Was sind die Herausforderungen beim Informatikunterricht in den USA und wie CodeGym Ihnen dabei hilft, diese zu meistern?

Wenn Sie als Pädagoge Informatik unterrichten oder sich darauf vorbereiten, dieses Fach zu belegen, wird Ihnen dieser Artikel eine große Hilfe sein. Wir haben die wichtigsten Trends beim Informatikunterricht an US-Schulen zusammengestellt (basierend auf der Umfrage „State of Computer Science Education“), die Sie im Auge behalten sollten.

Nur die Hälfte der weiterführenden Schulen bietet grundlegende Computerkenntnisse an

Das Erlernen von CS fördert Neugier und Vorstellungskraft und verbessert das logische und kritische Denken sowie die Fähigkeiten zur Problemlösung. Einfach ausgedrückt: Informatik kann dazu beitragen, eine „intelligentere“ Nation aufzubauen. Und das weiß auch die Regierung. Aus diesem Grund haben die Schulen im vergangenen Jahr ihre Technikkapazitäten erhöht und begonnen, Informatik in den ersten Klassen zu unterrichten. Und an einigen Schulen lernen Oberstufenschüler am oberen Ende des K-12-Kurses sogar so fortgeschrittene Themen wie Cybersicherheit, Datenwissenschaft und künstliche Intelligenz. Dennoch bietet nur eine knappe Mehrheit aller US-amerikanischen High Schools Grundlagen der Informatik an – 53 %. Es sollte nicht erwähnt werden, dass der Anteil der „CS-Schulen“ im Vergleich zur Umfrage von 2018 von 35 % enorm gestiegen ist. Dieser bedeutende Fortschritt ist größtenteils dem Engagement und den Bemühungen von Lehrern, Schulleitern, Schulleitern, politischen Entscheidungsträgern und anderen Befürwortern zu verdanken. Darüber hinaus ist die Zahl der Studierenden, die AP-Informatikprüfungen ablegen, in den vergangenen Jahren sprunghaft angestiegen. Tatsächlich stiegen die AP-Informatikprüfungen um 13 % (179.188 Prüfungen an 7.139 Schulen). Die 2016 eingeführte AP Computer Science A-Prüfung konzentriert sich auf Problemlösung und objektorientierte Programmierung mit Java als Kern. Die Prüfung deckt die großen Ideen der Informatik ab und macht die Schüler mit rechnerischem Denken, einschließlich Algorithmen, vertraut. Obwohl einige Schulen nicht in der Lage sind, eine gute Vorbereitung auf die Prüfung zu bieten, greifen viele Lehrer deshalb auf Online- Java-Kurse zurück , die die Wissensbereiche abdecken und Fähigkeiten trainieren, die ihre Schüler zum Bestehen der CS-Prüfungen benötigen.

Ungleichgewicht im CS-Unterricht an Schulen

Angesichts der Bedeutung der IT in der heutigen Gesellschaft ist es jedoch unzureichend, dass fast die Hälfte der Schulen keine Informatikkurse anbieten. Damit zeigt die Umfrage, dass es einige Unterschiede bei denjenigen gibt, die Zugang zu Informatikunterricht haben – ländliche Schulen, städtische Schulen und Schulen mit einem höheren Anteil wirtschaftlich benachteiligter Schüler bieten seltener Informatik an. Daher sollte mehr Arbeit geleistet werden, um den Zugang und die Beteiligung aller Studierendengruppen zu verbessern. Aus diesem Grund hat die Code.org Advocacy Coalition eine Reihe von neun Richtlinien entwickelt , die CS zu einem grundlegenden Bestandteil des gesamten US-amerikanischen Bildungssystems machen sollen. Dieser umfassende politische Rahmen erweitert das Lehren und Lernen der Informatik, indem er die folgenden Prinzipien unterstützt: Gerechtigkeit und Vielfalt, Klarheit, Kapazität, Führung und Nachhaltigkeit. Und wenn wir uns die Statistiken ansehen, werden wir feststellen, dass US-Bundesstaaten, die mehr der neun Richtlinien übernehmen, erstaunliche Ergebnisse erzielen (dh einen größeren Prozentsatz an Schulen haben, die Informatik anbieten). Im vergangenen Jahr haben 31 Bundesstaaten 50 Richtlinien für den Informatikunterricht verabschiedet, wobei Alabama, Arkansas, Idaho, Indiana, Maryland, Nevada und South Carolina alle neun von der Code.org Advocacy Coalition empfohlenen Richtlinien umgesetzt haben. Bemerkenswert ist, dass zwei dieser Bundesstaaten (Arkansas und South Carolina) mit jeweils 92 % den höchsten Anteil an High Schools mit Informatikangeboten aufweisen, gefolgt von Maryland mit 90 %.

Viele Lehrer von CS-Kursen verfügen nicht einmal über eine Zertifizierung in CS

Bis vor Kurzem verlangten die meisten Bundesstaaten von Lehrkräften für Informatikkurse nicht einmal eine Zertifizierung in Informatik. Daher waren viele CS-Lehrer neu in der Informatik, aber noch nicht im Unterrichten: 53 % der Befragten hatten mehr als 10 Jahre Unterrichtserfahrung, nur 16 % von ihnen hatten mehr als 10 Jahre Erfahrung im Informatikunterricht. Darüber hinaus verfügten nur 30 % über einen Abschluss in Informatik, Informatik oder einem verwandten Bereich und 6 % verfügten über ein Nebenfach in Informatik. Letztendlich werden viele CS-Kurse von einer Person geleitet, die nicht über eine CS-Lehrberechtigung verfügt. Warum passiert das? Weil es in einigen Bundesstaaten an Zertifizierungsprogrammen mangelt oder es inkonsistente Wege zu geeigneten Qualifikationen gibt. Daraus lässt sich leicht schließen, dass Lehrer einen einfacheren Weg brauchen, um sich auf den Informatikunterricht vorzubereiten. Durch Zertifizierungen oder Zusatzkurse wird auf jeden Fall sichergestellt, dass Lehrer über ausreichende Kenntnisse verfügen, um anderen Menschen Informatik beizubringen. Daher hilft CodeGym Schülern und Lehrern, indem es ihnen eine Online-Berufsentwicklung anbietet und sie auf Prüfungen, Zertifizierungen und Unterrichtsstunden vorbereitet (indem es zusätzliche Informationen zu bestimmten Themen bereitstellt).

Wie die Sekundarstufe vom CodeGym-Kurs profitieren kann

Der Unterricht ist in einem „gamifizierten“ Format gestaltet, was ein offensichtlicher Vorteil ist, wenn Lehrer ihrem CS-Kurs etwas Interaktives hinzufügen und ihren Unterricht für Grund- oder Fortgeschrittenenklassen ansprechender gestalten möchten. Außerdem wird die Theorie anhand von Beispielen aus der Praxis erläutert. Der Kurs bietet zwei Lernpfade. Das erste ist erweitert und besteht aus vier Modulen (Java Syntax, Java Core, Java Multithreading, Java Collections), die jeweils 10 oder mehr Ebenen umfassen. Während des Abschlusses jedes Moduls erlernt ein Student Ihre Programmierkenntnisse sowohl durch theoretische Vorlesungen als auch durch praktische Aufgaben. Ihnen wird angeboten, 1200 Codierungsaufgaben zu unterschiedlichen Themen und Komplexitätsgraden zu lösen.

Der Lehrplan des erweiterten CodeGym-Kurses:

Der zweite Lernweg ist das AP-Java-Prüfungstrainingsprogramm, das 18 Stufen umfasst. Dieses Paket besteht aus Themen, die der Student zum Bestehen dieser Prüfung benötigt.

Der Lehrplan des CodeGym-Kurses zur AP Java-Prüfung:

Ab der Mittelstufe bietet der Kurs den Schülern eine großartige Gelegenheit, mit dem Schreiben von Miniprojekten wie Spielen, Chatbots, Geldautomaten-Emulatoren, Apps für ein Restaurant usw. zu beginnen. Das Tolle daran ist, dass der Kurs durch ein intelligentes automatisches Aufgabenüberprüfungssystem (virtueller Mentor) unterstützt wird ), das Ihre „Hausaufgaben“ sofort überprüft, Feedback dazu gibt und bei der Behebung von Fehlern hilft. Um den Prozess der Aufgabenimplementierung zu vereinfachen, ist CodeGym in IntelliJ IDEA integriert, eine der beliebtesten modernen Java-IDEs. So können die Studierenden Aufgaben direkt in IDEA erledigen. Und als Sahnehäubchen ist der Kurs für zusätzlichen Komfort und Flexibilität auch in der Android-App verfügbar. Der Kurs ist für Gruppen pro Schule oder Hochschule verfügbar. Alle Accounts der Studierenden sind in Ihrem Sonderbereich verlinkt. In einer privaten Gruppe hat jeder außerdem Zugriff auf das Leaderboard, das die Leistungen und Bewertungen der Schüler basierend auf ihrem Niveau und den verbundenen Aufgaben anzeigt. Es besteht auch die Möglichkeit, Kommentare/Artikel zu erstellen. Sobald ein neuer Artikel veröffentlicht wird, werden alle Gruppenmitglieder sofort benachrichtigt (Artikel können Lernmaterialien, Aufgabendiskussionen usw. enthalten).

Zusammenfassung

Obwohl es im Vergleich zu den Vorjahren offensichtliche Fortschritte beim Zugang zur Informatik gibt, stehen Pädagogen an vielen Schulen immer noch vor großen Herausforderungen beim Unterrichten von Informatik. Die größten Herausforderungen sind:

• der Mangel an praktischer Expertise im Informatikunterricht
• das Fehlen eines einheitlichen Schulungsprogramms
• der unzureichende Zugang zu CS-Schulungen

Wenn Sie selbst Pädagoge sind, kennen Sie diese Schwierigkeiten wahrscheinlich bereits. Die gute Nachricht ist, dass Sie den CodeGym-Kurs für höhere Bildung mit doppeltem Vorteil nutzen können: Vertiefen Sie Ihre Kenntnisse in den Programmiergrundlagen und bieten Sie Ihren Schülern ein effektives CS-Training.