Sie erkennen vielleicht, dass Computational Thinking ein neues Schlagwort ist. Wenn Sie sich fragen: „Was ist rechnerisches Denken?“ oder „Ich unterrichte Englisch – wie soll ich es in meinen Unterricht integrieren?“ Hier sind Sie richtig.
Was ist rechnerisches Denken?
Beim rechnerischen Denken geht es darum, Probleme wie ein Computer zu denken und zu lösen oder Ihre Daten für einen Computer leicht lösbar zu machen. Dies ist nicht auf Mathematik beschränkt – jeder kann rechnerisches Denken nutzen. Es geht darum, Ihre Gedanken und Informationen logisch neu zu ordnen und neu zu ordnen. Es kann in Dingen wie Codierung und Informatik verwendet werden, aber Sie tun dies wahrscheinlich bereits in Ihren täglichen Anweisungen.
Werfen Sie einen Blick auf die rechnerischen Denkmuster von ISTE.
Was sind die 4 Säulen rechnerischer Denkfähigkeiten?
Quelle: Kleine Denker
Computational Thinking (CT) besteht aus vier Säulen, die unser Denken und Problemlösen leiten: Zerlegung, Mustererkennung, Abstraktion und Algorithmen. Wir verwenden jedes dieser Konzepte jeden Tag. Wir können die Säulen in kleinere Stücke zerlegen (oder „zerlegen“), um mehr über sie zu erfahren.
Zersetzung
Zerlegung bedeutet, eine Aufgabe oder ein Problem in kleinere, überschaubare Teile zu zerlegen. Wir tun dies jeden Tag, indem wir das Haus putzen, uns verkleiden, ein Rezept kochen oder Möbel bauen. Wenn Sie beispielsweise Ihr Haus putzen, beginnen Sie nicht damit, das ganze Haus auf einmal zu reinigen. Sie vereinfachen Ihre Aufgaben: Räumen Sie das Geschirr weg, räumen Sie die Kleidung weg, reinigen Sie das Badezimmer und reinigen Sie den Boden.
Sicherlich tun Sie dies bereits für Ihre Schüler. Nehmen wir an, Sie bringen Ihren Schülern zum ersten Mal bei, einen Aufsatz zu schreiben. Es besteht die Möglichkeit, dass Sie den Aufsatz in kleinere Teile zerlegen und diese einzeln unterrichten, bevor Sie alles zusammensetzen. Sie können Ihren Schülern beibringen, wie man einen Themensatz schreibt, wie man einen ersten Absatz organisiert, wie man unterstützende Details verwendet, wie man eine Schlussfolgerung schreibt und wie sie ihre Arbeit zur Verdeutlichung noch einmal lesen können, bevor sie sich selbstständig an einen vollständigen Aufsatz machen.
Mustererkennung
Mustererkennung ist genau das, wonach es sich anhört: Muster erkennen. Wir tun dies vom Kindergarten bis zur 12. Klasse in allen Fächern und auch in unserem eigenen Leben. Um Schritte zur Lösung eines Problems zu erstellen, müssen wir zunächst die Muster erkennen, die uns bei der Lösung des Problems helfen können.
Gängige grundlegende Mathematikstandards erfordern eine Mustererkennung, sodass Mathematiklehrer dies automatisch abdecken. Aber Grundschullehrer leben und atmen mit ihrem Unterricht Muster. Sie lesen Musterbücher, erstellen Muster mit Blöcken, spielen Spiele wie Ente-Ente-Gans und organisieren vielleicht sogar ihre Kalender mit gestanzten Teilen.
Als Sekundarschullehrer unterrichten Sie auch Muster. Internationale Sprachlehrer helfen den Schülern beim Erkennen von Mustern, wenn sie Konjugationen lehren, und Naturwissenschaftslehrer singen vielleicht oder auch nicht über Muster im Periodensystem.
Abstraktion
Abstraktion ist die Fähigkeit, Informationen durchzuschneiden, um das zu finden, was Sie wirklich brauchen. Beim Werfen der Flusen müssen Sie die entscheidenden Teile identifizieren. Das ist eine schwierig zu erlernende Fähigkeit, aber sie ist für CT notwendig (und ganz ehrlich, ein Leben lang – wäre es nicht ein Traum, zu Target zu gehen und nur mit dem Zeug nach Hause zu kommen, das man braucht?). Wenn wir das Rauschen nicht aus unseren Daten entfernen können, wissen wir nicht, was wir zur Lösung unseres Problems benötigen.
Jeder, auch Lateinlehrer, hilft seinen Schülern, unwichtige Details zu eliminieren. Im Lateinischen leiten wir die Bedeutung aus den Deklinationen von Wörtern (oder den mit Wörtern verbundenen Endungen) ab.– die Mustern folgen). In diesem Fall bringen wir den Schülern bei, Bedeutung zu schaffen, indem sie sich auf Wortendungen und nicht auf die Wortreihenfolge konzentrieren, da Wörter überall in einem Satz stehen können.
Algorithmen
Algorithmen sind nicht nur etwas für Mathematiklehrer. Wir alle nutzen ständig Algorithmen. (Und jetzt, wo Sie das wissen, klingt es vielleicht so ausgefallen, als würde ein Mathematikprofessor über Ihren „Anziehalgorithmus“, also Ihr Anziehverfahren, sprechen.) Algorithmen sind detaillierte Schritt-für-Schritt-Anweisungen, die Sie verwenden, um ein Problem zu lösen. Problem. Wenn wir Probleme mit CT lösen, möchten wir Algorithmen entwickeln, die uns dabei helfen, sie zu lösen und gleichzeitig konsistente Ergebnisse zu erzielen.
Um auf unseren „Kleidungsalgorithmus“ zurückzukommen: Wir verwenden tatsächlich einen, um uns anzuziehen, und das ist wichtig. Während bestimmte Schritte von Person zu Person unterschiedlich sein können, verfolgen wir alle beim Anziehen die gleichen Ideen. Wir ziehen Unterwäsche vor Hosen und Oberteilen an, und wir ziehen Blusen und Hemden an, bevor wir Jacken anziehen. Wenn es kalt ist, tragen wir lange Ärmel und Hoodies oder Pullover. Wenn es regnet, ziehen wir Gummistiefel an.
Lesen Sie mehr über die vier Säulen.
Warum ist computergestütztes Denken in der Bildung wichtig?
Computergestütztes Denken ist für jeden von Vorteil, der eine MINT-Karriere anstrebt, insbesondere für jemanden mit Schwerpunkt Informatik oder Technologie. Aber auch CT ist in allen Fächern und Berufen von Vorteil. Entwickelt Zeitmanagement- und Aufgabenplanungsfähigkeiten, wesentliche Bestandteile der Führungstätigkeit. Es lehrt uns auch, Arbeit an andere zu vergeben, wenn ein Projekt für eine Person zu groß ist. Indem es uns zwingt, wie ein Computer zu denken, fördert es auch analytisches und logisches Denken. Da es sich um eine Denkweise und nicht um eine bestimmte Disziplin handelt, kann jeder CT nutzen. Da wir Technologie in jede Arbeit integrieren, ist es wichtig sicherzustellen, dass wir unsere Arbeit auf technologiekompatible Weise erledigen können.
Lesen Sie mehr über die Vorteile der CT.
Wo wird Computational Thinking eingesetzt?
Quelle: Stephen Wolfram
Da es sich bei Computational Thinking um computerkompatibles Denken und einen logischen Ansatz zur Problemlösung handelt, kann es in allen Disziplinen eingesetzt werden, nicht nur in den MINT-Fächern. CT ist auf allen Bildungsebenen voll engagiert. Die gute Nachricht ist: Da es sich bei der CT eher um einen Lebensstil als um ein Thema handelt, können Sie sie mit ein paar Handgriffen in die Dinge integrieren, die Sie bereits tun. (Oder vielleicht machen Sie das schon seit Jahren. In diesem Fall könnten Sie sagen: „Ich habe rechnerisches Denken unterrichtet, bevor es cool war.“)
Wie kann ich heute computergestütztes Denken lehren?
Möchten Sie mit rechnerischem Denken experimentieren? Sie können noch heute beginnen. Es gibt unzählige Strategien, um computergestütztes Denken zu lehren. Sphero und Teach Your Kids Code bieten einige einfache Möglichkeiten für den Einstieg in den CT-Unterricht, für die Sie ganz einfach die erforderlichen Materialien zusammenstellen können.
Zersetzung
Eine der besten (und wahrscheinlich witzigsten) Möglichkeiten, Zerlegung zu lehren, besteht darin, eine einfache Aufgabe auszuwählen und sich von Ihren Schülern beibringen zu lassen, wie man sie macht. Befolgen Sie ihre Anweisungen wörtlich. Gehen Sie bei der Ausführung der Schritte aggressiv wörtlich vor. Das kann alles sein, vom Auspacken einer Tasche über das Zubereiten eines Sandwichs bis hin zum Abwaschen eines Tellers. Ihre Klasse wird schnell in der Lage sein, die kleinen Schritte zu erkennen, die sie beim ersten Mal übersehen hat und die zur Erledigung der größeren Aufgabe erforderlich sind.
Mustererkennung
Sie können jede Art von Sortierung und trainierter Mustererkennung durchführen.
- Die Rechtschreibung wird anhand von Regeln wie Vokal-Konsonant-e oder kurzen Vokalmustern klassifiziert
- Ordnen Sie Vokabeln nach Naturwissenschaften oder Sozialkunde ein. Stellen Sie eine Wortdatenbank bereit und bitten Sie die Schüler, Wörter nach Konzept oder Bedeutung zu sortieren.
Welche Sortieraktivität Sie auch durchführen, bitten Sie die Schüler, die Gründe für ihre Gruppierung zu besprechen und zu erklären.
Abstraktion
Wenn Sie Ihrer Klasse beibringen müssen, Unsinn schnell zu beseitigen, geben Sie ihnen eine Wortzählaufgabe. Dafür müssen Sie nicht einmal planen. Weisen Sie wie gewohnt eine Schreibaufgabe zu, aber geben Sie ihnen eine Wortanzahl an. Die Schüler müssen die unwichtigen Details herausfiltern, um ihre Wortzahl unter dem Grenzwert zu halten. Sie können das Limit senken, wenn sie darin besser werden.
Die Heimlektion, aus dem Buch von Cris Tovani Ich habe es gelesen, aber ich habe es nicht verstandenfordert die Schüler auf, wichtige Informationen zu unterschiedlichen Zwecken zu finden. Sie müssen Informationen identifizieren, die allgemein wichtig sind, Informationen identifizieren, die für einen Dieb wichtig wären, und schließlich Informationen identifizieren, die für einen Immobilienmakler von Interesse wären.
Algorithmen
Sphero schlägt die alte Erdnussbutter-Gelee-Sandwich-Lektion vor, um das Erstellen von Algorithmen zu lehren. (Möglicherweise müssen Sie für Ihre Schüler, die an einer Erdnussallergie leiden, auf SunButter umsteigen.) Lassen Sie Ihre Schüler Rezepte für die Zubereitung eines PB&J-Sandwichs erstellen und diese dann mit den Nachbarn tauschen. Dann müssen sie das Sandwich nach den Rezepten ihrer Klassenkameraden zubereiten. Schnappen Sie sich etwas Popcorn, wenn das Chaos ausbricht. Aber schon bald werden Sie feststellen, dass Ihre Schüler immer detailliertere Schritte aufschreiben, um die gewünschten konsistenten Ergebnisse zu erzielen.
Bereit für eine Herausforderung? Lernen Sie mit Ihrer Klasse, einen Zauberwürfel zu lösen.
Sehen Sie sich weitere Beispiele für CT-Strategien in Aktion an.
Ressourcen und Werkzeuge zur Entwicklung rechnerischen Denkens
Wenn Sie nach noch mehr Möglichkeiten suchen, rechnerisches Denken in Ihrem Unterricht einzusetzen, schauen Sie sich diese Ressourcen an.
Equip Learning teilt einige Unterrichtspläne nach Klassenstufe, um rechnerisches Denken zu entwickeln.
Mit diesen Programmier-Apps können Schüler das Schreiben von Schritt-für-Schritt-Anleitungen üben.
CT Lessons bietet Unterrichtspläne nach Fach und Klasse für eine Vielzahl von Fächern.
Haben Sie weitere Fragen zum Computational Thinking und wie Sie es Ihren Schülern beibringen können? Treten Sie der Facebook-Gruppe HELPLINE WeAreTeachers bei, um Ideen auszutauschen und um Rat zu bitten!
Schauen Sie sich auch unsere Liste mit Fragen zum kritischen Denken an.
