Der Lehrplan 21 verlangt, dass wir den Lernenden Einblicke ins Programmieren geben. Uns Lehrern bleibt also nur noch die Frage, wie wir das am besten umsetzen. Der im LP 21 enthaltene Modullehrplan Medien und Informatik MI enthält ab der 5. Klasse Kompetenzbeschreibungen, die mit einer Programmierumgebung erworben werden müssen. Der LP 21 macht keine Aussagen oder Empfehlungen zu konkreten Programmierumgebungen. Dies muss anschaulich sein, d.h. man muss sofort sehen, was man entwickelt hat. Es muss aber auch echt sein, d.h. nicht nur eine Spielerei, sondern eine Programmiersprache, die auch Zukunft hat. Es kann ja durchaus sein, dass es einzelne Lernende packt und die können dann das 1x1 bis ins Berufsleben gebrauchen. Die Anleitungen und Anweisungen müssen in Deutsch sein.
Diese Bedingungen erfüllt Swift Playgrounds. Diese Programmiersprache bietet genau das, was wir brauchen, um den Lehrplan 21 umzusetzen. Die App findet man gratis im App-Store. Wir können spielerisch zeigen, was es heisst zu programmieren. Playgrounds ist quasi eine Mini-Entwicklungsumgebung für das iPad. Der Nutzer muss mit seinem Code eine lustige Spielfigur durch eine kleine Welt steuern. Dabei muss der Charakter in jedem Level Edelsteine aufsammeln oder Schalter umlegen und so seinen Weg zum jeweiligen Objekt finden. Zum Erlernen der Programmier-sprache Swift stellt die App den SchülerInnen in einzelnen Lern-schritten jeweils kleine Rätsel, welche diese Schritt für Schritt bewältigen müssen. So werden die SchülerInnen so nach und nach in die grundlegenden Programmierkonzepte wie das Ausgeben von Befehlen, das Erstellen von Funktionen, das Ausführen von Schleifen und die Nutzung von bedingten Anweisungen und Variablen eingeführt. Der Ablauf ist dabei so geschickt gestaltet, dass die SchülerInnen dabei gar nicht merken, wie sie ihr Wissen erweitern. Der Lehrplan 21 strebt auch in der Mathematik an, dass man reichhaltige Aufgaben mit verschiedene Lösungswegen berücksichtigt. Auch mit der kostenlosen iPad App Swift Playgrounds sind verschiedene Lösungswege möglich. Es ist sehr spielerisch aufgebaut, man weist Comicfiguren den Weg, um Edelsteine zu suchen. Trotzdem erfährt man genau, was es heisst zu programmieren. Es werden auch die nötigen Kompetenzen gefordert, wie Genauigkeit und Ausdauer und Freude am Tüfteln. Das Vorstellungsvermögen wird auch geschult, indem man sich überlegen muss, ob nun die Figur sich nach rechts oder links drehen muss. Den Anfang kann man gut mit allen Primarschülern ab 5. Klasse, wie es der Lehrplan vorsieht oder mit Oberstufenschülern machen. Primarschüler und Oberstufenschüler können also mit der gleichen Programmiersprache Erfahrungen sammeln. Es ist nicht irgendwie zu kindisch, dass sich Oberstufenschüler zu alt fühlen würden. Irgendwann braucht es aber dann doch viel Ausdauer und Durchhaltevermögen. Also nur kurze Sequenzen, oder die Fortsetzung in ein Wahlfach nehmen und mit interessierten Schülern weiter machen. Da sind dann die Möglichkeiten nach oben offen z.B. auch mit LEGO® MINDSTORMS® EV3 oder Skoog Musikinstrument, Parrot Drohnen und Sphero steuerbare Kugeln. Und dann können super begabte Lernende selbst immer weiter machen. Was schön gemächlich einfach beginnt, wird aber immer schwieriger. Mit der App erstellte Programme lassen sich direkt nach Apples eigener Programmierumgebung XCode exportieren und dort weiterbearbeiten. Es ist also immerhin theoretisch möglich, dass Schüler ihre Visionen mit Apps umsetzen und wie Apple so schön sagt, die Welt verbessern. Swift Playgrounds funktioniert nur auf iPad. Die iPad sind sofort einsatzbereit und so können wir auch nur eine Aufgabe lösen, in Sequenzen von 20 Minuten, ohne noch das Schulzimmer zu wechseln oder Notebooks holen zu müssen.
Ich habe immer wieder Lernende die denken, wenn unser Lehrer 19 erfolgreiche Lern-Apps programmiert hat, dann kann ich das auch. Sie sind dann sehr enttäuscht, wenn ich sage, das kann ich dir nicht einfach so schnell nach der Schule oder in der Pause zeigen. Ich brauchte auch eine wahnsinnige Ausdauer bis ich das schaffte. Achtung wir dürfen den Lernenden nicht sagen, ihr könnt dann am Schluss Apps-Programmieren. Natürlich sind wir auf dem richtigen Weg dazu, aber das ist wie wenn wir etwas Fussballspielen -macht ja auch Spass- und sagen würden, wir sind auf dem Weg zu Ronaldo oder wenn wir etwas Tennis spielen, ihr seid schon bald in den Fussstapfen von Roger Federer.
Mit der App Swift Playgrounds ist es möglich, Programmieren zu lernen, wobei – zumindest in einer ersten Phase – aus möglichen Programmierbefehlen ausgewählt werden muss, um eine Figur einen bestimmten Weg absolvieren zu lassen. Dies ähnelt schon vorhandenen Lösungen, wie zum Beispiel ScratchJr, allerdings mit dem Unterschied, dass die Befehle bei Playgrounds als Text und nicht durch Icons dargestellt werden. Dies ist ein wichtiger Vorteil, weil nichts beschönigt wird. Als Programmiersprache wird Swift genutzt, so dass hier die Anschlussfähigkeit zu einer komplexen Programmierung in späteren Schuljahren oder darüber hinaus gegeben ist. Swift wird heute verwendet um Apps zu programmieren. In erster Linie ist das Programmieren im Lehrplan 21, weil unsere Gesellschaft der Meinung ist, dass ein grundlegendes Wissen über Informatik wesentlich für das Verständnis unserer Welt ist und darum Teil der Allgemeinbildung sein soll. Wer nicht versteht, wie Computer funktionieren, wird die Welt immer weniger verstehen.
Erfahrungen Wahlfach
Ich unterrichte Programmieren seit einem Jahr als Doppelstunde als Wahlfach in Thalwil. Beim Start waren die Voraussetzungen sehr unterschiedlich, da die Wahlfachschüler der 3. Oberstufe teilweise schon viele Aufgaben im regulären Unterricht gelöst hatten. Es hatte auch Lernende, die aus Eigeninitiative die Rätsel schon gelöst hatten. Also liess ich die Lernenden individuell arbeiten. Da die Lernenden das Fach selbst gewählt hatten, und so sehr interessiert waren, ging das sehr gut. Die Lernenden tauschten ihre Erfahrungen gegenseitig aus und produzierten Lernfilme. Gefundene Lösungen konnten in Microsoft Kursnotizbuch Kollaboration getauscht werden. Am Anfang sind die Schritte einfach. Dann wird es immer anspruchsvoller und wird dann sehr schwierig. Ein ganzes Jahr damit zu arbeiten, wird irgendwann eintönig. Wir haben dann Parrot Drohnen und Sphero (Steuerbare Kugeln) programmiert. Von Swift Playgrounds zu den Drohnen und Kugeln ging das nahtlos hinüber. Es brauchte nicht mal eine Einführung, ich gab den Lernenden das Material und sie fanden Lösungen.
Regulärer Unterricht
Das geht alles im Wahlfach wunderbar. Im regulären Unterricht sehe ich zwar den Anfang. Nachher sind die Schritte von einem Rätsel zum nächsten meiner Ansicht nach zu gross. Wenn die Voraussetzungen so unterschiedlich sind, wie bei meiner Gruppe und man individuell arbeiten muss, ist es auch für die Lehrperson eine zeitaufwändige Herausforderung den Überblick zu behalten. Die Parrot Drohnen und Sphero Kigeln könnten schon früher eingesetzt werden, als ich das gemacht habe. Die sind nicht so schwierig. Ich habe alle Rätsel für mich gelöst, damit ich Lösungen zur Verfügung hatte, auf die ich mich verlassen kann. Nicht alle Lösungen in den Lehrmitteln funktionierten. Jetzt schon nach einem Jahr kann ich die selbst erstellten Programme nicht mehr laufen lassen, da eine neue Version von Swift erschienen ist. Ich muss also alles nochmals in die neue Version kopieren und neu testen. Natürlich ist es wichtig, dass alles laufend verbessert wird. Mit solchen Übungen würden wir Lehrpersonen jedoch überfordern, die Programmieren z.B. in der Oberstufe nur alle drei Jahre mit einer grossen Klasse im regulären Unterricht durchnehmen. Ich erteile Programmieren auch nächstes Jahr als Wahlfach, obwohl das Lehrplanziel, das in
den nächsten Jahren umgesetzt werden sollte, Programmieren im regulären Unterricht vorsieht. Meiner Erfahrung nach funktioniert der Anfang auch im regulären Unterricht, der zweite Teil gehört jedoch auch in Zukunft in ein Wahlfach, oder dann müssen die Schritte von einem Rätsel zum andern verkleinert werden. Es muss geübt werden, es darf nicht jedesmal etwas Neues dazu kommen.
Erklärfilme Wahlfachschüler Thalwil