In Zeiten fortschreitender Digitalisierung stehen Schulen auf der ganzen Welt vor der Herausforderung, den Unterricht neu zu gestalten. Besonders im Fach Informatik wird deutlich, wie groß die Unterschiede zwischen den Schülerinnen und Schülern sein können. Während einige bereits erste Programmiererfahrungen mitbringen, begegnen andere dem Fach komplett ohne Vorwissen. Die Plattform Algonautin möchte genau an diesem Punkt ansetzen und eine Lösung für diese Herausforderungen anbieten. Katharina Bade hat ihren Bachelor im Fach Informatik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg absolviert und hat bei der Entwicklung der Plattform mitgewirkt.
„Der Name "Algonautin" setzt sich aus den Worten "Algorithmus" und "Astronautin" zusammen.“, erklärt die Entwicklerin. „Algorithmus deshalb, weil das Lernen von Algorithmen eines der Hauptthemen der Plattform ist. Und Astronautin, da viele unserer Aufgaben thematisch im Weltall spielen und die Hauptcharakterin eine Astronautin ist. Außerdem war uns wichtig, die weibliche Endung "-in" zu nutzen, da es uns unter anderem sehr wichtig ist, zu zeigen, dass Informatik auch für Mädchen ist.“
Ursprünglich war die Plattform für das Training für die European Girls‘ Olympiad in Informatics gedacht. „Dort kommen Teilnehmerinnen mit ganz unterschiedlichen Informatik-Hintergründen zusammen, um gemeinsam zu lernen", berichtet Katharina Bade. „Schnell haben wir aber festgestellt: Das Problem der unterschiedlichen Vorkenntnisse gibt es nicht nur im Olympiade-Training. Es betrifft die Vermittlung von Informatikkenntnissen insgesamt, besonders im Schulunterricht. Deshalb möchten wir eine Plattform entwickeln, die den Einstieg ins Programmieren und in die Welt der Algorithmen einfacher und anschaulicher macht. Sie soll Lehrkräfte im Unterricht unterstützen, indem sie abstrakte Informatik-Konzepte verständlich visualisiert. Gleichzeitig bietet die Plattform Möglichkeiten, stärkere Schülerinnen und Schüler gezielt zu fördern, ohne dabei die schwächeren zu überfordern“, so die Informatikerin.
Bei der Plattform Algonautin können Schülerinnen und Schüler Programmieraufgaben unterschiedlicher Schwierigkeitsgrade lösen. (Screenshot: Katharina Bade)
An der Entwicklung von Algonautin war ein 13-köpfiges Team beteiligt, darunter viele Studierende mit Erfahrung in Informatik-Wettbewerben und Nachwuchsinitiativen. Aktuell wird Algonautin über den Bundeswettbewerb Informatik (Bwinf) betrieben. Die Plattform wurde bewusst so gestaltet, dass sie ohne Installationen direkt im Browser genutzt werden kann und sich leicht in den Unterricht, in AGs oder in Wettbewerbsgruppen integrieren lässt.
„Die Aufgaben sind thematisch und nach Schwierigkeitsgrad sortiert“, erklärt Katharina Bade. „Lehrkräfte können entweder die vorbereiteten Kurse nutzen, oder eigene, passend zu ihren Unterrichtsstunden vorbereiten. Dafür gibt es eine integrierte Entwicklungsumgebung, in der mehrere Programmiersprachen unterstützt werden. Der geschriebene Code wird sofort ausgeführt und automatisch überprüft. Dabei kontrolliert die Plattform nicht nur, ob das Programm das richtige Ergebnis liefert, sondern auch, ob der passende Algorithmus verwendet wurde. Nutzerinnen und Nutzer erhalten sofort eine Rückmeldung. Sie sehen, welche Testfälle funktionieren, wo Fehler auftreten und bekommen konkrete Hinweise zur Ursache. Zusätzlich gibt es einen interaktiven Debugger. Er zeigt den Programmablauf Schritt für Schritt an und macht sichtbar, was der Code genau tut. So können Schülerinnen und Schüler ihre Fehler leicht erkennen und verstehen. Das motiviert zum Ausprobieren, Verbessern und Experimentieren, gerade in Phasen, in denen im Unterricht wenig Zeit für individuelles Feedback ist“, erzählt Katharina Bade.
Bereits seit zwei Jahren ist die Plattform Algonautin im Einsatz. „In Deutschland können wir aktuell mehr als 1.000 registrierte Lehrkräfte, sowie regelmäßige, nahezu tägliche Nutzung im Unterricht verzeichnen. Oft erhalten wir positives Feedback von begeisterten Lehrkräften und Schülerinnen und Schülern. Für die Zukunft erhoffen wir uns noch mehr Schulen erreichen zu können, um einen weiterreichenden Unterschied in der Bildung machen zu können“, erklärt Katharina Bade.
Die Arbeit an der Plattform ist aber längst nicht abgeschlossen. Neue Aufgaben, zusätzliche Themenbereiche und noch bessere Unterstützung für den Unterricht stehen bereits auf der Agenda. „Wir möchten langfristig mit einem breiteren Angebot den gesamten Informatik-Lehrplan abdecken und die Plattform so weiterentwickeln, dass sie sich noch nahtloser in den Schulalltag einfügt“, erklärt Katharina Bade. Dafür ist das Team regelmäßig auf Lehrkräfte-Tagungen unterwegs, um Rückmeldungen direkt aus der Praxis aufzunehmen und in die Weiterentwicklung einfließen zu lassen.
Auch persönlich schaut Katharina Bade zuversichtlich in die Zukunft. Neben ihrem Masterstudium an der Technischen Universität im niederländischen Delft arbeitet sie weiter an der Plattform mit. „Wir stehen noch ganz am Anfang“, sagt sie, „aber unser Ziel ist, Informatikbildung möglichst vielen Menschen zugänglich zu machen, unabhängig von Herkunft oder Vorerfahrung“, so die Studentin abschließend.