Entwicklung eines kompetenzbasierten Frameworks mit Aktivitätsschablonen und die Adaptierung des Child-Centered-Designs - eine empirische Studie zur frühen Technikbildung in Informatik

Abstract

Die vorliegende Forschungsarbeit beschäftigt sich, motiviert durch den voraussichtlich steigenden Mangel an hochqualifizierten Technikerinnen und Technikern, mit der Entwicklung und der empirischen Erforschung eines kompetenzbasierten Frameworks „Informatik für Kinder im Alter von 3 bis 6 Jahren“ mit Aktivitätsschablonen für Kindergärten zur frühen Technikbildung in Informatik. Das für die Zielgruppe unter Beachtung didaktischer Aspekte wissenschaftlich fundierte Framework soll als Grundlage dienen, Kindern Technik, im Speziellen Informatik, und die Tätigkeiten einer Wissenschaftlerin bzw. eines Wissenschaftlers spielerisch näher zu bringen. Die Grundlagen für das kompetenzbasierte Framework entstammen zum einen einer umfangreichen Literaturrecherche und zum anderen den Erfahrungen der Verfasserin der gegenständlichen Arbeit aus durchgeführten Vorstudien. Die Autorin entwickelt Aufgabenentwürfe, worauf aufbauend sie in zwei Kindergärten zahlreiche konkrete Aufgaben durchführt. Zur Ableitung der Aktivitiätsschablonen, Finalisierung und empirischen Befundung des kompetenzbasierten Frameworks „Informatik für Kinder im Alter von 3 bis 6 Jahren“ setzt sie die qualitative Inhaltsanalyse nach Mayring ein. Als Vorbereitung auf die Entwicklung und den Einsatz eines adaptierten Child-Centered-Design Ansatzes als Maßnahme zur frühen Technikbildung in Informatik führt die Verfasserin der gegenständlichen Arbeit Usability-Studien zu den im Framework eingesetzten Hardund Software-Produkten durch. Am Beispiel der Gestaltung und Erstellung eines Prototyps einer grafischen Benutzerschnittstelle für eine Mikrowelt, die für Kinder im Alter von 3 bis 6 Jahren geeignet ist, wird empirisch belegt, wie Child-Centered-Design, adaptiert und verfeinert um Cooperative-Inquiry und Bonded-Design, als weitere Maßnahme zur technischen Frühbildung in Informatik eingesetzt werden kann. Mit Hilfe von Kindern als Gestaltungspartnerinnen und -partner wird ein Prototyp einer Benutzerschnittstelle einer Mikrowelt entwickelt, die mittels Touchscreens in unterschiedlichen Einsatzszenarien als Lehr-Lern-Mittel genutzt werden kann. Mit dieser Maßnahme zur frühen Technikbildung soll Kindergartenkindern die Möglichkeit geboten werden, in unterschiedlichen Rollen (als Benutzerinnen, Benutzer, als Informantinnen, Informanten sowie als Gestaltungspartnerinnen und -partner oder auch als Testerinnen und Tester) einzelne Phasen der Software Entwicklung zu erleben und mitzugestalten. So soll den Kindergartenkindern vermittelt werden, dass Informatik weit mehr ist, als Programmieren oder einen PC zu bedienen.

Motivated by the expected shortage of highly qualified technicians, the present research is concerned with the development and empirical research of a competence-based framework "Informatics for children aged 3 to 6 years" with activity templates for kindergartens for early technology education in computer science. The scientifically founded framework for the target group considering didactic aspects should serve as a basis to playfully introduce children to technology, in particular computer science, and the activities of a scientist. The basis for the competence-based framework comes firstly from an extensive literature research and secondly from the experiences of the author of the present thesis from preliminary studies. The author develops task drafts, building up on them she performs numerous concrete tasks in two kindergartens. She uses qualitative content analysis according to Mayring, for deriving the activity templates, finalizing the framework and summing up the empirical findings of the competency-based framework "Informatics for children aged 3 to 6 years". In preparation for the development and use of an adapted child-centered design approach as an action of early technology education in computer science, the author of this thesis carries out usability studies on the hardware and software products used in the framework. Using child-centered design, adapted and refined by cooperative inquiry and bonded design, as a further action for technical early education in computer science is empirically evidenced based on the example of designing and creating a prototype of a graphical user interface for a micro-world that is suitable for children aged 3 to 6 years. With the help of children as design partners, a prototype of a user interface of a micro-world is being developed, which can be operated by touchscreen and used as a resource for teaching and learning in various scenarios. With this action for early technology education, young children should be offered the opportunity to experience and participate in individual phases of software development in different roles (as users, informants, design partners and testers). Thus, the kindergarten children should be taught that computer science is much more than programming or using a PC.