Challenges to Pedagogical Content Knowledge in lesson planning during curriculum transition: a multiple case study of teachers of ICT and Computing in England.

In September 2014 the new National Curriculum programmes of study for Computing became mandatory in England, replacing Information and Communications Technology (ICT) as a school subject and introducing Computer Science into schools. This posed a challenge for in-service ICT teachers without Computer Science subject knowledge: teachers needed to develop both subject and pedagogical knowledge to make the transition from teaching ICT to teaching Computing. This multiple case study explores teachers’ perceptions of the curriculum change and how they have responded in practical and pedagogical terms to planning lessons aligning with the new programmes of study. Nine teachers participated, each of whom had been teaching ICT pre-2014. The study used semi-structured interview questions while teachers engaged in lesson-planning activities, captured mostly using desktop-sharing via internet telephony. A modified version of Shulman’s pedagogical reasoning framework and Pedagogical Content Knowledge (PCK) facilitated analysis of teachers’ pedagogic practices in lesson planning. The study shows teachers’ concerns about the lack of clarity surrounding the curriculum change, and the lack of access to suitable professional development (CPD). Most highlighted the primacy of programming and Computer Science at the expense of Information Technology and Digital Literacy, the other two strands of the new curriculum. The study also shows the dynamic nature of lesson planning. Knowledge deficits slowed down the fluency of teachers’ lesson-planning processes, but the use of lesson materials created by others helped them to develop PCK. The term transitional pedagogical reasoning has been used to describe the process by which unfamiliar but necessary concepts are assimilated into the pedagogical reasoning process while the teacher develops sufficient subject knowledge and PCK. Recommendations have been made for Computing curriculum policies to recognise and promote Computing pedagogy. This understanding should underpin initial teacher education in Computing, CPD for in-service teachers, and strategic development of the subject in the longer term

Teaching informatics to novices: big ideas and the necessity of optimal guidance

This thesis reports on the two main areas of our research: introductory programming as the traditional way of accessing informatics and cultural teaching informatics through unconventional pathways. The research on introductory programming aims to overcome challenges in traditional programming education, thus increasing participation in informatics. Improving access to informatics enables individuals to pursue more and better professional opportunities and contribute to informatics advancements. We aimed to balance active, student-centered activities and provide optimal support to novices at their level. Inspired by Productive Failure and exploring the concept of notional machine, our work focused on developing Necessity Learning Design, a design to help novices tackle new programming concepts. Using this design, we implemented a learning sequence to introduce arrays and evaluated it in a real high-school context. The subsequent chapters discuss our experiences teaching CS1 in a remote-only scenario during the COVID-19 pandemic and our collaborative effort with primary school teachers to develop a learning module for teaching iteration using a visual programming environment. The research on teaching informatics principles through unconventional pathways, such as cryptography, aims to introduce informatics to a broader audience, particularly younger individuals that are less technical and professional-oriented. It emphasizes the importance of understanding informatics's cultural and scientific aspects to focus on the informatics societal value and its principles for active citizenship. After reflecting on computational thinking and inspired by the big ideas of science and informatics, we describe our hands-on approach to teaching cryptography in high school, which leverages its key scientific elements to emphasize its social aspects. Additionally, we present an activity for teaching public-key cryptography using graphs to explore fundamental concepts and methods in informatics and mathematics and their interdisciplinarity. In broadening the understanding of informatics, these research initiatives also aim to foster motivation and prime for more professional learning of informatics

teaching, assessment, learning

Die Auftaktveranstaltung der neuen Konferenzreihe uni.digital fand am 4. und 5. April 2019 an der Freien Universität Berlin statt. In Vorträgen von Expertinnen und Experten, in Workshops und in einer Podiumsdiskussion beschäftigten wir uns ausführlich mit drei aktuellen Themen in der digital gestützten Hochschulbildung: Data Literacy, Akademische Integrität und Qualitätsförderung durch digitale Lehre. Mit Aufgreifen des Themas Data Literacy gehen die Hochschulen seit einiger Zeit der Frage nach, wie die Fähigkeit vermittelt werden kann, planvoll mit Daten umzugehen, sie bewusst einzusetzen und zu hinterfragen. Entsprechende Konzepte werden aktuell aufgestellt und in einer Vielzahl von verschiedenen Modellen projektbasiert erprobt und analysiert. Die Pflege Akademischer Integrität, das wurde in den Vorträgen besonders deutlich, sollte durch ein abgestimmtes Maßnahmenbündel gefördert werden. Dazu gehören die Kompetenzentwicklung bei den Studierenden, ein durchgängiges Qualitätsmanagement und vielleicht auch der Einsatz unterstützender Software. Wie digitale Elemente die Qualität der Lehre fördern können, wird seit vielen Jahren in der E-Learning-Community erörtert. Eine flächendeckende Verankerung des E-Learning kann vielerorts noch nicht konstatiert werden. Ein auch weiterhin starkes Engagement in diesem Kontext scheint erforderlich

Von Datenmanagement zu Data Literacy: Informatikdidaktische Aufarbeitung des Gegenstandsbereichs Daten für den allgemeinbildenden Schulunterricht

Die Thematisierung von Daten in der Informatik befindet sich seit über einem Jahrzehnt in einem Wandel, der nicht nur technische Neuerungen nach sich zieht, sondern auch eine umfassende Neubetrachtung der Erfassung, Speicherung und Nutzung von Daten verursachte und zur Bildung eines neuen umfassenden Fachgebiets Datenmanagement führte. Die Ausmaße dieser Entwicklung zeigen sich an der zunehmenden Verarbeitung komplexer Daten (Big Data), neuen Möglichkeiten zur Datenverarbeitung und -analyse (z. B. Datenstromsysteme, Data Mining) und nicht zuletzt an der Entstehung einer eigenen Data Science. Neben fachlichen Veränderungen unterliegt aber auch die gesellschaftliche Bedeutung von Daten einem Wandel: Daten stellen nicht mehr nur ein wichtiges und innovatives Thema der Informatik, sondern das zentrale Fundament der digitalen Gesellschaft dar. Auch der Informatikunterricht konzentriert sich seit Jahren eher auf tradierte Aspekte des Fachgebiets, wie Datenbanken und Datenmodellierung, während neuere Themen allenfalls als Unterrichtskontext aufgegriffen werden. Um eine aqäquate Grundlage für den Unterricht zu diesen Themen zu schaffen, die langlebigen Aspekte der fachlichen Entwicklungen zu identifizieren und somit einen zukunftssicheren Informatikunterricht zu ermöglichen, ist eine umfassende informatikdidaktische Aufarbeitung essenziell. Somit eröffnet sich durch diese Veränderungen deutliches Potenzial, nicht nur für die Informatikdidaktik, sondern auch für die Unterrichtspraxis. In dieser Arbeit wird daher der Gegenstandsbereich Daten und insbesondere das Fachgebiet Datenmanagement aus informatikdidaktischer Sicht umfassend aufgearbeitet, mit dem Ziel ein Fundament für die weitere Forschung und die Unterrichtspraxis zu schaffen. Dazu wird das Modell der Didaktischen Rekonstruktion als Forschungsrahmen eingesetzt und das Fachgebiet aus den Perspektiven Fach, Lehrer, Schüler und Gesellschaft untersucht. Als eines der zentralen Ergebnisse wird, basierend auf einem empirisch geprägten Ansatz, ein Modell der Schlüsselkonzepte des Datenmanagements entwickelt. Um den Bogen zu allgemeinbildenden Datenkompetenzen im Sinne einer Data Literacy zu spannen, entsteht außerdem ein Data-Literacy-Kompetenzmodell, das auf Grundlagen des Datenmanagements und der Data Science fundiert wird. Um die praktische Relevanz der Ergebnisse der Arbeit zu unterstreichen, wird auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse die Umsetzung von Datenmanagement im Informatikunterricht skizziert. Dazu werden zwei Unterrichtswerkzeuge sowie eine Unterrichtssequenz entwickelt und erprobt. Diese Arbeit schafft somit nicht nur eine Orientierung und Basis für die weitere Forschung im Kontext Daten, sondern sorgt durch die fachliche Klärung des Fachgebiets Datenmanagement auch dafür, dass dessen Kernaspekte greifbarer und klarer erkennbar werden. Sie zeigt exemplarisch, dass auch moderne und komplex erscheinende Themen des Datenmanagements unter Berücksichtigung der zugrundeliegenden Konzepte für den Unterricht geeignet aufbereitet werden können und betont die Relevanz dieser Themen, die in einer digitalen Gesellschaft und im Sinne der Schaffung einer Data Literacy zukünftig einen größeren Stellenwert im Informatikunterricht erlangen müssen

Easing access to relational databases:investigating access to relational databases in the context of both novice and would-be expert users

Relational databases are commonplace in a wide variety of applications and are used by a broad range of users with varying levels of technical understanding. Extracting information from relational databases can be difficult; novice users should be able to do so without any understanding of the database structure or query languages and those who wish to become experts can find it difficult to learn the skills required. Many applications designed for the novice user demand some understanding of the underlying database and/or are limited in their ability to translate keywords to appropriate results. Some educational applications often fail to provide assistance in key areas such as using joins, learning textual SQL and building queries from scratch. This thesis presents two applications: Context Aware Free Text ANalysis (CAFTAN) that aims to provide accurate keyword query interpretations for novices, and SQL in Steps (SiS) designed for students learning SQL. Both CAFTAN and SiS are subject to detailed evaluations; the former is shown to be capable of interpreting keyword queries in a way similar to humans; the latter was integrated into an undergraduate databases course and showed the potential benefits of introducing graphical aids into a student's learning process. The findings presented in this thesis have the potential to improve keyword search over relational databases in both a generic and customised context, as well as easing the process of learning SQL for new experts

Resilienz

​Resilienz ist in aller Munde. Egal, ob es sich um gesellschaftliche, wirtschaftliche, technologische oder ökologische Themen handelt: Der Begriff bestimmt zunehmend den Diskurs über die Zukunftsfähigkeit unserer Gesellschaft und den Zustand unseres Planeten. Der fünfte Open-Access Themenband des Instituts für Innovation und Technik (iit) gibt einen interdisziplinären Einblick in das Thema und zeigt auf, was unter Resilienz verstanden wird – und welche Konzepte in den vergangenen Jahren entstanden sind. In insgesamt zwölf Beiträgen beleuchten Expert:innen resiliente Pflegesettings und robuste KI-Technologien, die Anpassungsfähigkeit der Biosphäre sowie die Resilienz von Lieferketten, Infrastrukturen und kommunaler Daseinsvorsorge

Sprachbildung in der Lehramtsausbildung Mathematik

Wie lassen sich Fachdidaktik und Sprachbildung im Lehramtsstudium so verknüpfen, dass zukünftige Mathematiklehrkräfte optimal auf sprachbewussten Fachunterricht vorbereitet werden? Dieser Frage geht dieses Open Access Buch aus interdisziplinärer Perspektive nach – fachlich fundiert, forschungsorientiert und anschaulich: Die vorgestellten Leitideen und Design-Prinzipien für eine sprachbewusste Hochschullehre bilden den konzeptionellen Rahmen, der auch für die Weiterentwicklung eigener Lehrveranstaltungen genutzt werden kann. An zahlreichen empirischen Beispielen aus Schule und Hochschule werden Synergien zwischen Mathematikdidaktik und Sprachbildung aufgezeigt und Vorschläge für die konkrete Ausgestaltung der Hochschullehre gemacht. Einen besonderen Schwerpunkt bildet das Forschende Lernen in Praxisphasen an der Schnittstelle von Fach und Sprache. Impulse aus anderen Fachdidaktiken (Informatik, Chemie) eröffnen Transfermöglichkeiten. Mit seinen vielfältigen Einblicken in das hochaktuelle Thema Sprachbildung im Fachunterricht als Gegenstand einer sprachbewussten Hochschullehre ist das Buch für Hochschuldozierende und Studierende in der Lehramtsausbildung Mathematik gleichermaßen von Interesse. Das Buch bietet Konzepte für die Verknüpfung von Mathematikdidaktik und Sprachbildung in der Lehrkräfteausbildung Mathematik, ist interdisziplinär und forschungsorientiert, ist geeignet für Hochschuldozierende und Studierende. Das Buch ist unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 International License über SpringerLink (link.springer.com) frei zugänglich

XXV Congreso Argentino de Ciencias de la Computación - CACIC 2019: libro de actas

Trabajos presentados en el XXV Congreso Argentino de Ciencias de la Computación (CACIC), celebrado en la ciudad de Río Cuarto los días 14 al 18 de octubre de 2019 organizado por la Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI) y Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales - Universidad Nacional de Río CuartoRed de Universidades con Carreras en Informátic