Förderung · Projektbeschreibung · Veröffentlichungen · Personen

Das Projekt COMPI.LE untersucht, wie Kinder bereits in der Grundschule an algorithmisches Denken und grundlegende Prinzipien des Programmierens herangeführt werden können. Im Zentrum steht die Entwicklung und empirische Prüfung digital-angereicherter Lernumgebungen auf Basis von LEGO® SPIKE™ Essential, die kreatives Bauen mit symbol-blockbasierter Programmierung verbinden. Ziel ist es, zu verstehen, wie Computational-Thinking-Kompetenzen im frühen Grundschulalter entstehen und gefördert werden können – und welche Gestaltungsmerkmale dabei erfolgreiche Lernprozesse unterstützen.

• Gefördert durch die Daimler und Benz Stiftung
• Projektnummer: 00-01/25
• Förderzeitraum: 01.12.2025 – 30.11.2025

Die Förderung algorithmischer Denkweisen im frühen Kindesalter gilt als zentrale Bildungsaufgabe der kommenden Jahre. Unter dem Begriff Computational Thinking (CT) werden dabei grundlegende kognitive Prozesse verstanden, die für das Verständnis und die Gestaltung digitaler Systeme erforderlich sind. Diese umfassen unter anderem die Fähigkeit, Abläufe zu strukturieren, Muster zu erkennen, Informationen zu abstrahieren und Handlungsfolgen in logische Schritte zu übersetzen.

Bisher liegen für die Primarstufe nur wenige empirisch abgesicherte Konzepte zur Förderung solcher Kompetenzen vor. Internationale Studien zeigen, dass Kinder bereits im Grundschulalter Zugang zu grundlegenden algorithmischen Prinzipien finden können, sofern diese in altersgerechten, handlungsorientierten Lernumgebungen vermittelt werden. Insbesondere haptische Robotiksysteme in Kombination mit symbol-blockbasierten Programmierumgebungen gelten als geeignete Lernmedien, da sie abstrakte Inhalte mit konkreten Erfahrungen verknüpfen.

Das Projekt COMPI.LE untersucht, wie diese Lernumgebungen gestaltet sein müssen, um den Aufbau von Computational-Thinking-Kompetenzen im Grundschulalter wirksam zu unterstützen. Im Mittelpunkt steht die Nutzung von LEGO® SPIKE™ Essential, das physisches Bauen mit digitalem Programmieren verbindet. Die aktuellen Entwicklungen in Baden-Württemberg – insbesondere die Ausstattung zahlreicher Grundschulen mit LEGO®-Robotik-Sets im Rahmen einer landesweiten Bildungsoffensive – schaffen dafür eine einzigartige Ausgangslage.

Die Forschung ist in drei aufeinander aufbauende Teilstudien gegliedert. Die methodische Grundlage bilden experimentelle und quasi-experimentelle Designs, ergänzt durch Prozessanalysen (z. B. Logfiles, Beobachtungen, Schülerartefakte) und standardisierte Kompetenztests. COMPI.LE leistet damit einen Beitrag zur empirischen Fundierung der frühen informatischen Bildung. Die Ergebnisse sollen Aufschluss darüber geben, wie algorithmisches Denken im Grundschulalter entwickelt und dauerhaft verankert werden kann – und welche Formen der Integration in den Mathematikunterricht sich als besonders geeignet erweisen.

Reinhold, F., Sprenger, P., & Staniczek, G. (2025). Introducing computational thinking to second and third graders. Programming whole paths outperforms step-by-step navigation in maze tasks. Computers and Education Open, 8, 100260. https://doi.org/10.1016/j.caeo.2025.100260 

Externe Projektbeteiligte

Jun.-Prof. Dr. Priska Sprenger, Pädagogischen Hochschule Heidelberg, Institut für Mathematik und Informatik