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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, Modellemodel, Objektobject, OOM (Object oriented modelling)Object oriented modelling, Programmierenprogramming, Softwaresoftware, UML, Unterricht, Visualisierungvisualization
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Bücher
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1930 local Mind in Society (Lew Semjonowitsch Vygotsky) 14, 24, 15, 14, 12, 8, 8, 8, 10, 11, 13, 1015419101931
1956  Taxonomy of educational objectives (B. S. Bloom) 13, 18, 7, 10, 10, 10, 12, 4, 7, 6, 11, 1111125112854
1960 local The Process of Education (Jerome S. Bruner) 9, 17, 12, 17, 7, 1, 4, 6, 3, 10, 10, 7761672534
1982 local web Mindstorms (Seymour Papert) 22, 28, 26, 27, 22, 22, 13, 7, 10, 13, 15, 1124845115486
1987  Unterrichtsmethoden I (Hilbert Meyer) 17, 17, 10, 12, 9, 9, 9, 3, 9, 10, 19, 10341021010101
1995 local web Innovative Konzepte für die Ausbildung (Sigrid E. Schubert) 23, 29, 20, 22, 25, 19, 23, 15, 20, 21, 23, 2160216212807
1996Didaktik der Informatik (Rüdeger Baumann) 6, 15, 13, 10, 6, 2, 6, 2, 6, 11, 8, 844181232
1996  Didaktik der Informatik (Franz Eberle) 15, 23, 20, 25, 8, 6, 13, 6, 5, 6, 15, 62810567215
1997 local Informatik und Lernen in der Informationsgesellschaft (Heinz Ulrich Hoppe, Wolfram Luther) 24, 41, 20, 22, 17, 16, 26, 11, 9, 24, 19, 1517163152889
1997Object-oriented software construction 2nd Ed. (Bertrand Meyer) 7, 8, 12, 19, 11, 5, 3, 4, 3, 1, 4, 2642917
1998  Informatics in Higher Education Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Fred Mulder, Tom J. van Weert) 2, 6, 11, 8, 12, 1, 3, 3, 4, 5, 9, 542051536
1999  local web Informatik und Schule (Andreas Schwill) 10, 44, 13, 17, 13, 4, 7, 11, 8, 15, 12, 85719085469
2000  local web Didaktik der Informatik (Peter Hubwieser) 18, 23, 28, 24, 21, 11, 16, 17, 14, 19, 20, 1980134196767
2000  Wissen sichtbar machen (Heinz Mandl, Frank Fischer) 8, 21, 8, 16, 11, 5, 7, 2, 3, 4, 13, 7325473167
2001  Multimediale und telemediale Lernumgebungen (Michael Kerres) 21, 18, 19, 15, 23, 16, 13, 7, 10, 7, 16, 815213885918
2001  Informatikunterricht und Medienbildung (Reinhard Keil, Johannes Magenheim) 14, 25, 19, 21, 23, 12, 9, 15, 17, 22, 28, 1360206134858
2002 local web Informatische Modellbildung (Marco Thomas) 7, 18, 7, 6, 7, 3, 5, 3, 3, 6, 12, 6142461485
2002 local Modellierung in der informatischen Bildung (Sigrid E. Schubert, Johannes Magenheim, Peter Hubwieser, Torsten Brinda) 8, 16, 10, 6, 6, 4, 6, 2, 6, 12, 9, 5207751666
2002  local web Pragmatischer Konstruktivismus und fundamentale Ideen als Leitlinien der Curriculumentwicklung (Eckart Modrow) 8, 15, 11, 8, 11, 6, 4, 1, 6, 10, 11, 8133682184
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) 12, 18, 14, 15, 21, 8, 10, 10, 13, 19, 20, 111687113398
2003  Informatics and the Digital Society (Tom J. van Weert, Robert Munro) 8, 13, 7, 8, 13, 1, 6, 1, 3, 6, 15, 5167852022
2003  local web Zur wissenschaftlichen Fundierung der Schulinformatik (Ludger Humbert) 15, 19, 14, 9, 7, 8, 12, 3, 10, 7, 13, 9126192423
2003Informatische Fachkonzepte im Unterricht (Peter Hubwieser) 11, 8, 22, 12, 8, 15, 6, 10, 4, 9, 15, 96224392729
2004 local Didaktik der Informatik (Sigrid E. Schubert, Andreas Schwill) 10, 17, 13, 9, 15, 8, 11, 4, 6, 8, 13, 1041129102058
icon
Texte
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1993 local web Fundamentale Ideen der Informatik (Andreas Schwill) 19, 29, 16, 23, 19, 8, 14, 34, 11, 12, 18, 126449125531
1995 local web Programmierstile im Anfangsunterricht (Andreas Schwill) 4, 11, 8, 11, 12, 3, 4, 4, 3, 5, 9, 6686510
1997 local Grundlegende Konzepte von Informations- und Kommunikationssystemen für den Informatikunterricht (Peter Hubwieser, Manfred Broy) 3, 6, 6, 6, 8, 2, 2, 2, 4, 7, 9, 6576173
1999 local web Grundkonzepte der Informatik und ihre Umsetzung im Informatikunterricht (Ludger Humbert) 8, 13, 14, 13, 9, 3, 3, 4, 7, 10, 10, 68156385
1999 local web Informatik als Pflichtfach an bayerischen Gymnasien (Peter Hubwieser) 7, 8, 10, 10, 17, 10, 5, 4, 6, 7, 7, 7987312
1999  local web Roboter programmieren - ein Kinderspiel (Jürg Nievergelt) 11, 5, 13, 11, 9, 9, 11, 9, 4, 5, 11, 882582811
2000 local web Ein spielerischer Einstieg in die Programmierung mit Java (Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) 8, 9, 12, 10, 11, 2, 8, 3, 7, 7, 14, 611661511
2000Strategiemodellierung mit Expertenmaps Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Frank Fischer, Heinz Mandl) 3, 10, 8, 9, 10, 7, 6, 2, 5, 4, 10, 5285809
2000Mapping-Techniken und Begriffsnetze in Lern- und Kooperationsprozessen Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Frank Fischer, Heinz Mandl) 3, 7, 6, 12, 11, 3, 5, 3, 7, 13, 9, 881381505
2001 local web Evaluation von Informatikunterricht (Peter Hubwieser, Ludger Humbert, Sigrid E. Schubert) 3600
2001 local web Ab wann kann man mit Kindern Informatik machen? (Andreas Schwill) 11, 19, 8, 5, 13, 3, 4, 2, 1, 5, 13, 9221792096
2001 local web Einfluss fachwissenschaftlicher Erkenntnisse um objektorientierten Modellieren auf die Gestaltung von Konzepten in der Didaktik der Informatik (Torsten Brinda) 41700
2001 local web Die Vielfalt der Modelle in der Informatik (Marco Thomas) 3, 10, 10, 4, 9, 2, 4, 2, 5, 8, 9, 652162263
2002 local web Das Sieben-Schritte-Schema zur Dekonstruktion objektorientierter Software (Carsten Schulte, Ulrich Block) 3300
2002 local web Modelle in der Fachsprache der Informatik (Marco Thomas) 6, 10, 7, 9, 9, 1, 3, 3, 6, 7, 8, 721971274
2002Exploration of object-oriented models in informatics education Personenreihenfolge alphabetisch und evtl. nicht korrekt (Torsten Brinda, Sigrid E. Schubert) 1, 9, 5, 13, 14, 4, 5, 1, 1, 5, 7, 72571091
2003 local Informatik und PISA (Steffen Friedrich) 6, 15, 9, 7, 12, 5, 4, 1, 8, 8, 7, 8111281073

iconDiese Doktorarbeit  erwähnt vermutlich 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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icon14 Erwähnungen  Dies ist eine nach Erscheinungsjahr geordnete Liste aller im Biblionetz vorhandenen Werke, die das ausgewählte Thema behandeln.

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Radikaler Konstruktivismus

Ideen, Ergebnisse, Probleme

Radical Constructivism

A Way of Knowing and Learning

(Ernst von Glasersfeld) (1995)  

Didaktik der Informatik

bzw. einer informations- und kommunikationstechnologischen Bildung auf der Sekundarstufe II

(Franz Eberle) (1996)  
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Design Patterns

Elements of Reusable Object-Oriented Software

(Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) (1995)  local 
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Entwicklung hypermedialer Lernsysteme

(Astrid Blumstengel) (1998)  local web 
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Didaktik der Informatik

Grundlagen, Konzepte und Beispiele

(Peter Hubwieser) (2000)  local web 
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Lehrbuch der Software-Technik (Band 1)

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Pragmatischer Konstruktivismus und fundamentale Ideen als Leitlinien der Curriculumentwicklung

am Beispiel der theoretischen und technischen Informatik

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

Ein spielerischer Zugang zur Informatik

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

10. Fachtagung Informatik und Schule

(Peter Hubwieser) (2003)
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Informatische Modellbildung

Modellieren von Modellen als ein zentrales Element der Informatik für den allgemeinbildenden Schulunterricht

(Marco Thomas) (2002) local web 
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Fundamente der Informatik

Ablaufmodellierung, Algorithmen und Datenstrukturen

(Peter Hubwieser, Gerd Aiglstorfer) (2004)

Die Kluft zwischen Wissen und Handeln

Empirische und theoretische Lösungsansätze

(Heinz Mandl, J. Gerstenmaier) (2000) Bei amazon.de anschauen
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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 
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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

(Ludger Humbert) (2005)  local 
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Entwicklung und Evaluation eines Unterrichtskonzeptes für computergestütztes kooperatives Lernen

Computer Supported Cooperative Learning (CSCL) am beruflichen Gymnasium für Informations- und Kommunikationstechnologie

(Berit Holl) (2003) local web 
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Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule

Bildungsstandards Informatik - Entwurfsfassung für Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e. V.

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