Programmieren in der Grundschule beginnt nicht am Computer, sondern mit einer Denkweise. Kinder, die eine Morgenroutine in die richtige Reihenfolge bringen, nutzen bereits Ansätze des Computational Thinking. Hier erfährst du, was Computational Thinking bedeutet und wie du eine Lernprogression von Klasse 1 bis 6 gestalten kannst. Zu jeder Stufe gibt es Beispiele ohne Bildschirm und mit Ozobot.
Was ist Computational Thinking?
Computational Thinking, auch informatisches Denken genannt, nutzt Vorgehensweisen und Konzepte der Informatik, um Probleme zu lösen und Aufgaben auszuführen. Es ist keine Programmiersprache, sondern eine Herangehensweise, die sich auch beim Rechnen, Lesen oder in Sachunterricht und Naturwissenschaften anwenden lässt. Vier zentrale Strategien sind:
| Strategie | Bedeutung | Beispiel ohne Bildschirm | Beispiel mit Ozobot |
|---|---|---|---|
| Dekomposition | Eine große Aufgabe in Teilaufgaben zerlegen | Den Weg vom Aufstehen bis zur Schule in einzelne Schritte gliedern | Eine lange Strecke in Abschnitte aufteilen, die einzelne Gruppen zeichnen |
| Mustererkennung | Gemeinsamkeiten, Regelmäßigkeiten und Wiederholungen erkennen | Muster mit Farben und Formen oder den Rhythmus eines Schultags erkennen | Erkennen, dass ein Quadrat aus vier Wiederholungen von „vorwärts und drehen“ besteht |
| Abstraktion | Wichtiges von Unwichtigem unterscheiden | Einen Lageplan mit nur den nötigen Informationen zeichnen | Nur die Linie und die Codes einzeichnen, die der Roboter braucht |
| Algorithmisches Denken | Schritte sinnvoll ordnen, testen und verbessern | Sich anziehen oder einem Rezept folgen | Farbcodes oder Programmierblöcke richtig anordnen und Fehler suchen |
Wo ist Computational Thinking im Lehrplan verankert?
Die Strategie der Kultusministerkonferenz „Bildung in der digitalen Welt“ von 2016 umfasst sechs Kompetenzbereiche. Dazu gehören unter anderem das Problemlösen und Handeln sowie das Entwickeln und Produzieren. Die ergänzende Empfehlung „Lehren und Lernen in der digitalen Welt“ von 2021 führt die Strategie weiter; außerdem gewinnen Kompetenzen im Umgang mit künstlicher Intelligenz an Bedeutung. Programmieren und Computational Thinking lassen sich in diesem Rahmen als wichtige Bestandteile digitaler Bildung behandeln. Die konkrete Ausgestaltung richtet sich nach den Lehr- und Bildungsplänen der einzelnen Bundesländer.
Weitere Informationen findest du in der KMK-Strategie „Bildung in der digitalen Welt“ und in der ergänzenden Empfehlung „Lehren und Lernen in der digitalen Welt“. Welche Inhalte in welcher Jahrgangsstufe vorgesehen sind, hängt vom Bundesland ab. Mehr dazu liest du in Neue Vorgaben zur digitalen Bildung.
Die folgende Lernprogression ist eine praktische Orientierung und keine verbindliche Einteilung nach Jahrgangsstufen. Sie gliedert sich in drei aufeinander aufbauende Abschnitte: Schulanfang, mittlere Grundschuljahre und die letzten Grundschuljahre. Die Lehr- und Bildungspläne der Länder können andere Schwerpunkte setzen.
Klasse 1–2: Anweisungen geben und einen Roboter steuern
Am Schulanfang steht das Ausprobieren im Mittelpunkt. Kinder sammeln erste Erfahrungen mit programmierähnlichen Aktivitäten, zum Beispiel mit Robotern und Spielen ohne Bildschirm. Sie geben dem Roboter Anweisungen, probieren diese aus und verändern sie, bis das Ziel erreicht ist. Dabei entdecken sie, dass Anweisungen eine einfache Form von Code sein können – mündlich, mit Bildkarten oder mit einem Roboter.
- Ohne Bildschirm: Spielt im Sitzkreis „Roboter“. Ein Kind gibt Anweisungen („zwei Schritte vorwärts, dann drehen“), ein anderes führt sie genau aus. Ordnet danach gemeinsam Bildkarten einer Morgenroutine in die richtige Reihenfolge.
- Mit Ozobot: Zeichne auf ein großes Blatt eine dicke schwarze Linie und lass die Kinder vorhersagen, wohin der Roboter fährt. Danach ergänzt jede Gruppe ein Stück der Strecke. So erkennen die Kinder direkt, dass der Roboter der Linie folgt.
- Unterrichtsmaterial: Auf der deutschen Ozobot-Lektionswebsite findest du Materialien für den Einstieg mit Ozobot und für erste Aktivitäten mit Farbcodes. Die passenden Aufgaben kannst du ohne festgelegten Kurstitel auswählen.
Klasse 3–4: Reihenfolgen, Wiederholungen und erste Codes
In der Mitte der Grundschulzeit setzen sich Kinder bewusster mit Reihenfolgen auseinander. Sie können eine visuelle Programmierumgebung kennenlernen, Aufgabe und Ziel eines Programms beschreiben und ein Programm testen und verbessern. Dazu kommen Programmierkonzepte wie Ereignisse, Entscheidungen nach dem Muster „wenn … dann“ und Wiederholungen.
- Ohne Bildschirm: Lass die Kinder einen Weg auf Karopapier mit Pfeilen beschreiben. Ein anderes Kind führt die Pfeile aus und sucht den Fehler, wenn es nicht am Ziel ankommt.
- Mit Farbcodes: Ein Farbcode ist eine kurze Folge roter, grüner und blauer Felder auf der Linie. Bit+, Evo und Ari können dieselben Farbcodes lesen. Mit Farbcodes üben die Kinder Geschwindigkeit, Richtung und besondere Bewegungen. Auf der deutschen Ozobot-Lektionswebsite findest du außerdem Aufgaben, bei denen Gruppen untersuchen, mit welchen Codes der Roboter am schnellsten ans Ziel gelangt.
- Algorithmen im Alltag: Lass die Kinder mit Farbcodes eine Morgenroutine nachbilden. An jeder Station kann eine Aufgabe warten, etwa eine Uhrzeit abzulesen oder den nächsten Schritt zu bestimmen.
- Erste Programmierblöcke: Mit Evo können Kinder zu OzoBlockly wechseln. Aufgaben mit Programmierfolgen zeigen, dass die Reihenfolge der Blöcke das Ergebnis bestimmt.
Klasse 5–6: Wiederholungen, Wenn-dann und Debugging
In den letzten Grundschuljahren können Kinder eigene Programme in einem wiederholten Arbeitsprozess entwickeln: planen, umsetzen, testen, Fehler suchen und verbessern. Sie beschäftigen sich mit Eingaben und Ausgaben, Variablen, Operatoren und Kontrollstrukturen wie Wiederholungen. Außerdem lernen sie, dass übersichtlicher Code leichter zu verstehen und zu verbessern ist.
- Wiederholungen: Mit OzoBlockly können die Kinder feste und unendliche Schleifen programmieren und damit beispielsweise ein Quadrat oder ein Achteck erstellen.
- Debugging: Lass die Kinder das Verhalten des Roboters mit dem Programm vergleichen, Fehler aufspüren und ihre Änderungen erneut testen.
- Wenn-dann mit Sensoren: Mit OzoBlockly kann Evo auf Handbewegungen reagieren. Die Kinder untersuchen, welche Bedingung die jeweilige Reaktion auslöst.
- Zählen und Variablen ohne Bildschirm: Aufgaben mit Farbcodes können den Roboter Kreuzungen, Kurven oder Farbwechsel zählen lassen. So lernen Kinder Zählvorgänge kennen, bevor sie diese mit Variablen in einem Programm umsetzen.
- Ein größeres Projekt: Bei einer Marsmission teilen die Kinder eine Aufgabe in Teilaufgaben auf und programmieren Evo Schritt für Schritt. Entsprechendes Ozobot-Unterrichtsmaterial findest du auf der deutschen Lektionswebsite.
Die Lernprogression auf einen Blick
| Klasse | Abschnitt | Schwerpunkt | Arbeitsweise mit Ozobot | Beispiel |
|---|---|---|---|---|
| 1–2 | Schulanfang | Anweisungen, Reihenfolge, Eingabe und Ausgabe | Linien zeichnen, Vorhersagen treffen und anpassen | Erste Aktivitäten mit Evo |
| 3–4 | Mittlere Grundschuljahre | Reihenfolge, Wiederholung, erste Wenn-dann-Bedingungen, Testen | Farbcodes und erste OzoBlockly-Programme | Farbcodes ausprobieren, Programmierfolgen erstellen |
| 5–6 | Letzte Grundschuljahre | Wiederholungen, Wenn-dann, Variablen, Debugging | OzoBlockly mit Sensoren und Projekte auf einer Matte | Schleifen, Debugging, Bedingungen und eine Marsmission |
Zwei Tipps für den Einstieg: Beginne jeden Abschnitt mit einer Aktivität ohne Bildschirm. So steht das Denken vor dem Klicken. Bitte die Kinder außerdem, zuerst vorherzusagen, was der Roboter tun wird. Der Vergleich zwischen Vorhersage und Ergebnis ist ein guter Ausgangspunkt fürs Debugging.
Wie findest du Aufgaben passend zu einem Lernziel?
Auf der deutschen Ozobot-Lektionswebsite findest du Unterrichtsmaterialien für den Einsatz mit Ozobot. Wähle Aufgaben passend zu deinem Lernziel, zum Beispiel zum Zerlegen von Problemen, zu Automatisierung oder zu Algorithmen und Abläufen. Du kannst außerdem nach Klassenstufe, Roboter oder Programmiermethode wie Farbcodes und OzoBlockly auswählen. Die Materialien stehen auf Deutsch zur Verfügung.
Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet Computational Thinking einfach erklärt?
Probleme so lösen, wie es auch in der Informatik üblich ist: eine große Aufgabe zerlegen, Muster erkennen, sich auf wichtige Informationen konzentrieren und Schritte sinnvoll ordnen. Dafür brauchst du keinen Computer.
Kann man schon in Klasse 1 und 2 mit dem Programmieren anfangen?
Ja. Kinder können bereits am Schulanfang mit programmierähnlichen Aktivitäten beginnen, zum Beispiel mit Robotern und Spielen ohne Bildschirm. Sie geben einander Anweisungen, ordnen Schritte und lassen einen Roboter einer gezeichneten Linie folgen.
Ist Computational Thinking dasselbe wie Programmieren?
Nein. Programmieren ist eine Möglichkeit, Computational Thinking anzuwenden. Dieselben Denkstrategien helfen auch bei einem Rezept, einem Vortrag oder einem Lageplan. Programmieren verbindet die Denkstrategien mit konkreten Anweisungen für einen Computer oder Roboter.
Welcher Ozobot eignet sich für welche Klasse?
Für Farbcodes auf Papier sind Bit+ und Evo ein guter Einstieg. Evo lässt sich zusätzlich mit OzoBlockly programmieren und eignet sich damit auch für weiterführende Aufgaben. Ari liest dieselben Farbcodes, benötigt aber mehr Platz: Halte zwischen parallelen Linien mindestens 38 mm statt 25 mm Abstand ein. Einen Vergleich findest du unter Ozobot Bit+, Evo oder Ari.
Wie viel Zeit braucht eine Lernprogression für Computational Thinking?
Die KMK-Strategie gibt keine feste Stundenzahl für eine Lernprogression vor. Eine mögliche Orientierung ist eine Unterrichtsstunde pro Monat und Klasse, aufgebaut in den drei beschriebenen Abschnitten. Je nach Aufgabe und Projekt kann der Zeitbedarf variieren.
Quellen
- https://www.kmk.org/aktuelles-1/artikelansicht/strategie-bildung-in-der-digitalen-welt.html
- https://www.kmk.org/aktuelles-1/artikelansicht/lehren-und-lernen-in-der-digitalen-welt-kultusministerkonferenz-verabschiedet-ergaenzende-empfehlung-zur-strategie-bildung-in-der-digitalen-welt.html
- https://www.kmk.org/themen/bildung-in-der-digitalen-welt/strategie-bildung-in-der-digitalen-welt.html
