Wie verstehen Kinder Maschinen und Computer?: eine empirische Studie mit Konsequenzen für Pädagogik und Softwareentwicklung
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Inhalt
1. Einleitung 13
2. Die Technisierung des Unterrichts 19
2.1 Der Lernprozeß als technischer Vorgang 20
2.1.1 Philosophische und lerntheoretische Grundlagen 20
2.1.1.1 Der neue Mechanismus als philosophische Grundlage 20
2.1.1.2 Der Behaviorismus in der Tradition des Mechanismus 21
2.1.2 Die Bedeutung technischer Lernmodelle für den Unterricht 21
2.2 Der Einsatz datenverarbeitender Medien flir Lernzwecke 23
2.2.1 Pressey s Gerät zum Testauswerten und Lehren 23
2.2.2 Die Lehrmaschine von Skinner 25
2.2.3 Der Programmierte Unterricht in der BRD 27
3. Die Methode der Untersuchung 33
3.1 Das Forschungsdesign 33
3.1.1 Entwicklungspsychologische Aspekte 34
3.1.2 Die Pilotstudie 35
3.1.3 Die Hauptuntersuchung 35
3.1.3.1 Die Gruppendiskussionen 37
3.1.3.2DieEinzelinterviews 40
Exkurs: Philosophische Gespräche mit Kindern 42
3.2 Die Analyse der Untersuchung 42
3.3 Die Validität der Untersuchung 44
3.3.1 Störfaktoren der internen Validität 44
3.3.2 Störfaktoren der externen Validität 45
3.4 Zitierweise bei der Analyse 46
4. Das Maschinenverständnis von Kindern 49
4.1 Die drei Typen des Maschinenverständnisses 51
4.1.1 Der anthropomorphe Typ (Typ 1) 51
4.1.1.1 Begriffsbildung nach dem einfachen Komponentenmodell 51
4.1.1.2 Geringe Kenntnis von Maschinenkomponenten - Maschine als Einheit 57
4.1.1.3 Der Antrieb als Nahrung der Maschine 58
4.1.1.4 Implizite Unterscheidungsfähigkeit zwischen Werkzeug und Maschine 59
4.1.1.5 Fehlende Differenzierung in verschiedene Maschinentypen 61
4.1.1.6 Übertragung physischer Attribute 63
4.1.1.7 Übertragung psychischer Attribute 67
4.1.1.8AnnahmekognitiverFähigkeiten 71
4.1.2 DerprototypizistischeTyp(Typ2) 73
4.1.2.1 Begriffsbildung nach dem Prototypenmodell 73
4.1.2.2 Kenntnis mehrerer Maschinenkomponenten 77
4.1.2.3 Funktion des Antriebs als Katalysator 79
4.1.2.4 Unterscheidungsfälligkeit zwischen Werkzeug und Maschine
aufgrund des Antriebs 81
4.1.2.5 Differenzierung von Maschinen nach Funktion 83
4.1.2.6 Ablehnung physischer Attribute 84
4.1.2.7 Übertragung psychischer Attribute 86
4.1.2.8 Kognitive Fähigkeiten bei intelligenten Maschinen 87
4.1.3 Der distanziert-elaborierte Typ (Typ 3) 90
4.1.3.1 Begriffsbildung nach der Kognitionstheorie 91
4.1.3.2 Kenntnis variabler und invariabler Komponenten 94
4.1.3.3 Kennntis verschiedener Antriebsarten und deren Funktion 96
4.1.3.4 Explizite Unterscheidungsfähigkeit zwischen Werkzeug und Maschine 98
4.1.3.5 Differenzierung der Maschinen nach Funktion und Antrieb 100
4.1.3.6 Ablehnung physischer Attribute 101
4.1.3.7 Ablehnung psychischer Attribute 103
4.1.3.8 Ablehnung kognitiver Fähigkeiten 106
4.2 Die Dimensionen des kindlichen Maschinenverständnisses 109
4.2.1 Der Maschinenbegriff (Maschinendefinitionen) 110
4.2.1.1 Psychologisch-sprachliche Aspekte 110
4.2.1.2 Technische Aspekte 111
4.2.1.3 Bildung des Maschinenbegriffs bei Kindern 113
4.2.2 Kenntnis verschiedener Maschinenkomponenten 115
4.2.3 Funktionen des Maschinenantriebs 116
4.2.4 Unterscheidungsfähigkeit zwischen Werkzeug und Maschine 117
4.2.5 Differenzierung in verschiedene Maschinentypen 119
4.2.6 Physische Attribute bei Maschinen 120
4.2.7 Psychische Attribute bei Maschinen 121
4.2.8 Kognitive Fähigkeiten bei Maschinen 122
4.2.9 Die drei Ebenen des Maschinenverständnisses 124
4.3 Das Verhältnis zwischen Mensch und Maschine 126
4.3.1 Die Rolle des Menschen im technischen Zeitalter 126
4.3.2 Der Mensch als Maschine 127
4.4 Zusammenfassung 128
5. Das Computerverständnis von Kindern 135
5. Computerbesitz und -nutzung 137
5.1.1 Computerbesitz innerhalb der Familie 137
5.1.2 Nutzung des Computers 139
5.2 Die drei Typen des Computerverständnisses 141
5.2.1 DeranthropomorpheTyp(Typl) 141
5.2.1.1 Begriffsbildung im Anfangsstadium 141
5.2.1.2 Geringe Kenntnis von maschinellen Komponenten 144
5.2.1.3 Vergleich: Der Computer als höherwertige Maschine 146
5.2.1.4 Elektrizität als Katalysator für die Computeraktivität 148
5.2.1.5 Speicherfunktion: Hoher Einfluß bekannter Programme 149
5.2.1.6 Übertragung psychischer Attribute 152
5.2.1.7 Übertragung einiger kognitiver Fähigkeiten 156
5.2.2 Der prototypizistische Typ (Typ 2) 160
5.2.2.1 Prototypizität bei der Begriffsbildung 161
5.2.2.2 Der Bildschirm als zentrale Komponente 163
5.2.2.3 Vergleich: Bewertung nach persönlichen Bedürfnissen 166
5.2.2.4 Elektrizität als notwendige Energieform 168
5.2.2.5 Der Speichervorgang - Tätigkeiten des Nutzers
entsprechen der Speicherung 170
5.2.2.6 Übertragung psychischer Attribute im aktiven Zustand 174
5.2.2.7 Der Computer als merkfähige ( schlaue ) Maschine 178
5.2.3 Der distanziert-elaborierte Typ (Typ 3) 181
5.2.3.1 Vorangeschrittene Begriffsbildung 182
5.2.3.2 Kenntnis mehrerer wichtiger Komponenten 183
5.2.3.3 Vergleich: Der Computer als gleichwertige Maschine 187
5.2.3.4 Funktion der Elektrizität: Antrieb 189
5.2.3.5 Vergleich des Speicherm mit anderen Funktionen 190
5.2.3.6 Ablehnung psychischer Attribute 193
5.2.3.7 Ablehnung kognitiver Fähigkeiten 195
5.3 Die Dimensionen des Computerverständnisses 199
5.3.1 Einordnung des Computers als Maschine 199
5.3.1.1 Der konventionelle Computerbegriff 199
5.3.1.2 Bildung des Computerbegriffs bei Kindern 200
5.3.2 Kenntnis von Computerkomponenten 202
5.3.3 Vergleich zwischen Maschine und Computer 203
5.3.4 Funktion der Elektrizität 205
5.3.5 Speicherfunktion des Computers 206
5.3.6 Psychische Attribute bei Computern 208
5.3.7 Einschätzung der kognitiven Fähigkeiten 210
5.4 Das Verhältnis zwischen Mensch und Computer 211
5.4.1 Der Vergleich zwischen Mensch und Computer 212
5.4.2 Die Rolle des Computers im Leben der Kinder 215
. 5.5 Zusammenfassung 217
6. Lernen mit Computern in der Grundschule 221
6.1 Der medienpädagogische Rahmen 223
6.2 Unterrichtsformen und -methoden beim Einsatz von Computern 225
6.2.1 Die Didaktik des computerunterstützten Unterrichts 226
6.2.2 Die Didaktik des computergestützten Unterrichts 227
6.2.3 Die Didaktik des computergesteuerten Unterrichts 227
6.3 Computerprogramme für die Grundschule 228
6.3.1 Übungsprogramme 229
6.3.1.1 Drill Practice-Programme 229
6.3.1.2TutorielleLernsysteme 233
6.3.1 -3 Spielerische Lernprogramme 235
6.3.1.3.1 Spielszenen als zusätzliche Unterhaltung 236
6.3.1.3.2 Spielszenen in den Lerninhalt integriert 237
6.3.1.3.3 Spiel und Lerninhalt als Einheit 237
6.3.2 Simulationsprogramme 238
6.3.3 Hypermedia-Lernumgebungen 239
6.3.3.1 Die Werkzeuge der Hypermedia-Lernumgebungen 240
6.3.4 Werkzeuge zum Schreiben und Zeichnen 242
6.3.4.1 Textverarbeitungssysteme für Kinder 243
6.3.4.2 Graphikprogramme für Bünder 244
6.3.5 Die Programmiersprache LOGO 245
6.4 Fazit 248
7. Computerpädagogische Konsequenzen 251
7.1 Methodisch-didaktische Konsequenzen 254
7.1.1 Konsequenzen für den anthropomorphen Typ 255
7.1.2 Konsequenzen für den prototypizistischen Typ 256
7.1.3 Konsequenzen für den distanziert-elaborierten Typ 256
7.2 Konsequenzen flir die Gestaltung schulischer Software 257
7.2.1 Das Handling 258
7.2.2 Die Benutzeroberfläche 261
7.2.3 Eingabewerkzeuge 264
7.2.4 Inhalte schulischer Software 265
7.3 Schlußbetrachtung 266
8. Literatur 269
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