Unterrichtsmethoden für den Informatikunterricht: Mit praktischen Beispielen für prozess- und ergebnisorientiertes Lehren (German Edition)

Zu den meisten Unterrichtsfächern findet man heute umfangreiche Standardwerke zum Thema Unterrichtsmethoden, nur für das Fach Informatik existiert keine vergleichbare Literatur. Dabei zeigt ein Blick auf die Bildungspläne aller Bundesländer, dass sich die Informatik als Unterrichtsfach in den Sekundarstufen I und II etablieren wird. Das vorliegende Buch versteht sich als ein Beitrag zur Schließung dieser Lücke in der Informatikdidaktik. Unterrichtsmethoden sind für den Lernerfolg im Unterricht von entscheidender Bedeutung und bilden auch den Dreh- und Angelpunkt dieses Buches. Unterrichtsmethode wird verstanden als klar umrissener, begrifflich herauslösbarer, selbstständiger, wenn auch integrierter Bestandteil des Unterrichts. Als Beispiele für dieses Verständnis von Unterrichtsmethoden werden unter anderem die Vor- und Nachteile des problemorientierten Unterrichts, des entdeckenden Lernens, der Computersimulation, des Frontalunterrichts und der Modellmethode für die Informatikdidaktik erläutert. So entsteht ein Überblick über 20 verschiedene und für den Informatikunterricht relevante Methoden, die anhand von Vorgehensmodellen und konkreten Beispielen für den Einsatz im Unterricht illustriert werden. Außerdem haben Informatiklehrer die verschiedenen Methoden in Hinblick auf ihre Lerneffektivität eingeschätzt. Die Grundlage für dieses erste Übersichtswerk zu Unterrichtsmethoden für den Informatikunterricht bilden verschiedene Forschungsprojekte der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg, die zwischen 2015 und 2018 Daten zu diesem Thema gesammelt haben. Auch dieses wissenschaftliche Fundament macht das Buch zu einer unbedingten Empfehlung für alle (angehenden) Informatiklehrer, die schon lange nach einem Titel mit Unterrichtsmaterialien für den Informatikunterricht gesucht haben. Vorwort 6 Mitarbeiterverzeichnis 7 Einleitung 8 Inhaltsverzeichnis 11 1: Unterrichtsmethoden für den Informatikunterricht: Überblick 16 1.1 Unterrichtsmethoden: Einteilung und Begriffsklärung 17 1.2 Unterrichtsmethoden im Kontext didaktischer Theorien 18 1.3 Lernphasen und didaktische Funktionen 19 1.4 Empirische Ergebnisse zu Unterrichtsmethoden 19 1.5 Einsatz von Unterrichtsmethoden im Fachunterricht 20 1.6 Unterrichtsmethoden für das Schulfach Informatik 20 1.6.1 Übersichten in der Informatikdidaktik 20 1.6.2 Unterrichtsmethodische Anregungen 20 1.6.3 Beiträge aus der Zeitschrift LOG IN 21 1.6.4 Zeitschriften und Tagungsberichte zur Informatikdidaktik 21 1.6.5 Curricula zur Informatikdidaktik 22 1.6.6 Neurodidaktik in der Informatikdidaktik 22 Literatur 22 2: Konkrete Methoden für den Informatikunterricht 26 2.1 Computersimulation 27 2.2 Concept-Mapping 27 2.3 Direkte Instruktion 28 2.4 Entdeckendes Lernen 29 2.5 Experimentmethode 30 2.6 Fallstudie 30 2.7 Gruppenpuzzle 31 2.8 Leitprogramm 32 2.9 Leittextmethode 32 2.10 Lernen durch Lehren 33 2.11 Lernaufgaben 34 2.12 Modellmethode 34 2.13 Planspiel 35 2.14 Portfoliomethode 36 2.15 Problemorientierter Unterricht 37 2.16 Projektmethode 37 2.17 Referat 38 2.18 Reziprokes Lehren 39 2.19 Stationenarbeit 39 2.20 WebQuest 40 Literatur 41 3: Beispiele für den Informatikunterricht 44 3.1 Computersimulation 46 3.1.1 Charakterisierung 46 3.1.2 Unterrichtsbeispiel 47 3.2 Concept-Mapping 52 3.2.1 Charakterisierung 52 3.2.2 Unterrichtsbeispiel 53 3.3 Direkte Instruktion 56 3.3.1 Charakterisierung 56 3.3.2 Unterrichtsbeispiel 58 3.4 Entdeckendes Lernen 61 3.4.1 Charakterisierung 61 3.4.2 Unterrichtsbeispiel 62 3.5 Experimentmethode 65 3.5.1 Charakterisierung 65 3.5.2 Unterrichtsbeispiel 67 3.6 Fallstudie 70 3.6.1 Charakterisierung 70 3.6.2 Unterrichtsbeispiel 72 3.7 Gruppenpuzzle 76 3.7.1 Charakterisierung 76 3.7.2 Unterrichtsbeispiel 77 3.8 Leitprogramm 81 3.8.1 Charakterisierung 81 3.8.2 Unterrichtsbeispiel 83 3.9 Leittextmethode 86 3.9.1 Charakterisierung 86 3.9.2 Unterrichtsbeispiel 87 3.10 Lernen durch Lehren 91 3.10.1 Charakterisierung 91 3.10.2 Unterrichtsbeispiel 92 3.11 Lernaufgaben 98 3.11.1 Charakterisierung 98 3.11.2 Unterrichtsbeispiel 99 3.12 Modellmethode 102 3.12.1 Charakterisierung 102 3.12.2 Unterrichtsbeispiel 103 3.13 Planspiel 105 3.13.1 Charakterisierung 105 3.13.2 Unterrichtsbeispiel 107 3.14 Portfoliomethode 110 3.14.1 Charakterisierung 110 3.14.2 Unterrichtsbeispiel 111 3.15 Problemorientierter Unterricht 113 3.15.1 Charakterisierung 113 3.15.2 Unterrichtsbeispiel 115 3.16 Projektmethode 118 3.16.1 Charakterisierung 118 3.16.2 Unterrichtsbeispiel 119 3.17 Referat 124 3.17.1 Charakterisierung 124 3.17.2 Unterrichtsbeispiel 125 3.18 Reziprokes Lehren 130 3.18.1 Charakterisierung 130 3.18.2 Unterrichtsbeispiel 131 3.19 Stationenarbeit 134 3.19.1 Charakterisierung 134 3.19.2 Unterrichtsbeispiel 135 3.20 WebQuest 139 3.20.1 Charakterisierung 139 3.20.2 Unterrichtsbeispiel 141 Literatur 145 4: Bewertung von Unterrichtsmethoden durch Informatiklehrer 146 4.1 Einführung 146 4.1.1 Unterrichtsmethoden im Informatikunterricht 146 4.1.2 Lernphasen und Wissensprozesse 147 4.2 Fragestellung 147 4.3 Planung der Untersuchung 148 4.4 Bewertung durch Informatiklehrer 149 4.5 Ergebnisse 150 4.5.1 Deskriptive Auswertung 150 4.5.2 Clusteranalytische Auswertung 151 4.6 Schlussfolgerungen 153 Literatur 155 5: Unterrichtsmethoden im Kontext bedeutsamer Lerntheorien 157 5.1 Einführung 157 5.1.1 Bedeutsame Lerntheorien 158 5.1.2 Unterrichtsmethoden und Lerntheorien 159 5.2 Fragestellung 160 5.3 Planung der Untersuchung 160 5.4 Bewertung durch Experten 162 5.5 Ergebnisse 162 5.5.1 Deskriptive Auswertung 162 5.5.2 Statistische Analyse 164 5.5.3 Territorialanalyse 165 5.6 Schlussfolgerungen 168 Literatur 170 6: Lerneffektivität ausgewählter Methoden 172 6.1 Reziprokes Lehren vs. Leitprogramm am Lerngegenstand Suchanfragen 173 6.1.1 Lerngegenstand 174 6.1.2 Fragestellung 176 6.1.3 Forschungsmethode 179 6.1.3.1 Versuchsdesign 179 6.1.3.2 Versuchsdurchführung 180 6.1.3.3 Durchführung des Unterrichts mit reziprokem Lehren 180 6.1.3.4 Durchführung des Unterrichts mit dem Leitprogramm 182 6.1.4 Ergebnisse 182 6.1.4.1 Befunde zum Lernerfolg 182 6.1.4.2 Statistische Auswertung 185 6.1.5 Diskussion 191 6.2 Planspiel vs. Computersimulation am Lerngegenstand Algorithmus 194 6.2.1 Lerngegenstand 194 6.2.2 Fragestellung 198 6.2.3 Forschungsmethode 200 6.2.3.1 Versuchsdesign 200 6.2.3.2 Versuchsdurchführung 202 6.2.3.3 Durchführung des Unterrichts mit Computersimulation 203 6.2.3.4 Durchführung des Unterrichts mit Planspiel 204 6.2.4 Ergebnisse 205 6.2.4.1 Befunde zum Lernerfolg 205 6.2.4.2 Statistische Auswertung 205 6.2.5 Diskussion 209 6.3 Direkte Instruktion vs. WebQuest am Lerngegenstand Information 210 6.3.1 Lerngegenstand 211 6.3.2 Fragestellung 212 6.3.3 Forschungsmethode 215 6.3.3.1 Versuchsdesign 215 6.3.3.2 Versuchsdurchführung 216 6.3.3.3 Durchführung des Unterrichts mit direkter Instruktion 216 6.3.3.4 Durchführung des Unterrichts mit WebQuest 217 6.3.4 Ergebnisse 218 6.3.4.1 Befunde zum Lernerfolg 219 6.3.4.2 Statistische Auswertung 220 6.3.5 Diskussion 222 Literatur 223 7: Ausblick 228 Literatur 230 Stichwortverzeichnis 231 Unterrichtsmethoden sind für den Lernerfolg im Informatikunterricht von entscheidender Bedeutung und bilden auch den Dreh- und Angelpunkt dieses Buches. Unterrichtsmethode wird verstanden als klar umrissener, begrifflich herauslösbarer, selbstständiger, wenn auch integrierter Bestandteil des Unterrichts. Als Beispiele für dieses Verständnis von Unterrichtsmethoden werden unter anderem die Vor- und Nachteile des problemorientierten Unterrichts, des entdeckenden Lernens, der Computersimulation, des Frontalunterrichts und der Modellmethode für die Informatikdidaktik erläutert. So entsteht ein Überblick über 20 verschiedene und für den Informatikunterricht relevante Methoden, die anhand von Vorgehensmodellen und konkreten Beispielen für den Einsatz im Unterricht illustriert werden. Außerdem haben Informatiklehrer die verschiedenen Methoden in Hinblick auf ihre Lerneffektivität eingeschätzt. Der Inhalt Einführung und Überblick Konkrete Methoden für den Informatikunterricht Beispiele für den Informatikunterricht Bewertung von Unterrichtsmethoden durch Informatiklehrer Unterrichtsmethoden im Kontext bedeutsamer Lerntheorien Lerneffektivität ausgewählter Methoden Die Zielgruppen Informatiklehrer Lehramtsstudenten Informatik Der Autor Prof. Dr. Andreas Zendler ist seit 2005 Professor für Informatik und ihre Didaktik an der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg. Seine Forschungsschwerpunkte sind Empirische Informatikdidaktik, Unterrichtsmethoden, eLearning Engineering, multivariate Statistik und Data Science Front Matter ....Pages I-XVII Unterrichtsmethoden für den Informatikunterricht: Überblick (Andreas Zendler)....Pages 1-10 Konkrete Methoden für den Informatikunterricht (Andreas Zendler, Dieter Klaudt)....Pages 11-28 Beispiele für den Informatikunterricht (Andreas Zendler, The Instructional Method Group)....Pages 29-130 Bewertung von Unterrichtsmethoden durch Informatiklehrer (Andreas Zendler, Dieter Klaudt)....Pages 131-141 Unterrichtsmethoden im Kontext bedeutsamer Lerntheorien (Andreas Zendler, Cornelia Seitz, Andreas Fest, Dieter Klaudt)....Pages 143-157 Lerneffektivität ausgewählter Methoden (Andreas Zendler, The Instructional Method Group)....Pages 159-214 Ausblick (Andreas Zendler)....Pages 215-217 Back Matter ....Pages 219-220 Als Beispiele fur dieses Verstandnis von Unterrichtsmethoden werden unter anderem die Vor- und Nachteile des problemorientierten Unterrichts, des entdeckenden Lernens, der Computersimulation, des Frontalunterrichts und der Modellmethode fur die Informatikdidaktik erlautert.