Wie ein motivierender, abwechslungsreicher und durchdacht strukturierter Unterricht den Einstieg in blockbasierte Programmiersprachen wie Scratch erleichtert

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Programmieren kann herausfordernd sein, aber es macht unglaublich viel Spass, wenn eigene Ideen zum Leben erwachen!

Bevor ich in der Begabungsförderung an der PHSG mit den Schülerinnen und Schülern der 3. bis 6. Klasse direkt mit Scratch arbeite, starten wir mit spannenden Apps, Online-Tools sowie Robotern und Microcontrollern. So wird Informatik erleb- und begreifbar! Dadurch können die Kinder nicht nur die notwendigen Kenntnisse in der Blockly-Programmierung aufbauen, sondern auch spielerisch und abwechslungsreich Scratch erlernen. Die Freude am Programmieren ist gross, und die Motivation der Kinder bleibt hoch.

Das Spiralprinzip lässt sich bei der Blockly-Programmierung hervorragend umsetzen: Lerninhalte werden über einen Zeitraum von zwei Jahren oder länger auf unterschiedlichen Entwicklungsstufen wiederholt und vertieft (vgl. Lauter 1997, S. 24). Doch wenn dabei ausschließlich mit Scratch gearbeitet wird, kann der Unterricht schnell eintönig wirken. Ein Vergleich aus der Mathematik macht dies deutlich: Auch dort wird nicht über Jahre hinweg nur mit demselben Lehrbuch gearbeitet. So hörte ich einmal auf einem Schulhof die Klage eines Schülers: «In der nächsten Stunde schon wieder Scratch! Das ganze Jahr müssen wir mit Scratch programmieren!»

Um die Schülerinnen und Schüler im Zyklus 2 optimal auf das Programmieren mit Scratch vorzubereiten und der Unterricht abwechslungsreich und spannend bleibt, nutze ich folgende kostenlosen Tools in der abgebildeten Reihenfolge:

  1. Studio.code.org
  2. Scratch Jr: iOS | Scratch Jr: Android
  3. Programmieren mit der Maus
  4. Scratch

Die Kinder erlernen sich so die Grundlagen zur Blockly Programmierung fast spielend, sind motiviert und haben Spass dabei.

➠ ZYKLUS 2
➠ ZYKLUS 2/3
➠ ZYKLUS 3
➠ LEHRPERSONEN

Zyklus 2

Studio.code

Als Einstieg in die Blockly-Programmierung eignet sich die Plattform studio.code.org für Schülerinnen und Schüler von Zyklus 1 bis 3 hervorragend. Lehrpersonen können dort Klassen anlegen, Kurse zuweisen und den Fortschritt der Schülerinnen und Schüler jederzeit einsehen. Besonders praktisch ist die Lehreransicht, die zu jeder Aufgabe eine mögliche Lösung bietet, was die Unterstützung der Lernenden erheblich erleichtert.

Für den Einstieg in einer 5./6. Klasse empfiehlt sich aktuell der Kurs C (2021). Zusätzlich eignet sich studio.code.org hervorragend für Programmier-Hausaufgaben. Die Lehrperson kann in der Übersicht einen Screenshot des Klassenstands erstellen, die Anzahl der zu lösenden Challenges vorgeben und am Ende schnell überprüfen, ob alle Schülerinnen und Schüler die Aufgaben erledigt haben.

Ein weiterer Vorteil ist die Gleichwertigkeit der Aufgaben: Alle Lernenden – unabhängig von ihrem individuellen Niveau – haben die gleiche Anzahl an Challenges zu bewältigen, was sowohl schwächere als auch stärkere Kinder gleichermassen fördert und fordert.

Scratch JR

ScratchJr ist von der beliebten Programmiersprache Scratch inspiriert und wurde speziell für jüngere Kinder entwickelt. Die Benutzeroberfläche und die Programmiersprache wurden so angepasst, dass sie den Entwicklungsbedürfnissen jüngerer Kinder entsprechen.

Mit ScratchJr können bereits die Jüngsten eigene interaktive Geschichten und Spiele gestalten. In Schulklassen, die über Tablets verfügen, eignet sich ScratchJr auch hervorragend als ideale Vorbereitung für den Einstieg in Scratch, selbst für Schülerinnen und Schüler im Zyklus 2.

Programmieren mit der Maus

Mit Programmieren mit der Maus lassen sich bereits Grundschulkinder spielerisch ans Programmieren heranführen. Das Angebot basiert auf Scratch. Die Kinder werden zunächst durch mehrere Lernspiele geführt. Dort werden sie an sie grundlegende Programmierkonzepte wie Variablen, Schleifen und Verzweigungen herangeführt. Anschliessend können sie eigene kleine Programme gestalten.

Scratch

Mit einem Scratch Lehrer-Account können Klassen erstellt werden, der Fortschritt der Schüler eingesehen werden und bei Bedarf auch das Passwort der SuS (selbst erstellt durch die Schüler) zurückgesetzt werden.

Lehrer-Benutzerkonto beantragen
Lehrer-Benutzerkonto
Scratch-Tutorials
Teens at the Castle – Erfinde die Geschichte weiter

Beim Projekt «Scratch – Erfinde die Geschichte weiter» ist der Anfang schon vorgegeben. Es hilft den Kindern beim ersten Mal erfolgreich eine Geschichte zu programmieren, da sich vorerst nicht um den Bühnenwechsel kümmern müssen. Sie lernen so strukturiert zu arbeiten mit Scratch auch bei späteren eigenen Projekten.

  • Öffne Teens at the Castle 1 oder Teens at the Castle 2 und programmiere die Geschichte weiter.
  • Algorithmische Elemente:
    • Wiederholungen (Schleifen)
    • Verzweigungen (UND / ODER)
    • Bedingte Anweisungen (z.B. Logik mit if > when), so dass der Benutzer Möglichkeiten zur Interaktion hat (z.B. Pfeiltaste drücken etc.)

Beachte jeweils das Inhaltsverzeichnis.

Mit folgenden Scratch-Tutorials oder Scratch-Karten können SuS ein Scratch-Projekt noch ausbauen oder eigene Projekte erstellen.

Scratch – Debugging

Die Detektiv-Mission hilft den SuS Fehlern in Scratch-Projekten aufzuspüren und zu beseitigen: Scratch – Debugging.

Eigene Projekte

Ein Storyboard kann als visuelles Planungstool dienen, das hilft, Ideen zu strukturieren und den Ablauf eines Projekts zu visualisieren. Es lohnt sich in jedem Fall mögliche Bühnenbilder und Figuren und deren Kostüme zu sichten. Die Kostüme kann man sichten, indem man die Maus über die Figur bewegt.
Flexible und fortlaufende Planungsansätze können aber auch Raum schaffen für spontane Ideen und ermöglichen es, kreative Lösungen nahtlos in den Prozess zu integrieren, ohne durch (eigene) Vorgaben eingeschränkt zu werden. Sie fördern Innovation, indem sie den Freiraum bieten, auf neue Erkenntnisse und Herausforderungen dynamisch zu reagieren, was besonders in kreativen Projekten entscheidend ist.

Geschichte programmieren
Artefakt: Einladungskarte programmieren [pdf]
Beurteilung

Beurteilungsraster (docx) können einen Beurteilungshilfe sein. Sie sollen aber auch: Eine inhaltliche Kommunikation über die Qualitäten und Kriterien befördern und deutlich machen, in welche Richtung man sich verbessern kann, bevor die Arbeit summativ beurteilt wird.

Tutorials für Lehrpersonen

Für die LP bieten sich die Tutorials unter LEHRPERSONEN an.

Zyklus 2/3

Geschichte auf den Mars programmieren (Niveau 1)
  • Algorithmische Elemente: Wiederholungen (Schleifen)Verzweigungen (UND / ODER)
    • Bedingte Anweisungen (z.B. Logik mit if > when)
    • Parameter (Definition / Werte von Programmblocks)
    • Wiederholungen
    • Bedingte Anweisungen (z.B. Logik mit if > when), so dass der Benutzer Möglichkeiten zur Interaktion hat (z.B. Pfeiltaste drücken etc.)
Geschichte auf den Mars programmieren (Niveau 2)
  • Algorithmische Elemente: Wiederholungen (Schleifen)
    • Verzweigungen (UND / ODER)
    • Bedingte Anweisungen (z.B. Logik mit if > when)
    • Parameter (Definition / Werte von Programmblocks)
    • Wiederholungen
    • Abprallen vom Rand / zufällige Position
    • Bedingte Anweisungen (z.B. Logik mit if > when), so dass der Benutzer Möglichkeiten zur Interaktion hat (z.B. Pfeiltaste drücken etc.)
Geburtstagskarte erstellen
  • Beispiele:
    Einladung Dot und Byte (Zyklus 2)
    Einladungskarte (Zyklus 3)
  • Algorithmische Elemente:
    • Wiederholungen (Schleifen)
    • Verzweigungen (UND / ODER)
    • Bedingte Anweisungen (z.B. Logik mit if > when), so dass der Benutzer Möglichkeiten zur Interaktion hat (z.B. Texteingabe, Knopf drücken etc.)
    • Parameter (Definition / Werte von Programmblocks)
    • Variable («Behälter» für Parametereingabe und Verarbeitung im Programm)
MakeyMakey

Die Makey Makey-Platine eröffnet euch die Möglichkeit, nahezu jeden Gegenstand in eine Computertaste zu verwandeln. So könnt ihr beispielsweise Obst oder Knete als kreative Steuergeräte für euren Computer einsetzen. Mit Makey Makey lassen sich Alltagsgegenstände spielerisch in interaktive Steuerungen verwandeln – ob ein Apfel, der ein Miauen erzeugt, oder ein Klavier aus Bananen. Eurer Fantasie sind keine Grenzen gesetzt!
Medienkisten mit MakeyMakey stehen in den Regionalen Didaktischen Zentren des Kt. SG zur Ausleihe bereit (kostenlos für SG, AR, GR).

Bananenklavier mit MakeyMakey

MakeyMakey – Bananenklavier (pdf)Herunterladen

Weitere MakeyMakey Unterrichtsideen

Game mit Scratch programmieren

Jeder kann programmieren mit Swift Playgrounds (Zyklus (2)/3)

In der Begabungsförderung machen die Schülerinnen und Schüler erste Erfahrungen mit textbasiertem Code. Programmieren lernen mit Swift Playgrounds ist faszinierend. Die kostenlose iOS-App kommt mit einem kompletten Set an Lektionen, die von Apple entwickelt wurden. Die Schülerinnen und Schüler «spielen» sich durch die Basics mit «Los gehts mit Code». Dabei nutzt man echten Code, um eine Figur durch eine 3D Welt zu steuern. Und kann dann weiter machen mit fort­geschrit­teneren Konzepten.

Zyklus 3

Programmplanung

Bevor Schülerinnen und Schüler mit dem Programmieren beginnen, ist es wichtig, einen klaren Plan für das Projekt zu erstellen. Dies hilft, den Überblick zu behalten und die Ideen strukturiert umzusetzen. Es gibt verschiedene Methoden, um das Programm zu planen:

  • Ablaufdiagramm
  • Struktorgamm
  • Storyboard
  • Klick-Dummy
Quelle: mia21.ch

Mit Techniken wie diesen, können Struktur und Ablauf des Programms visualisiert und frühzeitig mögliche Probleme erkennt werden. Eine sorgfältige Planung legt die Grundlage für ein erfolgreiches Programm.

Quelle: mia.phsz.ch
Artefakt: Einladungskarte programmieren [pdf]

Beurteilung Zyklus 3

Abgebildet Beispiele von Beurteilungsrastern.

Vielleicht in diesem Zusammenhang noch interessant folgender Ideenpool für die digital unterstützte Lernprozessgestaltung und Beurteilung (Zyklus 1–3):
Ideenpool zum Thema Beurteilung und Feedback (zITBOx)

Einführung in das Programmieren mit Scratch (Tutorials für LP / Zyklus 3)

Lehrpersonen

Einführung in Scratch (Tutorials für LP)

Einführung in das Programmieren mit Scratch (Tutorials für LP / Zyklus 3)

Tipps und Tricks – typische Probleme und Herausforderungen mit Lernenden

Literatur: Lauter, J. (1997): Fundament der Grundschulmathematik. Pädagogisch-didaktische Aspekte des Mathematikunterrichts in der Grundschule (3. Aufl.). Donauwörth: Auer. | Prompt Header-Bild Dall-e: Am Laptop ein Schüler, der mit Scratch programmiert., breitbild-seitenverhältnis

Robotik-Workshops – Die faszinierende Welt des Programmierens entdecken!

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Programmieren fördert nachweislich das logische Denken und nützt auch der Arbeitsweise. Denn man übt darin vorausschauend zu planen und präzise zu arbeiten. Die auch für den eigenen Unterricht frei verfügbaren konzipierten digitalen Bücher bestehen aus verschiedenen kleinen, auf sich aufbauenden Missionen (Challenges). Bei der Entwicklung der Physical-Computing-Aufgaben wurde darauf geachtet, dass Kinder und Jugendliche rasche Erfolgserlebnisse haben. Ein Ziel ist es, einen gelungenen und positiven Zugang zur faszinierenden Welt der Informatik zu schaffen. Zudem sollen sich die Schülerinnen und Schüler das nötige Know-how aneignen, um am Ende offene Programmieraufgaben meistern zu können. So sollen beispielsweise ein Rasenmäher-Roboter, ein Lift oder die Stadt der Zukunft als Projektaufgaben gelöst werden. Informatik wird so erlebbar und (be-)greifbar.

Robotik-Workshops im RDZ Rorschach

Mit der Klasse (Zyklus 1 bis 3) können kostenlos verschiedene spannende Programmier-Workshops besucht werden. Für alle Zyklen stehen ein passendes Angebot an Robotern und Mikrocontrollern zur Verfügung.

Robotik – digitale Bücher

Weitere Angebote

Programmieren mit Robotern und Microkontrollern

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Die faszinierende Welt des Programmierens entdecken!

In der Begabungsförderung an der PHSG programmieren wir mit spannenden Apps, Online-Tools, verschiedenen Robotern und Microkontrollern – Informatik wird erleb- und (be)greifbar! Dazu stehen Unterrichtsmaterialien und fertige digitale Bücher zur Verfügung, welche auch im eigenen Unterricht eingesetzt werden können.

Programmieren fördert nachweislich das logische Denken und nützt auch der Arbeitsweise. Denn man übt darin vorausschauend zu planen und präzise zu arbeiten. Die im Unterricht eingesetzeten digitalen Bücher bestehen aus verschiedenen kleinen, auf sich aufbauenden Missionen (Challenges). Bei der Entwicklung Physical Computing Aufgaben wurde darauf geachtet, dass die Kinder und Jugendliche rasche Erfolge feiern können. Ein Ziel ist es, einen gelungenen und positiven Zugang in die faszinierende Welt der Informatik zu schaffen. Ziel ist es zudem, dass die Schülerinnen und Schüler das nötige Knowhow sich aneignen damit sie am Schluss offene Programmier-Aufgaben (Making) meistern können. So soll beispielsweise ein Rasenmäher-Roboter, ein Lift oder die Stadt der Zukunft, usw. als Projektaufgabe gelöst werden.

Digitale Programmierbücher

Videos zu Robotern und Microkontrollern

Digitale Bücher mit GooglePresentation erstellen

Mit GooglePresentation können digitale Bücher multimedial erstellt werden (Text, Fotos, Videos, Audio). Die im Web-Browser erstellen Bücher können anschliessend plattformunabhängig geöffnet werden (Windows, MacOS, iOS, Android). Das folgende Video zeigt, wie so ein digitales Buch erstellt werden kann.

Mars Mission

In der Mars Mission im RDZ Gossau sind die Lernenden Astronautinnen und Astronauten und tauchen ein in eine einladend gestaltete Welt mit spannenden Missionen. In zwei Crews, dem Base Camp und der Field Mission, bearbeiten sie verschiedene Herausforderungen im Kontext von Physical Computing, um

  • das Überleben der Mannschaft zu sichern,
  • den Planeten zu erforschen oder
  • neue Technologien für die langfristige Besiedlung des Mars zu entwickeln.

Beispiel eines digitalen Buches erstellt mit GooglePresentation der Mars Mission: Micro:bit – Training Cards (Zyklus 2/3)

Robotik-Lernkisten

In den Regionalen Didaktischen Zentren des Kantons St. Gallen können diverse Robotik-Kisten ausgeliehen werden:

Bildquelle: stock.adobe.com

«analog + digital» ─ Informatik (be-)greifen

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Im neuen Lernarrangement des RDZ Rorschach zum Fach Informatik können die Kinder und Jugendlichen durch aktives Ausprobieren die Welt der analogen und digitalen Medien erproben. So lernen sie das Funktionsprinzip von Geräten verstehen, die sie täglich verwenden. Technisches Verständnis, handwerkliche Fertigkeiten und kreatives Problemlösen werden dabei ebenso wie Kooperationsfähigkeit und Selbstverantwortung erarbeitet und geübt. Sie begegnen folgenden Themen: 

  • Wie funktionieren Computer (Informatiksysteme)?
  • Programmieren (Algorithmen)
  • Sortieren, Ordnen und Automatisieren /  Binärsystem (Datenstrukturen)
  • Analog und digital spielen (Zyklus 1/2)
  • Technik verstehen / Technik basteln (Zyklus 2/3, Phase 2)

Blog mit Informationen / Broschüre /Einführungskurse, Unterrichtsideen, usw.