Informatik · Klasse 6

Ideen für aktives Lernen

Fehlersuche (Debugging)

Aktive Fehleranalyse im Unterricht hilft Schülern, Debugging als logischen Prozess zu begreifen und nicht als zufälliges Korrigieren. Durch praktische Übungen entwickeln sie ein Gespür für typische Fehlerquellen und lernen, systematisch Lösungen zu finden, statt sich auf vage Vermutungen zu verlassen.

• KMK Bildungsstandards
• KMK: Sekundarstufe I - Implementieren
• KMK: Sekundarstufe I - Problemlösen

• 20–45 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 4 Aktivitäten

Aktivität 01

• Kollaboratives Problemlösen
• 30 Min. · Partnerarbeit

Paararbeit: Debugging-Duo

Paare erhalten ein fehlerhaftes Scratch-Projekt. Sie führen schrittweise Testläufe durch, markieren Verdächtige Stellen und beheben abwechselnd. Abschließend erklären sie die Strategie der Klasse.

Analysieren Sie typische Fehlerquellen in blockbasierten Programmen und deren Auswirkungen.

Moderationstipp

Stellen Sie sicher, dass die Paare unterschiedliche Rollen einnehmen: Eine Schülerin liest den Code vor, der andere führt ihn schrittweise aus, um die Fehlerursache zu finden.

Worauf zu achten ist

Die Schüler erhalten ein kleines, fehlerhaftes Scratch-Projekt. Auf einem Zettel notieren sie: 1. Eine Vermutung, wo der Fehler liegen könnte. 2. Eine Methode, wie sie den Fehler systematisch suchen würden (z.B. Schritt für Schritt durchgehen). 3. Die gefundene Ursache des Fehlers.

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Beziehungsfähigkeit
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Aktivität 02

• Lernen an Stationen
• 45 Min. · Kleingruppen

Lernen an Stationen: Fehlerjagd

Richten Sie vier Stationen ein: Syntax-Check, Logik-Test, Variablen-Überprüfung, Schleifen-Analyse. Gruppen rotieren, protokollieren Funde und Lösungen pro Station.

Entwickeln Sie eine systematische Strategie, um einen unbekannten Fehler in einem Scratch-Projekt zu finden.

Moderationstipp

Bereiten Sie an jeder Station ein klares Beispiel mit einem bekannten Fehler vor und legen Sie eine Lösungskarte bereit, die erst nach der Analyse gezeigt wird.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie die Frage: 'Stellt euch vor, euer Programm funktioniert nicht wie erwartet. Welche drei Schritte würdet ihr als Erstes unternehmen, um herauszufinden, was schiefgelaufen ist?' Sammeln Sie die Antworten der Schüler und vergleichen Sie die verschiedenen Strategien, die sie vorschlagen.

• Erinnern
• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 03

• Kollaboratives Problemlösen
• 25 Min. · Ganze Klasse

Whole Class: Gemeinsame Fehleranalyse

Projektieren Sie ein Programm mit verstecktem Fehler. Die Klasse schlägt Strategien vor, testet kollektiv und diskutiert den Fix. Jeder notiert eine eigene Regel.

Bewerten Sie die Bedeutung von Testläufen und schrittweiser Ausführung für die Fehlersuche.

Moderationstipp

Wählen Sie gezielt Fehler aus, die in der Klasse bereits aufgetreten sind, um die Relevanz der Übung für die Schüler sichtbar zu machen.

Worauf zu achten ist

Zeigen Sie ein kurzes Scratch-Video, in dem ein typischer Fehler (z.B. falsche Schleifenbedingung) auftritt. Bitten Sie die Schüler, die Hand zu heben, wenn sie den Fehler erkennen, und kurz zu erklären, warum es ein Fehler ist und wie sie ihn beheben würden.

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Beziehungsfähigkeit
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Aktivität 04

• Kollaboratives Problemlösen
• 20 Min. · Einzelarbeit

Individual: Persönlicher Debug-Log

Schüler debuggen ihr eigenes Projekt, führen einen Logbuch mit Schritten, Hypothesen und Ergebnissen. Teilen Sie Erfolge in der Runde.

Analysieren Sie typische Fehlerquellen in blockbasierten Programmen und deren Auswirkungen.

Moderationstipp

Fordern Sie die Schüler auf, ihre Debugging-Schritte schriftlich festzuhalten, um ihre Strategien zu reflektieren.

Worauf zu achten ist

Die Schüler erhalten ein kleines, fehlerhaftes Scratch-Projekt. Auf einem Zettel notieren sie: 1. Eine Vermutung, wo der Fehler liegen könnte. 2. Eine Methode, wie sie den Fehler systematisch suchen würden (z.B. Schritt für Schritt durchgehen). 3. Die gefundene Ursache des Fehlers.

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Beziehungsfähigkeit
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Erfahrene Lehrkräfte beginnen mit einfachen, klar erkennbaren Fehlern, um Vertrauen aufzubauen, und steigern die Komplexität schrittweise. Sie betonen, dass Debugging ein zyklischer Prozess ist: Fehler finden, isolieren, beheben, testen. Vermeiden Sie es, sofort die Lösung zu verraten. Stattdessen stellen Sie gezielte Fragen wie 'Was passiert, wenn du diesen Block ausführst?' oder 'Wo könnte der Fehler in der Logik liegen?'

Schüler können Fehlerquellen in blockbasierten Programmen identifizieren, ihre Auswirkungen erklären und mindestens zwei Debugging-Strategien anwenden. Sie dokumentieren ihre Vorgehensweise nachvollziehbar und tauschen sich über ihre Lösungsansätze aus.

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Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Während der Paararbeit 'Debugging-Duo' beobachten Sie, dass Schüler nur oberflächlich den Code betrachten und sofort Änderungen vornehmen, ohne die Logik zu prüfen.

  Fordern Sie die Paare auf, zunächst hypothetisch die erwartete Ausführung zu beschreiben: 'Was soll dieser Codeblock bewirken?' und erst dann den tatsächlichen Ablauf zu vergleichen. Nutzen Sie die Rollenaufteilung, um diese Reflexion zu strukturieren.

• Während der Stationen 'Fehlerjagd' versuchen Schüler, den gesamten Code auf einmal zu überprüfen, statt systematisch von oben nach unten vorzugehen.

  Geben Sie an jeder Station einen klaren Arbeitsauftrag vor, der das schrittweise Testen anleitet, z.B.: 'Teste zuerst die Bedingung des ersten Wenn-Dann-Blocks, bevor du den Rest betrachtest.'

• Während der gemeinsamen Fehleranalyse 'Gemeinsame Fehleranalyse' äußern Schüler, dass Debugging nur Zeit kostet und unnötig ist.

  Zeigen Sie konkrete Beispiele, bei denen ein früher gefundener Fehler spätere, aufwendigere Korrekturen verhindert hat. Nutzen Sie die Diskussion, um die langfristige Zeitersparnis durch systematisches Vorgehen zu verdeutlichen.

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In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Kollaboratives Problemlösen
• Lernen an Stationen