Programmieren in der Primarschule: verstehen statt nur nutzen

Die Kinder designen ihre Computerspiele selbst. (Foto: Volksschulamt Solothurn)

Programmieren in der Primarschule: verstehen statt nur nutzen

Die meisten Primarschulkinder von heute sind mit Handys, Tablets und Computer aufgewachsen und bedienen diese Gadgets bereits in jungen Jahren intuitiv. Doch das bedeutet nicht, dass sie auch verstehen, wie die Geräte funktionieren. Dies möchte die Pädagogische Hochschule FHNW mit einem Lernkonzept ändern – und damit nebenbei erklären, was Kochen mit Programmieren zu tun hat.

Ein Bild zu knipsen und es auf sozialen Medien zu teilen, ist heute für viele Kinder und Jugendliche selbstverständlich. Doch was spielt sich dabei hinter den Bildschirmen ab? Wie kommt es, dass ein Computer ein Bild an die richtige Zieladresse schicken kann? Wie verarbeitet er unsere Befehle? Mit diesen Fragen beschäftigen sich Schülerinnen und Schüler in Solothurn. Die Antworten lernen sie mithilfe von «Scalable Game Design», dem von der Pädagogischen Hochschule FHNW entwickelten Lernkonzept für informatische Bildung.

«Wir bringen den Schulkindern bei, mit dem Computer zu denken.»

Alexander Repenning

Solothurn ist der einzige Kanton, in dem Schulkinder bereits ab der dritten Primarschulklasse bis zur dritten Klasse der Sekundarstufe ein fest verankertes Fach zum Thema informatische Bildung (siehe Infobox) im Stundenplan haben. «Wir bringen den Schulkindern bei, mit dem Computer zu denken», sagt Alexander Repenning, Leiter der Professur Informatische Bildung an der Pädagogischen Hochschule FHNW. Er hat die Entwicklung von «Scalable Game Design Schweiz» auf Anfrage des Volksschulamts Solothurn geleitet.

Beim Game Design geht es unter anderem um das Verständnis für Programmiersprachen, um ein kreatives Gestalten am Computer und um das Lösen von Problemstellungen.

Beim Programmieren lernen die Kinder, Probleme gezielt anzugehen. (Foto: Volksschulamt Solothurn)

Komplexe Strukturen verstehen

Im Unterricht lernen die Schulkinder in erster Linie, Spiele zu programmieren und Simulationen zu bauen. Dafür nutzen sie die beiden Softwareprogramme «Agent Cubes» und «Agent Sheets». Die so programmierten Spiele ähneln beispielsweise den beliebten Games «Pac Man» oder «Snake», die viele Kinder wohl schon auf den mobilen Geräten oder dem Computer ihrer Eltern gespielt haben. Mit «Scalable Game Design» können sie aber nicht nur ein Spiel programmieren, sondern auch die Figuren und Spielwelten gestalten. Ziel ist es, ein individuelles Spiel zu entwickeln und den Kindern auf diese Weise zu vermitteln, dass Informatik Spass macht. Zudem lernen sie beim Programmieren, Probleme anzugehen und eigenständig zu lösen. Schlagwort hier ist das «Computational Thinking», sagt Beatrice Widmer Strähl, Pädagogische Sachbearbeiterin beim Volksschulamt Solothurn. «Das Programmieren ist die Umsetzung. Davor müssen die Kinder die Denkarbeit machen und komplexe Strukturen verstehen.»

Kanton Solothurn in Pionierrolle

Eine Aufgabenstellung beim «Computational Thinking» kann konkret etwa so aussehen: Es gibt einen Frosch, der über eine Strasse kommen muss. Bewegen lässt sich der Frosch mit Befehlen, welche die Schülerinnen und Schüler in den Computer eingeben. Nun müssen sich die Kinder überlegen, wie sie das Problem «Strasse» lösen können und der Frosch unbeschadet auf die andere Seite kommt. Indem sie die Situation durchdenken und beschreiben, finden sie zu einem sinnvollen Ablauf. Der Frosch muss beispielsweise zuerst warten, bis das Auto durchgefahren ist. Nachdem die Kinder die entsprechenden Befehle ins Programm eingegeben haben, sehen sie sogleich, ob sie ihr Ziel erreicht haben. «Man kann dies auch mit dem Backen eines Kuchens vergleichen», sagt Widmer Strähl. «Dort überlege ich mir auch, in welcher Reihenfolge ich vorgehe. Zuerst mache ich den Teig und während dieser im Ofen ist, bereite ich den Guss zu. Solche Abläufe kann man über Computational Thinking gut lernen.»

Beatrice Widmer Strähl (Volksschulamt), Rudolf Zimmerli (Volksschulamt), Adriano Vella (DBK, Departement für Bildung und Kultur), Prof. Dr. Alexander Repenning (PH FHNW) und Andreas Walter (Leiter Volksschulamt) bei der Entgegennahme des ICT Award 2017 (Foto: Volksschulamt Solothurn)

Damit diese Form des Unterrichts jedoch überhaupt stattfinden kann, braucht es einerseits eine gute Infrastruktur und andererseits kompetente Lehrpersonen – ein zentraler Punkt im Lernkonzept zur informatischen Bildung. Hier nimmt der Kanton Solothurn eine Pionierrolle ein. Denn bei der Pädagogischen Hochschule FHNW ist informatische Bildung seit dem Jahr 2017 Teil der Grundausbildung für zukünftige Lehrpersonen. Dies ist in keiner anderen pädagogischen Hochschule der Fall. «Damit hat Solothurn einen riesigen Schritt nach vorne gemacht», unterstreicht Repenning. Dass dies wertvoll ist, erkannte auch der Schweizer Fachverband für Informations- und Kommunikationstechnologie (ICT Berufsbildung Schweiz). Er hat im vergangenen September das Lernkonzept «Scalable Game Design» mit dem renommierten «ICT Education & Training Award» ausgezeichnet. 



Informatische Bildung

«Informatische Bildung» ist ein Überbegriff, unter dem man folgende drei Gebiete gliedern kann: die Informatik, die Medienbildung und die Anwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien (ICT). Informatik ist dabei die Wissenschaft, die Methoden, Möglichkeiten und Grenzen eines Computereinsatzes aufzeigt. In der Medienbildung geht es um den kompetenten, bewussten und verantwortungsvollen Umgang mit digitalen Medien. Also beispielsweise darum, Nutzen und Gefahren von sozialen Netzwerken zu kennen. In die Kategorie ICT-Anwendung fallen die Fertigkeiten im Umgang mit digitalen Medien, beispielsweise das Bedienen von Textverarbeitungsprogrammen oder das Tastaturschreiben.