till 2024 - "Hi Informatik!" – 12.03.2024, Hildesheim

Die Folien finden sich unter diesem Link.

Schülerinnen und Schüler sollen "die Auswirkungen der Informatik auf ihr eigenes Leben und die Gesellschaft beurteilen" können. So oder so ähnlich wird es in zahlreichen Kompetenzstandards und Lehrplänen für die Informatik in der Schule gefordert. Doch was genau heißt das eigentlich? Jeder Mensch kann eine Meinung zum Guten und Schlechten digitaler Systeme oder der Digitalisierung an sich haben, aber wann ist eine solche Beurteilung als kompetent anzusehen?

Um dieser Frage nachzugehen, werde ich zunächst einen kurzen Abriss zum fachdidaktischen Stand des Themenfeldes "Informatik und Gesellschaft" geben und aufzeigen, dass Prozesse der Entscheidungsfindung darin einen zentralen Stellenwert haben. Basierend auf existierenden Modellen der Entscheidungsfindung werde ich anschließend das Konzept der soziotechnischen Urteilskompetenz vorstellen. Der Vortrag schließt mit einigen exemplarischen Anregungen zur Förderung dieser Kompetenz durch das bewusste Treffen und Reflektieren soziotechnischer Entscheidungen im Informatikunterricht.

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„Die Informatik ist eine Wissenschaft und produziert als solche nicht nur Computer, sondern auch: Sprache.“ (Carsten Busch)

Wie können wir als Lehrkräfte bildungssprachliche Kompetenzen im Informatikunterricht fördern? Was sind sprachliche Besonderheiten im Informatikunterricht? Was muss ein Informatikarbeitsblatt haben, um als sprachsensibel zu gelten? Und: Wie können sprachliche Hürden eines Arbeitsblattes so gestaltet werden, dass alle Schüler*innen sie bewältigen können?

Um diese und weitere Fragen dreht sich dieser Workshop. Er soll dazu dienen, ein umfassendes Verständnis für die sprachlichen Herausforderungen in der Informatik zu entwickeln. Gleichzeitig wird ein Leitfaden präsentiert, der nicht nur als Orientierungshilfe dient, sondern auch als praktisches Instrument zur Erstellung sprachsensibler Arbeitsblätter im Informatikunterricht genutzt werden kann. Darüber hinaus steht ein gemeinsamer Austausch über die Sprache des Informatikunterrichts im Vordergrund.

Zielgruppe: Sek. I und Sek. II

Die Workshopmaterialien finden sich unter diesem Link.

Im Bundeswettbewerb Informatik geht es meist um Algorithmen und logische Konzepte. Welche Kenntnisse erwartet werden, ist oft unklar, und vor allem fehlt es an geeigneten Materialien, um fortgeschrittene Themen zu erlernen. Die Bundesweiten Informatikwettbewerbe (BWINF) haben deshalb gemeinsam mit der Algonautin GmbH, einem von ehemaligen Wettbewerbsteilnehmenden gegründeten Startup, eine Online-Lernumgebung entwickelt, die Jugendliche mit ersten Programmierkenntnissen (wie sie etwa im Trainingsbereich des Jugendwettbewerbs Informatik erworben werden können) auf eine Reise in die Welt der Algorithmen mitnimmt und auf die Wettbewerbsteilnahme vorbereitet.

Die Umgebung (auf algo.bwinf.de) besteht aus interaktiven Aufgaben, die verschiedene Algorithmen und Konzepte schrittweise durch visuelle Animationen der entwickelten Lösungen erklären. Das Themenspektrum reicht von Rekursion, Brute-Force und der Traversierung von Lösungsräumen bis hin zum Rucksackproblem und einfachen Algorithmen für Graphen (Breiten- und Tiefensuche, Flood-Fill). Neben der Richtigkeit steht dabei auch die Effizienz von Algorithmen im Fokus. In diesem Workshop wollen wir Ihnen einen Überblick über die Lernumgebung geben und mit Ihnen diskutieren, inwieweit sie für den Einsatz im Unterricht (der Oberstufe) nützlich sein und ggf. auch weiterentwickelt werden kann.

Bitte zum Experimentieren mit der Lernumgebung nach Möglichkeit ein Notebook (oder sonst Tablet) mitbringen.

Zielgruppe: Sek. I und Sek. II

Die Folien finden sich unter diesem Link.

Die Zugangskontrolle beim Smartphone, die Sitzplatzortung im „Restaurant der Zukunft“ oder die automatisierte Erfassung von Parkzeiten – Informatik begegnet uns überall. Indem Lernende diese und andere Informatiksysteme des Alltags didaktisch reduziert selbst modellieren und algorithmisch umsetzen, entwickeln sie ein Verständnis für die zugrunde liegenden Konzepte. Dabei entstehen vielfältige, ganz unterschiedliche Lösungen, auf die die Lernenden stolz sind. Neben den Selbstwirksamkeitserfahrungen erleben sie dadurch auch, dass es ganz unterschiedliche Möglichkeiten gibt, Informatiksysteme auszugestalten.

Die Erfahrung aus dem Unterricht zeigt, dass insbesondere Beispiele aus der Lebenswelt, die kreative Lösungen ermöglichen und zur Diskussion und Reflexion einladen, besonders motivierend für Lernende sind. Im Workshop werden hierzu Projektideen und konkrete Unterrichtsbeispiele für den Unterricht in der Sek 1 + Sek 2 vorgestellt und können exemplarisch erprobt werden.

Bitte für die Praxisphase Notebook oder Tablet mitbringen.

Zielgruppe: Sek. I und Sek. II

Über die Materialien des Bildungsprojekts IT2School der Wissensfabrik wurden in den letzten Jahren zahlreiche Schülerinnen und Schüler unterschiedlicher Klassen- und Altersstufen in formalen sowie non-formalen Settings an die vielfältigen Themen der Informatik herangeführt. Die umfangreiche Materialsammlung ist modulartig strukturiert, wobei sich die Module jeweils grundlegenden informatischen Themen wie Kommunikation, Programmierung, Vernetzung oder Modellierung annehmen. Das Projekt nimmt somit Informatik ganzheitlich in den Blick und eignet sich punktuell auch für den Einsatz im niedersächsischen Pflichtfach Informatik.

Im praxisorientierten Workshop können die teilnehmenden Lehrkräfte die Materialien explorieren und praktisch ausprobieren. Für ausgewählte Module werden Aufbau, zentrale Gestaltungsprinzipien sowie Anknüpfungspunkte an das Pflichtfach Informatik in Niedersachsen skizziert.

Zielgruppe: Sek. I

Die Workshopmaterialien finden sich unter diesem Link.

In diesem Vortrag werden verschiedene Unterrichtsbeispiele für das Themengebiet "maschinelles Lernen" im Informatikunterricht der Sekundarstufe 1 vorgestellt. Bei den Beispielen werden unterschiedliche Kontexte und verschiedene Zugänge berücksichtigt, sowie Anknüpfungspunkte zur Reflexion über Chancen und Risiken. Die vorgestellten Unterrichtsszenarien befassen sich inhaltlich mit Verfahren des überwachten Lernens, u. a. neuronale Netze, Entscheidungsbäume und das Verfahren k-nächste Nachbarn.

Zielgruppe: Sek. I

Das Gymnasium Sulingen hat 2008 mit einem monoedukativen Mädchenkurs in der Einführungsphase begonnen, um die Mädchenlücke im Fach Informatik zu schließen. Es wird über die organisatorische Form, die auftretenden Probleme und die daraus folgende konzeptionelle Weiterentwicklung dieses Kurses berichtet. Abschließend soll an Hand der Indikatoren Mädchenanteil in den Informatikkursen auf erhöhtem Niveau und Studienwahl der Abiturientinnen und Abiturienten der Erfolg des Kurses evaluiert werden.

Zielgruppe: Sek. I und Sek. II

In dem Workshop sollen Ideen, Werkzeuge und Methoden vorgestellt werden, wie einfache neuronale Netze projektartig im Unterricht
eingesetzt werden können. Dabei steht nicht die Funktionsweise der Netze, sondern der Prozess der Erfassung der Daten und ihrer Vor- und Nachbereitung im Vordergrund.

Zielgruppe: Sek. II

Funktionen höherer Ordnung sind bisher nicht Teil des Informatikcurriculums. Auch die Geschwindigkeit von Programmen spielt im Schulnterricht, abgesehen von kleineren Spielen, keine Rolle.

Das ändert sich, wenn man beginnt, praktische Kryptoanalyse zu betreiben. In der Praxis stellt sich heraus, dass die Buchstaben, Bigramme und Trigramme eines konkreten Kryptotextes nicht genau so verteilt sind, wie es die Häufigkeitsverteilung der betreffenden Sprache vorgibt. Man braucht andere Hilfsmittel wie Mustererkennung und Kontaktdaten eines Buchstabens. Der dafür erforderliche Rechenaufwand übersteigt jedoch sehr schnell den Zeitrahmen einer Schulstunde. Auf der Suche nach Beschleunigungsmöglichkeiten, die über den Turbomodus hinausgehen, landet man bei Snap! bei Funktionen höherer Ordnung. Sie können den Zeitaufwand für Kryptographie und Kryptoanalyse deutlich reduzieren.

Gleichzeitig ergibt sich damit eine Binnendifferenzierung des Kurses, indem die Teilnehmer in unterschiedlicher Tiefe in das funktionale Paradigma eintauchen.

In dem Workshop werde ich die Werkzeuge vorstellen, die wir für die Kryptographie und Kryptoanalyse eingeführt und verfeinert haben, und über erste Ergebnisse berichten. Anschließend sollen die Workshopteilnehmer mit diesen Werkzeugen praktische Experimente zur Kryptoanalyse durchführen. Ein Skript mit den vollständigen Kursunterlagen wird online zur Verfügung gestellt.

Für die Bearbeitung der Experimente wird ein eigenes Notebook benötigt. Falls Sie ein Tablet mitbringen, testen Sie bitte vorher, ob Sie damit in Snap! (snap.berkeley.edu) programmieren können, z. B. mit Hilfe einer Maus.

Zielgruppe: Sek. I und Sek. II

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Zu vielen Themen der Informatik können Schülerinnen und Schüler in kleinen (Programmier-)projekten eigene Ideen entwickeln und Erfahrungen sammeln. Vor diesem Hintergrund können Informatiksysteme aus der Lebenswelt dann erkundet, verstanden und reflektiert werden.  Im Workshop wird ein entsprechendes Unterrichtsbeispiel zum Thema „Aufbau und Funktionsweise des Internets“ vorgestellt und erprobt. Der Einstieg erfolgt dabei über die Konstruktion eines kleinen vernetzten Systems mithilfe mehrerer Calliopes oder einer Simulation in Scratch. Im Ausblick werden dann entsprechende Zugänge für andere Themen z. B. im Bereich Codierung vorgestellt.

Die ausgearbeiteten Unterrichtsmaterialen stehen auf der Webseite https://www.uni-goettingen.de/de/661804.html zur Verfügung.

Bitte für die Praxisphase ein Notebook oder Tablet mitbringen.

Zielgruppe: Sek. I

Der Jugendwettbewerb Informatik, als jüngstes Angebot der Bundesweiten Informatikwettbewerbe (BWINF), bietet einen Einstieg ins algorithmische Problemlösen - und damit auch ins Programmieren. Für Schülerinnen und Schüler ab der 5. Klasse verwendet der Wettbewerb eine visuelle Programmiersprache, vergleichbar mit Scratch, um den Einstieg in die Welt der Algorithmik zu erleichtern. Der Wettbewerb beginnt jedes Jahr im Frühjahr und geht über 3 Runden.

Über den Wettbewerb hinaus bietet unsere kostenfreie Trainingsplattform auf jwinf.de nicht nur die Möglichkeit, sich gezielt auf den Wettbewerb vorzubereiten, sondern präsentiert auch eine Fülle von Ressourcen, die sich nahtlos in den Unterricht der Sekundarstufe 1 integrieren lassen. Diese Ressourcen schaffen eine Lernumgebung, die nicht nur die Grundlagen der Algorithmen abdeckt, sondern auch den Spaß am Programmieren fördert. In diesem Workshop möchten wir Ihnen die Vielfalt unseres Trainingsmaterials vorstellen und Ansätze beleuchten, wie Sie die Lehrmittel effektiv in den Unterricht integrieren können.

Bitte zum Experimentieren mit der Lernumgebung nach Möglichkeit ein Notebook oder Tablet mitbringen.

Zielgruppe: Sek. I

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Der Workshop (Sek I) bietet die Möglichkeit Hands-on mit dem Calliope Mini in die Welt des maschinellen Lernens (ML) einzutauchen.

Der Calliope mini ist ausgestattet mit einer Reihe von Sensoren und Aktoren. Dies macht ihn zu einem geeigneten Werkzeug, um die Grundlagen von ML auf eine interaktive und greifbare Weise zu vermitteln. In diesem Workshop schauen wir uns an, wie die Lagesensoren genutzt werden können, um Daten zu sammeln, zu analysieren und darauf basierend Gesten klassifizieren zu können.

Der Workshop ist so gestaltet, dass dieser keine Vorkenntnisse in der Programmierung oder im maschinellen Lernen voraussetzt. 

Bitte einen Laptop mitbringen, die Calliope minis werden für die Dauer des Workshops gestellt.

Zielgruppe: Sek. I und Sek. II

In diesem Vortrag wird die Funktionsweise von Large Language Models (LLMs) wie ChatGPT oder LLama vorgestellt werden. Dabei
sollen Möglichkeiten zur Vermittlung und Verwendung im Unterricht aufgezeigt werden. Zu dem sollen die Fähigkeiten solcher Systeme beurteilt und die Wahrnehmung, bzw. die Art, wie wir solche Systeme und ihre Fähigkeiten beschreiben, neu bewertet werden.

Zielgruppe: Sek. II