In der vorliegenden Arbeit wird ein Unterrichtsmodell zur Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen für die Sekundarstufe II vorgestellt. Der Bedarf wird u. a. damit begründet, dass Informatiksysteme zu Beginn des 21. Jahrhunderts allgegenwärtig sind (Kapitel 1). Für Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen sind diese in ihrer Einheit aus Hardware, Software und Vernetzung anhand ihres nach außen sichtbaren Verhaltens, der inneren Struktur und Implementierungsaspekten zu analysieren. Ausgehend vom Kompetenzbegriff (Kapitel 2) und dem Informatiksystembegriff (Kapitel 3) erfolgt eine Analyse des fachdidaktischen Forschungsstandes zur Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen. Die Ergebnisse lassen sich in die Bereiche (1) Bildungsziele, (2) Unterrichtsinhalte, (3) Lehr-Lernmethodik und (4) Lehr-Lernmedien aufteilen (Kapitel 4). In Kapitel 5 wird die Unterrichtsmodellentwicklung beschrieben. Den Zugang zu Informatiksystemen bildet in der vorliegenden Dissertationsschrift das nach außen sichtbare Verhalten. Es erfolgt eine Fokussierung auf vernetzte fundamentale Ideen der Informatik und Strukturmodelle von Informatiksystemen als Unterrichtsinhalte. Es wird begründet, dass ausgewählte objektorientierte Entwurfsmuster vernetzte fundamentale Ideen repräsentieren. In Abschnitt 5.4 werden dementsprechend Entwurfsmuster als Wissensrepräsentation für vernetzte fundamentale Ideen klassifiziert. Das systematische Erkunden des Verhaltens von Informatiksystemen wird im Informatikunterricht bisher kaum thematisiert. Es werden Schülertätigkeiten in Anlehnung an Unterrichtsexperimente angegeben, die Schüler unterstützen, Informatiksysteme bewusst und gezielt anzuwenden (Abschnitt 5.5). Bei dieser Lehr-Lernmethodik werden das nach außen sichtbare Verhalten von Informatiksystemen, im Sinne einer Black-Box, und das Wechselspiel von Verhalten und Struktur bei vorliegender Implementierung des Systems als White-Box analysiert. Die Adressierung schrittweise höherer kognitiver Niveaustufen wird in die Entwicklung einbezogen. Unterstützend wird für das Unterrichtsmodell lernförderliche Software gestaltet, die vernetzte fundamentale Ideen in Entwurfsmustern und das Experimentieren aufgreift (Abschnitt 5.6). Schwerpunkte bilden im Unterrichtsmodell zwei Arten von lernförderlicher Software: (1) Die Lernsoftware Pattern Park wurde von einer studentischen Projektgruppe entwickelt. In ihr können in Entwurfsmustern enthaltene fundamentale Ideen der Informatik über ihren Lebensweltbezug im Szenario eines Freizeitparks analysiert werden. (2) Als weitere Art Lernsoftware werden kleine Programme eingesetzt, deren innere Struktur durch ausgewählte Entwurfsmuster gebildet und deren Verhalten direkt durch die darin enthaltenen fundamentalen Ideen bestimmt wird. Diese Programme können durch die Experimente im Unterricht systematisch untersucht werden. Mit dem Ziel, die normative Perspektive um Rückkopplung mit der Praxis zu ergänzen, werden zwei Erprobungen im Informatikunterricht vorgenommen. Diese liefern Erkenntnisse zur Machbarkeit des Unterrichtsmodells und dessen Akzeptanz durch die Schüler (Kapitel 6 und 8). Exemplarisch umgesetzt werden die Themen Zugriffskontrolle mit dem Proxymuster, Iteration mit dem Iteratormuster und Systemzustände mit dem Zustandsmuster. Der intensive Austausch mit Informatiklehrpersonen in der Kooperationsschule über Informatiksysteme und Kompetenzentwicklung sowie die Durchführung von zwei Lehrerfortbildungen ergänzen die Beobachtungen im unterrichtlichen Geschehen. Die erste Unterrichtserprobung resultiert in einer Weiterentwicklung des Unterrichtsmodells zu Informatiksystemen und Kompetenzentwicklung (Kapitel 7). Darin erfolgt eine Fokussierung auf das nach außen sichtbare Verhalten von Informatiksystemen und eine Verfeinerung der Perspektiven auf innere Struktur und ausgewählte Implementierungsaspekte. Anschließend wird die zweite Unterrichtserprobung durchgeführt und evaluiert (Kapitel 8). Am Schluss der Forschungsarbeit steht ein in empirischen Phasen erprobtes Unterrichtsmodell.
Aktualisiert: 2023-06-06
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Der Band enthält die Beiträge 56. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik vom 29.08.2022 bis 02.09.2022
in Frankfurt am Main. Dabei handelt es sich um die Fokus- und Hauptvorträge, die Beiträge aus den Minisymposien, die Einzelvorträge, die Kurzvorträge und die Berichte der Arbeitskreise.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Der Band enthält die Beiträge 56. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik vom 29.08.2022 bis 02.09.2022
in Frankfurt am Main. Dabei handelt es sich um die Fokus- und Hauptvorträge, die Beiträge aus den Minisymposien, die Einzelvorträge, die Kurzvorträge und die Berichte der Arbeitskreise.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Kinder nach ihren individuellen Begabungen und Leistungen zu fördern, muss als Kernaufgabe in Schulen verankert werden. Wie dies gelingen kann, untersucht der interdisziplinäre, vom BMBF geförderte Forschungsverbund „Leistung macht Schule" (LemaS).
Aktualisiert: 2023-05-15
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Kinder nach ihren individuellen Begabungen und Leistungen zu fördern, muss als Kernaufgabe in Schulen verankert werden. Wie dies gelingen kann, untersucht der interdisziplinäre, vom BMBF geförderte Forschungsverbund „Leistung macht Schule" (LemaS).
Aktualisiert: 2023-05-15
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Der Band enthält die Beiträge 56. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik vom 29.08.2022 bis 02.09.2022
in Frankfurt am Main. Dabei handelt es sich um die Fokus- und Hauptvorträge, die Beiträge aus den Minisymposien, die Einzelvorträge, die Kurzvorträge und die Berichte der Arbeitskreise.
Aktualisiert: 2023-04-05
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Der Band enthält die Beiträge 56. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik vom 29.08.2022 bis 02.09.2022
in Frankfurt am Main. Dabei handelt es sich um die Fokus- und Hauptvorträge, die Beiträge aus den Minisymposien, die Einzelvorträge, die Kurzvorträge und die Berichte der Arbeitskreise.
Aktualisiert: 2023-04-13
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Mit diesem Kurs durchbrechen wir die konventionelle, aufbauende Informatikbildung durch einen direkten Weg über fertige Beispielprogramme, die man sofort über Schieberegler anpassen und beobachten kann. Hierzu muss nichts programmiert werden. Erst danach werden in Schritt-für-Schritt-Anleitungen kleine Coding-Aufgaben umgesetzt. Die Ergebnisse scheinen zu Beginn etwas magisch, doch mit jeder Aufgabe lüften sich mehr Geheimnisse.
Das Buch enthält dreizehn Aufgaben aus den Bereichen Computergrafik und Physik, die anhand fixfertiger Programme zeigen, wie vielfältig und kreativ programmieren sein kann. Wir sehen unter anderem, wie man Feuer, Wasser, Schnellflocken, Bäume oder Würmer simulieren kann. Die inspirierenden Aufgaben laden zum Experimentieren ein und vermitteln auf dem Weg die notwendigen informatischen Grundkonzepte, wie sie an höheren Fachschulen heute gefordert werden.
Im Anhang findet sich zudem eine Einführung in die neue pädagogische Programmiersprache Oxoscript. Diese Sprache stellt eine vereinfachte Form der bekannten Python-Sprache dar, die speziell für Programmiereinsteiger*innen entwickelt wurde.
Für die Bearbeitung ist eine Oxocard Galaxy, Artwork oder Science erforderlich.
Aktualisiert: 2023-04-05
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Kinder nach ihren individuellen Begabungen und Leistungen zu fördern, muss als Kernaufgabe in Schulen verankert werden. Wie dies gelingen kann, untersucht der interdisziplinäre, vom BMBF geförderte Forschungsverbund „Leistung macht Schule" (LemaS).
Aktualisiert: 2023-04-18
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Kinder nach ihren individuellen Begabungen und Leistungen zu fördern, muss als Kernaufgabe in Schulen verankert werden. Wie dies gelingen kann, untersucht der interdisziplinäre, vom BMBF geförderte Forschungsverbund „Leistung macht Schule" (LemaS).
Aktualisiert: 2023-04-15
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Kommerzielle digitale Spiele dienen in erster Linie der Unterhaltung. Allerdings haben sie auch das Potenzial, einen Beitrag zur Bildung und zum Kompetenzerwerb in zahlreichen Domänen zu leisten, sowohl im Rahmen des Schulunterrichts und von Arbeitsgemeinschaften als auch beim normalen Spielen in der Freizeit. Insofern richtet sich dieses Buch an eine breite Zielgruppe: Neben Fachdidaktikern, Lehrkräften und Lehramtsstudierenden kann dieses Buch Impulse für Personen liefern, die digitale Spiele in Arbeitsgemeinschaften oder zur außerschulischen Jugendarbeit einsetzen und dabei fachliches Lernen anregen möchten. Weiterhin können die Ausführungen für Spieler und ihr familiäres Umfeld von Interesse sein.
In diesem Band finden außer theoretischen Grundlagen Beiträge, die sich mit Nutzen und Anwendungsmöglichkeiten digitaler Spiele in den Domänen Deutsch, Politik, Kunst und Informatik. auseinandersetzen.
Für den Folgeband sind Artikel zu den Disziplinen Biologie, Geographie, Geschichte und Wirtschaft geplant.
Aktualisiert: 2022-09-29
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Dieser Band ist das Ergebnis der intensiven Zusammenarbeit von Expertinnen und Experten für fachspezifische Bildung im Zeichen digitaler Transformation aus 15 Fachdidaktiken. Forschungsstand und Forschungsperspektiven der Fachdidaktiken sind hier erstmals systematisch nach festgelegten Parametern dargestellt. Daran schließt sich eine vergleichende Analyse und die Formulierung von Schlussfolgerungen für ein Konzept fachlicher Bildung und fachdidaktischer Bildungsforschung im Zeichen von Digitalisierung, KI und Big Data an.
Aktualisiert: 2022-06-24
Autor:
Sarah Bach,
Silke Bartsch,
Martina Baucom,
Sebastian Becker,
Martin Brämer,
Lea Drogge,
Volker Frederking,
Jorge Groß,
Inga Gryl,
Inken Heldt,
Axel Krommer,
Antonia Kühn,
Carmen Kunkel,
Astrid Lange-Pitsoulis,
Armin Lude,
Heike Müller,
Claudia Nerdel,
Ilona Nord,
Monika Oberle,
Jürgen Paul,
Markus Peschel,
Guido Pinkernell,
Manfred Pirner,
Athanassios Pitsoulis,
Gabriele Prinz,
Frank Reinhold,
Ralf Romeike,
Martin Rothgangel,
Steffen Schaal,
Florian Schacht,
Sascha Schanze,
Lars Schmelter,
Philipp Schmiemann,
Waltraud Schreiber,
Uwe Schulze,
Stefan Seegerer,
Christoph Stange,
Melanie Stilz,
Philipp Straube,
Christoph Thyssen,
Karin Vogt,
Daniel Walter,
Marco Wedel,
Verena Weidner,
Thomas Wendeborn
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Der Band enthält die Beiträge des GDM-Monats 2021, der statt der alljährlichen GDM-Tagung online vom 1.-25. März 2021 stattfand. Dabei handelt es sich um die Hauptvorträge und die Beiträge aus den Minisymposien bzw. die Zusammenfassung einer Podiumsdiskussion.
Aktualisiert: 2021-08-31
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Der Band enthält die Beiträge des GDM-Monats 2021, der statt der alljährlichen GDM-Tagung online vom 1.-25. März 2021 stattfand. Dabei handelt es sich um die Hauptvorträge und die Beiträge aus den Minisymposien bzw. die Zusammenfassung einer Podiumsdiskussion.
Aktualisiert: 2022-02-17
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Die formalwissenschaftliche Disziplin der Mathematik und die technische Disziplin der Informatik haben ihre eigene Didaktik und Methodik entwickelt, wobei sich die Informatik in den letzten 25 Jahren von der Mathematik ‚emanzipiert‘ und zu einer eigenen Disziplin entwickelt hat.
Diesem Umstand Rechnung tragend, widmet das Buch das erste Kapitel zunächst der Genese der beiden Disziplinen und der Entwicklung von Strukturmodellen. Es folgen die Diskussion über Kompetenzen in der Mathematik und Informatik, eine Vorstellung einzelner Konzepte der Digitalen Grundbildung in Österreich, Deutschland und dem United Kingdom sowie die Bewertung der Fähigkeiten von Schüler(inne)n durch Taxonomien.
Fachdidaktische Prinzipien in der Mathematik und Informatik (Fundamentale Ideen, Genetisches, Operatives, Exemplarisches und EIS-Prinzip) werden im zweiten Kapitel vorgestellt.
Das dritte Kapitel gilt der Unterrichtsgestaltung. Behandelt werden die auf Fundamentalen Ideen beruhende Orientierung, die Genetische Methode, das Spiralprinzip, Entdeckendes, Problembasiertes, Handlungsorientiertes, Anwendungsorientiertes und Fächerübergreifendes Organisieren als Methoden für den Mathematikunterricht sowie eine Integration dieser und weiterer etablierter Methoden (incl. Kurzeinführung) im Instruktionsdesign FUSION für den Informatikunterricht.
Im vierten Kapitel werden prototypische Beispiele für den Mathematik- bzw. Informatikunterricht präsentiert.
Abgeleitete Fragestellungen ergänzen das Kapitel 1. Es handelt sich dabei um Aufgaben, die die Themen Digitale Grundbildung sowie Taxonomien vertiefen. Zudem sind in die Darstellungen sämtlicher Kapitel zahlreiche Aufgaben integriert. Computer Algebra Systeme (CAS) haben seit Beginn der 90er Jahre des vergangenen Jahrhunderts als Werkzeug für einen sinnstiftenden Mathematikunterricht zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Aktualisiert: 2021-07-29
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Die formalwissenschaftliche Disziplin der Mathematik und die technische Disziplin der Informatik haben ihre eigene Didaktik und Methodik entwickelt, wobei sich die Informatik in den letzten 25 Jahren von der Mathematik ‚emanzipiert‘ und zu einer eigenen Disziplin entwickelt hat.
Diesem Umstand Rechnung tragend, widmet das Buch das erste Kapitel zunächst der Genese der beiden Disziplinen und der Entwicklung von Strukturmodellen. Es folgen die Diskussion über Kompetenzen in der Mathematik und Informatik, eine Vorstellung einzelner Konzepte der Digitalen Grundbildung in Österreich, Deutschland und dem United Kingdom sowie die Bewertung der Fähigkeiten von Schüler(inne)n durch Taxonomien.
Fachdidaktische Prinzipien in der Mathematik und Informatik (Fundamentale Ideen, Genetisches, Operatives, Exemplarisches und EIS-Prinzip) werden im zweiten Kapitel vorgestellt.
Das dritte Kapitel gilt der Unterrichtsgestaltung. Behandelt werden die auf Fundamentalen Ideen beruhende Orientierung, die Genetische Methode, das Spiralprinzip, Entdeckendes, Problembasiertes, Handlungsorientiertes, Anwendungsorientiertes und Fächerübergreifendes Organisieren als Methoden für den Mathematikunterricht sowie eine Integration dieser und weiterer etablierter Methoden (incl. Kurzeinführung) im Instruktionsdesign FUSION für den Informatikunterricht.
Im vierten Kapitel werden prototypische Beispiele für den Mathematik- bzw. Informatikunterricht präsentiert.
Abgeleitete Fragestellungen ergänzen das Kapitel 1. Es handelt sich dabei um Aufgaben, die die Themen Digitale Grundbildung sowie Taxonomien vertiefen. Zudem sind in die Darstellungen sämtlicher Kapitel zahlreiche Aufgaben integriert. Computer Algebra Systeme (CAS) haben seit Beginn der 90er Jahre des vergangenen Jahrhunderts als Werkzeug für einen sinnstiftenden Mathematikunterricht zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Aktualisiert: 2022-02-17
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Die drei Bände umfassen die Hauptvorträge, Vorträge und Workshops der 54. Tagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik in Würzburg
Aktualisiert: 2020-10-08
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Die drei Bände umfassen die Hauptvorträge, Vorträge und Workshops der 54. Tagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik in Würzburg
Aktualisiert: 2021-02-18
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Die drei Bände umfassen die Hauptvorträge, Vorträge und Workshops der 53. Tagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik in Regensburg
Aktualisiert: 2020-08-27
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Dieses Buch beschreibt erprobte und evaluierte Unterrichtssequenzen zum Experimentieren mit dem Raspberry Pi im Informatik- und Technikunterricht der Sekundarstufe. Ausgehend von den Zielen eines modernen Informatikunterrichts wird gezeigt, wie eine interessen- und motivationsfördernde Raspberry-Pi Lernumgebung aussehen kann. Neben konkreten und differenzierten Unterrichtseinheiten, mit denen sich Schülerinnen und Schüler experimentell die Grundbausteine von Algorithmen erschließen können, werden Unterrichtseinheiten für fortgeschrittene Lernende sowie Projekte vorgestellt. Die vorgestellten Konzepte unterstützen Lehrerinnen und Lehrer wirkungsvoll bei der Konzeption des eigenen Unterrichts, können aber auch als Selbstlernmodule genutzt werden.
Aktualisiert: 2023-04-04
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