Förderjahr 2024 / Stipendium Call #19 / ProjektID: 7223 / Projekt: Algorithmic Problem Solving in Unplugged Computer Science Outreach Activities
Kinder können Sortieralgorithmen nicht nur intuitiv anwenden, sondern auch neue Strategien durch unplugged Aktivitäten erlernen und auf andere Probleme übertragen.
Hallo und willkommen zurück 😊
In meinen bisherigen Studien konnte ich bereits beobachten, dass Kinder beim Sortieren häufig intuitiv Strategien verwenden, die bekannten Sortieralgorithmen wie Selection Sort oder Insertion Sort ähneln. Genau dort wollte ich in meiner letzten Studie ansetzen.
Die Grundidee war: Die Kinder sollten zuerst wie gewohnt die Kartensortieraufgabe lösen. Danach bearbeiteten sie eine kurze unplugged Lernintervention mit der Sortierwaage, bei der verschiedene Sortieralgorithmen vorgestellt wurden. Anschließend mussten sie die ursprüngliche Kartensortieraufgabe erneut lösen.
Die große Frage dabei war: Verändern die Kinder ihre ursprünglichen Strategien überhaupt? Und wenn ja, welche neuen Ideen übernehmen sie tatsächlich?
Studiensetup
Damit wir die Veränderungen zwischen den beiden Durchgängen gut beobachten konnten, wurde die Studie erneut per Video aufgezeichnet und qualitativ analysiert. Im Fokus stand diesmal weniger das Entdecken völlig neuer allgemeiner Problemlösestrategien, sondern vielmehr die Veränderung der Sortierstrategien zwischen dem ersten und zweiten Durchgang.
Zwischen den beiden Kartensortierdurchgängen arbeiteten die Kinder mit der Sortierwaage. Dort lernten sie unterschiedliche Sortieralgorithmen kennen und mussten diese anschließend innerhalb ihrer Gruppe gegenseitig erklären. Besonders wichtig war dabei die Diskussion zwischen den Kindern selbst.
Beobachtungen aus der Studie
Alle Gruppen zeigten im zweiten Durchgang Veränderungen in ihren Strategien. Besonders spannend fand ich, dass die Kinder die Algorithmen aus der Lernintervention tatsächlich aktiv diskutierten und versuchten, diese auf die Kartensortieraufgabe zu übertragen.
Vor der Intervention verwendeten fast alle Kinder vor allem Selection-Sort- oder Insertion-Sort-ähnliche Strategien. Nach der Intervention tauchten plötzlich neue Ansätze auf, vor allem Merge-Sort- und Bucket-Sort-ähnliche Strategien. Bubble Sort und Quick Sort wurden dagegen kaum tatsächlich umgesetzt, obwohl sie Teil der Lernintervention waren.
Besonders interessant fand ich dabei, dass viele Kinder ihre Strategien nicht einfach komplett austauschten. Stattdessen kombinierten sie unterschiedliche Ansätze miteinander oder passten ihre ursprünglichen Strategien schrittweise an. Genau diese Mischung aus bekannten und neuen Ideen wirkte oft wie ganz alltägliches Problemlösen.
Auch die Diskussionen innerhalb der Gruppen veränderten sich deutlich. Die Kinder begannen plötzlich über Effizienz nachzudenken und darüber zu sprechen, welche Strategie „schneller“ oder „einfacher“ sei. Manche Gruppen entwickelten gemeinsame Kontrollmechanismen, überprüften Zwischenergebnisse gemeinsam oder strukturierten die Karten viel organisierter auf dem Tisch.
Die Kinder erklärten sich die Algorithmen gegenseitig und übernahmen dabei teilweise sogar richtige „Lehrer:innenrollen“. Sie diskutierten Regeln, erklärten Schritte und reflektierten gemeinsam über ihre Vorgehensweise. Das zeigt uns wie viel algorithmisches Denken bereits durch explorative unplugged Aktivitäten sichtbar werden kann.
Was lernen wir daraus?
Die Studie zeigt, dass Kinder neue algorithmische Ideen aktiv auf ihre bestehenden, intuitiven Denkweisen aufbauen können und durch gezielte Interventionen gefördert werden können. Besonders gut funktionierte dabei der Übergang von einer intuitiven Aufgabe hin zu einer gezielten Lernintervention mit einem ähnlichen Problem aus einer anderen Perspektive.
Gerade deshalb glaube ich inzwischen noch stärker, dass explorative unplugged Aktivitäten ein unglaublich spannender Weg sein können, um Kinder an informatische Konzepte heranzuführen.
Martina Landman