Datenbanken & SQL im Unterricht spannend gestalten
Datenbanken finden sich heutzutage überall. Egal ob bei Online-Shops, in Supermärkten, oder bei Banken, Datenbanken sind ein wichtiges Thema und haben eine hohe Relevanz im Alltag. In diesem Artikel haben wir für euch einige tolle Unterrichtsmaterialien herausgesucht, mit denen ihr das Thema lebendig behandeln und euren SchülerInnen mit viel Spaß vermitteln könnt. Außerdem erfahrt ihr, wie ihr Datenbanken in eurem Lehralltag praktisch anwenden könnt.
Was sind Datenbanken und warum sind sie so wichtig?
Fangen wir von vorne an: Was sind überhaupt Datenbanken und warum sind sie so relevant? Einfach erklärt, sammeln Datenbanken Informationen und verknüpfen sie zu einer logischen Einheit. Sie bilden somit ein logisch strukturiertes System zur elektronischen Datenverwaltung und sind praktisch, um Datenbestände zu verwalten und die Abfrage von bestimmten Informationen zu erleichtern.
In diesem Zusammenhang spielt auch Datensicherheit bei Datenbanksystemen eine große Rolle. Denn in elektronischen Datenbanken werden zum Beispiel Passwörter und andere persönliche Informationen gespeichert.
Hier ein paar Beispiele, wo ihr Datenbanken finden könnt:
- Banken und Versicherungen arbeiten mit Datenbanken, in denen Kunden- und Kontoinformationen gespeichert werden.
- Alle Wikipedia-Artikel werden durch ein Datenbanksystem verwaltet.
- Buchhaltungsprogramme speichern alle eingegebenen Informationen in Datenbanken.
Spannende Unterrichtsmaterialien zu Datenbanken & SQL
Damit ihr das Thema Datenbanken auch im Unterricht mit euren SchülerInnen behandeln könnt, haben wir euch hier eine Auswahl an grandiosen Arbeitsunterlagen zusammengestellt.
1. App Camps Unterlagen zu Datenbanken & SQL
Mit unseren Arbeitsmaterialien lernen die SchülerInnen Grundlagen der Datenbanksprache SQL kennen. Am Beispiel eines Online-Shops für internationale Lebensmittel erfahren sie mehr über Datenbanken und die Datenbanksprache SQL.
Die Unterrichtsmaterialien sind ab Klasse 10 empfohlen. Jede Lektion besteht aus einem Startvideo, Lernkarten und einem Abschlussvideo und ist für eine Schulstunde à 90 Minuten ausgelegt.
1. Grundlagen
In der ersten Sitzung erarbeiten die SchülerInnen, was eine Datenbank ist, welche Informationen dort gespeichert werden können und wie sie Daten mit SELECT auslesen können.
2. Grundbefehle
In der zweiten Sitzung erlernen die SchülerInnen die 4 Grundbefehle in SQL (INSERT, SELECT, UPDATE, DELETE).
4. Datenbank anlegen
In der vierten und letzten Sitzung dreht sich alles um das Anlegen, Ändern und Löschen von Datenbanktabellen.
Datenbanken und SQL im Unterricht – Feedback einer Lehrkraft
Hier ist das Feedback einer Lehrkraft, die unsere Unterlagen zum Thema Datenbanken im Unterricht verwendet hat:
„Ich habe mit App Camps in der Jahrgangsstufe 12 in Informatik das Thema Datenbanken (SQL) eingeführt. Wirklich tolle Materialien. Die Erklärvideos sind super, sie sind nicht zu lang und nicht zu kurz und die Aufgaben bauen sehr gut aufeinander auf. Auch die Abschlussvideos am Ende der jeweiligen Lektion sind sehr hilfreich.“
2. Weitere tolle Lernmaterialien zu Datenbanken und SQL
2.1 Instahub
Instahub ist ein soziales Netzwerk (wie Instagram), das im Unterricht zu den Themen Informatik und Medien eingesetzt wird. Es ist zwar voll funktionsfähig, dient aber nur Lehrzwecken. Bei dieser tollen Anwendung sind die SchülerInnen nicht NutzerInnen, sondern Administratoren und haben somit vollen Zugriff auf alle Funktionen des sozialen Netzwerkes, die in echten Netzwerken normalerweise verborgen sind.
Mit Instahub können sie Datenbanken auswerten und modellieren. Die SchülerInnen lernen SQL und die Funktionen SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE. Außerdem werden die Anforderungen an ein Datenbank-Managementsystem behandelt. Der gesamte Lernbereich Datenbanken der Sekundarstufe II kann hiermit bearbeitet werden.
Unter Documentation findet ihr Unterrichtsmaterialien, Übungen und Ablaufpläne für Lehrkräfte. Diese stehen zur freien Verfügung.
Deine SchülerInnen haben noch nicht mit SQL gearbeitet? Kein Problem: Für den Einstiegsunterricht mit SchülerInnen ohne SQL-Kenntnisse steht ein grafischer Abfrage-Editor zur Verfügung, bei dem die SQL-Befehle angezeigt werden können.
Instahub gewann 2019 den 1. Platz im Wettbewerb Innovative MINT-Unterrichtsideen der MNU mit dem Klettverlag. Die Plattform wurde von WIssen entwickelt und wird vom Sächsischen Mitmach-Fonds und der Gesellschaft für Informatik – Fachgruppe Bayerische Informatiklehrkräfte (BIL) unterstützt.
2.2 SQL-Island
Auf der Webseite SQL-Island lernen SchülerInnen spielerisch die Grundlagen von SQL kennen und können ihr bisheriges Wissen auf die Probe stellen. Das Spiel wurde von der Technischen Universität Kaiserslautern entwickelt. Es handelt sich um ein browserbasiertes Lernspiel, das auf dem Konzept der Text-Adventures basiert.
Worum geht es bei dem Spiel?
Nach einem Flugzeugabsturz landet die Spielfigur auf einer Insel. Sie redet mit BewohnerInnen der Insel, sammelt Gegenstände und kämpft gegen Bösewichte. Die SpielerInnen steuern die Figur dabei nur mit SQL-Befehlen. Aber keine Sorge, Vorerfahrung ist nicht nötig, denn alle benötigten Befehle werden zunächst vorgestellt. Nach etwa einer Stunde Spielzeit beherrschen die SpielerInnen SELECT-, UPDATE-, und DELETE-Anfragen, sowie Gruppierungen, Aggregationsfunktionen und Joins.
Uns gefällt die spielerische Umsetzung total gut, deshalb gibt’s eine eindeutige Empfehlung. Hier geht’s zum Spiel SQL Island.
2.3 SQL-Bankraub
Auch auf dieser Webseite werden die SchülerInnen spielerisch an das Thema Datenbanken und SQL herangeführt. Nach dem Prinzip des « Entdeckenden Lernens » ermitteln sie als FBI-AgentInnen die TäterInnen eines Bankraubs in der FBI-Datenbank. Das heißt, sie bekommen vor dem Spiel keine umfangreiche Einführung in das Thema Datenbanken, sondern eignen sich die wichtigsten Aspekte eigenständig während des Spielens an. Zum FBI-Spiel geht es hier.
2.4 SQL Murder Mystery
Bei SQL Murder Mystery handelt es sich um ein browserbasiertes Lernspiel zum Erlernen von SQL-Konzepten und -Befehlen (auf Englisch). Hier geht es darum, durch geschickte SQL-Abfragen einen Mordfall zu lösen. Die SchülerInnen können auf spielerische Art und Weise ihre SQL-Fähigkeiten trainieren. Die Seite wurde vom Northwestern University Knight Lab erstellt.
Hier geht’s zum Spiel.
2.5 Uni Bayreuth – täglich aktuelle Daten für den Einsatz in der Schule
Auch auf der Seite “Datenbanken im Unterricht der Uni Bayreuth” findet ihr spannende Unterrichtsmaterialien rund um Datenbanken. Zunächst die Datenbank « Fußball Bundesliga » mit allen wichtigen Informationen der ersten, zweiten und dritten Bundesliga. Dazu zählen Datensätze von 56 Vereinen, ungefähr 1000 Spielen, über 1500 Spielern und den 3 Ligen selbst.
Die zweite Datenbank « Wetter in Deutschland » enthält Informationen zu allen momentan aktiven Wetter-Messstationen in Deutschland. Die Daten werden vom Deutschen Wetterdienst (DWD) veröffentlicht. Die Tabelle « Wetterstation » enthält geografische Daten, während die Tabelle « Wettermessung » ausführliche Messwerte jeder Station beinhaltet, die ungefähr ein Jahr zurückreichen.
Hier geht’s zur Seite “Datenbanken im Informatikunterricht” der Uni Bayreuth.
3. Unterrichtsmaterialien von Fobizz
Auf unserer Partnerplattform Fobizz erstellen Lehrkräfte im Rahmen der Zusatzqualifikationen Informatische Grundbildung oder Medienbildung kostenfreies Unterrichtsmaterial. Auch zum Thema Datenbanken finden sich einige spannende Arbeitsblätter. Diese beiden gefallen uns besonders gut.
3.1 Einführung in SQL-Abfragen
In dieser Lerneinheit lernen SchülerInnen durch Übungen und mit Hilfe von w3schools.com einfache SQL Abfragen kennen. Die Arbeitsunterlagen eignen sich für die Klassenstufe 9, 10, sowie die Oberstufe. Ihr solltet 45 Minuten Zeit dafür einplanen. Die SchülerInnen brauchen kein spezielles Vorwissen.
3.2 Einführung in Datenbanken
Diese Unterrichtsmaterialien eignen sich für die Klassenstufen 9-13 und geben SchülerInnen eine Einführung in das Thema Datenbanken. Sie lernen die Grundstruktur einer Datenbank kennen und erfahren mehr über die Vorteile der Datenspeicherung in einer Datenbank (im Vergleich zu beispielsweise einer Excel-Tabelle).
Aber das ist noch nicht alles: Viele weitere tolle Unterrichtsmaterialien zu Datenbanken und SQL von Fobizz findet ihr hier.
4. Datenbanken in der Sekundarstufe I
Auf der Seite des Schülerlabors Informatik der RWTH Aachen University findet ihr großartige Materialien zu Datenbanken für die Sekundarstufe I.
Anhand eines Modells zum Anfassen erarbeiten die SchülerInnen das Konzept einer Datenbank und erstellen eine Klassendatenbank. Sie fertigen Schritt für Schritt ein Datenbankmodell an, das zum Anfassen in der Mitte der Lerngruppe steht. Die SchülerInnen entscheiden dann, welche persönlichen Informationen in den Steckbrief für die Klassendatenbank aufgenommen werden. Daraufhin können sie mit Folienstiften ihre Daten auf laminierte Steckbriefzeilen schreiben.
Damit die SchülerInnen das abstrakte Konzept einer Datenbank besser verstehen, hängen sie den Datensatz der Reihe nach, also Feld für Feld, auf den Draht einer Wäscheleine auf. Die Begrifflichkeiten werden schleichend eingeführt und zur Festigung mit Hilfe von Hinweisschildern bezeichnet.
Die SchülerInnen spielen ebenso eine Datenbank-Abfrage mit Hilfe eines Datenbankmanagementsystems durch. Sie bekommen dafür vorgefertigte Formulare, in die sie eintragen, welche Informationen sie von der Datenbank bekommen wollen.
Um den SchülerInnen die Notwendigkeit eines digitalen Datenbankmanagementsystems zu verdeutlichen, übernimmt einE SchülerIn die Rolle des DBMSs. Die Ausgabe der Daten – hier symbolisch das Vorlesen der Informationen, die zur Abfrage passen – wird etwas dauern. Dadurch erkennen die SchülerInnen, dass ein Datenbankmanagementsystem die Anfragen schneller und effizienter beantworten kann.
Darauf aufbauend wird mit Hilfe des Datenbank-Frontends LibreOffice-Base (OpenSource) eine erste Datenbank erstellt und erste Datensätze eingegeben. Datenbanksprachkenntnisse (SQL) sind dafür nicht notwendig.
Hier geht’s zu den Unterrichtsmaterialien zu Datenbanken des Schülerlabor Informatik.
Relevanz von Datenbanken in der Schulverwaltung
Datenbanken sind als Thema nicht nur für eure SchülerInnen im Unterricht spannend, sie stellen auch ein exzellentes Tool in der Schulverwaltung dar, zum Beispiel in Form einer Klassendatenbank. Aber wie genau könnt ihr eine solche Klassendatenbank im Schulalltag für euch nutzen? In einer Klassendatenbank könnt ihr die Daten der SchülerInnen (z.B. Name, E-Mail, Noten, Fehltage und andere Notizen) zusammentragen.
Was sind Vorteile einer Klassendatenbank?
- sie bietet eine geordnete Aufbewahrung der Daten mit einfacher Möglichkeit zum Backup
- die Daten werden verschlüsselt aufbewahrt
- eine automatisierte Datenverarbeitung und Auswertung durch Schnittstellen zu höheren Programmiersprachen ist möglich
- die Daten können automatisch graphisch ausgewertet werden – ideal für SchülerInnen- und Elterngespräche
- Daten können einfach verglichen werden, innerhalb einer Klasse, aber auch innerhalb eines Jahrgangs und Statistiken können erstellt werden
- Fristen zur automatischen Löschung der Daten (aus Datenschutzgründen) können fest eingebaut werden
In diesem Zusammenhang möchten wir darauf hinweisen, dass es bei Klassendatenbanken super wichtig ist, auf den Datenschutz zu achten. Die zu beachtenden Regelungen ergeben sich aus der DSGVO. Die Umsetzung der Regelungen wird in den Schulgesetzen der Länder festgelegt. Wir empfehlen immer, Rücksprache mit dem Datenschutzbeauftragten eurer Schule zu halten. Wichtige Fragen, die es zu klären gibt, sind zum Beispiel: Welche Daten dürfen gespeichert werden? Auf welchem Gerät und auf welchem Server darf gespeichert werden? Wer hat Zugriff auf die Daten? Was sind die Fristen zur Löschung personenbezogener Daten?
Jelena Freiberg studiert Chemie, Biologie und Informatik für das gymnasiale Lehramt an der Philipps-Universität Marburg und ist seit September 2022 Teil von App Camps. Als Werkstudentin unterstützt sie das Team in dem Bereich Unterrichtsmaterial sowie bei den Projekten Class Chats und Zusatzqualifikationen.
