ToonTalk ist eine phantasievolle und spielerische Umgebung für Kinder
(aller Altersklassen), um eine Vielzahl von Fertigkeiten des Denkvermögens
zu schulen:
- Probleme zerlegen.
Sobald Kinder versuchen etwas Komplizierteres als ein einfaches
ToonTalk Programm zu bauen, sind sie mit der Aufgabe konfrontiert,
das Problem in kleinere "Roboter-große"
(handhabbare) Teile aufzuspalten.
Wenn das richtig gemacht wird, dann ist es einfach, jedes Teil
einzeln zu
bauen oder zu programmieren. Das ist eine sehr generelle Fertigkeit,
die in allen Gebieten der allgemeinen Wissenschaften,
Ingenieurswissenschaften und auch der Kunst Anwendung findet.
Zur Lösung großer Probleme gibt es immer ein hierarchisches Vorgehen,
wobei Probleme in Teilprobleme und diese wiederum in Teilprobleme
zerlegt werden.
- Komponenten Zusammenfügen.
Dies ist die zweite oder auch duale Aktivität zum Zerlegen von Problemen
in Teilprobleme.
Wenn man Teile hat, die für sich alleine arbeiten heißt
das noch lange nicht, daß es einfach ist sie
zusammenzufügen.
Normalerweise müßen die Beziehungen zwischen den Einzelteilen
oder Komponenten betrachtet
werden. Komponenten können oft auf unterschiedliche Arten zusammengefügt
werden.
Auch das ist eine prinzipielle Vorgehensweise beim Entwurf und Lösen
von Problemen. Unerwartete Schwierigkeiten führen oft dazu, daß
die Zerlegung des Problems oft noch einmal überdacht werden muß.
Viele sind der Meinung, daß dies ein Spezialfall der
generelleren Suche nach Fehlern ("debugging") ist.
- Explizite Repräsentation.
Ein Programm, das etwas modelliert wie zum Beispiel einen springenden Ball,
eine Entenfamilie, Stadtverkehr oder Beispiele aus der Umwelt, benötigt
Datenstrukturen. Für einen Ball muß ein Kind zum Beispiel eine
Struktur erzeugen, die Position, Geschwindigkeit und Flugrichtung
des Balls speichert. Für eine Ente ist das zum Beispiel der Grad
des Hungers, Energie und die Repräsentation des Zustands verschiedener
Sensoren. Von der Fähigkeit gute Repräsentationen bzw.
Abstraktionen zu entwerfen,
hängt der Erfolg von guten Entwürfen in
der Konstruktion und anderer Wissenschaften ab.
- Abstraktion.
Dieser Punkt hängt eng mit "expliziter Repräsentation"
zusammen. Software kann sehr spezifisch oder sehr allgemein sein.
Als Beispiel betrachte man das ToonTalk Beispielprogramm, das zwei
Zahlen vertauscht, falls die erste Zahl größer als die zweite ist.
In einem ersten Kontruktionsschritt arbeitet das
Programm nur mit dem Wert 2 als erster
und 1 als zweiter Zahl. Von dem Beispiel wird dann abstrahiert und
auf beliebige Zahlen, bei denen die erste größer als die zweite ist,
übertragen. In einem weiteren Abstraktionsschritt könnte das Programm
auch auf Text und Zahlen übertragen werden.
Wenn dann ein Wort bezüglich der alphabetischen Ordnung größer
als das andere ist, vertauscht der Roboter die Wörter.
Die Fähigkeit zum Abstrahieren, falls benötigt, stellt
eine wichtige Fertigkeit beim Lösen von Problemen dar.
ToonTalk unterstützt, daß Kinder konkrete Beispiele ausarbeiten
und dann die Ergebnisse abstrahieren.
- Über das Denken nachdenken. Seymour Papert schrieb viel
darüber wie geeignete Programmierumgebungen das Denken von
Kindern explizit unterstützen können, um Probleme zu lösen
(siehe hierzu auch sein Buch "Mindstorms, and Chidren's Machine").
Wenn zum Beispiel Kinder versuchen, ein Programm zu entwerfen, um
Tic-Tac-Toe zu spielen, kommen sie irgendwann zu dem Problem wie
man entscheidet welcher Zug gemacht werden soll.
Sie müssen hier explizit über die Entscheidung nachdenken, bevor sie
den Computer programmieren den Zug durchzuführen.
Papert behauptet, daß man nur ein besserer Schüler, Konstrukteur und
Problemlöser werden kann, wenn man explizit die eigenen Lernprozesse
reflektieren kann. Das ist viel einfacher, wenn ein Model des
strukturierten Denkens vorliegt, so wie es hier vorgestellt wird.
Die Gründe, die für ToonTalk sprechen, sind nicht, daß ToonTalk oder
ganz allgemein das Programmieren von Computern die einzigen
Formen darstellen, um diese Art des strukturierten Denkens
zu erlernen
(die Erfinder von
Logo
beanspruchen zum Beispiel ähliches für sich),
vielmehr stellt ToonTalk eine umfangreiche Umgebung zur Verfügung,
in der diese Art des Denkens in natürlichem Umfeld
"geübt" werden kann.
In ToonTalk müssen auch weniger Hürden überwunden werden
(wie z.B. beim Erlernen der Syntax einer Programmiersprache
oder das Spielen eines Musikinstruments), bevor man produktiv werden kann
und lernt.
Schließlich ist ToonTalk eine Umgebung, die Spaß macht, ansprechend
ist und Kinder besser motiviert als andere Programmiersprachen.
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