Nichts liege nun näher, als dass die Informatikdidaktik Wert und Nutzen der Methoden ihres eigenen Lehrgegenstandes für die Unterstützung der Lehre deutlich mache. Schubert/Schwill nennen eine entsprechende Kollektion aufeinander abgestimmter Lehr-Lern-Materialen "didaktisches System". Als Komponenten eines solchen Systems sehen sie:
Die Autoren machen im Vorwort ihren eigenen Anspruch deutlich und verweisen auf in den letzten Jahren entstandenen Konzepte der Informatikdidaktik, auf die sich die Schulinformatik gründen kann: die fundamentalen Ideen, den informationszentrierten Zugang, didaktische Systeme sowie die Dekonstruktion.
Leitlinien der Auswahl und Klassifikation von Unterrichtsinhalten dienen dazu, Unterrichtsinhalte zu vernetzen und den jeweiligen Beitrag zu den Bildungszielen transparent zu machen. Schubert/Schwill schlagen in Kapitel 2 die Leitlinien Pläne, Sprachen und Systeme vor und stellen ein auf diesen Leitlinien aufbauendes Gesamtkonzept der informatischen Bildung vor. Daneben wird auch das von der Gesellschaft für Informatik empfohlene Gesamtkonzept [GI00] erwähnt, das den LeitlinienDie "Theoretische Fundierung der Schulinformatik" (Kapitel 3, 31 Seiten) beschränkt sich auf das Konzept der "fundamentalen Ideen". Fundamentale Ideen destillieren gewissermaßen diejenigen Prinzipien, Methoden und Denkweisen der Informatik, die für die Bildung von dauerhaftem Wert sind, heraus. Sie sollen den Stoff für den Schüler ordnen, Zusammenhänge erkennbar machen und die Fähigkeit zum nicht-spezifischen Transfer fördern. Der "vollständige Katalog" fundamentaler Ideen rankt sich um die drei "Masterideen" Algorithmisierung (gemeint ist Algorithmenentwurf), strukturierte Zerlegung und Sprache [Sch93]. Wie kommt man gerade auf diese drei? Es wird zwar ein "Programm", wie man fundamentale Ideen finden kann, angegeben - angewendet wird es nicht. Wie steht es beispielsweise um den Lebensweltbezug der Ideen "log-cost Maß" oder "Nichtdeterminismus"? Schubert [Sch99] und Thomas [Tho02] fehlen andererseits Aspekte der technischen und angewandten Informatik. Als eine der Idee der strukturierten Zerlegung untergeordnete Idee wird "Orthogonalisierung" genannt. Es ergibt sich mithin die spannende Frage, inwieweit die drei Ideen zueinander orthogonal sind. Modrow [Mod03] stellt eine Überlappung von Algorithmisierung und strukturierter Zerlegung fest.
Kapitel 5 (Didaktisches System, 17 Seiten) konstatiert, was der Praktiker von der Informatikdidaktik fordern darf: die Bereitstellung (oder zumindest Organisation) einer Kollektion aufeinander abgestimmter Lehr-Lern-Materialien, darunter Aufgabenklassen, Explorationsmodule und Entwurfsmuster für Lernprozesse.
Aufgabenklassen beispielsweise sollen die "Bildungserfahrung zu einem kleinen Bereich der Informatik" bündeln. Aus dem Buch "Starthilfe Informatik" [ABC02] wird exemplarisch eine (recht oberflächliche) Liste von Aufgabenklassen zu "Algorithmen und ihre Darstellung" zitiert. Leider unterbleibt die spannende Übung, diese zu einer (nicht bloß stofforientierten) Lernzieltaxonomie oder den fundamentalen Ideen in Bezug zu setzen - würde dies doch gerade den didaktischen Wert einer Aufgabe deutlich werden lassen. Woher erhält denn z.B. der aufgeführte Euklidsche Algorithmus zur Berechnung des größten gemeinsamen Teilers - mal ganz abgesehen vom fehlenden Bezug zu Alltag und Lebenswelt der Schüler - seine Daseinsberechtigung im Informatikunterricht? Der intuitiv naheliegendere Lösungsansatz ist doch auch kognitiv einfacher!
Interessant allerdings: Schubert/Schwill leiten aus dieser formalen Repräsentation fachdidaktischen Wissens "fachliche und lehrmethodische Fehler existierender Lehrpläne" her: Prozess, Struktur und Aufbau von Rechnern sowie Hardware-Software-Schichten fehlten besonders häufig oder würden zu knapp vorgestellt.
Die beiden anderen Konzepte der Informatikdidaktik, Dekonstruktion und informationszentrierter Zugang, sucht man im Stichwortverzeichnis vergeblich. Im Kapitel 10 (Anfangsunterricht) findet man immerhin den systemanalytischen Zugang (Abschnitt 10.2, 2 Seiten) wieder. Er wird skizziert anhand einer Unterrichtsidee von Lehmann für das Lernziel Prozeduren und Module am Beispiel des Spiels Mastermind.
Die nächsten Kapitel 6-9 folgen thematisch in etwa den Leitlinien Pläne - Sprachen - Systeme. (Kapitel 4 gehört wohl auch dazu.)
Kapitel 6 (Informatisches Modellieren und Konstruieren) führt ein in imperative, funktionale und prädikative Programmierung, Graphen, Automaten sowie (mit zwei hübschen Beispielen) Petri-Netze - z.T. mit didaktischem Kommentar. Klassen-, Sequenz-, Aktivitäts-, Zustands- oder Kollaborationsdiagramm hingegen fehlen. (Die ersteren beiden werden immerhin in den beiden folgenden Kapiteln behandelt.) Schubert/Schwill (S. 212) wie schon Hubwieser [Hub03] fassen Modellierung und Implementierung unter dem Begriff "Modellierung" zusammen. Ob das letztlich hilfreich ist, darf bezweifelt werden, ist doch Modellieren ein Sprechen über das System - im Projektteam und nicht zuletzt mit den Kunden - während Implementierung eher ein Sprechen mit dem System und dem Rechner ist.
Abschnitt 10.1 (3 Seiten) bewertet die verschiedenen programmiersprachlichen Zugänge (imperativ, prädikativ, funktional) für den Anfangsunterricht Informatik und scheint die Schlussfolgerung "Objektorientierung von Anfang an" nahezulegen. Kapitel 7 (Objektorientierung) macht am Unterrichtsbeispiel "Entwicklung einer Bibliotheksverwaltung" allerdings die kognitiven Voraussetzungen "objektorientierter Programmierung von Anfang an" deutlich: etwa Variablenkonzept, strukturierte Programmierung, Modularisierung. Um den entsprechenden Lernschwierigkeiten zu begegnen, werden in einem problemorientierten Stufenkonzept die Syntax- und Semantik-Kenntnisse bereitgestellt, indem der Schüler sukzessive ergänzende Quellcodebeispiele analysiert. Selbständiges Programmieren schließt sich an.
Empfohlen wird, mindestens ein weiteres Programmierparadigma einzuführen. Tatsächlich wird vielerorts auf den Wert der prädikativen Programmierung und auf die Programmiersprache Prolog hingewiesen. Kapitel 4 "Problemlösen im Informatikunterricht" breitet auf 18 Seiten eine entsprechende Unterrichtssequenz aus.
Kapitel 8 ist wohl der "Idee" Interaktion (gemeint ist nach Abschnitt 8.1: Mensch-Computer-Interaktion) gewidmet und enthält eine bunte Sammlung von Themen: Informatiklabor (auch Thema von Anhang C), Unterrichtsmittel (darunter Lehrbücher, Explorationsmodule und Rollenspiele), Experimente (hier wird noch einmal - wie schon in Abschnitt 5.5 - das Explorationsmodul [Ste99] vorgestellt) sowie Lernen mit Informatiksystemen (hier werden weitere Lernumgebungen vorgestellt).
Kapitel 9 (Informatiksysteme) belegt anhand des Beispiels "Recherche und Kommunikation im Internet", dass ein in andere Fächer integrierter Informatikunterricht kaum zum Verständnis der komplexen Wirkprinzipien von Informatiksystemen und damit zu ihrer Entmystifizierung beitragen kann.
Kapitel 11 gibt nützliche Tipps, wie die Unterrichtsmethode, für die sich der Informatikunterricht besonders anbietet, die Projektarbeit, umgesetzt und dabei eine hierarchische Organisation oder Spezialistentum vermieden werden kann.
Symptomatisch für diese Sichtweise ist neben dem informatik-intrinsischen Konzept der fundamentalen Ideen auch das folgende Beispiel: Schubert/Schwill bezeichnen (wie übrigens auch [GI00]) Programmierung und Implementierung als die "Simulation von Modellen" im Sinne einer Realisierung des Modells (S. 67, S. 99). An anderen Stellen wird sichtbar, dass Simulation jedoch gemeinhin auf eine fachliche Metaebene abhebt: Simulation (von meist dynamischen Systemen) im Sinne der Entwicklung eines Modells für einen Ausschnitt der realen Welt zu Forschungs-, Planungs- und Beurteilungszwecken (z.B. S. 182, 212) oder Simulation im Sinne von Emulation (S. 166).
Diese für den Praktiker "fundamentalen Fragen" bleiben leider unbeantwortet. Ein Zufall? Diese Diskussion zeigt meines Erachtens eher, dass fundamentale Ideen nicht für die Definition von Bildungsstandards taugen - auch wenn Schubert/Schwill damit die fachwissenschaftliche Auswahl meinen begründen zu können (S. 134). Auf der "subjektiven Mikroebene" allerdings können sie dem Praktiker sehr wohl eine Richtschnur sein, z.B. bei
Die vernetzende Wirkung der fundamentalen Ideen deutlich machen und den Diskussionsprozess darüber, was als fundamental zu gelten hat, versachlichen würde sicherlich eine Übersicht, an welchen Stellen im Gesamtkonzept der informatischen Bildung sich eine fundamentale Idee im Sinne eines Spiralprinzips wiederfindet (wiederfinden soll) und in welcher Beziehung sie zu den Leitlinien und Aufgabenklassen steht.
Die Implementierung der Unterrichtsbeispiele erfolgt in den Programmiersprachen Prolog, Python und in Java. Der im Anhang abgedruckte Quellecode ist auch online verfügbar [Sch04].
Ein grober Schnitzer: NP-vollständig wird fälschlicherweise als "zur Klasse NP gehörig" definiert (S. 176), NP wird entsprechend als die Klasse der praktisch unlösbaren, da nur durch vollständiges Durchmustern lösbaren Aufgaben bezeichnet, falls P ‡ NP (S. 63).
Ärgerlich auch das Layout: man denkt schon, das Kapitel wäre zu Ende, aber es sind nur größere Grafiken, die etliche halbe Leerseiten erzeugen.
Das Komma vor dem erweiterten Infinitiv hätte die Lesbarkeit an etlichen Stellen sicherlich gesteigert. Eine ganze Reihe von Tippfehlern hätte eigentlich schon das Textverarbeitungsprogramm bemerken müssen.
Das Literaturverzeichnis ist nicht korrekt sortiert und enthält Einträge doppelt (S. 333: Schwill 1993). Manche Einträge fehlen ganz (S. 34: Humbert 1999 oder S. 51: Hubwieser 2000), manchmal fehlen nur Verlag und Ort (wie bei Price et al.), die Literaturverweise auf die Lehrbücher "Zeising: Praktische Informatik" und "Metzler Informatik" schließlich werden gar im Text gegeben (S. 23). Das Literaturverzeichnis folgt keiner einheitlichen Syntax und ist nicht vollständig ins Deutsche übersetzt (z.B. "pp." anstatt "S." oder "eds." anstatt "Hrsg.").
Auch das Register enthält Einträge doppelt (das eine Mal groß-, das andere Mal kleingeschrieben oder einmal im Singular, einmal im Plural). Es fehlen Verweise auf die angesprochenen Lernumgebungen und Programmiersprachen.
Wenn man übrigens die Formalisierung didaktischen Wissens weitertriebe und z.B. (gewichtete) Aufgabenklassen (kapazitierten) Leitlinien, Lernzielen oder fundamentalen Ideen zuwiese, führte uns dies auf ein Generalized Assignment Problem. Zum Glück wäre dies NP-schwer zu lösen, so dass es nicht wunder nähme, wenn man sich nicht auf einen Bildungsstandard einigen könnte...
[ABC02] | Appelrath, H.-J., Boles, D., Claus, V.: Starthilfe Informatik. Teubner, Stuttgart, 2. Auflage, 2002. |
[BLK95] | Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung: Medienerziehung in der Schule – Orientierungsrahmen. BLK-Materialien zur Bildungsplanung und zur Forschungsförderung Heft 44, Bonn, 1995. |
[Bri03] | Brinda, T.: Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II. Dissertation, Universität Siegen, 2003. |
[CL03] | Caba, H., Landerer, C.: Fundamentale Ideen im Informatikunterricht am Beispiel der objektorientierten Softwareentwicklung. In: Schulinformatik in Österreich, quo vadis? (Hrsg. Micheuz, P. ), CD Austria - Das Multimedia-Magazin für Österreichs Schulen 10, 2003, 20-24. |
[CS03] | Claus, V., Schwill, A.: Duden Informatik. Bibliographisches Institut, Mannheim, 2003. |
[ETH] | Informatik auf EducETH. [Redaktion: Reichert, R.] |
[GI00] | Fachausschuss 7.3 "Informatische Bildung in Schulen" der Gesellschaft für Informatik e.V.: Empfehlungen für ein Gesamtkonzept zur informatischen Bildung an allgemein bildenden Schulen. Beilage zu LOG IN 20 (2), 2000. |
[Hub03] | Hubwieser, P.: Didaktik der Informatik. Springer, Berlin, 2003. |
[HyFIS] | HyFISCH - HyperForum Informatik in der Schule. Informieren - Kommunizieren – Produzieren. |
[IML] | Informatik-Module zur Lehrerbildung. [Gesamtleitung: Schubert, S.] |
[Kara] | Programmieren lernen mit Kara. [Kontakt: Reichert, R., Departement Informatik, ETH Zürich] |
[Karol] | Robot Karol. [Kontakt: Freiberger, U.] |
[KP98] | Koerber, B., Peters, I.-R.: Informatische Bildung in Deutschland – Die Wurzeln der Zukunft. In: Informatische Bildung in Deutschland - Perspektiven für das 21. Jahrhundert (Hrsg. Koerber, B., Peters, I.-R.), LOG IN Verlag, Berlin, 1998. |
[life3] | life3 - Lernwerkzeuge für den Informatikunterricht: Einsetzen, Evaluieren und (Weiter)Entwickeln. [Lernwerkstatt zum Thema 'Objektorientiertes Modellieren' mit Unterrichtsmaterialien und –werkzeugen, gefördert vom Universitätsverbund MultiMedia NRW, Ansprechpartner: Magenheim, J.] |
[LEO] | LEO - Lernumgebung für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht. [Entwickelt von einer studentische Projektgruppe der Universität Dortmund (2001-2002) sowie der Fachgruppe "Didaktik der Informatik und E-Learning" der Universität Siegen (2002-2004), Leitung: Brinda, T.] |
[Mag00] | Magenheim, J.S.: Informatiksystem und Dekonstruktion als didaktische Kategorien – Theoretische Aspekte und unterrichtspraktische Implikationen einer systemorientierten Didaktik der Informatik. Tagungsbeitrag zur GI-Tagung "Informatik - Ausbildung und Beruf 2000", 2000. |
[Mod03] | Modrow, E.: Pragmatischer Konstruktivismus und fundamentale Ideen als Leitlinien der Curriculumentwicklung am Beispiel der theoretischen und technischen Informatik. Dissertation, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, 2003. |
[MOOP] | Mediothek Objektorientierte Programmierung. [betreut durch Hildebrecht, H.] |
[OLLI] | Oldenburger Lernprogramme zur Informatik (OLLI). Carl-von-Ossietzky Universität, Oldenburg. [Zuletzt geändert am 20.02.2004, Kontakt: Faltin, N.] |
[Sch93] | Schwill, A.: Fundamentale Ideen der Informatik. Zentralblatt für Didaktik der Mathematik 1, 1993, 20-31. |
[Sch98] | Schwill, A.: Projektunterricht - Grundlagen und Beispiele. Vortrag in der Rahmenplanbegleitenden Fortbildung Informatik, Pädagogisches Landesinstitut Brandenburg (PLIB), Ludwigsfelde, 1997-1998. |
[Sch99] | Schubert, S.: Einführung in die Didaktik der Informatik. Vorlesungsskript, Universität Dortmund, 1999. |
[Sch03] | Schwill, A.: Didaktik der Informatik. [Webseite zum Lehrbuch: Schubert, S., Schwill, A.: Didaktik der Informatik. Spektrum Akademischer Verlag, Berlin, 2004, zuletzt geändert am: 26.08.2003] |
[Sch04] | Schubert, S.: Onlinematerialen zum Buch "Didaktik der Informatik". [Letzte Änderung: 22.07.2004] |
[SIMBA] | BMBF-Verbundprojekt SIMBA - Schlüsselkonzepte der Informatik in multimedialen Bausteinen unter besonderer Berücksichtigung der spezifischen Lerninteressen von Frauen. [Projektmanagement und –evaluation: Schubert, S.] |
[Ste99] | Steinkamp, D.: Informatik-Experimente im Schullabor. Diplomarbeit, Universität Dortmund, 1999. [Experimentierumgebung zu Kommunikationsprozessen beim Anfordern einer Webseite, letzte Änderung: 28.07.2003] |
[Tho02] | Thomas, M.: Didaktik der Informatik II. Vorlesungsskript, Universität Dortmund, 2002. |
Thomas Emden-Weinert | erstellt 2004/11/07, zuletzt geändert 2004/12/17 |