Programmieren in der Schule – Tipps und Tools zum Einsatz im Unterricht

Mit Kindern und Jugendlichen programmieren? Hier bekommt ihr Tipps von unserem neuen Content-Partner App Camps zum Programmieren in der Schule und welche Tools und Methoden ihr dafür im Unterricht einsetzen könnt.

Warum ist Programmieren in der Schule wichtig?

Ein digitales Grundverständnis ist heute für alle Schülerinnen und Schüler wichtig. Denn die Welt ist digital und deshalb brauchen wir digitale Kompetenzen, um die Welt besser zu verstehen. Junge Menschen müssen auch verstehen, was Daten sind, wie sie gespeichert werden, und wo im Internet Daten entstehen. Sie müssen verstehen, was Fake News und Social Bots sind. Und sie müssen verstehen, wie sich Berufe verändern. Programmieren ist ein wichtiger Teil davon – auch wenn es natürlich nicht der einzige ist.

Programmieren mit Scratch und dem App Inventor – Tools für das Programmieren in der Schule

Es gibt mittlerweile viele frei verfügbare Tools zum Programmieren im Unterricht. Viele von ihnen verwenden grafische Programmiersprachen, die gerade für den Einstieg in das Thema sehr gut geeignet sind. Dabei klicken die Schülerinnen und Schüler vorgefertigte Codestücke zusammen. Auch wenn es auf den ersten Blick spielerisch aussieht: Man kann auch mit grafischer Programmierung komplexe Anwendungen programmieren.

Scratch im Unterricht

Scratch ist in Deutschland vermutlich das bekannteste Tool zum Programmieren lernen mit Kindern und Jugendlichen. Entwickelt und bereitgestellt wird es vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Der Professor für Lernforschung Mitch Resnick ist der Leiter des Instituts. In dem interessanten TED Talk “Let’s teach kids how to code” erklärt er, warum er Scratch entwickelt hat.

Ab welcher Altersstufe ist Scratch zu empfehlen? Wir empfehlen, unsere Scratch Unterrichtseinheiten in den Klassenstufen 4 bis 7 einzusetzen. Schülerinnen und Schüler bekommen erste Einblicke in das Thema, programmieren Animationen und Spiele und können eigene Ideen umsetzen. Dabei lernen sie auf spielerische Art und Weise wichtige Konzepte des Programmierens und der Informatik kennen, wie Schleifen, Variablen oder bedingte Anweisungen.

App Inventor

Auch der App Inventor wird vom MIT entwickelt und bereitgestellt. Wie bei Scratch wird auch hier mit grafischer Programmierung gearbeitet. Es gibt allerdings mehr Möglichkeiten und vor allem entstehen dabei richtige Android Apps, die auf Smartphones oder Tablets installiert werden können. Auch der App Inventor eignet sich für den Einstieg in das Thema, erlaubt aber auch schon das Programmieren komplexere Anwendungen.

Unser Unterrichtsmaterial zum App Inventor ist daher für die höheren Klassenstufen 8-12 vorgesehen. Die Programmierblöcke sind in englischer Sprache und die Schülerinnen und Schüler sollten bereits ein Grundverständnis im Umgang mit dem Computer haben. Mithilfe der Unterrichtsmaterialien App Entwicklung im Unterricht programmieren die Schülerinnen und Schüler verschiedene Apps, z.B. eine Spiel, eine Zeichenapp oder ein Quiz. Dabei bekommen die Jugendlichen ein Grundverständnis, wie Apps und Softwareprojekte entstehen. Und sie lernen grundlegende Konzepte der Informatik, wie zum Beispiel Listen, Variablen und Funktionen.

Weitere Tools für den Unterricht

Inzwischen gibt es für fast jedes Niveau und Anlass tolle Tools für das Programmieren in der Schule: Mit dem App Lab von code.org könnt ihr z.B. zusammen mit euren Schülerinnen und Schülern Apps für iOS oder Android Geräte programmieren, Calliope mini ist ein tolles Tool für die Grundschule, thimble ist ein sehr guter Online-Editor und mit Open Roberta lassen sich spannende Hardware-Projekte umsetzen. Welches Tool für euch am besten passt, hängt von vielen Faktoren ab: Welche Jahrgangsstufe, welche Ausstattung hat der Computerraum, wie sind die Einstellungen der Firewall, und vieles mehr. Am besten probiert ihr sie einfach aus!

Tipps zum Programmieren im Unterricht

Mit Unterlagen von App Camps rund um das Thema Programmieren im Unterricht haben Lehrkräfte im vergangenen Schuljahr mehr als 25.000 Schülerinnen und Schüler unterrichtet. In allen Kursen und Workshops mit Kindern und Jugendlichen nutzen wir Methoden aus der agilen Softwareentwicklung.

Was ist agile Softwareentwicklung? Viele Digitalunternehmen arbeiten heute agil. Sie versuchen Entwicklungsprozesse so einfach und schlank wie möglich zu gestalten. Dabei geht es um die Verteilung von Wissen im Team, schnelle Entwicklungszyklen und unbürokratische Prozesse. Insgesamt gibt es verschiedene agile Methoden – für die Arbeit mit Kindern und Jugendlichen haben sich diese drei Methoden bewährt:

Methode 1: Daily Standup

In vielen Firmen treffen sich die Entwicklungsteams täglich zum Daily Standup. Bei diesem Treffen tauscht sich das Team kurz über die Themen vom Vortag und heutigen Tag aus. Danach wissen alle, wer woran arbeitet. Diese Treffen finden oft im Stehen statt (deshalb heißen sie auch Daily Standup). Warum? Stehen ist weniger bequem als Sitzen und das Treffen ist so zwangsläufig kürzer. Und keiner ist abgelenkt von Monitor oder Telefon.

Besonders wenn ihr Programmieren unterrichtet, ist ein Daily Standup hilfreich. Alle Schülerinnen und Schüler treffen sich vorne im Klassenzimmer und ihr besprecht, was in der Unterrichtsstunde passiert. Im Kurs zum Thema App Entwicklung könnt ihr dann zum Beispiel die App zeigen, die in der Stunde programmiert wird. Oder ihr zeigt Tipps zur Programmierung für die jeweilige Schulstunde. Ein schöner Nebeneffekt des Daily Standups: Die Schülerinnen und Schüler können sich nicht hinter den Monitoren verstecken und Login-Fenster an den Computer lenken sie nicht ab.

Methode 2: Pair Programming

Pair Programming bedeutet, dass zwei Personen an einem Computer programmieren. Sie teilen sich einen Monitor und eine Tastatur. Wichtig dabei: Beide denken mit, aber nur eine Person tippt. Die Teams kommunizieren also viel, diskutieren mögliche Lösungswege und lernen voneinander. Durch diese Methode ist die Qualität des Programmcodes besser und es werden weniger Fehler gemacht. Die Paare wechseln sich regelmäßig ab. Und in vielen Unternehmen wechselt auch die Zusammensetzung der Paare immer wieder.

In der Schule haben wir mit Pair Programming sehr gute Erfahrungen gemacht. Weil die Schülerinnen und Schüler über ihre Lösungswege sprechen, lernen sie voneinander und können viele Probleme selbst lösen. Durch Pair Programming lernen die Schülerinnen und Schüler auch, im Team an einem gemeinsamen Projekt zu arbeiten. Wichtig ist, dass man regelmäßig wechselt, wer an der Tastatur ist. Zum Beispiel könnt ihr einen Wecker auf 15 Minuten stellen, und bei jedem Klingeln gibt einen Wechsel an der Tastatur.

Methode 3: Review

Das Gegenstück zum Daily Standup ist das Review. Im Review treffen sich alle wieder, um die Ergebnisse vorzustellen und zu besprechen. Man kann gegenseitig Fragen stellen und von den Lösungswegen der anderen lernen. Und natürlich werden im Review auch die Erfolge gefeiert, etwa wenn ein Entwicklungsprojekt abgeschlossen ist.

Für das Review im Unterricht könnt ihr ca. 10 Minuten am Ende der Unterrichtsstunde einplanen. Auch das Review findet idealerweise vorne im Klassenzimmer im Stehen statt. Die Schülerinnen und Schüler bringen ihre Ergebnisse mit – also zum Beispiel Apps – und stellen sie kurz in der Gruppe vor. Sie erklären ihre Lösungswege, diskutieren Fragen und berichten von geplanten Erweiterungen. Was beim Programmieren auch dazu gehört: man muss erklären, warum gerade beim Review die Version nicht funktioniert. So etwas kommt bei Software regelmäßig vor.

App Camps ist eine gemeinnützige Organisation mit dem Ziel, die digitalen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern zu stärken. Lehrkräfte bekommen kostenlos Zugang zu Unterrichtsmaterialien rund um digitale Themen, zum Beispiel App Entwicklung, Calliope mini, Scratch, Python, Rund um Daten, Fake News und Social Bots.