer Kompetenzen sowie auf dem Weg zu verantwortungsvollem Handeln gegenüber Mitmenschen und Umwelt unterstützt. Was? Warum? Fachkompetenzen LLLKompetenzen Lebensweltperspektive Berufsperspektive Selbstkompetenzen Sozialkompetenzen Bildungsperspektive Lernperspektive
  4. 4. Fachkompetenzen versus LLLKompetenzen 2. Leitmedienwechsel Digitalisierung Konvergenz Automatisierung Vernetzung
  5. 5. SprachGesellschaft HandschriftGesellschaft BuchdruckGesellschaft InformationsGesellschaft 2. Leitmedienwechsel Digitalisierung Konvergenz Automatisierung Vernetzung
  6. 6. ... 1982 1995 2001 2002 2005 2007 2011 2. Leitmedienwechsel Haefner, K. (1982): Die neue Bildungskrise (http://doebe.li/b127) Negroponte, N.. (1995): being digital (http://doebe.li/b99) Manovich, L. (2001): The Language of New Media (http://doebe.li/b3145) Giesecke, M. (2002): Von den Mythen der Buchkultur zu den Visionen der Informationsgesellschaft (http://doebe.li/b2961) Friedman, T. (2005): The World is Flat (http://doebe.li/b2512) Baecker, D. (2007): Studien zur neuen Gesellschaft (http://doebe.li/b4152) Brynjolfsson, E. & McAfee A. (2011): Race Against the Machine (http://doebe.li/b4724)
  7. 7. 3. Informatische Bildung?
  8. 8. Schulische ICT-Nutzung Medienbildung Informatikgrundlagen Anwendungskompetenzen Schulische ICT-Infrastruktur
  9. 9. Schulische ICT-Nutzung Medienbildung Informatikgrundlagen Anwendungskompetenzen Schulische ICT-Infrastruktur
  10. 10. Private ICT-Nutzung IM social networks Schulische ICT-Nutzung Medienbildung Computerspiele Informatikgrundlagen KIM, JIM, JAMES Private ICT-Infrastruktur Anwendungskompetenzen Schulische ICT-Infrastruktur
  11. 11. Private ICT-Nutzung Schulische ICT-Nutzung Medienbildung Informatikgrundlagen Anwendungskompetenzen Private ICT-Infrastruktur Schulische ICT-Infrastruktur
  12. 12. 4. Informatikgrundlagen (nicht primarschulspezifisch!) Informatikgrundlagen
  13. 13. Algorithmen und Datenstrukturen Niklaus Wirth, Prof. em. ETH Zürich Wirth, N. (1973): Algorithmen und Datenstrukturen (http://doebe.li/b808)
  14. 14. Wie sich GymnasiastInnen die Arbeit von InformatikerInnen vorstellen: Bild: Dr. Raimond Reichert, Vortrag 12.03.2013
  15. 15. Die Wahrnehmung der Informatik Jürg Nievergelt Prof. em. ETH Zürich Nievergelt, J. (1995): Welchen Wert haben theoretische Grundlagen für die Berufspraxis? (http://doebe.li/t2492) Hartmann, W. & Nievergelt, J. (2002): Informatik und Bildung zwischen Wandel und Beständigkeit (http://doebe.li/t2299)
  16. 16. Great Principles of Computing «Our challenge is to adopt a larger view of the field that reveals the science and does not confuse science and practice.» (2004) Prof. Peter J. Denning Denning, P. (2003): Great Principles of Computing. (http://doebe.li/t5077) Denning, P (2004): The Field of Programmers Myth. Commun. ACM 47, 7 (http://doebe.li/t05306)
  17. 17. Great Principles of Computing Computation Berechenbarkeit Communication Kommunikation What can be computed, limits of computing Algorithm, control structures, data structures, automata, languages, Turing machines, universal computers, Turing complexity, self-reference, predicate logic, approximations, heuristics, non-computability, translations, physical realizations. Sending messages from one point to another Data transmission, Shannon entropy, encoding to medium, channel capacity, noise suppression, file compression, cryptography, reconfigurable packet networks, end-to-end error checking. Multiple entities cooperating toward Verteilte Systeme a single result Human-to-human (action loops, workflows as supported by communicating computers), human-computer (interface, input, output, response time); computer-computer (synchronizations, races, deadlock, serializability, atomic actions). Automation Automatisierung Performing cognitive tasks by computer Simulation of cognitive tasks, philosophical distinctions about automation, expertise and expert systems, enhancement of intelligence, Turing tests, machine learning & recognition, bionics. Recollection Datenbanken Storing and retrieving information Hierarchies of storage, locality of reference, caching, address space and mapping, naming, sharing, thrashing, searching, retrieval by name, retrieval by content. Design Systementwurf how to design systems that are dependable, reliable, usable, safe, and secure Evaluation how computing systems perform under various computational loads and how much capacity they need to deliver their results on time Coordination
  18. 18. Es geht nicht um Computer «Computer Science is no more about computers than astronomy is about telescopes.» Edsger W. Dijkstra (1930-2002) Zitat ungesichert.
  19. 19. Informatik ist eine Naturwissenschaft «The old definition of computer science - the study of phenomena surrounding computers - is now obsolete. Computing is the study of natural and artificial information processes.» Prof. Peter J. Denning Denning, P. (2007): Computing is a Natural Science, Commun. ACM 50, 7 (http://doebe.li/t7784)
  20. 20. Embodiment als Schlüssel zur Intelligenz Prof. Rolf Pfeifer (UZH) Tages Anzeiger (28.02.2013) S. 34 Pfeifer, P. & Scheier, C. (1999) Understanding Intelligence, MIT Press (http://doebe.li/b405)
  21. 21. TuringMaschinen Computer Informationsverarbeitende Systeme Sichtweisen der Informatik ... mit Sensoren und Aktoren ... und Umwelten Weitere Literatur: Winograd T. & Flores F. (1987) Understanding Computers and Cognition (http://doebe.li/b151) Wegner, P. (1997) Why Interaction is More Powerful Than Algorithms. Commun. ACM 40, 5 (http://doebe.li/t2515) In der Informatik geht es um ...
  22. 22. Prof. Dr. Beat Döbeli Honegger Institut für Medien und Schule, PHZ Schwyz 5. Informatische Bildung auf der Primarstufe Bildungswert und Grenzen und deren Ausdehnung?
  23. 23. Informatikgrundlagen als Fachkompetenzen Was? Warum? Fachkompetenzen Lebensweltperspektive Berufsperspektive Computation Communication Automation Coordination Design Evaluation Recollection Bildungsperspektive Lernperspektive
  24. 24. Informatikgrundlagen helfen bei Anwendungen Computation Communication Automation Coordination Design Evaluation Konzeptwissen Recollection Produktwissen
  25. 25. Informatikgrundlagen erleichtern Medienbildung Computation Communication Automation Coordination Design Evaluation Recollection
  26. 26. Was? Warum? Fachkompetenzen Lebensweltperspektive Berufsperspektive Computation Communication Automation Coordination Design Evaluation Recollection Bildungsperspektive Lernperspektive
  27. 27. Grenzen? Computation Communication Automation Coordination Design Evaluation Recollection Kognitive Fähigkeiten
  28. 28. Beispiel: Dynamische Labyrinthe (1974) Cohors-Fresenborg, E. (1976): Dynamische Labyrinthe. Didaktik der Mathematik, 1, 1-21. Schwank, I. (2005): Maschinenintelligenz: Ein Ergebnis der Mathematisierung von Vorgängen (http://doebe.li/t14668)
  29. 29. Bsp: Dynamische Labyrinthe (1974) Cohors-Fresenborg, E. (1976): Dynamische Labyrinthe. Didaktik der Mathematik, 1, 1-21. Schwank, I. (2005): Maschinenintelligenz: Ein Ergebnis der Mathematisierung von Vorgängen (http://doebe.li/t14668)
  30. 30. Bsp: Dynamische Labyrinthe (1974) Cohors-Fresenborg, E. (1976): Dynamische Labyrinthe. Didaktik der Mathematik, 1, 1-21. Schwank, I. (2005): Maschinenintelligenz: Ein Ergebnis der Mathematisierung von Vorgängen (http://doebe.li/t14668)
  31. 31. Abstraktes konkret machen
  32. 32. abstrakt - konkret Repräsentationstrias: symbolisch – ikonisch - enaktiv Turkle, S. & Papert, S. (1990): Epistemological pluralism and the revaluation of the concrete (http://doebe.li/t3439) Bruner, J. (1988): The Process of Education (http://doebe.li/b1100) Hartmann, W. et al. (2006): Informatikunterricht planen und durchführen (http://doebe.li/b2600)
  33. 33. abstrakt - konkret computer science unplugged Bell, T. et al. (1998): Computer Science Unplugged (http://doebe.li/b3974) Bell, T. et al. (2006): Computer Science Unplugged (http://doebe.li/b3203) Gallenbacher, J. (2006): Abenteuer Informatik (http://doebe.li/b3143)
  34. 34. abstrakt - konkret i-factory (Verkehrshaus)
  35. 35. Arbeiten im Team Was? Warum? Lebensweltperspektive Berufsperspektive Bildungsperspektive Design Evaluation Sozialkompetenzen Lernperspektive
  36. 36. Arbeiten im Team Tag der Informatik 30.08.2008
  37. 37. Informatik heisst auch kreativ gestalten Was? Warum? Lebensweltperspektive Berufsperspektive Selbstkompetenzen Design Bildungsperspektive Evaluation Lernperspektive
  38. 38. Informatik ist kreativ gestalten und darf motivieren Design Evaluation Resnick, M. et al. (1996) Pianos, not Stereos (http://doebe.li/t6087) Resnick, M. (2007) Sowing the seeds for a more creative society) (http://doebe.li/t9993) Schelhowe, H. (2007) Technologie, Imagination und Lernen (http://doebe.li/b3147)
  39. 39. Participatory Culture Design Evaluation Jenkins, H. et al. (2006) Confronting the Challenges of Participatory Culture (http://doebe.li/b3897) Aragon, C. (2009) A Tale of Two Online Communities (http://doebe.li/t9994)
  40. 40. Informatik ist nicht auf den Bildschirm beschränkt Design Evaluation
  41. 41. 3D-Drucken Design Evaluation
  42. 42. Mit Informatik Mathematik, Physik etc. lernen Konstruktivismus ► Konstruktionismus Computation Communication Automation Coordination Design Evaluation Recollection Harel, I. & Papert, S. (1990) Constructionism (http://doebe.li/b1412) Schelhowe, H. (2007) Technologie, Imagination und Lernen (http://doebe.li/b3147)
  43. 43. Selbstkompetenzen MINT-Förderung (insb. Frauenförderung) Conclusion and implications for education Our results clearly indicate that the decrease in interest in a career in science does not occur during the transition from academic high school to university, but rather takes place prior to matriculation into universities. Consequently, encouraging girls and adolescents to choose STEM careers in K-12 classrooms seems to be highly important. We can conclude that it is crucial to enhance girls’ early passion for science from the very beginning of their education. Teaching in science should, therefore, be focused on providing learning settings with a high level of cognitive activation such as challenging experiments. The goal is to enhance girls’ competence and self-efficacy beliefs relating to mathematics and natural sciences in order to strengthen their early sense of identity as a (future) scientist. Bieri Buschor, C. et al. (im Druck): Majoring in STEM – What accounts for Young Women's Career Decision-making? The Journal of Educational Research
  44. 44. Diskussion... http://doebe.li/talks/ib13 Was? Warum? Fachkompetenzen Lebensweltperspektive Berufsperspektive Computation Communication Automation Coordination Design Evaluation Recollection Selbstkompetenzen Sozialkompetenzen Bildungsperspektive Lernperspektive
  45. 45. beat@doebe.li beat.doebe.li beat.doebe.li/+ beat.doebe.li/phz beat.doebe.li/blog beat.doebe.li/talks beat.doebe.li/twitter beat.doebe.li/biblionetz

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