Entwickeln unsere Kinder Computer-ergänzende Kompetenzen?

Ein Team aus Fachpersonen aus der Informatik, Bildungswissenschaft, Technik und Mathematik hat in diesem Projekt verschiedene Methoden und Werkzeuge entwickelt und erprobt, um die Fähigkeiten im «Computational Thinking» bei Schulkindern zu erfassen. Dabei kamen sowohl technologische Hilfsmittel als auch analoge Verfahren zum Einsatz. Die entwickelten Instrumente wurden in allen Landessprachen sowie auf Englisch umgesetzt und in verschiedenen Sprachregionen der Schweiz bei Kindern und Jugendlichen im Alter von 3 bis 16 Jahren angewendet – über die gesamte Dauer der obligatorischen Schulzeit hinweg.

Beim computergestützten Denken geht es um die Fähigkeit, Probleme in ihre Einzelteile zu zerlegen, Lösungsstrategien zu entwickeln und sie so darzustellen, dass sie von Menschen oder Computern verstanden und ausgeführt werden können. In mehreren nationalen und kantonalen Bildungsstrategien wird computergestütztes Denken als zentrales Element anerkannt. Bis jetzt gab es nur wenige Instrumente zur Messung der Auswirkungen der durchgeführten Massnahmen.

Ziel dieses Projekts war es, Instrumente und Verfahren zur Erfassung von Kompetenzen im Bereich des computergestützten Denken «computational Thinking» bei Schülerinnen und Schülern der obligatorischen Schule zu entwickeln. Diese sollten einerseits einfach von Lehrpersonen eingesetzt werden können und andererseits eine teilautomatisierte Auswertung im grossen Stil ermöglichen. Zudem sollten damit Daten in den verschiedenen Sprachregionen der Schweiz erhoben werden.

Das Hauptziel des Projekts war die Entwicklung theoretisch fundierter und gleichzeitig einfach anwendbarer Instrumente und Verfahren zur flächendeckenden Erfassung von Kompetenzen im Bereich computergestützten Denken an obligatorischen Schulen in der Schweiz. Diese Entwicklungen sind auf zwei Ebenen relevant:

• Für Lehrpersonen, da sie den Unterricht und das Lernen im Bereich «Computational Thinking» wirkungsvoller gestalten können.
• Für das Bildungssystem, da sie eine grossflächige Evaluation der Wirksamkeit kantonaler Strategien zur Förderung der digitalen Bildung im Allgemeinen und des Computer gestützten Denkens im Besonderen ermöglichen.

Drei Hauptbotschaften

1. Bereits sehr junge Schülerinnen und Schüler beider Geschlechter sind in der Lage, komplexe Algorithmen zu entwickeln und zeigen generell Kompetenzen im computergestützten Denken.
2. Gut gestaltete Aufgaben im Bereich «Computational Thinking» ermöglichen es, mit denselben Aktivitäten die Entwicklung dieser Kompetenzen über die gesamte obligatorische Schulzeit hinweg – und darüber hinaus – zu erfassen und zu begleiten.
3. Eine flächendeckende Erhebung von Kompetenzen im computergestützten Denken erfordert keine komplexen Aufgaben oder Verfahren. Insbesondere sind weder künstliche Intelligenz noch tutorielle Systeme notwendig, um eine verlässliche, skalierbare und automatisierbare Bewertung durchzuführen.

Assessing the development of computational thinking skills through an intelligent tutoring system: an exploratory study in the cantons of St Gallen, Vaud and Ticino