Theoretischer Hintergrund

Algorithmisches Denken spielt eine zentrale Rolle in der informatischen Grundbildung. Es umfasst die Fähigkeit, Probleme systematisch zu analysieren, sie in einzelne Schritte zu zerlegen und in einen Algorithmus zu überführen (z.B. Wing, 2006). Offen ist bislang, welche Rolle Kreativität spielt: Während konvergentes Denken auf die Fähigkeit abzielt, logische und eindeutige Lösungen zu finden, adressiert divergentes Denken innovative und flexible Problemlösungsansätze.

Ziele

Ziel dieser Studie war es, Einflüsse von Interesse für Technik, konvergentem und divergentem Denken sowie demografischen Variablen auf die Entwicklung von Fähigkeiten im algorithmischen Denken vor (Pre) und nach (Post) einer kreativen Lernintervention mit BlueBots zu untersuchen.

Methode

Die Stichprobe umfasste 405 Grundschüler:innen (Jahrgangsstufen 2-4; Alter: M=8.27, SD=1.02), die an einer Lernintervention mit Bluebots teilnahmen. Interesse für Technik wurde durch vier Items angelehnt an PISA (Frey et al., 2016) erfasst, konvergentes Denken durch sieben Aufgaben des Compound Remote Associates Test (CRA; Landmann et al., 2014) und divergentes Denken anhand von Fluency, Originality und Flexibility basierend auf Torrance (1966). Algorithmisches Denken (Pre und Post) wurde mit sechs Aufgaben basierend auf Zapata et al. (2021) gemessen. Ein Strukturgleichungsmodell wurde geschätzt, um Einflüsse der Variablen zu analysieren und die Entwicklung des algorithmischen Denkens von T1 auf T2 vorherzusagen (modelliert über ein multiple indicator latent change score model).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Das SEM-Modell zeigte eine gute Anpassung an die Daten (CFI=.959, TLI=.960, RMSEA=.044, SRMR=.073). Die Jahrgangsstufe hatte signifikant positive Effekte auf Interesse (β=.231, p<.001), konvergentes Denken (β=.248, p<.001) und divergentes Denken (β=.151, p=.009). Geschlecht zeigte keine signifikanten Zusammenhänge mit Interesse, konvergentem oder divergentem Denken.

Algorithmisches Denken vor der Intervention hing signifikant positiv mit konvergentem Denken (β=.463, p<.001) und Interesse (β=.195, p=.005) zusammen, jedoch nicht mit divergentem Denken. Die Entwicklung des algorithmischen Denkens wurde signifikant durch Interesse (β=.167, p=.030), konvergentes Denken (β=-.245, p=.006), Geschlecht (β=.216, p=.008) und Jahrgangsstufe (β=.507, p<.001) vorhergesagt, jedoch nicht durch divergentes Denken. Die Varianzaufklärung betrug R²=.371 für die Entwicklung des algorithmischen Denkens.

Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung von Interesse und konvergentem Denken für die Entwicklung algorithmischer Denkfähigkeiten. Die Effekte der Jahrgangsstufe verdeutlichen, dass algorithmisches Denken altersabhängig ist und durch gezielte Förderung schon früh gestärkt werden sollte. Zukünftige Forschung sollte untersuchen, wie konvergentes und divergentes Denken gezielt in die Förderung algorithmischer Kompetenzen integriert werden können, um sowohl kognitive als auch kreative Aspekte der Problemlösung zu stärken. Zudem sollte bei der Entwicklung und Evaluation von Interventionen insbesondere die Förderung von Mädchen in den Blick genommen werden.

Ziel dieses Projektes ist es, das ganzheitliche Lernprogramm für Social Entrepreneurship Education „Jedes Kind stärken” mit einer interaktiven, digitalen Lernreise „Reise zum Planeten Zukunft” für die Grundschule zu kombinieren. Das Lernprogramm ist an Stärkenorientierung, Potenzialentfaltung, persönlichem Wohlbefinden und an den 4 Ks des Lernens im 21. Jhdt ausgerichtet, das digitale Tool der Lernreise soll Kreativität und Logik bei Volksschulkindern fördern und den Erwerb digitaler Kompetenzen bis hin zu ersten Schritten im Coding ermöglichen. Die Lernplattform wird seit dem Schuljahr 2023/24 20 Pilotschulen aus Wien, Niederösterreich und Salzburg zur Verfügung gestellt. Die Schüler:innen der 1. Schulstufe starteten mit dem ersten Abenteuer der digitalen Lernreise, bis zum Ende der Volksschulzeit komplettieren vier Abenteuer die Lernreise. Es gibt Klassen, die beide Teile des Programms verwenden und andere, die nur die digitale Lernreise in ihren Unterricht aufgenommen haben. Die Lehrpersonen erhalten eine Schulung über IFTE (Initiative for teaching Entrepreneurship).

Die Schüler:innen und ihre Lehrer:innen, die beide Bausteine im Unterricht umsetzen, stellen Erkenntnisse und Ergebnisse bei Thementagen einander und interessierten Personen vor (Fokus: 1. Jahr: Stärken, 2. Jahr: Achtsamkeit, 3. Jahr: Erfindungen, 4. Jahr: Verkaufserlebnisse).

Eine umfassende Begleitforschung wurde von Ulrike Lichtinger (IU Internationale Hochschule Regensburg) konzipiert, die Autor:innen dieses Beitrags übernahmen nach dem ersten Jahr die Befragung von Lehrpersonen sowie von Schüler:innen.

In diesem Beitrag werden das Projekt und Ergebnisse des ersten Forschungsjahres vorgestellt. Im Schuljahr 2023/24 erfolgte die erste Erhebungsphase. Dazu wurden 17 Gruppeninterviews (jeweils 2-6 Personen) mit insgesamt 39 Grundschullehrkräften (Versuchsgruppe und Kontrollgruppe) in Wien, Niederösterreich und Salzburg anhand eines ausgearbeiteten Leitfadens durchgeführt. Zeitgleich erfolgten Beobachtungen und eine quantitative Befragung in vier Pilotschulklassen und in drei Trainingsklassen mit den Schüler:innen der ersten Klassen, die mit dem Programm der Lernreise arbeiteten.

Die Evaluation des ersten Forschungsjahres zeigte, dass die Stärkenarbeit ein wirkungsvolles Mittel zur Förderung individueller und sozialer Kompetenzen darstellt. Die Ergebnisse unterstreichen sowohl die positiven Effekte als auch die Herausforderungen, die mit der Umsetzung eines solchen Projekts in der schulischen Praxis verbunden sind. Ein erstes Fazit kann bereits mit Empfehlungen gezogen werden. Die Stärkenarbeit hat sich als effektive Methode zur Persönlichkeitsentwicklung und Verbesserung der Schulkultur erwiesen. Um die Qualität weiter zu steigern, sollten strukturierte Schulungen, bessere Rahmenbedingungen, eine langfristige Verankerung im Schulleitbild und regelmäßige Evaluationen der Effekte, eine stärkere Einbindung der Eltern, um den Transfer der Stärkenarbeit über diese Personengruppe über die Schule hinaus zu fördern, erfolgen.

Das Projekt leistet einen Beitrag für die Kompetenzentwicklung von Schüler:innen sowie für deren persönliche Entwicklung.

Das Projekt Fömak ( www.fömak.at) zielt auf die Förderung mathematischer Kompetenzentwicklung in der Schuleingangsphase ab. Neben Fortbildungsreihen und einem Datenerfassungssystem wurde im Rahmen des Projekts auch ein digitales Trainingsprogramm (LORE) entwickelt. Eine Pilotstudie untersucht die Wirksamkeit des digitalen Trainingsprogramms LORE („Locker Rechnen ohne Zählen“), das speziell für Kinder im ersten Schuljahr entwickelt wurde. Ziel des Programms ist es, die Fähigkeit zur Mustererkennung zu fördern – eine zentrale Grundlage für das Zahlenverständnis und die Entwicklung arithmetischer Kompetenzen(Kreilinger et al., 2021). Für diese Untersuchung wurden die Nutzungsdaten von 679 Schüler aus 38 Klassen aus dem Schuljahr 2021/22 im schulischen Alltag herangezogen und mit der späteren Rechenleistung verglichen. Es zeigten sich signifikante positive Trainingseffekte. (Winkler et al., 2025).

Kreilinger, I. L., Roesch, S., Moeller, K. & Pixner, S. (2021). Mastery of structured quantities like finger or dice patterns predict arithmetic performance. Cognitive processing, 22(1), 93–104. https://doi.org/10.1007/s10339-020-00994-4

Winkler, K., Schöfl, M., Kaufmann, L. & Weber, C. (2025). Importance of pattern recognition for later symbolic arithmetic: piloting a novel online training program for children in their first year of primary education. Discover Education, 4(1). https://doi.org/10.1007/s44217-025-00577-5