Programmieren und KI

Die Integration von KI in das Bildungswesen kann das Programmieren durch Informatikkurse und darüber hinaus unterstützen.

Programmieren und computingbasiertes Denken mit KI

Lehrkräfte können neue Strategien implementieren, um die Programmierkompetenz aller Lernenden zu verbessern, indem KI-gesteuerte Unterrichtspraktiken an den vier Komponenten des computingbasierten Denkens ausgerichtet werden: Abstraktion, Zerlegung, algorithmisches Denken und Mustererkennung.

Abstraktion: Vereinfachen der Komplexität mit Minecraft Education

Abstraktion ist eine schlüsselfertige Fähigkeit beim Programmieren, da sie es Programmierern ermöglicht, komplexe Probleme zu vereinfachen und sich auf die wesentlichen Aspekte zu konzentrieren. Minecraft Education ist ein großartiges Tool zum Erlernen der Abstraktion, da es Lernenden ermöglicht, virtuelle Welten mithilfe von Code zu erstellen und zu erkunden. Mithilfe von Codeblöcken können Lernende ihre eigenen Minecraft-Umgebungen entwerfen und bearbeiten, indem sie abstrakte Konzepte auf konkrete Ergebnisse anwenden. Minecraft Education kann parallel zu großen Sprachmodellen (LLMs) wie Copilot Chat verwendet werden, um Lernenden zu helfen, ihren Code zu generieren und zu verbessern, indem Sie logik in Schritt-für-Schritt-Anweisungen festlegen. Die praktischen Lernerfahrungen, die in das Spiel integriert sind, brechen komplexe Ideen für die Lernenden auf, wodurch das Programmieren barrierefreier und weniger einschüchternd wird. Lernende können Copilot verwenden, um benutzerdefinierte, vereinfachte Anweisungen zum Erstellen ihrer Ideen in Minecraft Education zu erstellen.

Analyse: Aufschlüsselung von Problemen mit Microsoft MakeCode

Zerlegung ist der Prozess, bei dem ein komplexes Problem in kleinere, besser verwaltbare Teile aufgeteilt wird. Microsoft MakeCode, eine blockbasierte Programmierumgebung, ist auf die Vermittlung dieser Fähigkeit spezialisiert. Die Lernenden können komplexe Programmierherausforderungen bewältigen, indem sie mithilfe einer intuitiven Drag & Drop-Benutzeroberfläche Stück für Stück Lösungen erstellen. Dieser Ansatz macht das Programmieren nicht nur bekömmlicher, sondern schafft auch eine strukturierte Problemlösungsmentalität, die in der Informatik von entscheidender Bedeutung ist.

Lernende, die bereit sind, mehr zu tun, können zur Verwendung von JavaScript- oder Python-Programmiersprachen in MakeCode wechseln. Da MakeCode in Minecraft Education integriert ist, wenden die Lernenden ihr Wissen auf ihre Buildprojekte innerhalb des Spiels an. Copilot Chat können Lernende unterstützen, indem sie Python- oder JavaScript-Code analysieren und Empfehlungen zur Optimierung geben. Es kann auch hilfreich für Lehrkräfte sein, den von Lernenden erstellten Code zu bewerten und Vorschläge oder Feedback zu geben.

Algorithmisches Denken: Erstellen von Schritt-für-Schritt-Lösungen

Algorithmisches Denken umfasst die Entwicklung einer Schritt-für-Schritt-Lösung für ein Problem. KI-gesteuerte Programmiertools wie GitHub Copilot bieten interaktive Plattformen, auf denen Lernende mit der Erstellung von Algorithmen experimentieren können. Wenn Lernende sofortiges Feedback zu ihrem Code erhalten, können sie ihr logisches Denken verfeinern und die Konsequenzen der einzelnen Schritte in ihrem Algorithmus verstehen. Dieser iterative Lernprozess fördert ein tieferes Verständnis dafür, wie verschiedene Programmierelemente interagieren, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Mustererkennung: Identifizieren von Trends und Lösungen

Das Erkennen von Mustern ist entscheidend für das Programmieren, da es die Identifizierung von Ähnlichkeiten und Unterschieden in Daten und Verhalten ermöglicht. Copilot Chat können umfangreiche Datasets analysieren und Lernenden dabei helfen, Muster zu identifizieren, die manuell schwierig zu erkennen wären. Durch integrierte Aktivitäten in Minecraft Education und Projektübungen in MakeCode können Lernende Muster erkennen und anwenden und wichtige Fähigkeiten zum Debuggen und Optimieren von Code fördern.

Beispiel Copilot Chat Antwort für die barrierefreie Datei der Minecraft Education-Codierungsfrage

Eine Möglichkeit, Lernende mit dem Programmieren und der verantwortungsvollen KI zu beginnen, besteht darin, „Hour of Code: Generation AI“ von Minecraft Education zu verwenden. Weitere Informationen zu Generierungs-KI-Aktivitäten finden Sie unter aka.ms/HourofCode.