Kurs:Fachdidaktik Informatik/Medien und Repräsentationen

Medien

Einleitung

Der richtige Medieneinsatz ist entscheidend bei der Gestaltung einer Unterrichtseinheit. Dabei wird der Begriff „Medium“ im Folgenden für ein „[Hilfs]mittel, das der Vermittlung von Information und Bildung dient (z. B. Buch, Tonband)“ verwendet (Duden). Das Medium ist also der Vermittler von Inhalten, nicht der Inhalt selbst.

Medien bieten den Lernenden die Möglichkeit, Wissen auf unterschiedliche Weise zu erlangen und bilden Gedankenstützen, um jenes Wissen abrufbar zu machen. Gleichzeitig macht der Einsatz von Medien den Schulunterricht attraktiver und für Schüler somit interessanter. Die Auseinandersetzung mit Medien und deren gezielter Einsatz sollten für Lehrende deshalb von enormer Wichtigkeit sein. Für den Informatikunterricht ist dieser Aspekt besonders wichtig, da hier viele Lehrende dem Medium „Computer“ zu viel Aufmerksamkeit zukommen lassen und dadurch andere Medien, wie Bücher und Filme, in den Hintergrund gedrängt werden.

Medienfunktionen

Medien bieten Lehrenden wie Lernenden viele Funktionen an. Sie dienen den Schülern nicht nur zur Veranschaulichung der Lerninhalte (Hubwieser 2001), sondern liefern einen enormen Beitrag dazu, die Lerninhalte zu realisieren und somit das Gelernte besser aufzunehmen (von Martial & Ladenthin 2005).

Medien eignen sich deshalb besonders gut zur Aktivierung. Sie wecken die Aufmerksamkeit und das Interesse der Schüler und lenken diese in die richtige Richtung. Zudem bringen die eingesetzten Medien den Schüler in Gang (von Martial & Ladenthin 2005). Ein guter Start in ein neues Thema kann also durch korrekten Medieneinsatz vollzogen werden.

Für die Schüler hingegen bietet sich die Möglichkeit des parallelen Lernens. Neben den Erklärungen des Lehrers bleiben zudem Bilder oder Filmsequenzen in Erinnerung. Die eingesetzten Medien bilden eine Gedächtnisstütze für die Lernenden (von Martial & Ladenthin 2005). Gleichzeitig regen sie das Denken an und steuern dieses in die gewünschte Richtung. Dies fördert zudem die Strukturierung des Unterrichts und der Lernprozesse. Die Medien zeigen den Schülern darüber hinaus, welchen Wissensstand sie aktuell haben und welche Erwartungen sie an den kommenden Unterricht haben können (von Martial & Ladenthin 2005).

Auch für den Unterrichtenden kann dieser Einsatz von Vorteil sein. Die Medien bieten dem Lehrenden eine starke Entlastung, da die Schüler meist selbstständig damit arbeiten und dies für den Unterrichtenden kurze Pausen gewährt.

In der Informatik allgegenwärtig ist der Begriff der „Abstraktion“. Auch beim Medieneinsatz im Informatikunterricht ist dieser von zentraler Bedeutung. Die Idee, Lernobjekte durch Medien darzustellen, soll den Schülern ermöglichen, die Lerninhalte besser aufzunehmen (von Martial & Ladenthin 2005). Der Lerninhalt wird also auf eine andere Ebene gebracht und sinnvoll reduziert, sodass er für die Schüler besser begreifbar ist.

Nicht zu vergessen ist auch die Funktion der Übung. Anhand von Medien kann – besonders im Mathematik- und Informatikunterricht – das Gelernte verinnerlicht und geübt werden. Ohne diesen Prozess sind Schüler selten in der Lage, Lerninhalte so aufzunehmen, dass sie über längere Zeit abrufbar bleiben.

Medieneinsatz

Medien sollten nach Hubwieser (2001) bestenfalls mit der gekoppelten Schüleraktivität kombiniert werden. Somit ergibt sich folgende Tabelle:

Abbildung 1: Schüleraktivität und Lehr-/Lernverhalten

Der Einsatz von Medien sollte also von dem gewünschten Lehr-/ Lernverhalten abhängen. Zudem sollte man als Lehrkraft für jedes Medium vor seiner Nutzung beurteilen, ob dieses geeignet dafür ist, das gewünschte Lernziel zu erreichen. Nach Hubwieser (2001) sollten Lehrkräfte die einzusetzenden Medien nach drei Aspekten überprüfen:

• Eindeutigkeit: Das Medium ist eindeutig genug, um das Lernziel unmissverständlich und klar erscheinen zu lassen.
• Optimale Erfahrungsquelle: Das Medium repräsentiert den Inhalt so, dass es eine optimale Quelle zum Lernen ist.
• Aufmerksamkeit: Das Medium ist attraktiv genug und regt die Aufmerksamkeit und somit auch zum Lernen an.

Medienbeurteilung

Um Medien besser beurteilen zu können, kann es zudem hilfreich sein, auf einige Fragen aus dem Fragenkatalog von Von Martial und Ladenthin (2005) zurückzugreifen. Hierbei soll das ausgewählte Medium kritisch hinterfragt und somit auf seine Güte getestet werden:

• Welche Lernziele will man mit dem Medium erreichen?
• Entsprechen die Lernziele den Lernvoraussetzungen?
• Können Schüler die Lernziele erfassen?
• Welche sinnvollen Ergebnisse kann man mit dem Medium erreichen?
• Decken die Lernziele des Mediums die Lernziele ab, die die Lehrkraft den Schülern vermitteln will?
• Was muss ergänzt, ausgelassen oder modifiziert werden, um diese Abdeckung zu erreichen?
• Ist das Medium lehrplantreu?
• Ist das nötige Vorwissen angemessen und knüpft das Medium sinnvoll an bereits Erlerntes an?
• Sind die Inhalte des Mediums korrekt?
• Bietet das Medium einen anschaulichen Einstieg in die zu vermittelnden Inhalte?
• Welche Schüleraktivität ermöglicht das Medium?

Verschiedene Medien und deren Vor- und Nachteile

Im Folgenden werden verschiedene Medien, sortiert nach ihrer erstmaligen Einführung, vorgestellt. Es werden zudem die Vor- und Nachteile der Medien und ein Positivbeispiel im Informatikunterricht genannt.

Tafel

Bereits im Jahr 1809 wurde an einer Schule in Philadelphia eine Schultafel genutzt. Heute ist die Tafel das am weitesten verbreitete Medium an deutschen Schulen und in jedem Klassenzimmer aufzufinden. Sie ist ein sehr gutes Textmedium und auf längere Sicht kostengünstig in der Anschaffung. Ein besonderer Vorteil im heutigen Zeitalter ist die Technikunabhängigkeit der Tafel – sie funktioniert ohne Strom und ist somit stets verfügbar. Zudem benötigt die Lehrkraft an der Tafel meist genau so viel Zeit wie die Schüler zum Mitschreiben. Dies hat eine sinnvolle Unterrichtsgeschwindigkeit zur Folge.

Ein Nachteil der Tafel besteht darin, dass das Tafelbild stets von der Handschrift der Lehrkraft abhängig ist. So kann der Anschrieb schnell unleserlich und unübersichtlich werden. Zudem sind keine weiteren Medien integrierbar, was die Attraktivität des Mediums stark einschränkt.

Die Tafel eignet sich somit besonders gut zum Versinnbildlichen. Der Schüler ist (vgl. Abbildung 1) rezeptiv und nimmt das Angeschriebene auf. Im Informatikunterricht ist dies besonders bei der Besprechung von Definitionen von Nöten. Als Beispiel könnte man hierfür, im Teilgebiet der theoretischen Informatik, die Einführung der Sprachen und Chomsky-Hierarchie anführen.

Arbeitsblatt

Das Arbeitsblatt, wie man es heute kennt, wurde schon in den 1940er-Jahren genutzt. Eine korrekte geschichtliche Einordnung ist schwierig. Man vermutet die Ursprünge allerdings bereits zu jenem Zeitpunkt, als die Verbindung zwischen Schrift und Lehren/Lernen erkannt wurde.

Die Erstellung und Bearbeitung eines Arbeitsblattes kann sehr zeitintensiv sein. Zudem kann die Bearbeitung mitunter chaotisch ablaufen, da die Schüler die Arbeitsblätter meist allein oder in einer Kleingruppe, ohne die Anleitung einer Lehrkraft, bearbeiten.

Jedoch hat nach der gemeinsamen Besprechung jeder Schüler die gesammelten Unterrichtsergebnisse vorliegen. Durch die gemeinsame Wiederholung des zunächst selbstständig behandelten Unterrichtsstoffs wird das Gelernte vertieft. Die Lehrkraft kann nun das Arbeitsblatt oder seinen Erwartungshorizont für folgende Klassen überarbeiten und die gesammelten Ergebnisse und das Arbeitsblatt wiederverwenden. Darüber hinaus kann man als Lehrperson das Lernziel mit Hilfe eines Arbeitsblattes klar definieren und abgrenzen.

Das Arbeitsblatt eignet sich besonders für selbstständig-produktive Lernphasen, in denen die Schüler selbst etwas tun. Somit bieten Arbeitsblätter gute enaktive Einstiege in neue Themengebiete. Ein Beispiel im Informatikunterricht wäre die Einführung der Binärzahlen anhand eines Arbeitsblattes. Auf diesem befinden sich Vierecke zum Ausschneiden, welche einen, zwei, vier, acht, usw. Punkte zeigen. Die Schüler müssen diese Vierecke nun kombinieren, um vorgegebene Dezimalzahlen darzustellen. Jedes aufgedeckte Viereck entspricht nun einer Eins, jedes umgedrehte einer Null – es ergibt sich die zugehörige Binärzahl.

Ein solches Arbeitsblatt wurde von dem Computer Science Unplugged-Projekt bereits ausgearbeitet und steht auf deren Homepage als Download mit vielen weiteren Arbeitsblättern zur Verfügung.

Tageslichtprojektor

Schon in den 1930er-Jahren entstand die Idee des Tageslichtprojektors. Die Verbreitung der Projektoren begann circa 1960 mit einem Modell der Firma 3M.

Das Gerät ist für geleitet-produktive Schüleraktivitäten sehr gut geeignet, da durch den Einsatz von Folien auf mehreren Ebenen gearbeitet werden kann. Zudem können Schüler mit selbsterstellten Folien ihre gesammelten Ergebnisse aus Unterrichtseinheiten gut präsentieren und aktiv an dem Medium arbeiten.

Jedoch hängt auch hier das Ergebnis auf der Folie meist von der Handschrift des Präsentierenden ab, da nur selten bereits vorgedruckte Folien genutzt werden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Folien dazu neigen, schnell zu verschmieren, die Folienstifte teuer und die Projektorlampen zu kurzlebig sind.

Trotzdem eignet sich der Tageslichtprojektor als Medium im Informatikunterricht durch die bereits erwähnte Eigenschaft, dass Folien als verschiedene Ebenen genutzt werden können. So kann man beispielsweise das Drei-Ebenen-Modell von Excel anhand von Folien erklären oder verschiedene Datenkurven übereinander legen und vergleichen.

Fernseher

1959 avancierte das Fernsehgerät zum Massenmedium. Nur wenige Jahre danach gelangte das Medium auch an Schulen.

Das Medium ist lediglich zum Beobachten geeignet und wird im Informatikunterricht selten eingesetzt. Jedoch ist das Medium attraktiv für die Schüler und fördert somit ihre Aufmerksamkeit. Zudem haben die gezeigten Videos meist einen Unterhaltungswert, was diesen Effekt noch verstärkt.

Andererseits hat das Einsetzen eines Fernsehgeräts im Unterricht meist zur Folge, dass viel Zeit verloren geht. In den Videos sind viele Informationen enthalten, die für die Schüler nicht unbedingt notwendig sind. Zudem sind in den wenigsten Klassenzimmern Fernseher vorhanden. Im Informatikunterricht selbst könnte man den Fernseher für Dokumentationen über die Geschichte der Informatik oder wichtige Persönlichkeiten nutzen.

Computer/Software

In den 1980er-Jahren kamen die ersten Heimcomputer und somit auch nach und nach die erste Software auf. An den Schulen wurden Computer erst circa zehn Jahre später von interessierten Mathematiklehrern eingeführt. Bis heute kann man nur teilweise von einer flächendeckenden Einführung des Computers sprechen. So kommen heute ungefähr acht Computer auf 100 Schüler. Im Informatikunterricht ist der Computer das wichtigste Medium, da sich die Informatik ja stets mit Digitalrechnern befasst und diese den Mittelpunkt der Informatik als Wissenschaft bilden.

In der Schule ist der Einsatz allerdings schwierig, da Vorwissen und ein guter Umgang mit Computern für einen sinnvollen Umgang nötig ist. Ist dies jedoch vorhanden, bietet der Computer viele Möglichkeiten für die Gestaltung einer guten Unterrichtsstunde an. So sind viele andere Medien, wie beispielsweise Videos oder Tonaufnahmen, auf Computern abspielbar. Dies macht den Computer zu einem Allround-Medium, in welches die meisten anderen Medien integrierbar sind.

Darüber hinaus kann man durch den Computer ein vereinheitlichtes Schriftbild erreichen und hat in Verbindung mit einem Beamer zudem ein sehr gutes Präsentationsmedium vorliegen.

Anhand von Lernsoftware und Programmierumgebungen können Schüler selbst aktiv lernen und anhand eigener Fehler und Probleme der Informatik näher kommen.

Zudem kann man am Computer alles für folgende Schulstunden durch Abspeichern festhalten und das Erarbeitete wiederverwenden. Da die meisten Schüler auch zu Hause einen Computer zur Verfügung haben, können sie das Erlernte darüber hinaus wiederholen und vertiefen.

Der Computer eignet sich daher sowohl zum Beobachten von Sachverhalten, als auch zum selbstständig-produktiven Arbeiten. Bei Projektarbeiten am Computer könnte man beispielsweise die Schüler einen Taschenrechner mit den vier Standardrechenoperationen programmieren lassen, ohne ihnen weitere Vorgaben zu geben. Die Schüler müssten somit alles Nötige selbst recherchieren und dann in einer Programmiersprache realisieren.

Internet

Um das Jahr 1990 erlangte das Internet kommerzielle Nutzung und hatte somit seinen Durchbruch. In den darauf folgenden Jahren wuchs das Internet stark an. Heute ist das Internet allgegenwärtig – der Ausfall des Internets macht sich nach einem Urteil des Bundesgerichtshofs „stark signifikant im Alltag bemerkbar“. Der Zugriff auf das Internet kann somit bereits als Grundrecht in Deutschland angesehen werden, woran man dessen Wichtigkeit in der heutigen Zeit erkennen kann.

In der Schule wird das Internet erst seit einigen Jahren genutzt. Jedoch greift man heute immer häufiger darauf zurück – insbesondere um Recherchen durchzuführen.

Für den Informatikunterricht bietet das Internet viele Möglichkeiten, gleichzeitig jedoch birgt es für die Schüler neue Gefahren – wie Cybermobbing und Internetsucht – und wird von diesen meist nur zur Unterhaltung genutzt.

Jedoch können Schüler im Internet vieles entdecken und selbst anhand von Videotutorials und Wissensplattformen erlernen. Man sollte den Schülern aber auch nahebringen, dass die Korrektheit von Internetartikeln angezweifelt werden sollte. Durch soziale Netze wie „Facebook“ wird zudem das Thema „Datenschutz im Internet“ mehr und mehr Thema im Unterricht. Das Internet wird also inzwischen viel thematisiert, jedoch nur wenig eingesetzt.

Das Internet lässt sich als Medium aufgrund seiner Vielfalt nur schwer in eine der drei Aktivitäten Tun, Beobachten sowie Versinnbildlichen eingliedern. So kann man beispielsweise mit den Schülern die Programmiersprache HTML erlernen und eigene Homepages programmieren, was eine selbstständig-produktive Arbeit von Schülern entspricht.

Man kann das Internet aber auch nutzen, um Lernvideos anzusehen und Dinge zu beobachten.

Wie bereits erwähnt, kann man das Internet aber auch zu Recherchezwecken nutzen oder damit die Schüler lernen, Erlerntes zu vertiefen und zu versinnbildlichen.

Beamer

Der erste kommerziell verfügbare Videoprojektor der Firma Texas Instruments wurde 1996 gebaut. Ungefähr sieben Jahre später, im Jahr 2003, wurden Beamer erstmals an deutschen Schulen genutzt.

Beamer bieten die Möglichkeit, die aktuelle Anzeige eines Computers zu projizieren. Somit können Schüler Präsentationen durchführen oder der Lehrer ein Programm vorstellen. Dadurch kann im Informatikunterricht vieles besprochen werden und der Klasse besonders positive Schülerleistungen vorgestellt werden.

Negativ anzumerken ist beim Beamereinsatz, dass, wie beim Overheadprojektor, viel Platz im Klassenraum nötig ist und eine gute Projektionsfläche in normalen Klassenzimmern meist nicht vorhanden ist. Darüber hinaus sind die Beamerlampen teuer und die Lehrkraft muss mit dem Gerät vertraut sein.

Trotzdem erleichtert der Videoprojektor die Arbeit des Informatiklehrers ungemein, da man so leichter Schülern etwas zeigen oder beibringen kann. So kann man als Lehrkraft den Schülern beispielsweise die korrekten Arbeitsschritte beim Programmieren sichtbar machen. Das Medium ist bei selbstständig-produktiven Schülerphasen enorm sinnvoll einzusetzen, um Fehler, die von mehreren Schülern begangen werden, anzusprechen und zu verbessern. Zudem eignet sich das Medium sehr gut, um Dinge zu beobachten und den Schülern Videos zu zeigen. Gerade im Informatikunterricht stellt der Einsatz meist kein größeres Problem dar, da ein Beamer in den Computerräumen meist vorhanden ist.

YouTube

Die Videoplattform YouTube wurde 2005 gegründet. Seitdem ist das Unternehmen stark im Kommen und ist heute das meistgenutzte Videoportal im Internet.

Im Informatikunterricht ist YouTube heute ein starker Konkurrent zum Fernsehen. So findet man die meisten relevanten Videos online und muss nicht extra einen Fernseher in den Klassenraum bringen und die Videos zusammensuchen. Da die Unterrichtsräume meist Computer und Beamer aufweisen, kann somit viel Zeit gespart werden.

Zudem ist das Videoportal für Schüler sehr attraktiv, was die Lernfreude stark beeinflussen kann.

Da auf dem Portal lediglich Film- und Tonmaterial zu finden ist, eignen sich YouTube und andere Videoportale sehr gut zum Beobachten.

Smartboard

Das erste interaktive Whiteboard wurde bereits 1991 von der Firma Smarttech vorgestellt. An deutschen Schulen sind heute circa 26.000 Whiteboards vorhanden. In Großbritannien hingegen sind die Schulen bereits mit ungefähr 500.000 Whiteboards ausgestattet.

Das Gerät verfügt über einen Beamer und eine Projektionsfläche, die man durch Berührung bedienen und an der man mithilfe von speziellen Stiften arbeiten kann. Die entstandenen Tafelbilder kann man dann speichern und weiterverwenden. Zudem erlaubt das Smartboard die Einbindung anderer Medien, wie Filmmaterial und Bilder.

Das Medium ist vergleichsweise sehr neu und so finden sich bisher nur wenige Lehrkräfte, die damit gut umgehen können. Ein Problem ist, dass die Whiteboards zudem meist zu lehrerzentriert genutzt werden, was den eigentlichen Sinn des Mediums in Frage stellt. Ein weiterer Kritikpunkt sind die hohen Anschaffungskosten des Geräts. In vielen Fällen werden dann nur wenige Funktionen des Whiteboards genutzt und das Gerät wird als Tafelersatz herangezogen.

Die Nutzung von interaktiven Whiteboards ist also schwierig, kann aber viele Vorteile bringen. Das Gerät eignet sich nämlich sehr gut für selbstständig-produktive und geleitet-produktive Unterrichtsphasen. Des Weiteren ist das Smartboard für die Schüler überaus attraktiv, da es eine vollkommen neue Art des Entdeckens und Lernens bereitstellen kann.

Im Informatikunterricht könnte man beispielsweise eine Simulation eines Computeraufbaus an dem Whiteboard zeigen und die Schüler können dann jeweils ein Bauteil benennen und dieses aus dem Computer herausnehmen. Dann versucht man gemeinsam den Computer wieder zusammenzubauen. Aber auch Datenbankenstrukturen oder Algorithmensimulationen können sehr gut mit Smartboards vorgestellt und durchgespielt werden.

Gliederung der Medien nach Dale

Auch der Pädagoge Edgar Dale gliederte verschiedene Medien nach dem Grad ihrer Anschaulichkeit und den drei gekoppelten Schüleraktivitäten Versinnbildlichen, Beobachten und Tun. Dale veranschaulichte dies in seinem Erfahrungskegel, den er 1954 publizierte.

Abbildung 2: Erfahrungskegel nach Dale(1954)

Dales Anordnung der Medien deckt sich mit der bereits durchgeführten Einordnung der angesprochenen Medien im Informatikunterricht. Dale ordnet alles Geschriebene und Gesprochene der Schüleraktivität „Versinnbildlichen“ unter. Fernsehen, YouTube, Präsentationen mit Computer und Beamer und der Einsatz von Tageslichtprojektoren, würden nach Dale unter die gekoppelte Aktivität „Beobachten“ fallen. Die Nutzung von interaktiven Whiteboards und Computern im Informatikunterricht wären nach Dale eine unmittelbar zweckvolle oder eine zubereitete Erfahrung, die er unter den Aspekt „Learning bei Doing“ also „Tun“ stellt.

Medienkompetenz

Der Einsatz von Medien erfordert nach Kielas, Malon & Otto (2002), dass Lehrende in der Lage sind, Technologien zu beurteilen und diese zielgerichtet einsetzen können. Dieses Können bezeichnet man als Medienkompetenz.

Auch für Kommer (2000) ist Medienkompetenz weit mehr als die „Fähigkeit, den Einschaltknopf von Fernseher und Computer zu finden!“

Kommer (2000) untergliedert Medienkompetenz in vier weitere Aspekte, über welche man als Lehrkraft verfügen sollte: die Medienkritik, die Medienkunde, die Mediennutzung und die Mediengestaltung.

Abbildung 3: Medienkompetenz nach Kommer (2000)

Lehrer sollten also eingesetzte Medien kritisch hinterfragen und die Mediennutzung von Jugendlichen privat und in der Schule analysieren und reflektieren. Die Lehrer sollten zudem mit den Medien umgehen können, welche sie im Unterricht einsetzen wollen. Insbesondere Informatiklehrer sollten mit Computern und Software bestens vertraut sein.

Kommer (2000) zählt des Weiteren die Mediennutzung selbst zur Medienkompetenz. Für ihn ist selbst die passive Nutzung von Medien ein wichtiger Bestandteil, da Medien sowohl zum Informationsgewinn, als auch zum Wissenserwerb und zur Unterhaltung genutzt werden können. Die Lehrkräfte bilden sich also durch die eigene Mediennutzung fort und können ihren fachlichen Horizont erweitern.

Die Mediengestaltung umfasst den Prozess, Medien kreativ und anders zu nutzen. Hier steht die Entwicklung von einer individuellen Medienbenutzung im Vordergrund. Lehrer sollten nach Kommer (2000) Medien selbst produzieren, was neue Lehr- und Lernformen zur Folge haben kann.

Auch eine starke Fokussierung auf einen Medientyp kann zur Folge haben, dass viele andere Erfahrungen der Schüler auf der Strecke bleiben. Besonders im Informatikunterricht ist ein Wechsel der Medien also sehr wichtig. Schüler fühlen sich dadurch meist motivierter – der Wechsel der Medien bringt Abwechslung in den Schulalltag, was die Aufmerksamkeit der Schüler wecken kann.

Nach Schiffer (2006) ist es allerdings wichtig, dass stets die Lernbedürfnisse der Schüler im Vordergrund stehen und nie das Medium selbst. Auch eine stetige Auseinandersetzung mit Medien und Diskussion über Medien mit den Schülern sollte man als Lehrkraft anstreben.

Einzelnachweise und Quellen

Quellen

• Hubwieser, P. (2001). Didaktik der Informatik. (1. Korrigierter Nachdruck). Berlin, Heidelberg, New York: Springer.
• Kielas, W., Malon,K. & Otto,T. (2002). Neue Medien in Lehr-/Lernsituationen. LOG IN, 120, 26.
• Kommer, S. (2000). Medienkompetenz. LOG IN, 20(5), 13-15.
• Schiffer, S. (2006). Was ist echte Medienkompetenz? und was nicht! http://www.medienverantwortung.de/wp-content/uploads/2009/07/Medienerziehung_Medienverwahrlosung_0.pdf (Stand: 02.03.2013, 11:58 Uhr)
• Stankiewicz, M. http://www.personal.psu.edu/mas53/timln800.html (Stand: 01.03.2013)
• Von Martial, I. & Ladenthin, V. (2005). Medien im Unterricht (2., korrigierte und überarbeitete Auflage). Hohengehren: Schneider.
• Wünsch,S. (2013). http://www.dw.de/bgh-internet-ist-ein-grundrecht/a-16549914 (Stand: 15.02.2013)
• http://csunplugged.org/sites/default/files/books/CS_Unplugged-de.pdf (Stand: 01.03.2013)
• http://www.duden.de/rechtschreibung/Medium_Vermittler_Traeger (Stand: 03.03.2013, 20:32 Uhr)
• http://www.focus.de/schule/dossiers/neue-medien/pisa/ausstattung_aid_27124.html (Stand: 01.03.2013)
• http://www.smarttech.com/About+SMART/About+SMART/Newsroom/Quick+facts+and+stats (Stand: 01.03.2013)
• http://www.teachersnews.net/artikel/nachrichten/unterricht/009394.php (Stand: 01.03.2013)
• http://widawiki.wiso.uni-dortmund.de/index.php/Arbeitsblatt (Stand: 08.04.2009, 11:05 Uhr)
• http://de.wikipedia.org/wiki/3M (Stand: 25.02.2013, 22:10 Uhr)
• http://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_des_Fernsehens#Entwicklung_zum_Massenmedium_ab_1950 (Stand: 17.02.2013, 19:29 Uhr)
• http://de.wikipedia.org/wiki/Projektor#Projektoren_mit_elektronischer_Bilderzeugung (Stand: 25.02.2013, 09:49 Uhr)
• http://wiki.zum.de/Beamer_im_Unterricht (Stand: 02.06.2012, 11:43 Uhr)
• http://www.youtube.com/t/about_youtube (Stand: 01.03.2013)

Repräsentationsformen

Einleitung

Das Ziel jeder Unterrichtseinheit ist es, dem Schüler Wissen und Wege beizubringen, die neue Aufgaben und Probleme lösen. Schüler stehen jedoch oft vor dem Problem schwierige Inhalte nicht zu verstehen und können folglich auch mit neuen Problemen nur sehr schwer umgehen.
Besonders im Informatikunterricht steht man vor der Schwierigkeit, dass viele der Themen sehr abstrakt sind da ein großteil des behandelnden Unterrichtsstoffes rein Virtuell ist, man kann das Betriebssystem nicht anfassen und von alllen Seiten betrachten, wie es beispielsweise mit einem Parallelogramm im Mathematikunterricht möglich ist.
Man muss diese Abstraktion entschärfen und gleichzeitig einen Weg finden den Schülern den Wissensinhalt beizubringen.

Eine Lösung für dieses Problem stellen Repräsentationsformen dar.
Das Wort Repräsentation leitet sich von dem lateinischen Wort „praesentare“, welches „vorzeigen“ oder „vorführen“ bedeutet, ab. Repräsentation heißt also, auf etwas Aufmerksam machen oder etwas „vergegenwärtigen“.
Wie Schüler lernen ist besonders von dem Alter der Schüler abhängig, gerade Kinder lernen mit dem dem spielerischen Ausprobieren von konkreten Gegenständen besser, da sie sich bestimmte Abläufe und Vorgehensweisen direkt vorstellen und sehen können. Dies benötigt jedoch häufig einen großen Aufwand, da bestimmte Gegenstände oder Modelle oft aufwendig hergestellt werden müssen.
Je älter die Kinder werden, desto zugänglicher werden sie als Jugendliche für Erklärungen in Text- oder in Bildformen.
Abstrakter als der direkte Umgang mit den Gegenständen, aber gleichzeitig anschaulicher als die Auseinandersetzung mit Text, Begriffen und Symbolen, ist die bildliche Darstellung eines Vorgangs. Man kann einen gewissen Sachverhalt als Analogie festhalten und ihn später immer wieder durch Assoziationen mit dem Bildsymbol in Erinnerung rufen. Auch der Zeit- und Materialaufwand einer bildlichen Darstellung ist im Allgemeinen sehr gering.
Die bildliche Darstellung kann als Grundlage für eine effektive symbolische Veranschaulichung dienen.
Die symbolische Darstellung liefert einen guten Abschluss des Themas, in dem gefunden Ideen und Ergebnisse mit Begriffen,Texten und Wörtern dargestellt werden.

Die verschiedenen Handlungsebenen

Jerome Bruner(*1915) hat die Repräsentationsformen, aufbauend auf Jean Pieaget, in drei verschiedene Handlungsebenen klassifiziert. Dies ist auch unter Bruner's E-I-S-Prinzip bekannt.
Die einzelnen Ebenen sind die folgenden:

Handelnde Ebene (Enaktiv)

• Erfassen von Sachverhalten durch eigenes Tun
• weckt Interesse und Neugier
• ist bei Kindern besonders ausgeprägt, sie lernen durch eigenes Handeln, Abtasten und Beobachten
• Operation mit konkreten Gegenständen
• entdeckend lernen (operative Verfahrensweise)

Fazit: Schüler erhalten hier qualitative unterschiedliche Ergebnisse, das heißt diese Methode ist weniger präzise.

Bildhafte Wahrnehmung (Ikonisch)

• Festhalten der Erfahrungen
• Sachverhalte darstellen durch Bilder
• Abläufe werden durch Visualisierungen dargestellt
• bildliche Darstellung der Handlung

Fazit: Bei dieser Methode muss der Lehrer dem bildlhaften Symbol eine klare Bedeutung zuordnen

Sprachliche Stufe (Symbolisch)

• Sachverhalte darstellen durch Symbole (Text, Zeichen)
• Intuitive Vorstellung sollte jedoch bereits vorhanden sein
• präzise und kompakt sein
• muss in engem Bezug zu der ikonischen Ebene stehen

Fazit: Auch hier ist es wieder notwendig, dass der Lehrer die Symbole eindeutig definiert, da die Sprachliche Stufe vielbedeutend und dadurch schwer verständlich ist.

Das Besondere an diesen drei Repräsentationsebenen ist, dass sie sich sowohl aufeinander beziehen und aufbauen lassen, als auch dass jeder Mensch die Begabung hat, flexibel zwischen ihnen wechseln und mit ihnen arbeiten kann.
Gerade dieser Wechsel ist, nach Bruner, sehr wichtig, da Denkoperationen und Lernvorgänge am besten auf allen drei Ebenen stattfinden und durchgearbeitet werden sollen. Diese Vernetzung der Wahrnehmungsebenen erhöht den Lernerfolg.

Besonderheiten der enaktive Handlungsebene

Die enaktive Repräsentationsform eignet sich sehr gut für den Beginn und Einstieg in ein neues Thema. Die Schüler können sich mit dem Gegenstand oder Modell auseinandersetzen, mit ihm arbeiten und gleichzeitig wird der Stoff besser im Gedächtnis verankert.
Um auf der enaktiven Ebene zu arbeiten, muss man nicht immer mit physischen Gegenständen lernend umgehen, es gibt neben der echten enaktiven Repräsentation noch zwei weitere verschiedene enaktive Repräsentationsebenen:

• Semi-Enaktiv: Hier führt nur der Lehrende eine enaktive Demonstration vor, die Schüler beobachten den Lehrer und haben selbst kein enaktives Material zur Verfügung.

Da der Informatikunterricht sich im Allgemeinen nicht an Kinder richtet, sondern oft erst in der Mittelstufe eingeführt wird, ist es zumeist nicht notwendig, die Schüler mit großem und zeitintensiven Aufwand enaktiv zu beschäftigen.

Ein Beispiel hierfür wäre ein selbstgebauter Lego-Mindstorm-Roboter, der einen bestimmten Algorithmus durchführt. Es reicht hierbei, wenn der Lehrende nur einen Roboter mitbringt und ihn selbst den Schülern vorführt.

• Virtuell-enaktiv: Hier werden enaktive Vorgänge nicht mehr physisch in der Realität vorgeführt. In einer computergestützten Umgebung wird mit Objekten gearbeitet und diese werden verändert.

Diese Repräsentation kann im Informatikunterricht häufig eingesetzt werden, da sehr viele Themen oder informatische Objekte aufwändig herzustellen oder zu teuer sind um sie im Unterricht vorzuführen.

Beispiele für eine virtuell-enaktive Lernumgebung sind zum einen Vorführungen von Schritt-für-Schritt Abläufen komplizierter Algorithmen am Computer oder auch dem Steuern von fiktiven Robotern vom Bildschirm aus.

Hierbei ist zu beachten, dass diese zwei oben genannten Repräsentationsformen sich an Jugendliche oder erwachsene Schüler richten, Kinder sollten eher Gebrauch von der echten enaktiven Repräsentation machen.

Vorbereitungsaufwand einer enaktiven Repräsentation

Die enaktive Repräsentationsform ist aufgrund des aktiven Engagements der Schüler und dem dadurch erweckten Interesse eine sehr empfehlenswerte Repräsentation. Jedoch muss man berücksichtigen, dass man sich eine enaktive Repräsentation nicht einfach in einer Fünfminutenpause überlegen kann. Der Lehrer braucht eine motivierende Idee, die sich effektiv ausbauen lässt. Diese Vorbereitung benötigt im Allgemeinen viel Zeit- und oft auch einen großen Materialaufwand des Lehrers, der nicht zu unterschätzen ist. Man muss hier immer abwägen, ob sich der Aufwand für den entsprechenden Lernzuwachs lohnt.
Man kann den Vorbereitungsaufwand einer enaktiven Repräsentation in drei verschieden Kategorien unterteilen:

• Überall vorhanden: Manche Anschauungsbeispiele sind in fast jedem Unterrichtszimmer vorzufinden, selbst die Schüler und Schülerinnen können zur Demonstration und Mitarbeit dienen. Man kann sie überall platzieren, Anweisungen geben und mit ihnen so spielerisch einen Lernprozess durchführen, dies bietet den Schülern eine Abwechslung und macht aus der Klasse ein Team.
  

• Einfach hergestellt: Darunter versteht man Materialien, die schnell und preiswert erhältlich sind, die in genügend großer Menge beschafft werden können, so dass die Schüler selbst enaktive Lernerfahrung sammeln können. Die vorbereiteten Materialien die mühelos in ein Klassenzimmer transportiert werden können.Solche Materialen sind beispielsweise Papier, Karton, Gummibände und Papprollen.
  

• Aufwändig in der Herstellung: Dazu zählen Materialen, die durch viel Mühe und Aufwand hergestellt werden müssen oder auch schwer zu transportieren sind. In dieser Kategorie muss man besonders auf die Ausgleichung des Vorbereitungsaufwand-Lernzuwachs-Ertrages achten. Denn der Einsatz eines Lego-Roboters, der den Sortieralgorithmus in unterschiedlichen Schritten darstellt, jedoch vorher in vielen Stunden zusammengebaut wurde, lohnt sich nicht für eine kurze Demonstration oder Einstieg in das Thema. Wenn das Material lange oder immer wieder im Unterricht beispielsweise in unterschiedlichen Klassenstufen eingesetzt wird, lohnt sich der Aufwand.
  

Nach der theoretischen Ausführung und Bewertung des E-I-S-Modells schließt sich im Folgenden ein Anschauungsbeispiel aus dem Informatikunterricht an.

Unterrichtsbeispiel

Ein sehr gutes E-I-S-Unterrichtsbeispiel ist, das Thema „Binärzahlen“.
Die „Binärzahlen“ sind ein einfaches Thema, das jedoch bei jungen Schülern, durch die neue Zähl- und Schreibweise, oft schwer verstanden oder missverstanden wird. Diese Schwierigkeit kann im Unterricht durch den Einsatz von fünf kleinen Kärtchen und einem Arbeitsblatt behoben werden.
Auf den Kärtchen sollten eine verschiedene Anzahl von Punkten sein, wie im Bild unten zu sehen ist: 1, 2, 4, 8, und 16 Punkte.

Punktekärtchen

Nun kann der Lehrer mit den Schülern zusammen die Karten betrachten und Besonderheiten und Strukturen feststellen, wie zum Beispiel die verschiedene Anzahl der Punkte und deren Veränderung von Karte zu Karte.
Der Lehrer erklärt, dass eine zugedeckte Karte eine „0“ in Binärzahlenschreibweise symbolisiert und eine aufgedeckte Karte eine „1“. Daraufhin führt der Lehrer selbst vor, wie man mit den Karten, also auch in Binärzahlenform, bestimmte Zahlen durch Auf- und Zudecken einfach darstellen kann (semi-enaktiv). Beispielsweise wie in der Gragik unten zu sehen ist: Die Zahl 18 oder in Binärzahlschreibweise 10010.

Die Zahl 18 mithilfe der Punktekärtchen dargestellt

Danach bekommt jeder Schüler ein eigenes Arbeitsblatt, auf dem allgemein erklärende Theorie über Binärzahlen und die Verbindung zur Informatik dargestellt wird. Ebenso ist dort die Anleitung zu finden, wie man mit den Kärtchen umgeht und leichte Aufgaben, die das Schema der Binärzahlen verdeutlichen sollen. Die Schüler dürfen jetzt selbst spielerisch den Umgang mit Binärzahlen trainieren.
Daraufhin kann der Lehrer mithilfe der Karten, ikonisch die Idee der Binärzahlen festhalten und danach mit einem Heft- und Tafelaufschrieb das Thema abschließen.

Quellen

• Hubwieser, P. (2001). Didaktik der Informatik. (3. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer

• Hartmann, W. (2007). Informatikunterricht planen und durchführen (1. Korrigierter Nachdruck). Berlin, Heidelberg, New York: Springer

• Schubert, S./ Schwill, A. (2004). Didaktik der Informatik. (1. Auflage). München, Elsevier GmbH

• Humbert, L. (2005). Didaktik der Informatik mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial.(2.Auflage). Wiesbaden, GWV Fachverlage GmbH

• http://csunplugged.org/sites/default/files/books/CS_Unplugged-de.pdf (Stand 10.04.2013)

• Hartmann W., Näf M., Reichert R.: Informatikunterricht planen und durchführen. Springer Verlag 2006.

http://www.swisseduc.ch/informatik-didaktik/informatikunterricht-planen-durchfuehren/5-techniken/docs/abstraktes-begreifbar-machen.pdf

• Koerber,S. Der Einfluss externer Repräsentationsformen auf proportionales Denken im Grundschulalter :http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2001/84/pdf/koerber_susanne.pdf

• http://mathematik.ph-weingarten.de/~baireuther/download/einf-grundvorstellungen.pdf (Stand 10.04.2013)
• http://www.grevsmuehl.de/material/forschung/2-1%20Allgemeine%20Studien/DIFF-Heft-%20PDFs/2.%20Handlungsorientirerung%20und%20Veranschaulichung.pdf (Stand 10.04.2013)
• http://www.mohr.lehrer.belwue.de/phlb/skripte/auerst/sonderpaed9-folien.pdf (Stand 10.04.2013)