Algorithmen in Informatik und Medienbildung

Algorithmen – von den Grundlagen bis zum Mikrokontroller

Was sind Algorithmen? Was sind ihre Grundlagen? Wie werden sie vermittelt? Mit RAAbits Unterrichtsmaterial für Ihren Informatikunterricht lernen Ihre Schüler:innen die Grundlagen zum Thema Algorithmen als präzise formulierte Handlungsvorschriften kennen. Sie erstellen anhand von lebensweltnahen Beispielen selbst Algorithmen und gehen ihre ersten Schritte beim Formulieren von Abläufen mittels Pseudocode. Ihre Lernenden

• verstehen den Begriff Algorithmus,

• lernen Flussdiagramme und Struktogramme kennen,

• entdecken die algorithmischen Grundstrukturen Sequenz, Verzweigung und Schleife oder

• beschreiben die Prinzipien verschiedener Sortieralgorithmen.

Auch das Grundprinzip des Euklidischen Algorithmus wird von Ihrer Klasse erarbeitet und angewendet. Nach der Einführung der Grundlagen bietet sich die Arbeit mit einem Mikrokontroller an. Nutzen Sie die Unterrichtsbeiträge von RAABE, um Ihre Klasse in den Aufbau und die Funktionsweise vom Arduino einzuführen. Am Beispiel einer Ampelschaltung entdecken die Lernenden die einzelnen Bauteile und bringen sie in einem Projekt zusammen. Erste Einblicke in Hardwarekomponenten, die Programmierung und algorithmisches Denken bietet der Mikrokontroller Calliope mini. Die Lernenden programmieren ihn selbstständig mithilfe webbasierter Entwicklungsumgebungen wie Microsoft Make Code und nutzen vielfältiges Zubehör wie CO2-Sensor, Motoren oder Feuchtigkeitssensor.

Programmieren unterrichten – von Scratch bis Python

Programmieren lernen ist für viele Schüler:innen nicht einfach. RAABE unterstützt Ihre Klasse mit vielfältigen und kreativen Methoden und Themen: vom Einstieg in die Informatik bis zum Programmieren von Algorithmen. Mit einem Roboterspiel führen Sie Ihre 5. oder 6. Klasse spielerisch an das Programmierverständnis heran. Die Lernenden verstehen ein Programm als Folge von Anweisungen, geben Anweisungen in korrekter From und entwickeln ein Grundverständnis der Programmierung. Im Anschluss bietet sich der Übergang in eine einfache Programmierumgebung wie Scratch an: Ihre Klasse übt sich in ersten kleinen Programmen rund um das Zeichnen von Linien und geometrischen Figuren wie einem Quadrat, einem Achteck und einem Kreis. Anschließend programmieren die Lernenden ein erstes kleines Frosch-Spiel, um die wesentlichen Programmierblöcke spielerisch kennenzulernen. Für die späteren Klassenstufen nutzen Sie zum Beispiel Beiträge zum Programmieren mit Python: Die Lernenden verstehen anhand dieser textbasierten Programmiersprache die wichtigsten Befehle und wenden diese in Python-Grundfunktionen an. Anschließend festigen sie ihre Kenntnisse durch die Programmierung eines eigenen Spiels. Die Entwicklungsergebnisse werden dann anhand eines Kriterienkatalogs von den Lernenden gegenseitig bewertet.