Visuelles Programmieren mit Scratch – nicht nur für Kinder!

Note for my English readers: You will find an English version of this blog post under Visual Programming with Scratch – not only for kids!

Vorbemerkung: Dies ist die ungekürzte Fassung meines Beitrags zum Buch Scratch Tales. Celebrating 10 Years of Imagining, Prgramming and Sharing with Scratch.

Als Scratch vor 10 Jahren erschien, war dies der Auslöser für ein bemerkenswertes Comeback der Programmiersprache Logo. Dieser Ansatz zur Programmierung mit grafischen Elementen fand schnell mehrere Nachahmer und Ableger mit Turtle Art, Blockly, Snap! – um nur ein paar zu nennen. Es ist weithin anerkannt, dass Scratch eine geeignete Programmierumgebung für (auch kleine) Kinder ist. Auf der anderen Seite wird diskutiert, ob Blocksprachen ernst genommen werden können, denn sie sehen eher wie ein Kinderspiel aus als wie eine Programmiersprache. Es wird oft argumentiert, dass nach einem Einstieg mit Scratch ein Übergang zu „richtigen“ Programmiersprachen, und als solche werden textbasierte Programmiersprachen verstanden, notwendig ist. Ich kann diese Meinung nicht teilen …

Zur Einordnung meines Standpunktes muss ich voraus schicken: Ich bin kein Informatiker und kein ausgebildeter Programmierer und ich bin kein Lehrer. Ich bin ein pensionierter Bildungs-Technologe mit einem wachsenden Interesse an der Programmierung von Projekten in verschiedenen Bereichen, wie Computer-Kunst, Simulationen und der Visualisierung von mathematischen Phänomenen. Das sind zwar alles keine großen, aber durchaus anspruchsvolle kleine Projekte.

Gleich zu Beginn meiner beruflichen Laufbahn hatte ich die Gelegenheit, die Sprache Logo sowie Paperts Ansatz des Konstruktionismus kennen zu lernen. Die Auseinandersetzung mit seiner Theorie sowie die Anwendung der Sprache Logo in Projekten der Lehrerausbildung hatte einen starken Einfluss auf meine weiteren Aktivitäten.

Beruflich war es für mich jedenfalls bei mehreren Gelegenheiten notwendig, computergestützte Projekte zu leiten oder sogar Teile selbst zu programmieren. So war es für mich unvermeidlich, mir grundlegende Programmierungskonzepte anzueignen und sie mit zu diesem Zeitpunkt aktuellen Programmiersprachen umzusetzen (von FORTRAN, BASIC bis Pascal). Es ist in diesem Zusammenhang auch anzumerken, dass ich insbesondere grafisch interaktive Problemlösewerkzeuge entwickelt habe (z.B. KOMPART für pharmakokinetische Kompartmentsysteme; GRIPS und MODUS zur Modellierung dynamischer Systeme). Diese Tools ermöglichten es Studenten (und professionellen Anwendern), dynamische Systeme ohne mathematische und programmiertechnische Barrieren zu modellieren und zu simulieren.

Dieser Ansatz basiert auf einer Tradition in den angewandten Wissenschaften. Es ist vielleicht kein Zufall, dass die visuelle Programmierung in Bereichen, in denen interdisziplinäre Kooperation üblich ist, besonders weit verbreitet ist und die Kommunikation über die Grenzen des Themas hinaus durch entsprechende Visualisierungen erfolgt. Beispiele sind LabView (Messtechnik), Vensim und iThink (Modellierung von dynamischen Systemen) oder iMODELER (Projektmanagement).

Der übliche Einstieg in die Programmierung mit textbasierten Programmiersprachen ist dagegen mit hohen Hürden verbunden – nicht nur für Kinder. Das gilt selbst bei einer bildungsorientierten Sprache wie Logo und um wie viel mehr in Produktionssystemen wie Java oder Python. Alle Anfänger müssen viele verschiedene Dinge gleichzeitig lernen: Syntax und Semantik der Befehle, die Formulierung von Algorithmen, den Umgang mit der Entwicklungsumgebung und dem Editor, den Umgang mit Fehlern und mehr. Am Anfang  sollten aber eigentlich die Konzepte der Programmierung im Vordergrund stehen. Professionelle Entwicklungsumgebungen verstellen oft den Blick auf das Wesentliche. Diese Hürde kann mit visuellen Programmierumgebungen deutlich reduziert werden.

Es gibt einige Studien (siehe z. B. Weintrop & Wilensky, 2017, Price & Barnes, 2015), die zeigen, dass die visuelle Programmierung den Einstieg in das Programmieren besonders für Anfänger mit wenig Vorkenntnissen erleichtert. Auch wenn visuelle Programmiersprachen oft nur als Vorläufer der „echten“ Programmierung akzeptiert werden (siehe z. B. Dorling & White, 2015), ist es doch zweifelhaft, ob die Mehrheit der an der Programmierung interessierten Personen die „richtigen“ Sprachen für die Entwicklung ihrer Anwendungen überhaupt braucht (Modrow, 2013). Eine Einschränkung von visuellen Sprachen kann darin gesehen werden, dass die grafische Implementierung komplexer Algorithmen mit vielen Symbolen schnell eine räumliche Grenze erreichen kann. Das wird auch als Deutschgrenze bezeichnet nach dem Informatiker L. Peter Deutsch: Mehr als 50 visuelle Elemente auf dem Bildschirm sind schwer zu verstehen. Glücklicherweise stehen in Scratch et al. strukturierende Elemente zur Verfügung, um Befehlsfolgen zusammenzufassen und so ein potentielles Raumproblem zu vermeiden oder deutlich zu lindern.

Jedenfalls entdeckte ich nach meinem Ruhestand wieder meine Liebe zur Kunst und zur Programmierung. Und mit Scratch (und seinen Abkömmlingen) habe ich die Werkzeuge gefunden, die mir den unproblematischen Wiedereinstieg erlaubten und die Nutzung meiner bisherigen Erfahrungen in der Entwicklung von Lernumgebungen. Für meine eigenen Anwendungsfelder (Computerkunst, Visualisierungen, Simulationen) sehe ich auf jeden Fall keine zwingende Notwendigkeit, andere Werkzeuge zu benutzen.

Mittlerweile bin ich engagiert, älteren Leuten (60+, so genannte Silver Surfer) zu helfen, Zugang zum Computer und zum Internet zu bekommen. Einige von ihnen sind sogar daran interessiert, Programmieren zu lernen, häufig einfach als intellektuelle Herausforderung oder um an aktuellen Entwicklungen teilzunehmen und ihre Rolle als reine Verbraucher zu überwinden. Ich habe gelernt, dass es in diesem Fall besonders wichtig ist, einem lernerzentrierten Design zu folgen und motivierende Themen aufzugreifen. Geeignete Ausgangspunkte sind individuelle Hobby-Projektideen (wie in meinem Fall die ComputerKunst) und diese zu implementieren.

Ein solcher Ansatz bildet ein Gegengewicht zu üblichen Einführungen zur Programmierung, die oft an einem Mangel an adressatenspezifischer Sprache und Beispielen leiden. Die Verwendung Visueller Programmierung mit Scratch ist bestens geeignet, Frustrationen mit Software-Installationen und Konfigurationen und Fehleranalysen zu vermeiden (siehe Guo, 2017). Für meine Adressaten ist es besonders wichtig, dass sie sich auf die Entwicklung der Algorithmen konzentrieren können.

Meine Erfahrung und meine Schlussfolgerung ist also, dass Scratch nicht nur für Kinder geeignet ist, sondern auch für Adressaten am anderen Ende der Alterspyramide! Ich bin neugierig, was die Entwicklung von Scratch et al. uns in den nächsten 10 Jahren in dieser Hinsicht noch bringen wird.

10 Jahre konzeptblog

konzeptblog2006Fast hätte ich mein eigenes Jubiläum verpasst! Heute vor genau 10 Jahren habe ich den ersten Beitrag im konzeptblog frei geschaltet. Das war der Beginn des Aufbaus meiner eigenen Webpräsenz, die sich inzwischen in die Website (als Startseite), dazu konzeptblog, SoftwareMuseum, Programmieren für Alle und seit Januar 2015 noch Digital Art ausdifferenziert hat. Weiterlesen

Digitale Bildung gibt es nicht!

Digitale Bildung gibt es nicht, genauso wenig wie es analoge Bildung gab oder gibt. Wenn schon, dann gibt es Bildung. Punkt.

Auch wenn der Bildungsbegriff ein typisch deutscher ist und vielfältig interpretiert wird, beliebig (verwendbar) ist er dennoch nicht. Es ist klar, dass bei Tagungsankündigungen, Expertentreffen oder Strategiepapieren gerne mit kurzen, knackigen Begriffen oder Halbsätzen gearbeitet wird. Das steht dann oft im Widerspruch zu einer sorgfältigen und reflektierten Begriffsverwendung. Und gerade gibt es jede Menge Tagungen und Stellungnahmen die im Titel nur oder in Halbsatzform die Digitale Bildung enthalten. Das geht dann quer durch alle (bildungs-)politischen Lager: Weiterlesen

Klein, aber oho – die neuen Raspberry Minicomputer

Seit kurzem ist meine Hardware-Ausstattung um zwei Geräte angewachsen, den PiZero und den Raspberry Pi 3. Beides sind Einplatinencomputer der Raspberry Pi Foundation, die 2012 mit dem Raspberry Pi Model A den Grundstein für eine kleine Rechnerfamilie gelegt hat: Noch 2012 folgte Model B, 2013 dann Model A+ und B+, Februar 2015 dann Raspberry Pi 2 Model B, November 2015 der Pi Zero und Februar 2016 nun der Raspberry Pi 3, jeweils mit immer verbesserten Ausstattungsmerkmalen.
PiZeroraspberry3Pi Zero (links), Pi 3 (rechts)

Das Arbeiten mit Computern habe ich vor knapp 50 Jahren mit der Abgabe von Lochkartenstapeln für Großcomputer (Telefunken TR 440) begonnen, gefolgt von Lochkartenstreifen an Minicomputern (DEC PDP 11) und ab 1980 auch im Privatbesitz (mit einem KISS, dem direkt vermarkteten Vorläufermodell des ersten deutschen 8-Bit Bürocomputers, dem Triumph Adler Alphatronic PC), dann mit Tastatur, aber natürlich noch ohne Maus. Obwohl ich die Entwicklung seither immer an entsprechend modernen Geräten persönlich miterleben konnte, bin immer wieder beeindruckt von den Leistungen der Ingenieure, die uns heute nun also diese leistungsfähigen Winzlinge bescheren. Denn ergänzt um Fernseher als Monitor, USB-Tastatur und Maus, habe ich mit den Raspberrys vollwertige Computer mit Speicher satt, GUI und Netzzugang, Office-Paket, Webbrowser und zahlreichen Programmierumgebungen. Weiterlesen

Computer-Museen

Wenn ich schon mein eigenes (Online-) SoftwareMuseum vernachlässige, so möchte ich wenigstens auf einige reale besuchenswerte Computer-Museen hinweisen …

binariumAnlass ist die für dieses Jahr angekündigte Eröffnung des BINARIUM in Dortmund, eines Deutschen Museums der digitalen Kultur zur Geschichte der Entwicklung von persönlichen Computern und Spielkonsolen. Daneben gibt es doch ein paar etablierte Einrichtungen, die über die Computer-Abteilungen in Technik-Museen hinausgehen: Weiterlesen

Falsche Prioritäten 4.0

viernullAuch das hat mit den Themen- und Interessenschwerpunkten in meinem Blog zu tun: Die Konferenz Digital Life Design DLD in München, das Weltwirtschaftsforum in Davos, das Gipfeltreffen der Weltmarktführer, die Diskussion um Industrie 4.0 – und der Oxfam-Bericht. Darüber, dass alle plötzlich die Version 4.0 für sich beanspruchen (NRW die Bildung 4.0, Kretschmann und Herausforderer Wolf in Baden-Württemberg die Industrie 4.0 u.v.a.) kann man noch schmunzeln: Dass aber die Digitalisierung und ihre Folgen nun auch schon zu den alternativlosen Entwicklungen zählen soll, klingt für mich eher nach erfolgreicher Lobbyarbeit. Schließlich gilt es neue Fördergelder abzugreifen … aber nach meinem Eindruck werden bei diesen Treffen die falschen Prioritäten gesetzt bzw. nur alte Denkmuster in die digitalisierte Welt fortgeschrieben. Weiterlesen

Spitzers Krawallthesen

Auf der Werbetour für sein neuestes Buch hat der „renommierte Hirnforscher“ Manfred Spitzer auch mal wieder in Tübingen Station gemacht. Es ist schon erstaunlich, dass er auch in einer von Universität und Akademikern stark geprägten Stadt wie Tübingen glühende Verehrer findet. Für mich irritierend ist vor allem, wie der Begriff der Wissenschaftlichkeit dabei eingesetzt und benutzt wird. Auf den Bericht in der Lokalpresse (beim Schwäbischen Tagblatt) habe ich deshalb mit einem Leserbrief reagiert. Da ich dort auf 1500 Zeichen beschränkt war, hier eine leicht erweiterte Fassung mit Bezug zu Passagen in dem Brief (im Folgenden kursiv eingerückt). Weiterlesen

GENERATE! Festival für elektronische Künste

generate15Vom 16.-18.10.2015 fand in der Tübinger Shedhalle das GENERATE! Festival für elektronische Künste statt. Zum umfangreichen Programm gehörten eine Ausstellung, Performances, Videoloops, Vorträge und Workshops. Aus über 240 internationalen Einreichungen wurde auch mein Beitrag Recoding & Remixing early Computerart ausgewählt. Dass ich etwas zum Review einreichen musste, kam mir vor, wie früher bei meinen Papern für wissenschaftliche Tagungen … und war für mich in meiner heutigen Rolle als Kulturschaffender eine ganz neue Erfahrung. Da mein Exponat neben Bildern (vgl. auch Künstliche Kunst) auch interaktive Animationen beinhaltete, bei denen die Betrachter bzw. Nutzer immer ein wenig Anleitung brauchten, habe ich relativ viel Zeit in der Ausstellung verbracht. Das bot Gelegenheit, die Exponate und etliche Performances auf mich wirken zu lassen. Weiterlesen