Programmieren eines Geschicklichkeitsspiels: Eine Unterrichtseinheit für den gymnasialen Informatikunterricht in Klasse 7

Von Florian Koch, Julia Maria Merk und Ruben Pflüger

Problemlösend, selbstständig und kreativ an einem Projekt arbeiten – all das ist möglich beim Programmieren. Längst überholt ist die Vorstellung, dass Programmieren nur etwas für IT-Spezialist:innen ist. Die Grundlagen zum Programmieren kann jeder lernen. Aufgrund der zunehmenden Digitalisierung der Arbeitswelt und des Alltags wird die Fähigkeit, Computerprogramme mithilfe einer Programmiersprache schreiben zu können, immer wichtiger – Programmieren ist eine Fähigkeit für die Gegenwart und die Zukunft.

Wie können sich Schüler:innen nun möglichst spielerisch, kreativ und eigenständig Programmierkenntnisse im Unterricht aneignen, beziehungsweise diese festigen? Mit der Beantwortung dieser Frage haben wir uns im Rahmen der Zusatzqualifikation “Informations- und Medienkompetenz” der Heidelberg School of Education im Projektseminar des Sommersemesters 2021 unter der Leitung von Wiebke Thumfart beschäftigt. So konzipierten wir eine Unterrichtseinheit für den gymnasialen Informatikunterricht einer 7. Klasse (Aufbaukurs Sekundarstufe I). Die Unterrichtseinheit ist zum Ende der 7. Klasse als Abschlussprojekt angesetzt, um mit den Schüler:innen Fachbegriffe und Konzepte der Informatik zu wiederholen und zu festigen. Im Präsenzunterricht bearbeiten die Schüler:innen einen Moodle-Kurs, bei dem die Abschlussaufgabe darin besteht, ein Geschicklichkeitsspiel zu programmieren. Voraussetzung für die Unterrichtseinheit ist, dass die Schüler:innen bereits Schleifen und Bedingungen programmiert haben. Das Vorwissen der Schüler:innen wird dabei im Moodle Kurs über interaktive Inhalte, sogenannte H5P-Inhalte, abgefragt. Neu eingeführt werden Variablen. Beim Programmieren arbeiten die Schüler:innen mit der einsteigerfreundlichen, blockbasierten Programmiersprache SNAP!.

Startseite des Moodlekurses (Screenshot: Autor:innen)

Bildungsplanbezug

Das Geschicklichkeitsspiel baut thematisch auf den Lerninhalten des Bildungsplans für Klasse 7 in allgemeinbildenden Gymnasien in Baden-Württemberg auf. Es werden gewisse Lerninhalte vorausgesetzt und auch wiederholt.

Im Bereich der inhaltsbezogenen Kompetenzen wird schwerpunktmäßig Abschnitt 3.1.2 Algorithmen (S.18) zielorientiert erarbeitet. Dabei werden die Punkte 1 und 2 wiederholt. Dazu stehen verschiedene H5P-Inhalte zur Verfügung. Im Spiel selbst sollen Variablen als änderbare Wertespeicher, konkret als Speicher für Punktestand und Kostüme angewendet werden. Dabei müssen Codeabschnitte auf ihre Wirkungen untersucht (Schleifen und Bedingungen), Algorithmen zu den gegebenen Problemstellungen entworfen (Zeit und Punktestand) und in das Spiel mit Hilfe der visuellen Programmierumgebung implementiert werden.

Im Bereich der prozessbezogenen Kompetenzen werden die Abschnitte 2.1 bis 2.4 behandelt. Die Programmieroberfläche Snap! erlaubt es, schon während des Programmierens durch Code-Betrachtung Erkenntnisse über das Verhalten der Objekte und Programme gezielt zu testen. Durch die Struktur des Kurses werden die Handlungsschritte chronologisch geordnet und Teillösungen mit Hilfe von H5P-Inhalten erarbeitet. Am Ende sollen mit Hilfe einer Abschlussdokumentation die Fachsprache geübt und Ergebnisse beschrieben werden. Die Teillösungen werden zu einem Ergebnis zusammengesetzt.

Aufbau der Unterrichtseinheit

Der Kurs besteht aus einzelnen Lernbausteinen mit je einem eigenen Schwerpunkt. Ziel ist es, am Ende der Lerneinheit ein Geschicklichkeitsspiel zu programmieren, das bestimmte Objekte enthält. Die Anforderungen variieren je nach gewählter Schwierigkeitsstufe und erlauben eine zieldifferente Bearbeitung. Dabei bieten auch die Lernbausteine die Möglichkeit, weiterführende Inhalte wahrzunehmen und den Lernfortschritt festzuhalten. Der Kurs beginnt mit einer Einführung und der Vorstellung der Programmieroberfläche. Dies wird mit Hilfe von H5P-Inhalten veranschaulicht. Dabei werden Schleifen und Bedingungen wiederholt, deren Inhalt und Anwendung ebenfalls mit Hilfe von unterschiedlichen H5P-Inhalten vertieft und angewendet werden sollen. Die beiden Schwerpunktthemen Algorithmen und Variablen werden als Blöcke in einzelnen Lektionen behandelt. Zu jeder Lektion stehen H5P-Inhalte zur Übung und Vertiefung zur Verfügung. Auch werden hier schon Teilergebnisse erarbeitet und Tipps zur Programmierung gegeben. Die Teilergebnisse sollen dann bei der eigentlichen Programmierung des Spiels einfließen. Den Abschluss bildet ein Portfolio, das die Lernenden mit dem programmierten Spiel abgeben sollen.

Ausschnitt des Ballonspiels in SNAP! (Screenshot: die Autor:innen)

Fazit

Das eigenständige Entwickeln eines Moodle-Kurses inklusive eines eigenen Spiels hat uns große Freude bereitet und uns einige Möglichkeiten aufgezeigt, wie man mit Schüler:innen eine projektbasierte Aufgabe mithilfe von H5P und Moodle Inhalten erstellen und bearbeiten kann.

ePortfolio und eDokumentation zur eigenständigen Reflexion (Screenshot: die Autor:innen)

Florian Koch, Julia Maria Merk und Ruben Pflüger
Universität Heidelberg

Quelle

Bildungsplan für das Land Baden – Württemberg im Fach Informatik 8 Aufbaukurs) am Gymnasium von 2016 (BP2016): http://www.bildungsplaene-bw.de/,Lde/LS/BP2016BW/ALLG/GYM/INF7/IK/7/02#bplink-infolayer[4616657f]/0/ (Stand: 24.05.2021)