Analoges Programmieren in der Grundschule

Schon Johann Wolfgang von Goethe wusste, „Was man nicht versteht, besitzt man nicht.“

Um sich selbstbestimmt und mündig in einer zunehmend digital organisierten Welt bewegen zu können, reicht es nicht, wenn Schüler wissen, wie man einen PC oder ein Tablet bedient, Apps nutzt oder eben programmiert. Sie müssen die Hintergründe und Abläufe verstehen und sie im idealen Fall selbst erklären können.

Einfach zu programmierende Roboter oder visuelle Programmiersprachen wie Scratch sind sicher ein guter Einstieg ins digitale Programmieren. Kinder, die Kenntnisse im analogen Programmieren haben, besitzen aber bereits ein Verständnis für die Vorgänge. Das erleichtert ihnen den Zugang zu den digitalen Technologien immens.

Warum ist analoges Programmieren sinnvoll?

Analoges Programmieren übersetzt die eher abstrakten digitalen Abläufe in die, den Kindern bekannte, analoge Umwelt. Sie werden visuell und haptisch erfahrbar und dadurch besser verständlich.

• Die Schüler üben sich dabei im logischen Denken,
• lernen die Funktionsweise von Befehlen und Reihenfolgen kennen und
• entwickeln ein Verständnis für Algorithmen.

Das Gefühl „Das kann ich nicht!/Das verstehe ich eh nicht!“ soll durch den analogen Einstieg in das Thema „Programmieren“ verhindert werden.

Die Erfahrung, dass Programmieren gar nicht so kompliziert ist, motiviert die Schüler für den nächsten Schritt: den Wechsel ins Digitale.

Wie kann analoges Programmieren in den Unterricht eingebunden werden?

Aber wie können Sie als Lehrerinnen und Lehrer analoges Programmieren in den Unterricht integrieren, um die eben genannten Lernziele zu erreichen?

Hier ein paar Beispiele:

1. Roboter und Programmierer

Dieser spielerische Einstieg ins Programmieren funktioniert als Partner- oder Gruppenarbeit. Ein Kind übernimmt die Rolle des Roboters, ein weiteres ist Programmierer. Nach einem Durchgang kann gewechselt werden.

So funktioniert’s:
Jede Gruppe bekommt ein Areal zugewiesen, in dem auch Hindernisse stehen. Die Aufgabe des „programmierenden“ Schülers ist es, seinen „Roboter“ mittels Befehlen durch dieses Areal zu bewegen, ohne dass Hindernisse berührt werden. Sind die Schüler geübter, kann die Anzahl der Hindernisse erhöht werden.

Bevor es losgeht, notieren Sie an der Tafel die Programmierungsbefehle:

• mittig auf den Rücken tippen: ein Schritt nach vorne gehen
• auf die linke Schulter tippen: eine Drehung nach links machen
• auf die rechte Schulter tippen: eine Drehung nach rechts machen
• einen Kreis auf den Rücken malen: die Programmierung ist beendet, der Roboter startet

Zur Überprüfung und als Hilfestellung für das Kind in der Roboterrolle kann der Code auch mithilfe von Karten ausgelegt werden.

Ein passendes Karten-Set finden Sie im Betzold Online-Shop:
Karten-Set „Programmieren einfach lernen“ bestellen

Die Aufgabe:
Kennen die Schüler die Befehle schon gut, können sie weitere hinzufügen: z. B. ein Bein heben, um über niedrige Hindernisse zu steigen oder auf die Knie gehen, um unter Hindernissen hindurchzukriechen.
Der „Programmierer“ gibt dem „Roboter“ nun die Bewegungsbefehle, die er danach ausführt. Zu Beginn reichen 5 Befehle, damit sich der „Roboter“ die Programmierung auch merken kann :)
Die Idee für dieses Spiel haben wir hier entdeckt: MedienKindergarten

2. Bauanleitungen anfertigen

Auch Bauanleitungen führen nur mit den korrekten Befehlen und der richtigen Reihenfolge zum Ziel. Eine einfache Variante, die auch mit Grundschülern funktioniert (und sie ganz nebenbei auch mit verschiedenen geometrischen Formen vertraut macht), sind Anleitungen für Konstruktionen mit Bauklötzen.

Die Aufgabe:

Jeder Schüler soll aus einer begrenzten Anzahl verschiedener Bausteine (ca. 6 bis 8 Stück) ein Bauwerk konstruieren. Danach erstellen sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung. Die Schüler müssen dafür herausfinden, wie sie ihr „Bauvorhaben“ sinnvoll in einzelne Teilschritte untergliedern können.

Danach fertigen sie zu jedem Schritt eine Zeichnung an, die zeigt, welche Steine an welcher Position verwendet werden sollen. Einfacher ist es, wenn die Konstruktionen nicht in die Höhe gebaut werden, sondern waagrecht, wie ein Bild, auf dem Tisch liegen.

Sind alle fertig, geben sie die Klötze und ihre Zeichnung an einen anderen Schüler weiter, der versucht, das Bauwerk anhand der Bauanleitung nachzubauen.

3. Algorithmen im Alltag erkennen und beschreiben

Ein ganz einfaches Beispiel, das alle Kinder kennen sollten, ist das Zähneputzen.

• ins Badezimmer gehen
• Zahnputzbecher mit Wasser füllen
• Zahnpasta auf die Zahnbürste geben
• Zähne putzen (hier kann weiter aufgegliedert werden: oben außen, oben innen, unten außen, unten innen, die Kauflächen der Backenzähne)
• Zahnpasta mit dem Wasser aus dem Becher ausspülen
• restliches Wasser ausschütten
• Zahnbürste reinigen
• Zahnbürste in den Becher stellen und aufräumen

Als Hausaufgabe können die Schüler in ihrem Alltag nach weiteren Abläufen suchen, die immer gleich erfolgen und den zugehörigen Algorithmus auf ein loses Blatt schreiben (oder malen, falls die Schreibfertigkeiten noch nicht auseichen). Möglich sind z. B. Spielregeln von Spielen, ein Kochrezept, das Bedienen der Mikrowelle oder das Decken des Tischs.

Zurück in der Schule werden die einzelnen Schritte auseinandergeschnitten und die Schüler testen, was passiert, wenn sie die Reihenfolge verändern würden.

4. Analoge Programmierspiele

Programmierspiele wie das Spielset „Programmierteam“ trainieren das logische und vorausschauende Denken sowie den Umgang mit Bewegungsbefehlen und Reihenfolgen. Durch das Legen von Richtungskarten suchen die Spieler gemeinsam den schnellsten Weg zum freundlichen Roboter. 

Spielset Programmierteam im Betzold Online-Shop bestellen

Zahlreiche weitere Materialien zum analogen Programmieren finden Sie auch im Betzold Online-Shop: