Die Systematik des deutschen Schulwesens geht noch immer von einem grundsätzlich notwendigen Allgemeinwissen aus, das der deutsche Schüler zum Erreichen seiner "Reife" benötigt. Säuberlich den akademischen Fachrichtungen zugeordnet müssen folglich Wissenspakete existieren, die – einmal als beherrscht nachgewiesen – dem Menschen zu seiner Studier- oder Ausbildungsfähigkeit genügen. Eigentlich wäre es an der Zeit, die Schule im Informationszeitalter neu zu erfinden, anstatt nur die Symptome der problematischen Grundannahmen z. B. durch fächerübergreifenden Unterricht und Projektwochen korrigieren zu wollen. Dies kann dieses Buch nicht leisten. Es kann leider nur darum gehen, die als richtig und notwendig erkannte Vermittlung von Schlüsselkompetenzen sinnvoll im bestehenden Rahmen umzusetzen. Heinz Klippert hat mit seinen Publikationen zur Schulentwicklung, zum Methoden- und Kommunikationstraining sowie zur Teamentwicklung ebenfalls in ganz allgemeinem Rahmen Strategien vorgeschlagen, diese Ziele im Fachunterricht zu verankern. Gerade in der Welt der Informatik ist die Arbeit in Teams und das individuelle Kooperationsvermögen eine Schlüsselkompetenz.
Dieses Buch untersucht die Funktionalität des Einsatzes des LEGO Mindstorms Systems im Informatikunterricht und hat dabei speziell die Förderung des Kooperationsvermögens bei den Schülern im Blick. Zunächst wird die Förderung des Kooperationsvermögens im Informatikunterricht begründet und darauf aufbauend eine Unterrichtseinheit für die Oberstufe entwickelt und analysiert:
Kooperationsvermögen ist Grundvoraussetzung für erfolgreiches Lernen in Gruppen und eine Stärkung des Anteils an Gruppenarbeit im Schulunterricht ist erforderlich, da die Kompensation im Bezug auf soziales Lernen für Einzelkinder geleistet wird, die elementaren Kommunikations- und Kooperationsverhalten trainiert und somit Schlüsselqualifikationen der modernen Berufswelt vermittelt werden. Die Grundidee ist der Zwang zur kooperativen Leistung innerhalb und zwischen drei Gruppen, die ein Softwareprojekt realisieren sollen, in dem ein Hochregallager mit LEGO Bausteinen modelliert wird.
Das gesamte Projekt wurde im Rahmen der zweiten Staatsprüfung für das Amt des Studienrates 2005 in Berlin durchgeführt und mit "sehr gut" bewertet. Der Autor hofft auf eine Weiterentwicklung des Konzeptes und stellt gerne alle Programmtexte und sonstigen Materialien in elektronischer Form zur Verfügung. Die notwendige Software ist frei im Internet verfügbar.
Inhaltsverzeichnis
1. Eine Provokation als Einleitung
2. Kooperation in der Theorie und Mindstorms in der Praxis
2.1 Kooperationsvermögen in der Schule
2.2 Das LEGO Mindstorms System
3. Die Planung einer Unterrichtsreihe
3.1 Darstellung der Unterrichtsvoraussetzungen
3.1.1 Allgemeine Unterrichtsvoraussetzungen in der Lerngruppe
3.1.2 Unterrichtsvoraussetzungen im Bereich Schülerkooperation
3.1.3 Unterrichtsvoraussetzungen technischer Art
3.2 Sachanalyse und didaktische Reduktion
3.3 Besondere Hilfestellung durch Programmgerüste
3.4 Methodische Entscheidungen
3.5 Arbeitsaufträge an die Gruppen
3.5.1 Gruppe Ladestation
3.5.2 Gruppe Transportzug
3.5.3 Gruppe Regalstation
3.6 Synopse
4. Kooperation in Maßen – verwendete „Messinstrumente“
4.1 Lehrerbeobachtung
4.2 Selbst- und Fremdeinschätzungen der Schüler
4.3 Selbstbewertungen der Schüler
4.4 Die Schülertagebücher
4.5 Das Arbeitsergebnis als Feedback
5. „Action!“ Die Durchführung des Projektes
5.1 Einführung und Einarbeitungsphase
5.2 Koordinierungsphase
5.3 Hauptarbeitsphase
5.4 Abschlussphase
6. Beobachtungen und Analyse
6.1 Selbsteinschätzungen der Schüler
6.2 Fremdeinschätzungen der Teamfähigkeit
6.3 Lehrerbeobachtungen und Schülertagebuch
6.4 Gesamtergebnis
7. Fazit und Zukunftsmusik
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, ob der Einsatz des LEGO Mindstorms Systems im Informatikunterricht die Kooperationsfähigkeit von Schülern der gymnasialen Oberstufe effektiv fördern kann. Die Forschungsfrage fokussiert dabei auf die Überbrückung der Diskrepanz zwischen traditionellem fachorientiertem Unterricht und der Notwendigkeit zur Vermittlung überfachlicher Schlüsselkompetenzen.
- Methodische Gestaltung von Informatikunterricht durch projektorientiertes Arbeiten.
- Einsatz von LEGO Mindstorms als motivierendes Werkzeug zur Verknüpfung von Hard- und Software.
- Förderung von Kooperations- und Teamfähigkeit durch arbeitsteilige Entwicklungsprozesse.
- Erfassung von Lernerfolgen durch Lehrerbeobachtung, Schülertagebücher und Selbsteinschätzungen.
- Reflektion über die Rolle des Lehrers als Lernbegleiter in komplexen Gruppensettings.
Auszug aus dem Buch
3.5.1 Gruppe Ladestation
Auftrag: Entwickeln Sie die Software für das Steuerungsmodul der Ladestation eines automatisierten Hochregallagers.
Spezifikation: Die Station wird durch einen RCX Baustein des Lego Mindstorms Systems gesteuert. Es steht ein Förderband zur Verfügung, auf das bei Eingang einer Palette diese abgelegt und von der bei Entnahme einer Palette diese entnommen werden muss. Über zwei Tasten wird die Station bedient. Die Station kann über ein Display von 5 Zeichen Zustände anzeigen.
Benutzerführung: Der Benutzer kann mit den zwei Tasten auswählen, ob er eine Palette einlagern oder anfordern will. Im ersten Fall ist die Palette zuvor auf das Ladeband zu legen. Über das Display wird dem Benutzer eine Identifikationsnummer mitgeteilt, mit Hilfe der er die Palette später wieder abrufen kann. Will der Benutzer eine Palette aus dem Lager anfordern, muss er die Identifikationsnummer mit den zwei Tasten eingeben.
Hilfestellung:
• Einige Bestandteile der Ladestation sind bereits vorprogrammiert worden, insbesondere liegt eine Struktur vor, mit der das Ergebnis erreicht werden kann.
• Versuchen Sie zunächst den Aufbau der vorhandenen Programmteile zu verstehen.
• Übertragen Sie diese auf den RCX und experimentieren Sie mit den Sensoren.
• Legen Sie einen Programmablauf fest, der in der Klasse Waerter programmiert werden muss.
• Modularisieren Sie den Programmablauf in Methoden.
• Nehmen Sie mit der Gruppe des Transportzugs Kontakt auf, um die Schnittstellen zu besprechen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Eine Provokation als Einleitung: Dieses Kapitel kritisiert die traditionelle Systematik des deutschen Schulwesens, die primär auf isoliertes Sachwissen statt auf die Vermittlung moderner Schlüsselkompetenzen wie Teamfähigkeit ausgerichtet ist.
2. Kooperation in der Theorie und Mindstorms in der Praxis: Hier werden die theoretischen Grundlagen der Gruppenarbeit diskutiert und das LEGO Mindstorms System als motivierendes Werkzeug für den Informatikunterricht vorgestellt.
3. Die Planung einer Unterrichtsreihe: Dieses Kapitel beschreibt die detaillierte Vorbereitung des Projekts, einschließlich der Lernziele, der schulspezifischen Voraussetzungen und der Zuweisung konkreter Arbeitsaufträge an die Schülergruppen.
4. Kooperation in Maßen – verwendete „Messinstrumente“: Es werden die eingesetzten Methoden zur Erfassung des Kooperationsverhaltens erläutert, darunter Lehrerbeobachtungen, Fragebögen und Schülertagebücher.
5. „Action!“ Die Durchführung des Projektes: Der Autor schildert den praktischen Verlauf des Projekts, unterteilt in Phasen wie Einarbeitung, Koordination und Implementierung der Software.
6. Beobachtungen und Analyse: In diesem Kapitel werden die gesammelten Daten ausgewertet, um die Entwicklung der Kooperationsfähigkeit bei den Schülern im Projektverlauf zu analysieren.
7. Fazit und Zukunftsmusik: Abschließend zieht der Autor Bilanz über den Lernerfolg, reflektiert Kritikpunkte der Schüler und gibt Ausblicke für zukünftige Unterrichtsvorhaben.
Schlüsselwörter
Kooperationsfähigkeit, Informatikunterricht, LEGO Mindstorms, Projektorientierter Unterricht, Teamfähigkeit, Gruppenarbeit, JAVA, Softwareentwicklung, Schülertagebuch, Medienkompetenz, Automatisierung, Hochregallager, Sozialkompetenz, Prozessorientierung, Lernumgebung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit untersucht den Einsatz von LEGO Mindstorms Robotern im Informatikunterricht, um soziale Kompetenzen und das Kooperationsvermögen bei Schülern gezielt zu steigern.
Welche zentralen Themenfelder stehen im Fokus?
Die zentralen Felder sind die Förderung von Teamarbeit in der Schule, der praktische Einsatz technischer Lehrmittel sowie die methodische Planung von Informatik-Unterrichtsreihen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, nachzuweisen, dass durch projektbasiertes, arbeitsteiliges Arbeiten an einem technischen System die Kooperationsbereitschaft und das Gruppenklima der Schüler verbessert werden können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Der Autor nutzt eine Kombination aus Lehrerbeobachtungen, standardisierten Selbsteinschätzungsbögen für Schüler und der qualitativen Auswertung von Schülertagebüchern über den gesamten Projektzeitraum.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil liegt der Schwerpunkt auf der detaillierten Planung der Unterrichtsreihe, den Arbeitsaufträgen für die Gruppen sowie der Schilderung und Analyse der tatsächlichen Durchführung des Projekts.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind insbesondere Kooperationsfähigkeit, LEGO Mindstorms, Projektunterricht und Teamarbeit.
Warum war das Hochregallager-Modul für das Projekt geeignet?
Das Modul ermöglichte ein arbeitsteiliges Vorgehen zwischen drei Gruppen, was die Kommunikation über Schnittstellen zwingend erforderte und somit den Fokus auf die Kooperation legte.
Wie reagierten die Schüler auf die Gruppenarbeitsphasen?
Die Reaktionen waren gemischt: Während einige Schüler von der praktischen Herausforderung profitierten und motiviert waren, empfanden insbesondere schwächere Schüler das Projekt teilweise als anstrengend oder zu komplex.
Was ist das wichtigste Fazit für die pädagogische Praxis?
Der Autor kommt zu dem Schluss, dass Gruppenarbeit in der Schule explizit geübt werden muss, da Schüler nicht automatisch auf selbstorganisierte Lernprozesse vorbereitet sind.
Welche Rolle spielten die Schülertagebücher?
Sie dienten dazu, den Lernprozess individuell zu dokumentieren und dem Lehrer fundierte Einblicke in die internen Gruppendynamiken zu ermöglichen, ohne dabei den natürlichen Arbeitsfluss zu stören.
- Citar trabajo
- Oliver Wagner (Autor), 2005, Lego-Roboter im Informatikunterricht, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/62336
