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Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II

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iconZusammenfassungen

Torsten BrindaIn Deutschland befindet sich die informatische Bildung in der Sekundarstufe in einem konzeptionellen Wandel von starker Betonung der prozeduralen Programmierung hin zum objektorientierten Modellieren (OOM). Obwohl von Informatikdidaktikern empfohlen, betont und bereits in einigen Curricula der Bundesländer verankert, hat dieser Wandel die Mehrzahl der Schulen noch nicht erreicht. Ein scheinbarer Wandel fand statt von prozeduraler hin zur objektorientierten Programmierung. Als eine wesentliche Ursache für die noch seltene Berücksichtigung von OOM in der Schulpraxis wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit, ausgehend von einer Literaturanalyse des fachdidaktischen Standes zum OOM, ein Mangel an verfügbaren Unterrichts- und Übungsbeispielen, unterrichtsgeeigneten Informatiksystemen zur Förderung der Aneignung von Fachkonzepten, Strukturierungshinweisen für den Unterricht und damit verbundenen Einsatzkonzepten identifiziert. Eine ähnliche Ausgangslage zeigt sich in anderen, wichtigen Themenfeldern des Informatikunterrichts (z.B. Wirkprinzipien von Informatiksystemen), die einerseits empfohlen werden, für die andererseits aber noch zu wenige Lehr-Lern-Materialien existieren bzw. zugänglich sind. Mit den Zielen, einerseits den identifizierten Bedarf beim OOM nachhaltig zu decken und andererseits auch in anderen Bereichen der informatischen Bildung zu einer Bereicherung der Lehr-Lern-Prozesse beizutragen, wurde ein als didaktisches System bezeichneter Verbund, bestehend aus traditionellen und neuen Komponenten des Lehr-Lern-Prozesses, konzipiert. Gestaltungsleitend war hierbei der zuvor dargelegte Bedarf. Begründet und exemplarisch erprobt wurde, wie die vorgeschlagenen Systemkomponenten Aufgabenklassen, Explorationsmodule und Wissensstrukturen zu einer Bereicherung traditioneller Lehr-Lern-Prozesse beitragen können, durch Anwendung in, als Gestaltungsmittel für und durch Förderung der fachdidaktischen Kommunikation und Diskussion zu Lehr-Lern-Prozessen. Bei Aufgabenklassen handelt es sich um abstrakte Aufgabenrahmen, die aus einem zu diesem Zweck entwickelten, Auswahl-, Abstraktions- und Strukturierungsprozess, hervorgingen, der auf über 320 Übungsaufgaben in fachwissenschaftlichen Lehrbüchern zum OOM angewandt wurde. Damit verbunden wurde eine Methodik zur Gestaltung von Aufgaben zum OOM zur Erfüllung vielfältiger fachdidaktischer Funktionen entwickelt, um diesen Prozess speziell für mit OOM wenig erfahrene Lehrende zu erleichtern. Lernenden geben Aufgabenklassen Orientierung, indem sie abstrakte Aufgabenrahmen mit im Unterricht erarbeiteten Lösungsstrategien verbinden. Die Bewältigung von Problemen mit ähnlichen Aufgaben wird damit vereinfacht. Bei Explorationsmodulen handelt es sich um softwarebasierte Lernangebote zur Anregung der Exploration von fachlichen Zusammenhängen in „Blended Learning“-Szenarios. Lernenden wird damit ein neuer, handlungsorientierter Zugang zu Fachkonzepten eröffnet, indem sie mit Repräsentationen von Fachkonzepten unter Verwendung systematischer Explorationsstrategien interagieren, anstatt ausschließlich zu programmieren. Dadurch schärfen sie nicht nur ihre Fach-, Methoden- und Sozial-, sondern auch ihre Lernkompetenz. Wissensstrukturen dienen als grafische Repräsentationen von fachlichen Erarbeitungsstrukturen unter Verwendung von Und-Oder-Graphen der Veranschaulichung von Vorkenntnisstrukturen zwischen Fachkonzepten für Akteure in Lehr-Lern- Prozessen. Sie erleichtern die fachdidaktische Analyse bzw. Diskussion von Lehr-Lern- Prozessen sowie die Kontrolle des erreichten Bildungsstands für Lehrende und Lernende. Die Vorgehensweise bei der Entwicklung der Komponenten des didaktischen Systems wurde ausführlich dokumentiert und abstrahiert. Dadurch ist ein Leitfaden gegeben, mit dem weitere didaktische Systeme für andere Themenbereiche oder andere Zielgruppen gestaltet werden können. Gezeigt wurde weiterhin, wie eine exemplarische Erprobung durch Integration in den Informatikunterricht der Sek. II sowie in die Informatiklehreraus- und -weiterbildung erfolgen kann. Involviert in diesen Prozess waren über 100 Lernende im Informatikunterricht der Sek. II und in Studienwerbeveranstaltungen, 10 Lehramtsstudierende in der Informatiklehrerausbildung sowie über 200 Lehrende in Veranstaltungen zur Informatiklehrerfortbildung.
Von Torsten Brinda in der Dissertation Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II (2004)

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Personen
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Rüdeger Baumann, Ulrich Block, B. S. Bloom, Torsten Brinda, Manfred Broy, Jerome S. Bruner, Franz Eberle, Frank Fischer, Steffen Friedrich, Werner Hartmann, Peter Hubwieser, Ludger Humbert, Michael Kerres, Johannes Magenheim, Heinz Mandl, Bertrand Meyer, Hilbert Meyer, Eckart Modrow, Fred Mulder, Jürg Nievergelt, Seymour Papert, Raimond Reichert, Sigrid E. Schubert, Carsten Schulte, Andreas Schwill, Marco Thomas, Lew Semjonowitsch Vygotsky, Tom J. van Weert

Begriffe
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Bildungeducation (Bildung), Bildungsstandards, Concept MapConcept Map, Deutschlandgermany, Didaktikdidactics, E-LearningE-Learning, Fundamentale Ideen, Fundamentale Ideen der Informatik, Informatikcomputer science, Informatik-Didaktikdidactics of computer science, Informatik-Unterricht (Fachinformatik)Computer Science Education, Lernenlearning, LOM (Learning Objects Metadata)Learning Objects Metadata, Mind MapMind Map, Modellmodel, Objektobject, OOM (Object oriented modelling)Object oriented modelling, Programmierenprogramming, Softwaresoftware, UML, Unterricht, Visualisierungvisualization
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Bücher
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1930Mind in Society (Lew Semjonowitsch Vygotsky) 8, 7, 11, 14, 5, 12, 11, 5, 5, 7, 6, 1014818101698
1956  Taxonomy of educational objectives (B. S. Bloom) 6, 3, 8, 6, 4, 11, 9, 7, 5, 4, 2, 81022582681
1960 local secure The Process of Education (Jerome S. Bruner) 10, 4, 9, 7, 5, 7, 10, 5, 7, 5, 5, 117016112358
1982 local secure web Mindstorms (Seymour Papert) 8, 8, 17, 20, 14, 12, 24, 11, 14, 21, 30, 2522945255089
1987  Unterrichtsmethoden I (Hilbert Meyer) 17, 7, 12, 11, 6, 7, 10, 8, 6, 4, 11, 1432102149875
1995 local secure web Innovative Konzepte für die Ausbildung (Sigrid E. Schubert) 20, 13, 11, 13, 11, 14, 21, 18, 26, 23, 29, 2950179292379
1996Didaktik der Informatik (Rüdeger Baumann) 6, 4, 9, 5, 4, 6, 8, 4, 8, 3, 2, 642161099
1996  Didaktik der Informatik (Franz Eberle) 5, 4, 11, 8, 4, 7, 17, 9, 14, 15, 15, 1626105166944
1997 local secure Informatik und Lernen in der Informationsgesellschaft (Heinz Ulrich Hoppe, Wolfram Luther) 21, 17, 22, 21, 22, 31, 34, 20, 26, 27, 37, 3414144342436
1997Object-oriented software construction 2nd Ed. (Bertrand Meyer) 1, 3, 7, 2, 1, 2, 8, 5, 5, 5, 4, 6646782
1998  Informatics in Higher Education Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Fred Mulder, Tom J. van Weert) 2, 3, 3, 2, 1, 2, 2, 1, 3, 3, 2, 542051444
1999  local secure web Informatik und Schule (Andreas Schwill) 6, 6, 11, 9, 8, 9, 12, 11, 12, 14, 7, 1949170195204
2000  local secure web Didaktik der Informatik (Peter Hubwieser) 16, 11, 10, 13, 13, 18, 21, 23, 23, 16, 20, 2473134246386
2000  Wissen sichtbar machen (Heinz Mandl, Frank Fischer) 5, 5, 8, 7, 4, 11, 5, 5, 5, 3, 5, 9325493015
2001  Multimediale und telemediale Lernumgebungen (Michael Kerres) 6, 4, 11, 8, 3, 15, 13, 11, 12, 11, 10, 21145136215612
2001  Informatikunterricht und Medienbildung (Reinhard Keil, Johannes Magenheim) 11, 9, 9, 11, 15, 5, 13, 14, 15, 10, 7, 1857202184494
2002 local secure web Informatische Modellbildung (Marco Thomas) 6, 3, 9, 5, 4, 4, 11, 3, 3, 3, 2, 7122471359
2002 local secure Modellierung in der informatischen Bildung (Sigrid E. Schubert, Johannes Magenheim, Peter Hubwieser, Torsten Brinda) 5, 2, 9, 7, 5, 4, 12, 5, 4, 11, 15, 142077141508
2002  local secure web Pragmatischer Konstruktivismus und fundamentale Ideen als Leitlinien der Curriculumentwicklung (Eckart Modrow) 8, 4, 9, 8, 4, 7, 13, 5, 7, 3, 4, 101236102009
2002  SEC III Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Yvonne Büttner, Volker Claus, Helene Godinet, Raymond Morel, Robert Munro, Sigrid E. Schubert, Deryn Watson, Raul Wazlawick, Tom J. van Weert) 5, 7, 9, 11, 4, 10, 18, 11, 15, 14, 17, 231687233113
2003  Informatics and the Digital Society (Tom J. van Weert, Robert Munro) 4, 4, 9, 6, 1, 2, 7, 2, 7, 4, 3, 9167891851
2003  local secure web Zur wissenschaftlichen Fundierung der Schulinformatik (Ludger Humbert) 4, 4, 12, 4, 6, 9, 13, 8, 10, 6, 6, 131161132226
2003Informatische Fachkonzepte im Unterricht (Peter Hubwieser) 7, 6, 13, 8, 6, 6, 10, 9, 13, 9, 7, 1054234102512
2004 local secure Didaktik der Informatik (Sigrid E. Schubert, Andreas Schwill) 6, 4, 9, 6, 7, 9, 14, 11, 6, 15, 12, 1637129161856
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Texte
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1993 local secure web Fundamentale Ideen der Informatik (Andreas Schwill) 12, 12, 13, 15, 14, 17, 25, 12, 17, 16, 10, 206049205196
1995 local secure web Programmierstile im Anfangsunterricht (Andreas Schwill) 3, 3, 4, 3, 1, 2, 10, 3, 4, 2, 5, 4684400
1997 local secure Grundlegende Konzepte von Informations- und Kommunikationssystemen für den Informatikunterricht (Peter Hubwieser, Manfred Broy) 1, 1, 3, 1, 1, 1, 3, 1, 1, 1, 1, 347393
1999 local secure web Grundkonzepte der Informatik und ihre Umsetzung im Informatikunterricht (Ludger Humbert) 3, 1, 1, 5, 4, 3, 2, 3, 4, 2, 2, 77157238
1999 local secure web Informatik als Pflichtfach an bayerischen Gymnasien (Peter Hubwieser) 1, 5, 5, 3, 1, 2, 2, 1, 2, 1, 1, 3783193
1999  local secure web Roboter programmieren - ein Kinderspiel (Jürg Nievergelt) 1, 2, 5, 4, 4, 5, 8, 3, 4, 2, 1, 682562672
2000 local secure web Ein spielerischer Einstieg in die Programmierung mit Java (Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) 7, 1, 7, 5, 2, 2, 6, 3, 3, 6, 1, 511651375
2000Strategiemodellierung mit Expertenmaps Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Frank Fischer, Heinz Mandl) 5, 2, 2, 3, 6, 3, 4, 4, 1, 1, 1, 3283715
2000Mapping-Techniken und Begriffsnetze in Lern- und Kooperationsprozessen Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Frank Fischer, Heinz Mandl) 1, 6, 1, 7, 4, 4, 5, 1, 1, 5, 3, 781371380
2001 local secure web Evaluation von Informatikunterricht (Peter Hubwieser, Ludger Humbert, Sigrid E. Schubert) 3600
2001 local secure web Ab wann kann man mit Kindern Informatik machen? (Andreas Schwill) 5, 2, 7, 3, 1, 2, 8, 3, 4, 4, 6, 7211771952
2001 local secure web Einfluss fachwissenschaftlicher Erkenntnisse um objektorientierten Modellieren auf die Gestaltung von Konzepten in der Didaktik der Informatik (Torsten Brinda) 41700
2001 local secure web Die Vielfalt der Modelle in der Informatik (Marco Thomas) 1, 1, 2, 4, 4, 2, 5, 4, 4, 2, 1, 852182150
2002 local secure web Das Sieben-Schritte-Schema zur Dekonstruktion objektorientierter Software (Carsten Schulte, Ulrich Block) 3300
2002 local secure web Modelle in der Fachsprache der Informatik (Marco Thomas) 4, 2, 1, 4, 4, 2, 3, 1, 2, 4, 3, 721971136
2002Exploration of object-oriented models in informatics education Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Torsten Brinda, Sigrid E. Schubert) 1, 1, 2, 40, 6, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 42541001
2003 local secure Informatik und PISA (Steffen Friedrich) 43, 6, 6, 2, 1, 3, 6, 3, 4, 10, 11, 711127948

iconDiese Doktorarbeit  erwähnt nicht ... Eine statistisch erstelle Liste von nicht erwähnten (oder zumindest nicht erfassten) Begriffen, die aufgrund der erwähnten Begriffe eine hohe Wahrscheinlichkeit aufweisen, erwähnt zu werden.

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icon12 Erwähnungen  Dies ist eine nach Erscheinungsjahr geordnete Liste aller im Biblionetz vorhandenen Werke, die das ausgewählte Thema behandeln.

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Radikaler Konstruktivismus

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Lehrbuch der Software-Technik (Band 1)

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(Eckart Modrow) (2002)  local secure web 
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Programmieren mit Kara

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(Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) (2003)  
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Informatische Fachkonzepte im Unterricht

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Didaktische Modelle

(Werner Jank, Hilbert Meyer) (2002)  
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Die Kluft zwischen Wissen und Handeln

Empirische und theoretische Lösungsansätze

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Informatik und Lernen in der Informationsgesellschaft

7. GI-Fachtagung Informatik und Schule, INFOS'97, Duisburg, 15.-18. September 1997

(Heinz Ulrich Hoppe, Wolfram Luther) (1997) local secure 
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From Computer Literacy to Informatics Fundamentals

International Conference on Informatics in Secondary Schools -- Evolution and Perspectives, ISSEP 2005, Proceedings

(Roland Mittermeir) (2005)  
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Innovative Concepts for Teaching Informatics

Informatics in Secondary Schools: Evolution and Perspectives

(Peter Micheuz, Peter K. Antonitsch, Roland Mittermeir) (2005)  
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Didaktik der Informatik

mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial

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Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule

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(Hermann Puhlmann, Torsten Brinda, Michael Fothe, Steffen Friedrich, Bernhard Koerber, Gerhard Röhner, Carsten Schulte) (2007)  local secure web 

Informatische Bildung in der Wissensgesellschaft

Praxisband der 12. Fachtagung "Informatik und Schule - INFOS 2007" der Gesellschaft für Informatik e. V.

(Peer Stechert) (2007)  

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