Da Kinder in einer durch die Digitalisierung geprägten Welt aufwachsen und somit immer früher mit neuen Technologien und Medien in Kontakt kommen, sollten diese Aspekte auch in der Grundschule berücksichtigt werden. Der Aufbau von informatischen Kompetenzen wird im Rahmen des Grundschulunterrichts jedoch in der Regel nicht ermöglicht. Da sich das Programmieren für das Verstehen und aktive Gestalten der digitalen Welt im besonderen Maße als Unterrichtsgegenstand zu eignen scheint, wird der Themenbereich in dieser Arbeit für den Einsatz in der Grundschule aufbereitet. Dabei werden verschiedene Ebenen berücksichtigt: der Unterricht, die Lehrerfortbildung und entsprechende Rahmenbedingungen. Als Forschungsansatz für die Studie wird der Ansatz der Design-Based Research gewählt, der sich besonders für die Entwicklung nachhaltiger Innovationen für den Unterricht eignet.
Zunächst werden ein Unterrichtskonzept und Materialien für das Programmieren in der Grundschule entwickelt. Dabei wird nicht nur auf die Informatik und Informatikdidaktik Bezug genommen, sondern auch auf Erkenntnisse der Entwicklungspsychologie sowie Grundschuldidaktik und -pädagogik. Das Unterrichtskonzept wird im Rahmen einer Pilotstudie und zwei weiteren Erprobungszyklen mit 115 Schülerinnen und Schülern der dritten und vierten Jahrgangsstufe in unterrichtsnahen Lehr-Lernsituationen erprobt und weiterentwickelt. Anschließend wird die Unterrichtssequenz von 41 Grundschullehrkräen in ihrem Unterricht erprobt, angepasst und erweitert.
Um Letzteres zu ermöglichen, wird ausgehend von der Unterrichtssequenz und entsprechenden Befunden im Bereich der Lehrerbildung ein passendes Fortbildungskonzept für Grundschullehrkräe entworfen, erprobt und evaluiert. Um zu untersuchen, wie das Konzept an den Schulen implementiert wird und welche Auswirkungen dies auf die Schülerinnen und Schüler hat, werden explorative Interviews mit den Lehrkräen geführt und von ihnen erstellte Unterrichtsmaterialien ausgewertet. Die Interviews werden zusätzlich im Hinblick auf notwendige Rahmenbedingungen für das Programmieren in der Grundschule und das Fortbildungskonzept ausgewertet. Um die Auswirkungen des Fortbildungskonzepts auf die Lehrkräe zu beleuchten, wird eine Fragebogenstudie mit vier Messzeitpunkten durchgeführt. Dabei stehen unter anderem die Selbstwirksamkeitserwartung der Lehrkräe in Bezug auf ihre Programmierfähigkeiten und die Umsetzung der Fortbildungsinhalte im Unterricht im Fokus. Die Ergebnisse werden zudem durch Aussagen aus den Interviews ergänzt.
Die Ergebnisse der Zyklen und Untersuchungen münden schließlich in konsolidierte Leitlinien für die Umsetzung des Programmierens in der Grundschule. Diese beziehen sich sowohl auf die unterrichtliche Umsetzung als auch auf die Fortbildung von Lehrkräen. Darüber hinaus werden mögliche Bezüge zum Lehrplan der bayerischen Grundschule aufgezeigt.