Digitale Grundbildung ohne Netzwerk: Algorithmen, die ohne Gerät funktionieren

Digitale Grundbildung funktioniert auch ohne Geräte, wenn Algorithmen zuerst auf Papier und mit Karten erarbeitet werden. Schleife, Bedingung und Variable lassen sich als Handlungen im Klassenraum erleben, bevor die Syntax einer Programmiersprache dazukommt. Der Wechsel an den Computer gelingt danach schneller, weil die Begriffe schon tragen.

Material zu diesem Artikel

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Warum die Geräte so oft das Hindernis sind

Geräte sind im Schulalltag selten vollständig verfügbar. Das Netzwerk bricht ein, die Anmeldung dauert, ein Teil der Klasse hat kein funktionierendes Gerät. Wer die Stunde darauf aufbaut, verliert 15 Minuten, bevor die erste Aufgabe beginnt. Eine Reihe ohne Gerät als Einstieg ist deshalb keine Notlösung, sondern ein Plan, der unabhängig von der Technik funktioniert und fachlich gut begründet ist.

Vier Übungen für die ersten Stunden

• Anweisungskarten: Eine Gruppe schreibt eine Folge von Anweisungen auf Karten, etwa den Weg von der Tür zum Fenster. Eine zweite Gruppe führt sie genau aus und markiert jeden Punkt, an dem sie nicht eindeutig war.
• Sortieren mit Zahlenkärtchen: Die Klasse sortiert Kärtchen nach einem selbst gefundenen Verfahren und schreibt es als Algorithmus auf. Verfahren werden verglichen, nach Schritten gezählt und verbessert.
• Fehlersuche: Ein vorbereiteter Algorithmus enthält zwei Fehler. Die Klasse führt ihn aus, bis der Fehler auffällt, und markiert die Stelle.
• Bedingungen als Entscheidungsbaum: Aus einer Alltagsregel, etwa der Entscheidung über den Pausenhof bei Regen, wird ein Diagramm mit Ja-Nein-Verzweigungen.

Alle vier Übungen lassen sich in einer 50-Minuten-Einheit durchführen und brauchen nur Papier und Stifte. Einen ausführlichen Ablauf bietet der Beitrag zu Algorithmen unplugged in der Sekundarstufe I. Für Stunden ohne Rechnerraum beschreibt dieser Text drei Stunden zu Algorithmen und Codierung.

Vom Papier zum Code

Sitzen die Begriffe, folgt der Schritt zum Computer. Lassen Sie die Klasse zuerst den Algorithmus der Karten in einer Programmiersprache nachbauen und erst danach eigene Ideen umsetzen. Das verhindert den typischen Fehler, dass die Syntax im Vordergrund steht und der Algorithmus verloren geht. Für den Einstieg in eine Programmiersprache bietet Programmieren mit Python eine Reihe für die Sekundarstufe I, die zur Unterstufe der AHS und zur Mittelschule passt.

Zum Thema Algorithmen selbst eignet sich Algorithmen und algorithmisches Denken, mit dem sich die Karten-Übungen vertiefen lassen. Beide Reihen sind für die 7. bis 10. Klasse in Deutschland geschrieben und in Österreich einsetzbar, aber nicht österreichisch adaptiert.

Typische Schülerfehler bei Algorithmen

Drei Fehler wiederholen sich in jeder Klasse. Erstens bleibt die Anweisung unscharf, etwa „gehe nach links“, ohne Angabe von Schrittzahl oder Ziel. Zweitens fehlt der Abbruch einer Wiederholung, sodass die Schleife nie endet. Drittens werden Bedingungen vertauscht, was bei Entscheidungsbäumen schnell auffällt, wenn die Klasse sie ausführen muss. Alle drei Fehler lassen sich durch das Ausführen durch andere Personen sichtbar machen, und genau darin liegt der Wert der Karten-Übungen: Ein Fehler, den man bei jemand anderem erlebt hat, merkt man sich besser.

Wer für das ganze Jahr eine Auswahl an Reihen sucht, findet in FachKomplett Informatik ein Paket, aus dem sich Woche für Woche eine Reihe wählen lässt.

Ein Plan für sieben Wochen

• Woche 1: Anweisungskarten, Fehlersuche im fremden Algorithmus.
• Woche 2: Sortieren mit Kärtchen, Schritte zählen, Verfahren vergleichen.
• Woche 3: Bedingungen und Entscheidungsbäume, Schleifen als Wiederholung.
• Woche 4: Erste Umsetzung am Computer, Partnerarbeit mit einem Gerät pro Paar.
• Woche 5: Datenschutz und Phishing als Alltagsthema im Vorweihnachtsgeschäft.
• Woche 6: Pufferwoche, kurze Präsentationen der Ergebnisse.
• Woche 7: Mini-Projekt oder Plakat zu einem Algorithmus des Alltags.

Wie sich diese Wochen mit Physik, Chemie und Mathematik abstimmen lassen, zeigt die Seite Nach den Herbstferien in Oberösterreich. Als Hintergrund zur Frage, wie Digitale Grundbildung als eigenes Fach aufgebaut werden kann, ist der Beitrag Digitale Grundbildung: Medienkompetenz als eigenes Fach unterrichten hilfreich.

Bewertung ohne Geräte

Digitale Grundbildung lässt sich über Mappen, Plakate und kurze mündliche Erklärungen bewerten. Wer den eigenen Algorithmus einem anderen Team erklärt und auf Rückfragen antwortet, zeigt Verständnis, das ein Programm allein nicht belegt. Eine Bewertung nach den drei Kriterien Eindeutigkeit, Vollständigkeit und Effizienz ist in fünf Minuten pro Gruppe möglich.

Das Material ist passend zum Lehrstoff aufgebaut – und falls etwas doch nicht zu euren Vorgaben passt, greift die stifo-Garantie: Wir passen es individuell für euch an.

Häufige Fragen

Ab welcher Schulstufe passen die Karten-Übungen?

Schon ab der 5. Schulstufe, mit steigender Komplexität bis zur 8. Schulstufe. Ältere Klassen profitieren vor allem von der Fehlersuche und dem Vergleich von Verfahren.

Was tun, wenn zu wenig Geräte da sind?

Arbeiten Sie in Paaren mit einem Gerät und wechseln Sie die Rollen nach 10 Minuten. Die Rolle des Beobachters ist keine Wartezeit, sondern übt das Lesen fremder Algorithmen.

Wie viel Vorwissen braucht die Lehrperson?

Für die Karten-Übungen keines. Für die ersten Programmierstunden genügt es, die Aufgaben vorher selbst einmal durchgespielt zu haben.