- Professur für Didaktik der Informatik

Transcription

Technische Universität München
Fakultät für Informatik
Schriftliche Hausarbeit
Entwicklung und Bewertung von Methoden zur
Lernzielanalyse am Beispiel der Algorithmik im Fach
Natur und Technik am Bayerischen Gymnasium
Elisabeth Laika
Aufgabenstellung: Prof. Dr. Peter Hubwieser
Betreuung: Prof. Dr. Peter Hubwieser
Abgabe: 19. 12. 2007
Erklärung zur Hausarbeit gemäß § 30 LPO I
Hiermit erkläre ich, dass die vorliegende Hausarbeit ausschließlich von mir selbst ohne
fremde Hilfe angefertigt wurde, dass keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel
benutzt wurden, dass die verwendete Literatur im Literaturverzeichnis vollständig
aufgeführt ist und wörtliche sowie sinngemäße Zitate hieraus als solche mit Angabe der
Quelle gekennzeichnet sind.
Bei der Nennung von männlichen und weiblichen Personen orientierte ich mich an
einem Leitfaden1.
München, den
Unterschrift
1 Herunterladbar auf der Seite: http://www.fhnw.ch/ueber-uns/gleichstellung/download/de/ueberuns/gleichstellung/download/sprachleitfadenfhnw_2006.pdf, Stand 9.12.2007
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung.......................................................................................................................9
1.1. Motivation..............................................................................................................9
1.2. Ziele und Aufbau der Arbeit.................................................................................. 9
2. Theoretische und methodische Grundlagen................................................................ 12
2.1. Empirische Sozialforschung................................................................................ 12
2.1.1. Gütekriterien................................................................................................ 14
2.1.2. Inhaltsanalyse............................................................................................... 16
2.1.3. Qualitative Inhaltsanalyse............................................................................ 18
2.2. Taxonomie von Anderson....................................................................................21
2.2.1. Kognitive Lernziele......................................................................................21
2.2.2. Unterkategorien............................................................................................24
2.2.3. Einteilung nach der Reichweite der Lernziele............................................. 25
2.2.4. Anwendungsbereiche der Lernziele............................................................. 26
2.2.5. Weitere Taxonomien.................................................................................... 26
2.3. Lehrplan des Faches „Natur und Technik“.......................................................... 27
2.3.1. Überblick zu Grundwissen und Themen......................................................27
2.3.2. Lernziele innerhalb der Algorithmik............................................................29
2.4. Programmierumgebung Karol............................................................................. 34
3. Design und Durchführung........................................................................................... 35
3.1. Rahmenbedingungen............................................................................................35
3.2. Extemporale......................................................................................................... 36
3.3. Videoprojekt........................................................................................................ 42
3.3.1. Durchführung............................................................................................... 42
3.3.2. Lernzielanalyse der Aufgaben......................................................................44
4. Analyse........................................................................................................................ 52
4.1. Auswertung Extemporale.....................................................................................52
4.2. Auswertung Videoprojekt....................................................................................52
4
5. Ergebnisse....................................................................................................................59
5.1. Extemporale......................................................................................................... 59
5.1.1. Schüler 1, Klasse 1....................................................................................... 59
5.1.2. Schüler 2, Klasse 1....................................................................................... 62
5.1.3. Schüler 1, Klasse 2....................................................................................... 64
5.1.4. Schüler 2, Klasse 2....................................................................................... 65
5.2. Videoprojekt........................................................................................................ 66
5.2.1. Endergebnisse.............................................................................................. 68
5.2.2. Prozessuntersuchung.................................................................................... 72
5.3. Übergeordnete Sicht zu Schülern und Aufgaben.................................................75
5.3.1. Leistungen der Schüler.................................................................................75
5.3.2. Vergleich zwischen den Gruppen................................................................ 76
5.3.3. Lernziele beim Problemlösen und ihre Analyse.......................................... 77
5.4. Erkenntnisse zur erfolgreichen Durchführung solcher Studien........................... 78
6. Bewertung der Studie.................................................................................................. 80
6.1. Aufgabenbewertung in der Extemporale und im Videoprojekt........................... 80
6.1.1. Objektivität...................................................................................................80
6.1.2. Reliabilität.................................................................................................... 80
6.1.3. Validität........................................................................................................82
6.2. Bewertung des Videoprojekts nach Steinke........................................................ 82
6.2.1. Intersubjektive Nachvollziehbarkeit............................................................ 82
6.2.2. Indikation..................................................................................................... 83
6.2.3. Kohärenz...................................................................................................... 85
6.2.4. Relevanz....................................................................................................... 85
6.2.5. Abschließender Kommentar.........................................................................86
7. Zusammenfassung und Ausblick.................................................................................87
7.1. Zusammenfassung................................................................................................87
7.2. Ausblick............................................................................................................... 88
A. Anhang........................................................................................................................90
Taxonomietabelle mit Unterkategorien englisch - Knowledge Dimension................91
Taxonomietabelle mit Unterkategorien englisch - Cognitive Process Dimension..... 92
Taxonomietabelle Unterkategorien deutsch - Wissensdimension............................. 93
Taxonomietabelle Unterkategorien deutsch – Kognitive Prozesse 1.-3..................... 94
Taxonomietabelle Unterkategorien deutsch – Kognitive Prozesse 4.-6..................... 95
5
Genehmigungsschreiben für die Eltern.......................................................................96
Extemporale – Aufgabe 1 und 2................................................................................. 97
Extemporale – Aufgabe 3........................................................................................... 98
Extemporale – Aufgabe 4........................................................................................... 99
Videoprojekt Aufgabenblatt - Klasse 1.....................................................................100
Videoprojekt Aufgabenblatt - Klasse 2.....................................................................102
Fragebogen an gefilmte Schüler............................................................................... 104
Kodierleitfaden......................................................................................................... 105
Legende für Transkription........................................................................................ 108
Transkription - Klasse 1, Gruppe 1, 2.7.07...............................................................110
Transkription - Klasse 2, Gruppe 1, 3.7.07...............................................................118
Transkription - Klasse 2, Gruppe 1, 10.7.07 ............................................................126
Literaturverzeichnis....................................................................................................... 144
6
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Kategorien in der Inhaltsanalyse - verbildlichte Darstellung der
Beschreibung von Atteslander (siehe [Att06], S. 189).................................................... 17
Abbildung 2: Screenshot der Programmierumgebung Karol.......................................... 34
Abbildung 3: Löseprozess der Gruppe in Klasse 1......................................................... 73
Abbildung 4: Löseprozess der Gruppe in Klasse 2......................................................... 74
Abbildung 5: Löseprozess der Gruppe in Klasse 2 - Fortsetzung................................... 75
7
„Die Maschine kann nur tun, was wir ihr zu befehlen wissen.“
(im Original: „The Analytical Engine [...] can do whatever we know how to
order it to perform.”)
Augusta Ada Lovelace
1. Einleitung
1.1. Motivation
In der 8. Klasse, Mitte der Neunziger Jahre des letzten Jahrhunderts, besuchte ich den
Wahlunterricht in Informatik. Ein geneigter Mathematik- und Physiklehrer hielt den
Unterricht. In dem Skript von damals finden sich Einträge über den Aufbau von EDVAnlagen, Struktogramme und Anweisungen zum Umgang mit WordPerfect. Der
Großteil des Unterrichts widmete sich jedoch dem Programmieren mit Turbo-Pascal
anhand vieler Aufgaben zu mathematischen Fragestellungen. Wie die meisten meiner
Mitschüler erreichte ich jedoch irgendwann den Punkt, an dem ich Probleme mit den
komplexer werdenden Verschachtelungen bekam und meine Motivation für dieses Fach
sank.
Was hat sich inzwischen geändert? Seit fünf Jahren wird Informatik als grundständiges
Lehramtsstudium an bayerischen Universitäten angeboten. Seit drei Jahren ist die
Informatik am bayerischen Gymnasium im Kanon der Pflichtfächer enthalten. Wie
Weeger ([We07], S. 134) in seiner Bakkalaureatsarbeit darlegt, stammen die frühesten
Lehrpläne zur informatischen Grundbildung in einem der deutschen Bundesländer aus
dem Jahr 1990. Für dieses junge Unterrichtsfach besteht also großer Forschungsbedarf
im didaktischen Bereich.
In der Unterstufe ist die Informatik in den Fächerverband Natur und Technik integriert.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Teilbereich Algorithmik2, der in der 7. Klasse
behandelt wird. Im Gegensatz zu den anderen Themen3 der 6. und 7. Jahrgangsstufe
werden hier informatische Konzepte nicht mehr unter Verwendung von
Standardsoftware erklärt. Der Nebeneffekt der Schulung, der Umgang mit dem
Computer, tritt also in den Hintergrund und es werden zum ersten Mal informatische
Konzepte um ihrer selbst willen gelehrt. Dabei wird inzwischen auf speziell für diesen
Zweck entwickelte Programmierumgebungen (z.B. Roboter Karol) zurückgegriffen. Der
didaktische Ansatz ist in dieser Hinsicht also anders als in früheren Zeiten und dieser
Bereich ist es wert, ihn zu erforschen.
1.2. Ziele und Aufbau der Arbeit
Mit Hilfe der Lernzieltaxonomie von Anderson ([AnKr01]) und den Mitteln der
qualitativen Sozialforschung beschäftigte ich mich mit der Wissensstruktur der
2 In der entsprechenden Passage des Lehrplans wird dieses Thema unter dem Titel „Beschreibung von
Abläufen durch Algorithmen“ aufgeführt (siehe [ISB]).
3 Dies sind die Informationsdarstellung anhand verschiedener Dokumentarten, hierarchische Strukturen,
vernetzte Informationsstrukturen und der Informationsaustausch (siehe [ISB])
9
Siebtklässler. Dazu untersuchte ich eine Extemporale und filmte Schüler beim
Aufgabenlösen. Folgende Fragen und Aufgaben standen dabei im Vordergrund:
(Vor allem) bei der Extemporale:
➔
Welche Wissensstruktur in Bezug auf die Algorithmik besitzen die Siebtklässler?
Beim Videoversuch4:
➔
➔
Es soll ein Verfahren zum Analysieren von Bild- bzw. Tonmaterial entwickelt
werden, welches als Anregung für weitere Untersuchungen dienen kann.
.
Kann man aus dem Bild- bzw. Tonmaterial auf das vorliegende kognitive Wissen
der Schüler schließen? Wenn ja, auf welches? Inwiefern erhält man mehr oder
andersartige Informationen, als beim bloßen Betrachten des Endergebnisses?
Ein weiterer für die Leserin oder den Leser interessante Punkt ist die deutsche Übersetzung der
Taxonomie von Anderson, bei welchem ich an ein didaktisches Projekt der Universität
Hannover anknüpfte. Ferner gibt diese Arbeit ausführliche Beschreibungen zur
Durchführung einer qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring.
Im zweiten Kapitel werden die theoretischen Grundlagen der Studie dargelegt. Dies sind
allgemein die empirische Sozialforschung und die qualitative Inhaltsanalyse im
Speziellen, die Bewertungskriterien von Steinke und die Taxonomie von Anderson. In
der Beschreibung des Lehrplanes des Faches Natur und Technik wird ein Bild von den
Rahmenbedingungen der Algorithmik in der Unterstufe geboten und die Taxonomie auf
den Lehrplan angewendet. Zum Schluss wird die in den untersuchten Klassen
verwendete Programmierumgebung Karol kurz vorgestellt.
Im dritte Kapitel werden die Bedingungen, unter denen die Studie durchgeführt wurde,
beschrieben. Die Aufgaben aus der Extemporale und dem Videoprojekt werden auf die
enthaltenen Lernziele untersucht.
Das vierte Kapitel beschreibt das Vorgehen bei der Analyse des gewonnenen
Datenmaterials. Beim Videoprojekt wird nach dem Modell von Mayring vorgegangen.
Die dazu transkribierten Daten der gefilmten Schüler sind im Anhang zu finden.
Im fünften Kapitel werden die Ergebnisse der Studie präsentiert. Sie beziehen sich auf
die Leistungen der Schüler und auf allgemeine Erkenntnisse, wie eine ähnlich gestaltete
Studie durchgeführt werden kann.
4 Dieser Teil der Studie wird in der Arbeit auch als „Videoprojekt“ bezeichnet.
10
Die Bewertung der Studie erfolgt im sechsten Kapitel. Dabei werden die Kriterien
Objektivität, Reliabilität und Validität angesprochen und die Kriterien für qualitative
Forschung von Steinke angewendet.
Das siebten Kapitel schließlich fasst die Arbeit zusammen und bietet Ideen für
zukünftige Forschung.
11
2. Theoretische und methodische Grundlagen
2.1. Empirische Sozialforschung
Atteslander, dessen Buch zur Sozialforschung als Standardlehrbuch gilt, definiert diesen
Begriff folgendermaßen:
Empirische Sozialforschung ist die systematische Erfassung und Deutung
sozialer Erscheinungen. Empirisch bedeutet, daß theoretisch formulierte
Annahmen an spezifischen Wirklichkeiten überprüft werden. “Systematisch”
weist darauf hin, daß dies nach Regeln vor sich gehen muß. Theoretische
Annahmen und die Beschaffenheit der zu untersuchenden sozialen Realität
sowie die zur Verfügung stehenden Mittel bedingen den Forschungsablauf.
(nach [Att06], S. 4-5)
Folgende drei Fragen sind für diese Methode der Psychologie von größter Bedeutung:
Was soll erfasst werden?
Hier wird nach dem Teil der Wirklichkeit gefragt, der untersucht werden soll. Es ist
nicht möglich, die ganze Wirklichkeit abzubilden, da sie zu komplex ist und nicht alle
Phänomene empirisch erfassbar sind.
Warum soll erfasst werden?
Diese Fragestellung betrifft das Ziel der Untersuchung. In wessen Auftrag wird sie
unternommen? Und welchem Zweck dienen die Ergebnisse der Untersuchung?
Wie soll erfasst werden?
Diese Frage bezieht sich auf die Wahl der Methoden der Datenerhebung und
-auswertung.
Eine empirische Studie lässt sich grob in fünf Phasen gliedern (siehe [Att06], S.17-18):
Problembenennung - Gegenstandsbenennung - Durchführung (Anwendung von
Forschungsmethoden) - Analyse
(Auswertungsverfahren) - Verwendung von
Ergebnissen. Eine weitere Gliederung des Ablaufes erfolgt durch den Entdeckungs-, den
Begründungs- und den Verwertungszusammenhang. Der Entdeckungszusammenhang
bezieht sich nach Atteslander ([Att06], S. 195) auf die Beweggründe und Absichten, die
hinter dem Forschungsunterfangen stehen. Das Untersuchungsziel ist entscheidend für
den restlichen Ablauf. Der Begründungszusammenhang gibt Aufschluss über die
12
einzusetzenden
methodischen
Verfahren
und
Forschungsregeln.
Der
Verwertungszusammenhang schließlich betrifft die Thematik der Veröffentlichung und
der Wirkung der Ergebnisse. Diese drei Begriffe eignen sich auch, um die Qualität
empirischer Forschung zu beurteilen. Zur Erforschung der festgesetzten Fragestellung
stehen vier verschiedene Methoden zur Verfügung, die einzeln oder kombiniert
angewendet werden können ([Att06], S. 48): Beobachtung, Befragung, Inhaltsanalyse
und Experiment. Für diese Arbeit sind nur die Beobachtung und die Inhaltsanalyse von
Bedeutung. Auf die Beobachtung wird im nächsten Absatz eingegangen, auf die
Inhaltsanalyse im Kapitel 2.1.3.
Beobachtung
Nach Atteslander ([Att06], S. 79-95) gibt es drei Dimensionen der Beobachtung, welche
jeweils auf einem Kontinuum zwischen zwei Extremen festgelegt sind:
Der Grad der Strukturiertheit gibt an, in welchem Maß ein reglementierendes Schema
auf den Vorgang der Beobachtung angelegt wird. Das heißt, in welchem Maß festgelegt
wird, was und auf welche Art beobachtet werden soll. Strukturiertheit betrifft sowohl
die unmittelbare Beobachtung als auch den Vorgang der Bild-, Ton- oder sonstigen
Aufnahme. Denn das entstehende Aufnahmematerial kann zwar beliebig oft abgespielt
werden, es gibt aber trotzdem nur einen Ausschnitt der Wirklichkeit wieder.
Die zweite Dimension ist die Offenheit. Bei einer offenen Beobachtung wissen die
Probanden über sie Bescheid, bei einer verdeckten Beobachtung nicht.
Als Drittes ist die Art der Teilnahme zu beachten. Bei der aktiven Teilnahme ist die
forschende Person ein Teil in der von ihr beobachteten Situation. Sie ist also in das
Forschungsfeld integriert. Bei der passiven Teilnahme hingegen ist der Kontakt
zwischen dem Forscher oder der Forscherin und den Beforschten so gering wie möglich
gehalten, so dass die beobachtende Person die Aufmerksamkeit weitest möglich auf den
interessierenden Forschungsgegenstand richten kann.
Qualitative versus quantitative Forschung
Oben genannte Methoden der Sozialforschung können auf zwei verschiedene Arten
durchgeführt werden, qualitativ oder quantitativ. Quantitative Ansätze entstanden im 19.
Jahrhundert durch die Übertragung naturwissenschaftlicher Methoden auf die
aufkommenden Sozialwissenschaften (siehe [Att06], S. 8-10). Sie stützen sich auf
systematische Auswertungsmethoden, die auf eine hohe Zahl von Forschungsobjekten
angewendet werden. Hierbei sollen zu Beginn des Forschungsprojektes formulierte
Hypothesen verifiziert (oder falsifiziert) werden. Qualitative Forschung entstand als
Gegenbewegung zur quantitativen Sichtweise. Ihr Ziel ist die Erzeugung von
Hypothesen. Dies geschieht durch die genaue Untersuchung von Einzelfällen. Die
Verteidiger qualitativer Methoden kritisieren die Starrheit quantitativer Forschung, die
sich nur auf wenige, vorher festgelegte Aspekte konzentriert. Die Vertreter der
13
quantitativen Forschung kritisierten ihrerseits die mangelnde Nachvollziehbarkeit und
Subjektivität der qualitativen Untersuchungen. Inzwischen ist man zu dem Schluss
gekommen, dass beide Methoden ihre Berechtigung haben und sich jeweils für
verschiedenartige Vorhaben eignen (siehe [May00], S. 19). Ein neuer
Forschungsgegenstand wird durch qualitative Methoden aufgebrochen, indem ein
Kategoriensystem zur inhaltlichen Erfassung des Gegenstandes erarbeitet wird. Darauf
aufbauend können – müssen jedoch nicht – die gewonnenen Hypothesen mit
quantitativen Methoden überprüft werden. Die gewonnenen Ergebnissen müssen hierauf
wieder qualitativ interpretiert werden.
2.1.1. Gütekriterien
Die Qualität eines Forschungsprojektes lässt sich durch die „klassischen“ Kriterien der
Objektivität, Reliabilität und Validität bewerten. Objektivität bedeutet, dass
verschiedene Personen bei der Auswertung der Daten mit demselben Instrument zum
gleichen Ergebnis kommen (siehe [St99], S. 132-133). Reliabilität bezieht sich auf die
Verlässlichkeit der Messung. Sie ist gegeben, wenn bei einer Wiederholung mit
demselben Messinstrument gleiche Ergebnisse geliefert werden (siehe [St99], S. 145).
Validität schließlich drückt die Übereinstimmung der Messung mit der überprüften
Hypothese aus, also ob auch wirklich das gemessen wird, was gemessen werden soll
(siehe [St99], S. 158). Objektivität ist die Voraussetzung für die beiden anderen
Kriterien. Reliabilität wiederum ist eine Voraussetzung für Validität. Diese drei
Kriterien wurden für den Bereich der hypothesenprüfenden und experimentellen
Sozialforschung bzw. psychodiagnostische Verfahren (siehe [St99], S. 43) entworfen.
Dies entspricht mehr den quantitativen Ansätzen. Wie Steinke in ihrem Buch über
qualitative Sozialforschung ([St99]) feststellt, sind sie nur teilweise auf die qualitative
Forschung übertragbar. Denn ihre Methoden sind nur schwer standardisierbar und es
fließen subjektive Elemente der Forschenden in den Untersuchungsprozess ein.
Von Seiten der qualitativen Forschung gibt es drei Positionen in Bezug auf die
„klassischen“ Kriterien (siehe [St99], S. 43-52): Ein Teil der Forscherschaft lehnt sich
an diese und andere Kriterien an, indem versucht wird, sie auf die eigene Forschung zu
übertragen. Eine andere Gruppe lehnt jegliche Anwendung von Kriterien ab. „Die
sozial-konstruktivistische Annahme, daß nicht nur unser Wissen über die Welt, sondern
die Welt selbst sozial konstruiert ist, sei nicht damit vereinbar, daß es irgendwelche
Standards für die Bewertung von Erkenntnisansprüchen gibt.“, so zitiert Steinke Shotter
(S. 51). Dieser Standpunkt bringt jedoch eine gewisse Willkürlichkeit und
Unnachvollziehbarketit der Forschung mit sich. Die dritte Linie wird am häufigsten
vertreten. Sie plädiert für die Einführung von neuen Bewertungskriterien. Einige öfters
diskutierte Kriterien sind Authentizität, Verifikation, Analyse negativer Fälle,
Glaubwürdigkeit, Bestätigbarkeit, Triangulation, Auditing und Transparenz. Laut
Steinke hat sich jedoch kein Kriterienkanon etabliert. Dies ist wegen der geringen
14
Formalisierbarkeit qualitativer Studien nicht möglich. Steinke formuliert dennoch einige
sogenannte Kernkriterien. Sie beschreibt auch Möglichkeiten, wie die einzelnen
Kriterien während des Forschungsprozesses gesichert werden oder am Ende überprüft
werden können ([St99], S. 252-254). Für meine Studie wählte ich vier der sieben
genannten Kernkriterien aus.
Kriteriumsname
Intersubjektive
Nachvollziehbarkeit
(Der gesamte Forschungsvorgang soll
für andere Forschende
bzw. das Publikum
nachvollziehbar sein.)
Indikation
(Es wird die Angemessenheit von Methoden und methodischen
Entscheidungen betrachtet.)
Mittel zur Sicherung und Überprüfung
1. Dokumentation von5:
- Erhebungsmethoden und -kontext
- Auswertungsmethoden
- Transkriptionsregeln
- Daten
2. Interpretation in Forschergruppen
3. Anwendung bzw. Entwicklung kodifizierter Verfahren
Bewertet wird:
1. die grundsätzliche Eignung der Forschungsfrage für
qualitative Methoden
2. die Angemessenheit der Methoden:
- Hatten Probanden ausreichend Spielraum für
Äußerungen?
- War der Forscher/die Forscherin lange genug im Feld
zugegen?
- Besteht Arbeitsbündnis zwischen Forschendem und
Beforschten?
- Wurden taugliche Methoden ausgewählt bzw. entwickelt?
- Ist eine Abänderung des Vorverständnisses durch den
Forschungsverlauf möglich?
3. die Eignung der Transkriptionsregeln
4. die Angemessenheit der Samplingstrategie
5. Einzelentscheidungen im Gesamtzusammenhang:
- Passen die Methoden zueinander?
- Ist das Forschungsdesign praktisch realisierbar?
6. die Eignung der Bewertungskriterien selbst
5 Steinke nennt weitere Bereiche der Dokumentation. Die vier hier genannten Dokumentationsteile
sollten auf jeden Fall behandelt werden. Weitere Punkte können aus forschungsökonomischen
Gründen weggelassen werden. Die Roh- bzw. transkribierten Daten sollten jedoch für die Leser der
Forschungsarbeit zugänglich gemacht werden (S. 213).
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Kriteriumsname
Mittel zur Sicherung und Überprüfung
Kohärenz
Bewertet wird:
1. die Kohärenz der entwickelten Theoriebildung
2. die Beschäftigung mit Widersprüchen in den Daten und
ihrer Interpretation
Relevanz
Bewertet wird:
1. die Wichtigkeit der Fragestellung
2. die Tatsache, ob die entwickelte Theorie neue Aspekte
jenseits des Vorwissens enthält
3. die Frage, ob Erklärungen für Phänomene angeboten
werden
4. die Tatsache, ob die Theorie Lösungen für Probleme
anbietet
5. die Frage, ob die Forschungsergebnisse verständlich
präsentiert werden
Einige Aspekte der Tabelle benötigen genauere Erläuterung: Die intersubjektive
Nachvollziehbarkeit dient laut Steinke als Hauptkriterium, denn sie ist die Basis für eine
Bewertung qualitativer Forschung durch Außenstehende (S. 209). Im Kriterium
Indikation bedeutet der Begriff Arbeitsbündnis, dass ein von Vertrauen, Offenheit und
Arbeitswille geprägtes Verhältnis zwischen der Forschungsperson und den Probanden
besteht. Die Samplingstrategie bezieht sich auf die Taktik bei der Auswahl der zu
untersuchenden Daten.
2.1.2. Inhaltsanalyse
Wie schon zuvor erwähnt ist die Inhaltsanalyse eine von vier Großformen empirischer
Methoden.
Inhaltsanalyse ist eine Methode der Datenerhebung zur Aufdeckung sozialer
Sachverhalte, bei der durch die Analyse eines vorgegebenen Inhalts (z. B.
Text, Bild, Film) Aussagen über den Zusammenhang seiner Entstehung, über
die Absicht seines Senders, über die Wirkung auf den Empfänger und/oder auf
die soziale Situation gemacht werden.
(nach [Att00], S. 211)
Dabei spielen die Kategorien, mit deren Hilfe die Analyse durchgeführt wird, eine große
Rolle. Der Analysevorgang lässt sich durch folgendes Schema gut beschreiben:
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Kategorien
Kommunikationsinhalte
Codierungsregeln
Numerische
Information
Abbildung 1: Kategorien in der Inhaltsanalyse - verbildlichte Darstellung der Beschreibung von
Atteslander (siehe [Att06], S. 189)
Die Kategorien stellen die Regeln dar, durch welche die Kommunikationsinhalte, also
Texte oder Bildmaterial, eingeteilt und so numerische Information (z.B. Häufigkeit
einer Kategorie) gewonnen wird. Jede Kategorie kann verschiedene Ausprägungen
annehmen. Zum Beispiel könnte man der Kategorie „Gesichtsausdruck“ die
Ausprägungen „fröhlich“, „ernst“, „traurig“, „erstaunt“ usw. zuordnen. Die Kategorien
bilden zusammen das Kategoriensystem. Nach Atteslander müssen sie die folgenden
sechs Kriterien erfüllen:
•
Sie müssen aus den Hypothesen der Untersuchung anhand theoretischer
Überlegungen gefolgert werden. Denn durch das theoretische und empirische
Vorwissen kann die Forscherin oder der Forscher besser entscheiden, welche
Aspekte des zu untersuchenden Inhalts wichtig sind.
•
Die Kategorien und ihre Ausprägungen müssen eindeutig definiert werden. Dies
kann durch eine exakte Definition oder die vollständige Aufzählung aller
Elemente geschehen.
•
Die Kategorien müssen unabhängig von einander formuliert sein. Die
Einordnung eines Objekts darf nicht die Einordnung eines anderen Objekts
beeinflussen.
•
Jede Kategorie muss sämtliche möglichen Ausprägungen enthalten. Diese
Vollständigkeit bezieht sich natürlich nicht auf alle Aspekte des untersuchten
Materials, sondern nur auf die für die Forschung relevanten.
•
Die Ausprägungen einer Kategorie müssen trennscharf sein. Das bedeutet, dass
genau die Objekte, die einer Ausprägung zugeordnet werden sollen, die
Definition bzw. Kriterien erfüllen müssen und nicht Objekte, welche schon einer
anderen Ausprägung angehören.
•
Die Ausprägungen der Kategorien müssen nach einer Dimension ausgerichtet
sein.
Die Inhaltsanalyse von Texten gliedert sich in empirische (bzw. quantitative) und
hermeneutische (bzw. qualitative) Verfahren. Laut Atteslander (siehe [Att00], S. 202)
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wurde das Anwendungsgebiet der Inhaltsanalyse erst in jüngster Zeit auch auf nicht
verbale Inhalte wie (bewegte) Bilder und andere Produkte menschlichen Tuns, also etwa
Kleidung, Bauwerke oder Werkzeuge, ausgeweitet. Bedingt durch die revolutionären,
elektronischen Speichermöglichkeiten steigt deren Bedeutung zunehmend. Jedoch
stecken die diesbezüglichen Analyseverfahren erst in den Kinderschuhen (siehe [Att00],
S. 202).
2.1.3. Qualitative Inhaltsanalyse
Die qualitative Inhaltsanalyse greift – wie der Name schon sagt - auf qualitative
Verfahren zurück. Diese sind schwer zu fassen, da keine festen Abläufe oder eine
festgelegte Theorie existiert (siehe [Att00], S. 221). Dennoch kann man die Verfahren
allgemein durch vier Eigenschaften charakterisieren: Offenheit, Kommunikativität,
Naturalistizität und Interpretativität. Der Forschungsablauf ist gekennzeichnet durch
eine Offenheit gegenüber der Erhebungssituation, den beforschten Personen und dem
theoretischen Konzept. Der Forscher oder die Forscherin versucht in einer kontrollierten
Situation die zugrunde liegenden Konzepte des Forschungsgegenstandes zu verstehen
und generiert aus ihnen neue Hypothesen, die ja das Ziel der qualitativen Forschung
sind. Der Begriff der Interpretativität betrifft die Auswertungsphase und zielt ebenfalls
auf das Entwickeln neuer Hypothesen ab – im Gegensatz zur quantitativen Forschung,
die vorher aufgestellte Hypothesen beweisen (oder widerlegen) will. Kommunikativität
bedeutet, dass ein direkter (z.B. bei Interviews) oder indirekter (durch Aufzeichnungen
der Forschungsteilnehmer) Kontakt zu den Probanden besteht. Durch diesen Kontakt
entsteht soziale Wirklichkeit (siehe [Att00], S. 221). Durch das Prinzip der
Naturalistizität soll diese Wirklichkeit möglichst unverfälscht bleiben. Es besagt, dass
die Erhebung unter möglichst originalgetreuen Bedingungen geschehen sollte. Der
Handlungsablauf und die Umgangsregeln sollten so weit wie möglich dem
Alltagsgeschehen ähnlich sein. Für die Analysephase ist es dann von Bedeutung, dass
die Wissenschaftlerin oder der Wissenschaftler in den Sprachcodes der Probanden
bewandert ist.
Es wurden verschiedene Verfahren für die qualitative Inhaltsanalyse entwickelt, wie
zum Beispiel die Objektive Hermeneutik, die Ethnographie oder die Grounded Theory.
Im Folgenden wird die Methode von Mayring genauer behandelt, welche den oben
genannten Kriterien weitgehend entspricht (siehe [Att06], S. 198).
Qualitative Inhaltsanalyse nach Mayring
Für ihre Anwendungsbereiche nennt Mayring die folgenden wichtigen Aufgabenfelder
([May00], S. 20-23):
18
–
–
–
–
–
–
–
Hypothesenfindung und Theoriebildung
Pilotstudien
Vertiefungen
Einzelfallstudien
Prozessanalysen
Klassifizierungen
Theorie- und Hypothesenprüfung
Alle Gebiete, bis auf das letzte, sind durch induktives Vorgehen, also dem Schluss vom
Speziellen zum Allgemeinen, gekennzeichnet. Auf die Theorie- und Hypothesenprüfung
trifft dies auf den ersten Blick nicht unbedingt zu. Jedoch kann sie benutzt werden, um
anhand von Einzelfällen existierende Theorien, welche sehr allgemein und
gesetzesähnlich formuliert sind, zu überprüfen. Denn schon ein Gegenbeispiel reicht
aus, um sie zu widerlegen. Häufiger wird Theorie- und Hypothesenprüfung jedoch bei
quantitativen Methoden angewendet.
Mayring hebt mehrere Punkte hervor, die gewährleisten sollen, dass ein Außenstehender
die Analyse in ähnlicher Weise vollziehen kann ([May00], S. 42-44). Ausgangspunkt ist
ein Ablaufmodell, welches die Schritte der Analyse definiert und ihre Reihenfolge
bestimmt. Des Weiteren müssen Regeln erarbeitet werden, die alle Schritte der
Auswertung festlegen. Als letztes spielt das Kategoriensystem eine große Rolle. Die
Kategorien dienen der Kodierung des Ausgangsmaterials. Die Kategorien können schon
zu Beginn festgelegt werden, wie es bei der quantitativen Inhaltsanalyse der Fall ist. Sie
können aber auch erst während der Untersuchung gebildet werden, so dass das
Kategoriensystem das Ergebnis der Analyse bildet. Diesen Weg beschreite ich in dieser
Arbeit, da es meines Wissens nach keine wissenschaftlichen Untersuchungen zum
informatischen Problemlösen mit ähnlichem Design gibt. Um die Qualität der
Ergebnisse zu gewährleisten empfiehlt Mayring zuerst, den gesamten
Forschungsprozess nach den klassischen Kriterien Objektivität, Reliabilität und
Validität zu überprüfen ([May00], S. 45-46). Später relativiert er diese Aussage jedoch
wieder, indem er diese Kriterien kritisch diskutiert und eigens für die qualitative
Forschung entwickelte Kriterien vorstellt (S. 110-115). Ich möchte mich jedoch auf die
von Steinke entwickelten Kriterien (siehe Kapitel 2.1.2. und 6.2.) stützen. In ihre Arbeit
ist das Buch von Mayring (in einer früheren Auflage von 1983) eingeflossen.
Mayring stellt des Weiteren ein allgemeines Ablaufmodell auf (S. 54), an dem sich ein
konkretes Forschungsunterfangen orientieren kann:
19
Festlegung des Materials
Analyse der Entstehungssituation
Formale Charakteristika des Materials
Richtung der Analyse
Theoretische Differenzierung der Fragestellung
Bestimmung der Analysetechnik(en) und Festlegung des konkreten Ablaufmodells
Definition der Analyseeinheiten
Analyseschritte mittels Kategoriensystem
Rücküberprüfung des Kategoriensystems an Theorie und Material
Interpretation der Ergebnisse in Richtung der Hauptfragestellung
Anwendung der inhaltsanalytischen Gütekriterien
In den Phasen von der Materialfestlegung bis zur Definition der Analyseeinheiten
werden die Voraussetzungen und Rahmenbedingungen der Untersuchung bestimmt. In
der nachfolgenden Phase (Analyseschritte mittels Kategoriensystem) wird das Material
ausgewertet. Dafür stehen drei Methoden zur Verfügung (siehe [May00], S. 58): die
Zusammenfassung, die Explikation und die Strukturierung. Durch die
Zusammenfassung soll das Material so weit wie möglich gefiltert werden, so dass die
gekürzte Version immer noch den Inhalt des ursprünglichen Materials enthält. Bei der
Explikation werden Teile, deren Bedeutung unklar ist, durch weitere Informationen
ergänzt, um ihren Sinn zu verstehen. Die Explikation gliedert sich in zwei Unterarten
auf. In der engen Kontextanalyse wird eine mehrdeutige Stelle durch weitere
Informationen desselben Textes ergänzt, während in der weiten Kontextanalyse auf
weiteres Material zurückgegriffen wird. Die Strukturierung schließlich dient dem
Entdecken einer Struktur im gegebenen Material. Mayring nennt vier Unterkategorien
(S. 85- 95): Bei der formalen Strukturierung wird das Material nach formalen
Gesichtspunkten wie die thematischen Abschnitte oder die Argumentationsstruktur
gegliedert. Die zweite Unterkategorie ist die inhaltliche Strukturierung, bei welcher
bestimmte inhaltliche Aspekte herausgefiltert werden. In der typisierenden
20
Strukturierung konzentriert man sich auf einige bestimmte markante Merkmale, welche
eingehend aus dem Material extrahiert und analysiert werden. Bei der letzten
Unterkategorie, der skalierenden Strukturierung, werden bestimmte Aspekte im
vorliegenden Material skaliert (z.B. auf einer Ordinalskala: stark – mittel – leicht). In
den letzten drei Schritten des Modells von Mayring wird die bisherige Arbeit noch
einmal überprüft, bewertet und auf das ursprüngliche Forschungsziel bezogen. Weitere
Informationen zu diesem Modell befinden sich in Kapitel 4.2., wo dieses Modell auf die
eigene Forschung angewendet wird.
2.2. Taxonomie von Anderson
2.2.1. Kognitive Lernziele
Die Autoren Anderson und Krathwohl haben eine Überarbeitung der Taxonomie von
Bloom aus den 50er Jahren vorgelegt. Eine Gruppe von Wissenschaftlern um Bloom
hatte mit ihrem
„Handbuch“6 einen Klassiker für die Unterrichtsentwicklung
geschaffen, das neben den USA auch in vielen anderen Ländern Verwendung fand
(siehe [AnKr01], S. XXI). Darin wurden kognitive Lernziele in sechs hierarchische
Kategorien (Knowledge, Comprehension, Application, Analysis, Synthesis, Evaluation)
eingeteilt. In der Überarbeitung der Gruppe um Anderson und Krathwohl wurden diese
Kategorien in zwei Dimensionen aufgespalten: In Wissen (knowledge) und kognitive
Prozesse (cognitive processes). Sie sind in Form der Taxonomietabelle angeordnet,
welche im Folgenden mit den englischen Originalbegriffen abgebildet ist (siehe
[AnKr01], S. 28):
6 The Taxonomy of Educational Objectives, The Classification of Educational Goals, Handbook I:
Cognitive Domain; herausgegeben von B. Bloom, M. D. Engelhart, E. Furst, W. Hill, D. Krathwohl
im Jahr 1956.
21
THE COGNITIVE PROCESS DIMENSION
1.
2.
THE
Remember
Understand
KNOWLEDGE
DIMENSION
3.
Apply
4.
Analyze
5.
Evaluate
6.
Create
A.
Factual
Knowledge
B.
Conceptual
Knowledge
C.
Procedural
Knowledge
D.
Metacognitive
Knowledge
Eine deutsche Übersetzung des Werks von Anderson und Krathwohl existiert meines
Wissens nicht.7 In einem didaktischen Projekt der Universität Hannover (siehe [ScH04])
wurde folgende Übersetzung der Taxonomietabelle angefertigt:
DIMENSION DER KOGNITIVEN PROZESSE
WISSENSDIMENSION
1.
Erinnern
2.
Verstehen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
5.
Bewerten
6.
(Er)schaffen
A. Faktenwissen
B. Begriffliches
Wissen
C. Verfahrensorientiertes Wissen
D. Metakognitives
Wissen
7 Dies ergab sich nach Recherchen im Verzeichnis lieferbarer Bücher des deutschen Buchhandels
(abfragbar auf der Seite http://www.buchhandel.de) und des Bibliothek-Verbunds Bayern und seiner
assoziierten Datenbanken am 14.9.2007.
22
Die vier Wissensarten nehmen in ihrer Komplexität zu (siehe [AnKr01], S.27-31):
Faktenwissen bezieht sich auf mehr oder weniger isolierte Informationen (z.B. die
Namen aller bisherigen Bundestagspräsidenten oder Fakten wie sie in der Glosse
„Unnützes Wissen“ der Zeitschrift Neon, einer Beilage des „Stern“, zu finden sind).
Begriffliches Wissen hingegen bezeichnet zusammenhängende, geordnete Information
(z.B. die Kenntnis über den Aufbau des deutschen Bundestages). In der
Kognitionspsychologie umfasst der Begriff deklaratives Wissen sowohl Faktenwissen,
als auch begriffliches Wissen. In der Taxonomie jedoch werden sie getrennt, um die
Wichtigkeit von zusammenhängendem Wissen zu verdeutlichen.
Verfahrensorientiertes Wissen bezeichnet Wissen über Methoden und Algorithmen, um
eine Sache zu bewerkstelligen (z.B. wie man zwei ganze Zahlen auf dem Papier
dividiert oder wie man vorgehen muss, um ein Volksbegehren in Gang zu setzen), und
Kriterien, um zu entscheiden, für welches Problem eine bestimmte Technik oder
Fertigkeit geeignet ist.
Metakognitives Wissen schließlich umfasst das Wissen über mentale Prozesse im
Allgemeinen und die eigenen Kognitionen im Speziellen (z.B. eine Strategie zum
effizienten Vokabellernen).
Auch die sechs Arten der kognitiven Prozesse sind gemäß ihrer Komplexität
angeordnet:
Der einfachste Prozess ist das Erinnern. Es stellt den Vorgang des Bereitstellens von
gefordertem Wissen aus dem Gedächtnis dar (z.B. sich die Schleifensyntax in der
Programmiersprache C ins Gedächtnis rufen).
Verstehen bedeutet, dass (neue) Information mit Bedeutung besetzt wird, indem sie mit
bisherigem Wissen verknüpft wird (z.B. ein Gemälde aufgrund bestimmter Merkmale
einer Epoche zuordnen zu können).
Anwenden bezeichnet das Verwenden einer Prozedur zum Lösen von bekannten und
auch unbekannten Aufgaben (z.B. das Gravitationsgesetz bei einer physikalischen
Aufgabe verwenden).
Der vierte Prozess ist das Analysieren. Es beinhaltet das Zerlegen eines Sachverhaltes in
seine Einzelteile und im Anschluss daran das Anordnen dieser Teile in einer sinnvollen
Struktur (z.B. die Struktur einer Symphonie herausarbeiten).
Bewerten bezeichnet das Fällen von Urteilen mit Hilfe von Kriterien oder Standards
(z.B. die Umweltfreundlichkeit eines Autos mit Hilfe geeigneter Kriterien einschätzen).
(Er)schaffen bezieht sich auf das Entwickeln eines Produktes, indem schon bekannte
Elemente auf neue Art zusammengesetzt werden (z.B. eine Reizwortgeschichte anhand
von drei Stichwörtern schreiben).
Die beiden Dimensionen sind zwar nach steigender Komplexität geordnet, jedoch sind
sie nicht kumulativ im Gegensatz zur ursprünglichen Taxonomie von Bloom (siehe
[AnKr01], S. 309). In der originalen Taxonomie war nämlich angenommen worden,
23
dass für die Beherrschung einer höheren Aufgabe das Beherrschen der niedrigeren
Kategorien notwendig ist. Eine Studie aus dem Jahr 1994 (siehe [AnKr01], S. 289) fand
nur für die niedrigeren Kategorien „Comprehension“, „Application“ und „Analysis“,
den Vorgängern der Prozesskategorien verstehen, anwenden und analysieren, einen
solchen Zusammenhang, nicht jedoch für die beiden höchsten Kategorien „Synthesis“
und „Evaluation“, den Vorläufern von (er)schaffen und bewerten.
Gut formulierte Lernziele bestehen aus einem Substantiv der Wissensdimension, einem
Verb der Prozessdimension und - falls nötig - dem Lernstoff, auf den sie sich beziehen,
bzw. einschränkenden Bedingungen (siehe [AnKr01], S. 33). So können sie leicht einer
Zelle der Taxonomietabelle zugeordnet werden. Dazu drei Beispiele:
1. Die Schülerinnen und Schüler verstehen (das Konzept von) Angebot
und Nachfrage in der freien Marktwirtschaft.
2. Die Schüler und Schülerinnen können (das Verfahren der)
Polynomdivision anwenden.
3. Die Schülerinnen und Schüler erinnern sich mit einer Bedenkzeit
von 30 Sekunden an vier Eigenschaften von Säugetieren.
(Kognitiver Prozess - Wissen - Lernstoff/Bedingung)
Das erste Lernziel gehört demnach in die Taxanomiezelle B2 (Begriffliches Wissen
verstehen), das zweite Lernziel in die Zelle C3 (Verfahrensorientiertes Wissen
anwenden) und das dritte Lernziel in die Zelle A1 (sich an Faktenwissen erinnern). Aus
meist sprachlich-stilistischen Gründen ist das Erwähnen der Wissensart nicht immer
sinnvoll. In den obigen Beispielen wurde sie teilweise in Klammern hinzugefügt. In
diesem Fall muss man sich zum Beispiel im dritten Satz klarmachen, auf welche
Wissensart ein Begriff wie „Eigenschaften“ abzielt.
2.2.2. Unterkategorien
Jede kognitive Prozess- und Wissenskategorie besitzt mehrere Unterkategorien.
Anderson und Krathwohl empfehlen ([AnKr01], S.30) beim Formulieren der Lernziele
auf die Unterkategorien zurückzugreifen. Aus Platzgründen sind sowohl das englische
Original als auch die deutsche Version im Anhang zu finden. In dem schon bei der
Taxonomietabelle erwähnten didaktischen Projekt der Universität Hannover (siehe
[ScH04]) wurden die Unterkategorien ins Deutsche übersetzt, jedoch nur teilweise
schematisch in Tabellen übertragen. Auf dieser Basis habe ich Tabellen analog zum
englischen Original erstellt, indem ich sie ordnete und die fehlenden Beispiele zu den
Kategorien ergänzte. Bei der deutschen Übersetzung der kognitiven Prozessen ist zu
beachten, dass die für die Kategorien verwendeten Verben und Synonyme für sich
24
genommen nicht unbedingt eindeutig sind. Des Weiteren ist die Liste der Synonyme
natürlich nicht erschöpfend. Dessen sollte man sich auch beim Erstellen und
Interpretieren von Lernzielen bewusst sein. Die Beschreibungen der Kategorien geben
einen besseren Aufschluss über die Bedeutung. Im englischen Original enden die
Unterkategorien der sechs verschiedenen Prozesse auf die Gerundform (z.B.
recognizing, organizing), um Ober- und Unterkategorie optisch zu unterscheiden. Im
Deutschen unterscheiden sich der Infinitiv und das Partizip Präsens nur durch einen
Buchstaben, so dass ich auf eine Änderung der Unterkategorien in die Partizipform
verzichtete.
Bestimmte Prozesse sind oft mit einer speziellen Wissensart gekoppelt. Dies ist der Fall
bei Verstehen und Begrifflichem Wissen ([AnKr04], S. 70). In den Beschreibungen der
Unterkategorien von Verstehen kann man diesen Zusammenhang an der expliziten
Nennung der Begriffe Prinzip und Konzept erkennen. Analoges gilt für den Prozess
Anwenden und Verfahrensorientiertem Wissen ([AnKr04], S. 77). Auch hier wird die
Koppelung durch die Erwähnung des Begriffs Verfahren in den Unterkategorien von
Anwenden ersichtlich.
Die Übersetzung der Unterkategorien fertigte ich an, um ihre Bedeutung besser zu
verstehen. Bei den später vorgenommenen Klassifikation der Lernziele werden nur noch
die Hauptkategorien erwähnt. Die Unterkategorien halfen mir bei der Einteilung der
Lernziele.
2.2.3. Einteilung nach der Reichweite der Lernziele
Bisher wurden die Lernziele nach der Art der beteiligten mentalen Prozesse und des
Wissens unterteilt, jetzt geht es um den Umfang des Lernstoffes. Die Lernziele lassen
sich auf einer Skala bezüglich ihres Grades an Genauigkeit anordnen. Krathwohl und
Payne (siehe [AnKr01], S. 15-16) haben eine Einteilung der Lernziele auf dieser Skala
in folgende drei Typen vorgenommen:
•
Global objectives (dt. globale Lernziele)
•
Educational objectives (dt. in etwa: Bildungsziele)
•
Instructional objectives (dt. in etwa: Unterrichtsziele)
Global objectives sind die allgemeinsten Ziele. Sie umfassen viele Lernbereiche und
haben einen komplexen Aufbau. Aus ihnen kann man eine große Zahl genauerer
Lernziele herauslesen. Sie sollen die großen Linien in Erziehung und Bildung festlegen,
auf die im Tagesgeschehen hingearbeitet wird. Der Zeitraum zu ihrer Erreichung ist auf
mindestens ein Jahr bemessen. Hierzu zwei Beispiele aus dem Lehrplan für das
achtjährige Gymnasium (G8) in Bayern (siehe [ISB]):
25
•
Gymnasialbildung schult die Fähigkeit zur Abstraktion und Theoriebildung in
besonderem Maß.
•
Ein wichtiger Bestandteil gymnasialer Bildung ist das Anliegen, den Kindern
und Jugendlichen ihre Verantwortung für sich selbst und für andere bewusst zu
machen.
Educational objectives sind enger gefasst als die globalen Lernziele. Sie beziehen sich
mehr auf das Unterrichtsgeschehen. Dies wird gewährleistet, indem sie das gewünschte
Verhalten der Schülerinnen und Schüler und den Lerngegenstand beinhalten. Sie
umfassen Zeiträume von Wochen oder Monaten. Hierzu wieder zwei Beispiele aus dem
Lehrplan der 6. Klasse im Fach Natur und Technik des G8:
•
Sie [Die Kinder] sind sich bewusst, dass Information auf verschiedene Arten
dargestellt werden kann, die je nach Problemstellung unterschiedlich effektiv
sind.
•
Sie können hierarchische Strukturen zum Ordnen von Information verwenden,
u.a. unter Nutzung eines Dateisystems.
Instructional objectives sind am detailliertesten, denn sie sind auf einzelne
Unterrichtseinheiten abgestimmt. Sie umfassen Tages- oder Wocheneinheiten. Die
beiden folgenden Beispiele stammen ebenfalls aus dem Lehrplan der 6. Klasse im Fach
Natur und Technik:
•
Spielerisch und intuitiv gelingt es ihnen, reale Situationen zielgerichtet in
Graphiken abzubilden.
•
Durch Kombination verschiedener, schon bekannter Darstellungsarten von
Information erstellen die Schüler Multimediadokumente und erkennen deren
Nutzen.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den instructional objectives, da sich der Bereich der
Algorithmik, der untersucht wurde, auf dieser Ebene befindet.
2.2.4. Anwendungsbereiche der Lernziele
Laut Anderson und Krathwohl kann die Taxonomie bei vier wichtigen Gesichtspunkten
des Unterrichts angewendet werden (S. 6-10) .
Ein Aspekt ist die Frage, was gelernt werden soll. Die Entscheidung über den Lernstoff
trifft zwar die Lehrkraft bzw. das Kultusministerium, jedoch hilft die Taxonomie dabei,
26
den möglichen Stoff besser beurteilen zu können.
Als zweites stellt sich die Frage, wie diese Ziele im Unterricht möglichst effizient
umgesetzt werden können, das heißt, durch welche Aktivitäten die Schülerinnen und
Schüler diese Lernziele erreichen. Gleich klassifizierte Lernziele (in derselben Zelle)
können oft durch einen ähnlichen Unterrichtsansatz gelehrt werden. Außerdem bestehen
Zusammenhänge zwischen verschiedenen Taxonomiezellen. Zum Beispiel wird das
Erinnern an Faktenwissen durch das Erlernen und Anwenden von Mnemotechniken
(also metakognitivem Wissen) erleichtert.
Ein dritter Aspekt ist die Bewertung des Lernerfolgs. Analog zum vorigen Punkt kann
auch hier davon ausgegangen werden, dass Lernziele derselben Taxonomiezelle oft
durch ähnlich strukturierte Aufgaben überprüfbar sind. Lehrpersonen können also beim
Entwerfen einer Aufgabe auf schon existierendes Material aus früheren Jahren
zurückgreifen, welches Aufgaben derselben Taxonomiezelle enthält.
Zu guter Letzt bietet die Taxonomietabelle Hilfestellung beim Abgleich (englisch:
alignment) der drei zuvor genannten Punkte. Indem die Lernziele, die
Unterrichtsaktivitäten und die Prüfungsaufgaben in eine Tabelle übertragen werden,
lässt sich leicht feststellen, in welchem Maß sie sich decken. Dies ist der Fall, wenn in
jeder verwendeten Zelle möglichst alle drei vorher genannten Aspekte vorkommen.
2.2.5. Weitere Taxonomien
Neben den kognitiven Lernzielen definierten die Autoren des „Handbuches“ auch noch
zwei weitere Taxonomien zu affektiven und psychomotorischen Lernzielen. Diese sind
für diese Arbeit jedoch nicht relevant, unter anderem auch, weil es schwieriger ist, sie
zu messen.
2.3. Lehrplan des Faches „Natur und Technik“
2.3.1. Überblick zu Grundwissen und Themen
Im Schuljahr 2004/2005 wurde in Bayern das achtstufige Gymnasium eingeführt.
Informatik wird in der Unterstufe in der 6. und 7. Jahrgangsstufe im Rahmen des
Fächerverbundes „Natur und Technik“ unterrichtet.
Das übergeordnete Ziel in der 6. Klasse ist die erstmalige Vermittlung einer
systematischen Denkweise (siehe [ISB]). Es sind 56 Stunden im Fach Biologie und 28
Stunden im Fach Informatik vorgesehen. Da das Strukturieren von Sachverhalten noch
ungewohnt für die Schülerinnen und Schüler ist, soll der Unterricht handlungsorientiert
stattfinden. Die Handlungsorientierung wird z.B. durch ein gemeinsames Projekt in
Biologie und Informatik gewährleistet, bei dem die Kinder eigenständig in Gruppen
arbeiten.
27
Im Schwerpunkt Informatik wird folgendes Grundwissen angestrebt:
•
Sie sind sich bewusst, dass Information auf verschiedene Arten
dargestellt werden kann, die je nach Problemstellung unterschiedlich
effektiv sind.
•
Sie kennen die Grundbegriffe der objektorientierten Beschreibung von
Informatiksystemen und können diese beim Erstellen und Bearbeiten
von EDV-Dokumenten mit Standardsoftware – insbesondere aus den
Bereichen Graphik, Text und Präsentation – anwenden.
•
Sie können hierarchische Strukturen zum Ordnen von Information
verwenden, u. a. unter Nutzung eines Dateisystems.
Im Einzelnen werden dabei folgende Themenbereiche behandelt:
•
Information und ihre Darstellung (ca. 2 Std.)
•
Informationsdarstellung mit Graphikdokumenten - Graphiksoftware
(ca. 8 Std.)
•
Informationsdarstellung mit Textdokumenten Textverarbeitungssoftware (ca. 8 Std.)
•
Informationsdarstellung mit einfachen Multimediadokumenten Präsentationssoftware (ca. 5 Std.)
•
Hierarchische Informationsstrukturen – Dateisystem (ca. 5 Std.)
In der 7. Klasse soll die Fähigkeit zum abstrakten Denken gefördert werden. Dafür sind
56 Stunden im Fach Physik und 28 Stunden im Fach Informatik vorgesehen. Die
Schülerinnen und Schüler sollen befähigt werden, komplexe Zusammenhänge zu
verstehen und diese auf geeignete Art zu repräsentieren. In einem gemeinsamen
Unterrichtsprojekt der beiden Fächer lernen sie soziale Kompetenzen durch
Gruppenarbeiten.
Folgendes Grundwissen soll den Kindern im Informatikunterricht vermittelt werden:
28
•
Sie können vernetzte Strukturen zur Darstellung inhaltlicher
Zusammenhänge verwenden.
•
Sie können sich durch Einsatz geeigneter Werkzeuge und
Suchstrategien Informationen im Internet beschaffen.
•
Sie können die Vorgänge beim Austausch von E-Mail unter
Verwendung der Grundbegriffe der objektorientierten Beschreibung
von Informatiksystemen erklären.
•
Sie können einfache, automatisierbare Vorgänge algorithmisch
beschreiben.
Inhaltlich werden folgende Themen behandelt:
•
Vernetzte Informationsstrukturen - Internet (ca. 12 Std.)
•
Austausch von Information – E-Mail (ca. 4 Std.)
•
Beschreibung von Abläufen durch Algorithmen (ca. 12 Std.)
2.3.2. Lernziele innerhalb der Algorithmik
Diese Zulassungsarbeit konzentriert sich auf den Bereich Algorithmik. Die genannten
Lernziele im Lehrplan lassen sich in die Taxonomie von Anderson und Krathwohl
[AnKr01] einordnen.
Grundwissen:
Lernziel
Taxonomiezelle
L_allg: „Sie können einfache,
automatisierbare Vorgänge algorithmisch
beschreiben“
Verfahrensorientiertes Wissen anwenden8
Formulierung nach der Taxonomie:
“Sie können Prozeduren zum
algorithmischen Beschreiben einfacher,
automatisierbarer Vorgänge ausführen”
Genauer: Kenntnis fachspezifischer
Fähigkeiten und Algorithmen (Ca)
ausführen (3.1.)
Der Bereich Beschreibung von Abläufen durch Algorithmen (grüne Kästen), der mit 12
8 Dieser Vorgang könnte zu Beginn auch die Analyse der zu beschreibenden Vorgänge miteinbeziehen.
Das Adjektiv „einfach“ legt jedoch nahe, dass dieser Vorgang vernachlässigbar ist.
29
Stunden veranschlagt ist, wird nun auf Lernziele und Aktivitäten (weiße Kästen)
untersucht. Die Lernziele sind bewusst dem Originaltext ähnlich formuliert. Damit
sollen einerseits Missverständnisse in der Auslegung des Textes gering gehalten
werden. Andererseits soll verständlich bleiben, wie man von der ursprünglichen
Formulierung zum Lernziel gelangt. Bei manchen Formulierungen kann das Lernziel
nicht eindeutig bestimmt werden, so dass Zusatzannahmen gemacht werden, welche
jeweils dargelegt werden.
Die Schüler lernen eines der wichtigsten Grundprinzipien der automatischen
Informationsverarbeitung kennen und erhalten einen ersten Einblick in seine
Anwendung.
Das Verb kennenlernen ist ungenau und kann sich sowohl auf den kognitiven Prozess
des Erinnerns wie des Verstehens beziehen. Da die Wissenskomponente (Beschreibung
von Abläufen durch Algorithmen) in den nachfolgenden Lernzielen mit dem Prozess
Anwenden kombiniert wird, erscheint eine Zuordnung zum Prozess Verstehen
sinnvoller:
Lernziel L1:
Die Schülerinnen und Schüler verstehen das Prinzip der Beschreibung von
Abläufen durch Algorithmen, einem der wichtigsten Grundprinzipien der
automatischen Informationsverarbeitung.
Taxonomiezelle:
B2
Der Ausdruck “Einblick erhalten” bereitet wiederum Schwierigkeiten, da er wenig über
das gewünschte Können aussagt. Jedoch scheint es sich um eine mehr oberflächliche
Behandlung der Anwendungsformen von Algorithmen zu handeln:
Lernziel L2:
Sie erinnern sich an Anwendungsformen dieses Prinzips.
Taxonomiezelle:
A1
30
Sie lernen, dass sich ganz allgemein mit Algorithmen Abläufe präzise und
verständlich beschreiben lassen, und üben an konkreten Sachverhalten,
insbesondere naturwissenschaftlichen Experimenten, Vorgänge aus einfachen
Bausteinen aufzubauen.
Das Verb “lernen” kann sich auf den Prozess des Erinnerns und des Verstehens
beziehen:
Lernziel L3:
Sie erinnern sich an das Prinzip der präzisen und verständlichen
Ablaufbeschreibung durch Algorithmen bzw. verstehen es.
Taxonomiezelle:
A/B 2
Lernziel L4:
Sie verwenden Prozeduren zum Aufbauen von Vorgängen aus einfachen
Bausteinen (bei naturwissenschaftlichen Experimenten).
Taxonomiezelle:
C3
Dabei arbeiten sie mit einem Programmiersystem, mit dem sie die
Algorithmen intuitiv umsetzen können und bei dem die Einzelschritte des
Ablaufs altersgemäß visualisiert werden.
Da nur die Hilfsmittel, nicht aber die Art der Aufgaben beschrieben wird, kann die
Taxonomiezelle nicht bestimmt werden:
31
Aktivität:
Sie erreichen obiges Lernziel (L4) anhand von Aufgaben zu konkreten
Sachverhalten, insbesondere naturwissenschaftlichen Experimenten. Als
Hilfsmittel wird ein Programmiersystem genutzt, mit dem sie die
Algorithmen intuitiv umsetzen können und bei dem die Einzelschritte des
Ablaufs altersgemäß visualisiert werden.
Taxonomiezelle:
undefiniert
Am Ende des Paragraphs über die Algorithmik wird in Stichpunkten vor allem das
Wissen, welches die Heranwachsenden erwerben sollen, dargelegt:
•
Formulieren von Verarbeitungsvorschriften und Versuchsabläufen in
Alltagssprache
Lernziel L5:
Sie wenden Prozeduren zum Formulieren von Verarbeitungsvorschriften und
Versuchsabläufen in Alltagssprache an.
Taxonomiezelle:
C3
•
Bausteine von Algorithmen: Anweisung, Sequenz, Bedingte Anweisung,
Wiederholung
Wegen des fehlenden Verbs kann der kognitive Prozess zunächst nicht bestimmt
werden. Dies ist aber nicht wichtig, da nur erläutert werden soll, welche Bausteine
(erwähnt in L4) behandelt werden sollen. Deswegen wähle ich denselben kognitiven
Prozess:
32
Lernziel L6 (a, b, c, d):
Sie verwenden Bausteine von Algorithmen (Anweisung, Sequenz, Bedingte
Anweisung, Wiederholung).
Taxonomiezelle:
B3
•
Programmieren eines einfachen Informatiksystems unter Verwendung
dieser Bausteine.
Lernziel L7 (a, b, c, d):
Sie verwenden diese Bausteine (Anweisung, Sequenz, Bedingte Anweisung,
Wiederholung) beim Programmieren mit einem einfachen Informatiksystem.
Taxonomiezelle:
B3
Eingeordnet in die Taxonomietabelle ergibt sich folgendes Bild:
Dimension der Kognitiven Prozesse
Wissensdimension
1.
Erinnern
2.
Verstehen
A.
Faktenwissen
L2
L3
3.
Anwenden
B. Begriffliches
Wissen
L1
L3
L6
C. Verfahrensorientiertes
Wissen
L7
L_allg
L4
L5
4.
Analysieren
5.
Bewerten
6.
(Er)schaffen
D. Metakognitives Wissen
33
2.4. Programmierumgebung Karol
Im Folgenden wird sehr knapp die Umgebung vorgestellt, welche in den beobachteten
Klassen als Hilfsmittel eingesetzt wurde.
Die Programmiersprache Karol9 ist eine sogenannte Minilanguage. Diese Sprachen
besitzen einen gewollt einfachen Aufbau und sind deshalb für den Einstieg in die
Programmierung bzw. Algorithmik gut geeignet. Es sind wichtige Kontrollstrukturen,
wie Schleifen mit fester Wiederholungszahl, While-Schleifen oder Entscheidungen
enthalten. Jedoch können keine Variablen definiert werden. Die Programmierumgebung
enthält eine Editor zur Programmeingabe („Programmfenster“, blau umrandet), bei dem
Schlüsselwörter hervorgehoben werden. Die Groß- bzw. Kleinschreibung wird nicht
beachtet (case-insensitivity). Des Weiteren werden die Programme graphisch durch die
Aktionen des Roboters in einer drei- oder zweidimensionalen Welt dargestellt
(„Weltfenster“, lila umrandet). Eine weitere Funktion ist die Anzeige von
Kompilierfehlern („Informationsfenster“, rot umrandet). Schließlich können
Informationen über die Syntax der Programmiersprache abgerufen werden (Menü und
„Übersichtsfenster“, gelb umrandet). Diese vier Bestandteile sind in einem
Bildschirmausschnitt dargestellt:
Abbildung 2: Screenshot der Programmierumgebung Karol
9 Herunterzuladen auf der Seite: http://www.schule.bayern.de/karol/ (Stand 8.11.2007)
34
3. Design und Durchführung
3.1. Rahmenbedingungen
Die Studie ist der qualitativen Forschung verpflichtet. Deshalb wurde nur eine kleine
Anzahl an Fällen betrachtet. Durch den betreuenden Professor, Dr. Peter. Hubwieser,
wurde der Kontakt zu einem Informatiklehrer eines Gymnasiums im Münchner Raum
hergestellt. Dieser stellte mir die anonymisierten, bearbeiteten Bögen einer Extemporale
zum Thema Algorithmik zur Verfügung, die er im Mai 2007 in zwei 7. Klassen dieser
Schule abhielt. Sie werden mit Klasse 1 und Klasse 2 bezeichnet. Die Extemporale
wurde gehalten, nachdem der Lehrer den Stoff aus dem Themenbereich Algorithmik
abgeschlossen hatte. Aus den beiden Klassen wurde je eine Zweiergruppe genauer
untersucht. Die Schüler10 werden jeweils mit Schüler 1 (bzw. Sch1) und Schüler 2 (bzw.
Sch2) bezeichnet. Des Weiteren besuchte ich diese beiden Klassen mehrmals, um ein
paar Schüler beim Bearbeiten der von mir gestellten Aufgaben per Kamera zu filmen.
Dies geschah im Juni und Juli 2007. Die Studie besteht also aus zwei Stufen, der
Extemporale und dem Videoprojekt. Die Aufgaben der Extemporale wurden analysiert
und auf dieser Basis Aufgaben für das Videoprojekt entwickelt, die innerhalb von ein
bis zwei Schulstunden in Zweiergruppen zu bearbeiten sein sollten. Hier war zu
beachten, dass bei den Schülerinnen und Schülern zwischen dem Zeitpunkt der
Extemporale und dem Videoprojekt ein Lernzuwachs angenommen wurde, da die
beiden Klassen inzwischen drei zusätzliche Informatikstunden zum Thema Algorithmik
erhalten hatten. Der Unterricht fand in den Computerräumen der Schule statt, in
welchen Computer für die Hälfte der Klassenstärke bereitstanden, so dass die Kinder
immer in Zweiergruppen arbeiten. Die Angabenblätter für die Extemporale und das
Videoprojekt sowie ein kurzer Fragebogen an die gefilmten Schüler befinden sich im
Anhang.
Im Folgenden beziehe ich mich auf Aussagen des unterrichtenden Informatiklehrers und
auf die Homepage der Schule11. Sie wird von ca. 1100 Schülerinnen und Schülern
besucht, Mädchen und Jungen sind fast gleich stark vertreten. Sie stammen in der
Mehrheit aus dem gehobenen Mittelstand. Die besuchten Klassen sind schon seit der
fünften Jahrgangsstufe zusammen. Sie gehören dem naturwissenschaftlichtechnologischen Zweig der Schule an. Klasse 1 bestand aus 15 Mädchen und 16 Jungen,
Klasse 2 aus 17 Mädchen und 14 Jungen. Mit einem Durchschnitt von 3,04 in Klasse 1
und 2,93 in Klasse 2 im Schuljahr 2006/07 erzielten die Kinder durchschnittliche
Leistungen im Bereich Informatik des Fachs Natur und Technik. Vom Charakter her
beschrieb ihr Lehrer Klasse 1 als eher problematisch mit einer negativen Arbeitshaltung
und Klasse 2 als zwar etwas unruhige, aber kooperative Klasse mit positiver
10 Sie waren alle männlich.
11 Stand: 22.11.2007
35
Arbeitshaltung. Während des Informatikunterrichts arbeiteten die Schülerinnen und
Schüler meist in denselben Gruppen zusammen. Nach meiner Beobachtung waren diese
Gruppen meistens von einem Geschlecht. Das Verhalten der Klassen während der
Aufnahmen beschreibt der Lehrer als absolut normal. Die Arbeitshaltung der beiden
gefilmten Gruppen waren nach meinem Befinden ihrer Klasse entsprechend.
3.2. Extemporale
Die Extemporale besteht aus vier Aufgaben. Sie war auf dem Papier ohne die
Hinzunahme eines Computers zu bearbeiten. Das Angabenblatt der Extemporale ist
auch im Anhang zu finden. Im Folgenden werden die Lernziele, welche in jeder
Aufgabe abgefragt werden, benannt. Da alle Aufgaben mit dem Erstellen bzw.
Interpretieren eines kleinen Programms verbunden waren, was eine nicht trivialen
Vorgang darstellt, erstrecken sie sich auf mehrere Lernziele. Des Weiteren ist zu
beachten, dass die Klassifikation von Lernzielen in Abhängigkeit von der Klassenstufe
bzw. allgemein von dem vorhergehenden Lernvorgang zu betrachten ist (siehe
[AnKr01], S. 105-106). Ein Lernziel kann möglicherweise in einer höheren
Jahrgangsstufe einer weniger komplexen Taxonomiezelle zugeordnet werden. Genauso
kann die Schwierigkeit einer Aufgabe auf bloßes Erinnern reduziert werden, wenn sie in
sehr ähnlicher Form kurz davor behandelt wurde. Um diese Effekte beurteilen zu
können, lagen mir die Aufgabenblätter vor, welche im Unterrichtsblock Algorithmik
durchgenommen worden waren. Außerdem befragte ich den Lehrer zu einigen Details,
die durch die Aufgabenblätter allein nicht geklärt werden konnten.
1. Selbstdefinierte Methoden
Gib eine selbstdefinierte Methode an, mit deren Hilfe der Roboter zehn
Ziegelsteine aufeinander stapelt. Die Methode soll möglichst kurz sein!
Um diese Aufgabe lösen zu können, muss ein Schüler zuerst einmal verstehen, dass die
Kontrollstruktur Schleife (nachfolgend auch mit „Wiederholung“ bezeichnet) eine
Codeersparnis darstellt. Darauf weist die Anmerkung hin, dass die Methode möglichst
kurz sein solle. Laut den Angaben des Lehrers war die Wiederholung mit der
Begründung der Codeersparnis im Unterricht eingeführt worden. Die Wiederholung
gehört zu begrifflichem Wissen, denn sie besitzt eine bestimmte Syntax und man muss
ihre Bedeutung im Zusammenhang mit dem Rest des Programms verstehen. Wir
befinden uns also in der Taxonomiezelle B 2. Hierauf muss die Wiederholung benutzt
werden, um den Methodenrumpf zu erstellen, was dem Anwenden von begrifflichem
Wissen entspricht (C 2). Außerdem muss der Befehl zum Ziegellegen verwendet
werden. Da dieser nur aus einem Wort besteht (hinlegen) besteht und keine
36
Zusammenhänge bedacht werden müssen, gehört er zum Faktenwissen. Die Analyse der
Aufgabenstellung spielt hier kaum eine Rolle, da der Aufgabentext ziemlich direkt in
die Programmiersprache übertragen werden kann. Bei einer noch detaillierteren
Untersuchung könnte man anführen, dass das Erinnern und Verstehen eine
Voraussetzung für das Anwenden von Schleifen und Befehlen ist. Dies stünde in
Einklang mit einer kumulativen Sicht, wie sie in Kapitel 2.2.1. angesprochen wurde.
Die ausschlaggebenden Lernziele sind im Folgenden in der Taxonomietabelle
angeordnet. Der Schwerpunkt liegt in der Zelle B 3, da die Schleife der Angelpunkt der
Aufgabe ist. In den Analysen der weiteren Aufgaben sind das oder die
ausschlaggebenden Lernziele jeweils fett markiert.
1.
Erinnern
A. Faktenwissen
B. Begriffliches
Wissen
2.
Verstehen
3.
Anwenden
4.
5.
6.
Analy- Bewer- (Er)sieren
ten
schaffen
Befehl „hinlegen“
verwenden
Codeersparnis als Wiederholung
Vorteil der
anwenden
Wiederholung
verstehen
D. Metakognitives
Wissen
37
2. Programmverständnis
Gegeben ist folgende Anweisungsfolge:
wiederhole 4 mal
wiederhole 2 mal
markeSetzen
schritt
*wiederhole
linksDrehen
schritt
rechtsdrehen
*wiederhole
Skizziere auf der rechts
angegebenen Welt das entstehende
Muster. (Hinweis: Der Roboter
steht in der linken oberen Ecke und
schaut nach unten)
Hier ist es zunächst wichtig, die Bedeutung der vorkommenden Befehle (markeSetzen,
schritt, linksDrehen, rechtsdrehen) zu begreifen. Auch die zweidimensionale
Darstellung des Raumes, in dem sich der Roboter bewegt, muss verstanden werden, um
später die Bewegung des Roboters darin markieren zu können. Die Schüler müssen also
Faktenwissen in Form der Befehle und begriffliches Wissen in Form der 2-D-Welt
verstehen. Der am meisten fordernde Teil ist wohl das Interpretieren der geschachtelten
Schleife. In den Aufgabenblättern waren schon einmal geschachtelte Schleifen in
anderer Form vorgekommen. Jedoch war bei den Übungen immer das Erstellen von
Programmen im Vordergrund gestanden – und nicht das Analysieren von vorgegebenen
Programmstücken. Deshalb ordne ich dieses Lernziel dem Analysieren von
begrifflichem Wissen zu. Eine metakognitive Strategie, welche die Analyse erleichtert,
ist das Einbeziehen der Einrückungen innerhalb des Codebeispieles. Sie kennzeichnen
nämlich Programmierblöcke, so dass die Struktur der geschachtelten Schleifen einfacher
erfasst werden kann. Diese Strategie muss ein Schüler verstehen, wir befinden uns also
in der Zelle „metakognitives Wissen verstehen“. Im Unterricht hatte der Lehrer darauf
hingewiesen, dass durch Einrückungen der Programmcode übersichtlicher gestaltet
werden kann. Es hätten aber nur wenige Schüler diese Methode übernommen. In dieser
Aufgabe liegt der Schwerpunkt in der Zelle B 4.
38
1.
Erinnern
2.
Verstehen
A. Faktenwissen
Befehle
Markesetzen,
Links/RechtsDrehen und Schritt
verstehen
B. Begriffliches
Wissen
2D-Welt verstehen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
5.
6.
Bewer- (Er)ten
schaffen
Programmcode
(Geschachtelte
Schleife)
analysieren
Hilfreich: Einrücken
als ein Mittel zum
Kennzeichnen von
Programmblöcken
verstehen
3. Fahrscheinkontrolle!
Die Fahrscheinkontrolleure in den U- und S-Bahnen führen eine Kontrolle
auf folgende Weise durch: Solange die U-/S-Bahn fährt, überprüfen Sie die
Fahrgäste der Reihe nach; hat ein Fahrgast keine gültige Karte bei sich, so
werden seine Personalien festgehalten und er wird aufgefordert beim
nächsten Halt auszusteigen.
Beschreibe die Vorgehensweise eines U-Bahnkontrolleurs mithilfe der aus
dem Unterricht bekannten Kontrollstrukturen (Wiederholung, Entscheidung).
Verwende dabei geeignete Bedingungen.
Hier sollen die Schüler einen Vorgang aus dem täglichen Leben12 in einen
informatischen Pseudocode übertragen. Dazu müssen sie zuerst den beschriebenen
Ablauf analysieren13. Er beinhaltet die Konzepte „bedingte Wiederholung“ und
„Entscheidung“, welche dem begriffliches Wissen zuzuordnen sind. Mit dieser Einsicht
12 Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die Schule im Großraum München liegt und S- und UBahnen den Schülern also gut bekannt sind.
13 Hier sind auch vertiefte Kenntnisse der deutschen Sprache hinsichtlich Wortbedeutung und zeitlichräumlichem Vorstellungsvermögen gefordert.
39
kann jetzt der in natürlicher Sprache formulierte Algorithmus in ein
Pseudocodeprogramm übersetzt werden. Es müssen einfache Befehle und Bedingungen
in einem Pseudocode erfunden werden, die sich an den Befehlen der
Programmiersprache Karol orientieren (z.B. „geheZuNächstemFahrgast“ analog zu
„Schritt“). Dies entspricht dem Erschaffen von Faktenwissen. Diese Pseudocodebefehle
werden unter Anwendung der bedingten Wiederholung und der Entscheidung zu einer
Methode bzw. einem Programm zusammengefügt. Dies geschieht unter Benutzung von
verfahrensorientiertem Wissen.
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
A. Faktenwissen
5.
6.
Bewer- (Er)schaffen
ten
Pseudocod
e erfinden
B. Begriffliches
Wissen
Bedingte
Wiederholung und
Entscheidung
anwenden
Verfahren zum
Transformieren von
natürlicher Sprache
in informatische
anwenden
Ablauf
analysieren
D. Metakognitives
Wissen
40
4. Ausfüllen eines Quadrates mit Ziegeln
Der Roboter steht wie in der Abbildung gezeigt in einem Quadrat, das von
Ziegeln umrandet ist. Ziel der Aufgabe ist es, das ganze Quadrat mit Ziegeln
aufzufüllen. Schreibe eine Anweisung, so dass der Roboter entlang der
eingezeichneten, spiralförmigen Linie zum Mittelpunkt des Quadrates läuft
und dabei stets einen Ziegel ablegt, sofern das Feld noch frei ist. Der
Mittelpunkt des Quadrates
und damit das Ende des
Weges ist durch ein
markiertes Feld
gekennzeichnet!
Hinweis: Verwende zur
Lösung Wiederholungen mit
Bedingungen und
Entscheidungen. Als
vordefinierte Bedingungen
kannst Du „istZiegel“,
„nichtIstZiegel“, „istMarke“,
sowie „nichtIstMarke“
verwenden!
Beim Herangehen an diese Aufgabe ist es zunächst erforderlich, die Aufgabenstellung
zu analysieren, denn die textlichen und bildlichen Informationen sind nicht auf den
ersten Blick zu erfassen. Sie fügen sich zu einer Struktur zusammen und gehören
deshalb zum begrifflichen Wissen. Anschließend muss aus dieser Erkenntnis der
Algorithmus für die Aktionen des Roboters generiert werden.14 Aus der
Aufgabenstellung wird er noch nicht ersichtlich, da das gewünschte Ergebnis nur grob
beschrieben ist. Eine bearbeitende Person muss vor allem entscheiden, wie die bedingte
Wiederholung und die Entscheidung angewendet und verknüpft werden müssen. Des
Weiteren ist die Verwendung der Bedingungen „NichtIstMarke“ bzw. „IstMarke“ und
„NichtIstZiegel“ bzw. „IstZiegel“ und der Befehle „hinlegen“, „Schritt“ und „linksbzw. rechtsdrehen“ nötig. Der Algorithmus für den Roboter fällt in die Kategorie
begriffliches Wissen, nicht etwa in die Kategorie verfahrensorientiertes Wissen. Dieser
Trugschluss kann durch das Stichwort Algorithmus hervorgerufen werden. In diesem
Fall dreht es sich jedoch nicht um die Entwicklung eines Verfahrens (nämlich wie der
Roboter vorgehen soll), sondern um die Darstellung desselben in konzeptueller Form. 15
14 Man mache sich bewusst, dass dies in der vorigen Aufgabe noch nicht nötig gewesen war, weil der
Algorithmus in der Aufgabenstellung enthalten war.
15 Schneider untersucht in seiner Dissertation ([Sc06], S. 35) den Zusammenhang zwischen dem
„konzeptuellen“ und dem „prozeduralen“ Wissen, welche wohl dem begrifflichen und
41
Der geschaffene Algorithmus muss jetzt noch – analog zur vorigen Aufgabe – in die
Programmiersprache Karol übertragen werden:
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
A. Faktenwissen
(linksbzw. rechts)
drehen, hinlegen,
Schritt,
(Nicht)IstZiegel und
(Nicht)IstMarke
anwenden
B. Begriffliches
Wissen
Bedingte Wiederholung und Entscheidung anwenden
Wissen
Verfahren zum
Transformieren von
in informatische
anwenden
4.
Analysieren
Aufgabenstellung
analysieren
5.
6.
Bewer- (Er)schaffen
ten
Algorithmus generieren
D. Metakognitives
Wissen
Abschließend bleibt zu bemerken, dass für alle vier Aufgaben das Anwenden einer
allgemeinen Bearbeitungsstrategie von Vorteil ist. Es ist zum Beispiel sinnvoll, sich
zuerst einmal die Aufgabenstellung vollständig klar zu machen, bevor man eine Lösung
sucht. Dieses Lernziel besitzt aber eher indirekte Natur. Durch das Lösen vieler
Aufgaben erarbeiten sich die Schüler solch eine Strategie. Der Schwierigkeitsgrad der
Aufgaben nimmt stetig zu, was sich an den höheren Kategorien und der Zunahme der
Lernzielzahl von drei in der ersten Aufgabe zu fünf in der vierten Aufgabe bemerkbar
macht.
3.3. Videoprojekt
3.3.1. Durchführung
Das Videoprojekt wurde sechs Wochen (davon waren zwei Wochen Pfingstferien) nach
verfahrensorientierten Wissen der hier verwendeten Taxonomie in etwa entsprechen. Er stellt fest,
dass sie ineinander umwandelbar seien und sich gegenseitig beeinflussen würden.
42
der Extemporale durchgeführt. Ich besuchte die beiden Klassen je zwei Mal im
Rahmen des Informatikunterrichts. Der Lehrer war dabei anwesend. Die Dauer der
Unterrichtsstunde betrug jeweils 45 Minuten. Die Klasse erhielt ein Arbeitsblatt mit
Aufgaben, die auf dem Papier und am Computer mit dem wohlbekannten Programm
Karol zu lösen waren. Die Bearbeitung erfolgte in Paaren, so wie die Schülerinnen und
Schüler es gewohnt waren. Dabei konnten sie sich ihren Partner aussuchen. Von jeweils
drei dieser Gruppen wurden Bildschirmaufnahmen gemacht. Dies wurde mit dem
Programm CamStudio16 bewerkstelligt, welches von einem USB-Stick gestartet wurde17.
Die korrekte Funktionsweise des Programms hatte ich bei einem vorhergehenden
Besuch der Schule getestet. Dennoch ergaben sich einige Schwierigkeiten bei der
Aufnahme (siehe Kapitel 6.2.5.). Eine dieser Gruppen nahm ich jeweils zusätzlich mit
einer Kamera vom Typ Sony Handycam DCR-PC1000E auf. In der zweiten Klasse
setzte ich außerdem Headsets, die mit dem Bildschirmaufnahmeprogramm CamStudio
gekoppelt waren, zur Verbesserung der Sprachqualität ein. Am Ende der Stunde teilte
ich an die gefilmten Schüler einen kurzen Fragebogen zum Ankreuzen aus, um zu
erfahren, ob sie sich durch die Kamera beeinflusst gefühlt hatten. Die Auswahl des
gefilmten Paares erfolgte bei der ersten Klasse nach den (guten) Schulnoten auf
Vorschlag des Informatiklehrers hin, weil hier ein auswertbares Ergebnis bei der
Bearbeitung zu erwarten war. Bei der zweiten Klasse wurde zusätzlich auf die
Lebhaftigkeit der Gefilmten geachtet, weil dadurch viele mündliche Äußerungen über
die zugrunde liegenden Denkprozesse erwartet wurden. Der Ablauf gliederte sich in
eine organisatorische Phase, in welcher die Aufgabenstellung geklärt und formale
Angelegenheiten bezüglich der Aufnahme behandelt wurden und in die eigentliche
Arbeitsphase, welche 25 bis 35 Minuten betrug.
Für die Beobachtung von Paaren gibt es folgenden Grund (neben der Beibehaltung einer
für die Probanden natürlichen Arbeitssituation): Zwar soll das Wissen einzelner
Personen untersucht werden. Jedoch erweist es sich als schwieriger den
Problemlöseprozess von Einzelpersonen nachzuvollziehen. Darauf weist Borromeo
Ferri in ihrer Dissertation hin (siehe [Borr04], S. 65). Bei ihrer Untersuchung
mathematischer Denkstile von Schülerinnen und Schülern greift sie ebenfalls auf die
Paarbeobachtung zurück. Dabei beruft sie sich unter anderem auf eine andere Autorin,
Goos, welche sich ebenfalls mit dem mathematischen Problemlösen beschäftigt hatte:
„Pair protocols are more likely to capture a complete record of students' typical
thinking than single protocols because, first, two students working together produce
more verbalisation than one and, second, the reassurance of mutual ignorance can
alleviate some of the pressure of working under observation.“ Bei der Paararbeit
entstehen also mehr verbale Äußerungen als bei der Einzelbearbeitung.
16 Herunterzuladen auf der Seite http://camstudio.softonic.de/ (Stand 17.10.2007)
17 Bei Aufnahmen dieser Länge ist eine Größe des Speichermediums von mindestens 1 GB
empfehlenswert.
43
Die Beobachtung durch mich erfolgte weitgehend passiv teilnehmend (vgl. Kapitel
2.1.1.). Die Gruppen sollten möglichst selbstständig arbeiten, jedoch stand ich
zusammen mit dem Informatiklehrer für auftretende Fragen während des
Bearbeitungsprozesses zur Verfügung. Die Klasse wurde am Anfang des Projekts (und
schon davor von ihrem Lehrer) über das Forschungsvorhaben aufgeklärt, die Offenheit
war also gegeben. Das Beobachtungsschema war nur durch die Wahl der
Aufnahmemedien strukturiert. Innerhalb der Medien (Bildschirm- und Video- bzw.
Tonaufnahme) sollten möglichst umfassende Daten gewonnen werden. Die Kamera war
von vorne auf die Schüler gerichtet, während die Bildschirmaufnahme die im
Filmmaterial nicht-sichtbaren Bildschirmaktionen festhielt. Zusätzlich hielt ich noch
einige denkwürdig erscheinende Eindrücke während des Versuchs schriftlich fest. Die
Arbeitsweise entspricht dem Vorgehen in der qualitativen Forschung. Idealerweise ist
der Verlauf durch einen mehrmaligen Wechsel von Datenerhebung und
Datenauswertung geprägt (siehe [Att06], S. 198 ). Dies fand in dieser Arbeit nur in
geringem Maß durch die Untersuchung in nur zwei Klassen statt. Der Abstand der
Aufnahmen betrug eine Woche, in welcher ich das Aufnahmeverfahren und die
Aufgabenstellung verbessern konnte. Weitere Untersuchungen hätten den Rahmen
dieser Arbeit gesprengt.
3.3.2. Lernzielanalyse der Aufgaben
Das Aufgabenblatt gliedert sich in zwei Teile. Die Absicht hinter der ersten Aufgabe
war es, herauszufinden, was für eine Vorstellung die Kinder über Algorithmen haben.
Der Begriff selber war im Unterricht nie verwendet oder in ähnlicher Weise definiert
worden, wie ich von dem Informatiklehrer erfahren hatte. Die Schülerinnen und Schüler
hatten verschiedene Kontrollstrukturen kennengelernt mit deren Hilfe sie einfache
Computerprogramme erstellen konnten. Diese Fragestellung erscheint mir wichtig, denn
im Lehrplan für die 7. Klasse wird als zu erwerbendes Grundwissen im Themenbereich
Algorithmen gefordert: „Sie [die Schüler] können einfache, automatisierbare Vorgänge
algorithmisch beschreiben“ (siehe Kapitel 2.3.2.). Und um diese Fähigkeit zu erwerben,
braucht man indirektes Wissen über Algorithmen. In der zweiten Aufgabe sollte getestet
werden, in wie weit die Schülerinnen und Schüler fähig sind, ein etwas komplizierteres
Problem zu lösen. Der Lösungsansatz sollte zuerst im Kopf formuliert und zu Papier
gebracht werden. Danach sollten die sie den Ansatz mit Hilfe des Computers
berichtigen.
Die Analyse der Lernziele beschränkt sich auf den Bereich Algorithmik. Es könnten
noch weitere Lernziele identifiziert werden, zum Beispiel bezüglich sozialer
Kompetenzen. Der Fokus dieser Arbeit liegt jedoch auf den fachlich-kognitiven
Inhalten.
44
Klasse 1
Aufgabe 1
1. Ablaufbeschreibungen
Sieh dir die folgenden Beschreibungen an:
Das Waschmaschinen-Fenster öffnen und die
Wäsche einfüllen.
Das Waschmaschinen-Fenster schließen,
indem man es gegen den Rahmen drückt, bis
das Einschnappen zu hören ist. Darauf
achten, dass zwischen dem Waschmaschinen-Fenster und der Gummidichtung
keine Wäschestücke eingeklemmt werden.
Das Waschmittel wird vor Beginn des
Programms in das Kästchen
an der
Stirnwand oben links gefüllt.
Zum Einschalten und zur Programmwahl ist
wie folgt vorzugehen:
1. Den Programmknopf bis zum gewünschten Programm (je nach Wäscheart) drehen.
2. Die Waschtemperatur entsprechend der
Tabelle an der Stirnwand wählen:
• Baumwolle, Buntwäsche
• Wolle
• Synthetik, empfindliche Wäsche
...
Zutaten:
Text 1: Ausschnitt aus einer
Gebrauchsanweisung
Text 2: Pfannkuchenrezept
350 g Weizenmehl
80 g Zucker
1 Prise Salz
6 St Eier
1/2 l Milch
80 g Butter/Magarine
Zubereitung:
Mehl, Zucker, Salz und die Eier verrühren.
Die Milch langsam dazugeben, so dass keine
Klümpchen entstehen. Teig einige Zeit
quellen lassen. Fett in der Pfanne erhitzen,
den Pfannkuchen bei mittlerer Hitze backen,
bis die Unterseite goldbraun ist. Wenn sich
die
Außenseiten
kräuseln,
den
Pfannenkuchen drehen, und wie oben
nochmal backen.
Sind die beiden Beschreibungen klar genug, um daraus ein
Computerprogramm erstellen zu können? Begründe deine Antwort für beide
Texte!
Da nicht anzunehmen war, dass die Schüler den Ausdruck Algorithmus kannten, ist der
Begriff in der Frage umschrieben. Um die Lernziele korrekt einordnen zu können, folgt
zuerst eine allgemeine Definition von Hubwieser ([Hub01], S. 174) und Broy ([Br98],
S. 31):
Ein Algorithmus ist ein Verfahren mit einer präzisen (d.h. in einer genau festgelegten
Sprache abgefassten) endlichen Beschreibung unter Verwendung effektiver (d.h.
tatsächlich ausführbarer) Verarbeitungsschritte.
45
Der Ausdruck „endliche Beschreibung“ zielt auf die Lösbarkeit in endlich vielen
Schritten ab. Diese Eigenschaft wurde in der Aufgabe nicht abgefragt, denn in der
Programmiersprache Karol existiert das Konstrukt der Endlosschleife, welche auch in
einem der Übungsblätter vorgekommen war. Die zweite Eigenschaft eines Algorithmus,
die präzise Formulierung des Verfahrens, eignet sich hingegen schon für das
Aufgabenblatt. Dies hatten die Klassen im Unterricht durch das Erstellen von
Programmen in der sehr elementaren, jedoch formalen Programmiersprache Karol
geübt. Auf diese Eigenschaft zielt die Fragestellung in der Aufgabe also ab. Dazu
müssen die Schüler das Prinzip des Algorithmus verstanden haben. Dies wiederum setzt
voraus, dass sie die eben genannte Eigenschaft (Exaktheit) von Algorithmen verstanden
haben. Die beiden Texte müssen diesbezüglich analysiert und auf Basis der Analyse
bewertet werden, ob sie die Eigenschaft besitzen oder ob es an einigen Stellen etwa
ungenaue Anweisungen gibt. Bei den Texten handelt es sich um begriffliches Wissen,
da sie eine zusammenhängende Struktur besitzen.
1.
Erinnern
2.
Verstehen
A. Faktenwissen
Eigenschaft
(Exaktheit) des
Algorithmus
verstehen
B. Begriffliches
Wissen
Prinzip
Algorithmus
verstehen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
5.
Bewerten
6.
(Er)schaffen
Texte bzgl. Texte bzgl.
Exaktheit
Exaktheit
analysieren bewerten
D. Metakognitives
Wissen
46
Aufgabe 2
2. Stadtmauer bauen
Vorbereitung: Öffne eine Welt mit einer
Mindestlänge und –breite von mindestens 10
Einheiten. Setze im Direktmodus vier Marken
in Rechtecksform ab. Achte darauf, dass die
Längen des Rechtecks jeweils ungerade
sind.
Die Vorbereitung der Welt erfordert verfahrensorientiertes Wissen im Umgang mit dem
Programm Karol. Dieses Wissen sollten sich die Schüler durch den häufigen Gebrauch
des Programms nebenbei angeeignet haben. Der sichere Umgang mit dem Programm ist
jedoch nur Mittel, nicht Ziel des Unterrichts.
2.1. Karl soll nun für seine Stadt eine
Zinnenmauer - entsprechend dem Bild
rechts - mit den Marken als Eckpunkten
bauen. Unterteile dazu die Aufgabe in
geeignete Teilmethoden, z.B. eine Methode
um einen Ring zu bauen und eine weitere
Methode, bei der der Roboter nur jeden
zweiten Stein setzt. Diese beiden Methoden
kannst du schließlich kombinieren.
a) Überlege dir die Lösung zuerst schriftlich ohne den Computer zu benutzen.
Zuerst muss die Aufgabenstellung durch das Untersuchen der textlichen und bildlichen
Information analysiert werden. Danach kann der Algorithmus zur Lösung des Problems
generiert werden, wobei auf Wissensprozesse und -arten niedrigerer Komplexität
zurückgegriffen wird: Es ist hilfreich, das Problem in kleinere „Bausteine“ zu zerlegen.
Dies entspricht dem Anwenden der metakognitiven Strategie „Teile und Herrsche“
(engl. divide and conquer). In der Aufgabenstellung wird angedeutet, dass sich das
Programm in zwei große Teile gliedern lässt: Das Legen eines (und später dreier)
Ziegelringe und das Legen des Zinnenrings. Für diese Teilprobleme muss nun jeweils
47
ein Teilalgorithmus erdacht werden und in die Programmiersprache Karol übertragen
werden, wobei verfahrensorientiertes Wissen angewendet wird. Bei den Teilalgorithmen
werden die Befehle „(Nicht)IstMarke“, „Schritt“, „Hinlegen“ und „Links- bzw.
Rechtsdrehen“ und die Strukturen Wiederholung (mit Bedingung) und Entscheidung
angewendet. Dabei ist zu beachten, dass ein Zinnenring schwieriger zu programmieren
ist, da hier mehr Bedingungen zum Einsatz kommen als bei einem durchgängigen
Ziegelring. Nachfolgend sind die enthaltenen Lernziele mit Nummerierung für die
zeitliche Abfolge der Lösungsschritte aufgeführt18:
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
4.
5.
6.
Analysieren Bewer- (Er)schaffen
ten
A.
Faktenwissen
2c) (Nicht)IstMarke,
Schritt, hinlegen und
(links-/ rechts)drehen
anwenden
B. Begriffliches
Wissen
2c) Wiederholung (mit Be- 1. Aufgadingung) und Entscheidung be analyanwenden
sieren
Wissen
2b) Verfahren zum
Transformieren von
natürlicher Sprache in
informatische anwenden
2a) Strategie „Teile und
Herrsche“ anwenden
2. Algorithmus
generieren
b) Probiere deine Lösung dann am Rechner aus und verbessere mögliche Fehler!
Um zu überprüfen, ob das entworfene Programm korrekt ist, muss es kompiliert bzw.
gestartet werden. Im Idealfall sind nur noch minimale Fehler im Entwurf zu beheben.
Davon kann normalerweise aber nicht ausgegangen werden. Beim Testen des
Programms erweist es sich als nützlich, die Fehlermeldungen des Compilers19 zu
verstehen, um die auftretenden Fehler besser einschätzen zu können. Auf dieser Basis
und den Aktionen, welche der Roboter beim Testen ausführt, sollen die Schüler
einschätzen, ob das Programm die Aufgabenstellung erfüllt. Hierbei handelt es sich um
18 Es ist auch möglich, die Aufgabe ohne die bedingte Wiederholung zu lösen. Die Aufgabenstellung
verbietet dies nicht explizit.
19 Sie werden im Fenster Information angezeigt.
48
das Bewerten von begrifflichem Wissen in Form des Programms. Werden Fehler
entdeckt, so muss ein neuer Algorithmus generiert werden. Hierbei werden dieselben
Wissensarten angewendet, wie in der vorigen Teilaufgabe. Anderson ([AnKr01], S. 83)
erwähnt, dass dieses Dreigespann aus Bewerten, Erschaffen und Anwenden eingesetzt
wird, wenn überprüft werden soll, wie gut ein aufgestellter Plan (in diesem Fall der
Programmentwurf) funktioniert. In dieser Tabelle ist ebenfalls eine Nummerierung für
die zeitliche Abfolge enthalten.
1.
Erinnern
2.
Verstehen
3.
Anwenden
A. Faktenwissen
2c) (wie
oben)
B. Begriffliches
Wissen
1a) Hilfreich:
2c) (wie
Fehlermeldungen oben)
des Compilers
verstehen
Wissen
2b) (wie
oben)
2a) (wie
oben)
4.
Analysieren
5.
Bewerten
1. Programm
auf Korrektheit überprüfen
6.
(Er)schaffen
2. Neuen
Algorithmus
generieren
2.2. Für die ganz Schnellen: Karl soll jetzt Nachtwächter spielen und eine Runde
auf der Mauer entlang gehen, wobei er bei jeder Ecke einen Ton von sich gibt.
Schreibe dafür eine Methode!
Diese Aufgabe diente als Zusatzaufgabe und wurde von fast keiner Gruppe bearbeitet.
Auch die gefilmten Schüler bearbeiteten die Aufgabe nicht. Wie bei einigen vorigen
Aufgaben muss die Aufgabenstellung analysiert, der Algorithmus erdacht und in die
Programmiersprache Karol übersetzt werden. Dabei kommt die Kontrollstruktur
Wiederholung (mit Bedingung) zum Einsatz. Des Weiteren werden die Befehle
„(Nicht)IstMarke“, „Schritt“ und „Links- bzw. Rechtsdrehen“ verwendet. Der Befehl
„Ton“ war im Unterricht noch nicht verwendet worden. Deswegen ist es hier hilfreich,
den neuen Befehl systematisch (also unter Anwendung einer Strategie) in den
Menüpunkten bzw. dem Übersichtsfenster zu suchen, um Zeit zu sparen.
49
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
A. Faktenwissen
(Nicht)IstMarke, Schritt,
(links-/ rechts) drehen
und Ton anwenden
B. Begriffliches
Wissen
Wiederholung (mit
Bedingung) anwenden
Wissen
Verfahren zum
Transformieren von
informatische
anwenden
Suchstrategie zum
Finden des Befehls
“Ton” anwenden
4.
Analysieren
Aufgabe
analysieren
5.
6.
Bewer- (Er)schaffen
ten
Algorithmus
generieren
Klasse 2
Die zweite Klasse bekam ein leicht verändertes Arbeitsblatt, in welchem die
Aufgabenstellung verbessert worden war.
... (Aufgabe 1)
a) Ist die die Formulierung der beiden Texte klar genug, um daraus ein
Computerprogramm für den Ablauf zu erstellen? Begründe deine Antwort!
b) Falls du unklare Stellen in den Texten erkennst, mache Vorschläge, wie man
sie besser formulieren könnte!
Die Antworten in der ersten Klasse waren hier teilweise sehr kurz ausgefallen. Durch
die differenziertere Fragestellung sollten die Schüler in Aufgabe b) zeigen, anhand
welcher Textteile sie ihr Urteil gefällt hatten.
50
2.1. Karl soll nun für seine Stadt eine Zinnenmauer - entsprechend dem Bild rechts - mit den
Marken als Eckpunkten bauen.
a) Überlege dir die Lösung zuerst schriftlich ohne
den Computer zu benutzen:
Unterteile dazu die Aufgabe in geeignete
Teilmethoden, z.B.
■
eine Methode, um eine Ziegelreihe zwischen zwei Marken zu legen
■
eine Methode, um einen ganzen Ziegelring zu bauen
■
eine Methode, bei der der Roboter nur jeden zweiten Stein setzt
Diese Methoden kannst du schließlich kombinieren, um zur Lösung zu gelangen.
Es hatte sich bei der ersten Klasse herausgestellt, dass die Schüler mit der komplexen
Struktur der Aufgabe schwer zurecht kamen. Sie versuchten meist, die ganze Aufgabe
in einem Stück zu lösen. Der Informatiklehrer wies die Schüler zwar in der zweiten
Stunde darauf hin, dass es besser sei, erst einen Teil zu lösen. Dies wurde aber nur von
wenigen Schülern beachtet. Offensichtlich lag den meisten die Strategie „Teile und
Herrsche“ fern. Deswegen wurde in der neuen Aufgabenstellung noch stärker auf die
Teilprobleme der Aufgabe hingewiesen.
2.2. Für die ganz Schnellen: Karl soll jetzt Nachtwächter spielen und eine Runde
auf der Mauer entlang gehen, wobei er bei jeder Ecke einen Ton von sich gibt.
Übelege die Lösung wieder erst schriftlich (auf der Rückseite) und teste den
Ansatz danach am Computer.
Die Aufgabenstellung wurde analog zur Aufgabe 2.1. gestaltet.
Abschließender Kommentar
Die Aufgaben wiesen durch die vielfältigen beteiligten Wissensarten und -prozesse ein
hohes Niveau auf. Es wäre auch möglich gewesen, kleinteiligere Aufgaben zu
entwerfen. Dann jedoch wäre die Zahl der verbalen Äußerungen vermutlich um einiges
geringer gewesen. Außerdem interessierte mich die Beobachtung eines längeren
Lösungsprozesses.
51
4. Analyse
In diesem Kapitel wird beschrieben, wie bei der Analyse der beiden Teilstudien
vorgegangen wurde. Dabei fällt der Teil über das Videoprojekt viel länger aus, da hier
nach einem Modell vorgegangen wurde, welches ausführlich beschrieben wird. Das
Kapitel 4.1. hingegen ist nur kurz, da die verwendete Methode mehr oder weniger
selbsterklärend ist.
4.1. Auswertung Extemporale
Die Auswertung der Extemporale erfolgte nicht nach einem Notensystem, sondern
bezog sich auf die in Kapitel 3.2. dargestellten Lernziele innerhalb der einzelnen
Aufgaben. Für jedes Lernziel wurde bewertet, ob es vollständig, teilweise oder gar nicht
erreicht wurde. In manchen Fällen konnte keine Aussage darüber getroffen werden, ob
ein Lernziel erreicht wurde. Im 5. Kapitel sind die Ergebnisse aufgeführt. Es wird
jeweils dargelegt, wie die Beurteilung jedes Lernziels zustande gekommen ist.
4.2. Auswertung Videoprojekt
Die Aufgaben wurden einerseits wie in der Extemporale nach den Endergebnissen
beurteilt. Andererseits wurde eine Analyse des Lösungsprozesses der gefilmten Schüler
nach folgendem Modell durchgeführt:
Der Ablauf der Analyse orientiert sich an dem von Mayring aufgestellten Modell, wie
es in Kapitel 2.1.4. angesprochen wurde. Es wird auch jeweils dargelegt, aus welchen
Gründen diese oder jene Vorgehensweise gewählt wurde.
1. Festlegung des Materials
Beobachtet wurden Schüler in zwei 7. Klassen, die in Zweiergruppen ein Aufgabenblatt
zur Algorithmik bearbeiteten. Dies geschah sowohl auf dem Papier als auch am
Computer mit einer speziellen Lernsoftware (Roboter Karol20). Die bearbeiteten
Arbeitsblätter wurden eingesammelt, es wurden Bildschirmaufnahmen der
Computeraktivitäten von drei Gruppen pro Klasse gemacht. Je eine dieser Gruppen
wurde zusätzlich auf Video aufgenommen. In die Analyse flossen hauptsächlich die
Informationen über die gefilmten Teams ein. Das Projekt umfasste je zwei
Schulstunden während der normalen Unterrichtszeit. Der Zeitraum der Aufnahmen war
Ende Juni bis Anfang Juli 2007, also ca. einen Monat vor Schuljahresende.
20 Das Programm kann kostenlos auf der Seite http://www.schule.bayern.de/karol/download.htm
heruntergeladen werden.
52
2. Analyse der Entstehungssituation
Der Versuch erfolgte am Ende der 7. Klasse. Die Schüler hatten also ein
anzunehmendes Alter von 13 Jahren. Vor den Aufnahmen war die Zustimmung der
Eltern erbeten worden. Bei etwa der Hälfte der Schüler lag diese schriftliche
Einwilligung vor21. Es wurden in beiden Klassen drei Zweiergruppen ausgewählt, bei
denen von beiden Schülern die Einwilligung vorlag. Die Schüler waren bei der
Beobachtung also mit ihrem gewohntem Partner zusammen. Die Aufnahmen entstanden
bis auf ein Mal22 im üblichen Computerraum unter Wahrung des Klassenverbands.
Daneben waren der Informatiklehrer und ich anwesend. Zu Beginn wurde jeweils das
Aufgabenblatt kurz besprochen, worauf die Arbeitsphase folgte, während der sich der
Informatiklehrer und ich im Hintergrund hielten, jedoch etwaige Fragen der Schüler
beantworteten. Insgesamt war die Aufnahmesituation weitestgehend natürlich und der
Unterrichtssituation ähnlich gestaltet. Dies entspricht der von Atteslander erwähnten
Prinzip der Naturalistizität qualitativer Forschung (siehe Kapitel 2.1.4.).
3. Formale Charakteristika des Materials
Die Aufnahmen lagen in Form von Bildschirmmitschnitten (teilweise mit Ton) und als
digitalisierte Videoaufnahmen vor. Sie befinden sich am Lehrstuhl von Prof. Dr.
Hubwieser und können dort auf Antrag eingesehen werden.
Transkription der Bildschirmaufnahmen
Die Aktionen in den vier Unterfenstern des Programmierumgebung Karol wurden wie
folgt transkribiert:
Übersichtsfenster
Es wurde protokolliert, welche Informationen die Schüler in diesem Fenster
nachsahen.
Informationsfenster
Die Informationen wurden nicht transkribiert, da nicht davon auszugehen war, dass
die Schüler sie beachteten. Dies stellte ich während der Versuchsstunden fest.
Programmfenster
Die Lösungsversuche wurden im Ganzen und unter Berücksichtigung von Leerzeilen
transkribiert, um das Aussehen der Transkription dem Original möglichst ähnlich zu
gestalten. Dazu ein Beispiel aus dem Transkriptionsmaterial:
21 Ein Muster des Schreibens befindet sich im Anhang.
22 Bei Klasse 1 fand der erste Termin in einem anderen Computerraum statt.
53
wiederhole solange nichtistZiegel
wenn istMarke dann
Hinlegen
Schritt
Linksdrehen
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole solange
Weltfenster
De Bewegungen des Roboters im Direktmodus oder beim Testen des Programmcodes
wurden festgehalten.
Transkription der Tonaufnahmen
In der ersten Klasse gab es nur den durch die Videokamera aufgenommenen Ton. Durch
den hohen Pegel an Hintergrundgeräuschen erwiesen sich diese Aufnahmen als
weitgehend unbrauchbar. Deswegen wurde der Ton in der zweiten Klasse zusätzlich
(weitgehend) mit dem Bildschirmprogramm über das Laptopmikrophon bzw. Headsets
aufgenommen. Sie erzielten durch die Nähe zum Sprecher eine zufriedenstellende
Tonqualität. Die mündlichen Äußerungen transkribierte ich Wort für Wort23.
Transkription der Videoaufnahmen
Die relevanten Informationen zum Lösungsprozess der Schüler sind in den beiden
vorhergehenden Datenquellen enthalten. Der Videofilm zeigt die beiden Schüler
zusätzlich jeweils von schräg vorne, so dass ihre Oberkörper zu sehen sind, nicht jedoch
der Computerbildschirm. Die Informationen wurden nur grob transkribiert. Es wurden
auffällige Aktionen wie der Wechsel beim Tippen, eine Interaktion mit anderen
Personen oder laute Ansagen durch den Lehrer oder mich festgehalten. Damit konnten
23 Dabei benutzte ich das Programm f4 audio in der Version 3.0.2, welches die Transkription von
Audiodateien erleichtert. Es kann auf der Seite http://www.audiotranskription.de heruntergeladen
werden.
In einem ersten Durchgang hatte ich die Tonaufnahmen nur sinngemäß und zusammengefasst
transkribiert. Es erwies sich jedoch, dass dabei manche Informationen verloren gehen, so dass ich
mich für die wortwörtliche Transkription entschied. Die zusammengefassten Äußerungen beließ ich
dennoch im Dokument (in einer anderen Farbe).
54
ein paar Situationen gedeutet werden, die allein durch Bildschirm- und Tonaufnahme
nicht erklärt werden konnten.
Die verschiedenen transkribierten Daten wurden im Transkriptionsdokument zu einem
zeitlich synchronisierten Strang zusammengefügt: Die Lösungsversuche und
zeitgleichen mündlichen Äußerungen wurden nebeneinander angeordnet und
ergänzende Informationen der Videoaufnahmen (in einer anderen Farbe) hinzugefügt.
4. Richtung der Analyse
Es interessiert vorrangig der kognitive Hintergrund:
Welches Wissen besitzen die Schüler über die im Unterricht behandelte Algorithmik?
Welchen Taxonomiezellen kann das Wissen zugeordnet werden? Welche Lernprozesse
finden während des Bearbeitens der Aufgaben statt? Teil der Arbeit ist es, zu
untersuchen, ob überhaupt valide Antworten zu diesen Fragen gefunden werden können.
5. Theoretische Differenzierung der Fragestellung
Das Videoprojekt will zwei Fragestellungen untersuchen:
1. Es soll ein Verfahrens zum Analysieren von Bild(schirm)/Tonmaterial als
Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen entwickelt werden.
.
2. Kann man aus dem Bild- bzw. Tonmaterial auf das vorliegende kognitive Wissen
der Schüler schließen? Wenn ja, auf welches?
Die erste Fragestellung schließt den ganzen Forschungsprozess mit ein. Er kann als
Vorbild oder Anregung für weitere Arbeiten auf dem Gebiet der Lernzielforschung
verwendet werden. Die zweite Frage soll klären, inwieweit das kognitive Wissen im
Problemlöseprozess identifiziert werden kann.
6. Bestimmung der Analysetechnik(en) und Festlegung des konkreten Ablaufmodells
Das gewählte Ablaufmodell ist durch die Überschriften dieses Kapitels ersichtlich. Von
den drei von Mayring genannten Techniken (siehe Kapitel 2.1.4.) kommt hier
hauptsächlich die skalierende Strukturierung zum Einsatz. Durch den späteren
Vergleich mit den Ergebnissen der Extemporale wird auch ansatzweise die Explikation
in Form der weiten Kontextanalyse eingesetzt.
55
7. Definition der Analyseeinheiten
Im Folgenden sind die Analyseeinheiten festgelegt, welche laut Mayring (siehe
[May00], S. 53) vor allem bei quantitativen Analysemethoden wichtig sind.
Art
Bereich der Einheit
Kodiereinheit
Bildschirm Programmfenster Lösungsentwurf, welcher ohne
gedankliche
Unterbrechung
niedergeschrieben wurde
Weltfenster
Einheit
Ergebnis von automatischem
Programmablauf
Aktion (v.a. Bewegungsablauf)
im Direktmodus
Übersichtsfenster Information, welche von den
Schülern nachgesehen wurde
Ton
Proposition
Satzes)
(=
Inhalt
Video
Auffälliges Verhalten
eines
Kontexteinheit
Das gesamte Material zu einem
Schülerpaar
Auswertungseinheit
Jeder Schritt im Lösungsprozess
Die Kodiereinheit ist minimal gewählt, die Kontexteinheit maximal.
8. Analyseschritte mittels Kategoriensystem
Die (skalierende) Strukturierung teilt sich in mehrere Unterschritte auf (siehe [May00],
S. 93).
1. Schritt: Bestimmung der Analyseeinheiten
Dieser Schritt wurde schon im 7. Punkt (Definition der Analyseeinheiten) behandelt.
2. Schritt: Festlegung der Einschätzungsdimension
Die Einschätzungsdimensionen sind die Lernziele, welche im vorigen Kapitel für jede
56
Aufgabe beschrieben wurden. Jedes Lernziel entspricht einer Variable. Dahinter steht
der Gedanke, dass aus dem zusammenhängenden Bild der Lernziele ermittelt werden
kann, welche nicht erreichten Lernziele ein eventuelles Scheitern an der Aufgabe
verursachen.
3. Schritt: Bestimmung der Ausprägungen, Zusammenstellung des Kategoriensystems
Es soll festgestellt werden, ob das jeweilige Lernziel von den Schülern während des
Lösungsprozesses erreicht wurde. Die Ausprägungen zu den Variablen (außer bei einer)
lauten:
–
–
–
Ja (d.h. das Lernziel wurde erreicht)
Unentscheidbar (d.h. aus dem Material wird nicht ersichtlich, ob das Lernziel
erreicht wurde oder nicht)
Nein (d.h. es wurde nicht erreicht)
Die Variablen haben jeweils nur zwei Ausprägungen (Ja/Nein) und eine Restkategorie
(Unentscheidbar) für die nicht einordenbaren Fälle. Mayring (siehe Seite 93) fordert ein
ordinales Verhältnis der Ausprägungen. In dieser Inhaltsanalyse sind sie genauso
geordnet, wie sie aufgeführt sind: Ja – Unentscheidbar – Nein. Details können dem
Kodierleitfaden im Anhang entnommen werden.
4. Schritt: Formulierung von Definitionen, Ankerbeispielen und Kodierregeln zu den
einzelnen Kategorien
Der Kodierleitfaden befindet sich zur Wahrung der Übersichtlichkeit im Anhang.
5. Schritt: Materialdurchlauf: Fundstellenbezeichnung
Die Fundstellen wurden in den transkribierten Dokumenten durch das farbige
Markieren des Hintergrundes an den entsprechenden Stellen gekennzeichnet.
6. Schritt: Materialdurchlauf: Bearbeitung und Extraktion der Fundstellen
Das transkribierte und analysierte Material befindet sich im Anhang. Vorangestellt ist
eine Legende, in der alle Kürzel, Markierungen etc. erklärt sind, die bei der Analyse der
Fundstellen entstanden.
7. Schritt: Überarbeitung, gegebenenfalls Revision (und Rückkehr zum 2. Schritt)
Relativ bald nach dem Abschließen der Aufnahmen führte ich eine Probecodierung des
Materials durch. Diese war kaum von vorhergehenden theoretischen Annahmen geleitet.
57
Nach der ausführlichen Beschäftigung mit der qualitativen Inhaltsanalyse erfolgte ein
zweiter Durchgang, dessen Vorgehensweise hier beschrieben ist. Eine wichtige
Änderung im zweiten Durchlauf war das wortwörtliche (anstatt dem nur ungefähren)
Transkribieren der Tonaufnahmen. Am Ende der Analyse überprüfte ich das Material
ein weiteres Mal und nahm kleine Änderungen vor.
8. Schritt: Analyse von Häufigkeiten, Kontingenzen und Konfigurationen der
Einschätzungen
Die Ergebnisse der Analyse sind im 5. Kapitel dargestellt.
9. Rücküberprüfung des Kategoriensystems an Theorie und Material
Dieser Schritt überschneidet sich mit dem 7. Schritt der Strukturierung.
10. Interpretation der Ergebnisse in Richtung der Hauptfragestellung
Im 5. Kapitel ist die Interpretation der Ergebnisse dargestellt.
11. Anwendung der inhaltsanalytischen Gütekriterien
Die Daten wurden anhand der Kriterien von Steinke (siehe Kapitel 2.1.2.) bewertet. Die
Beurteilung befindet sich in Kapitel 6.2.
58
5. Ergebnisse
5.1. Extemporale
Vorbemerkung zur Extemporale
Die Lernziele sind aufgabenweise in der Taxonomietabelle dargestellt – analog zum 3.
Kapitel. Jedoch befindet sich in diesem Kapitel, anders als im 3. Kapitel, die
Taxonomietabelle jeweils vor der textlichen Beschreibung. Der Grad der Erreichung
von Lernzielen ist in den Tabellen folgendermaßen farblich dargestellt: Ein eindeutig
erreichtes Lernziel ist grün unterlegt. Wurden ein Lernziel eindeutig nicht erreicht, so ist
die entsprechende Zelle (bzw. Teil der Zelle, wenn sich mehrere Lernziele in derselben
Zelle befinden) rot unterlegt. Dafür kann es zwei Gründe geben. Erstens, das Lernziel
wurde nicht beherrscht. Zweitens, das Lernziel wurde aus irgendwelchen Gründen nicht
bei der Aufgabenlösung eingesetzt, wobei es jedoch sein könnte, dass es normalerweise
vom Bearbeitenden beherrscht wird. Gelb unterlegte Taxonomiezellen weisen auf nur
teilweise erreichte Lernziele hin. Wenn über das Erreichen eines Lernzieles keine
Aussage getroffen werden konnte, so wurde es nicht farbig unterlegt. In ein paar Fällen
kam es vor, dass nicht zu erkennen war, ob ein Lernziel ganz oder nur teilweise erreicht
wurde. Hier wurde die entsprechende Zelle halb grün und halb gelb markiert24.
5.1.1. Schüler 1, Klasse 1
Aufgabe 1
“Selbstdefinierte
Methoden”
A. Faktenwissen
B. Begriffliches
Wissen
1.
Erinnern
2.
Verstehen
3.
Anwenden
4.
5.
6.
Analy- Bewer (Er)schafsieren
ten
fen
Befehl „hinlegen“ verwenden
Codeersparnis als Wiederholung
Vorteil der Wieder- anwenden
holung verstehen
D. Metakognitives
Wissen
24 Hier wurde auch für „punktuelle“ Lernziele (die Definition des Begriffs erfolgt in Kapitel 5.2.) eine
Zwischenkategorie (gelb unterlegte Felder) eingeführt, da man nur das Endergebnis sieht. Das
entspricht eher der Beurteilung in der Schule, wo man auch auf teilweise richtige Lösungen Punkte
vergibt. In der Analyse der Videoaufgaben hingegen wird darauf geachtet, ab welchem Zeitpunkt ein
Lernziel ganz erreicht wurde. Deshalb gibt es dort nur die Einteilung in erreichte und nicht erreichte
Lernziele.
59
Der Schüler hat die Aufgabe richtig gelöst, so dass alle Lernziele der Aufgabe erreicht
wurden.
Aufgabe 2
“Programmverständnis”
1.
Erinnern
2.
Verstehen
A. Faktenwissen
Befehle Markesetzen,
Links/Rechts-Drehen
und Schritt verstehen
B. Begriffliches
Wissen
2D-Welt verstehen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
5.
6.
Be(Er)werten schaffen
Programmcode
(Geschachtelte
Schleife)
analysieren
Hilfreich: Einrücken
als ein Mittel zum
Kennzeichnen von
Programmblöcken
verstehen
Die Lösung des Schülers weicht von der Musterlösung ab:
Musterlösung
Lösung von Sch1
Es ist davon auszugehen, das er die zweidimensionale Darstellung der Welt verstanden
hat, da ansonsten keine Besonderheiten zu sehen sind und da seine Lösung sehr ähnlich
ist. Des Weiteren ist auch anzunehmen, dass er die erwähnten Befehle verstanden hat,
denn er hat z.B. die erste Marke korrekterweise unter den Startpunkt des Roboters
60
gelegt. Der Fehler liegt also in der Analyse des gegebenen Programmcodes. Zum
großen Teil hat er den Code richtig erfasst. Eventuell wurde der Fehler durch
mangelnde Konzentration verursacht. Ob der Schüler sich der eingerückten
Programmblöcke bewusst war, kann nicht festgestellt werden.
Aufgabe 3
“Fahrscheinkontrolle”
1.
Erinnern
2.
Verstehen
3.
Anwenden
4.
5.
Analysieren Bewerten
A.
Faktenwissen
6.
(Er)schaffen
Pseudocode
erfinden
B. Begriffliches
Wissen
Bedingte Wiederholung
und Entscheidung
anwenden
Wissen
Verfahren zum
Transformieren von
informatische
anwenden
Ablauf
analysieren
In seiner Lösung verwendet der Junge einen eigenen Pseudocode, um die
Fahrscheinkontrolle zu beschreiben. Die Analyse des Ablaufes scheint gelungen zu sein,
jedoch hat er die Syntax der bedingten Wiederholung und der Entscheidung nicht
korrekt angewendet: Sie müssen im Programmentwurf ineinander geschachtelt werden,
wobei der Schüler die Schlüsselwörter zum Schließen der Strukturen (*wenn bzw.
*wiederhole) vertauscht hat. Es ist anzunehmen, dass er die beiden Strukturen für sich
gesehen beherrscht, denn in der vierten Aufgabe wendete er sie korrekt an. Des
Weiteren mischte er in einen der Pseudocodebefehle eine Bedingung, was auf eine
unzureichende Transformation in die Programmiersprache schließen lässt.
61
Aufgabe 4
1.
2.
“Ausfüllen
Erin- Versteeines Quadrates nern hen
mit Ziegeln”
3.
Anwenden
A. Faktenwissen
drehen, hinlegen, Schritt,
(Nicht)IstMarke
anwenden
B. Begriffliches
Wissen
und Entscheidung
anwenden
Wissen
Verfahren zum
Transformieren von
informatische
anwenden
4.
Analysieren
Aufgabenstellung
analysieren
5.
6.
Bewer- (Er)schaffen
ten
Bis auf eine Bedingung („NichtIstZiegel“ anstatt „NichtIstMarke“ in der äußeren
Schleife) wurde die Aufgabe korrekt gelöst. Die in der Taxonomietabelle erwähnten
Befehle und Kontrollstrukturen wurden richtig angewendet. Es stellt sich die Frage, mit
welchem der übrigen drei Lernziele der Fehler zusammenhängt. Da sich in Aufgabe 2
gezeigt hat, dass der Schüler den Befehl „Markessetzen“ verstanden hat, ist davon
auszugehen, dass er auch die Bedingung „NichtIstMarke“ verstanden hat. Er sollte auf
jeden Fall den Unterschied zwischen den Bedingungen „NichtIstZiegel“ und
„NichtIstMarke“ kennen. Deswegen unterlief der Fehler vermutlich nicht bei der
Analyse der Aufgabenstellung oder beim Transformieren in die Programmiersprache
Karol, sondern beim Generieren des Algorithmus. Wiederum halte ich als Ursache
mangelnde Konzentration für möglich.
Aufgabe 1 und 2 löste der Schüler richtig und erreichte damit alle erwähnten Lernziele.
Er verstand auch die Strategie des Einrückens von Blöcken, den er benützte
Einrückungen beim Schreiben des Codes in Aufgabe 3 und 4.
62
Aufgabe 3
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
A. Faktenwissen
5.
Bewerten
6.
(Er)schaffen
Pseudocode
erfinden
B. Begriffliches
Wissen
Bedingte Wiederholung Ablauf
und Entscheidung
analyanwenden
sieren
Verfahren zum
Transformieren von
informatische
anwenden
D. Metakognitives
Wissen
Der Schüler hat die Aufgabe fast korrekt gelöst, jedoch ist die Syntax bei der
verwendeten Entscheidung nicht korrekt, es fehlen zwei Schlüsselwörter (dann, *wenn).
Jedoch bleibt ersichtlich, dass der dahinter stehende Entwurf völlig richtig war.
Aufgabe 4
“Ausfüllen eines Quadrates
mit Ziegeln”
1.
2.
Erin- Verstenern hen
3.
Anwenden
A. Faktenwissen
drehen, hinlegen, Schritt,
(Nicht)IstMarke
anwenden
B. Begriffliches
Wissen
und Entscheidung
anwenden
Wissen
4.
Analysieren
5.
6.
Bewer- (Er)schaffen
ten
Aufgabenstellung
Algorithmus ge-
analysieren
nerieren
Verfahren zum
Transformieren von
63
Das Programm ist bis auf zwei Einzelheiten richtig: Erneut fehlen zwei Schlüsselwörter
bei der Entscheidung. Ferner setzt der Roboter am Ende seines Weges einen Ziegelstein
zu viel. Da ein eigener Fall (in Form einer Entscheidung) das Setzen des überzähligen
Steins bewirkt, ist dies wohl absichtsvoll geschehen. Das bedeutet, dass wahrscheinlich
nicht die fehlerhafte Transformation der Algorithmusidee in die Programmiersprache
verantwortlich ist. Jedoch lässt sich nicht feststellen, ob dieser Fehler durch die
ungenügende Analyse der Aufgabe oder die fehlerhafte Generierung des Algorithmus
hervorgerufen wurde.
Aufgabe 1 löste der Schüler richtig. Damit können alle beschriebenen Lernziele als
erreicht gelten.
Bei Aufgabe 2 hat er das gleiche Ergebnis wie Schüler 1 aus Klasse 1. Die Analyse des
Programmcode ist also nur teilweise gelungen. Ob er die Strategie des Einrückens von
Programmblöcken verstanden hat, kann auch hier nicht beurteilt werden, da er in den
anderen Aufgaben selbst keine Einrückungen vornahm.
Aufgabe 3
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
A. Faktenwissen
5.
Bewerten
6.
(Er)schaffen
Pseudocode
erfinden
B. Begriffliches
Wissen
und Entscheidung
analyanwenden
sieren
Verfahren zum
Transformieren von
informatische
anwenden
D. Metakognitives
Wissen
Der erfundene Pseudocode ist in Ordnung. Jedoch ist die Analyse des Ablaufes nur
teilweise gelungen, da der Schüler in einem Pseudocodebefehl den Prozess des
Fahrkartenkontrollierens zusammenfasst. In der Fahrkartenüberprüfung ist die
Entscheidung enthalten, die er somit nicht in der Aufgabe anwendet. Die bedingte
Wiederholung wurde nicht ganz korrekt angewendet, denn die Bedingung wurde
fehlerhaft formuliert. Darin zeigt sich, dass die Transformation in die
64
Programmiersprache nur teilweise gelungen ist.
Aufgabe 4 hat der Schüler nicht bearbeitet und die Lernziele folglich nicht erreicht. Es
wäre interessant zu wissen, ob dies auf Zeitmangel oder fehlendes Wissen im Bereich
der genannten Lernziele zurückzuführen ist.
Die Aufgaben 1 und 2 löste der Schüler richtig. Er erfüllte damit die Lernziele. Jedoch
kann nicht beurteilt werden, ob er die Strategie des Einrückens von Programmblöcken
verstand oder nicht, denn er benützte in den anderen Aufgaben keine Einrückungen.
Aufgabe 3
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
A. Faktenwissen
5.
Bewerten
6.
(Er)schaffen
Pseudocode
erfinden
B. Begriffliches
Wissen
und Entscheidung
analyanwenden
sieren
Verfahren zum
Transformieren von
informatische
anwenden
D. Metakognitives
Wissen
Der Schüler hat den Ablauf nicht ganz richtig erfasst, denn er hat die bedingte
Wiederholung nicht erkannt und statt dessen eine Endlosschleife verwendet. Seine –
wenn auch nicht ganz richtige – Vorstellung vom Ablauf hat er korrekt in die
Programmiersprache transformiert. Er hat brauchbare Pseudocodebefehle erfunden und
die Entscheidung korrekt in seinem Programm verwendet.
65
Aufgabe 4
“Ausfüllen eines
Quadrates mit
Ziegeln”
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
A. Faktenwissen
drehen, hinlegen,
Schritt, (Nicht)IstZiegel
und (Nicht)IstMarke
anwenden
B. Begriffliches
Wissen
Bedingte Wiederholung Aufgabenund Entscheidung
stellung
anwenden
analysieren
Wissen
5.
6.
Bewer- (Er)schaffen
ten
Verfahren zum
Transformieren von
in informatische
anwenden
D. Metakognitives
Wissen
In der Lösung des Schülers setzt der Roboter alle Steine bis zur Mitte. Er hat
Entscheidung mit der Bedingung „IstZiegel“ richtig eingesetzt. Allerdings hat er statt
einer bedingten Wiederholung eine Endlosschleife verwendet, so dass das Programm
nicht terminiert. Er hat die
bedingte Wiederholung und die Bedingung
„(Nicht)IstMarke“ nicht verwendet, die entsprechenden Lernziele wurden also nicht
erreicht. Es bleibt die Frage, durch welches Lernziel der Fehler mit der
Endloswiederholung bedingt wurde: Eine mögliche Erklärung lautet, dass der Schüler
die Aufgabenstellung richtig verstanden hat, jedoch beim Erzeugen des Algorithmus die
Endlosschleife verwendete, weil er sie für geeignet hielt. Dann liegt der Fehler beim
Generieren des Algorithmus. Oder er war sich bewusst, dass die Endlosschleife nicht
geeignet ist, kannte jedoch die Syntax der bedingten Wiederholung nicht, so dass er auf
die Endlosschleife auswich. Dann liegt der Fehler bei der Transformation in die
Programmiersprache. Eine dritte Erklärung lautet, dass er die Aufgabenstellung falsch
verstanden hat. Damit liegt der Fehler bei der Aufgabenanalyse.
5.2. Videoprojekt
Vorbemerkung zur Analyse der Videoaufgaben
In einem am Ende der Bearbeitungszeit ausgeteilten Kurzfragebogen gab Schüler 2 aus
66
Klasse 2 an, sich durch die Kamera teilweise beeinflusst gefühlt zu haben. Die anderen
drei Schüler gaben an, dass sie durch die Kamera kaum beeinflusst worden seien.
Die erste Aufgabe des Übungsblattes wurde hauptsächlich nach den Ergebnissen
beurteilt, denn sie wurden auf Papier bearbeitet und es lagen nur die teilweise qualitativ
schlechten Tonaufnahmen der Videokamera vor. Bei der zweiten Klasse war der Ton
einigermaßen annehmbar, so dass diese Information auch in die Analyse einfloss.
Bei der Untersuchung der zweiten Aufgabe flossen die Informationen aus den Bildund Tonaufnahmen maßgeblich ein. Dabei stellte sich heraus, dass die verschiedenen
Lernziele im Lösungsprozess unterschiedlich in Erscheinung treten.
Sie lassen sich einerseits nach der Art ihrer Dauer klassifizieren:
Punktuelle25 Lernziele können in einem Lösungsschritt als erreicht oder nicht erreicht
eingeschätzt werden. In der zweiten Aufgabe war dies bei den Lernzielen26 1.
((Nicht)IstMarke (a), Schritt (b), hinlegen (c) und (links-/ rechts)drehen (d) anwenden),
2. (Wiederholung (a1), Wiederholung mit Bedingung (a2) und Entscheidung (b)
anwenden) und 7. (Fehlermeldungen des Compilers verstehen) der Fall. Ich vermute,
dass im Allgemeinen Lernziele der Kategorien Faktenwissen (A) 1-3 (erinnern,
verstehen, anwenden) und begriffliches Wissen (B) 1-3 (erinnern, verstehen, anwenden)
vorrangig diesen Charakter haben.
Prozessurale27 Lernziele können nicht zu einem einzelnen Zeitpunkt beurteilt werden,
sondern sie erstrecken sich über einen Zeitraum. Zum Beispiel ist es offensichtlich, dass
das erfolgreiche oder -lose Anwenden eines Verfahrens nicht durch einen einzelnen
Zeitpunkt eingeschätzt werden kann. In der Aufgabe traf dies auf die restlichen
Lernziele zu. Dies sind 4. (Strategie „Teile und Herrsche“ anwenden), 5. (Aufgabe
analysieren), 6. (Algorithmus generieren), 8. (Programm auf Korrektheit überprüfen)
und 9. (Neuen Algorithmus generieren). Ich glaube, dass allgemein Lernziele, welche
verfahrensorientiertes Wissen (C) oder den Prozess des Bewertens (5) oder Erschaffens
(6) enthalten, diese Eigenschaft besitzen. Eine beachtenswerte Frage ist, inwieweit
prozessurale Lernziele graduell beurteilt werden sollen, ob also mehrere Stufen des
Erfolges (oder Misserfolges) definiert werden sollen. Für Lernziel 8. bestimmte ich eine
zusätzliche Ausprägungen der Variable, wie man im Kodierleitfaden sehen kann.
Außerdem kann man die Lernziele nach der Art der Ermittelbarkeit einteilen:
Die Lernziele 1., 2., 4., 6., 8. und 9. sind in erster Linie in den aufeinanderfolgenden
Lösungsversuchen der Schüler sichtbar. Es handelt sich hier meist um textliche bzw.
visuelle Information in Form der von den Schülern erstellten Programme. Es ist jedoch
auch denkbar, dass ein Lösungsversuch nur mündlich formuliert wird.
25 Dieser Begriff ist mein Vorschlag.
26 Bezüglich der Nummerierung der Lernziele siehe auch die Legende im Anhang.
27 Dieser Begriff ist mein Vorschlag.
67
Die Lernziele 3., 5. und 7. können am besten anhand mündlicher Äußerungen beurteilt
werden. In den einzelnen Lösungsversuchen sind eher nur Anhaltspunkte zu finden, ob
z.B. das Analysieren der Aufgabe (5.) gelungen ist.
Das Lernziel 4. wird schon durch die Aufgabenstellung angedeutet, die zur Aufteilung
des Problems in mehrere Einzelschritte ermutigt. Dies ist nötig, da die Strategie für die
Schüler in diesem Zusammenhang neu sein dürfte. Das Lernziel ist deshalb eher ein
Maß dafür, wie gut die Schülerinnen und Schüler mit komplexeren Aufgabenstellungen
fertig werden.
5.2.1. Endergebnisse
Gruppe in Klasse 1
Aufgabe 1 – Ablaufbeschreibungen
Die Schüler formulierten die Antwort jeweils ähnlich und kamen zum richtigen
Ergebnis. Jedoch kann durch die Kürze der Antwort nicht festgestellt werden, wie die
Schüler zu ihrer Einschätzung kamen. Wie im 3. Kapitel erwähnt wurde, modifizierte
ich deswegen in der zweiten Klasse die Aufgabenstellung.
Aufgabe 2 – Stadtmauer bauen
Zuerst wird nur das Endergebnis betrachtet. Damit kann verglichen werden, welche zusätzlichen Informationen durch die Bild- und Tonaufnahmen gewonnen werden können.
2.1. a)
(auf dem
Papier)
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
A. Faktenwissen
1. (Nicht)IstMarke, Schritt,
hinlegen und (links-/rechts)
drehen anwenden
B. Begriffliches
Wissen
2. Wiederholung (mit Be- 5. Aufgadingung) und Entscheidung be analyanwenden
sieren
Wissen
3. Verfahren zum Transformieren von natürlicher
Sprache in informatische
anwenden
4. Strategie „Teile und
5.
6.
Bewer- (Er)schaffen
ten
6. Algorithmus
generieren
68
Die Schüler versuchten in ihrer Lösung anscheinend, die gesamte Aufgabe in einem
einzigen Ansatz zu lösen. Dabei verwendeten sie die benötigten Befehle (und die
Bedingung „istMarke“) und eine Wiederholung. Die bedingte Wiederholung gelang
ihnen nur teilweise, denn ihre Syntax wies Fehler auf. In dem Ansatz unterschieden die
Schüler nicht zwischen den (vollen) Ziegelreihen und den Zinnenreihen, da sie den
Roboter für alle vier Schichten der Stadtmauer ein Zinnenmuster legen lassen wollten.
Dies legt den Schluss nahe, dass sie die Strategie „Teile und Herrsche“ nicht benutzten.
Vollkommene Sicherheit würden Tonaufnahmen vom Bearbeitungsprozess liefern. Mit
welchem der übrigen drei Lernziele die Fehler noch zusammenhängen, konnte ich
wegen der Komplexität der Aufgabe nicht beurteilen.
2.1.b)
1.
(am Computer) Erinnern
2.
Verstehen
A. Faktenwissen
B. Begriffliches
Wissen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
5.
Bewerten
6.
(Er)schaffen
8. Programm auf
Korrektheit
überprüfen
9. Neuen
Algorithmus
generieren
1. (Nicht)IstMarke,
(links-/ rechts)
drehen anwenden
7. Hilfreich:
Fehlermeldungen des
Compilers
verstehen
2. Wiederholung (mit
Bedingung) und
Entscheidung
anwenden
Wissen
3. Verfahren zum
Transformieren von
in informatische
anwenden
4. Strategie „Teile
und Herrsche“
anwenden
Der Aufbau des Programms ist im Vergleich zur Aufgabe a) fast gleich geblieben,
deswegen wurde die Strategie „Teile und Herrsche“ wohl erneut nicht angewendet, trotz
der Hinweise des Lehrers an die Klasse, dass sie zuerst versuchen sollten, Teilschritte
zu programmieren. Die Kontrollstruktur Entscheidung wurde dieses Mal korrekt
eingesetzt. Darüber, ob die Schüler die Fehlermeldungen des Programms verstanden
haben, kann keine Aussage getroffen werden. Erneut lässt sich wegen komplexen
Zusammenhänge nicht bestimmen, auf welche der übrigen drei Lernziele der fehlerhafte
Lösungsansatz zurückzuführen ist.
69
Gruppe in Klasse 2
Aufgabe 1 - Ablaufbeschreibungen
1.
Erinnern
2.
Verstehen
A. Faktenwissen
1. Eigenschaft
(Exaktheit) des
Algorithmus
verstehen
B. Begriffliches
Wissen
2. Prinzip
Algorithmus
verstehen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
5.
Bewerten
3.Texte
bzgl.
Exaktheit
analysieren
4. Texte
bzgl.
Exaktheit
bewerten
6.
(Er)schaffen
D. Metakognitives
Wissen
Die Schüler beurteilten beide Abläufe als für den Computer geeignet. Als Begründung
nannten sie die auffordernde Formulierung und die Tatsache, dass in den Texten eine
bestimmte Reihenfolge (der Anweisungen) festgelegt wurde. Für das Prinzip
Algorithmus sind diese Eigenschaften jedoch nebensächlich. Schüler 2 erwähnte bei der
Videoaufnahme außerdem, dass der erste Text sehr mechanisch klinge. Dies könnte
man auf die Exaktheit von mechanischen Vorgängen beziehen. Jedoch lässt sich dies
aus den gegebenen Informationen nicht feststellen, so dass die Lernziele 1. und 2. nicht
mit Sicherheit beurteilt werden können. Die Schüler stuften auch die zweite
Ablaufbeschreibung fälschlicherweise als computertauglich ein. Ferner bemerkte
Schüler 2, dass es in den Texten keine Unklarheiten gäbe. Die Schüler schafften es also
nicht, die Texte auf Ungenauigkeiten hin zu analysieren. Dies ist die Voraussetzung, um
die Texte diesbezüglich bewerten zu können. Aufbauend auf der falschen Analyse kann
das Lernziel 4. nur als teilweise erreicht klassifiziert werden.
70
Aufgabe 2 – Stadtmauer bauen
Wieder wird zuerst das Endergebnis der Schüler betrachtet:
2.1. a)
(auf dem
Papier)
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
A. Faktenwissen
1. (Nicht)IstMarke, Schritt,
hinlegen und (links-/
rechts) drehen anwenden
B. Begriffliches
Wissen
2. Wiederholung (mit Bedingung) und
Entscheidung anwenden
Wissen
3. Verfahren zum
Transformieren von
4. Strategie „Teile und
4.
5.
6.
Analysieren Bewer- (Er)schaffen
ten
5. Aufgabe analysieren
6. Algorithmus
generieren
Wie in der Aufgabenstellung (noch stärker als bei der ersten Klasse) angedeutet wird,
benutzten die Schüler die Strategie „Teile und Herrsche“, indem sie die Lösung für ein
Teilproblem (Reihe zwischen zwei Marken) erarbeiteten. Dabei benutzten sie jedoch
nicht die Bedingung „(Nicht)IstMarke“. Die anderen unter 1. aufgeführten Lernziele
verwendeten sie, ebenso die Kontrollstrukturen Wiederholung und Entscheidung.
Jedoch gelang dies nicht ganz, denn sie vergaßen die Schlüsselwörter zum Schließen
dieser Strukturen. Über die restlichen Lernziele kann wie bei den Schülern der Klasse 1
keine Urteil abgegeben werden.
71
2.1.b)
1.
(am Computer) Erinnern
2.
Verstehen
A. Faktenwissen
B. Begriffliches
Wissen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
5.
Bewerten
6.
(Er)schaff
en
8. Programm auf
Korrektheit
überprüfen
9.Neuen
Algorithmus
generieren
1. (Nicht)IstMarke,
(links-/ rechts) drehen
anwenden
7. Hilfreich:
Fehlermeldungen des
Compilers
verstehen
2. Wiederholung (mit
Bedingung) und
Entscheidung
anwenden
Wissen
3. Verfahren zum
Transformieren von
informatische
anwenden
4. Strategie „Teile
und Herrsche“
anwenden
Die Schüler haben das Problem gelöst. Ihr Programm enthält zwei Teilmethoden, woran
sich zeigt, dass sie die Strategie „Teile und Herrsche“ erfolgreich eingesetzt haben.
Ansonsten haben sie alle Lernziele erreicht, bis auf die Bedingung mit Wiederholung,
die sie in ihrer Lösung vermieden haben. Darüber, ob sie die Fehlermeldungen
verstanden haben, sagt das Endergebnis nichts aus.
5.2.2. Prozessuntersuchung
Jetzt soll auf den Problemlöseprozess, der in den Bildschirm- und Videoaufnahmen
festgehalten wurde, eingegangen werden. Dieser ist vor allem in der Aufgabe 2.1.b) von
Bedeutung. Um den Löseprozess übersichtlich darzustellen, entschied ich mich, die
einzelnen Lernziele auf einer Zeitschiene darzustellen, wie in den Abbildungen 3, 4 und
5 zu sehen ist. Die leicht unterschiedliche Semantik zwischen den Lernzielen 1. und 2.
einerseits und 8. andererseits ergibt sich aus ihrer Zugehörigkeit zu punktuellen bzw.
prozessuralen Lernzielen.
Klasse 1:
Als erstes werden die Bearbeitungszeiten der Teilaufgaben aufgeführt:
72
Datum
Zeit
Aufgabe
25.6.
ca. 7 min
1.
25.6.
ca. 16 min
2.1.a)
2.7.
ca. 24 min
2.1.b)
Wie schon in der Vorbemerkung festgestellt wurde, lassen sich die Lernziele 3., 5. und
7. hauptsächlich durch mündliche Äußerungen ermitteln. Da die Tonqualität der
Videoaufnahmen zu schlecht war, konnten keine Auswertungen in dieser Richtung
unternommen werden. Zu Lernziel 6. gibt es ebenfalls keine weiteren Informationen. Es
wären Tonaufnahmen nötig, um zu erfahren, ob die Schüler Teilschritte formuliert
haben.
Gut analysieren lassen sich die punktuellen Lernziele 1. ((Nicht)IstMarke, Schritt,
hinlegen und (links-/ rechts)drehen anwenden), 2.(a1) (Wiederholung anwenden) und
2.(a2) (Wiederholung mit Bedingung anwenden). Hier interessiert, wann sie im
Lösungsprozess erreicht wurden. Das prozessurale Lernziel 8. (Programm auf
Korrektheit überprüfen) lässt sich anhand der aufeinanderfolgenden Lösungsversuche
untersuchen28. In der folgenden Graphik sind diese Lernziele nach den Kategorien im
Kodierleitfaden aufgeführt. Die Daten stammen aus der zweiten Stunde, da sich die
Tonaufnahmen der ersten Stunde als qualitativ mangelhaft herausstellten, deshalb
können die Lernziele schon in der ersten Minute nach den Ergebnissen aus der
Vorstunde bewertet werden.
8.
Lernziele
2.(b)
2.(a2)
2.(a1)
1.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
2.1.a) 2.1.b)
Abbildung 3: Löseprozess der Gruppe in Klasse 1
Zeit (min)
1./2.
nein
ja
8.
nein
ja
ja, verbessert
28 Das Lernziel 8. (Programm auf Korrektheit überprüfen) lässt teilweise Schlüsse über andere Lernziele
zu: Wurde es in einem Teilschritt erfolgreich angewendet, wurde der entsprechende Entwurf also mit
„ja, verbessert“ gekennzeichnet, so wurde in diesem Teilschritt korrekt ein neuer Algorithmus
generiert (Lernziel 9.) und dieser korrekt in informatische Sprache transformiert (Lernziel 3). In den
anderen beiden Fällen („ja“ und „nein“), kann man nicht allgemein beantworten, ob Lernziel 3. oder
9. auch als nicht erreicht gelten.
73
An dem Diagramm zeigt sich, dass die Schüler Probleme mit der bedingten Schleife
(2.(a2)) und der Entscheidung (2.(b)) haben, denn sie benötigen einige Versuche, um
die Syntax zu berichtigen. Nachdem ihnen das in der zweiten Hälfte der Arbeitszeit
gelungen ist, können sie sich der Verbesserung des Algorithmus widmen. Bis zum Ende
der Arbeitszeit erreichen sie aber nur ein Teilziel der Aufgabe, nämlich den Roboter
einen Ziegelring (bzw. mehrere, jedoch nicht die geforderten drei Ringe) errichten zu
lassen. Im Vergleich zum bloßen Endergebnis erkennt man hier die Schwierigkeiten mit
den Lernzielen 2.(a2) und 2.(b) und sieht den Verlauf des Verbesserungsprozesses.
Klasse 2
Für die einzelnen Aufgaben benötigte die Gruppe folgende Zeitspannen:
Datum
Zeit
Aufgabe
3.7.
ca. 7 min
1.
3.7.
ca. 8 min
2.1.a)
3.7.
ca. 13 min
10.7.
ca. 34 min
2.1.b)
In den Tonaufnahmen zeigt sich, dass die Lernziele 3., 5. und 7. trotzdem kaum von den
Schülern verbalisiert werden. Vielleicht kann dies nur in der Methode des „lauten
Denkens“ festgestellt werden. Das folgende Diagramm zeigt die Analyse beider
Stunden auf einem durchgehenden Zeitstrahl. In der zweiten Zeile wurde nur das
Lernziel 8. aufgeführt, da bei den anderen Lernzielen keine Veränderung auftrat.
8.
Lernziele
2.(b)
2.(a2)
2.(a1)
1.
0
1
2.1.a)
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
2.1.b)
Zeit (min)
1./2.
nein
ja
8.
nein
ja
ja, verbessert
Abbildung 4: Löseprozess der Gruppe in Klasse 2
74
Lernziel
8.
5
4
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
Zeit (min)
Stundenende
Arbeitszeitende Kl. 1
Abbildung 5: Löseprozess der Gruppe in Klasse 2 - Fortsetzung
Diese Gruppe beherrscht und verwendet bis auf die bedingte Wiederholung (2.(a2)) alle
vorkommenden Strukturen und Befehle gleich zu Beginn. Als sie die bedingte
Wiederholung zum ersten Mal einsetzen, ist die Syntax zwar fehlerhaft, allerdings
schaffen sie es, diesen Fehler innerhalb von zwei Minuten zu beheben. Bis auf das erste
Drittel verläuft der Verbesserungsprozess positiv. Im Tonprotokoll lässt sich das auf die
Ideen von Schüler 2 zurückführen, der die auszuführenden Teilschritte im
Lösungsprozess bestimmt. Am Schluss der zweiten Stunde haben die Schüler die
Aufgabe gelöst. Dabei zeigt sich jedoch, dass die Schüler Probleme mit der bedingten
Wiederholung hatten und deshalb auf eine feste Wiederholungszahl zurückgriffen.
5.3. Übergeordnete Sicht zu Schülern und Aufgaben
5.3.1. Leistungen der Schüler
Schüler 1, Klasse 1
In der Extemporale zeigt sich, dass der Schüler die nötigen Befehle und
Kontrollstrukturen für sich gesehen beherrscht. Bei schwierigeren Aufgaben, bei denen
mehrere Kontrollstrukturen benutzt und verschachtelt werden müssen, hat er
Schwierigkeiten in der Anwendung dieser Strukturen. In der Gruppenarbeit wirkt er
eher passiv.
Der Schüler verwendet in der Extemporale fast alle Befehle und Kontrollstrukturen
richtig. Nur bei der Syntax der Entscheidung macht er geringfügige Fehler, so dass er
die Struktur an sich wohl verstanden hat. In den Filmaufnahmen sieht man, dass
hauptsächlich er den Lösungsprozess bestimmt, da meistens er die Tastatur bedient.
75
Die Befehle beherrscht er. Bei den Kontrollstrukturen allerdings zeigen sich Probleme.
In der Extemporale gelingt ihm nur die einfache Wiederholung. Die bedingte
Wiederholung wendet er fehlerhaft an. Verschachtelungen bereiten ihm
Schwierigkeiten. Des Weiteren hat er Probleme bei der Analyse von komplexeren
Aufgaben und dem Transformieren in informatische Sprache. In der Teamarbeit hält er
sich sehr zurück und an ein paar Stellen merkt man, dass er den Gedankengängen von
Schüler 2 nicht ganz folgen kann, da er z.B. einen Lösungsvorschlag von Schüler 2
falsch abtippt29.
Der Schüler setzt in der Extemporale die Befehle und Kontrollstrukturen außer der
bedingten Wiederholung richtig ein. Statt ihrer verwendet er jeweils eine
Endlosschleife. Er scheint leichte Probleme bei der Analyse,
der
Algorithmusgenerierung und der Transformation zu haben. Es wäre jedoch möglich,
dass die auftretenden Fehler auf ein Vermeiden der bedingten Wiederholung
zurückzuführen sind. Bei der Gruppenarbeit ist er die treibende Kraft. Hier zeigt er sich
sehr geschickt in der Analyse, Algorithmusgenerierung und der Transformation.
5.3.2. Vergleich zwischen den Gruppen
In beiden Klassen dominiert überwiegend einer der beiden Schüler den Lösungsprozess.
Diskussionen über die Aufgabe sind selten. Dies ist wohl darauf zurückzuführen, dass
die Schüler wenig Erfahrung haben, wie man eine Gruppenarbeit produktiv gestaltet.
Das Team in Klasse 2 hat von den Leistungen in der Extemporale her zwar schlechtere
Voraussetzungen, schafft in der gleichen Zeit (24 Minuten für Aufgabe 2.1.b)) jedoch
mehr, nämlich dass der Roboter drei Ziegelringe legt. Ich vermute, dass Schüler 2 über
gute metakognitive Strategien verfügt, die den Arbeitsprozess effizienter gestalten. Zum
Beispiel fragt er nach, wie man nach einem Programmablauf den alten Zustand der Welt
wiederherstellen kann30, was den Schülern anschließend Zeit erspart. Er scheint auch die
Gesamtaufgabe gut im Blick zu haben, da er bei der Erstellung des Zinnenrings die
Parallelen zu den Ziegelringen erkennt31. Bei der Gruppe in Klasse 1 war
möglicherweise auch die Motivation zum Lösen der Aufgabe nicht so hoch, denn in der
ersten Stunde funktionierte das Schulrechnernetz nicht, so dass die Schüler ohne
Computer arbeiten mussten.
29 Siehe Analyse am 10.7. 10:40 Uhr
30 Siehe Analyse am 3.10. 11:08 Uhr
31 Siehe Analyse am 10.7. ca. 10:46 Uhr
76
5.3.3. Lernziele beim Problemlösen und ihre Analyse
Für komplexere Programmieraufgaben, bei denen der Computer zu Hilfe genommen
wird, habe ich die folgenden Lernziele identifiziert:
1.
2.
Erin- Verstenern
hen
3.
Anwenden
4.
Analysieren
5.
Bewerten
6.
(Er)schaffen
A. Faktenwissen
B. Begriffliches
Wissen
Wissen
Aufgabe Programm Algorithanalysie- auf Kormus generen
rektheit
rieren
überprüfen
Verfahren zum
Transformieren von
informatische
anwenden
D. Metakognitives
Wissen
Zuerst muss die Aufgabe analysiert, ein Algorithmus generiert und ein Verfahren zur
Transformation des Algorithmus in die entsprechende Programmiersprache benutzt
werden. Dabei wird Faktenwissen und begriffliches Wissen in Form der
Kontrollstrukturen verwendet. Auch metakognitive Strategien können zum Einsatz
kommen. Danach wird in mehreren Durchgängen das Programm auf Richtigkeit
überprüft und ein neuer Algorithmus erdacht und umgesetzt, bis das Programm der
Aufgabenstellung entspricht.
Punktuelle Lernziele lassen sich in schriftlicher Form überprüfen, wie aus der Analyse
der Extemporale ersichtlich wird. Bei einfachen Aufgaben können auch prozessurale
Lernziele einigermaßen gut untersucht werden. Bei komplexeren Aufgaben sollten sie
aber durch Bild- und Tonaufnahmen festgehalten werden. Ansonsten können Fehler
nicht einzelnen Lernzielen zugeordnet werden. Bei der Prozessanalyse sehe ich noch
einigen Forschungsbedarf: Es muss nämlich festgelegt werden, nach welchen Kriterien
ein Bearbeitungsprozess bzw. die einzelnen Lernziele als erfolgreich oder nicht
erfolgreich beurteilen lassen. Dabei hilft ein Blick in die Forschung im Bereich des
mathematischen Problemlösens. Klieme ([Kl89], S. 53-56) diskutiert die Analyse von
Lösungsprozessen anhand verschiedener Ansätze im Zusammenhang mit der Methode
des „Lauten Denkens“. Er kommt zu dem Schluss, dass jede Prozessanalyse
77
Vorannahmen bezüglich der zu durchlaufenden Schritte macht. In meiner Arbeit sind
das die eben formulierten Lernziele. Es sei jedoch unvermeidbar, so Klieme, den Erfolg
eines Lösungsprozesses unabhängig von solchen Vorannahmen zu beurteilen. Des
Weiteren denke ich, dass die beteiligten metakognitiven Prozesse untersucht werden
sollten. Diese könnten bei den gefilmten Schülern Aufschluss darüber geben, warum die
Gruppe in Klasse 1 trotz besserer Wissensvoraussetzungen im nicht-metakognitiven
Bereich schlechter abgeschnitten hat. Metakognitive Strategien können nur schwer
nachgewiesen werden, da sie normalerweise nicht verbalisiert werden. In der
Partnerarbeit werden sie nur unter bestimmten Bedingungen verbalisiert, wie bei Stebler
([Ste99], S. 225-228) nachzulesen ist. Eine Methode wie das von Borromeo-Ferri
verwendete „nachträgliche laute Denken“ könnte da Abhilfe schaffen, denn sie stört den
unmittelbaren Lösungsprozess nicht.
5.4. Erkenntnisse zur erfolgreichen Durchführung solcher Studien
Hier möchte ich einige Punkte zur die Planung einer ähnlichen Studie über Lernziele
ansprechen, welche mir wichtig erscheinen:
Vorbereitung
Neben der Beschäftigung mit der Lernzieltaxonomie von Anderson sollte man sich auch
mit der Theorie über das Problemlösen beschäftigen. Dies ist nötig, um sich auch über
versteckte metakognitive Lernziele bewusst zu werden. In der Taxonomie von
Anderson ist für das Problemlösen keine eigene Zelle in der Tabelle vorgesehen. Er
schreibt, dass beim Problemlösen verschiedenartige Lernziele involviert sind (S. 311312). Im Bereich der Mathematik kann ich die Bücher von Klieme und Stebler
empfehlen, auf die ich selbst erst sehr spät gestoßen bin. Des Weiteren ist es wichtig,
sich bewusst zu machen, wann die Lernziele einer Taxonomiezelle als erreicht gelten
können und wann nicht. Punktuelle Lernziele eignen sich für eine Abfrage in
schriftlicher Form, während prozessurale Lernziele am besten durch Video- und
Bildschirmaufnahmen erfasst werden können. Die Kriterien von Steinke zur Bewertung
qualitativer Forschung können auch schon zur Qualitätssicherung in der Planungsphase
eingesetzt werden.
Durchführung
Die Kombination eines Bildschirmaufnahmeprogramms und Headsets für die
Tonaufnahme hat sich als sehr günstig erwiesen. Dadurch spart man sich ein (teures)
Richtmikrofon bei der Videokamera. Da Bildschirmaufnahmeprogramme im
allgemeinen auf kürzere Aufnahmen ausgerichtet sind, sollten Vortests mit einer in der
Forschungssituation ähnlichen Dauer vorgenommen werden. Mit einem Klinkenstecker
78
können die Headsets bei Paararbeit auf eine Tonspur gelegt werden. Bei der Auswahl
der Schüler sollte darauf geachtet werden, dass sie ein gewisses Maß an Lebhaftigkeit
zum Aufgabenlösen mitbringen. Außerdem ist die Fähigkeit zum Verbalisieren von
Gedankenschritten von Vorteil.
Analyse
Bei der Umsetzung einer qualitativen Inhaltsanalyse kann meine Arbeit als Anregung
dienen. Die Dissertation von Stebler beschäftigt sich zum Teil ebenfalls mit diesem
Thema.
79
6. Bewertung der Studie
6.1. Aufgabenbewertung in der Extemporale und im Videoprojekt
In diesem Kapitel gehe ich auf die Untersuchung der Lernziele in der Extemporale und
die analog durchgeführte Bewertung der Aufgaben des Videoprojekts32 ein.
Aufgrund der kleinen Stichprobe hat die Studie nur explorativen Charakter, denn das
Ziel der Studie war die Entwicklung von Methoden. Trotzdem werden an dieser Stelle
die “klassischen” Bewertungskriterien kurz beleuchtet, um einen Hinweis auf die
Eignung der Methoden für künftige quantitative Forschung zu geben. Diese Kriterien
wurden schon in Kapitel 2.1.2. erwähnt.
6.1.1. Objektivität
In der Anfangsphase besprach ich meine Einteilung der vorkommenden Lernziele mit
einem Lehrstuhlmitarbeiter, der auch auf dem Gebiet der Lernzielforschung tätig ist.
Die spätere Beurteilung, welche Lernziele von den einzelnen Schülern erreicht wurden,
nahm ich alleine vor. Da Zulassungsarbeiten im Allgemeinen als Einzelarbeiten
angelegt sind, kann im Übrigen die Objektivität durch mich allein schlecht beurteilt
werden, dazu wäre z.B. eine Mehrfachkodierungen der Daten durch verschiedene
Personen nötig.
6.1.2. Reliabilität
Sie kann durch einen Vergleich zwischen der Extemporale und den Aufgaben aus dem
Videoprojekt eingeschätzt werden, da sich die vorkommenden Lernziele teilweise
überschneiden. Im Folgenden wird eine ungefähre Einschätzung der Reliabilität
vorgenommen, soweit es die Daten hergeben. In der Rückschau hätte ich noch stärker
darauf achten sollen, dass sich die Lernziele in beiden Aufgabenblättern überschneiden.
Gruppe in Klasse 1
Im Folgenden sind die Lernziele, welche in beiden Aufgabenblättern vorkommen,
aufgeführt. Dabei wird jeweils beurteilt, ob sie der den Lösungsprozess dominierende
Schüler 2 erreichte oder nicht:
32 Hier handelt es sich also um die statische Sicht des Videoprojekts, in der nur die Ergebnisse am Ende
der Arbeitszeit berücksichtigt werden.
80
Lernziel
Extemporale
Videoprojekt
(Nicht)IstMarke verwenden
Ja
Ja
Hinlegen, Schritt verwenden
Ja
Ja
(linksbzw. rechts)drehen
verwenden
Ja
Ja
Wiederholung verwenden
Ja
Ja
verwenden
Ja
Nein
Entscheidung verwenden
Nein
Ja
Verfahren zum Transformieren
von natürlicher Sprache in
Ja
-
Ablauf analysieren
Ja teilweise
-
Ja teilweise
-
Die meisten Lernziele decken sich. Nur die Anwendung der bedingten Wiederholung
unterscheidet sich. Betrachtet man jedoch den Lösungsprozess, so zeigt sich, dass sie
zwischendurch korrekt angewendet wurde, jedoch später durch eine andere Struktur
ersetzt wurde. Die letzten drei Lernziele werden im Videoprojekt nur teilweise erreicht,
in der Extemporale schneidet Schüler 2 in dieser Hinsicht um einiges besser ab. Dies ist
durch die größere Komplexität der Aufgaben des Videoprojekts zu erklären, bei dem
wahrscheinlich schlecht analysierbare metakognitive Strategien eine Rolle spielen.
Gruppe in Klasse 2
Wieder werden die Lernziele für den dominierenden Schüler 2 aufgeführt:
Lernziel
Extemporale
Videoprojekt
(Nicht)IstMarke verwenden
Nein
Ja
Hinlegen, Schritt verwenden
Ja
Ja
(linksbzw. rechts)drehen
verwenden
Ja
Ja
Wiederholung verwenden
Ja
Ja
verwenden
Nein
Nein
81
Entscheidung verwenden
Ja
Ja
Verfahren zum Transformieren
von natürlicher Sprache in
Ja, teilweise
Ja
Ablauf analysieren
Ja, teilweise
Ja
Ja, teilweise
Ja
Auch hier stimmen die meisten Lernziele überein. Bei der bedingten Wiederholung ist
zu beachten, dass sie während des Lösungsprozesses im ersten Teilproblem korrekt
angewendet wurde. Im nächsten Teilschritt schafften es die Schüler jedoch nicht mehr,
die bedingte Wiederholung einzubauen und wichen auf eine Wiederholung ohne
Bedingung aus. In den letzten drei Lernzielen schnitt der Schüler im Videoprojekt
besser ab. Wieder denke ich, dass die Beteiligung von – in diesem Fall guten –
metakognitiven Strategien eine Rolle spielt.
6.1.3. Validität
In meiner Analyse blieb ich ziemlich nah an der Taxonomie von Anderson, indem
direkt die Lernziele bewertet wurden und nicht etwa komplexere Merkmale wie
Intelligenz oder Problemlösefähigkeit. Dabei versuchte ich, die jeweiligen Lernziele
möglichst sorgfältig zu bewerten. Dies bedeutete auch, dass bei manchen Lernzielen
kein Urteil gefällt werden konnte, da dafür Informationen fehlten.
Akzeptiert man die Lernzieltaxonomie von Anderson, so ist also von einer hohen
Validität der Untersuchung auszugehen.
6.2. Bewertung des Videoprojekts nach Steinke
Das Videoprojekt wird nun nach einigen Kriterien von Steinke (S. 252 - 254) bewertet,
wie sie schon in Kapitel 2.1.2. behandelt wurden.
6.2.1. Intersubjektive Nachvollziehbarkeit
Bei der intersubjektiven Nachvollziehbarkeit wird bewertet, inwieweit eine Studie von
Außenstehenden nachvollzogen werden kann. Sie teilt sich in drei Unterkriterien auf:
1. Dokumentation
Bei der Dokumentation konzentriere ich mich auf die wichtigsten Bestandteile:
82
Art
Daten
Zu finden...
Die (interpretierten) Transkriptionen befinden sich im Anhang.
Die originalen Medien, also die Bögen der Extemporale und die
Video- und Bildschirmaufnahmen befinden sich am Lehrstuhl
von Prof. Dr. Hubwieser. Sie können nur auf Antrag eingesehen
werden, denn sie unterliegen dem Datenschutz.
ErhebungsmeAuf den Erhebungskontext wird in Kapitel 3.1. eingegangen. Die
thoden und -kontext Erhebungsmethoden werden in Kapitel 3.3. beschrieben.
Transkriptionsregeln
Die Transkriptionsregeln sind im entsprechenden Abschnitt des
Modells der qualitativen Inhaltsanalyse im Kapitel 4.2.
aufgeführt. Des Weiteren sind im Anhang in der Legende einige
Informationen dazu enthalten.
Auswertungsmethoden
Die Auswertungsmethode ist in Kapitel 4.2. im Anschluss an die
Transkriptionsregeln beschrieben.
2. Interpretation in Forschergruppen
Da diese Arbeit als Einzelleistung vorgesehen ist, erfolgte kein Austausch über die
Arbeit in Gruppen. Zu einem gewissen Grad tauschte ich mich jedoch mit dem Lehrer
der untersuchten Klassen und mit meinem Betreuer über die Arbeit aus.
3. Anwendung bzw. Entwicklung kodifizierter Verfahren
Im Groben richtete ich mich nach dem Ablaufmodell zur qualitativen Inhaltsanalyse
von Mayring. Dieses eher allgemeine Modell passte ich an die Gegebenheiten der
Forschung mit Lernzielen und dem Lösen informatischer Aufgaben an.
6.2.2. Indikation
Hier wird die Gegenstandsangemessenheit einer Studie umfassend untersucht. Diese
Kriterium teilt sich in sechs Unterbereiche auf:
1. Die grundsätzliche Eignung der Forschungsfrage für qualitative Methoden
Über Lernzielforschung im Zusammenhang mit dem Informatikunterricht gibt es
meines Wissens nach kaum Publikationen. Es ist also angemessen, sich dem Thema mit
einer Studie von explorativem Charakter zu nähern.
83
2. Die Angemessenheit der Methoden
Das Videoprojekt erfasste das Arbeitsverhalten der Schüler in ihrer gewohnten
Umgebung. Der Lehrer versicherte mir, dass ihr Verhalten absolut normal gewesen sei.
Die Dauer meiner Anwesenheit in der Klasse hätte man durchaus noch ausdehnen
können. Eine Hospitation im normalen Unterricht wäre vielleicht sinnvoll gewesen. Da
mir das Milieu jedoch insgesamt bekannt ist, ist dieser Punkt weniger relevant.
Ich hatte den Eindruck, dass ein Arbeitsbündnis zwischen Forscher und Beforschten
bestand. Die Schüler bemühten sich, die Aufgaben zu lösen. Bei der Klasse 1 war dies
in geringerem Maß gegeben als bei Klasse 2. Dies ist wohl auf den Charakter der Klasse
(siehe Kapitel 3.1.) und Probleme mit dem Schulrechnernetz, welches die Schüler von
der Arbeit ablenkte, zurückzuführen. Zu Beginn der Studie stand der Wunsch, die
Algorithmik in der Unterstufe auf vorkommende Lernziele zu untersuchen. Im Laufe
der Einarbeitung mit dem Thema stellte sich heraus, dass die strukturierende
Inhaltsanalyse von Mayring mit Anpassungen auf die Informatik ein geeignetes
Verfahren erschien. Wie die Methodik sich noch verbessern lässt, könnte in
nachfolgenden Studien erarbeitet werden.
3. Die Eignung der Transkriptionsregeln
Dieses Kriterium bezieht sich hauptsächlich auf den zu wählenden Grad der
Genauigkeit der Transkription: Zu Beginn der Transkription protokollierte ich die
mündlichen Äußerungen nur sinngemäß. Es stellte sich jedoch heraus, dass dadurch zu
wenige Informationen aus dem Ursprungsmaterial herausgefiltert wurden. Deshalb
transkribierte ich die Äußerungen in einem zweiten Durchgang Wort für Wort. Da in
dieser Arbeit keine linguistischen Betrachtung, sondern kognitive Zustände der Schüler
untersucht werden sollte, halte ich die Transkription z.B. von Stimmungslagen für
überflüssig.
4. Die Angemessenheit der Samplingstrategie
Während des Videoprojekts wurden aus jeder Klasse drei Gruppen ausgewählt, bei
denen die Bildschirmbewegungen aufgezeichnet wurden. Bei ihrer Auswahl wurde
darauf geachtet, gleich viele Jungen und Mädchen in Gruppen von unterschiedlichem
Niveau auszuwählen. Dies entspricht einem Sampling maximaler Variation. Da nur
eine Kamera zur Verfügung stand, wurde nur eine dieser drei Gruppen zusätzlich
gefilmt und bei der zweiten Klasse der Ton zusätzlich mit Headsets aufgenommen.
Während der Auswertung des Materials stellte sich heraus, dass die Tonaufnahmen
wichtig für die Interpretation der Daten sind, so dass nur die Auswertungen der beiden
gefilmten Gruppen in die Arbeit mit eingingen. Somit kann bei der letztendlichen
Auswahl der untersuchten Gruppen von keiner Samplingstrategie mehr gesprochen
werden, da alle geeigneten Fälle untersucht wurden.
84
5. Einzelentscheidungen im Gesamtkontext
Dieses Kriterium bezieht sich zum einen auf die Passung zwischen den Erhebungs- und
Auswertungsmethoden. Da im mathematischen Bereich Borromeo-Ferri und Stebler
ähnliche Methoden wählten, halte ich die in dieser Arbeit angewendeten Methoden für
miteinander vereinbar. Zum anderen stellt sich die Frage, ob das Forschungsdesign auch
unter pragmatischen Gesichtspunkten realisiert werden kann. In dieser Studie war zuerst
geplant, die Ergebnisse aller Schüler zu untersuchen. Dies hätte jedoch den Umfang der
Arbeit gesprengt, so dass nur zu Beginn der Analysephase die Aufgabenblätter aller
Schüler untersucht wurden.
6. Die Eignung der Bewertungskriterien selbst
Die gewählten Bewertungskriterien stammen – wie schon erläutert – aus dem Katalog
von Kernkriterien von Steinke. Ich wählte dabei Kriterien aus, die mir wichtig
erschienen oder von der Autorin als bedeutsam erachtet wurden.
6.2.3. Kohärenz
Eine ungelöste Frage der Studie war, warum die Gruppe in Klasse 1 in den Aufgaben
des
Videoprojekts
schlechter
abschnitt,
obwohl
sie
die
besseren
Wissensvoraussetzungen hatten. Diese Frage wurde in Kapitel 5.3.2. behandelt.
Ansonsten stieß ich auf keine Inkonsistenzen. Jedoch bin ich der Meinung, dass die
Lernzielforschung in der Informatik noch eingehender betrieben werden sollte, so dass
bei einer gründlicheren Untersuchungen weitere Ungereimtheiten auftreten könnten.
6.2.4. Relevanz
Die Frage nach der Relevanz fängt schon bei der Fragestellung an. Da auf dem Gebiet
der Informatik erst wenig Forschung im Bereich Lernziele betrieben wurde, ist die
Themenstellung dieser Arbeit als relevant einzuschätzen. Deswegen ist auch nicht
anzunehmen, dass nur Ergebnisse aus früherer Forschung bestätigt werden. Ob durch
die Studie Lösungen von Problemen angeboten werden, lässt sich noch nicht
abschätzen, denn das Ziel der Studie war es, das Wissen der Schülerinnen und Schüler
zu beschreiben. Es wurde also kein konkretes Problem in Angriff genommen. Ein
weiterer Aspekt der Relevanz ist die verständliche Darstellung einer Forschungsarbeit.
Dies versuchte ich durch eine klare Strukturierung der Arbeit zu erreichen, so dass eine
Person, die auf dem Gebiet der Algorithmik bewandert ist, den Inhalt verstehen sollte.
Inwieweit die Ergebnisse dieser Arbeit verallgemeinerbar und von praktischem Nutzen
sein wird, wird sich durch zukünftige Forschung auf diesem Gebiet herausstellen. Dies
stellt auch Steinke abschließend fest (S. 248).
85
6.2.5. Abschließender Kommentar
Es gab ein paar Einschränkungen, welche das Ergebnis geschmälert haben: In der ersten
Stunde in der ersten Klasse fiel das Schulrechnernetz aus, so dass die Schüler nur auf
dem Papier arbeiten konnten und unruhig wurden. Die Aufgabe 1 des Aufgabenblattes
erwies sich als nicht sehr aussagekräftig. Außerdem wäre es wünschenswert gewesen,
bei den gefilmten Gruppen auch eine Mädchengruppe zu haben. Insgesamt halte ich die
Studie jedoch für gelungen.
86
7. Zusammenfassung und Ausblick
7.1. Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wurde das Wissen von Siebtklässlern im Bereich
Algorithmik des Faches Informatik untersucht, welches im Rahmen des
Fächerverbundes Natur und Technik gelehrt wird. Als wissenschaftliche Grundlage für
die Einteilung des Wissens wurde auf die Taxonomie von Anderson zurückgegriffen.
Dies geschah anhand der Untersuchung einer Extemporale und eines Filmprojektes, bei
dem Video- und Bildschirmaufnahmen ausgewählter Schüler angefertigt wurden. Die
Aufnahmen wurden unter Verwendung der qualitativen Inhaltsanalyse analysiert. Die
drei eingangs (Kapitel 1.1.) gestellten Fragen können nun beantwortet werden:
➔
Welche Wissensstruktur in Bezug auf die Algorithmik besitzen die Siebtklässler?
Durch die geringe Anzahl untersuchter Personen kann nur eine beispielhafte
Beurteilung vorgenommen werden: Einfache Befehle und die Schleife mit fester
Wiederholungszahl beherrschen auch die schlechteren Schüler33. Bei der Wiederholung
mit Bedingung (While-Schleife) haben jedoch auch die guten bis sehr guten Schüler
Probleme, wenn sie in komplexeren Zusammenhängen vorkommt, wie es im
Videoprojekt gegeben war.
➔
Es soll ein Verfahren zum Analysieren von Bild- bzw. Tonmaterial entwickelt
werden, welches als Anregung für weitere Untersuchungen dienen kann.
Dieses Verfahren wird im dritten, vierten und fünften Kapitel beschrieben.
➔
Kann man aus dem Bild- bzw. Tonmaterial auf das vorliegende kognitive Wissen
der Schüler schließen? Wenn ja, auf welches? Inwiefern erhält man mehr oder
andersartige Informationen, als beim bloßen Betrachten des Endergebnisses?
Bei der Analyse stellte sich heraus, dass sich die Lernziele in punktuelle und
prozessurale34 Lernziele einteilen lassen. Bezüglich der punktuellen Lernziele äußerte
ich die Vermutung, dass Lernziele der Kategorien Faktenwissen (A) 1-3 (erinnern,
verstehen, anwenden) und begriffliches Wissen (B) 1-3 (erinnern, verstehen, anwenden)
diese Eigenschaft hätten. Die prozessuralen Lernziele beziehen sich, wie ich vermute,
auf die Prozesskategorien „Bewerten“ und „Erschaffen“, sowie die Wissenskategorie
33 Da keine Schülerinnen gefilmt wurden, bleibe ich hier bei der männlichen Form.
34 Den Begriff „punktuell“ schlug ich für die Lernziele vor, die eher statischer Natur sind und an einer
bestimmten Stelle des Lösungsprozesses als erreicht bzw. (noch) nicht erreicht eingeordnet werden
können. Als „prozessural“ bezeichnete ich jene Lernziele, welche nur über einen Zeitraum hinweg
beurteilt werden können.
87
„verfahrensorientiertes Wissen“.
Durch Film- bzw. Bildschirmaufnahmen lässt sich der Lösungsprozess beobachten.
Dadurch bieten sich diese Aufnahmen für die Untersuchung von prozsessuralen
Lernzielen besonders an. Punktuelle Lernziele können innerhalb des Lösungsprozesses
mehrmals bewertet werden. So kann eingeschätzt werden, ob sie gleich zu Beginn der
Aufgabenbearbeitung beherrscht wurden oder ob es zwischendurch eventuell Probleme
gab. Ansonsten können punktuelle Lernziele auch in geeigneten schriftlichen Aufgaben
abgeprüft werden.
Bestimmte Lernziele, wie z.B. die Analyse der Aufgabenstellung, werden von den
Schülern nicht von selber verbalisiert. Durch die Technik des nachträglichen lauten
Denkens, wie sie Borromeo-Ferri durchführt, könnten diese Daten eventuell beschafft
werden.
7.2. Ausblick
Die Studie wirft einige neue Fragestellungen auf, welche in ähnlichen Arbeiten
untersucht werden könnten:
●
Inwieweit können die Schülerinnen und Schüler durch das Bearbeiten einer
längeren Aufgabe einen Lernzuwachs verzeichnen?
●
Wie gut passen Informatikunterricht und Fragen in Prüfungen zusammen? Es
handelt sich hier um das von Anderson formulierte alignment (Passung)
zwischen Lernzielen, Unterricht und Prüfungen.
●
Es könnte ein Vergleich zwischen der 7. und der 10. Klasse durchgeführt
werden. Im naturwissenschaftlich-technischen Gymnasium sind in der 10.
Klasse für den Bereich „ Zustände von Objekten und algorithmische
Beschreibung von Abläufen“ 22 Unterrichtsstunden vorgesehen (siehe [ISB]).
●
Eine Überprüfung und Verbesserung der in dieser Arbeit entwickelten Methoden
im Rahmen einer quantitativen Untersuchung wäre sinnvoll.
Im Videoprojekt stellte sich heraus, dass es schwierig ist, einen Problemlöseprozess zu
bewerten. Hier können Arbeiten aus anderen Fächern weiterführende Hilfen geben.
Rumann untersucht in seiner Dissertation ([Ru04]) das Problemlöseverhalten von
Schülern beim Experimentieren im Chemieunterricht. Dabei setzt er sogenannte
Prozessgraphiken ein, durch welche die aufeinanderfolgenden Lösungsversuche der
Schüler graphisch dargestellt werden (siehe [Ru04], S. 129-132). Im mathematischen
Bereich können die bereits erwähnten Werke von Stebler und Klieme Anregungen
bieten.
88
All diese Ansätze werden helfen, den Unterricht in Algorithmik zu verbessern, denn das
Ziel sollte ja ein grundsätzliches Verständnis über Algorithmen sein und nicht nur
Kenntnisse einer Programmiersprache, so wie es im früheren Informatikwahlunterricht
der Fall gewesen sein mag.
89
A. Anhang
90
Taxonomietabelle mit Unterkategorien englisch - Knowledge Dimension35
MAJOR TYPES AND SUBTYPES
EXAMPLES
A. FACTUAL KNOWLEDGE — The basic elements students must know to be acquainted with a
discipline or solve problems in it
AA.
Knowledge of terminology
Technical vocabulary, musical symbols
AB.
Knowledge of specific details and
elements
Major natural resources, reliable sources of information
B. CONCEPTUAL KNOWLEDGE — The interrelationships among the basic elements within a larger
structure that enable them to function together
BA.
Knowledge of classifications and
categories
Periods of geological time, forms of business ownership
BB.
Knowledge of principles and
generalizations
Pythagorean theorem, law of supply and demand
BC.
Knowledge of theories, models, and
structures
Theory of evolution, structure of Congress
C. PROCEDURAL KNOWLEDGE — How to do something, methods and inquiry, and criteria for using skills,
algorithms, techniques, and methods
CA.
Knowledge of subject-specific
skills and algorithms
Skills used in painting with watercolors, whole-number division
algorithm
CB.
Knowledge of subject-specific
techniques and methods
Interviewing techniques, scientific method
CC.
Knowledge of criteria for
determining when to use
appropriate procedures
Criteria used to determine when to apply a procedure involving
Newton’s second law, criteria used to judge the feasibility of using
a particular method to estimate business costs
D. METACOGNITIVE KNOWLEDGE — Knowledge of cognition in general as well as awareness and
knowledge of one’s own cognition
DA.
Strategic knowledge
Knowledge of outlining as a means of capturing the structure of a
unit of subject matter in a textbook, knowledge of the use of
heuristics
DB.
Knowledge about cognitive tasks,
including appropriate contextual
and conditional knowledge
Knowledge of the types of tests particular teachers administer,
knowledge of the cognitive demands of different tasks
DC.
Self-knowledge
Knowledge that critiquing essays is a personal strength, whereas
writing essays is a personal weakness; awareness of one’s own
knowledge level
35 Quelle: [AnKr01], S. 29
91
Taxonomietabelle mit Unterkategorien englisch - Cognitive Process Dimension36
PROCESS CATEGORIES
COGNITIVE PROCESSES AND EXAMPLES
 Retrieve relevant knowledge from long-term memory
1. REMEMBER
1.1 RECOGNIZING
(e.g., Recognize the dates of important events in US history)
1.2 RECALLING
(e.g., Recall the dates of important events in US history)
 Construct meaning from instructional messages, including oral, written
and graphic communication
2. UNDERSTAND
2.1 INTERPRETING
(e.g., Paraphrase important speeches and documents)
2.2 EXEMPLIFYING
(e.g., Give examples of various artistic painting styles)
2.3 CLASSIFYING
(e.g., Classify observed or described cases of mental disorders
2.4 SUMMARIZING
(e.g., Write a short summary of the events portrayed on videotapes)
2.5 INFERRING
(e.g., In learning a foreign language, infer grammatical principles from examples)
2.6 COMPARING
(e.g., Compare historical events to contemporary situations)
2.7 EXPLAINING
(e.g., Explain the causes of important eighteenth-century events in France)
 Carry out or use a procedure in a given situation
3. APPLY
3.1 Executing
(e.g., Divide one whole number by another whole number, both with multiple digits)
3.2 IMPLEMENTING
(e.g., Determine in which situations Newton’s second law is appropriate)
 Break material into constituent parts and determine how parts relate to
one another and to an overall purpose
4. ANALYZE
4.1 DIFFERENTIATING
(e.g., Distinguish between relevant and irrelevant numbers in a mathematical word
problem)
4.2 ORGANIZING
(e.g., Structure evidence in a historical description into evidence for and against a
particular historical explanation)
4.3 ATTRIBUTING
(e.g., Determine the point of view of the author of an essay in terms of his or her
political perspective)
 Make judgments based on criteria and standards
5. EVALUATE
5.1 CHECKING
(e.g., Determine whether a scientist’s conclusions follow from observed data)
5.2 CRITIQUING
(e.g., Judge which of two methods is the best way to solve a given problem)
 Put elements together to form a coherent or functional whole;
reorganize elements into a new pattern or structure
6. CREATE
6.1 GENERATING
(e.g., Generate hypotheses to account for an observed phenomenon)
6.2 PLANNING
(e.g., Plan a research paper on a given historical topic)
6.3 PRODUCING
(e.g., Build habitats for certain species for certain purposes)
36 Quelle: [AnKr01], S.31
92
Taxonomietabelle Unterkategorien deutsch - Wissensdimension
DIE (UNTER)KATEGORIEN
BEISPIELE
A. Faktenwissen:
Basiswissen, um mit einer Fachdisziplin vertraut zu sein
oder Probleme in dieser Disziplin lösen zu können
AA.
AB.
Fachbegriffe, mathematische Symbole
Die Bestandteile einer Blüte
Kenntnis der Terminologie
Kenntnis spezifischer Details und
Elemente
B. Begriffliches Wissen:
Wissen über die Interrelationen der einzelnen Elemente
des Basiswissens innerhalb eines größeren Zusammenhangs, welches ein gemeinsames Funktionieren sichert.
BA.
Die Einteilung der chemischen Elemente in das
Periodensystem.
Der Energieerhaltungssatz
BB.
BC.
Kenntnis der Klassifikationen
und Kategorien
Kenntnis der Prinzipien und
Verallgemeinerungen
Kenntnis der Theorien, Modelle
und Strukturen
Die Evolutionstheorie
C. Verfahrensorientiertes Wissen:
Wissen darüber, wie man etwas tut; Wissen über Methoden des Nachforschens sowie Anwendungskriterien für
Fähigkeiten, Algorithmen, Techniken und Methoden
CA.
Die verschiedenen Algorithmen zur Lösung einer
quadratischen Gleichung
Die mathematischen Beweistechniken wie Induktion oder
Widerspruchsbeweis
Das Auswählen einer effizienten Methode für das Lösen eines
gegebenen linearen Gleichungssystems (in der
Schulmathematik)
CB.
CC.
Kenntnis fachspezifischer
Fähigkeiten und Algorithmen
Kenntnis fachspezifischer
Techniken und Methoden
Kenntnis der Kriterien zur
Anwendung bestimmter
Verfahrensweisen
D. Metakognitives Wissen:
Generelles Wissen über den Erkenntniszuwachs als auch
das Bewusstsein und Wissen über den persönlichen
Erkenntniszuwachs
DA.
Strategisches Wissen
DB.
Wissen über die Bedingungen,
unter welchen kognitive
Strategien eingesetzt werden
können
Wissen über die eigenen Stärken
und Schwächen
Die Kenntnis der allgemeinen Lern-, Denk- und
Problemlösungsstrategien
Das Wissen, welche Strategie für die Prüfungsvorbereitung in
einem bestimmten Fach zweckmäßíg ist (z.B. alte Prüfungsaufgaben bearbeiten im Vergleich zum bloßen Durchlesen des
Arbeitsbuches)
Eine Person ist sich bewusst, dass sie in schriftlichen
Prüfungen besser abschneidet als in mündlichen.
DC.
93
Taxonomietabelle Unterkategorien deutsch – Kognitive Prozesse 1.-3.
Kognitive Prozesskategorien
Synonyme
Beschreibung
1. Erinnern: Relevantes Wissen aus dem Langzeitgedächtnis abrufen
1.1. Erkennen
identifizieren
Es wird Wissen aus dem Langzeitgedächtnis geholt, welches mit dem
vorliegenden Material in Einklang steht.
1.2. Wiederaufrufen
wiederherstellen, wiederholen, reproduzieren,
abrufen, zurückrufen,
auflisten
Sachbezogenes Wissen wird aus dem
Langzeitgedächtnis abgerufen.
2. Verstehen: Bedeutung/Relevanz von Wissen erkennen und herstellen, indem zum Beispiel
neues mit altem Wissen verknüpft wird
2.1. Übersetzen
paraphrasieren
Das Material wird in eine andere
Repräsentationsart umgewandelt (z.B.
von verbaler in numerische Form).
2.2. Veranschaulichen illustrieren, erläutern
(durch Beispiel)
Für ein Konzept oder ein Prinzip wird ein
Beispiel oder eine Erläuterung gefunden.
2.3. Klassifizieren
kategorisieren,
subsumieren
Es wird bestimmt, ob etwas zu einer
Kategorie gehört.
2.4. Zusammenfassen
abstrahieren, generalisieren Der oder die Hauptpunkte werden durch
Abstrahieren gewonnen.
2.5. Folgern
schließen, interpolieren,
Ein (logischer) Schluss wird aus der
extrapolieren, voraussagen vorliegenden Information gezogen.
2.6. Vergleichen
kontrastieren, (auf
einander) abbilden,
abgleichen
Analogien zwischen zwei Ideen,
Konzepten o.ä. werden erkannt.
2.7. Erklären
modellieren, diskutieren,
beschreiben
Ein Ursache-Wirkungs-Modell eines
Systems wird erstellt.
3. Anwenden: Bestimmte Verfahren in bestimmten Situationen verwenden
3.1. Ausführen
durchführen, umsetzen,
demonstrieren
Ein Verfahren wird auf eine (bekannte)
Aufgabe anwendet.
3.2. Implementieren
benutzen, übertragen, lösen Ein Verfahren wird auf ein (neues)
Problem angewendet.
94
Taxonomietabelle Unterkategorien deutsch – Kognitive Prozesse 4.-6.
Kognitive Prozesskategorien
Synonyme
Beschreibung
4. Analysieren: Gliederung eines Materials in seine konstituierenden Teile und Bestimmung ihrer
Interrelation und ihrer Relation zu einer übergeordneten Struktur
4.1. Differenzieren
unterscheiden,
kennzeichnen,
charakterisieren,
auswählen, auslesen
Wichtige wird von unwichtiger bzw.
sachdienliche wird von unnützer
Information abgegrenzt.
4.2. Organisieren
strukturieren,
Es wird herausgearbeitet, wie die Teile
Zusammenhänge erkennen einer Struktur zusammenpassen bzw.
funktionieren.
4.3. Zumessen
Attribuieren, zurückführen Eine Meinung/ Tendenz/ Absicht/
auf, zuschreiben
Wertung wird im zugrunde liegenden
Material bestimmt.
5. Bewerten: Urteile anhand von Kriterien und Standards fällen
5.1. Überprüfen
abstimmen, ermitteln,
überwachen, testen
Inkonsistenzen oder Fehlschlüsse in
einem Prozess oder Produkt werden
erkannt; die Effektivität eines Verfahrens
wird während seiner Ausführung
beurteilt.
5.2. Beurteilen
evaluieren, einschätzen
Die Konsistenz eines Produktes aus der
Außensicht wird beurteilt; die Eignung
eines Verfahrens für ein bestimmtes
Problem wird bestimmt.
6. Schaffen: Elemente zu einem neuen, kohärenten, funktionierenden Ganzen zusammenführen
bzw. umgestalten
6.1. Generieren
kreieren, zusammenstellen
Einen Alternativvorschlag wird mittels
bestimmter Kriterien erarbeitet.
6.2. Entwerfen
konzipieren
Ein Verfahren zum Bewältigen einer
Aufgabe wird ersonnen.
6.3. Produzieren
Konstruieren, entwickeln
Ein Produkt wird erfunden.
95
Genehmigungsschreiben für die Eltern
96
Extemporale – Aufgabe 1 und 2
2. Stegreifaufgabe aus Natur und Technik (Informatik), 15.5.2007, 7
Name:
1.
Selbstdefinierte Methoden
Gib eine selbstdefinierte Methode an, mit deren Hilfe der Roboter zehn
Ziegelsteine aufeinander stapelt. Die Methode soll möglichst kurz sein!
2.
Programmverständnis
Gegeben ist folgende Anweisungsfolge:
wiederhole 4 mal
wiederhole 2 mal
markeSetzen
schritt
*wiederhole
linksDrehen
schritt
rechtsdrehen
*wiederhole
Skizziere auf der rechts angegebenen Welt das
entstehende Muster. (Hinweis: Der Roboter
steht in der linken oberen Ecke und schaut nach
unten)
97
Extemporale – Aufgabe 3
3. Fahrscheinkontrolle!
Die Fahrscheinkontrolleure in den U- und S-Bahnen führen eine Kontrolle auf folgende Weise
durch: Solange die U-/S-Bahn fährt, überprüfen Sie die Fahrgäste der Reihe nach; hat ein
Fahrgast keine gültige Karte bei sich, so werden seine Personalien festgehalten und er wird
aufgefordert beim nächsten Halt auszusteigen.
Beschreibe die Vorgehensweise eines U-Bahnkontrolleurs mithilfe der aus dem Unterricht
bekannten Kontrollstrukturen (Wiederholung, Entscheidung). Verwende dabei geeignete
Bedingungen.
98
Extemporale – Aufgabe 4
4. Ausfüllen eines Quadrates mit Ziegeln
Der Roboter steht wie in der Abbildung gezeigt in einem Quadrat, das von Ziegeln
umrandet ist. Ziel der Aufgabe ist es, das ganze Quadrat mit Ziegeln aufzufüllen.
Schreibe eine Anweisung, so dass der Roboter entlang der eingezeichneten,
spiralförmigen Linie zum
Mittelpunkt des Quadrates läuft und
dabei stets einen Ziegel ablegt,
sofern das Feld noch frei ist. Der
Mittelpunkt des Quadrates und damit
das Ende des Weges ist durch ein
markiertes Feld gekennzeichnet!
Hinweis: Verwende zur Lösung
Wiederholungen mit Bedingungen
und Entscheidungen. Als
vordefinierte Bedingungen kannst
Du „istZiegel“, „nichtIstZiegel“,
„istMarke“, sowie „nichtIstMarke“
verwenden!
99
Videoprojekt Aufgabenblatt - Klasse 1
Name: ___________________
Aufgabenblatt
Das Waschmaschinen-Fenster öffnen und
die Wäsche einfüllen.
an der
• Wolle
...
Gebrauchsanweisung
Zutaten:
350 g Weizenmehl
80 g Zucker
1 Prise Salz
6 St Eier
1/2 l Milch
80 g Butter/Magarine
Zubereitung:
Mehl, Zucker, Salz und die Eier verrühren. Die Milch langsam dazugeben, so
dass keine Klümpchen entstehen. Teig
einige Zeit quellen lassen. Fett in der
Pfanne erhitzen, den Pfannkuchen bei
mittlerer Hitze backen, bis die Unterseite
goldbraun ist. Wenn sich die Außenseiten
kräuseln, den Pfannenkuchen drehen, und
wie oben nochmal backen.
Sind die beiden Beschreibungen klar genug, um daraus ein Computerprogramm
erstellen zu können? Begründe deine Antwort für beide Texte!
Antwort:
100
2. Stadtmauer bauen
Einheiten. Setze im Direktmodus vier Marken in
Rechtecksform ab. Achte darauf, dass die Längen
des Rechtecks jeweils ungerade sind.
2.1. Karl soll nun für seine Stadt eine
Zinnenmauer - entsprechend dem Bild rechts
- mit den Marken als Eckpunkten
bauen.Unterteile dazu die Aufgabe in
geeignete Teilmethoden, z.B. eine Methode
um einen Ring zu bauen und eine weitere
Methode, bei der der Roboter nur jeden
zweiten Stein setzt. Diese beiden Methoden
kannst du schließlich kombinieren.
a) Überlege dir die Lösung zuerst schriftlich ohne den Computer zu benutzen.
2.2. Für die ganz Schnellen: Karl soll jetzt Nachtwächter spielen und eine Runde auf der Mauer
entlang gehen, wobei er bei jeder Ecke einen Ton von sich gibt. Schreibe dafür eine Methode!
Lösung:
101
Name: ___________________
Name des Partners: ___________________
Aufgabenblatt
Das Waschmaschinen-Fenster öffnen und
die Wäsche einfüllen.
an der
• Wolle
...
Gebrauchsanweisung
Zutaten:
350 g Weizenmehl
80 g Zucker
1 Prise Salz
6 St Eier
1/2 l Milch
80 g Butter/Margarine
Zubereitung:
Mehl, Zucker, Salz und die Eier verrühren. Die Milch langsam dazugeben, so
dass keine Klümpchen entstehen. Teig
einige Zeit quellen lassen. Fett in der
Pfanne erhitzen, den Pfannkuchen bei
mittlerer Hitze backen, bis die Unterseite
goldbraun ist. Wenn sich die Außenseiten
kräuseln, den Pfannenkuchen drehen, und
wie oben angegeben nochmal backen.
a) Ist die die Formulierung der beiden Texte klar genug, um daraus ein Computer-programm
für den Ablauf zu erstellen? Begründe deine Antwort!
b) Falls du unklare Stellen in den Texten erkennst, mache Vorschläge, wie man sie besser
formulieren könnte!
Antwort: (Bei Platzmangel die Rückseite benutzen)
102
2. Stadtmauer bauen
Einheiten. Setze im Direktmodus vier Marken in
Rechtecksform ab.
Achte darauf, dass die Längen des Rechtecks
jeweils ungerade sind.
2.1. Karl soll nun für seine Stadt eine Zinnenmauer - entsprechend dem Bild rechts - mit den
Marken als Eckpunkten bauen.
a) Überlege dir die Lösung zuerst schriftlich
ohne den Computer zu benutzen:
Unterteile dazu die Aufgabe in geeignete
Teilmethoden, z.B.
■
eine Methode, um eine Ziegelreihe zwischen zwei Marken zu legen
■
eine Methode, um einen ganzen Ziegelring zu bauen
■
eine Methode, bei der der Roboter nur jeden zweiten Stein setzt
Diese Methoden kannst du schließlich kombinieren, um zur Lösung zu gelangen.
Lösung: (Bei Platzmangel die Rückseite benutzen)
2.2. Für die ganz Schnellen: Karl soll jetzt Nachtwächter spielen und eine Runde auf der
Mauer entlang gehen, wobei er bei jeder Ecke einen Ton von sich gibt.
Übelege die Lösung wieder erst schriftlich (auf der Rückseite) und teste den Ansatz
danach am Computer.
103
Fragebogen an gefilmte Schüler
Name: _____________________
Fragebogen zum Versuch
Kreuze die zutreffende Antwort bitte an!
Hast du dich durch die Kamara beeinflusst gefühlt?
 sehr
 ziemlich
 mittel
 kaum
 gar nicht
Warst du während der Bearbeitung nervös?
 sehr
 ziemlich
 mittel
 kaum
 gar nicht
Wie schwierig waren die Aufgaben für dich?
 sehr schwierig
 ziemlich schwierig
 normal
 ziemlich leicht
 sehr leicht
War die Aufgabenstellung klar?
(Falls nicht bitte betreffenden Aufgabenteil unten angeben!)
 sehr
 ziemlich
 mittel
 kaum
 gar nicht
Sonstiger Kommentar:___________________________________________________
_____________________________________________________________________
104
Kodierleitfaden
●
●
●
Kodierung immer pro Zelle in der Analysedatei. Sofern erkennbar, wurde jeweils notiert, auf welchen Schüler eine Ausprägung
zutrifft.
Punktuelle Lernziele: Das Lernziel wird jedes Mal kodiert, wenn es als nicht erreicht gilt (z.B. Wenn eine Kontrollstruktur
fehlerhaft verwendet wird.) oder wenn im Vergleich zum vorhergehenden Versuch ein Wechsel zwischen „erreicht“ und „nicht
erreicht“ (oder umgekehrt) stattgefunden hat. Wenn ein Lernziel nicht kodiert wird, heißt dies, dass es nie aufgetreten ist und damit
als nicht erreicht gerechnet werden kann. Dies kam aber in der Praxis nicht vor.
Prozessurale Lernziele: Jedes (positive oder negative) Auftreten wird kodiert. Wird die Variable nicht in einer Zelle erwähnt, so
ist dies als die Restkategorie (unentscheidbar) zu deuten.
Variable
Ausprägung
(“Schreibweise in der
Analysedatei”)
1. (Nicht)IstMarke (a),
Ja. (“1.(a)” etc.)
Schritt (b), hinlegen (c)
und (links-/ rechts)drehen
(d) anwenden
Definition
Ankerbeispiele
Kodierregeln
Befehl korrekt
angewendet.
schritt
wenn istmarke
dann rechtsdrehen
*wenn
Der Befehl wurde
angewendet und es spricht
nichts dagegen, dass seine
Bedeutung falsch
verstanden wurde.
Nein. (“Nicht 1.(a1)” etc.) Befehl fehlerhaft
angewendet.
Kodiert: 1.(a),(b),(d)
[Ist nicht aufgetreten.]
Der Befehl wird falsch
geschrieben. Oder es wird
durch mündliche
Äußerungen deutlich, dass
man einen bestimmten
Befehl benötigt, aber nicht
kennt. (Kam nicht vor
wegen der intuitiv
benannten Befehle.)
2. Wiederholung (a1),
Wiederholung mit
Bedingung (a2) und
Entscheidung (b)
anwenden
Ja. (“2.(a1)” etc.)
Struktur korrekt
angewendet.
wenn istMarke dann
Hinlegen
(...)
sonst
Hinlegen
(...)
*wenn
Die Struktur wurde in
einem Lösungsversuch
verwendet.
Kodiert: 2.(b)
Nein (“Nicht 2.(a1)” etc.) Struktur fehlerhaft
angewendet.
wiederhole solange bis istmarke
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wiederhole
Die Struktur wurde nicht
korrekt angewendet.
Kodiert: Nicht 2.(a2)
5. Aufgabe analysieren
Ja. (“5.”)
Die
Aufgabenstellung
wurde richtig
analysiert.
00:22:16-6 Sch2: (...) [Bezieht sich auf
Ähnlichkeit zwischen Ziegel- und
Zinnenring] Weil das ist ja im Prinzip
wie das obere und bloß dass man,
ähm.
Kodiert: Indiz für 5.
Nein.(“Nicht 5.”)
Die
Aufgabenstellung
wurde nicht richtig
analysiert.
Schüler in Klasse 2 lassen bei erstem
Lösungsversuch (03:23 min) Roboter
an jeder Ecke eine Marke setzen, was
überflüssig ist, da sich dort schon eine
Marke befindet.
Kodiert: Indiz für Nicht 5.
Es lässt sich aus Aussagen
oder Programm
schließen, dass die
Aufgabe (bzw. Teile von
ihr) richtig verstanden
bzw. analysiert wurde.
Es lässt sich aus Aussagen
oder Programm
schließen, dass die
Aufgabe (bzw. Teile von
ihr) nicht richtig
verstanden bzw. analysiert
wurde.
8. Programm auf
Korrektheit überprüfen
Ja, verbessert („V 8.“)
Es wurde eine
Verbesserung
erreicht.
[Versuch 1]
wiederhole solange bis istZiegel (...)
[Versuch 2]
wiederhole solange nichtistZiegel (...)
Kodiert: (Indiz für)V 8.
Ja. (“8.”)
Es wurde ein
Problem im
Programmentwurf
richtig erkannt.
[Versuch 1]
wiederhole immer
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wiederhole
[Versuch 2]
wiederhole wenn istmarke
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wiederhole
Kodiert: (Indiz für) 8.
00:10:22-7 Sch2: (...) Das hier ist
falsch... Wiederhole... Das Wiederhole
muss irgendwie anders sein...
Wiederhole, ähm...
Im Vergleich zum
vorhergehenden
Lösungsversuch wurde
eine sinnvolle
Verbesserung gemacht.
Eine fehlerbehaftete Stelle
im Programmcode wird
im Vergleich zum
vorhergehenden
Lösungsversuch geändert,
jedoch nicht verbessert.
Oder es wurde eine
mündliche Äußerung
gemacht, die auf eine
Reflektion des Entwurfes
schließen lässt.
Kodiert: (Indiz für) 8.
Nein.(“Nicht 8.”)
Der Prozess des
Verbesserns läuft
nicht positiv.
[Versuch 1]
wiederhole 12 mal
hinlegen
schritt (..)
*wiederhole
[Versuch 2]
wiederhole 12 mal
bis istmarke
hinlegen
schritt (..)
*wiederhole
Kodiert: (Indiz für) Nicht 8.
Im Vergleich zum
vorhergehenden
Lösungsversuch wurde
weder eine Verbesserung
erreicht noch eine
fehlerbehaftete Stelle
bearbeitet.
Legende für Transkription
Farb- und sonstige Codes:
Videodaten
rot
Tondaten (sofern nicht in einer eigenen
Spalte aufgeführt)
grün
Fundstellen
blassblau unterlegt
(auffällige) Fehler in den Entwürfen
blau
Lernziele
lila
Neuerungen im Programmentwurf
fett
Entfernte Codezeile (in Programmentwurf)
(durch graue Hintergrundfarbe
gekennzeichnet)
Relevante Stellen für Analyse (v.a. in der
Audiotranskription)
kursiv
Aus Platzgründen getrennte Zeilen
Wurden mit drei Punkten
gekennzeichnet z.B.
wiederhole solange...
...nichtistZiegel
Audiotranskription:
●
●
●
●
●
●
●
●
Sprache bereinigt auf hochdeutsche Ausdrücke soweit möglich, keine
zwei “Schienen”, da Personen fast nie gleichzeitig mehrere Worte sagen
(..): Äußerung akustisch unverständlich
((Worte)): vermutete Äußerung
(Info): Information über den Tonfall, z.B. lachen, Freude
[.. ]: Erläuterung zum Kontext, z.B. wenn Aufgabentext zitiert
... : Sprechpause
_Sch1_, _Sch2_: Anonymisierte Namen der Schüler
_Lehrer_: Anonymisierter Name des Informatiklehrers
108
Legende für Transkription
Codes für die Lernziele:
Aufgabe 1.
1.
2.
3.
4.
(A2) Eigenschaft (Exaktheit) des Algorithmus verstehen
(B2) Prinzip Algorithmus verstehen
(B4) Texte bzgl. Exaktheit analysieren
(B5) Texte bzgl. Exaktheit bewerten
Aufgabe 2.1.a)37
1. (A3) (Nicht)IstMarke (a), Schritt (b), hinlegen (c) und (links-/ rechts)drehen (d)
anwenden
2. (B3) Wiederholung (a1), Wiederholung mit Bedingung (a2) und Entscheidung
(b) anwenden
3. (C3) Verfahren zum Transformieren von natürlicher Sprache in informatische
anwenden
4. (D3) Strategie „Teile und Herrsche“ anwenden
5. (B4) Aufgabe analysieren
6. (B6) Algorithmus generieren
Aufgabe 2.1.b)
Die Lernziele 1. - 4. sind dieselben, wie in Aufgabe 2.1.a)
7. (B2) Hilfreich: Fehlermeldungen des Compilers verstehen
8. (B5) Programm auf Korrektheit überprüfen
9. (B6) Neuen Algorithmus generieren
Aufgabe 2.2. Nicht relevant, da sie nicht bearbeitet wurde!
37 Da Aufgabe 1 und 2 hintereinander bearbeitet wurden, stört es nicht, dass die Lernziele gleich
nummeriert sind.
109
Transkription - Klasse 1, Gruppe 1, 2.7.07
Aufnahmebeginn: 8:52:15 (laut Computeruhr + Abgleich Video)
Dauer Aufnahme: 26:52
Effektive Arbeitszeit: 26:52
Sch1: Nr. 5 (der Klassenliste)
Sch2: Nr. 12 (der Klassenliste)
Aufnahme (ohne Ton)
Lernziele/
Bemerkungen
Bearbeitung
Aufgabe 2.1.a)
Aufnahmezeit
[Uhrzeit]
Aktion
25.6.07
Ergebnis der Stunde
davor vom
Arbeitsblatt:
[8:35-8:49h]
Eintreffen der Schüler, Hinsetzen.
Ansage Lehrer: Erklärt vor allem zweite Aufgabe.
Arbeitszeit am 25.6.
ca. 23 min
(davon ca. 16 min
Aufgabe 2.1.a) mit
kleineren Störungen
1.(a),(b),(c),(d)
2.(a1)
Nicht 2.(a2)
Anweisung RingSetzen
Wiederhole 16 Mal
Wiederhole solange bis istMarke
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wiederhole
*wiederhole
*Anweisung
Sch1 dominiert
0:00–02:53 min Programm getippt (von Sch1).
[ 8:52 - 8:55h]
Bearbeitung
Aufgabe 2.1.b)
02:53 min
[8:55h]
Kompiliert, Fehler:
Kontrollstruktur
[8:56h]
Ansage Lehrer an Klasse: Erst einmal versuchen, Reihe
zwischen zwei Marken zu legen, danach erst Rest. Nicht
alles auf einmal versuchen.
Nicht 2.(a2)
wiederhole 28 mal
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wiederhole
*wiederhole
110
Die beiden beschäftigen sich währenddessen mit ihrem
Programm. (→ kaum Aufmerksamkeit)
Nicht 2.(a2)
Nicht 8.
04:50 min
[8:57h]
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
8. (Problem mit WH 05:19 min
mit Bedingung
[8:57h]
anscheinend erkannt)
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
Wieder
Nicht 2.(a2)
Anweisung Mauerbauen
wiederhole 28 mal
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wiederhole
*wiederhole
*anweisung
wiederhole 28 mal
wiederhole immer
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wiederhole
*wiederhole
*anweisung
06:04 min
[8:58h]
Rückgängig gemacht zum Stand von 04:50.
[8:58-8:59h]
Frage an Lehrer: Computer kennt Struktur (“solange bis”)
nicht!
Antwort: Fehler in Struktur (“dann” passt nicht); Hinweis:
Liste aller zulässigen Kontrollstrukturen im Fenster
Übersicht
06:43–
07:01min
[8:59h]
Hilfe durch Lehrer: Menüpunkt Vordefinierte Anweisungen
im Fenster Übersicht angeschaut.
111
Nicht 2.(a2),(b)
07:29 min
[8:59h]
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
08:07-08:16
min
[9:00h]
Problem mit Festelltaste
10:52-11:01
min
[9:00h]
Tippproblem Feststelltaste (Einfg) beseitigt durch
Studentin.
08:23
[9:00h]
Hinweis Studentin: Fehler bei WH, Schleifenanzahl fehlt;
es gibt verschiedene WH-Typen
8.
8.
08:30 min
(Ansch. richtig
[9:00h]
erkannt, dass
Problem mit Struktur
Entscheidung
besteht)
Nicht 2.(a2),(b)
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
wiederhole 28 mal
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wiederhole
*wiederhole
*anweisung
wiederhole 28 mal
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
*wiederhole
*anweisung
112
8.
(Ansch. richtig
erkannt, dass
Struktur WH nicht
ganz korrekt.)
08:50 min
[9:01h]
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
09:17min
[9:01h]
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
Nicht 8.
09:29 min
(Änderung an
[9:01h]
nichtrelevanter Stelle
vorgenommen.)
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
Nicht 2.(b)
Nicht 8.
(Lösungsversuch
bringt keine
Verbesserung.)
Nicht 2.(b)
Nicht 2.(b)
10:07 min
[9:02h]
wiederhole 28 mal
wiederhole immer wenn istmarke
hinlegen
schritt
schritt
dann rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
*wiederhole
*anweisung
wiederhole 28 mal
wiederhole
wenn nichtistmarke
hinlegen
schritt
schritt
sonst rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
*wiederhole
*anweisung
wiederhole 28 mal
wiederhole
wenn nichtistmarke
hinlegen
schritt
schritt
sonst rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
*wiederhole
Kontrollstrukturen in Übersicht angesehen mit Studentin
113
8.
(Ansch. richtig
erkannt, dass
Struktur WH nicht
ganz korrekt.)
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
Nicht 2.(b)
Zurückbesinnen auf
beherrschte
Strukturen: Schleife
mit fester WH-Zahl
11:15 min
[9:03h]
Programm gelöscht
14:30 min
[9:06h]
Verbesserung
kompiliert und
getestet:
Roboter stößt an
Wand
Nicht 8. (Neuer
Entwurf bedeutet
Rückschritt)
14:50 min
[9:07h]
wiederhole 28 mal
wiederhole immer
wenn nichtistmarke
hinlegen
schritt
schritt
sonst rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
*wiederhole
wiederhole 12 mal
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
*wiederhole
Programm noch einmal gestartet.
114
V 8.
(Richtig erkannt,
dass Roboter sich
drehen muss.)
15:17 min
[9:07h]
Verbesserung
getestet:
Roboter baut
quadratischen Turm.
(Sch1 tippte
“rechtsdrehen”.)
wiederhole 12 mal
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
hinlegen
schritt
rechtsdrehen
*wiederhole
Unstimmigkeiten,
wie weitergearbeitet
werden soll
[9:07h]
Sch2 übernimmt Tastatur, dann wieder Sch1.
Sch2 dominiert
16:08 min
[9:08h]
Programm gelöscht von Sch1, Sch2 übernimmt Tastatur.
Sch1 schaut zu, mischt sich ab und zu ein.
(Sch2:)
Nicht 2.(a2)
2.(b)
V 8.
(Verbessert: Schritt
und Hinlegen
abwechselnd;
Entscheidung
korrekt)
18:59 min
[9:11h]
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
Sch1 dominiert
[9:11h]
Sch2 frustriert, Sch1 übernimmt. (Tippt “nicht”.)
2.(a2)
19:35 min
[9:11h]
Verbesserung
getestet:
V 8.
(Wiederholung mit
Bedingung richtig.)
Roboter baut Reihe.
Mehrmaliges
Laufenlassen, bis
erkannt, dass er sich
wiederhole solange bis istMarke
hinlegen
schritt
wenn istmarke
dann rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
wiederhole solange nichtistMarke
hinlegen
schritt
wenn istmarke
dann rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
115
nicht bewegt, wenn auf Marke stehend.
V 8.
20:30 min
(Erneutes
[9:12h]
Zurückbesinnen auf
beherrschte
Strukturen: Schleife
mit fester WH-Zahl)
Verbesserung
getestet:
Nicht 8.
21:20 min
[9:13h]
Verbesserung
kompiliert. Fehler.
21:30 min
[9:13h]
Kontrollstrukturen in Übersicht angesehen.
Roboter legt 12
Steine, dreht sich
dabei an der Marke
richtig.
Nicht 2.(b)
(Anscheinend soll
Entscheidung mit
zwei Fällen benutzt
werden, vgl. nächster
Versuch)
V 8.
22:39 min
(Struktur
[9:14h]
Entscheidung richtig
angewendet)
Verbesserung
getestet, Roboter
nicht auf Marke:
Roboter baut bis zur
Marke und dreht sich
dann.
2.(b)
22:55 min
[9:15h]
wiederhole 12 mal
hinlegen
schritt
wenn istmarke
dann rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
wiederhole 12 mal
bis istmarke
hinlegen
schritt
wenn istmarke
dann rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
wiederhole 12 mal
wenn nichtistmarke
dann
hinlegen
schritt
sonst rechtsdrehen
*wenn
*wiederhole
Noch ein Test, Roboter auf Marke stehend:
Roboter dreht sich nur.
116
8.
23:22 min
(Problem richtig
[9:15h]
erkannt, dass Roboter
nach Drehen
weiteren Schritt
machen muss.
Roboter steht jedoch
auf falschem Feld)
Verbesserung
getestet, Roboter
steht auf Marke:
V 8.
23:57 min
(Problem mit
[9:16h]
Position des Roboters
erkannt.)
Roboter im Direktmodus nach links gedreht.
Programm getestet:
Roboter baut Reihe in andere Richtung, dreht sich korrekt
an Ecke und bleibt nach 12. Stein stehen.
8.
(Erkannt, dass Zahl
der WH vergrößert
werden muss.)
Verbesserung
mehrmals getestet:
24:48 min
[9:17h]
Roboter dreht sich
gleich, deshalb
Schritt in falsche
Richtung und
Programmabbruch.
wiederhole 12 mal
wenn nichtistmarke
dann
hinlegen
schritt
sonst rechtsdrehen
hinlegen
schritt
*wenn
*wiederhole
wiederhole 12 mal
wiederhole immer
Roboter baut endlos wenn nichtistmarke
am Turm und bricht dann
hinlegen
beim Erreichen der
maximalen Welthöhe schritt
sonst rechtsdrehen
ab.
hinlegen
schritt
*wenn
*wiederhole
*wiederhole
25:39–
Mauer im Direktmodus abgebaut.
26:25min
[9:17 – 9:18h]
117
Beginn Bildschirmaufnahme 1: 10:48:30; Bildschirmaufnahme 2: 11:01:45
Aufnahme (laut Computeruhr): 10:48 – 11:00 und 11:01 – 11:11
Dauer Aufnahme: 11:13 min + 9:22 min = 20:35 min
Videoaufnahmen zu Aufgabe 1 (hauptsächlich Ton)
Bemerkungen
Bearbeitung
Aufgabe 1.
Uhrzeit
Audiotranskription
[10:40 h]
00:11:32-0 Sch2: [Aufgabe 1, Text 1] Das Waschmaschinenfenster öffnen und die
Wäsche einfüllen. Das klingt ziemlich mechanisch. (..) [Aufgabe 1, Text 1]Fenster
schließen, indem man gegen den Rahmen drückt. (..) Darauf achten, dass zwischen
dem Waschmaschinenfenster und der Gummidichtung keine Wäschestücke
eingeklemmt werden... Das Waschmittel wird vor Beginn des Programms (..) oben
links gefüllt. Zum Einschalten und zur Programmwahl ist wie folgt vorzugehen.
Den Programmknopf bis zum gewünschten Programm je nach Wasch, Wäscheart
drehen. Die Waschtemperatur entsprechend der Tabelle an der Stirnwand wählen.
Baumwolle, Buntwäsche, Wolle, Synthetik, empfindliche Wäsche...
Sch2: eventuell 1.
(Sch2: eventuell 1.) [10:41 h]
00:12:14-0 Sch1: Du darfst es laut lesen.
00:12:15-6 Sch2: (..)
00:12:18-6 Sch1: (..)
00:12:23-8 Sch2: Ja, ich ((neige)) zum hyperaktiven (..) nichts dafür. [Aufgabe 1,
Text 2] Zubereitung. (..) Zucker, Salz. (..) so dass keine Klümpchen entstehen.
(lacht) (..) Den Teig einige Zeit quälen, ((quellen)), quellen lassen. (..)[Sch2 liest
die Aufgabe, Sch1 ist teilweise abgelenkt] Also, ist die Formulierung der beiden
Texte klar genug, um daraus ein Computerprogramm für den Ablauf zu (..)? Ich
würde schon sagen, weil es ist ziemlich mechanisch und sowas.
(Sch2: eventuell 1.) [10:42 h]
00:13:07-8 Sch1: Hm, was? .. Ja, ähm.
00:13:11-6 Sch2: Hey, cool. (..) [Sch2 sieht sich den Zettel mit den Anweisungen
zum Bildschirm-Aufnahmeprogramm an. Sch1 ebenfalls.] .. (..)
00:13:28-0 Sch1: Das ist Camstudio [Name des Bildschirmaufnahmeprogramms].
00:13:31-4 Sch2: Ach du Scheiße.. Ähm.
00:13:35-5 Sch1: Nein. (..)
00:13:36-8 Sch2: Okay. (..)
00:13:38-7 Sch1: Verknüpfung mit Hamster [Verknüpfung auf dem Desktop des
Laptops]
00:13:40-0 Sch2: [Aufgabe 1] Falls du unklare Stellen in den Texten erkennst,
mache Vorschläge, wie man sie besser formulieren könnte. Also machen wir erst
einmal A [Aufgabe 1a)]... Also das wird, ich würd' sagen, dass es schon geht, weil
.. weil es halt eben ziemlich mechanisch ((vor)) .. vor, ähm, also beschrieben ist
und ..
[10:43 h]
00:14:06-2 Sch1: (..) denkst du?
00:14:08-3 Sch2: (..) (lacht) .. Ja, schreiben wir einfach mal auf (..) .. Ja, ja oder
nein?
00:14:22-7 Sch1: Ja.
00:14:23-4 Sch2: Ja... Also... Ja ich würde (..) Ja ich würde schon sagen.
00:14:34-4 Sch1: Ja ich würde schon sagen (lacht) (..) auf... Ja, ich würde ja
sagen.
00:14:39-7 Sch2: Ja, ich würde schon sagen... Schon sagen, weil .. Ein ganz fettes
118
Weil.
Sch1 nennt
Reihenfolge der
Anweisungen –
nebensächlicher
Aspekt
[10:44 h]
00:14:50-0 Sch1: (..)
00:14:52-2 Sch2: Ja weil.
00:14:53-3 Sch1: Kuck mal. Da ist (..) Windows Media Player drauf [LaptopDesktop].
00:14:57-5 Sch2: Ja jetzt! (..) Gescheit! .. Also.. Ähm. (..) _Sch1_ du bist (..)
(lacht)
00:15:11-9 Sch1: (..) ends [=total] gemobbt.
00:15:14-1 Sch2: (lacht) (..) gemobbt. Also, weil, ähm, weil es halt ziemlich
mechanisch geschrieben ist.
00:15:22-4 Sch1: Ne, weil es nach der Reihe aufgeführt ist.
00:15:24-4 Sch2: Ja, weil es (..) weil es nach der Reihe (..).. nach der Reihe
aufgeführt ist.. Reihe aufgeführt ist. (..) .. Und, weil es ziemlich .. (..)
Sch2 nennt
Aufforderungscharakter –
nebensächlicher
Aspekt
[10:45 h]
00:15:52-7 Sch1: Was? Was meinst denn du mit mechanisch? Natürlich (..)
Waschmaschinen gehen immer mechanisch.
00:15:59-6 Sch2: Ja, aber. ((Gehen Waschmaschinen)) (..) Und weil es ziemlich
(..)
00:16:10-6 Sch1: ((Keine Begründung)) (..) Computerprogramm (..)
00:16:24-4 Sch2: Ja.
00:16:25-2 Sch1: Hey, das passt doch schon!
00:16:26-3 Sch2: Ja, nein!
00:16:27-6 Sch1: (..) passt das!
00:16:30-5 Sch2: Und weil es ziemlich auffordernd (..) [2 Sekunden Tonstörung]
Und weil es ziemlich (..) auffordernd .. ja, ist so!
Sch2: 4. nur
[10:46 h]
teilweise richtig, da
zweiter Text falsch
interpretiert.
00:16:47-4 Sch1: Hallo, du musst erst mal..
00:16:50-6 Sch2: (..) machst... (..) machen... (..) Aufnahme (..) arbeiten. .. Also B
[Aufgabe 1b)]
00:17:13-8 Sch1: Haben wir eigentlich auch gleich das beantwortet hier?
00:17:18-4 Sch2: Doch.
00:17:19-3 Sch1: Ich glaub' nicht.
00:17:20-2 Sch2: Ja, doch! Schau, die Formulierung der beiden Texte ((klar
genug))!
00:17:28-9 Sch1: Ach so, ja.
00:17:31-6 Sch2: So, dass keine Klümpchen entstehen [Aufgabe 1, Text 2] (lacht)
00:17:35-2 Sch1: (..) Hä? (lacht) .. Du hast deinen Namen vergessen.
Sch2: Nicht 3., da
keine Unklarheiten
erkannt.
00:17:46-9 Sch2: Oh.
00:17:49-1 Sch1: Hallo. Verbesserungstipps ((hier))
00:17:56-8 Sch2: Name des Partners. Ich hab' keinen Partner... Deine Schrift kann
((eh niemand mehr)) lesen.
00:18:11-9 Sch1: (..) also laber' mal nicht hier.
00:18:14-9 Sch2: Also, [Aufgabe 1b)] Falls du unklare Stellen in den Texten
erkennst, mach Vorschläge..
00:18:19-2 Lehrer: Geht doch zur zweiten Aufgabe, ja? .. (..) Die zweite Aufgabe
ist eigentlich wichtiger.
00:18:24-4 Sch2: Ja die [Aufgabe] B check' ich auch nicht so ganz.
00:18:27-4 Sch1: Was checkt man an der B nicht? (..) Was soll die (..)
00:18:31-6 Sch2: Ja es ((geht)) einfach nicht (..) es gibt nichts unklares. Also
[Aufgabe 2] Öffne eine..
[10:47 h]
119
Bildschirm Teil 1 (mit Ton)
(tiefe Stimme: Sch1, hohe Stimme: Sch2)
Lernziele/
Bemerkungen
Bearbeitung
Aufgabe 2.1.a)
Sch2 dominiert.
Uhrzeit
Aktion
Audiotranskription
00:00–
03:23 min
[10:4810:51h]
Welt vorbereitet:
Marken zuerst im
Quadrat gesetzt.
Sch2 diktiert, Sch1
führt aus.
00:00:01-8 Studentin: Genau, jetzt nimmt er auf.
00:00:02-2 Sch2: Okay, danke!
00:00:04-2 Sch1: Okay, warte! ... Rechts.. neue Welt.
00:00:06-7 Sch2: Mach einfach mal!
00:00:08-5 Sch1: Es muss mindestens 10 sein.
00:00:10-3 Sch 2: 20, 20, 20. Mach 20.
00:00:11-9 Sch1: (..)
00:00:14-6 Sch2: 20!
00:00:17-9 Sch2: Höhe.. mach sechs!
00:00:22-2 Sch2: Geht nicht!
00:00:24-5 Sch1: Die Höhe kann man irgendwie nicht
verändern.
00:00:26-3 Sch2: Passt's jetzt so?
00:00:28-2 Sch1: (..) Hey, die Maus blinkt ... hör' auf zu
blinken.. und jetzt?
00:00:36-3 Sch2: Also.. [Aufgabentext 2.]Vorbereitung.
Öffne eine Welt mit Mindestbreite (..) von mindestens 10
Einheiten. Setze im Direktmodus vier Marken in Rechts
(..) Ah!
00:00:49-1 Sch1: Was ist ein Rechteck, nein Schmarrn..
(lacht)
00:00:50-8 Sch2: Wir müssen mal zählen hier .. eins
zwei drei vier fünf sechs sieben. Also du gehst Schritt ..
Schritt!
00:01:00-0 Sch1: Das geht irgendwie nicht. (..)
00:01:03-4 Sch2: Schritt! .. Nein, nicht so viele!
00:01:07-1 Sch1: Passt doch!
00:01:09-0 Sch2: Schritt! .. Ja, jetzt rechts drehen! ..
Schritt!
00:01:13-8 Sch1: Nein.
00:01:16-1 Sch2: Schritt! Marke setzen!
00:01:19-2 Sch1: Welches ist das?
00:01:19-6 Sch2: Ähm.. Marke setzen. Jetzt gehst du,
äh, Schritt .. Schritt, Schritt, Schritt, Schritt, Schritt. (..)
fünf müssten dazwischen sein, ja. Marke setzen! .. Jetzt
Schritt! Äh, nein, runter! Genau! Schritt! Schritt, Schritt,
Schritt, Schritt, Schritt, Marke Setzen! .. Linksdrehen, äh,
Rechtsdrehen! .. Schritt! Schritt, Schritt, Schritt, Schritt ..
Marke setzen! Okay.
Dann zu Rechteck
korrigiert. Sch2
bemerkt den Fehler
mit dem Quadrat.
[Aufgabentext 2] Achte darauf, dass die Längen des
Rechtecks jeweils ungerade sind.
Okay. .. Nein! Scheiße, wir haben es falsch gemacht.
Marke aufheben. Gibt es Marke aufheben?
00:02:16-9 Sch1: Warum? Es sind doch (..) sieben! Das
ist doch ungerade.
00:02:19-2 Sch2: Ne. (..) andersherum.
120
00:02:21-3 Sch1: Warum? Es sind doch sieben, das ist
ungerade.
00:02:23-5 Sch2: Ne. Ähm. Du musst hier, das soll ein
Rechteck sein. Wir müssen ein Rechteck machen. Weißt
hier, ich habe aus Versehen hier das schon auch sieben
gesagt. Du musst noch mal zurück. (..)
00:02:35-1 Sch1: Da gab's doch irgendwie rückgängig.
00:02:36-5 Sch2: Mach einfach neue Welt.
00:02:38-2 Sch1: (..) können wir den ganzen Scheiß
noch einmal machen hier.
00:02:39-5 Sch2: (Beleidigt) Ja. Tut mir Leid.
00:02:40-7 Sch1: Du hast wieder gepfuscht!
00:02:42-0 Sch2: Ich habe gar nicht gepfuscht, lass
einfach (..)
00:02:43-5 Sch1: (..) Du musst sagen!
00:02:45-3 Sch2: Schritt! Linksdrehen! Nochmal!
Schritt! Marke setzen! Schritt! Schritt, Schritt, Schritt,
Schritt! Nochmal Schritt! Marke setzen! So, äh,
rechtsdrehen! Rechtsdrehen!
00:03:01-9 Sch1: Warte mal!
00:03:03-5 Sch2: Ja, lass es doch einfach!
00:03:05-1 Sch1: (Leise) Egal.
00:03:06-9 Sch2: Also. Schritt! Schritt, Schritt, Schritt,
Schritt, Schritt, Schritt, Schritt! Marke setzen! ..
Rechtsdrehen! .. Schritt, rechtsdrehen! Schritt! .. Genau.
(..) Marke setzen! ..
Teilproblem (Drei 03:23Ziegelringe)
05:22 min
Indiz für 4.
[10:5110:53h]
Sch2: Analyse
nicht ganz
gelungen:
Indiz für Nicht 5.
(überflüssige
Marken gesetzt)
Problem
durchgelesen und
mündlich Lösung
formuliert:
(beides durch
Sch2)
Sch2:
1.(a),(b),(c),(d)
2.(a1),(b)
(bis auf kleine
syntaktische
Fehler korrekt)
wiederhole 12 mal
wenn istMarke
dann
hinlegen
Markesetzen
schritt
linksdrehen
sonst
hinlegen
schritt
Sch 2 hat Befehle 05:22–
Lösung wird
Sch2: Also! Jetzt 2.1. [Aufgabentext 2] Karl soll nun ..
eine Stadt aus Zinnenmauer .. eine Zinnenmauer .. für
seine Stadt eine Zinnenmauer entsprechend dem Bild
rechts den Marken als Eckpunkten bauen. Überlege dir
die Lösung zuerst schriftlich ohne den Computer zu
benutzen. Unterteile dazu die Aufgabe in geeignete
Teilmethoden, zum Beispiel eine Methode .... Also.
00:04:05-3 Sch1: (..)
00:04:06-4 Sch2: Eine Methode um eine Ziegelreihe
zwischen zwei Marken (..) Ja, also.
00:04:13-6 Sch1: Ja.
00:04:17-0 Sch2: Wieder .. Wiederhole (..) Wiederhole ..
eins zwei (..) fünf sechs sieben acht neun 10, 11, 12. 12,
wiederhole 12 mal .. ähm .. wenn Nichtistmarke,
hinlegen, Schritt! Ähm. Also, wenn, nein, wenn
Istmarke, dann hinlegen, marke Setzen, Schritt. Ähm.
Hinlegen, Marke setzen, Schritt, linksdrehen. .. Okay.
Und .. ähm. (Leise) Hinlegen, setzen, Schritt. Sonst ..
Hinlegen, Schritt. Okay?
00:05:13-7 Sch1: Ja wenn's stimmt.
00:05:14-9 Sch2: Ja, stimmt schon. Weil dann dreht er
sich..
00:05:17-3 Sch1: (..) schreib's mal auf!
00:05:18-7 Sch2: Also. Wiederhole .. 12 mal. (..) 12 mal.
121
(“Markesetzen”
06:55 min
und) “hinlegen” [10:53verstanden:
10:55h]
Voraussetzung für
1(b) bestätigt.
Korrektur, da
zuerst nur
Methode für
Ziegelreihe
gewollt
notiert:
(Sch2 diktiert)
wiederhole 12 mal
wenn istZiegel
dann
hinlegen
schritt
markesetzen
linksdrehen
sonst
hinlegen
schritt
07:22 min Lösung korrigiert
[10:55h] durch Sch2:
wiederhole 1 mal
...........
00:05:32-7 Sch1: Wiederhole 12 mal.
00:05:34-8 Sch2: Äh.
00:05:35-7 Sch1: Ja.
00:05:36-8 Sch2: Wenn. .. Istziegel. .. Ziegel. Dann. ..
Ähm. Dann. Wenn Istmarke dann hinlegen, Marke
setzen, Schritt, linksdrehen! Dann. Hinlegen. Marke
setzen. Ach die Marke, ah, ne. .. Hinlegen.
00:06:13-4 Sch1: Was ist jetzt falsch?
00:06:14-6 Sch2: Ja, weil er legt ja die Marke immer
unter sich. Und den Ziegel legt er vor sich, also hinlegen,
Schritt, .. Marke setzen, .. Marke setzen und dann
linksdrehen. .. So. Dann linksdrehen. .. Okay. Sonst.
00:06:46-9 Sch1: Sonst.
00:06:48-3 Sch2: Hinlegen, Schritt. .. Schritt.
00:06:56-5 Sch1: Was (..)
00:06:57-4 Sch2: Ja. .. Perfekt.
[Aufgabenstellung 2]Eine Methode um einen ganzen
Ziegelring zu bauen..
00:07:06-4 Sch1: Du musst erst mal wieder wiederhole
zu machen..
00:07:08-2 Sch2: Achso! Das soll nur einmal! ..
Wiederhole einmal. (..) Wiederhole einmal. Weil da
stand erst .. eine Ziegelreihe zwischen zwei Marken zu
legen. .. So.
00:07:23-0 Sch1: Jetzt einmal wiederholen.
Sch2: Indiz für 4. 07:29 min Überlegen sich
[10:55h] Methode für
Ziegelring: Vier
Wiederholungen
statt einer Wh
00:07:24-9 Sch2: Und jetzt. Ja, nur einmal. Und jetzt.
Eigentlich das ganze, nur vier mal. .. Ne, das ist doof. ..
Bearbeitung
Aufgabe 2.1.b)
00:07:47-6 Lehrer: Kommt ihr weiter?
00:07:49-2 Sch2: Ja, wir haben gerade eine Lösung, aber
es stimmt doch nicht.
00:07:51-9 Lehrer: Stimmt doch nicht. Habt ihr's schon
ausprobiert?
00:07:54-0 Sch2: Ne, haben wir noch nicht ausprobiert.
00:07:56-0 Lehrer: Achso.
00:07:56-6 Sch1: Sollen wir ja nicht, oder?
00:07:58-5 Lehrer: Wenn ihr (..) eine Lösung habt, die
funktioniert, dann probiert's vielleicht mal aus. Vielleicht
kommt ihr damit besser zum Zug.
00:08:07-2 Sch2: Schreiben wir die mal auf.
00:08:08-5 Lehrer: Letztendlich Sicherheit gewinnt ihr
erst (..)
00:08:10-9 Sch2: (..) Rechts äh mit Maus (..) wiederhole
mal solange.. warte wiederhole solange .. Bedingung. ..
Mit der Bedingung ginge es vielleicht. .. Ja, schreiben
wir das jetzt erst mal so, wie wir es gemacht haben.
Wiederhole immer, wiederhole. .. Solange bis.
Sch2: 2. (a1),(b)
(Syntaktische
Fehler behoben)
08:17–
Tippen Lösung ein:
11:13 min (auf Vorschlag des
[10:56Lehrers hin)
10:59h]
122
wiederhole 12 mal
wenn istMarke
dann
Hinlegen
Schritt
Markesetzen
Linksdrehen
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
Zwei Minuten
Störung, nicht
mitgezählt
[10:59h]
Haben Problem mit
Aufnahmeprogram
m, das die
Aufnahme
unterbrochen hat.
Rufen Lehrer.
[11:01h]
Problem behoben
von Studentin,
Bildschirmaufnah
me läuft wieder.
00:08:46-4 Sch1: Wiederhole einmal. ..
00:08:58-4 Sch2: .. Nein. ..
00:09:04-5 Sch1: (..)
00:09:05-4 Sch2: Ja. Also wiederhole 12 mal.
00:09:09-0 Sch1: Was, 12 mal jetzt?
00:09:11-4 Sch2: 12.
00:09:12-6 Sch1: Was ist das denn jetzt? ..
00:09:15-6 Sch2: Eins zwei. .. Wiederhole 12 mal. Und
jetzt nochmal. .. Dann nächste Zeile. Äh, wenn Istziegel.
Wenn. Istziegel. Ist, nein, zusammen (..). Ziegel. Ziegel,
dann. .. Ah, wenn Istmarke, Entschuldigung. .. Mann, das
bringt mich voll durcheinander.
00:09:49-4 Sch1: (Lacht) Ja.
00:09:51-0 Sch2: Wenn Istmarke, dann .. dann, hinlegen.
.. Hinlegen. .. Marke setzen. .. Schritt schritt!
Entschuldigung! Schritt! .. Marke setzen! .. Marke
setzen! .. Linksdrehen! .. Sonst. .. Äh, hinlegen, Schritt! ..
Sonst hinlegen, Schritt! Ähm. Stern wieder Stern
wenn!..
00:11:00-1 Sch1: Wo ist denn der Stern? Ah da. ..
00:11:05-4 Sch2: Und jetzt Ablauf.
Bildschirm Teil 2 (ohne Ton)
Lernziele/
Bemerkungen
Uhrzeit
Aktion
00:15 min Obige Lösung getestet (Roboter auf Marke stehend): Roboter setzt
[11:02h] Marken und dreht sich deshalb gleich, baut “Türmchen”.
00:27–
Unterbrechung durch andere Camstudio-Instanz (Player-Fenster
00:50 min geht auf)
[11:02h]
8.
[11:02h]
Schüler arbeiten weiter.
01:55–
Noch mal Test (Roboter vor Eckmarke innerhalb des Rechtecks
123
(Problem erkannt, 02:10 min stehend): Roboter baut Reihe, danach gleiches Problem.
dass Roboter auf [11:03h]
Marke steht)
Hinweis Studentin: Marken werden nur bei der Vorbereitung des
Programms gesetzt.
03:14 min Entfernen den Befehl “Markesetzen” ohne das Programm noch
[11:04]
einmal zu testen.
[11:0311:07h]
Nicht 2.(a2)
(Syntax falsch)
Nicht 8.
Verbessern das Programm. Sch2 gibt Anweisungen dazu. Es gibt
Probleme beim Kompilieren. Sind verwirrt.
04:17 min Kompiliert, Fehler:
[11:06h] Kontrollstruktur.
Strukturvorschläge mit
Rechtsklick angezeigt.
Grund für
Änderung nicht
ganz klar.
wiederhole solange bis istZiegel
wenn istMarke dann
Hinlegen
Schritt
Linksdrehen
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
Nicht 8.
(Syntax falsch
verbessert)
Nicht 2.(a2)
[11:06h] Kontrollstruktur
wiederhole solange bis istZiegel
wenn istMarke dann
Hinlegen
Schritt
Linksdrehen
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole solange
124
V 8.
(Syntax teilweise [11:07h] Kontrollstruktur
verbessert)
wenn istMarke dann
Hinlegen
Schritt
Linksdrehen
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole solange
2.(a2)
V 8. (Syntax von
WH erfolgreich
verbessert)
06:23 min Kompiliert und
[11:08h] getestet: Roboter legt
Reihe bis ein Feld nach
der Marke, dreht sich
und legt eine nichtendende zweite Reihe.
Sch2: “Wieso ist er da
noch einen Schritt
gegangen?”
.
wenn istMarke dann
Hinlegen
Schritt
Linksdrehen
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
Strategie:
Effizienteres
Arbeiten
[11:08h]
Sch2 fragt Studentin, wie man den Anfangszustand der Welt
wiederherstellen kann.
Nicht 8.
(Nicht erkannt,
dass Roboter zu
weit geht wegen
Reihenfolge
Schritt Linksdrehen)
08:11 min Kompiliert und
[11:09h] getestet: Dasselbe
Problem wie oben, an
der Ecke wird ein
Ziegel ausgespart.
wenn istMarke dann
Schritt
Linksdrehen
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
125
Aufnahmebeginn: 10:36:00 -- Dauer Aufnahme: 36:07 min
Effektive Arbeitszeit: ca. 34 min
Hinweis: Bei der Tonaufnahme gibt es eine wachsende Verzögerung (im Vergleich zum
Bildschirm), die am Ende 12 Sekunden beträgt!
Aufnahme (mit Ton)
(tiefe Stimme: Sch; hohe Stimme: Sch2)
Lernziele/
Bemerkungen
Uhrzeit
Aktion
Zwei Minuten
technische
Angelegenheiten,
nicht mitgezählt.
0:00–
02:11
min
[10:3610:38h]
Sch2 dominiert.
03:45
Getestet: Roboter legt
min
Reihe und dreht sich
[10:39h] dann auf der Stelle.
Sch2: 8.
(Richtig erkannt,
dass Schritt an
falscher Stelle
erfolgt, jedoch
falscher Schluss)
Beschäftigt mit
Headsets
...nichtistZiegel
wenn istMarke dann
[Nach der Transkription für unerheblich
befunden.]
00:02:36-0 Sch2: (..) Ich seh's... Machen wir mal
Ablauf?.. Ablauf!.. Nein, wir müssen erst die Marken
wieder setzen! ... Schritt, linksdrehen! Schritt! ..
Marke setzen!
00:03:02-3 Sch1: Ja.. haben wir das nicht beim
letzten Mal gespeichert?
00:03:05-2 Sch2: Drei, vier, fünf... (..) vier, fünf,
sechs. (..) Jetzt machen wir mal Ablauf. (..) Nein!
00:03:53-8 Sch1: Nein, versaut! Nein!
00:03:56-0 Sch2: (..) Läuft's?
00:04:00-9 Sch1: ((Natürlich)) läuft's!
Linksdrehen
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
Sch2: V 8. (Richtig 04:34
erkannt, dass erst
min
Drehen und dann
[10:40h]
Hinlegen und Schritt
erforderlich)
ersten Stein nach
Marke geradeaus,
statt in die neue
Seite.
00:04:07-0 Sch2: Wenn istmarke, dann linksdrehen!
.. Dann linksdrehen!.. Hinlegen! Schritt! .. Hinlegen...
Schritt... Also (..)
00:04:35-2 Sch1: (..)
00:04:35-6 Sch2: (..) Bist du auch so aufgeregt?
00:04:37-3 Sch1: Hoffentlich funktioniert's!
126
Sch1: eventuell
Nicht 8.
(Vorschlag von
Sch2 falsch
abgetippt)
(Mündlich war es
davor richtig
formuliert.)
00:04:39-0 Sch2: Funktioniert's? Es funktioniert?
Nein!
00:04:41-0 Sch1: Kacke. (..) Scheiße
00:04:43-5 Sch2: Okay... Fast! Fast, fast, fast!
00:04:50-6 Sch1: Der läuft!
...nichtistZiegel
wenn istMarke dann
Hinlegen
Linksdrehen
Schritt
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
Falsch abgetippte
Zeilen verbessert.
05:20
Getestet: Roboter
min
legt Ring.
[10:41h]
Teilproblem gelöst.
...nichtistZiegel
wenn istMarke dann
Linksdrehen
Hinlegen
Schritt
00:04:51-1 Sch2: Nein, ich hab's (..) hier. Ah, ich
weiß warum. Ich weiß, was falsch ist. Ich weiß, was
falsch ist.
00:04:57-0 Sch1: Sieht aber irgendwie auch cool aus.
00:04:58-1 Sch2: Ich weiß, was falsch ist! .. Hier
hinlegen muss zuerst einmal weg... Warte, und jetzt
hinlegen schreiben... Hinlegen!
00:05:13-9 Sch1: Nein! Verkackt!
00:05:16-2 Sch2: Hinlegen! .. Pass auf, Start! .. Ich
bin so aufgeregt... Das kann ich nicht (..) (schreit)
00:05:25-1 Sch1: (Freude) Hey!
00:05:25-7 Sch2: Hey!
00:05:27-0 Sch1: Geschafft.
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
127
Sch1, Sch2: Tiefere 06:19
Bedeutung von
min
NichtIstZiegel:
[10:42h]
Nicht verstanden,
dass auch bei
Ziegelhöhe eins
geprüft wird, ob
überhaupt ein Ziegel
dort liegt.
Sch2: 8.
(Es müssen 3
Wiederholungen
gemacht werden.)
nur einen Ring.
Schüler holen
Studentin um Hilfe.
wiederhole 3 mal
...nichtistZiegel
wenn istMarke dann
Linksdrehen
Hinlegen
Schritt
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
*wiederhole
07:26
Sch2 fragt Studentin,
min
ob es möglich ist,
[10:43h] drei Ringe
übereinander zu
legen.
Studentin antwortet,
dass Roboter nicht
zählen kann. Man
kann das Programm
dreimal
hintereinander
ausführen.
00:05:28-0 Sch2: Wiederhole.. Ja, jetzt müssen wir es
bloß, jetzt müssen wir es bloß noch schaffen, dass es
drei, dreimal übereinander ist.
00:05:35-6 Sch1: Ja, mach wiederhole mal drei.
00:05:39-0 Sch2: Wiederhole drei mal.. ja okay, das
ginge vielleicht zwei Wiederholungen ineinander.
Müssen wir mal probieren, ob das geht.
00:05:49-0 Sch1: Natürlich geht das.
00:05:52-1 Sch2: Wiederholungen.. Dreimal, gell?
Dreimal. Das Stern wiederhole tun wir mal weg. (..)
Da ist es eklig..
00:06:00-9 Sch1: (..)
00:06:04-4 Sch2: Ist das geil sich selber zu hören! (..)
wiederhole, komm!
00:06:06-3 Sch1: Ja (..) beschissen.
00:06:06-5 Sch2: Vielleicht schafft's es, wenn wir
zwei ineinander fassen... Also. Jetzt gehst du erst
einmal hier weg... Ablauf, Start... Geben, geben wir
erst einmal Highspeed.
00:06:22-4 Sch1: Speed. Nochmal! .. Speed!
00:06:26-3 Sch2: Es geht nicht.
00:06:27-4 Sch1: Nein! ... Hol mal den _Lehrer_ (..)
wie man's machen soll.
00:06:34-5 Sch2: (leise) Wiederhole... (..)
00:06:45-6 Sch1: (..) Er hat's versaut.
00:06:47-9 Sch2: Komisch....[zu anderem Schüler]
Ja, das ganz normale.. glaub ich zumindest.. Ja.. Aber
wir sind gerade am Überlegen. Werd mal ((löschen))
hier.
00:07:05-9 Sch1: Voll für'n Arsch... Du hast wieder
(..) gemacht (..)
00:07:10-0 Sch2: (..) ja auch mal (..) Gehen wir mal
auf Datei (..) Wiederholungen.
00:07:16-3 Sch1: Wiederhole!
00:07:20-0 Sch2: Wiederhole mal, wiederhole
solange... Äh... [Frage an Studentin:] Kann man bei
hier solange tue, bis, ähm, kann man das so eingeben,
bis dreimal, äh, drei.. drei übereinander, drei Reihen
übereinander, oder so? Kann man das irgendwie dem
(..) sagen?
00:07:37-8 Studentin: Ähm. Er kann ja..
00:07:41-6 Sch2: Weil wir kriegen nur (..) für ein.
00:07:42-4 Studentin: Er weiß ja nicht, er kann ja
nicht zählen, wie viele übereinander sind. Aber ihr
könnt es, ähm, einfach ab, dreimal hintereinander
ausführen. Genau.
00:07:51-1 Sch2: Okay.
00:07:52-1 Studentin: Weil er kann nicht sehen, wie
viele (..)
128
[10:44h] Sch2 hat Idee.
Diktiert Sch1
Programmcode.
00:07:54-3 Sch2: Ah! Jetzt weiß ich, wir machen's
einfach mit einer, ah, okay. Wie hatten wir das jetzt?
(..) Schritt zurück, wir müssen Schritt zurück gehen.
Scheiße. Wiederhole solange, schreib du. Jetzt weiß
ich's... Solange.. NichtistZiegel glaube ich war's.
NichtistZiegel. Nichts!
00:08:26-0 Sch1: Ich kann gar nicht Nicht schreiben.
00:08:28-0 Sch2: Nicht ist Ziegel.
00:08:30-8 Sch1: Ach, zusammen.
00:08:32-8 Sch2: Nicht ist Ziegel... NichtistZiegel.
Wiederhole! Stern, wiederhole!
00:08:44-8 Sch1: (..) da!
00:08:45-9 Sch2: Stern wiederhole.
00:08:48-0 Sch1: Wie-der-hole.
00:08:50-4 Sch2: Stern, Anweisung! ... Anweisung..
Reihe, äh, Etage. (..) Etage... So. Jetzt, äh.
00:09:15-9 Sch1: Da musst noch Etage schreiben.
00:09:17-4 Sch2: Jetzt schreibst du dreimal
00:09:19-0 Sch1: Da musst du noch Etage schreiben.
00:09:19-2 Sch2: Wiederhole, warte! .. Wiederhole.
00:09:22-9 Sch1: Hallo. Du musst noch Etage
schreiben.
00:09:25-4 Sch2: Dreimal... Dreimal! Etage.
00:09:36-6 Sch1: Muss man da nicht bei Anweisung
noch irgendein Etage schreiben?
129
Dasselbe Problem
wie bei 6:19 min.
Sch2: Nicht 8.
(Nicht erkannt, das
Problem bei Befehl
Nichtistziegel liegt.)
9:41 min Getestet: Dasselbe
[10:45h] Problem
anweisung etage
...nichtistZiegel
wenn istMarke dann
00:09:39-7 Sch2: Hallo? .. Scheiße. Weg! Hallo, ich
will (..)
00:09:48-1 Sch1: Stopp! Musst stoppen!
00:09:55-3 Sch2: Hä?
00:09:59-4 Sch1: Nein! Wir haben es geschrottet!
00:10:01-9 Sch2: Scheiße!
00:10:16-5 Sch1: Es gab doch irgend so eine Taste,
wo er wieder
00:10:18-5 Sch2: Ja! Aber das macht er nicht.
00:10:20-5 Sch1: Es gab so eine Taste wo man alles
wieder wegmachen kann.
Linksdrehen
Hinlegen
Schritt
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
*anweisung
wiederhole 3 mal
etage
*wiederhole
Sch2: V 8. (Hat
erkannt, dass
Wiederholung in
dieser Form nicht
möglich ist.)
Strategie:
Zurückbesinnen auf
beherrschte
Strukturen (Schleife
mit fester WHZahl).
Sch2: Indiz für 9.
(taugliche
Schätzzahl
ausgewählt)
12:25
min
3 Ringe und noch 6
[10:48h] Steine dazu.
00:10:22-7 Sch2: Ja, aber die, äh, ein Schritt zurück,
äh. Wir haben irgendwie mehrere Schritte. (..) Ah, ne!
Wir haben.. Das hier ist falsch... Wiederhole... Das
Wiederhole muss irgendwie anders sein...
Wiederhole, ähm...
00:11:13-1 Sch1: Was gibt's denn da für
Wiederholungen?
00:11:17-4 Sch2: (..) Müssten das.. mach mal
wiederhole 30 Mal... 30 Mal. Halt, neue Welt. Okay...
So jetzt müssen wir den Scheiß wieder machen.
Machst du's?
00:11:48-3 Sch1: Du musst das machen.
00:11:57-8 Sch2: Sechs.. sieben... Eins zwei drei vier
(..) sechs sieben. Marke setzen... Ist komisch... Hm.
Wir kriegen es aber noch, wir kriegen's noch...
Ablauf, Start... Schneller! .. Nein! .. Ein Stück zu viel!
00:12:29-4 Sch1: Machen wir weiter.
130
anweisung etage
wiederhole 30 mal
wenn istMarke dann
Linksdrehen
Hinlegen
Schritt
sonst
Hinlegen
Schritt
*wenn
*wiederhole
*anweisung
wiederhole 3 mal
etage
*wiederhole
Sch2: Strategie
Versuch & Irrtum,
um die genaue
Schleifenzahl
herauszufinden.
(siehe auch
00:13:09-1)
Sch2: 8.
12:52
min
2 ½ Ringe.
[10:48h]
Sch2: “Egal, wir
probierens einfach
aus.”
00:12:31-1 Sch2: Eins zwei drei vier fünf sechs.
Sechs weniger. Also 24... Vierund, hallo! Du musst
noch eins zurück.. 24... Jetzt müssen wir hier erst
einmal wieder zurückgehen.. Ablauf, Start.
00:12:52-6 Sch1: Naja.
00:12:53-1 Sch2: Egal, wir probieren's einfach aus.
anweisung etage
wiederhole 24 mal
wenn istMarke dann
..................
131
Sch2: 8.
13:17
min
3 Ringe bis auf 3
[10:49h] Ziegel
00:12:55-6 Sch1: 25. Ne, mach mal 26.
00:12:57-0 Sch2: 26... Ne, 27, 27... 27.
00:13:05-9 Sch1: Mal schauen, ob's geht.
anweisung etage
wiederhole 27 mal
wenn istMarke dann
.....................
Sch2: V 8.
13:37
Getestet: Roboter
min
legt 3 Ringe.
Teilproblem gelöst. [10:49h]
Jubeln.
anweisung etage
wiederhole 28 mal
wenn istMarke dann
00:13:09-1 Sch2: Ja durch Probieren kann man's
auch machen... Nein! 28! Gibt's auch ein Halb?.. 28
Mal... Ablauf. Wir (..)
00:13:31-1 Sch1: Aha.
00:13:34-8 Sch2: Bitte! _Sch1_!.. Ja! (jubelt)
00:13:37-5 Sch1: Hey! (jubelt)
00:13:38-0 Sch2: Hey! (jubelt) Ja! .. Ja Mann! .. Ja
Mann! .. Also, jetzt haben wir den Schmarrn da...
............................
~ Ende Arbeitszeit Klasse 1
[10:5010:53h]
Schreiben Lösung
auf Aufgabenblatt.
00:13:54-3 Sch1: Können wir es ja aufschreiben.
00:13:56-5 Sch2: Und jetzt müssen.. muss ja noch
alle zwei ..
00:14:02-0 Sch1: Du musst mögliche Fehler
verbessern.
00:14:04-9 Sch2: Mögliche Fehler verbessern?
00:14:07-0 Sch1: Verbesser' mal!
00:14:08-9 Sch2: Hey, kann ich auch einen Stift
haben? .. Warte mal. [Aufgabentext 2] Eine Methode,
um (..) ..
00:14:22-4 Sch1: Nein... Anweisung.
00:14:34-8 Sch2: (..) zu bauen... Hey, wir haben, wir
müssen...
00:14:46-4 Sch1: Egal, schreib's einfach ab.
00:14:49-2 Sch2: Zwei eins... Nochmal zwei eins.
00:15:31-2 Sch1: Wusstest du, dass ich eigentlich
schöne, äh, schöner schreib' als du?
00:15:34-9 Sch2: Ach deine Oma schreibt schöner
wie ich.
00:15:37-1 Sch1: Ja ist so.
00:15:38-6 Sch2: Aha. Das ist schöner wie meine
Schrift?
00:15:41-4 Sch1: Ja
00:15:42-1 Sch2: Deine Oma.
132
00:15:42-7 Sch1: Deine ist voll geschnörkelt und
krakelig und so.
00:15:47-4 Sch2: Ich schreibe auch nicht schön.
00:15:55-8 Sch1: Toll, wo soll man da jetzt
weiterschreiben? Auch auf der Rückseite, gell?
00:15:59-2 Sch2: Ja.
00:16:07-8 Sch1: (..) .. Schritt! wo war ich denn?
Schritt! (..)
00:16:17-1 Sch2: Melde dich mal... Melde dich mal,
bitte!
00:16:20-4 Sch1: Warum?
00:16:21-4 Sch2: Weil ich sie was fragen will.
00:16:22-7 Sch1: Meld' du dich halt!
00:16:24-0 Sch2: (..) Mein Arm tut weh.
00:16:26-4 Sch1: Ja genau.
00:16:58-0 Sch1: Ja, fertig geschrieben.
00:16:59-9 Sch2: Melde dich jetzt!
00:17:03-6 Sch1: Von mir aus... Voll gemobbt werde
ich.
00:17:20-0 Sch2: Wiederhole.
00:17:22-0 Sch1: Warum soll ich mich melden?
17:52
Frage an Studentin:
min
Programm nicht nach
[10:53h] den vorgeschlagenen
Einzelmethoden
aufgebaut, passt es
trotzdem?
Antwort: Ja, die
Vorschläge sind als
Hilfe gedacht.
00:17:24-7 Sch2: Weil. Ähm. Ob das so richtig ist.
Ähm. Dass wir hier, weil hier stand.. hier steht, kuck,
ähm, [Aufgabentext 2] unterteile dazu die Aufgabe in
geeignete Teilmethoden, zum Beispiel eine Methode,
die eine Ziegelreihe zwischen zwei Marken zu legen.
00:17:41-1 Sch1: Hey, ich hör' dich.
00:17:41-5 Sch2: Eine Methode, um einen.
00:17:42-9 Sch1: Sprich du mal.
00:17:43-3 Sch2: Ja? Hallo?
00:17:44-4 Sch1: Ich verstehe dich!
00:17:45-4 Sch2: Ja, geil.. Er hört mich.. Aber nur,
wenn ich ganz nah herangeh', gell?
00:17:50-7 Sch1: Ja
00:17:51-7 Sch2: Ja. Ähm. Frage, weil wir hatten,
haben das jetzt nicht so gemacht, dass wir das
unterteilt haben. Ist das jetzt schlimm?
00:17:58-7 Studentin: Ähm, ne, ihr müsst es nicht
unbedingt so machen, es ist halt eine Hilfe, damit ihr
(..)
00:18:03-0 Sch2: Achso. Okay.
00:18:04-4 Studentin: Damit ihr wisst (..)
00:18:06-1 Sch2: Ja, den machen wir jetzt halt jetzt
noch (..) jeden zweiten Stein setzt. Den müssen wir
jetzt noch machen.
00:18:11-1 Studentin: Achso, dass ihr dann alles auf
einmal macht.
00:18:12-4 Sch2: Genau.
18:35–
19:54
min
00:18:14-8 Sch1: Ja. Ich muss einfach das Mikro
aufdrehen, dann hör' ich dich auch.
00:18:25-3 Sch2: Also.
00:18:26-9 Sch1: Warte, du. Du kannst ja mal
Schüler vergnügen
sich mit den
Headsets.
133
[10:5410:55h]
00:18:29-1 Sch2: (..) da Anweisung.
00:18:30-7 Sch1: Warte, wir changen [engl. to
change] jetzt mal.
00:18:31-9 Sch2: Anweisung.. Hallo? Anweisung...
Anweisung! (lacht)
00:18:42-8 Sch1: Was?
00:18:44-5 Sch2: Ich kann (..) Ah, hey ich hör' dich.
Hey, jetzt hör' ich mich. Hey du Arsch. (lacht)
00:18:57-4 Sch1: (lacht) Jetzt wirst du gemobbt.
(Bläst in das Mikrofon des Headsets)
00:19:05-4 Sch2: Oh Mann. Du bist so ein
Arschloch. (lacht)
00:19:07-3 Sch1: Jetzt mach mal!
00:19:09-6 Sch2: Weißt du, wie scheiße das sich
anhört? Ah. (Bläst ebenfalls.) (lacht)
00:19:18-9 Sch1: (lacht) Das ist fies, gell?
00:19:20-3 Sch2: Ja. Oh Mann. Du bist ein
Arschloch.
00:19:24-7 Sch1: Wir können gerne wieder tauschen.
00:19:26-3 Sch2: Nein, das ist lustig.
00:19:28-2 Sch1: Voll scheiße, wenn man sich die
ganze Zeit hört, gell?
00:19:30-7 Sch2: Ja, das ist gaga.. Hallo.
00:19:33-4 Sch1: Ja warte, du musst voll aufdrehen,
dass es reinpustet. (..)
00:19:38-0 Sch2: Hallo? Hallo!
00:19:39-3 Sch1: Warte.
00:19:40-2 Sch2: Hallo. Jetzt fick.. Fick dich jetzt.
Wir müssen das mal... Arschloch, hey.
00:19:49-4 Sch1: Ja jetzt.
00:19:50-0 Sch2: Ja jetzt, was ist jetzt?
[10:56h] Tippen Anweisung
burgring analog zu
etage.
Weiterhin Späße mit
den Headsets (durch
Sch2).
00:19:51-7 Sch1: Du hast jetzt (..) irgendwas von
Anweisung gelabert.
00:19:53-6 Sch2: Ja, Anweisung! .. Anweisung! ..
Anweisung!
00:20:00-6 Sch1: Ja?
00:20:01-7 Sch2: Jeder zweite Stein. (lacht) .. Ähm,
keine Ahnung. Burg, ((schreib)) doch Burg. Burg.
Burgring. Burgring! Burgring! .. Das ist ein cooler
Name.. Hey, das Mikro ist viel zu weit weg, weil (..)
00:20:17-7 Sch1: Das (..) voll im Arsch, das Mikro.
Warte, da musst du aufdrehen.
00:20:21-7 Sch2: Nein!
00:20:22-4 Sch1: So. Hörst du mich?
00:20:24-2 Sch2: Ja.
00:20:24-7 Sch1: Laut?
00:20:25-3 Sch2: Ja.. ah, fick dich (lacht)... Also
jetzt. Anweisung (..) Burgring, dann wiederhole...
Wiederhole! Wiederhole! Wiederhole 28 Mal...
(lacht) 28 Mal.. Wenn! Istmarke.
00:20:55-8 Sch1: Hey, ich habe ohne zu schauen,
habe ich das W getroffen.
134
Sch2: Indiz für 5.
(Erkennt teilweise
Parallelität zwischen
Ziegelring und
Zinnenring.)
00:20:58-5 Sch2: Au.
00:21:01-6 Sch1: Was heißt hier Au?
00:21:02-4 Sch2: Au.
00:21:03-3 Sch1: Jetzt, was denn?
00:21:05-2 Sch2: Wenn istMarke.
00:21:07-2 Sch1: Warte, da muss schon noch das I
drauf (..) zu schauen.. Nein! Z!
00:21:12-5 Sch2: Spacko, hey.
00:21:13-7 Sch1: Wenn ist was?
00:21:15-0 Sch2: Marke!.. Dann. ... (Sch1 mach
komische Laute) Bäh. Weißt du, wie scheiße das
klingt? .. Bäh.
00:21:35-8 Sch1: Jetzt mach' mal!
00:21:37-0 Sch2: Dann, linksdrehen.
00:21:39-4 Sch1: Was? Links! Drehen!
00:21:47-1 Sch2: Schritt! ... Hey, warte mal. Du
brauchst viel zu lange, hey. Das geht ja mal überhaupt
nicht. .. Das Mikro ist hier irgendwie zu weit weg. Ich
hör' mich nicht gescheit.
00:21:57-7 Sch1: Ja, in den Mund nehmen?
00:21:58-9 Sch2: Nein. Aber.
00:21:59-9 Sch1: Hey. Irgendwie höre ich mich ein
bischen selbst. Ist cool.
00:22:03-4 Sch2: Ja, cool, läuft.
00:22:05-0 Sch1: (..)
00:22:06-7 Sch2: Hör auf.
00:22:10-7 Sch1: Jetzt mach mal.
00:22:11-8 Sch2: Also, ähm. Dann linksdrehen,
Schritt. Hey, was hast du gemacht?
00:22:16-2 Sch1: Nichts.
00:22:16-6 Sch2: Was soll das denn? Linksdrehen,
Schritt, hinlegen, Schritt. Weil das ist ja im Prinzip
wie das obere und bloß dass man, ähm.
00:22:29-6 Sch1: Hinlegen.
00:22:30-3 Sch2: Dass es nur (..)
00:22:30-9 Sch1: Hinlegen!
00:22:32-0 Sch2: Ja! Hinlegen. Schritt.
00:22:34-8 Sch1: Ah. Mikro ist im Arsch.
00:22:35-9 Sch2: Ach, deine Oma ist im Arsch, ja?
00:22:38-2 Sch1: Gar nicht, die lebt noch.
00:22:41-2 Sch2: (lacht) Spasti, hey... Also, sonst.
Sonst.
00:22:46-5 Sch1: Nein, nicht so viel.
00:22:48-3 Sch2: Spasti, hey. Jetzt, sonst. Sonst!
00:22:51-6 Sch1: Was machst denn du für eine lange
Anweisung?
00:22:53-9 Sch2: Ja, ist nicht lang. Sonst, ähm.
Schritt. Hinlegen. Schritt. Schritt. Hinlegen. Schritt.
Schritt. Schritt. Schritt. Mann, schreib halt einfach
Schritt Mann! Spasti, hey.
00:23:12-5 Sch1: Zu schwierig.
00:23:13-5 Sch2: Ja, ist nicht schwierig.
00:23:15-2 Sch1: Ja, jetzt?
135
00:23:16-2 Sch2: Ja, ähm, Schritt. Äh.
00:23:19-1 Sch1: Nochmal?
00:23:19-5 Sch2: Hinlegen. Hinlegen! Hinlegen!
Hinlegen!
00:23:25-5 Sch1: Ah, ich hab das G getroffen ohne
hinzuschauen.
00:23:27-8 Sch2: Wahnsinn.
00:23:28-8 Sch1: Nein, jetzt hab' ich das Leerzeichen
gedrückt.
00:23:31-3 Sch2: Ich bin stolz auf dich _Sch1_
00:23:32-5 Sch1: Nein, wir werden (..)
00:23:33-7 Sch2: Ah. Hinlegen, Schritt jetzt
nochmal. Das hat jetzt sich sich wie ein Pferd
angehört. So Brr.. Also. (..)
00:23:48-8 Sch1: Hallo!
00:23:49-5 Sch2: Ich kann dich atmen hören. Das ist
lustig. Woah. Das klingt wie Meeresrauschen, jetzt
hör' auf, also. Stern... Stern, Anweisung, Stern wenn,
Stern wenn.. Stern wenn. Stern wenn. Stern
Anweisung.
00:24:10-9 Sch1: Stern. Das (..)
00:24:12-5 Sch2: Stern wenn.
00:24:14-2 Sch1: Was?
00:24:15-0 Sch2: Stern wenn.
00:24:17-3 Sch1: Nein! Daneben.
00:24:18-5 Sch2: Der schreibt ((wenn)), Mann. Stern
((wenn)). Oh, so, das ist bitter _Sch1_, das ist richtig
bitter.
00:24:24-0 Sch1: Jetzt mach'!
00:24:24-6 Sch2: Äh. Stern wiederhole. (lacht) Das
klingt jetzt ja (..) (Machen komische Geräusche) Also
Stern Anweisung. Stern Anweisung.
00:24:45-5 Sch1: (..) du das?
00:24:46-2 Sch2: Ja... Stern Anweisung. Stern
Anweisung! (Wieder komische Geräusche) Scheiße,
ist mir schlecht. Scheiße.
00:25:03-5 Sch1: Ja, Stern Anweisung, fertig!
00:25:05-5 Sch2: Dann schreibst du jetzt noch
Burgring... Und dann ist fertig. Wunderbar.
00:25:14-0 Sch1: (..)
136
25:29
Kompliliert, Fehler:
min
Kontrollstruktur
[11:01h]
Schüler diskutieren
über den
Strategie:
Programmcode, v.a.
Zurückbesinnen auf
Kontrollstruktur mit
beherrschte
“dann”.
Strukturen (Schleife
[Anweisung etage wie oben.]
mit fester WHanweisung
Zahl).
burgring
wiederhole 28 mal
Sch1: Hat irrtümlich
wenn istmarke
“dann” eingefügt.
dann linksdrehen
Erinnert sich wohl
schritt
nicht an korrekte
hinlegen
Syntax zum
schritt
Programmaufruf
sonst
(nur den
schritt
Programmnamen
hinlegen
schreiben).
schritt
*wenn
Sch2: kennt die
Syntax schon.
*wiederhole
*anweisung
dann burgring
00:25:15-0 Sch2: (..) Ja. (..) Ablauf. (..) Boah, geht
das ab.
00:25:23-3 Sch1: Ah, funktioniert nicht, checkt er
nicht.
00:25:25-6 Sch2: Was checkt er nicht?
00:25:27-1 Sch1: Ja Stern dann.
00:25:27-8 Sch2: Achso. Du hast doch dann
geschrieben. Hey du bist doch auch so (..)
00:25:30-4 Sch1: Ja, du musst ja dann schreiben,
weil du musst Stern dann machen.
00:25:32-8 Sch2: Nein, gar nicht dann. Nein!
00:25:35-1 Sch1: Doch!
00:25:35-8 Sch2: Nein, du (..)
00:25:36-3 Sch1: Jetzt, jetzt mach', jetzt mach'!
00:25:38-0 Sch2: Du laberst nur (..)
00:25:39-7 Sch1: (..) Anweisung und dann hast du
gesagt. Neue Zeile, dann.
00:25:43-7 Sch2: Fick deine... (..)
Sch2: V 8. (“dann”
gestrichen)
00:25:48-2 Sch1: Schau! Sag' ich doch!
00:25:50-2 Sch2: Wieso hat's nicht geklappt?
00:25:51-5 Sch1: Weil du's verkackt hast.
00:25:53-6 Sch2: Nein! Wieso hat's nicht geklappt?
00:25:55-7 Sch1: Was ist da jetzt eigentlich der
Unterschied? Was macht denn der da? Achso, der
muss jetzt die.. Dinger da bauen.
00:26:01-7 Sch2: Ah, ich weiß was, ich weiß was (..)
nicht geklappt hat.
Sch2: V 8.
(Weiteres
Teilproblem
angegangen.)
Nicht erkannt:
Roboter läuft pro
Sequenz zwei
Schritte, läuft an der
Marke zu weit.
25:50
Getestet: Legt nur
min
eine Zinnenreihe.
[11:01h]
Ratlosigkeit.
Sch1 kann nicht
ganz folgen.
137
anweisung burgring
wiederhole 28 mal
wenn istmarke
dann linksdrehen
schritt
hinlegen
schritt
sonst
schritt
hinlegen
schritt
*wenn
*wiederhole
*anweisung
burgring
Falsche
Roboterposition
wohl wegen
mangelnder
Konzentration.
26:28
Zweimal getestet,
min
Roboter auf Marke
[11:02h] stehend: Roboter
dreht sich gleich und
läuft in falsche
Richtung.
00:26:03-9 Sch1: Ja, wenn ich's mache, dann ist (..)..
00:26:09-5 Sch2: Warte, warte, warte! Jetzt geh' halt
weg da! Jetzt lass es halt einfach!
00:26:14-5 Sch1: Kann man dich jetzt mobben?
00:26:16-6 Sch2: Fick dich!
00:26:17-7 Sch1: (..) Du kannst überhaupt keinen
Umgang mit der Maus hier! .. Nein.
00:26:26-2 Sch2: Du hast es jetzt schon wieder
irgendwas gedrückt, hey.
00:26:28-5 Sch1: Du musst da weiter nach links
gehen, du Opa!.. Da! Da!
00:26:34-0 Sch2: Jetzt hör' halt auf!
00:26:34-8 Sch1: Klick!
00:26:39-7 Sch2: (..) da ist's. Jetzt lass' es bleiben
einfach!
00:26:43-0 Sch1: Okay. Siehst du (..) Siehst du
mich?.. (Macht komische Geräusche)
27:06
Derselbe Test wie bei
min
25:50 min.
[11:03h]
00:27:01-6 Sch2: Ah, hör' auf bitte _Sch1_... Es tut
weh in den Ohren.
00:27:05-9 Sch1: Hört sich cool an.
00:27:07-2 Sch2: Hör' jetzt auf! .. Mann, hey.
00:27:10-2 Sch1: Jetzt komm, mach' mal.
Sch2: Problem mit 28:37
den Schritten
min
erkannt, aber
[11:04h]
Lösung unklar,
siehe nächste Zeile.
Getestet: Roboter
lässt nur nach den
Ecken einen Stein
aus.
00:27:11-2 Sch2: Ja ((den)) oberen Ring brauchen
wir irgendwie, aber ich weiß nicht wie es geht. Oh
mein Gott, hey, Scheiße Mann, Scheiße... Warum
geht das nicht? .. Jetzt überleg' du auch mal!
00:27:26-8 Sch1: Tu' ich ja!
00:27:27-8 Sch2: Ja, dann hau' rein.
138
anweisung burgring
wiederhole 28 mal
wenn istmarke
dann linksdrehen
schritt
hinlegen
schritt
sonst
hinlegen
schritt
*wenn
*wiederhole
*anweisung
burgring
Sch2: 8. (Hat
29:05
Problem erkannt,
min
dass Position des
[11:05h]
Roboters am Anfang
verantwortlich ist,
ob Zinnen korrekt
gelegt werden.)
Sch1: Nicht 8.
(Versteht dies
nicht.)
Sch2 erläutert:
Roboter steht auf
Feld nach Marke und
macht nicht
gewünschten Schritt
(bevor er einen
Ziegel setzt), das
Programm kann aber
nicht auf Feld mit
Marke begonnen
werden.
Sch1 versteht
Erläuterung nicht.
00:27:28-5 Sch1: Ja, ich brauch was zum Spielen
nebenbei.
00:27:30-9 Sch2: Ist mein Spielzeug. Ich will was
Schokoladiges.
00:27:34-9 Sch1: Ja, überleg' mal.
00:27:37-3 Sch2: Mit Saft drinnen. Geh' mal auf W
erstmal, erstmal auf W, auf W!
00:27:42-4 Sch1: Ich bin hier der Maus-Manschgal.
00:27:44-3 Sch2: Jetzt hör' auf einfach... Welt
wiederherstellen, also. Wir gehen jetzt auf, ähm ähm,
(..) Also da haben wir irgendwas falsch. Wir (..) Jetzt
hör' halt auf!
00:28:02-4 Sch1: Hallo, jetzt du machst alles (..)
00:28:05-3 Sch2: Hör' jetzt auf.
00:28:06-9 Sch1: Du hast gesagt, wir gehen jetzt auf.
00:28:08-9 Sch2: Nein!
00:28:09-9 Sch1: Doch.
00:28:10-7 Sch2: Nein. Also, Anweisung. (..)
Burgring. Wiederhole 28 Mal. Wenn istMarke dann
linksdrehen.
00:28:18-3 Sch1: Ah, meine Ohren. Ich sterbe.
00:28:27-9 Sch2: Ablauf, Start... Hey, was hat's jetzt
getan?... Ja, an sich ist es ja schon richtig, aber, das
ist halt das Problem, weil wenn wir den Schritt hier
machen, dann geht er ganz am Anfang.
00:28:43-7 Sch1: Wir sind halt zu dumm dafür.
00:28:46-6 Sch2: Jetzt, tust du mal deinen Arm weg
hier.
00:28:49-5 Sch1: Ich mach' gar nichts. Du bist zu fett
dafür.
00:28:52-8 Sch2: (..) Gar nicht.. Warte... Wir
müssen hier, weißt.. dass er hier dann nur immer
jeden zweiten macht. Da müssen wir über den Schritt
machen, aber den macht er dann ganz am Anfang,
und ganz am Anfang darf er ihn nicht machen. Und
wenn ich ihn eins zurücktue, dann geht's nicht..
Verstehst du mich?
00:29:17-2 Sch1: Ne.
00:29:18-9 Sch2: (..) Warte mal, wenn wir irgendwo,
nein, es ist
00:29:22-4 Sch1: Da musst du schauen. Hier ist es
irgendwo. Schau da!
00:29:24-9 Sch2: (..) Also, (..) das geil. (..)
00:29:38-7 Sch1: Jetzt komm', mach'!
00:29:40-7 Sch2: (..)
00:29:42-5 Sch1: Also, wir werden aufgenommen.
(..)
00:29:48-4 Sch2: Wir müssen's machen!
00:29:49-6 Sch1: Fass mein Fett nicht an!
00:29:51-6 Sch2: Wir müssen mal fragen. Wir
melden uns jetzt und dann fragen wir wie geht... Jetzt
fick dich. (..) Jetzt lass' es halt einfach.
139
00:30:01-5 Sch1: Lass'. Wir gehen jetzt auf neue
Welt.
00:30:03-7 Sch2: Lass' es.. Lass' es, lass' es. Lass' es.
00:30:07-2 Sch1: Nein, es ist kaputt.
30:19–
32:06
min
[11:0611:08h]
Sch2 stellt Frage an
Studentin: Erklärt
Problem mit dem
Schritt bei burgring.
Hat währenddessen
eine Idee.
Macht eine Test mit
Programm von 25:50
zur Demonstration.
Sch2: V 8. (Hat
32:37
Roboter steht zwei
00:30:09-2 Sch2: Lass' es einfach bleiben, du (..) du
kleiner.. Fick dich.. (..) Jetzt hör' halt auf! .. Ähm wir
haben hier ein Problem, weil ähm, wenn wir diese
Ziegelreihe machen, das passt schon und wir hätten es
ja eigentlich, _Sch1_ lass' mal
00:30:28-6 Sch1: (..) doch. (lacht)
00:30:31-9 Studentin: Ja, aber bitte, bitte trotzdem
mal (..).
00:30:34-6 Sch2: Ja okay, achso okay.
00:30:35-8 Sch1: Dann mach halt das Mikro hier.
00:30:37-2 Sch2: Ja genau... Ähm, und sollen wir
den Schritt, den müsste ja hier eigentlich da unten, wo
wir den Burgring dann machen, also dieses, wo's nur
alles, jedes zweite legt, dann müssen wir hier
eigentlich, dass es jedes zweite legt, Schritt machen,
also dass es, ähm, dass es immer eins auslässt.
00:30:55-4 Studentin: (..)
00:30:55-9 Sch2: Aber wenn ich den, wenn ich den
mache, dann geht er auch am Anfang einen Schritt
und dann geht das nicht aus, weil dann legt er an die
falsche Stelle, genau in die Zwischenräume, wo es
eigentlich nicht sein müsste. Ich, äh, ich, lass' es.
00:31:07-5 Studentin: Du kannst ja
00:31:08-8 Sch2: Und wenn ich eins
00:31:09-5 Studentin: Du kannst ja mal anfangen (..)
der Anweisung den so zu positionieren, wie du's
haben willst.
00:31:14-7 Sch2: Das geht auch nicht, weil dann
habe ich istMarke und dann geht er gleich nach links,
dann geht er gleich nach links weg.
00:31:21-6 Studentin: Was ist das Problem? Er, er
macht (..) Zwischenraum.
00:31:23-9 Sch2: Warte, ich zeig's mal ganz
schnell... Also und jetzt Ablauf... Also wenn ich's
jetzt so mache, dann geht er hier, wir haben ihn ganz
am Anfang hier stehen, und dann legt er hier zwar
immer zwei, aber durch das, dass er am Anfang schon
den Schritt geht, geht er eben das so. Und wenn, ah!
Ich glaub'
00:31:51-9 Studentin: (..)
00:31:53-9 Sch2: Ich glaub', ich hab' eine Idee.. Ja,
ich glaub' ich weiß jetzt wie es.. Ja, so geht's, ich
glaub' ich hab' was. Das müsste jetzt so gehen.
00:32:06-4 Sch1: Laberst du immer?
00:32:07-5 Sch2: Ich laber' gar nicht. Also jetzt halt's
Maul.. Lass' das jetzt _Sch1_ Mann!
00:32:10-9 Sch1: Jetzt (..) endlich.
00:32:12-2 Sch2: Ich will nicht (..), ich will jetzt
140
Lösung für davor
erkanntes Problem
gefunden.)
Jedoch nicht
erkannt:
Schleifenanzahl ist
halbiert gegenüber
Methode etage:
Denn Roboter will
zweiten Ring legen,
Programmabbruch.
min
Felder vor Marke.
[11:08h]
Getestet: Zinne
vorhanden, nur
doppelter Ziegel vor
Roboter stört.
anweisung burgring
wiederhole 28 mal
wenn istmarke
dann linksdrehen
schritt
hinlegen
schritt
sonst
SCHRITT
hinlegen
schritt
*wenn
*wiederhole
*anweisung
burgring
Sch2: 8. (Verringert 33:13
Getestet: Dasselbe
WH-Zahl nach
min
Ergebnis wie oben.
Methode Versuch
[11:09h]
und Irrtum)
anweisung burgring
wiederhole 27 mal
.....................
8.
fertig werden. (..) das Mikro wieder lauter, hey. So,
jetzt... Hör' auf.
00:32:22-6 Sch1: Ja ja, ich bin schon ein fieser
Junge, ich weiß, es tut mir leid für dich.
00:32:27-2 Sch2: Ablauf, Start.. Lass' es gehen, lass'
es gehen, lass' es gehen.
00:32:32-4 Sch1: Ja, verkackt.
00:32:33-9 Sch2: Ach, laber' nicht, gar nichts
verkackt, hey.
33:41
Getestet: Dasselbe
min
Ergebnis wie oben.
[11:09h]
00:32:35-7 Sch1: Da ist ein.. ist das denn? .. Was
machst du?
00:32:44-7 Sch2: Ich will eine sieben machen, hey.
00:32:45-9 Sch1: Ja du musst den Scheiß ja erst mal
wegmachen.
00:32:48-9 Sch2: Ja, mach sieben. Genau! Also jetzt.
00:32:51-9 Sch1: Jetzt. Auf (..)
00:32:54-3 Sch2: (..)
00:32:55-5 Sch1: Jetzt (..)
00:32:58-9 Sch2: Ah, jetzt jetzt jetzt.
00:32:59-9 Sch1: Speed.
00:33:00-2 Sch2: Speedy, speedy, speedy. Ablauf,
Start.
00:33:03-6 Sch1: Du schaffst es.
00:33:04-6 Sch2: Speedy.
00:33:06-4 Sch1: Verkackt... Sechs (..) zehn Mal.
00:33:09-6 Sch2: Hey, das geht ja gar nicht.
00:33:10-8 Sch1: Natürlich geht das!
00:33:11-9 Sch2: Nein!
00:33:12-5 Sch1: Du hast keine Skills.
141
anweisung burgring
wiederhole 20 mal
.........................
Sch2: 8.
33:58
min
Zinne bis auf 2
[11:09h] Ziegel.
00:33:13-5 Sch2: Nein! Ah, ich weiß was falsch ist,
ich weiß, was falsch ist. Da da da da da, da da da da
da.
00:33:18-9 Sch1: Wiederhole.. Falsch!
00:33:20-9 Sch2: Nein, gar nicht falsch, hey.
00:33:22-9 Sch1: Jetzt mach' (..) .. Hallo!
00:33:27-7 Sch2: (..)
00:33:33-6 Sch1: Verkackt.
00:33:34-2 Sch2: Das war immer noch zu viel, hey.
Machen wir mal fünfzehn, äh, zehn (..)
00:33:37-9 Sch1: Mach' mal eins.
00:33:41-5 Sch2: Zwölf mal.
00:33:44-5 Sch1: Bla bla.
anweisung burgring
wiederhole 12 mal
.........................
[11:10]
Sch2: V8.
Aufgabe gelöst.
Gong - Stundenende
34:12
Getestet: Legt
min
komplette
[11:10h] Zinnenmauer.
anweisung burgring
wiederhole 14 mal
.........................
[11:11h] Ansage Lehrer:
Schüler sollen ihr
Programm
ausdrucken und den
Namen auf das Blatt
schreiben.
00:33:46-1 Sch2: Ich will nicht das abzählen, hey..
Nein! .. Er muss noch eins, zwei, zwei Mal. Also
vierzehn. [Gong zum Stundenende erklingt] Nein!
00:33:57-7 Sch1: Schnell, schnell! Gib Gummi!
Schnell, schnell, schnell, schnell, schnell, schnell!..
(jubelt)
00:34:04-9 Sch2: (jubelt) Hey, auf die letzte
Sekunde, schaffen sie es hier, die ((Bro's)) [engl.
Slang "Brothers"]. Ah, eiskalt. Eiskalt. (..)
00:34:15-5 Sch1: Hey, wir haben kein ((Tor)).
00:34:16-9 Sch2: Nein, wieso haben wir kein
((Tor))? Hey, die sind doch solche Missgeburten.
Mann, mann, mann, mann, mann... Also jetzt haben
wir's. Also probiere [Aufgabentext 2] Für die ganz
Schnellen. Karl soll Nachtwächter spielen und und
eine Runde auf der Mauer entlang gehen, wobei er bei
jeder Ecke einen Ton von sich gibt. Überlege die
Lösung wieder erst schriftlich (..)
00:34:40-1 Lehrer [im Hintergrund]: Hört mal bitte
her (..)
00:34:42-0 Sch2: Okay, ja, wir haben's eigentlich..
Warte mal, warte mal, warte mal, warte mal.
00:34:47-5 Sch1: Oder wir speichern's.
00:34:48-7 Sch2: Anweisung Burgring. Anweisung
Burgring... Warte, wir müssen das mit der Anweisung
Burgring schnell noch schreiben.
00:34:58-5 Sch1: Schmarrn müssen wir das... Hallo,
das müssen wir nicht.
142
[11:12h] Ansage Studentin:
Alle sollen ihre
Angabenblätter
abgeben.
143
Literaturverzeichnis
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Internet: )
146

- Professur für Didaktik der Informatik

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