WIE LERNEN KINDER PROGRAMMIEREN?
PROGRAMMIEREN LERNEN MIT PROGRAMMIERSPRACHEN WIE SCRATCH, APP INVENTOR, MINECRAFT, ETC.
Scratch, App Inventor sowie auch Programmieren in MINECRAFT funkioniert blockbasiert. Wenn Kinder mit blockbasierten Programmiersprachen lernen, ziehen sie vorgefertigte Blöcke in den Programmierbereich und fügen diese dort zusammen. So entsteht ein Programm.
Die Blöcke in ScratchJr sind für die Kinder mit 5-7 Jahren hauptsächlich symbolisch und visuell gehalten. Scratch und App Inventor arbeiten mit Blöcken, die kurze Texte beinhalten.
SCRATCH JR
PROGRAMMIEREN FÜR KINDER VON 5-7 JAHREN
ScratchJr (Scratch Junior) ist eine rein visuelle Programmiersprache, die vom MIT Media Lab speziell für die Kleinsten entwickelt wurde um grundlegende Programmierkenntnisse zu lernen. Für ScratchJr ist weder Lesen noch Mathematik erforderlich, aber das Programmieren-lernen mit ScratchJr fördert beide Fähigkeiten.
HINTERGRÜNDE
ScratchJr ist in Kooperation zwischen der DevTech Research Group der Tufts University, der Lifelong Kindergarten Group des MIT Media Lab und der Playful Invention Company entstanden. Das Ziel dabei ist Kindern, die noch nicht lesen und schreiben können, erste Informatik-Konzepte einfach, altersgerecht und verständlich vermitteln zu können.
Mit ScratchJr können Kinder erste "Computational Thinking Skills" erlernen und die Grundlagen der Informatik bereits in diesem jungen Alter kennenlernen. (Mit "Computational Thinking" beschreibt man eine Denkweise, die uns ermöglicht, komplexe Probleme zu lösen.)
Hier zur Veranschaulichung ein paar kleine Beispiele dazu, wie Computational Thinking und erste einfache informatische Konzepte bereits abgebildet werden können:
- Eine Aufgabe wird in kleinere Einheiten zerlegt („decomposition“),
- es wird nach Mustern gesucht („pattern recognition“).
- man sucht und verwendet Algorithmen und
- versucht, bestimmte Probleme vom aktuellen Kontext zu abstrahieren und zu generalisieren.
BEISPIELE AUS DER ARBEIT MIT SCRATCH JR
SEQUENZ: Durch farbige Puzzleteile werden in der Programmiersprache ScratchJr Figuren Befehle gegeben. Diese Anweisungen werden aneinandergesteckt und hintereinander ausgeführt. Die Kinder lernen dabei strukturiert und in Schritten zu denken. Kinder lernen dabei auch, wie wichtig die "Sequenz", die Reihenfolge, ist.
Da es nicht leicht ist, sich diesen Prozess für 6-Jährige Kinder vorzustellen, hier ein kleines Beispiel dazu: der Bub im Programm (im Bild oben) soll in ScratchJr so programmiert werden, dass es von seinem Stuhl zum Planeten in der linken oberen Ecke geht. Dazu werden Richtungspfeile (siehe unterhalb vom Bild) in einer bestimmten Reihenfolge verwendet.
ITERATION: Schleifen ermöglichen den Kindern Befehle unendlich Mal (Endlosschleife) oder eine bestimmte Anzahl mal (Zählschleife) zu wiederholen. In dieser Form verstehen Kinder sehr schnell die Bedeutung und die Relevanz des Begriffes Iteration.
PARALLELITÄT:
In ScratchJr ist es z.B. auch möglich, parallel mehrere Teilprogramme zu starten.
Ein Beispiel für Parallelität und Iteration in der Programmiersprache ScratchJr sehen Sie im Bild oben: ein Frosch soll unendlich Mal hüpfen und sich dabei nach rechts bewegen. Das Hüpfen und das Nach-Rechts-Bewegen verläuft parallel.
BEDINGUNG
Ein sehr wichtiges Instrument beim Programmieren ist „die Bedingung“. Sie ist ein wesentlicher Aspekt des strukturierten Denkens, das nicht nur in der Informatik, sondern in allen Lebensbereichen angewendet wird.
Beispiel für eine Bedingung: Wenn eine Figur berührt wird, dann kann damit eine Aktion ausgelöst werden. Diese Berührung kann z.B. vom Finger eines Kindes oder von einer anderen Figur im Programm kommen.
In diesem entzückenden Beispiel (siehe Bild) gibt es zwei Frösche, wobei der grüne Frosch quakt, sobald er vom zweiten Frosch berührt wird.
SCRATCH
PROGRAMMIEREN FÜR KINDER AB 8 JAHREN BZW. AB DER 3. KLASSE VOLKSSCHULE
Scratch ist eine blockbasierte Drag-and-Drop-Programmiersprache, mit der Kinder zwischen 8 und 12 Jahren lernen können, mit dem Computer Spiele, Geschichten und Filme zu erstellen. Scratch eignet sich für die Programmierung von ganz einfachen Projekten für die Anfänger, wie auch zur Programmierung komplexerer Spiele für fortgeschrittene Programmierer/innen.
HINTERGRÜNDE
Scratch ist eine grafische Programmiersprache die von einer der weltweit führenden technischen Universitäten, dem MIT (Massachusetts Institute of Technology), entwickelt wurde. Mit Scratch lernen Kinder erste Programmierkonzepte, Grundlagen der Informatik und verinnerlichen nebenbei zahlreiche sehr wichtige Kompetenzen. Über diese Kompetenzen – die laut World Economic Forum die wichtigsten des 21. Jahrhunderts sind – finden Sie detaillierte Informationen unter Warum Programmieren.
BEISPIELE AUS DER ARBEIT MIT SCRATCH
Sequenz: Scratch Befehle müssen wie Puzzleteile aneinandergesteckt werden, damit das Programm funktioniert. Logisches Denken wird dadurch geschult, und Kinder verinnerlichen, dass Reihenfolgen eingehalten werden müssen.
Iteration: Eine Iteration bzw. eine Schleife wiederholt einen Teil eines Programmes mehrmals. Die unterschiedlichen Arten der Schleifen (Zählschleifen, kopfgesteuerte Schleifen und Endlosschleifen) werden im acodemy-Kurs altersgerecht behandelt. Dieses wichtige Konzept der Informatik in der Codingsprache Scratch wird auch sehr spielerisch erlernt.
Events: Ein Event, wie z.B. ein Tastendruck oder das Anklicken einer Figur, löst eine oder mehrere Aktionen aus.
Variablen: Variablen sind in der Informatik Platzhalter für Informationen. Die altersgerechte Verwendung von Variablen wird in der Programmiersprache Scratch beispielsweise für einen Punktestand oder die Geschwindigkeit von Figuren benötigt.
Zufallszahlen: Mithilfe der Zufallszahlen kann ganz einfach eine Zahl ermittelt werden, die in einem bestimmten Wertebereich liegt. Ein Stern wird eingesammelt und soll irgendwo auf der Bühne erneut erscheinen? Kein Problem, wir lösen es hier ganz einfach mithilfe des Koordinatensystems und der Zufallszahlen!
Boolesche Logik: Bei der booleschen Logik werden Entscheidungen auf Basis einer Antwort auf eine Frage getroffen. Die Antwort kann wahr oder falsch sein, jedoch nie beides gleichzeitig: Hat die Figur den Rand getroffen? Dafür gibt es nur zwei mögliche Antworten – wahr oder falsch. Aussagen lassen sich auch miteinander verknüpfen: mit „und“, „oder“ und „nicht“. Die Programmiersprache Scratch ermöglicht ganz großartig, mit einem kompetenten Lehrplan, diese logischen Konzepte, die in der Informatik unerlässlich sind, spielerisch und für Kinder verständlich zu vermitteln.
MINECRAFT
PROGRAMMIEREN FÜR KINDER ZWISCHEN 8-12 JAHREN
Kinder in der MINECRAFT-Umgebung lernen Programmieren. Sie verwenden die blockbasierte Programmiersprache MakeCode um in der MINECRAFT-Welt zu gestalten.
Wie programmieren Kinder in MINECRAFT?
Mit einem Roboter, dem sogenannten „Agenten“, können die Kinder verschiedene Prozesse automatisieren. Sie können ihre eigenen Kräfte mit Buffs, Änderung der Zeit und Vielem mehr stärken und ausbauen. Das macht sehr viel Spaß, während das Erlernen der Grundlagen der Programmierung und der Grundlogik ganz nebenbei passiert.
Es gibt verschiedene Welten, in denen die Kinder jeweils 2-3mal programmieren. Sie befinden sich dabei im „Kreativmodus“, d.h. sie kämpfen nicht. Jeder „arbeitet“ in der eigenen Welt, wobei sie Erfahrungen austauschen und gemeinsam Lösungen finden.
APP-PROGRAMMIERUNG
PROGRAMMIEREN FÜR TEENS MIT 12-16 JAHREN
Mit MIT App Inventor lernen Kinder und Jugendliche voll funktionsfähige Apps für Android- und iOS-Handies und Tablets zu programmieren. MIT App Inventor ist eine Webanwendung, die drag and drop textbasierte Blöcke verwendet.
EINSTIEG IN DIE APP-PROGRAMMIERUNG
MIT App Inventor ist eine intuitive, visuelle Programmierumgebung, mit der jeder - auch Kinder und Jugendliche - funktionsfähige Apps für Android Smartphones/Tablets oder iPhone, iPad oder Ipod Touch (ab iOS 9.0) erstellen kann.
GAME DESIGN
WIE LERNEN KINDER GAME DESIGN?
Es macht Kindern und Jugendlichen sehr viel Spaß zu lernen, wie sie Games für verschiedene Geräte wie Tablets, Smartphones und Laptops programmieren können. Anfänger und jüngere Kinder lernen das Programmieren einfacher Spiele mit Scratch, die später in den Kursen immer komplexer werden. In den acodemy Programmier-Camps gestalten Kinder komplexere Pixelspiele.
Jugendliche verwenden die beliebte Entwicklungsumgebung Unity-Software, in der viele bekannte Computerspiele entwickelt wurden.
PIXEL GAMES
GAME DESIGN FÜR KINDER AB 9 JAHREN
Pixel-Games sind 2D-Retro-Spiele mit Pixelkunst. Kinder lernen das Programmieren von Pixelspielen mit Hilfe einer Scratch-ähnlichen blockbasierten Programmiersprache, in der einige zusätzliche spannende Programmier-Möglichkeiten auf die Kinder warten.
UNITY UND C#
GAME DESIGN FÜR JUGENDLICHE AB 14 JAHREN
Unity ist die weltweit am häufigsten verwendete Echtzeit-Entwicklungsplattform. Mit der Unity-Software können Jugendliche lernen, komplexe und anspruchsvolle Games zu entwickeln.
WARUM LERNEN KINDER IN VERSCHIEDENEN ALTERSSTUFEN AUF UNTERSCHIEDLICHE WEISE PROGRAMMIEREN?
Kinder durchlaufen in ihrer Entwicklung verschiedene Phasen, beim Programmieren lernen ist es daher wichtig, auf diese Entwicklungsstufen einzugehen.
Die Zeit zwischen 6 und 8 Jahren ist geprägt durch eine große kognitive Veränderung für Kinder.
Kinder im Vorschulalter können meistens noch nicht lesen oder Mathematik verstehen, während Kinder in der 1. und 2. Klasse der Grundschule Lesen, Schreiben und grundlegende mathematische Fähigkeiten lernen. Ab dem 7. Lebensjahr können Kinder mit Symbolen und mit geschriebenen Wörtern umgehen. Sie können Fantasie von Realität unterscheiden, sie können Größen auch in der Relation verstehen (z. B. viel, wenig, gleich viel, weniger, mehr), Ähnlichkeiten zwischen zwei Objekten beschreiben und Aufgaben selbständig lösen.
In diesem Alter ist es daher ideal für sie in einer Umgebung die freundlich, lustig und vertraut ist, auf Tablets mithilfe einer rein symbolischen Programmiersprache kleine Projekte programmieren zu können.
Sobald dann mit ca. 8 Jahren alle Buchstaben beherrscht werden und sinnerfassendes Lesen in den Vordergrund rückt, verwenden wir in den acodemy Kursen eine blockbasierte Sprache, die schon Texte und kompliziertere Befehle beinhaltet. Auch mathematische Begriffe werden dabei immer wichtiger.
Nach dem 12. Lebensjahr können Jugendliche komplexer und abstrakter denken, mehrere Aspekte berücksichtigen, über Möglichkeiten nachdenken und neue Fragen stellen. Aus diesem Grund können sie auf abstraktere und später auf textuelle Programmiersprachen umsteigen und lernen, komplexere Games und Apps zu programmieren.