Am Donnerstag, den 10. Oktober 2024 findet der dritte Trierer Tag des Informatikunterrichts (TTI)  an der Universität Trier statt unter dem Motto “Informatische Bildung für alle". Die Tagung wird im Rahmen der internationalen Mathematik- und Informatikdidaktikkonferenz CMSC durchgeführt sodass mehrere Workshops internationaler Persönlichkeiten auf dem Plan stehen. Wir freuen uns besonders über das Mitwirken von Prof. Dr. Mike Fellows (Autor des weltweit bekannten Lehrmittels CS Unplugged) sowie Prof. Dr. Valentina Dagiene (Gründerin des Informatikbibers). Es stehen mehrere Workshops in verschiedenen Sprachen zur Auswahl, die sich an Lehrkräfte sämtlicher Schul- und Leistungsniveaus von der Primarstufe bis zur Sekundarstufe 2 richten.

Das Ziel des TTI ist es den direkten Austausch zwischen Lehrpersonen untereinander und mit Forschenden sowie Didaktikerinnen und Didaktikern zu ermöglichen. Hierfür stehen wieder zahlreiche Workshops zur Auswahl, in denen Informatik- und Mathematiklehrkräfte ebenso wie interessierte Lehrkräfte anderer Fachrichtungen neue Impulse und spannende Ideen von führenden internationalen und heimischen Fachdidaktikern und Informatikern für ihren Informatikunterricht vom Kindergarten bis zum Abitur erhalten können.

Die Veranstaltung wird vom Bildungsministerium RLP als dienst-dienlich anerkannt. Bei Vorlage einer Teilnahmebestätigung und vorheriger Registrierung, können sich Teilnehmende die Fahrtkosten erstatten lassen.

Um an der Tagung teilzunehmen gehen Sie wie folgt vor:

1. Registrieren Sie sich bei Fortbildung-Online (Pädagogisches Landesinstitut) für den Event.
2. Melden Sie sich hier für einen oder mehrere Workshop-Slots an. 

Hinweis: Alle Teilnehmenden entscheiden vor Ort an welchen Workshops sie teilnehmen wollen.

Springende Kängurus – Mustererkennung durch Zählen (Brett Stephenson, Guildford Young College, Australia)

In diesem Workshop erkunden wir mathematische Muster, die durch einfaches Zählen und das Beobachten von Bewegungen entstehen, eingebettet in einen australischen Kontext. Sechs Kängurus versuchen, durch Sprünge und Rutschen einen steilen Abgrund zu überwinden, wobei die Teilnehmer verschiedene Strategien zur Problemlösung anwenden. Das Szenario wird modellhaft von den Teilnehmern nachgestellt, während Beobachter Kommentare und Anregungen geben. Anschließend wird das Problem auf verschiedene Känguru-Anzahlen ausgeweitet und schließlich verallgemeinert. Die Symmetrie der Bewegungen und die quadratische Struktur des Problems stehen im Mittelpunkt der Untersuchung. Dieser Workshop wird in Englischer Sprache durchgeführt.

Datensicherheit von Antike bis zu den Public-Key-Kryptosystemen (Prof. Dr. Juraj Hromkovic, ETH Zürich, Schweiz)

Ein guter Informatikunterricht fokussiert nicht aufs Zeigen, wie Informatiksysteme funktionieren, sondern vermittelt die Kompetenzen (Expertise), eigene Systeme zu entwerfen und implementieren. In diesem Workshop nutzen wir die Ideengeschichte der Entwicklung der Lehre der Geheimschriften und deren Brechens, um eine solche Expertise zu vermitteln. Das Highlight ist die Vermittlung des Konzeptes des Public-Key-Kryptographie ohne die Rahmen der gymnasialen Mathematik zu sprengen.

Ein allgemeines Problemlöseschema ?! (Prof. Dr. Jens Gallenbacher, JGU Mainz)

Abstraktion-Spezifikation-Modellierung-Modularisierung-Implementierung-Verifikation-Test: Weder die Begriffe noch die entsprechenden Tätigkeiten sind Erfindungen der Informatik. Allerdings sind sie für die Informatik so relevant, dass die notwendigen geistigen Werkzeuge bereits in der Schule anhand kleiner Aufgabenstellungen („Probleme“) motiviert und anschaulich thematisiert werden können, um – ganz im Sinne der Allgemeinbildung – danach für viele weiteren Anwendungen zur Verfügung zu stehen. Während viele Schülerinnen und Schüler sich hier einen intuitiven Zugang selbst erschließen, steht bei einigen die Vorstellung im Wege, dass dies viel zu kompliziert sei. Eine Untersuchung an der Universität Potsdam hat gezeigt, dass viel vom eigenen Zutrauen abhängt. Diesen Schülerinnen und Schülern kann ein Problemlöseschema als „Ankerleine“ helfen. Wir verwenden im Workshop ein solches Schema anhand eines durchgängigen Beispiels – der Bestimmung kürzester Wege – und wenden es dann auf weitere schulrelevante Fragestellungen an. Anschließend diskutieren wir, auf welche Weise das Schema für die Differenzierung im Informatikunterricht hilfreich ist.

Decision Tree Learning – eine ML-Methode «unplugged» im Unterricht einsetzen (Martina Landman und Lukas Lehner, TU Wien, Österreich)

Künstliche Intelligenz ist ein topaktuelles Thema weltweit – vor allem auch im (Informatik-)Unterricht. Das Informatics eduLAB der TU Wien stellt in diesem Workshop «unplugged»-Lehrmaterial zu Machine Learning, mit der Methode «Decision Tree Learning», vor. Das Lehrmaterial lässt Lernende einen Blick hinter die Kulissen dieser Methode werfen, mit dem Ziel, das Thema KI zu entmystifizieren. Forschend-entdeckend erlebt man, wie das ML-Modell funktioniert, welchen Nutzen es haben kann, wo Gefahren lauern und welchen Einfluss wir Menschen darauf haben. Lernende pflanzen einen Entscheidungsbaum und retten mit ihm die Welt vor einer drohenden Alien-Invasion. Klingt zu fantastisch, ist aber wahr. Teilnehmende des Workshops erhalten wertvolle Tipps, wie das Material den eigenen Unterricht ergänzen und unterstützen kann. Alle Unterlagen können vor Ort ausprobiert werden und stehen kostenlos zum Download zur Verfügung.

Künstliche Intelligenz und Kunst (Scienteens Lab, Universität Luxemburg)

Die Gesellschaft befindet sich inmitten einer raschen digitalen Transformation, und Technologien, die künstliche Intelligenz (KI) integrieren, sind ein fester Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden. Es ist jetzt wichtiger denn je, die nächsten Generationen mit der Wissenschaft hinter diesen Programmen vertraut zu machen: Ein grundlegendes Verständnis für ihre Funktionsweise ist erforderlich, um diese Technologien selbstbewusst und sicher zu nutzen. Dieser Workshop wird erläutern, was KI-Programme mittlerweile können sowie NICHT können und von Grund auf beschreiben, wie wichtig Daten zum Trainieren sind und wie dieser Trainingsprozess eine KI verbessert. Zum Illustrieren dieser Konzepte werden anschließend verschiedene KI-Tools im Zusammenhand mit Kunst ausprobiert, um das vorher Gelernte in der Praxis anzuwenden und eine Diskussion bezüglich Kreativität der Künstlichen Intelligenz zu führen.

Bebras – a Way to Introduce Informatics Concepts to Students at School (Prof. Dr. Valentina Dagiene, University of Vilnius, Litauen)
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Aufgaben für Schüler im Unterricht auszuwählen. Neben praxisorientierten und alltäglichen Übungsaufgaben schlagen wir in diesem Workshop eine dritte Art vor: kurze Aufgaben, die Informatik- und Computational-Thinking-Konzepte abdecken und in wenigen Minuten lösbar sind. Diese „mind-size bites“ (wie Seymore Papert sie genannt hat) fördern das Verständnis für Informatikkonzepte und unterstützen einen Wandel im Unterricht. Sie steigern das Engagement und die Motivation der Schülerinnen und Schüler und stärken ihre kritischen Denkfähigkeiten. Diese Methode bietet eine systematische Herangehensweise an das Lernen im Bereich der Informatik.

Informatische Frühförderung mit den Dynamischen Labyrithen (Prof. Dr. Inge Schwank, Uni zu Köln)

Informatisches Denken ist in der heutigen digitalisierten Welt zu einer Schlüsselkompetenz geworden. Die Förderung frühkindlichen informatischen Denkens bildet daher einen wichtigen Grundstein für eine zukunftsorientierte Bildung. Kinder zeigen eine bemerkenswerte Fähigkeit zum spielerischen und leichten Lernen. Kommen sie früh mit ersten informatischen Inhalten in Berührung, entdecken sie diese mit großer Begeisterung und ihre Lernfreude sowie Neugier an der faszinierenden Welt des informatischen Denkens werden nachhaltig entfacht.
Im Workshop wird gemeinsam erarbeitet, wie Vorschul-/Grundschulkinder den Baukasten Dynamische Labyrinthe spielerisch erkunden können. Zunächst bieten sich Aufgaben an, bei denen Wege so zu bauen sind, dass bestimmte Startbausteine zu bestimmten Zielbausteinen führen. Die Komplexität der entstehenden Labyrinthe wächst mit der Anzahl der Start- und Zielbausteine wie auch mit der Art der verwendeten Wegbausteine (Gerade, Kurve, Kreuzung, Einmündung). Dynamisch werden die Labyrinthe dadurch, dass Schaltbausteine, darunter Weichen, eingebaut werden. Auf diese Weise können bereits Vorschulkinder erste Erfahrungen zum automatischen Sortieren sammeln. Sobald Grundkenntnisse zu den Grundrechenarten vorhanden sind, können die Kinder sogar Zähler-Bausteine verwenden, um einfache Rechenmaschinen zu bauen und damit automatisiertes Rechnen verstehen.
Insgesamt bietet der Workshop eine spannende und interaktive Erfahrung, wie mit dem Baukasten Dynamische Labyrinthe das frühkindliche informatische Denken in seiner Entwicklung gezielt gefördert werden kann.

Scienteens Lab (Universität Luxemburg)

Das Scienteens Lab – De Labo fir Jonker – ist das erste Schülerlabor in Luxemburg. Als außerschulischer Lernort an der Universität Luxemburg bietet das Scienteens Lab Kurse für Sekundarschüler*innen an, mit dem Ziel, ihr Interesse an der Wissenschaft zu wecken, ihnen die neuesten Entwicklungen aus Technologie und Forschung näher zu bringen, sowie sie bei der Wahl ihrer beruflichen Laufbahn zu unterstützen. Das aktuelle Angebot beinhaltet Kurse aus den Bereichen Biologie, Mathematik, Physik und Nachhaltigkeit sowie Informatik.

Martina Landman (TU Wien) ist Doktorandin auf dem Gebiet der Informatik-Didaktik an der TU Wien mit Fokus auf das soziale Lern- und Arbeitsverhalten von Schülerinnen und Schülern während «unplugged»-Workshops. Sie blickt auf eine mehrjährige Lehrtätigkeit an einer Allgemeinbildenden Höheren Schule (AHS) in Österreich zurück, wo sie Informatik und Mathematik für die Schulstufen 5 bis 12 unterrichtet hat. An der TU Wien ist sie wesentlich an der Leitung und Organisation des «eduLAB» beteiligt und hält Vorlesungen zur Entwicklung und der Evaluation von Workshopaktivitäten und Informatikaufgaben.

Lukas Lehner (TU Wien) ist Doktorand auf dem Gebiet der Informatik-Didaktik und forscht daran, wie KI-Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern gefördert werden können. Er entwickelte «unplugged»-Lehrmaterialien, die verschiedene Methoden des Maschinellen Lernens auf spielerisch-entdeckende Weise begreifbar machen.

Prof. Dr. Jens Gallenbacher (JGU Mainz)

Jens Gallenbacher ist ein deutscher Informatiker und Professor für Informatikdidaktik an der JGU Mainz sowie an der ETH Zürich. Er ist für seine Bemühungen bekannt, das Interesse an Informatik und naturwissenschaftlich-technischen Fächern bei jungen Menschen zu fördern. Gallenbacher hat eine Reihe von populärwissenschaftlichen Büchern veröffentlicht, die Informatikthemen auf verständliche und anschauliche Weise erklären. Besonders bekannt ist sein Buch sowie die dazugehörige Ausstellung namens "Abenteuer Informatik", die Schülern und Lehrern grundlegende Konzepte der Informatik spielerisch nahebringt. 

Prof. Dr. Juraj Hromkovič (ETH Zürich, Schweiz)

Juraj Hromkovič ist ein slowakischer Informatiker und emeritierter Professor der ETH Zürich. Er ist Autor zahlreicher Monographien und wissenschaftlicher Publikationen im Bereich der Algorithmik, Komplexitätstheorie und Randomisierung wie beispielsweise der bekannten Lehrmittelreihe "Einfach Informatik". Juraj engagiert sich seit mehreren Jahrzehnten aktiv für die Förderung der Informatik in sämtlichen Schulstufen.

Prof. Dr. Valentina Dagiene (University of Vilnius, Litauen)

Valentina Dagienė ist eine renommierte Informatikerin und Professorin an der Universität Vilnius, Litauen. Sie ist besonders bekannt als die Gründerin des "Informatik-Bibers" (Bebras), eines internationalen Wettbewerbs, der Schülerinnen und Schüler weltweit dazu motiviert, sich mit Informatik und algorithmischem Denken zu beschäftigen. Ihr Engagement in der Förderung der Informatikbildung hat weltweit Anerkennung gefunden. Neben ihrer Arbeit am Informatikbiber hat sie zahlreiche wissenschaftliche Beiträge im Bereich der Informatikdidaktik veröffentlicht und ist Herausgeberin eines wissenschaftlichen Journals. Nicht zuletzt engagiert sie sich seit Jahren für die Durchführung und Organisation der Internationale Informatikolympiade (IOI) für Gymnasialschüler/innen.

Prof. Dr. Inge Schwank (Universität zu Köln)

Inge Schwank folgte 2014 dem Ruf auf eine Professur für Mathematik und ihre Didaktik an die renommierte Universität zu Köln. Ihre akademische Laufbahn begann sie mit dem Studium des gymnasialen Lehramts mit den Fächern Mathematik, Physik und Informatik. Ihre Begeisterung für Mathematische Logik und Grundlagenforschung, speziell die theoretischen Grundlagen der Informatik, führte sie zur Promotion in Automatentheorie und später zur Habilitation im Bereich des algorithmischen Denkens. Besonders am Herzen liegt ihr die mathematische und informatische Frühförderung von Kindern, wobei sie einen ganzheitlichen Ansatz verfolgt, der die Pluralität individueller Fähigkeiten berücksichtigt. Prof. Dr. Inge Schwank ist fest davon überzeugt, dass jedes Kind das Potenzial besitzt, sich für Mathematik und Informatik zu begeistern, wenn die richtigen Fördermaßnahmen ergriffen werden. Ein besonderes Anliegen ist ihr die gezielte Förderung von Mädchen. Sie möchte dazu beitragen, traditionelle Geschlechterrollen weiter aufzubrechen und Mädchen von klein auf ermutigen, ihre Talente in den MINT-Fächern zu entdecken und auszubauen.