In folgender Hausarbeit soll die Rolle untersucht werden, die Programmiersoftware im naturwissenschaftlichen Unterricht einnimmt und einnehmen kann. Die Hausarbeit soll nicht die Gestaltung des Unterrichts behandeln, sondern vielmehr an einem konkreten Beispiel darlegen, wie ein computergestützter Unterricht durch Programmiersoftware bereichert werden kann. Einer der Schwerpunkte ist also der Mehrwert durch die Software. Ein weiterer Schwerpunkt soll auf die Darstellung von Programmieren als ein spielerisches Lernen gelegt werden. Auch wenn dies zunächst widersprüchlich klingt, sind Grundschulkinder im besten Alter um programmieren zu lernen. Es soll gezeigt werden, inwiefern die Kinder und ihre Art zu denken von dieser Fähigkeit und diesen Kenntnissen geprägt werden. Dies soll anhand von Logo, einer Programmiersprache, die 1968 von S. Papert für den Gebrauch in der Schule entwickelt wurde, gezeigt werden. Papert war ein Mitarbeiter Piagets und so soll, nach einem kurzen Überblick hinsichtlich handlungsorientierten Unterrichts mit Hilfe von Computern, zwei Aspekte genannt werden, die auf Piaget zurückführbar sind. Nachfolgend wird auf die Software Logo, insbesondere als visuelle Programmiersprache zur Entwicklung von Grafiken, geometrischen Figuren und eigenen Vorgängen in einer Microwelt, eingegangen. Bei einer Microwelt handelt es sich um eine Art virtuelles Biotop, eine komplette kleine Welt, in der sich verschiedene Vorgänge abspielen. Zuerst soll eine knappe Einführung in die Funktionsweise Logos gegeben werden, nachfolgend wird ihr Einsatz im Unterricht behandelt. Dies geschieht auf zwei verschiedene Arten. Als erstes wird Logo als Programmiersprache für Schüler untersucht und als zweites als Medium für Frontalunterricht, um mathematische oder naturwissenschaftliche Abläufe zu veranschaulichen. Daraufhin soll ein Ausblick auf das Aneignen mathematischen Denkens gegeben werden. Dieses soll als in den bisherigen Betrachtungen über Logo vernachlässigter Punkt zwar besonders hervorgehoben, jedoch trotzdem nur angerissen werden, da eine Antwort auf die gestellte Frage im Auge des Betrachters liegt. Anschließend wird der Mehrwert, der durch Logo entsteht behandelt. Daraufhin soll in einer Abschlussbetrachtung auch die Kritik, die der Software entgegengebracht wurde benannt werden, damit die Möglichkeit gegeben ist im Schluss ein Resümee zu ziehen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Computergestützter Unterricht
2.1 Handlungsorientierter Unterricht mit Hilfe von Computern
2.2 Paperts Bezug zu Piaget
3. Turtle Geometry: A Mathematics Made for Learning
3.1 Die Funktionsweise der Software Logo
3.2 Der Einsatz von Logo im Unterricht
3.3 Mathematisches Denken
3.4 Der Mehrwert
4. Kritik und Bewertung
5. Schluss
Zielsetzung und Themen der Arbeit
Diese Hausarbeit untersucht die Rolle und den Mehrwert von Programmiersoftware im naturwissenschaftlichen Unterricht, wobei der Fokus auf dem lerntheoretischen Ansatz nach S. Papert und der Programmiersprache Logo liegt, um zu zeigen, wie computergestütztes Lernen mathematisches Denken bei Kindern fördern kann.
- Handlungsorientierter Unterricht und Medienerziehung
- Lerntheoretische Grundlagen nach Piaget und Papert
- Funktionsweise und Anwendung der Software Logo
- Förderung mathematischen Denkens durch Programmierung
- Kritische Reflexion des Einsatzes von Lernsoftware
Auszug aus dem Buch
Die Funktionsweise der Software Logo
Da Logo für Kinder entwickelt wurde, weist die Bedienung keine sonderlichen Schwierigkeiten auf. Die Anforderungen wachsen jedoch, je nach Ziel; ein Quadrat zu programmieren ist einfach, ein Populationsmodell komplex, mit Logo ist beides möglich. Je nachdem wie komplex nun das Zielprogramm ist, was es zu schreiben gilt, desto höher sind auch die Anforderungen an die Kenntnisse des Programmierenden. Somit kann der Programmierende sein Lerntempo durch den Schwierigkeitsgrad selbst bestimmen. Nachfolgend soll auf die Bedienung der Software eingegangen werden. Beim Starten des Programms öffnen sich zwei Fenster, eins zum programmieren, das Control Center, und eins, welches die grafischen Ergebnisse anzeigt, das eigentliche StarLogo Fenster. In das erste Fenster schreibt der Programmierende die Befehle hinein, die eine kleine Figur (Turtle) in dem anderen Fenster, auf einem gitterartigen, schwarzen Feld ausführen soll. Dem Turtle, wie auch den übrigen Feldern, auf denen sie sich bewegen kann, können Eigenschaften zugeschrieben werden. Die Turtles können sich außerdem noch bewegen, so gibt es für sie Befehle in alle Richtungen zu gehen und sich zu drehen und vieles mehr.
Anders als bei Logo verfügen die Turtles in der Weiterentwicklung StarLogo auch über Perzeption, sie können andere Turtles wahrnehmen und mit ihnen kommunizieren. Sie können außerdem ein breiteres Spektrum an Befehlen ausführen und Folgen anzeigen, z. B. männlich oder weiblich zu sein, sich zu reproduzieren oder zu sterben. So ist es also auch möglich ein Populationsmodell zu programmieren in denen die Figuren, z. B. Hasen einander erkennen und so nur mit einer andersgeschlechtlichen Figur paaren. Entsprechende Felder wären z.B. Gras bzw. kein Gras, so können die Figuren durch Nahrungsaufnahme Energie gewinnen und bei einem zu geringen Energielevel sterben. Es können weiterhin Figuren mit anderen Eigenschaften, z. B. Füchse hinzugefügt werden um ein Jäger-Beute-Schema darzustellen. Aber nicht alle Programme müssen so komplex sein.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung führt in die Fragestellung ein, welche Rolle Programmiersoftware wie Logo im naturwissenschaftlichen Unterricht spielen kann und welche Bedeutung dies für das mathematische Denken hat.
2. Computergestützter Unterricht: Dieses Kapitel erläutert die Grundlagen des handlungsorientierten Unterrichts am Computer und stellt die theoretischen Bezüge zwischen Seymour Paperts Ansätzen und der Entwicklungstheorie von Jean Piaget her.
3. Turtle Geometry: A Mathematics Made for Learning: Hier wird die Software Logo detailliert vorgestellt, ihr Einsatz im Unterricht analysiert und der Zusammenhang zwischen Programmieren, mathematischem Denken sowie dem erzielten Mehrwert für Lernende beleuchtet.
4. Kritik und Bewertung: Dieser Abschnitt setzt sich kritisch mit den Ansätzen von Papert und dem Einsatz von Logo auseinander, wobei insbesondere Positionen von P. Bender als Gegenargumente angeführt werden.
5. Schluss: Das Fazit fasst die Darlegungen zusammen und reflektiert die Ausgangsfrage sowie die Bedeutung von Paperts Ansätzen für den modernen Unterricht.
Schlüsselwörter
Logo, Programmiersprache, Turtle Geometry, handlungsorientierter Unterricht, mathematisches Denken, Seymour Papert, Jean Piaget, Microwelt, Motivation, Medienerziehung, Informatikunterricht, Lernsoftware, Problemlösen, Debugging, Computereinsatz in der Schule.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie Programmiersoftware wie Logo im Unterricht eingesetzt werden kann, um Lernprozesse zu bereichern und spezifisch mathematisches Denken bei Kindern zu fördern.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf handlungsorientiertem Lernen, der lerntheoretischen Einbettung durch Piaget und Papert sowie der konkreten Anwendung von Logo-Umgebungen in der Schule.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, den Mehrwert von Programmiersoftware aufzuzeigen, insbesondere in Bezug auf die Motivation und die Entwicklung von Problemlösekompetenzen bei den Schülern.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer theoretischen Analyse bestehender lerntheoretischer Konzepte und der Auswertung pädagogischer Literatur zum Einsatz von Informatikmitteln im Unterricht.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert die Funktionsweise von Logo, die Rolle von "Microwelten" im Lernprozess sowie die Vorteile und kritischen Gegenpositionen zur Logo-Philosophie.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Schlagworte sind Logo, handlungsorientierter Unterricht, mathematisches Denken, konstruktivistische Lerntheorie und der pädagogische Mehrwert von Programmierung.
Wie unterscheidet sich StarLogo vom klassischen Logo?
StarLogo erweitert die Möglichkeiten der klassischen Logo-Software um Funktionen wie Perzeption, bei denen Akteure miteinander kommunizieren und komplexere soziale oder biologische Modelle simulieren können.
Welche Rolle spielen Fehler beim Programmieren mit Logo?
Fehler, sogenannte "Bugs", werden als integraler Bestandteil des Lernprozesses angesehen. Das selbstständige Debugging fördert die intensive Auseinandersetzung mit der Materie und das Problemlösungsvermögen.
Wie kann Logo im Frontalunterricht eingesetzt werden?
Lehrkräfte können Logo nutzen, um dynamische Modelle zu präsentieren und Parameter spontan zu verändern, wodurch veranschaulichende Lernprozesse unterstützt werden.
- Arbeit zitieren
- Yvonne Müller (Autor:in), 2006, Die Aneignung mathematischen Denkens durch Programmieren im Unterricht - ein lerntheoretischer Ansatz nach Papert, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/83035
