16. Fachtagung 2020

ab 8:30 Uhr

Ankunft

09:00

Begrüßung

09:30

1. Hauptvortrag

Schule, Digitalisierung und die Rolle der Informatik
Prof. Dr. Beat Döbeli Honneger (Pädagogische Hochschule Schwyz, CH-Goldau)

10:30

Pause mit Tee und Kaffee

11:00

Workshops zum Informatik-Unterricht I 

12:30

Mittagspause

14:00

2. Hauptvortrag

Maschinelles Lernen als Baustein einer digitalen Bildung
Prof. Dr. Kerstin Strecker (Georg-August-Universität, Göttingen)

15:00

Pause mit Tee und Kaffee

15:30

Workshops zum Informatik-Unterricht II 

17:00

Ende der Veranstaltung

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Sek I / Sek II

Programmieren mit der Oxocard

Die Oxocard ist ein leistungsfähiger, in der Schweiz entwickelter, pädagogischer WiFi-Lerncomputer, der bereites mehrfach ausgezeichnet wurde und jetzt auch in Deutschland via Buchhandel erhältlich ist.

Mit der Oxocard gelingt ein spannender Einstieg in die faszinierende Welt des Programmierens, wobei besonders Wert auf einen niederschwelligen Zugang gelegt wurde. Programmiert wird hierbei im Browser, wobei sowohl eine blockbasierte, als auch eine textbasierte Entwicklungsumgebung zur Verfügung steht.

Im Vortrag starten wir mit der Elektronik und zeigen die Vorteile des „Komplettsystems Oxocard“, das ohne Löten viele Experimente aus dem Bereich Sensorik, Gaming und Internet-Kommunikation erlaubt. Es wird auch gezeigt, wie man trotz Elektronik ein nachhaltiges Produkt herstellen kann, indem weitestgehend auf Plastik verzichtet wurde, das Gerät jedoc trotzdem mit einem schützenden Gehäuse ausgestattet ist.

Im zweiten Teil geht es um die kostenlosen Arbeitsblätter und die Blockly- und Scripting-Umgebungen, die anhand von Beispielen gezeigt werden. Der Einstieg in die Programmierung startet je nach Vorkenntnissen und Stufe mit der visuellen Programmiersprache Blockly, welches bereits von vielen Lernsystemen genutzt wird. Seit ende 2019 gibt es zusätzlich Oxoscript eine speziell für die Ausbildung entwickelte Programmiersprache, welche sich stark an Python richtet, jedoch in verschiedener Hinsicht vereinfacht und für Microcontroller optimiert wurde. Wir starten im Vortrag mit Blockly und zeigen, wie man Jugendliche für die Technik begeistern und eine Feuer für diese faszinierende Welt entfachen kann. Schritt für Schritt erfolgt dann der Wechsel in die leistungsfähige Scripting-Umgebung „Oxoscript“. Diese python-inspirierte Sprache wurde speziell für Microcontroller mit wenig Speicher- und CPU-Leistung optimiert und eröffnet eine neue Welt, bei der die Schülerinnen und Schüler anhand einer einfach zu lernenden prozeduralen Sprache allerlei Experimente mit den eingebauten Sensoren durchführen können. 

Die Oxocard hat dank der umfangreichen Lernumgebung ein breites Anwendungsgebiet. Gestartet werden kann aber der 4. Klasse bis zur Hochschule. Neben informatischem Wissen, sind dank der Sensoren auch physikalische und mathematische Experimente möglich, wodurch die Oxocard ein sehr breites Anwendungsspektrum auf einem Buchpreisniveau bereitstellt.

Mehr Infos zur Oxocard: www.oxocard.ch

Bemerkungen: Alle Teilnehmer erhalten ein kostenloses Oxocard-Set.

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Storycards: Programmieren lernen und Kreativität fördern

Wie können die Schülerinnen und Schüler im Informatikunterricht eigene Ideen verfolgen, kreativ und erfinderisch sein und zugleich Programmieren lernen, ohne sich dabei zu überfordern? Mit dem Einsatz der Story Cards und Skill Cards werden genau diese Ziele, bezogen auf den Calliope mini, verfolgt. Die Skill Cards zeigen auf, wie gewisse Konzepte funktionieren (z.B. wie man einen Motor an den Calliope mini anschließt und mittels der Software ansteuert). Die Story Cards sind dann ein Hilfsmittel, um mit den anhand der Skill Cards erlernten Fertigkeiten eine Geschichte oder ein Produkt zu erfinden. So bauen zum Beispiel die Schülerinnen und Schüler nicht einfach nur einen autonomen Radroboter, sondern einen Tiger, welcher durch den Wald streunt und Menschen erschreckt. Im Workshop lernen Sie praxisnah die Ideen, welche hinter den Story Cards und Skill Cards stecken, kennen. Sie erfinden unter anderem in einer Gruppe eine Geschichte und lassen sie durch das Anschließen von verschiedenen Sensoren und Aktoren an den Calliope mini (falls Sie noch nicht wissen wie dies geht, lernen Sie es mit den Skill Cards) zum Leben erwecken. Der Aufbau des Workshops orientiert sich, wie auch die Story Cards und Skill Cards, an den „Four Cs” der “21st century skills”: Collaboration, Communication, Critical thinking und Creativity. Die Story Cards und Skill Cards eignen sich für den Einsatz in der Grundschule und der Unterstufe der Sekundarstufe I und werden als „Open Educational Resources“ veröffentlicht.

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Stadiontechnik mit Calliope

Der Calliope Mini verfügt neben einer Reihe von Sensoren und Aktoren über die Möglichkeit per Funk mit anderen Calliopes zu kommunizieren. Im Rahmen dieses Workshops wird ein Konzept vorgestellt mit dem Schülergruppen die Stadiontechnik eines Tischkickers arbeitsteilig konzipieren und implementieren können. Die verwendete grafische Programmierumgebung abbozza! ermöglicht es, das die einzelnen Funktionen über das Internet und ein von den Schülerinnen programmiertes Tablet oder eigens erstellte Webseiten gesteuert werden können.

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Maschinelles Lernen Unplugged

Lineare Klassifizierer sind eine der grundlegenden Methoden der KI und des maschinellen Lernens. Sie bilden die Grundlage für neuronale Netze und geben einen guten Einblick in die Prozesse, die beim Training von Systemen ablaufen. In dem Workshop wird ein einfaches, von Hand ausführbares Modell für einen linearen Klassifizierer vorgestellt, dass von Schülerinnen ohne tiefergehende Kenntnisse der Mathematik durchgeführt und reflektiert werden kann. Dabei werden wesentliche Prozessschritte sowie das prinzipielle Vorgehen deutlich. Gleichzeitig werden aber auch Grenzen von trainierten Systemen erfahrbar und grundsätzliche Probleme können durchdacht werden.

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Sichtbarmachen vom digitalen Datenabfluss

Im Workshop „Sichtbarmachen vom digitalen Datenabfluss“ werden die im Hintergrund abfließenden Daten dargestellt, die beim Nutzen vom Computer anfallen und für BenutzerInnen erst einmal unsichtbar sind. Das geschieht u.a. mit der Anwendung pi-hole, welche auf Basis von DNS Adressen von Werbefirmen blockiert und grafisch anzeigen kann. Mit weiteren Werkzeugen im Browser Firefox und auch mit speziellen Addons für Firefox wird der unerwünschte Datenabfluss dargestellt, weiter reduziert bzw. gesteuert. Die verschiedenen dargestellten Techniken ermöglichen im Unterricht die Sensibilisierung der SchülerInnen, den Abfluss der eigenen Daten zu begreifen und befähigen sie, Datenschutz zu praktizieren.

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JavaScript

Mit JavaScript lassen sich Programme entwickeln, welche zu Beginn motivierende Szenarien abbilden und später in Form von Webseiten, Apps oder Spielen direkt der Lebenswirklichkeit der Schüler*innen entsprechen. Dadurch dass der Unterricht vollständig im Browser durchgeführt werden kann, entfallen Wartungsaufwände in der Schule und alle Schüler*innen können auch zu Hause üben. Es wird Blended Learning als Methode zum Lehren vorgestellt, womit eine individuelle Förderung auch bei heterogenen Schüler*innengruppen möglich ist. Im Workshop werden wir selbst in die Rolle der Schüler*innen schlüpfen und ausgewählte Aufgaben lösen. Dabei wird JavaScript als Sprache gezeigt und Unterschiede zu anderen Programmiersprachen herausgearbeitet. Im zweiten Part werden wir die Rolle der Lehrkaft einnehmen. Nach einer kurzen Einführung in Blended Learning wird ein Vorschlag für einen didaktischen Ablauf des Unterrichts mit ada7 vorgestellt. Anschließend lernen Sie praktisch die Funktionalität des Dashboards kennen und erstellen anschließend eigene Aufgabenreihen. Jede bereits erstelle Aufgabensammlung oder einzelne Aufgabe kann „geforkt“, also beliebig abgewandelt werden. So können Sie *ihren Unterricht absolut individuell gestalten und gleichzeitig die Vorteile der gemeinsamen Arbeit mit Kolleg*innen nutzen.

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Agile Schule

In Start-ups geht heute fast nichts mehr ohne Agile Softwareentwicklung. Auch in der Schule wird Projektunterricht dank agiler Methoden gewinnbringender und kann SchülerInnen zur Selbstorganisation anleiten. Der Workshop Agile Schule beschreibt aus der schulpraktischen Perspektive Hintergründe und Philosophie agiler Methoden, illustriert diese an konkreten Praxisbeispielen und stellt Umsetzungshinweise in Form eines praxiserprobten „Methodenkoffers“ zur Verfügung. Erfahrungen zeigen, dass SchülerInnen in agilen Projekten erworbene Selbstorganisationskompetenzen dann auch in anderen Fächern erfolgreich einsetzen – Agile Methoden und Werte können ein wichtiger Impuls zur Unterrichts- und Schulentwicklung sein. Anliegen des Workshops ist es, für die TeilnehmerInnen das Potenzial agiler Methoden in schulischen Projekten konkret aufzuzeigen. So werden zu Beginn das iterative Vorgehen und typische agile Werte über ein Spiel erfahrbar gemacht. Danach werden zu ausgewählten grundlegenden agilen Praktiken jeweils der professionelle Hintergrund den Varianten schulischer Umsetzung, möglichen Stolpersteinen sowie Tipps und Tricks gegenübergestellt. Der Mehrwert für den Unterricht der vorgestellten Methoden wird anhand praktischer Beispiele illustriert, sodass die TeilnehmerInnen für zukünftige Schulprojekte selbst agile Methoden auswählen und didaktisch anpassen können.

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Digital Learning Lab
Das "digitallearninglab" ist eine von der BSB Hamburg mitinitiierte Plattform zur Förderung der Umsetzung der KMK Digitalisierungs-Standards. Im Workshop wird auf den Hintergrund der "Bildung in der digitalen Welt" und konkrete Folgerungen eingegangen und es werden einzelne Bausteine der Informatik erprobt und zur Diskussion gestellt. Ich möchte den Baustein "Wir funktioniert Datenkompression" vorstellen, bin aber offen auch für andere Schwerpunkte im Workshop. Gerne mobile Endgeräte mitbringen. Siehe auch: https://digitallearninglab.de/unterrichtsbausteine/datenkompression-am-beispiel-bild-und-ton

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Heißer Draht (Calliope Mini)

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Sek I

AI Unplugged - Wir ziehen künstlicher Intelligenz den Stecker

Aufgrund seiner großen Bedeutung in Medien, StartUp-Welt und der Digitalstrategie der Bundesregierung wird das Thema Künstliche Intelligenz (KI) auch für die Schule zunehmend relevant, denn 50% der Deutschen wissen nicht, was KI ist. Damit das nicht so bleibt, erleben Sie in dieser Fortbildung eine Sammlung verschiedener Unplugged Aktivitäten rund um KI. Unplugged stellt Aktivitäten bereit, die Ideen und Konzepte der Informatik ohne Computer ergründen. Es geht darum, Informatikkonzepte enaktiv zu begreifen. Der Workshop umfasst fünf Aktivitäten, mit denen Sie der Künstlichen Intelligenz zugrundeliegende Ideen zielgruppengerecht vermitteln können. Zudem werden Ansätze gezeigt, um gesellschaftliche Fragen der KI zu diskutieren.

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EV3 Programmierumgebung

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Einstieg in die 3D-Modellierung und Spiele-Programmierung mit Blender und Unity.
3D-Software ermöglicht uns Welten neu zu erschaffen, oder sie ein wenig schöner oder schauriger nachzubauen. Wir werden mit Blender in die 3D-Modellierung einsteigen und dabei die Basics, sowie einige fortgeschrittene Techniken kennen lernen. Unser fertiges Modell werden wir dann mit Hilfe der Game-Engine Unity zum Leben erwecken und ein kleines Spiel programmieren. Schwerpunkt hierbei wird sein, wie man mit Unity einen spielerischen Einstieg in die Programmierung schaffen kann.

Des Weiteren beläuft sich die Teilnehmerzahl auf 12 Personen.

Kein Hexenwerk - Maschinelles Lernen in Snap!

Die gesellschaftliche Relevanz des Themas künstlichen Intelligenz nimmt in letzter Zeit rasant zu. Getrieben wird diese Entwicklung vor allem durch maschinelle Lernverfahren. Viele Unterrichtsansätze scheitern daran, die Blackbox des zugrunde liegenden KI-Frameworks aufzubrechen. Für die SchülerInnen bedeutet dies typischerweise, dass es keine Chance gibt, zu verstehen, wie der "Computer lernt“. In diesem Workshop haben Sie die Möglichkeit, in die Blackbox zu blicken, zu erfahren, wie Maschinelles Lernen in einer visuellen Programmiersprache umgesetzt werden kann und Materialien für den Unterricht mitzunehmen.

Wichtig: Jeder Teilnehmer benötigt einen eigenen Laptop mit aktuellem Browser (Firefox/Chrome/Opera, kein Internet Explorer oder Edge nicht auf Chromiumbasis) (und Internetzugang)