#PflichtfachInformatik ab der 1. Klasse der Grundschule – Informatik gehört auf jedes Zeugnis

Ein Gastbeitrag von Ludger Humbert, Bergische Universität Wuppertal – Didaktik der Informatik


Seit 1969 wird Informatik als eigenständiges Schulfach in Deutschland unterrichtet – bis heute erreicht es nur wenige Schülerinnen und Schüler – dies müssen wir ändern. Warum ist – aus geschichtlicher Perspektive – das #PflichtfachInformatik unabdingbar – ab der 1. Klasse der Grundschule; als #HauptfachInformatik in allen weiterführenden Schulen? Informatik ist das Leitfach für die sogenannte Digitalisierung.

Seit über 50 Jahren ist in der Fachwissenschaft Informatik die Verankerung von Informatik als Bildungsgut und damit als Bestandteil der allgemeinen Schulbildung durch ein eigenes Schulfach unbestritten. Allerdings wurde die bundesweite Umsetzung bisher nur in Form von Wahlmöglichkeiten realisiert, die zudem zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem genderbezogene Zuschreibungen lange erfolgt sind. In der Konsequenz ignoriert unsere Gesellschaft die Hälfte der für diese Wahlmöglichkeit durchaus besonders geeigneten Personen, nämlich der Schülerinnen. Soll diese strukturelle Benachteiligung aufgehoben werden, so muss in der Grundschule Informatikunterricht, der auch so genannt und bezeichnet werden muss, stattfinden. So kann dem Gender-Gap begegnet werden.

In diesem Beitrag wird die historische Dimension des Beitrags der Informatik zur allgemeinen Bildung diskutiert und belegt, dass es – im Unterschied zu der aktuellen Diskussion um Inforamtikmittel – um die grundlegende Gedankenwelt der Informatik geht, die einen notwendigen Beitrag zur Allgemeinbildung leistet und nicht etwa primär die Artefakte der Informatik in Form vom Informatiksystemen.

Dieser Beitrag ist entstanden, da in der Öffentlichkeit immer wieder der Eindruck erweckt wird, dass es im Wesentlichen um Beschaffung und Benutzung »digitaler Artefakte« geht, die scheinbar automatisch »das Lernen verbessern / vereinfachen / effizienter machen«. Das ist eine Nebelkerze, die verwendet wird, um zu verhindern, dass durch das Schulfach Informatik informatische Bildung befördert wird. Geräte kommen, Geräte gehen, aber die Unabdingbarkeit des Schulfachs Informatik für alle Schülerinnen und Schüler aller Jahrgänge und aller Schulformen bleibt bestehen.

Teile des Beitrags wurden durch Ergebnisse der Arbeiten von Elisa Nadire Caeli inspiriert. Sie ist Ph.d.-stipendiat på Danmarks institut for Pædagogik og Uddannelse (DPU), Aarhus Universitet, samt Institut for Skole og Læring, Københavns Professionshøjskole, wie http://www.caeli.dk/ entnommen werden kann. Durch ihre Durchsicht und Korrektur des Beitrags konnten einige Elemente deutlich verbessert werden. Danke – auch für die Erlaubnis, Bilder aus einigen Tweets für diesen Beitrag verwenden zu dürfen https://twitter.com/elisanadire!

2019: #PflichtfachInformatik ab der Grundschule

  • Alle Welt spricht von »Künstlicher Intelligenz« …
  • Wird Wahlverhalten durch »Bots« beeinflusst?
  • Soll es vollautonome Fahrzeuge geben?
  • Ist es sinnvoll, Menschen präventiv von Straftaten abzuhalten? • Wann werden »Maschinen« die Macht übernehmen?
  • Sollen – nein: müssen – jetzt alle Kinder programmieren lernen? • Lernen durch Wischen und Tippen – kann das funktionieren?

Das solche Fragen nicht nur aufgeworfen werden, sondern Antworten auf diese konkreten Fragen in der allgemeine Bildung – auf einer fachlich validen Basis – adressiert und thematisiert werden müssen, konnte niemand vorhersehen.

Doch!

Bevor …

  • … es PCs gab?
  • … vernetzte Informatiksysteme existierten?
  • …?

Für einige der frühen Informatikkundigen war die Qualität der Erkenntnisgewinnungsprozesse, die mit Informatik verbunden sind, klar. Damit gab es aus ihrer Sicht Klarheit zur Bedeutung – nein: zur Notwendigkeit – informatischer Bildung.; nicht nur in den USA, sondern (zunächst) in Europa.

Schon 1954, 1963, 1967 haben Informatiker*innen sich bezüglich der Qualität informatischer Bildung geäußert und auch Ideen vorgestellt, wie Informatik Teil der Allgemeinbildung werden kann.

Künstliche Intelligenz – natürliche Dummheit – Parnas (2017, S. 30)

Caeli (2019a) beschreibt zusammenfassend die Rolle und die weitsichtigen Ideen, die Peter Naur ab 1954 (u.a. in Naur (1954)) immer wieder formuliert und unter anderem in Radiosendungen verbreitet hat (es folgt eine Übersetzung ins Deutsche aus dem Beitrag):

Bereits 1954 versuchte Peter Naur durch den Artikel »Elektronenrechner und Gehirn« die Menschen aufzuklären. Den neuen »Elektrogeräten« (Informatiksysteme – Computer) wurden in der damaligen Zeit von den Medien »Bezeichnungen wie das elektronische Gehirn« zugeschrieben (dies geschah auch in Deutschland – vgl. Abbildung 1).

Abbildung 1: Einschätzung der Funktion des Computers – Genrich (1975, S. 42), ähnlich in Petri (1983, S. 43)

Peter Naurs Botschaft war, dass die Prozesse, die eine Maschine durchläuft, nur das Ergebnis menschlicher Pläne sind.

»Die Maschine führt die Prozesse, die ein menschliches Gehirn für sie entwickelt hat, ganz mechanisch aus«, schrieb er und beendet den Artikel, in dem er feststellte, dass die Angst der Menschen dieser Zeit vor Maschinen, die denken könnten, völlig unbegründet war. Stattdessen befürchtete er, das Problem »lauert nicht in den Maschinen, die vielleicht denken, sondern in den Menschen, die es nicht können«.

In dem Nachruf Borchers (2016) zum Tod von Peter Naur wird der Darstellung zur »Künstlichen Intelligenz« in dem Abschnitt »Denkende Maschinen« Rechnung getragen (Übersetzung eines Abschnitts aus Naur (1954)):

Die Idee, dass Maschinen denken können, mag einige Leute verstören. Es hat den Eindruck, dass diese Möglichkeit für sie ein Albtraum ist, der Eintritt in eine maschinisierte Welt, in der der Mensch ein Sklave der Maschine ist. So eine Angst findet dieser Autor unbegründet. Er ist vielmehr besorgt, dass Menschen nicht mehr denken können, als dass es Maschinen gibt, die vielleicht denken.

Das Zitat ist heute immer noch aktuell. Peter Naur war sich schon damals bewusst, dass die Macht über das System bei denen liegt, die verstehen, wie es funktioniert (aus: Naur (1968)).

Informatik – Begriffe – Bildung

Die Gesellschaft für Informatik (GI e.V.) feiert im Jahr 2019 ihr 50jähiges Bestehen. Seit 50 Jahren wird in Nordrhein-Westfalen durchgängig Informatik als Schulfach unterrichtet. In Dänemark hat die Wissenschaft Informatik – mit der Bezeichnung Datalogi – eine lange Tradition.

Abbildung 2: 40 Jahre »Datalogisk Institut, Københavns Universitet – DIKU« – Foto af skulptur af Alan Turing, © basegreen lokaliseret på flickr.com/photos/basegreen Grafi sk design og produktion: Westring + Welling A/S – Datalogisk Institut, Københavns Universitet (DIKU) (2010 Buchdeckel)

Um sich in einer Wissenschaft bewegen zu können, bedarf es der sorgfältigen Begriffsbildung. Dies gilt insbesondere für eine neue Wissenschaft. In der Zeit der Ablösung der Informatik als eigenständige Wissenschaft (von der Mathematik, Physik, Elektrotechnik, Wirtschaftswissenschaft) finden daher Begriffsbildungen statt, um so Gegenstand und Methode der neuen Wissenschaft zu konturieren. Wir dokumentieren Überlegungen von Peter Naur (Dänemark). Dabei ist bedeutsam, dass er sich sehr klar von der amerikanischen Bezeichnung Computer Science abgrenzt und deutlich macht, dass es um Prozesse geht, die insbesondere bezüglich der angestrebten Ziele genau betrachtet werden müssen. Damit nimmt er bereits in der Begründung für die Einrichtung der Informatikfakultät der Universität Kopenhagen (1970) vorweg, was 1976 in Deutschland Eingang in die Liste der Fachgebiete der Informatik fand – »Informatik und Gesellschaft«.

Übersetzung des Textes aus Abbildung 3:

Der Plan führt einige sprachliche Neuerungen ein, die Bezeichnung Datalogifür die Lehre von/zu/über Daten, ihre Art und ihre Verwendung, Datamatik(Informatik) für die Verarbeitung von Daten mit automatischen Hilfsmitteln und Datamat (Informatiksystem) für ein Gerät, das eine solche automatische Verarbeitung durchführt. Angesichts der Notwendigkeit brauchbarer Begriffe, die die dänische Literatur zu diesen Themen charakterisieren, muss ich mich für diesen etwas herausfordernden Schritt nicht entschuldigen. Der Klarheit halber möchte ich nur erwähnen, dass Datamat (Informatiksystem) und Datamatik (Informatik) entweder Per Brinch Hansen oder Paul Lindgreen zu verdanken sind, während Datalogi meine Erfindung ist.

Ich bin der Überzeugung, dass langfristig erkannt wird, dass

  • Datalogi – Lehre von Daten, deren Art und Verwendung –

auf eine Art und Weise Teil der Bildung werden muss, die der des Sprachenlernens und der Mathematik sehr ähnlich ist. Um die Verbindung mit einem Aspekt zu verknüpfen, der heutzutage dringender erscheint, möchte ich sofort sagen, dass ich Informatikdidaktik (Gestaltung von Lehr-/Lernprozessen) als Teil/Zweig der Informatik betrachte. Diese Hilfsmittel nenne ich Datamater (Informatiksysteme, Computer), also Maschinen, die Daten verarbeiten. Naur (1966b übersetzt ins Deutsche – »Datamater« ist der dänische Plural von »Datamat«).

Abbildung 3: Datalogi, Datamatik, Datamat – Naur (1966a) – Quelle der Abbildung: https://ogy.de/khoh

Der Datenprozess als methodische Klammer in der Informatik

Erläuterungen zur Abbildung 4 – übersetzt aus Caeli (2019b, S. 8):

Informatik – Datenprozess – Modellierung

Wir beginnen mit der Realität (Gammel realitet). Wir sind an einer Veränderung (Forandring) dieser Realität interessiert. Aber es ist oft unpraktisch, direkt zu einer neuen Realität (Ny realitet) zu gelangen.

Deshalb machen wir einen Übergang zu Daten (Gamle data) => arbeiten mit den Daten => machen einen Datenprozess (Data proces) => bekommen einige neue Daten (Nye data) … mit einer ähnlichen Beziehung zur neuen Realität.

Mit Datenprozessen gewinnen wir Einblick in den möglichen Verlauf der Welt. Wir simulieren eine neue Realität.

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Breier (1994) und später Hubwieser & Broy (1996) kommunizieren die Grundidee (Abbildung 4) in der Didaktik der Informatik im deutschen Sprachraum.

Abbildung 4: Informatischer Modellierungsprozess – Peter Naur 1966

Informatik – Informatiksystem

Im deutschen Sprachraum (und vielen weiteren europäischen Ländern) wurde die Wissenschaft mit Informatik bezeichnet – Steinbuch (1957) – ab 1968 an Universitäten auch als eigenständige Studiengänge etabliert) die Artefakte können seit dem Beitrag von Steinbuch mit dem Begriff Informatiksytem bezeichnet werden.

Qualität der Gegenstände und Methoden der Informatik – Alleinstellungsmerkmale der Wissenschaft

In den USA wurden von George Forsythe die ersten erfolgreichen Vorbereitungen zur Etablierung der Wissenschaft Informatik in der Universität (Stanford) vorangebracht. Allerdings war ihm darüber hinaus klar, dass mit Informatik eine allgemeinbildende Qualität verbunden ist, wie dem folgenden Zitat aus dem Jahr 1963 zu entnehmen ist – ja Informatik gehört als Hauptfach bereits in die Grundschule.

Die wertvollsten Ergebnisse in einer wissenschaftlichen / technischen Bildung sind die allgemeinen mentalen Werkzeuge, die lebenslang zur Verfügung stehen. … Ich schätze natürliche Sprache und Mathematik als die beiden wichtigsten dieser Werkzeuge, und Informatik als drittes…

Forsythe (1963, S. 456f) – deutsche Übersetzung aus Humbert, Müller, Fricke, Haselmeier & Siebrecht (2018, S. 68). Die erste englischsprachige Informatik-Schulbuchreihe wurde von Alexandra Illmer Forsythe geschrieben: Forsythe, Keenan, Organick & Stenberg (1969) – vgl. Interview mit McCorduck (1979), in dem sie berichtet, dass diese Reihe in viele Sprachen übersetzt wurde.

Abbildung 5: Stellenwert informatischer Allgemeinbildung Naur (1967, S. 36–37) – Quelle: https://ogy.de/ss8c – https://ogy.de/coj0

Naur (1967) beschreibt, dass Informatik als allgemeinbildendes Fach – ja als Hauptfach – in die Grundschule gehört. Er verdeutlicht hier, wie der Stellenwert der Informatik für die allgemeine Bildung einzuschätzen ist – Übersetzung/Übertragung des dänischen Textes aus Abbildung 5:

In der Schule mussten wir alle ein gerüttet Maß Sprache, Rechnen und Mathematik durchlaufen, obwohl nur sehr wenige von uns Linguisten geworden sind oder Mathematiker. Ebenso muss die Informatik in die schulische Ausbildung einbezogen werden und uns alle auf die Existenz im Zeitalter der Informatiksysteme vorbereiten, da Lesen und Schreiben in einer von Drucksachen geprägten Gesellschaft als notwendige Voraussetzung für die Existenz angesehen werden.

Wenn sich die Informatik in der Allgemeinbildung gut etabliert hat, wird sich das Rätsel um die Computer in den Ideen vieler Menschen in nichts auflösen. Dies muss als der vielleicht wichtigste Grund für die Förderung des Verständnisses der Informatik angesehen werden. Es wird in der Tat so sein, denn die Bedingungen für die Steuerung von Informatiksystemen und Entscheidungen zu ihrer Verwendung ist kein Fall einer kleinen Gruppe von Experten, sondern eine normale politische Frage und muss durch das politische System entschieden werden, mit der Beteiligung durch uns alle.

Informatik gehört als Hauptfach in die Schule – ab der Grundschule durchgängig zu unterrichten

Naur erläutert ausführlich die Notwendigkeit der Etablierung informatischer Bildung durch die Einrichtung des Hauptfachs Informatik – Englische Übersetzung aus Sveinsdottir & Frøkjær (1988, S. 457) – deutsche Übersetzung Humbert et al. (2018, S. 68).

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Wenn man also erkennt, dass auf der einen Seite die Informatik eine große Anzahl lebenswichtiger menschlicher Aktivitäten und Konzepte in einer Gesamtsicht eint und auf der anderen Seite in der Lage ist, zu inspirieren und die Ideen in vielen Fächern zu erneuern, besteht kein Zweifel darin, dass sie in der allgemeinen Bildung ihren Platz hat.

Um einen vernünftigen Blick auf diese Position zu erhalten, muss man Vergleiche mit ähnlichen Disziplinen durchführen und kommt dann zu dem Schluss, dass Sprache und Mathematik am nächsten liegen. Informatik und diese Fächer beschäftigen sich mit Zeichen und Symbolen als von Menschen erfundene Werkzeuge. […] Deshalb fließen sie auf zwei Arten in die Bildung ein – sowohl als Hilfsmittel für viele andere Fächer als auch in Form von Hauptfächern, in denen Menschen bezüglich dieser Gegenstände qualifiziert werden. … Wir alle mussten in der Schule Sprachen, Rechnen und Mathematik lernen, ohne dass viele von uns später Linguisten oder Mathematiker werden. Genauso müssen wir Informatik in die Schule bringen und damit für das Leben in der Ära der Computer vorbereiten. Genau wie Lesen und Schreiben als notwendige Voraussetzungen für das Leben in einer Gesellschaft notwendig ist, die durch gedruckte Worte geprägt ist. […] Der Schwerpunkt der Informatik sollte auf Daten, Datendarstellungen und Datenprozessen liegen. Diese grundlegenden Konzepte müssen durch eine Reihe von konkreten Beispielen veranschaulicht werden; Beispiele, die aus Bereichen stammen, mit denen die Schüler vertraut sind – Rechnen, Rechtschreibung, Nachschlagen usw. Einfache Beispiele für die Verwendung von mechanischen und elektrischen Phänomenen für die Datendarstellung sollten ebenfalls enthalten sein […].

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Es ist festzustellen, dass die Grundideen und die Konzepte der Informatik Bestandteil der Allgemeinbildung sind. Diese Elemente sind zeitinvariant und betreffen die Fähigkeit der Menschen, Gestaltungskompetenzen zu entwickeln. Diese Konzepte haben mindestens die Qualität der Mathematik und der Sprache – zwei zentrale Hauptfächer in allen Schulsystemen und auf allen Kontinenten, die somit durchgängig ab der Grundschule zu unterrichten sind.

Abbildung 6: Erster Kontakt mit Informatik in Europa – Quelle: http://31753. hostserv.eu/map/informatics_availability

Gander et al. (2013, S. 3, 18) bemerken:

all students should benefit from education in Informatics as an independent scientific subject, studied both for its intrinsic intellectual and educational value and for its applications to other disciplines

Daraus folgt, dass Informatik als durchgängig zu unterrichtendes Schulfach ab der ersten Klasse der Grundschule zum verpflichtenden Bestandteil der schulischen Bildung wird – werden muss. Einige Nationen haben dies inzwischen in ihre Bildungsgesamtpläne aufgenommen – ob England, ob Japan, ob Neuseeland, … ja: in Singapur wird Informatik im Kindergarten als Bildungselement integriert (siehe Landtag Nordrhein-Westfalen (2015, S. 4)).

Abbildung 7: Deckblätter einiger Werke zur Informatik – Dänemark – Quelle: https://ogy.de/o9pt (Tweet von @elisanadire)

Es muss um die Konzepte der Informatik gehen, die – ausgehend von der Erfahrungs- und Erlebniswelt der Schülerinnen und Schüler – einen Einstieg und einen Einblick in die informatische Modellierung ermöglichen. Dabei muss als zentrales Ziel der Bildungsbemühungen angestrebt und eingelöst werden, den Weg zur informatisch mündigen Bürgerin und zum informatisch mündigen Bürger für alle so zu gestalten, dass sie alle(!) in ihrer eigenen Zukunft aktiv handlungsfähig sind. Daraus resultieren Fragestellungen, die bezüglich der informatischen Modellierung von Weltausschnitten beantwortet werden (müssen), wenn die Gestaltungsmöglichkeiten nicht nur darin bestehen, den Bildschirmhintergrund ändern zu dürfen…

Didaktische Fragestellungen

Der sogenannte »Johnsen-Bericht« zum Informatikunterricht im dänischen Bildungssystem wurde 1972 öffentlich vorgelegt UVM (1972).

UVM (1972, S. 23 – Kapitel 4) … bezieht sich auf die Grundschule. Das Komitee ging von Naurs Informatik-Konzept aus und verwendete dies als allgemeineres Konzept. Ziel war es, eine bessere Kommunikation und Problemlösung zu entwickeln, und das Komitee beschrieb den Themenbereich als die Prozesse in der Gesellschaft, in denen Daten von entscheidender Bedeutung sind. Der Ausschuss wies darauf hin, dass die Rolle der Staatsbürgerschaft spezielle Daten erfordert und dass die Kommunikation zwischen Menschen eine Form der Datenverarbeitung ist, genau wie die individuelle Anerkennung.

Auch hier wurden bereits früh die zentralen für den Informatikunterricht zeitinvarinat zu formulierenden Anforderungen dargestellt (Fragen aus dem Dokument UVM (1972, S. 24)). Damit wird zugleich die Didaktisierung der Gegenstände der Informatik vorbereitet und dargestellt. Diese enthält die bereits erwähnte Beziehung zum Kontext und bezieht so die sowohl individuell als auch gesellschaftlich bedeutsame Dimensionen der Informatik bereits in den Problemlöseprozess ein (1972).

  1. Was ist das Problem, welches Ziel soll erreicht werden?
  2. Welche Modellstruktur oder Datendarstellung sollten Sie wählen?
  3. Welche Beobachtungen oder tatsächlichen Daten müssen Sie vorlegen?
  4. Wie geht das? Daten zu verarbeiten und die Berechnungsmethode zu testen (Algorithmus)?
  5. Wie soll das Ergebnis kommuniziert werden, damit man einverstanden ist, dass das Problem gelöst wurde oder alternativ, dass die Ziele erreicht wurden?

aus: Caeli & Bundsgaard (2019, S. 8) Originalquelle: UVM (1972, S. 24) – Übersetzung: lh

Dies bedeutet insbesondere, dass als aufschließendes Moment dieser Bildung informatische Aufklärung stattfindet. Es gibt heute keine Wissenschaft mehr, die nicht mit informatischer Modellierung (neue/weitere/erweiterte) Zugänge zur Generierung von Wissen sucht und findet – es gibt keinen Lebensbereich mehr, der nicht von Informatik durchdrungen wird. Dabei wird all zu häufig – fälschlich – der Blick auf das Smartphone, auf das Tablett – kurz auf informatische Artefakte – gelenkt, so als ob durch und mit diesen Informatiksystemen die Gestaltungsfähigkeit automatisch einhergeht.

Fellows & Parberry (1993, S. 9) bemerken: Computer science is no more about computers than astronomy is about telescopes, biology is about microscopes or chemistry is about beakers and test tubes. Science is not about tools, it is about how we use them and what we find out when we do.

Gestaltungsfähigkeit und Gestaltungsmöglichkeit werden vor der Nutzung – ja vor der Entwicklung – informatischer Artefakte geprägt und ermöglicht. Sie beruhen auf einer fachlichen Basis, sie müssen mit fachdidaktischer Perspektive in Unterrichtsszenarien ihre Umsetzung finden, die ausgehend vom Kind informatische Mündigkeit befördern helfen.

Beispiele zur Umsetzung der Ideen im Schulfach Informatik

Beispielszenarien zur Beförderung informatischer Bildung durch Informatikunterricht

Naur (1966a) – nach Caeli (2019b, S. 9)

(PRIMITIVES) BEISPIEL EINES DATENVERFAHRENS

Wir sind in einem Geschäft und sehen eine köstliche Sache in einer Vitrine. Es gibt ein Schild: 100 kr.

  • Die Realität ist, dass es im Fenster liegt.
  • Wir möchten eine Veränderung erreichen, so dass es in unseren Besitz kommt. Die Komplikation besteht darin, dass es bezahlt werden muss.
  • Wir nehmen die Tasche in die Hand und prüfen, wie viel wir haben. Dann führen wir einen Datenprozess durch: Wir führen das Experiment durch, um die Transformation zuzulassen, aber wir machen es auf Datenebene.
    Aus dem, was wir in unserer Tasche haben, ziehen wir den Preis, die 100 kr. ab. Wir stellen fest, dass 25 kr. fehlen. Dann haben wir etwas gelernt – wirklich, dass es keine gute Idee ist, die echte Transformation durchzuführen. Wir haben einige Entwicklungen der Welt anhand von Daten simuliert.
Abbildung 8: Frühe Form des informatischen Modellierungskreises – Quelle: UVM (1985, S. 24)

Das Beispiel ist analog zu dem, was Physiker tun, wenn sie auf Kernreaktoren setzen: Sie lassen gern ihre Kernreaktoren explodieren oder auf andere Weise in den Taschenrechnern kochen, denn es ist in jeder Hinsicht billiger und bequemer, als es tatsächlich geschehen zu lassen.

Abbildung 9: Aktuelle Form des informatischen Modellierungskreises – Quelle: Gesellschaft für Informatik e. V. (2019, S. 21)

Fischer, Frøkjær & Gedsø (1972) – nach Caeli (2019b, S. 10)

Sie müssen eine Straße mit einer Ampel überqueren. Das Datum, das Sie annehmen können, ist die Farbe der Ampel. Die von Ihnen durchgeführte Datenverarbeitung ist:

  1. Sie beobachten die Farbe der Ampel. Das Datum, die Farbe, wird so dargestellt, dass das Gehirn direkt damit arbeiten kann.
  2. Sie vergleichen nun die Farbe der Ampel und das Wissen, das Sie vorab über die Wichtigkeit der Farben haben, nämlich dass Rot »Warten« und Grün »Los« bedeutet.
  3. Das Ergebnis des Vergleichs geht schnell in Form neuer Daten in den Kopf, die Information darüber enthalten, ob Sie gehen können oder warten müssen.

Grundstruktur nach Naur (1965)

In Caeli & Bundsgaard (2019, S. 7) wird die Sicht auf Problemlösen und Werkzeuge gerichtet. Wir haben diesen Absatz übersetzt:

Einer der wichtigsten Punkte von Naur war, dass das Verständnis und die Formulierung von Problemen des Menschen eng mit den Werkzeugen verknüpft sind, die ihm jederzeit zur Verfügung stehen, ob digital oder nicht.

Abbildung 10: Dreieck aus Naur (1965) (übersetzt)

Naur bereits wies darauf hin, dass ein Problem nur durch das menschliche Bewusstsein existiert und dass ein Werkzeug nur als Werkzeug existiert, wenn der Mensch es als etwas ansieht, womit ein Problem gelöst werden kann. Da die Eigenschaften von Werkzeugen im Guten und im Bösen das menschliche Denken und die Wahrnehmung von Problemen beeinflussen, vertrat Naur die Auffassung, dass das Lösen von Problemen das Verständnis eines Werkzeugs beinhalten sollte, damit die Menschen nicht durch seine Funktionen kreativ eingeschränkt werden Sveinsdottir & Frøkjær (1988, S. 463). So glaubte er auch, dass das Erlernen einer Programmiersprache ohne Grundkenntnisse unzureichend sei – ein Punkt, der einige Jahre später, 1972, in einem Bericht über die Computerausbildung im öffentlichen Bildungssystem betont wurde.

Caeli (2019b, S. 12f) charakterisiert durch den didaktischen Aufschluss des Modells von Naur (1965) zum einen die dargestellte Grundstruktur zum Bedingungsgefüge Menschen, Probleme, Werkzeuge (vgl. Abbildung 10) und vedeutlicht darüber hinaus Konsequenzen für den schulischen Kontext:

Menschen – Probleme – Werkzeuge

  • Werkzeuge zur Lösung von Problemen, die niemand als Probleme versteht, sind bedeutungslos.
  • Werkzeuge existieren nur dann als Werkzeuge, wenn manche Leute sie für geeignet halten, um Probleme zu lösen.
  • Probleme existieren nur aufgrund des menschlichen Bewusstseins.

Schulkontext zu »Menschen – Probleme – Werkzeuge«

  • Werden die Werkzeuge verwendet, um Probleme zu lösen, die Schüler*innen / Studierende als Probleme verstehen?
  • Verstehen Schüler*innen / Studierende Werkzeuge als geeignete Dinge, um Probleme zu lösen, und denken sie darüber nach?
  • Lösen Schüler*innen / Studierende wissentlich ein Problem, das für den Menschen relevant ist?

Informatisch Arbeiten – im Team – in Projekten

Selbst Fragen der informatischen Bildung stellen sich in besonderer Weise, wie die Vorbereitung zur zunächst – universitären Lehre – zeigen. Informatik als Wissenschaft fordert, dass Menschen zusammenarbeiten und arbeitsteilig Ergebnisse produzieren. Dieser Aspekt führt dazu, dass Gedanken um den Stellenwert von Projekten im Rahmen der informatischen Bildung aufgeworfen werden:

It may be argued that projects will have to be introduced at a fairly late stage of the study, because otherwise the students do not have an adequate background of knowledge to build on. This in not a valid argument, however. An important part of the characteristic flavor of project work is that the work must proceed from whatever knowledge is at hand, whether this be incomplete or not. Indeed, this must be recognized to be the terms of work for projects at any level.

Quite contrariwise, strong reasons may be put forward that project work should be put in early in education. For one thing, the systematic principles of the work are simple enough. For another, the real grasp of these principles requires time and experience, in other words that the student has lived through vain attempts to solve problems. As a third point, the attempt to solve a problem which has arisen through a project at an early stage of the education, even if very unsuccessful, may act as a strong motivation for working at that problem more systematically at a later stage of the education.

Projects to be done early in the education of course must be fairly limited in size. This raises the additional problem that some of the principles of project work do not come into full play in small projects. This problem is just one of the broad class of educational problems which derive from the fact that the educational environment cannot be like the real world in all respect. The only reasonable way to overcome this difficulty is to insist on the application of the proper techniques, even in smaller projects Naur (1970, S. 9).

Englisch => Deutsch

Es könnte argumentiert werden, dass Projekte zu einem relativ späten Zeitpunkt des Studiums eingeführt werden müssen, da die Studierenden sonst nicht über einen ausreichenden Wissenshintergrund verfügen, auf dem sie aufbauen können. Dies ist jedoch kein gültiges Argument. Ein wichtiger Teil des charakteristischen Charakters der Projektarbeit besteht darin, dass die Arbeit von jedem vorhandenen Wissen ausgehen muss, unabhängig davon, ob dieses unvollständig ist oder nicht. Dies muss in der Tat als Arbeitsbedingung für Projekte auf jeder Ebene anerkannt werden.

Im Gegenteil, es kann durchaus begründet werden, dass die Projektarbeit frühzeitig in die Ausbildung einbezogen werden sollte. Zum einen sind die systematischen Prinzipien der Arbeit einfach genug. Zum anderen erfordert das wirkliche Verständnis dieser Prinzipien Zeit und Erfahrung, mit anderen Worten, dass der Student vergebliche Versuche durchlebt hat, Probleme zu lösen. Als dritter Punkt kann der Versuch, ein Problem zu lösen, das durch ein Projekt in einem frühen Stadium der Ausbildung entstanden ist, auch wenn er sehr erfolglos ist, eine starke Motivation sein, in einem späteren Stadium der Ausbildung systematischer mit diesem Problem umzugehen.

Projekte, die zu Beginn der Ausbildung durchgeführt werden sollen, müssen eine relativ begrenzte Größe haben. Dies wirft das zusätzliche Problem auf, dass einige der Prinzipien der Projektarbeit in kleinen Projekten nicht voll zum Tragen kommen. Dieses Problem ist nur eines der zahlreichen Bildungsprobleme, die sich aus der Tatsache ergeben, dass das Bildungsumfeld nicht in jeder Hinsicht der realen Welt entsprechen kann. Der einzig vernünftige Weg, um diese Schwierigkeit zu überwinden, besteht darin, auf der Anwendung der richtigen Techniken zu bestehen, auch bei kleineren Projekten.

Fazit

Mit diesem Steinbruch aus Elementen, die bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt der Entwicklung der Fachwissenschaft von Informatikerinnn (vor allem Peter Naur) nicht nur nebenbei bemerkt wurden, sondern in Details dargestellt, dokumentiert und mit Unterrichtsbeispielen gestaltet wurden, ist die Hoffnung verbunden, das wir uns in der informatischen Bildung auf die Fundamentalen Ideen der Informatik Schwill (1993) beziehen. Es gilt Schülerinnen echte, ernst hafte Lerngelegenheiten zu eröffnen, damit informatische Bildung im Schulfach Informatik gelingt. Dabei ist der Einsatz von Werkzeugen niemals Selbstzweck, die Entwicklung von Informatikkompetenzen bei allen Schülerinnen und Schülern muss die anzustrebende Zieldimension sein – Kompetenzen, die bzgl. der Entwicklung der Informatik sich als außerordentlich stabil erwiesen haben und keine Informatiksysteme in der Hand von Schüler*innen voraussetzen. Ja, ich behaupte sogar, dass der Einsatz von Informatikmitteln das Verständnis der Konzepte zu überlagern in der Lage ist und so die Nutzung von Informatiksystemen fälschlich in den Vordergrund gerät.


Quellen

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