Erdbeben und Logarithmus/Der Logarithmus und Programming for prospective educators (using Scratch): Unterschied zwischen den Seiten

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{{Navigation verstecken|{{Lernpfad Erdbeben und Logarithmus}}}}
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{{Box|Info: Einstieg|Im letzten Kapitel bist du bereits auf die <u>'''Magnitude'''</u> gestoßen. Es ist in der Tat so, dass bei einem Beben der Magnitude 6,8 um ein Vielfaches mehr Energie freigesetzt wird, als bei einem der Magnitude 5,8. Das erklärt den Unterschied im Zerstörungspotential zwischen den Erdbeben 2020 in der Türkei. Steigt die Richter-Magnitude um 1, entspricht das einer <u>'''Ver-32-fachung'''</u> der freigesetzten Energiemenge. Bei einer Richter-Magnitude von 5,0 werden beispielsweise 10<sup>12</sup> Joule freigesetzt. Bei 6,0 sind es bereits 2,5 <math>\cdot</math> 10<sup>13</sup> Joule und bei 7,0 beträgt die Energiefreisetzung 10<sup>15</sup> Joule.<ref>Strahler, A. H. & Strahler, A. N. (2009). ''Physische Geographie''. Stuttgart: Verlag Eugen Ulmer.</ref>
<br />
<br />


Wie genau die <u>'''Richter-Magnitude'''</u> definiert ist und was das mit dem <u>'''Logarithmus'''</u> zu tun hat, erfährst du hier in diesem Abschnitt.
[[Programmieren für angehende Pädagog:innen (mit Hilfe von Scratch)| Deutschsprachige Originalversion: Programmieren für angehende Pädagog:innen (mit Hilfe von Scratch) →]]
|Kurzinfo}}


{{Box|1=Merke: Definition der Richter-Magnitude|2=
Die <u>'''Richter-Magnitude'''</u> wird auch <u>'''Lokal-Magnitude'''</u> genannt. Diese Bezeichnung geht auf ihre Definition zurück. Sie lautet nach Franz Embacher (2013) folgendermaßen:
<br />
<br />


<blockquote>''In einer Entfernung von 100 km vom Epizentrum wird der durch das Beben verursachte Maximalausschlag A eines Seismometers nach Wood und Anderson gemessen und in Mikrometer [...] angegeben. Dann ist
=='''Introduction'''==
<br />
<center><math>M = \lg A,</math></center>
<br />
wobei lg der Logarithmus zur Basis 10 ist.''<ref>Embacher, F. (2013). ''Erdbeben''. Zugriff am 2019.06.25 auf https://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Lehre/aussermathAnw2014/Erdbeben.pdf.</ref></blockquote>
<br />


Die Richter-Magnitude wird also anhand des <u>'''maximalen Ausschlages'''</u> (auch <u>'''Amplitude'''</u> genannt), gemessen von einem Seismographen nach Wood und Anderson, berechnet. Dabei handelt es sich jedoch um ein veraltetes Gerät, welches heute durch modernere Seismometer ersetzt wird. Was der <u>'''Logarithmus'''</u> in dieser Formel bedeutet, wollen wir uns jetzt ansehen.  
This course has been developed for students of Swiss specialised upper secondary schools in the occupational field of education (=pedagogy), subsequently abbreviated as «SSC-P».


<br />
The course comprises four units of 2 lessons each. For each unit, instructions are available for the students and a handout for the teacher. In addition, the templates and sample solutions for the programming tasks are published in studio [https://scratch.mit.edu/studios/33643766/|Studio ITBO Programming] on the Scratch portal.


[[Datei:Amplitude Sinus.png|400 px|center|Amplitude]]
=='''unit 1'''==


|3=Merksatz}}
In '''unit 1''', the students will get to know the programming environment of Scratch and the basics of programming by means of a sample project. They will implement a matchstick puzzle (model construction). Without too many theoretical considerations, the students will learn basic concepts of "professional" programming (object and event orientation, process communication). Additionally, the students will get acquainted with a Scratch-extension (text-to-speech).


{{Box|1=Merke: Definition des Logarithmus|2=
{{Box|Objectives unit 1|* The students get to know the Scratch programming environment and how to use it in order to create and manage their own programming projects.


Der <u>'''Logarithmus'''</u> <math>\log_{a} x</math> ("Logarithmus von x zur Basis a") mit <math>a,x \in \mathbb{R}^{+}</math>, <math>a \neq 1</math> ist jene Hochzahl, mit der man <math>a</math> potenzieren muss, um <math>x</math> zu erhalten.
* They learn the basic elements of the Scratch programming language and use them to "write" their first simple programs.
Es gilt <math>\log_{a} x = y \Longleftrightarrow a^{y} = x</math> und <math>a^{\log_{a} x} = x</math>.
Die Zahl <math>a</math> wird in diesem Zusammenhang als <u>'''Basis'''</u> bezeichnet und <math>x</math> als <u>'''Numerus'''</u>.
<br />


Es gibt einige Logarithmen, welche besonders oft gebraucht werden. Beispielsweise den Logarithmus zur Basis <math>10</math>, er wird <u>'''dekadischer Logarithmus'''</u> (Kurzform: '''lg''') genannt. Oder jenen zur Basis <math>e</math>, er wird als <u>'''natürlicher Logarithmus'''</u> (Kurzform: '''ln''') bezeichnet. Wobei <math>e</math> die Eulersche Zahl ist. Das ist eine irrationale Zahl mit <math>e \approx 2,718</math>.
* The students reflect on their experiences with programming.
<br />


Du willst noch mehr über die Eulersche Zahl wissen? Für weitere Infos, klicke hier: [https://www.youtube.com/watch?v=-3_MUV1PwWQ Lernvideo: e - die Eulersche Zahl]
* They also learn (without too many theoretical considerations) basic concepts of "professional" programming (object and event orientation, process communication).|Kurzinfo }}
<br />


Sieh dir zum besseren Verständnis das folgende '''Video''' an:
[[ITBO-Programming-part-1|jump to unit 1]] [[Datei:Icon_Noun-internal-link-4974682.svg|verweis=ITBO-Programming-part-1|30x30px]]


<br />
{{#ev:youtube|iuG7isoQjGc|800|center}}


|3=Merksatz}}
=='''unit 2'''==


{{Box|1=Aufgabe 9|
'''Unit 2''' focuses on the concept of turtle graphics and the use of Scratch in primary school. Using the example of "properties of regular polygons", the students can experience exploratory learning with turtle graphics for themselves. In addition, the students learn about and apply the essential "basic building blocks" of programs (sequence, repetition, conditional execution, variables).
2=<u>'''Übungen Logarithmus A'''</u>


Sieh dir das Musterbeispiel an. Berechne anschließend die folgenden Logarithmen ohne Technologieeinsatz. Am '''Arbeitsplan (Aufgabe 9: Übungen Logarithmus A)''' hast du Platz dafür. <span class="brainy hdg-checklist02 fa-lg"></span>
{{Box|Objectives unit 2|* The students get more familiar with Scratch.
<br />


<div style="background-color:#efefef;;padding:7px;">
* They learn about and apply the "basic building blocks" of programs (sequence, repetition, conditional execution, variables).
'''Musterbeispiel''': <math>\log_{2} 8</math>
<br />
<u>1. Möglichkeit</u>: Überlege dir, mit welcher Zahl du <math>2</math> potenzieren musst, um <math>8</math> zu erhalten. Also ist <math>\log_{2} 8 = 3</math>.
<br />
<u>2. Möglichkeit</u>: <math>\log_{2} 8 = y \Longleftrightarrow 2^{y} = 8 \Longleftrightarrow y = 3</math>. Also ist <math>\log_{2} 8 = 3</math>.
</div>


<br />
* The students understand the concept of turtle graphics for the exploratory learning in primary school.


<div class="grid">
* They deal with the programming of turtle graphics by means of a concrete example.|Kurzinfo }}
<div class="width-1-2">


'''a)''' <math>\log_{3} 9</math>
[[ITBO-Programming-part-2|jump to unit 2]] [[Datei:Icon_Noun-internal-link-4974682.svg|verweis=ITBO-Programming-part-2|30x30px]]


'''b)''' <math>\log_{4} 64</math>


'''c)''' <math>\log_{4} \frac{1}{4}</math>
=='''unit 3'''==


'''d)''' <math>\log_{3} \frac{1}{9}</math>
Das Teilmodul 3 dient dazu, die SuS mit dem Entwurf und der Programmierung von multimedialen Geschichten / Animationen in Scratch vertraut zu machen.


'''e)''' <math>\log_{2} \sqrt{2}</math>
{{Box|Ziele Teilmodul 3|* Die SuS analysieren eine einfache interaktive, multimediale «Geschichte». Sie ergänzen die «Geschichte» mit einer zusätzlichen Szene.


'''f)''' <math>\log_{10} \sqrt{1000}</math>
Die SuS lernen, wie sie «Szenen» und «Szenenwechsel» entwerfen und umsetzen können.


'''g)''' <math>\log_{a} a</math>
Sie erfahren, wie Animationen entworfen und realisiert werden können.|Kurzinfo }}  


'''h)''' <math>\log_{a} 1</math>
[[ProgrammierenITBO-Teilmodul-3|zum Teilmodul 3]] [[Datei:Icon_Noun-internal-link-4974682.svg|verweis=ProgrammierenITBO-Teilmodul-3|30x30px]]


</div>


<div class="width-1-2">
=='''unit 4'''==


{{Lösung versteckt|
Im Teilmodul 4 setzen sich die SuS mit der Simulation eines Rasenmähroboters auseinander. Dabei stützen sie sich auf das Block-Konzept, das ihre Arbeit wesentlich erleichtert und das Programm übersichtlicher macht. Anhand dieses Beispiels reflektieren die SuS die Problematik der Determiniertheit und Korrektheit von programmierten Problemlösungen.


'''a)''' <math>2</math>
{{Box|Ziele Teilmodul 4|* Die SuS verstehen eine Simulation als Möglichkeit für das Suchen nach einer Problemlösung.


'''b)''' <math>3</math>
Sie analysieren und testen das zur Verfügung gestellte Beispiel der Simulation eines Rasenmäher-Roboters.


'''c)''' <math>-1</math>
Die SuS ergänzen das Simulationsbeispiel mit einem selbst entwickelten Algorithmus.


'''d)''' <math>-2</math>
Sie verstehen das Blockkonzept zur übersichtlichen Gliederung von Programmen.|Kurzinfo }}


'''e)''' <math>\frac{1}{2}</math>
[[ProgrammierenITBO-Teilmodul-4|zum Teilmodul 4]] [[Datei:Icon_Noun-internal-link-4974682.svg|verweis=ProgrammierenITBO-Teilmodul-4|30x30px]]


'''f)''' <math>\frac{3}{2}</math>
=='''Unterrichtsverlauf'''==


'''g)''' <math>1</math>
Die SuS werden für den Unterricht ganz unterschiedliche Vorkenntnisse mitbringen und unterschiedliches Interesse am Programmieren zeigen. Einige Schüler:innen werden erklären, dass sie schon programmieren können. Andere werden skeptisch sein, ob sie das je lernen werden und ob sie das überhaupt brauchen.


'''h)''' <math>0</math>}}
Wenn die hohen Erwartungen an das Programmieren in der Schule (… logisches und kritisches Denken, Kreativität, Teamarbeit, ...) erfüllt werden sollen, müssen sich die SuS auf ihre je eigene Art mit den Inhalten des Moduls Programmieren auseinander setzen können.


</div>
Zu jedem Teilmodul gibt es eine Anleitung, mit der die SuS in Gruppen (idealerweise Zweier-, nötigenfalls Dreiergruppen) selbständig arbeiten können (student edition). Die Lehrpersonen finden so Zeit, sich intensiver mit den Schülerinnen und Schülern zu befassen, die schon Erfahrung mitbringen oder dem Programmieren skeptisch gegenüber stehen. Dazu steht den Lehrpersonen zu jedem Teilmodul ein Begleitdokument zur Verfügung (teacher edition). Die skeptischen Schüler:innen so zu unterstützen, dass sie ihre Vorbehalte als Ansporn empfinden, und die erfahrenen Schüler:innen zur (selbst-) kritischen Auseinandersetzung mit den Inhalten der Teilmodule (oder wenigstens der Teilmodule 2 und 3) zu motivieren, wären erstrebenswerte Ziele.
</div>


|3=Arbeitsmethode}}
Eine formative Lernkontrolle macht unter diesen Umständen keinen Sinn. Hingegen würde ein kollaborativer Texteditor (z.B. https://edupad.ch) den SuS ermöglichen, ihre Fragen und Kommentare zu den Aufgaben und Reflexionen laufend zu notieren und untereinander zu diskutieren. Bei Bedarf könnte die Lehrperson verlangen, dass alle SuS mindestens drei relevante Fragen und/oder Kommentare einbringen müssen.
 
{{Box|1=Teste dein Wissen!|2=
 
<u>'''Übungen Logarithmus B'''</u>
 
<br />
 
{{H5p-zum|id=16052|height=640}}
 
|3=Üben}}
 
{{Box|1=Merke: Rechenregeln für Logarithmen|2=
 
Wie beim Rechnen mit Potenzen, gibt es auch für Logarithmen gewisse Rechenregeln.
 
Es seien <math>a \in \mathbb{R}^{+}, a \neq 1, x, x_{1}, x_{2}, \in  \mathbb{R}^{+} </math> und <math>r \in \mathbb{R} \setminus \{0\}</math>. Dann gilt:
<br />
 
# <math>\log_{a} (x_{1} \cdot x_{2}) = \log_{a} x_{1} + \log_{a} x_{2}</math>.
# <math>\log_{a} \frac{x_{1}}{x_{2}} = \log_{a} x_{1} - \log_{a} x_{2}</math>.
# <math>\log_{a} x^{r} = r \cdot \log_{a} x</math>.
# <math>\log_{a} 1 = 0, \log_{a} a = 1</math>.<ref>Neher, M. (2018). ''Anschauliche höhere Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler''. Wiesbaden: Springer Vieweg.</ref>
 
|3=Merksatz}}
 
{{Box|1=Aufgabe 10|
2=<u>'''Übungen Logarithmus C'''</u>
 
Wie du wahrscheinlich schon einmal gehört hast, wollen Mathematikerinnen und Mathematiker nichts glauben, sondern immer alles beweisen. Wir versuchen jetzt ebenso, die Rechenregeln für Logarithmen zu beweisen. Das funktioniert mithilfe der Rechenregeln für Potenzen. Falls dir diese nicht mehr geläufig sind, klicke [https://www.youtube.com/watch?v=aUK2-Svw4o4 hier].
<br />
 
Sieh dir zuerst das Musterbeispiel (1. Regel) an, um eine Vorstellung zu bekommen, wie die Beweise funktionieren. Versuche anschließend gemeinsam mit einer Mitschülerin oder einem Mitschüler, die restlichen Regeln zu beweisen. Am '''Arbeitsplan (Aufgabe 10: Übungen Logarithmus C)''' habt ihr Platz dafür. <span class="brainy hdg-checklist02 fa-lg"></span>
<br />
 
<div style="background-color:#efefef;;padding:7px;">
'''Musterbeispiel''': 1. <math>\log_{a} (x_{1} \cdot x_{2}) = \log_{a} x_{1} + \log_{a} x_{2}</math>.
<br />
<u>Beweis</u>: Wir definieren die Logarithmen zunächst folgendermaßen <math>y_{1} := \log_{a} x_{1}, y_{2} := \log_{a} x_{2} </math>, das heißt <math>a^{y_{1}} = x_{1}, a^{y_{2}} = x_{2}</math> (''Definition des Logarithmus'').
 
<math>\log_{a} (x_{1} \cdot x_{2}) =</math> (''Einsetzen der obigen Definition'') <math>= \log_{a} (a^{y_{1}} \cdot a^{y_{2}}) =</math> (''Anwendung der Rechenregel für Potenzen'') <math>= \log_{a} (a^{y_{1}+y_{2}}) =</math> (''Definition des Logarithmus'') <math>= y_{1} + y_{2} =</math> (''Einsetzen der obigen Definition'') <math>= \log_{a} x_{1} + \log_{a} x_{2}</math>.
</div>
 
<br />
'''a) Versuche nun, die Regeln 2. - 4. gemeinsam mit einer Mitschülerin oder einem Mitschüler zu beweisen. Falls ihr Hilfe braucht, klickt unten auf "Hilfe anzeigen"'''. <span class="brainy hdg-spech-bubbles fa-lg"></span>
 
{{Lösung versteckt|
 
<u>Zu 2.</u>: Der Beweis der 2. Regel funktioniert ganz ähnlich wie der der 1. Verwende wieder die Definitionen <math>y_{1} := \log_{a} x_{1}, y_{2} := \log_{a} x_{2} </math>. Überlege dir vorab, wie das Potenzgesetz für die Division mit gleicher Basis lautet.


<u>Zu 3.</u>: Setze für <math>x = a^{\log_{a} x} </math> (''Definition des Logarithmus'') in die linke Seite der Gleichung ein. Wende dann die Rechenregel für das Potenzieren von Potenzen an und anschließend die Definition des Logarithmus.
=='''Zeitbedarf'''==


<u>Zu 4.</u>: Diese Beweise sind kurz. Überlege dir, was <math>a^{0}</math> und <math>a^{1}</math> ist und du hast die Behauptungen mithilfe der Definition des Logarithmus bewiesen.
Für die vier Teilmodule ist ein Zeitbedarf von je 2 Lektionen vorgesehen. Die Teile 1 und 2 bilden eine Einheit; deren Bearbeitung nimmt je nach Klasse vielleicht doch etwas mehr Zeit in Anspruch. In diesem Fall müsste eventuell auf Teilmodul 4 verzichtet werden.
   
   
|Hilfe anzeigen|Hilfe verbergen}}


<br />
=='''Disposition'''==
'''b) Sieh dir, um die Rechenregeln besser zu verinnerlichen, noch das folgende Video an. Übertrage alle Beispiele aus dem Video auf den Arbeitsplan (Aufgabe 10: Übungen Logarithmus C)'''. <span class="brainy hdg-checklist02 fa-lg"></span>


<br />
{{#ev:youtube|2vIZNqYHpos|800|center}}


|3=Arbeitsmethode}}
{{Box|Download|[[Datei:ProgrammingCourseDispositionV1.odt|ProgrammingCourseDispositionV1.odt|mini]]|Download }}  


{{Box|Lösung: Aufgabe 10|
<br/>


{{Lösung versteckt|1=
==='''Warum programmieren?'''===


<u>Zu 2.</u>: <math>\log_{a} \frac{x_{1}}{x_{2}} = \log_{a} \frac{a^{y_{1}}}{a^{y_{2}}} = \log_{a} (a^{y_{1}-y_{2}}) = y_{1} - y_{2} = \log_{a} x_{1} - \log_{a} x_{2}</math>.
Programmieren ist eine Tätigkeit, deren Ergebnis ein Computer-Programm ist. Das Faszinierende daran ist die Vielfalt an unterschiedlichen Aufgaben, die mit solchen Programmen gelöst werden können.


<u>Zu 3.</u>: <math>\log_{a} x^{r} = \log_{a} ((a^{\log_{a} x})^{r}) = \log_{a} (a^{r \cdot \log_{a} x}) = r \cdot \log_{a} x</math>.
Warum sollen die angehenden ''Lehrpersonen'' programmieren lernen? Es gibt zahlreiche Quellen, die Antworten auf diese Frage liefern, zum Beispiel:  


<u>Zu 4.</u>: Die Behauptung folgt mittels Definition des Logarithmus aus <math>a^{0} = 1</math> und <math>a^{1} = a</math>.
{{Box|Zitat|Programmieren [ist] so wichtig wie schreiben und lesen. Quelle: https://www.fritzundfraenzi.ch/gesellschaft/programmieren-so-wichtig-wie-schreiben-und-lesen/|Zitat }}  


|2=Lösungserwartung anzeigen|3=Lösungserwartung verbergen}}
Beat Döbeli Honegger (Fachkern Medien und Informatik an der Pädagogischen Hochschule Luzern) gibt im Beitrag «[https://mia.phsz.ch/Informatikdidaktik/WarumInformatik Warum Informatik in der Schule?]» eine differenziertere Antwort, indem er Informatik mit neun Argumenten zur Allgemeinbildung zählt:


|Lösung}}
{{Box|Zitat|* Konstruktionismus-Argument ("Der Computer als Schüler:in")


{{Box|1=Aufgabe 11|
Wissenschaftsargument ("Informatik gehört zur Allgemeinbildung, weil Informatik mit Simulation ein drittes Standbein in die Wissenschaft gebracht hat.")
2=<u>'''Übungen Logarithmus D'''</u>


Vereinfache die folgenden Terme mithilfe der Rechenregeln für Logarithmen. Am '''Arbeitsplan (Aufgabe 11: Übungen Logarithmus D)''' hast du Platz dafür. <span class="brainy hdg-checklist02 fa-lg"></span>
Denkobjektargument ("Der Computer als Denkobjekt")


<br />
Problemlöseargument ("Informatikkenntnisse helfen auch beim Lösen von Problemen ausserhalb der Informatik.")


<div class="grid">
Welterklärungsargument ("Um die heutige Informationsgesellschaft verstehen und erklären zu können, sind Informatikkenntnisse notwendig.")
<div class="width-1-2">


'''a)''' <math>\log_{a} x + \log_{a} \frac{1}{x}</math>
Konzeptwissenargument ("Informatikkenntnisse helfen, die Nutzung von ICT besser zu verstehen.")


'''b)''' <math>\log_{a} x^{4} - \log_{a} x^{2}</math>
Arbeitstechnikargument ("Mit Informatik lässt sich das präzise Planen, Arbeiten und Kommunizieren im Team üben.")


'''c)''' <math>2 \cdot \log_{a} \sqrt{x}</math>
Motivations-/Interesseargument ("Mit Informatik lassen sich Schülerinnen und Schüler mit technischem Interesse ansprechen.")


'''d)''' <math>\log_{a} a^{x}</math>
Berufswahl-Argument.|Zitat }}  


'''e)''' <math>\log_{10} (100a) - \log_{10} a</math>
''Programmieren ist ein Teilaspekt der Informatik''. Das Modul «Programmieren» an der FMS Berufsfeld Pädagogik beschränkt sich auf folgende Ziele:


'''f)''' <math>2 + \log_{10} \frac{1}{100}</math>
#Die Schülerinnen und Schüler der FMS Berufsfeld Pädagogik (kurz «SuS») werden später als Primarlehrpersonen eigene Ideen für den Unterricht entwickeln, wie Computerprogramme ihre Schülerinnen und Schüler beim Lernen unterstützen könnten. Sie sollen deshalb entsprechende Apps auch selbst programmieren können (z.B. ein mit der Zeit wachsendes Verzeichnis der Wörter, welche die Kinder in ihren eigenen Texten verwenden; das Verzeichnis fördert die Erweiterung des Wortschatzes der ganzen Klasse und die schwächere Primarschüler:innen können die korrekte Schreibweise der Wörter leicht «nachschlagen»). #Primarschülerinnen und Primarschüler sollen den Computer als Werkzeug für das entdeckende Lernen in «traditionellen» Fächern wie Mathematik, Geometrie oder Geografie nutzen können. Dazu eignet sich der [https://www.worldcat.org/de/title/74666394 Turtle-Grafik-Ansatz von Seymour Papert] ([https://www.worldcat.org/de/title/877077313 weiterentwickelt und aktualisiert von Yasmin B. Kafai / Quinn Burke]). Die SuS der FMS sollen sich deshalb das Konzept von Turtle-Grafiken aneignen, damit sie es später den Primarschüler:innen erklären können. Als angehende Lehrpersonen werden sie dann auch in der Lage sein, selbst Aufgaben zu stellen, die Primarschüler:innen mit Turtle-Grafiken lösen können. #Die SuS sollen auch verstehen, wie Programme und andere Unterrichtsmaterialien in Form von offenen Bildungsressourcen (Open Educational Resources, OER) veröffentlicht werden können, um Lehrkräften die Vorbereitung und Durchführung des Unterrichts zu erleichtern. Damit nützen sie Informatikanwendungen für zeitgemässe Formen der Kooperation.
   


'''g)''' <math>\log_{10} \frac{u \cdot v}{w} + \log_{10} w - \log_{10} v</math>
==='''«Passende» Programmierumgebungen'''===


'''h)''' <math>\log_{10} (x-y)^{2} - \log_{10} (x-y)</math>


</div>
Welche Programmierumgebung eignet sich, um die genannten Ziele zu erreichen? Dazu seien einige Auswahlkriterien angeführt.


<div class="width-1-2">
Die Programmierumgebung muss benutzerfreundlich sein, damit sich die SuS in der kurzen für das Modul «Programmieren» zur Verfügung stehenden Zeit mit den Grundlagen des Programmierens vertraut machen können.


{{Lösung versteckt|
Sie muss moderne Programmier-Konzepte unterstützen (z.B. Objekt- und Ereignisorientierung), damit die SuS damit auch anspruchsvolle Programmiervorhaben bewältigen können.


'''a)''' <math>0</math>
Die Programmierumgebung muss von Primarschüler:innen genutzt werden können. Und sie muss «Turtle-Grafiken» unterstützen ([https://news.elearninginside.com/seymour-papert-logo-turtles-and-the-origin-of-educational-robots/ gemäss dem Konzept von Seymour Papert, 1967], damals realisiert mit der Programmiersprache Logo und Schildkröten – engl. turtles – als sich bewegende Objekte).


'''b)''' <math>\log_{a} x^{2}</math>
Die Programmierumgebung muss die blockbasierte Programmierung unterstützen. Die textbasierte Programmierung eignet sich für den Unterricht in der Primarschule nicht.


'''c)''' <math>\log_{a} x</math>
Idealerweise unterstützt die Programmierumgebung das kooperative (Weiter-) Entwickeln von Programmen.


'''d)''' <math>x</math>
Die Programmierumgebung sollte schon recht verbreitet sein. Mit einer grossen Nutzerschar («community») ist eher sichergestellt, dass die Umgebung laufend weiterentwickelt und auch an sich ändernde schulische Bedürfnisse angepasst wird.


'''e)''' <math>2</math>
Schulisch eingesetzte Software sollte möglichst allgemein verfügbar sein und es auch bleiben, damit Bildung für alle zugänglich ist. Idealerweise wird sie von personenunabhängigen Stiftungen oder auch Institutionen der öffentlichen Hand getragen. Damit sie nicht monopolisiert werden kann, sollte sie quelloffen programmiert sein.


'''f)''' <math>0</math>
Nachfolgend sind einige bekannte Programmierumgebungen, die im deutschsprachigen Raum für schulische Zwecke genutzt werden bzw. in Frage kämen, kurz beschrieben. Der Auswahl und der Reihenfolge der Programmierumgebungen liegt keine explizite Systematik zugrunde. Schliesslich wird die Wahl von Scratch als Programmierumgebung für den Unterricht an der Fachmittelschule Berufsfeld Pädagogik begründet.


'''g)''' <math>\log_{10} u</math>
Im Dokument [[Datei:ModulProgrammierenDisposition-v4.odt|mini]] sind einige bekannte Programmierumgebungen, die im deutschsprachigen Raum für schulische Zwecke genutzt werden bzw. in Frage kämen, kurz beschrieben ([https://xlogo.inf.ethz.ch/release/latest/ XlogoOnline], [https://www.swisseduc.ch/informatik/karatojava/kara/ Kara], [https://scratch.mit.edu Scratch], [https://snap.berkeley.edu Snap!], [http://www.boles.de/teaching/pkjava/solist/scratchkara.html ScratchKara], [http://www.python-online.ch WebTigerJython]). Der Auswahl und der Reihenfolge der Programmierumgebungen liegt keine explizite Systematik zugrunde.


'''h)''' <math>\log_{10} (x-y)</math>}}
==='''Gewählte Programmierumgebung: Scratch'''===


</div>
</div>


|3=Arbeitsmethode}}
Für das Erreichen der Ziele des Moduls «Programmieren» an der FMS Berufsfeld Pädagogik eignet sich dieProgrammierumgebung Scratch sehr gut.


{{Box|1=Aufgabe 12|
Scratch bietet mit der Unterstützung moderner Programmierkonzepte (Objekt- und Ereignisorientierung, Prozesskommunikation) eine Umgebung, die sich allgemein für das Programmieren an Mittelschulen eignet.
2=<u>'''Übungen Logarithmus E'''</u>


Wir haben bei der Definition von <math>\log_{a} x</math>, aber auch bei den Rechenregeln, gesehen, dass <math>a,x \in \mathbb{R}^{+}</math>, <math>a \neq 1</math> sein müssen.  
Scratch eignet sich aber auch speziell für das Programmieren mit Kindern, insbesondere für das entdeckende Lernen mit Turtle-Grafiken.
<br />


# Warum dürfen <math>a</math> und <math>x</math> keine negativen reellen Zahlen sein? Warum darf <math>a</math> nicht gleich <math>1</math> sein?
Scratch wurde 2007 entwickelt und wird mittlerweile an vielen Schulen in verschiedenen Schulstufen eingesetzt. Scratch ist kostenlos und in über 70 Sprachen verfügbar. Die Scratch-Community umfasst 42 Millionen Projektersteller:innen. Die Scratch Foundation, eine Non-Profit-Organisation, gewährleistet die längerfristige Verfügbarkeit und Weiterentwicklung von Scratch.
# Versuche, diese Fragen gemeinsam mit einer Mitschülerin oder einem Mitschüler zu beantworten. <span class="brainy hdg-spech-bubbles fa-lg"></span>
# Macht euch Notizen und formuliert eure Vermutungen am '''Arbeitsplan (Aufgabe 12: Übungen Logarithmus E)'''. <span class="brainy hdg-checklist02 fa-lg"></span>


|3=Arbeitsmethode}}
Zu Scratch gibt es auch eine grosse Auswahl an frei verfügbaren Unterrichtsmaterialien. Scratch ist webbasiert. Die Nutzer:innen von Scratch können deshalb mit irgendwelchen Geräten mit Internetanschluss (auch Tablets) auf ihre Projekte zugreifen. Die Nutzer:innen können Projekte auch austauschen und gemeinsam oder getrennt weiterentwickeln (remix).


{{Box|Lösung: Aufgabe 12|
Wer Scratch offline nutzen will, kann die Programmierumgebung lokal auf dem eigenen Gerät installieren. Es gibt die App für MS-Windows, macOS, ChromeOS und Android ([https://scratch.mit.edu/download Download-Seite]). Für iOS und iPadOS (iPhone und iPad) gibt es keine Scratch-App.


{{Lösung versteckt|1=
Authors: Bruno Wenk, Dieter Burkhard


* '''Warum muss <math>a \in \mathbb{R}^{+}</math> gelten?''' - Wenn <math>a</math>, also die Basis, negativ wäre, könnten wir nur Exponenten aus <math>\mathbb{Z}</math> verwenden. Exponenten aus <math>\mathbb{Q}</math> oder <math>\mathbb{R}</math> sind für negative Basen nicht definiert. Bei diesen Beispielen <math>(-2)^{0}=+1, (-2)^{1}=-2, (-2)^{2}=+4, (-2)^{3}=-8, (-2)^{4}=+16</math>, usw. erhalten wir immer nur bestimmte positive und negative Zahlen als Ergebnis. Für andere als diese Ergebnisse gibt es keine möglichen Exponenten. Der Logarithmus zu einer negativen Basis macht somit meistens keinen Sinn.
Translations: Patricia Berchtel
* '''Warum muss <math>x \in \mathbb{R}^{+}</math> gelten?''' - Der Logarithmus zu einer negativen Basis ist nicht definiert. Wir erhalten mit positiven Basen nur positive Zahlen als Potenzwerte. Daher kann der Numerus nur eine positive Zahl sein.
** Für <math>a>0, y>0</math> ist <math>x = a^{y}</math> immer positiv.
** Für <math>a>0, y<0, y=-z, z>0</math> ist <math>x = a^{y} = a^{-z} = \frac{1}{a^{z}}</math> ebenso positiv.
* '''Warum muss <math>a \neq 1</math> gelten?''' - Potenziert man <math>1</math> mit einer beliebigen reellen Zahl, so erhält man immer wieder <math>1</math>. <math>1^{y} = x</math> hat keine Lösung, falls <math>x \neq 1</math> und unendlich viele Lösungen, falls <math>x = 1</math>. Somit ist der Logarithmus zur Basis <math>1</math> nicht definiert. Ähnliches gilt für die Basis <math>0</math>.


|2=Lösungserwartung anzeigen|3=Lösungserwartung verbergen}}
[[Kategorie:Informatik]]


|Lösung}}
{{DEFAULTSORT:Programming for prospective educators (using Scratch) }}


{{Box|1=Aufgabe 13|
INDEXIEREN
2=<u>'''Übungen Logarithmus F'''</u>
[[Kategorie:Programmieren]]  
 
[[Kategorie:Scratch]]  
Logarithmen im Kopf auszurechnen, ist nur in einfachen Fällen möglich. Vor der Entwicklung elektronischer Rechenhilfsmittel benutzte man sogenannte Logarithmentafeln zur Bestimmung von Logarithmen. Aufwändig gewonnene Logarithmenwerte waren darin systematisch notiert. Heutige Taschenrechner verwenden ähnliche mathematische Verfahren wie auch schon die Autorinnen und Autoren entsprechender Logarithmentafeln. Dabei werden die Werte hinreichend genau angenähert.<ref>Barzel, B., Glade, M. & Klinger, M. (2021). ''Algebra und Funktionen: Fachlich und fachdidaktisch''. Berlin: Springer Berlin und Springer Spektrum.</ref>
<br />
 
'''Absolviere das folgende Quiz mithilfe von [https://www.geogebra.org/calculator GeoGebra] oder deinem Taschenrechner. Informiere dich zuerst, wie man Logarithmen mit dem gewählten Hilfsmittel berechnen kann. Runde auf 2 Dezimalstellen.'''
 
''' <u>Achtung</u>: Es geht hier um den <u>dekadischen Logarithmus</u> (lg) und den <u>natürlichen Logarithmus</u> (ln)!'''
 
<br />
 
{{H5p-zum|id=16252|height=640}}
 
|3=Arbeitsmethode}}
 
{{Box|1=Merke: Exponentialgleichungen|2=
 
Du kannst bereits lineare oder quadratische Gleichungen lösen. Aber was ist, wenn die <u>'''Unbekannte'''</u> plötzlich <u>'''im Exponenten'''</u> steht? - Alles kein Problem mit dem <u>'''Logarithmus'''</u>!
<br />
 
Wir versuchen nun, die Gleichung <math>6^{2x+1} = 360</math> für <math>x \in \mathbb{R}</math> näherungsweise zu lösen.
<br />
 
<u>'''Dabei gehen wir folgendermaßen vor'''</u>: Wir logarithmieren die Gleichung, das heißt, wir wenden den Logarithmus auf beiden Seiten an. Die Basis des Logarithmus können wir beliebig wählen (Exponentialgleichungen mit der Basis <math>e</math> löst man am einfachsten mit dem natürlichen Logarithmus.). In unserem Fall verwenden wir den dekadischen Logarithmus. Anschließend benutzen wir die Rechenregeln für Logarithmen. Durch weitere Äquivalenzumformungen und mit Technologieeinsatz können wir die Gleichung näherungsweise lösen.
 
<br />
 
[[Datei:Exponentialgleichung Musterbeispiel.jpg|600 px|center|alternativtext=Exponentialgleichung Musterbeispiel]]
 
|3=Merksatz}}
 
{{Box|1=Aufgabe 14|
2=<u>'''Übungen Logarithmus G'''</u>
 
# Lies dir die obige Info zum Thema Exponentialgleichungen genau durch.
# Suche dir eine Partnerin oder einen Partner und bildet gemeinsam ein Team. <span class="brainy hdg-spech-bubbles fa-lg"></span>
# Tretet gegen ein anderes Team beim folgenden Memory-Spiel an: Ein Paar besteht immer aus einer Exponentialgleichung und der dazugehörigen Lösung (grün) gerundet auf 2 Dezimalstellen. Notiert euch jeweils die gefundenen Paare pro Team!
# Am '''Arbeitsplan (Aufgabe 14: Übungen Logarithmus G)''' könnt ihr die Exponentialgleichungen schriftlich lösen. <span class="brainy hdg-checklist02 fa-lg"></span>
 
<br />
 
{{H5p-zum|id=16253|height=800}}
 
|3=Arbeitsmethode}}
 
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{{Fortsetzung|weiter=Logarithmische Skalen|weiterlink=Erdbeben und Logarithmus/Logarithmische Skalen|vorher=Stärke von Erdbeben|vorherlink=Erdbeben und Logarithmus/Stärke von Erdbeben}}
 
Erstellt von: [[Benutzer:Lisa.birglechner|Lisa Birglechner]] ([[Diskussion:Erdbeben und Logarithmus|Diskussion]])
 
{{Autorenbox}}
 
 
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[[Kategorie:Mathematik]]
[[Kategorie:Geographie]]
[[Kategorie:Lernpfad]]
[[Kategorie:Lernpfad]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 2]]

Version vom 25. Juli 2023, 09:21 Uhr

| unit 1 → | unit 2 → | unit 3 → | unit 4 → |


Deutschsprachige Originalversion: Programmieren für angehende Pädagog:innen (mit Hilfe von Scratch) →


Introduction

This course has been developed for students of Swiss specialised upper secondary schools in the occupational field of education (=pedagogy), subsequently abbreviated as «SSC-P».

The course comprises four units of 2 lessons each. For each unit, instructions are available for the students and a handout for the teacher. In addition, the templates and sample solutions for the programming tasks are published in studio ITBO Programming on the Scratch portal.

unit 1

In unit 1, the students will get to know the programming environment of Scratch and the basics of programming by means of a sample project. They will implement a matchstick puzzle (model construction). Without too many theoretical considerations, the students will learn basic concepts of "professional" programming (object and event orientation, process communication). Additionally, the students will get acquainted with a Scratch-extension (text-to-speech).


Objectives unit 1
  • The students get to know the Scratch programming environment and how to use it in order to create and manage their own programming projects.
  • They learn the basic elements of the Scratch programming language and use them to "write" their first simple programs.
  • The students reflect on their experiences with programming.
  • They also learn (without too many theoretical considerations) basic concepts of "professional" programming (object and event orientation, process communication).

jump to unit 1 Icon Noun-internal-link-4974682.svg


unit 2

Unit 2 focuses on the concept of turtle graphics and the use of Scratch in primary school. Using the example of "properties of regular polygons", the students can experience exploratory learning with turtle graphics for themselves. In addition, the students learn about and apply the essential "basic building blocks" of programs (sequence, repetition, conditional execution, variables).


Objectives unit 2
  • The students get more familiar with Scratch.
  • They learn about and apply the "basic building blocks" of programs (sequence, repetition, conditional execution, variables).
  • The students understand the concept of turtle graphics for the exploratory learning in primary school.
  • They deal with the programming of turtle graphics by means of a concrete example.

jump to unit 2 Icon Noun-internal-link-4974682.svg


unit 3

Das Teilmodul 3 dient dazu, die SuS mit dem Entwurf und der Programmierung von multimedialen Geschichten / Animationen in Scratch vertraut zu machen.


Ziele Teilmodul 3
  • Die SuS analysieren eine einfache interaktive, multimediale «Geschichte». Sie ergänzen die «Geschichte» mit einer zusätzlichen Szene.

Die SuS lernen, wie sie «Szenen» und «Szenenwechsel» entwerfen und umsetzen können.

Sie erfahren, wie Animationen entworfen und realisiert werden können.

zum Teilmodul 3 Icon Noun-internal-link-4974682.svg


unit 4

Im Teilmodul 4 setzen sich die SuS mit der Simulation eines Rasenmähroboters auseinander. Dabei stützen sie sich auf das Block-Konzept, das ihre Arbeit wesentlich erleichtert und das Programm übersichtlicher macht. Anhand dieses Beispiels reflektieren die SuS die Problematik der Determiniertheit und Korrektheit von programmierten Problemlösungen.


Ziele Teilmodul 4
  • Die SuS verstehen eine Simulation als Möglichkeit für das Suchen nach einer Problemlösung.

Sie analysieren und testen das zur Verfügung gestellte Beispiel der Simulation eines Rasenmäher-Roboters.

Die SuS ergänzen das Simulationsbeispiel mit einem selbst entwickelten Algorithmus.

Sie verstehen das Blockkonzept zur übersichtlichen Gliederung von Programmen.

zum Teilmodul 4 Icon Noun-internal-link-4974682.svg

Unterrichtsverlauf

Die SuS werden für den Unterricht ganz unterschiedliche Vorkenntnisse mitbringen und unterschiedliches Interesse am Programmieren zeigen. Einige Schüler:innen werden erklären, dass sie schon programmieren können. Andere werden skeptisch sein, ob sie das je lernen werden und ob sie das überhaupt brauchen.

Wenn die hohen Erwartungen an das Programmieren in der Schule (… logisches und kritisches Denken, Kreativität, Teamarbeit, ...) erfüllt werden sollen, müssen sich die SuS auf ihre je eigene Art mit den Inhalten des Moduls Programmieren auseinander setzen können.

Zu jedem Teilmodul gibt es eine Anleitung, mit der die SuS in Gruppen (idealerweise Zweier-, nötigenfalls Dreiergruppen) selbständig arbeiten können (student edition). Die Lehrpersonen finden so Zeit, sich intensiver mit den Schülerinnen und Schülern zu befassen, die schon Erfahrung mitbringen oder dem Programmieren skeptisch gegenüber stehen. Dazu steht den Lehrpersonen zu jedem Teilmodul ein Begleitdokument zur Verfügung (teacher edition). Die skeptischen Schüler:innen so zu unterstützen, dass sie ihre Vorbehalte als Ansporn empfinden, und die erfahrenen Schüler:innen zur (selbst-) kritischen Auseinandersetzung mit den Inhalten der Teilmodule (oder wenigstens der Teilmodule 2 und 3) zu motivieren, wären erstrebenswerte Ziele.

Eine formative Lernkontrolle macht unter diesen Umständen keinen Sinn. Hingegen würde ein kollaborativer Texteditor (z.B. https://edupad.ch) den SuS ermöglichen, ihre Fragen und Kommentare zu den Aufgaben und Reflexionen laufend zu notieren und untereinander zu diskutieren. Bei Bedarf könnte die Lehrperson verlangen, dass alle SuS mindestens drei relevante Fragen und/oder Kommentare einbringen müssen.


Zeitbedarf

Für die vier Teilmodule ist ein Zeitbedarf von je 2 Lektionen vorgesehen. Die Teile 1 und 2 bilden eine Einheit; deren Bearbeitung nimmt je nach Klasse vielleicht doch etwas mehr Zeit in Anspruch. In diesem Fall müsste eventuell auf Teilmodul 4 verzichtet werden.


Disposition

Download
Datei:ProgrammingCourseDispositionV1.odt


Warum programmieren?

Programmieren ist eine Tätigkeit, deren Ergebnis ein Computer-Programm ist. Das Faszinierende daran ist die Vielfalt an unterschiedlichen Aufgaben, die mit solchen Programmen gelöst werden können.

Warum sollen die angehenden Lehrpersonen programmieren lernen? Es gibt zahlreiche Quellen, die Antworten auf diese Frage liefern, zum Beispiel:


Zitat
Programmieren [ist] so wichtig wie schreiben und lesen. Quelle: https://www.fritzundfraenzi.ch/gesellschaft/programmieren-so-wichtig-wie-schreiben-und-lesen/

Beat Döbeli Honegger (Fachkern Medien und Informatik an der Pädagogischen Hochschule Luzern) gibt im Beitrag «Warum Informatik in der Schule?» eine differenziertere Antwort, indem er Informatik mit neun Argumenten zur Allgemeinbildung zählt:


Zitat
  • Konstruktionismus-Argument ("Der Computer als Schüler:in")

Wissenschaftsargument ("Informatik gehört zur Allgemeinbildung, weil Informatik mit Simulation ein drittes Standbein in die Wissenschaft gebracht hat.")

Denkobjektargument ("Der Computer als Denkobjekt")

Problemlöseargument ("Informatikkenntnisse helfen auch beim Lösen von Problemen ausserhalb der Informatik.")

Welterklärungsargument ("Um die heutige Informationsgesellschaft verstehen und erklären zu können, sind Informatikkenntnisse notwendig.")

Konzeptwissenargument ("Informatikkenntnisse helfen, die Nutzung von ICT besser zu verstehen.")

Arbeitstechnikargument ("Mit Informatik lässt sich das präzise Planen, Arbeiten und Kommunizieren im Team üben.")

Motivations-/Interesseargument ("Mit Informatik lassen sich Schülerinnen und Schüler mit technischem Interesse ansprechen.")

Berufswahl-Argument.

Programmieren ist ein Teilaspekt der Informatik. Das Modul «Programmieren» an der FMS Berufsfeld Pädagogik beschränkt sich auf folgende Ziele:


  1. Die Schülerinnen und Schüler der FMS Berufsfeld Pädagogik (kurz «SuS») werden später als Primarlehrpersonen eigene Ideen für den Unterricht entwickeln, wie Computerprogramme ihre Schülerinnen und Schüler beim Lernen unterstützen könnten. Sie sollen deshalb entsprechende Apps auch selbst programmieren können (z.B. ein mit der Zeit wachsendes Verzeichnis der Wörter, welche die Kinder in ihren eigenen Texten verwenden; das Verzeichnis fördert die Erweiterung des Wortschatzes der ganzen Klasse und die schwächere Primarschüler:innen können die korrekte Schreibweise der Wörter leicht «nachschlagen»). #Primarschülerinnen und Primarschüler sollen den Computer als Werkzeug für das entdeckende Lernen in «traditionellen» Fächern wie Mathematik, Geometrie oder Geografie nutzen können. Dazu eignet sich der Turtle-Grafik-Ansatz von Seymour Papert (weiterentwickelt und aktualisiert von Yasmin B. Kafai / Quinn Burke). Die SuS der FMS sollen sich deshalb das Konzept von Turtle-Grafiken aneignen, damit sie es später den Primarschüler:innen erklären können. Als angehende Lehrpersonen werden sie dann auch in der Lage sein, selbst Aufgaben zu stellen, die Primarschüler:innen mit Turtle-Grafiken lösen können. #Die SuS sollen auch verstehen, wie Programme und andere Unterrichtsmaterialien in Form von offenen Bildungsressourcen (Open Educational Resources, OER) veröffentlicht werden können, um Lehrkräften die Vorbereitung und Durchführung des Unterrichts zu erleichtern. Damit nützen sie Informatikanwendungen für zeitgemässe Formen der Kooperation.


«Passende» Programmierumgebungen

Welche Programmierumgebung eignet sich, um die genannten Ziele zu erreichen? Dazu seien einige Auswahlkriterien angeführt.

Die Programmierumgebung muss benutzerfreundlich sein, damit sich die SuS in der kurzen für das Modul «Programmieren» zur Verfügung stehenden Zeit mit den Grundlagen des Programmierens vertraut machen können.

Sie muss moderne Programmier-Konzepte unterstützen (z.B. Objekt- und Ereignisorientierung), damit die SuS damit auch anspruchsvolle Programmiervorhaben bewältigen können.

Die Programmierumgebung muss von Primarschüler:innen genutzt werden können. Und sie muss «Turtle-Grafiken» unterstützen (gemäss dem Konzept von Seymour Papert, 1967, damals realisiert mit der Programmiersprache Logo und Schildkröten – engl. turtles – als sich bewegende Objekte).

Die Programmierumgebung muss die blockbasierte Programmierung unterstützen. Die textbasierte Programmierung eignet sich für den Unterricht in der Primarschule nicht.

Idealerweise unterstützt die Programmierumgebung das kooperative (Weiter-) Entwickeln von Programmen.

Die Programmierumgebung sollte schon recht verbreitet sein. Mit einer grossen Nutzerschar («community») ist eher sichergestellt, dass die Umgebung laufend weiterentwickelt und auch an sich ändernde schulische Bedürfnisse angepasst wird.

Schulisch eingesetzte Software sollte möglichst allgemein verfügbar sein und es auch bleiben, damit Bildung für alle zugänglich ist. Idealerweise wird sie von personenunabhängigen Stiftungen oder auch Institutionen der öffentlichen Hand getragen. Damit sie nicht monopolisiert werden kann, sollte sie quelloffen programmiert sein.

Nachfolgend sind einige bekannte Programmierumgebungen, die im deutschsprachigen Raum für schulische Zwecke genutzt werden bzw. in Frage kämen, kurz beschrieben. Der Auswahl und der Reihenfolge der Programmierumgebungen liegt keine explizite Systematik zugrunde. Schliesslich wird die Wahl von Scratch als Programmierumgebung für den Unterricht an der Fachmittelschule Berufsfeld Pädagogik begründet.

Im Dokument Datei:ModulProgrammierenDisposition-v4.odt sind einige bekannte Programmierumgebungen, die im deutschsprachigen Raum für schulische Zwecke genutzt werden bzw. in Frage kämen, kurz beschrieben (XlogoOnline, Kara, Scratch, Snap!, ScratchKara, WebTigerJython). Der Auswahl und der Reihenfolge der Programmierumgebungen liegt keine explizite Systematik zugrunde.


Gewählte Programmierumgebung: Scratch

Für das Erreichen der Ziele des Moduls «Programmieren» an der FMS Berufsfeld Pädagogik eignet sich dieProgrammierumgebung Scratch sehr gut.

Scratch bietet mit der Unterstützung moderner Programmierkonzepte (Objekt- und Ereignisorientierung, Prozesskommunikation) eine Umgebung, die sich allgemein für das Programmieren an Mittelschulen eignet.

Scratch eignet sich aber auch speziell für das Programmieren mit Kindern, insbesondere für das entdeckende Lernen mit Turtle-Grafiken.

Scratch wurde 2007 entwickelt und wird mittlerweile an vielen Schulen in verschiedenen Schulstufen eingesetzt. Scratch ist kostenlos und in über 70 Sprachen verfügbar. Die Scratch-Community umfasst 42 Millionen Projektersteller:innen. Die Scratch Foundation, eine Non-Profit-Organisation, gewährleistet die längerfristige Verfügbarkeit und Weiterentwicklung von Scratch.

Zu Scratch gibt es auch eine grosse Auswahl an frei verfügbaren Unterrichtsmaterialien. Scratch ist webbasiert. Die Nutzer:innen von Scratch können deshalb mit irgendwelchen Geräten mit Internetanschluss (auch Tablets) auf ihre Projekte zugreifen. Die Nutzer:innen können Projekte auch austauschen und gemeinsam oder getrennt weiterentwickeln (remix).

Wer Scratch offline nutzen will, kann die Programmierumgebung lokal auf dem eigenen Gerät installieren. Es gibt die App für MS-Windows, macOS, ChromeOS und Android (Download-Seite). Für iOS und iPadOS (iPhone und iPad) gibt es keine Scratch-App.

Authors: Bruno Wenk, Dieter Burkhard

Translations: Patricia Berchtel


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