Nr. 148/149 Informatische Bildung und Computer in der Schule

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Nr. 148/149

Informatische Bildung und Computer in der Schule

A 12501 F

http://www.log-in-verlag.de/

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h … Expl. Heft 5/6, 2001:

Digitale Bilderwelten u. a.: Computer- grafik. Geometrisches Modellieren. Ob- jektorientiertes Modellieren.

h … Expl. Heft 3/4, 2001:

Systemverwaltung u. a.: Folgekosten der IT-Investitionsprogramme. Rechnerbe- treuung in Schulen. Fernwartung.

h … Expl. Heft 2, 2001:

Programmieren in der informatischen Bildung u. a.: Assoziieren und Speziali- sieren. Lieben Sie PYTHON? Programmve- rifikation. So viele Fehler!

h … Expl. Heft 1, 2001:

Informatik heute und morgen u. a.: Zu- fall und zufallsgesteuerte Algorithmen.

Informatik-Anfangsunterricht.

j Heft 6, 2000 (nur geringer Restbestand):

Visionen der Informatik h … Expl. Heft 5, 2000:

Medienkompetenz mit Computern u. a.:

Computerbasierte Medien. Webbasierte Lernprogramme.

h … Expl. Heft 3/4, 2000:

Intelligente Agenten u. a.: Wettkampf der Prozesse. Schulische Rechnernetze.

h … Expl. Heft 2, 2000:

Neue IT-Berufe u. a.: Curriculare Orien- tierungen. Das Rucksackproblem.

h … Expl. Heft 1, 2000:

Publizieren im Netz u. a.: Vom Schrift- satz zum Web-Design. JAVA im Anfangs- unterricht.

Moderne Medienwelten h … Expl. Heft 5, 1999:

Recht und Informatik u. a.: Daten- schutz und Sicherheit im Internet. Com- puterkriminalität.

h … Expl. Heft 3/4, 1999:

Telearbeit und Telekooperation u. a.:

Wie wir morgen arbeiten. Multimedia und Telearbeit.

h … Expl. Heft 2, 1999:

Informatik und Philosophie u. a.: Virtu- elle Faszination. Können Computer den- ken? Digitale Unterschrift.

Intranet Aufbau und Nutzung in der Schule

h … Expl. Heft 6, 1998:

Virtuelle Realität u. a.: Spracherwerb in virtueller Umgebung. Lernen im Cyber- space. VRML.

h … Expl. Heft 5, 1998:

Automatisierung u. a.: Mobile Rechner in Industrie, Wirtschaft und Unterricht.

h … Expl. Heft 3/4, 1998:

Suchen und Finden im Internet u. a.:

Suchwerkzeuge. Informationen im Web erschließen.

h … Expl. Heft 2, 1998:

Informatik und Mathematik u. a.: Pro- jekte im Mathematikunterricht. Funktio- nales Programmieren.

h … Expl. Heft 1, 1998:

Multimediale Autorensysteme u. a.:

Lehrer lernen mit und von ihren Schü- lern. Binnendifferenzierung.

h … Expl. Heft 6, 1997:

Informatische Bildung und Internet u. a.: Internet und Informatik. Lernen mit Netzen. JAVA jetzt.

h … Expl. Heft 5, 1997:

Programmieren weltweit u. a.: JAVA im Internet und im Informatikunterricht.

HTML im Unterricht.

h … Expl. Heft 3/4, 1997:

Programmiersysteme u. a.: Program- mierumgebungen. Datenbanken im World Wide Web.

h … Expl. Heft 2, 1997:

Lokale Netze in Schulen u. a.: Netz- werk-Strukturierung. Internet im LAN.

Vom LAN zum WAN.

Multimedia in der Schule

j Heft 5/6, 1996 (nur geringer Restbestand):

Kryptographie und Sicherheit in Netzen

PCs und weltweite Netze als Arbeitshilfe für Lehrkräfte

j Heft 3, 1996 (vergriffen)

Computereinsatz in der Medizin

Lehrerbildung u. a.: Fachdidaktik. Infor- matische Bildung für Nicht-Informatik- lehrer.

h … Expl. Heft 5/6, 1995:

Fuzzy-Logik u. a.: Von der klassisc hen Logik zur Fuzzy-Logik. Etwas Fuzzy-Lo- gik gefällig?

Computer, Kreativität und Ästhetik h … Expl. Heft 3, 1995:

Computereinsatz bei Behinderten u. a.:

Computer als technische Hilfe. Sprechen- de Computer.

h … Expl. Heft 2, 1995:

Bildbearbeitung u. a.: Grafische Daten- verarbeitung. Grafiksysteme und Gra- fikformate.

h … Expl. Heft 1, 1995:

Anfangsunterricht u. a.: Probleme des Anfangsunterrichts. Die Kurszeitung.

Komplexe Systeme.

Datenfernübertragung und informatische Bildung

h … Expl. Heft 4, 1994:

Algorithmen und Datenstrukturen für den Unterricht u. a.: Praktisch unlösba- re Probleme. Graphen und Algorithmen.

h … Expl. Heft 3, 1994:

EDV in der Landwirtschaft u. a.: EDV an landwirtschaftlichen berufsbildenden Schulen. Biobauern am Computer.

h … Expl. Heft 2, 1994:

Datenbanken in der Schule u. a.: Ob- jektorientierte Datenbanksysteme. Ver- schlüsselungsmethoden.

h … Expl. Heft 1, 1994:

Planung und Durchführung von Unter- richt (Teil II) u. a.: Der Weg vom Kon- kreten zum Abstrakten.

j Heft 6, 1993 (vergriffen) h … Expl. Heft 5, 1993:

Parallelverarbeitung u. a.: Parallele Al- gorithmen. Architekturen für Parallel- rechner. Das Philosophenproblem.

j Heft 4, 1993 (vergriffen) h … Expl. Heft 3, 1993:

Datenfernübertragung für Schulen u. a.:

Computervermittelte Kommunikation.

Internationale Schulprojekte.

Multimedia im Unterricht

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Impressum 2

Editorial 3

Berichte 4

THEMA

Von der Komplexität eines Zentralabiturs Thüringer Erfahrungen

im Grund- und Leistungsfach Informatik von Michael Fothe, Wolfgang Moldenhauer

und Otto Thiele 24

Das Zentralabitur Informatik in Niedersachsen

von Werner Gieseke 32

Das Landesabitur Informatik in Hessen

von Gerhard Röhner 36

DISKUSSION

Dont panic! Keine Angst vor englischen Fachbegriffen im Informatikunterricht

von Helmut Witten 42

Objekte Konkreter Kunst Interaktives Modellieren und Modifizieren von Objekten Konkreter Kunst im virtuellen Raum als fachübergreifender Unterricht

von Heinz Schumann 50

PRAXIS & METHODIK

Vorbereitung aufs Abitur Abituranforderungen transparent gestalten mit Operatoren

von Matthias Heming, Ludger Humbert

und Gerhard Röhner 63

Die PYTHON VISUAL SANDBOX

von Michael Weigend 69

Modellierung von Zuständen, Objekten und Suchbäumen Mit Unterrichtsbeispielen in JAVA

von Rüdeger Baumann 73

Das Knotenüberdeckungsproblem Eine Fallstudie zur Didaktik NP-schwerer Probleme (Teil 2) von Rolf Niedermeier, Jörg Vogel, Michael Fothe und Mirko König81 Werkstatt Experimente & Modelle:

Fehlererkennung und Fehlerkorrektur

von Jürgen Müller 90

COMPUTER & ANWENDUNGEN

DV & Schulorganisation: Über die Informatik

eines zentralen Informatikabiturs 96

Online: LOG IN online 98

Geschichte: In Konkurrenz zur Rundfunkröhre Aus dem Leben des Physikers John Bardeen 100

Am Rande bemerkt … 101

FORUM Rezensionen:

Fischer, Helmar; Knapp, Thomas; Neupert, Heiko:

Grundlagen der Informatik II 102

Lehmann, Eberhard: Nachhaltige CAS-Konzepte

für den Unterricht 102

Hinweise auf Bücher 103

Medien: Das Wissen von gestern und heute 103 Computer-Knobelei:

Zahlsysteme, Gebetsschnüre und ein Kartenspiel 105

Veranstaltungskalender 107

Vorschau 108

LOG OUT 108

Beilage: Jahresregister 2007 ZUM THEMA

Zentralabitur Informatik

Für die einen ist es ein alter Hut: das Durchführen eines Zentralabiturs. Für die anderen sind derart zentral organisierte schriftliche Abiturprüfungen (noch) ein Graus. Mit Sicherheit hat das Zentralabitur Ein- fluss auf den vorhergehenden Unterricht und auf die Prüfungsvorbereitungen der betroffenen Schülerinnen und Schüler. Vor allem Kolleginnen und Kollegen aus den westlichen Bundesländern müssen umlernen. Denn mit zentralen Prüfungen geht auch eine definierte Menge an einheitlich zu behandelnden Inhalten einher, von denen der Unterricht stärker beeinflusst wird als durch einen neuen Lehrplan. Und Lehrpläne konnten bislang weitfassend interpretiert werden. Auch für das Unterrichtsfach Informatik gehören diese Interpretati- onsspielräume der Vergangenheit an. Doch zunächst müssen noch Erfahrungen gesammelt werden etliche werden hier vorgestellt.

Das Titelbild zum Thema wurde von Jens-Helge Dahmen, Berlin, für LOG IN gestaltet.

I N H A L T

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Herausgeber

Fachbereich Erziehungswissenschaft und Psychologie der Freien Universität Berlin,

zusammen mit

der Gesellschaft für Informatik (GI) e. V., Bonn,

dem FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unter- richt gemeinnützige GmbH, München,

dem Arbeitsbereich Prozesstechnik und berufliche Bildung der Technischen Universität Hamburg-Harburg,

dem Fachbereich Informatik der Universität Dortmund,

dem Fachbereich Informatik und Elektrotechnik der Universität Siegen,

der Fakultät Informatik der Technischen Universität Dresden, dem Institut für Informatik der Universität Stuttgart, dem Institut für Informatik der Universität Zürich und

dem Institut für Informatik-Systeme der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt.

LOG IN wurde 1981 als Fachzeitschrift aus den Informationsschriften ,,INFO ein In- formationsblatt zur Integration der Informatik in Berliner Schulen (19751979) des Instituts für Datenverarbeitung in den Unterrichtswissenschaften, Berlin, und ,,log in Mitteilungen zur Informatik in der Schule (19791980) des Instituts für die Pädagogik der Naturwissenschaften, Kiel, begründet.

Redaktionsleitung

Bernhard Koerber (verantwortlich).

Freie Universität Berlin, FB Erziehungswissenschaft u. Psychologie GEDiB Redaktion LOG IN

Habelschwerdter Allee 45, D-14195 Berlin

Telefon: (030) 83 85 63 39 Telefax: (030) 83 85 67 22 E-Mail: redaktionspost@log-in-verlag.de

URL: http://www.log-in-verlag.de/wwwredlogin/index.html Bitte senden Sie Manuskripte für Beiträge, Anfragen zum LOG-IN-Service und sonstige Korrespondenz an die Redaktionsleitung.

Redaktion

Rüdeger Baumann, Garbsen; Jens-Helge Dahmen, Berlin (Grafik);

Heinz Faatz, Berlin (Layout); Roland Günther, Oberthulba; Han- nes Gutzer, Halle/Saale; Gabriele Kohse, Berlin (Redaktionssekre- tariat); Jürgen Müller, Gera; Ernst Payerl, Erlensee; Ingo-Rüdiger Peters, Berlin (stellv. Redaktionsleitung); Achim Sahr, Berlin; Her- bert Voss, Berlin.

Ständige Mitarbeit

Werner Arnhold, Berlin (Colleg); Norbert Baumgarten, Berlin (DV & Schulorganisation); Günther Cyranek, Zürich (Berichte:

Schweiz); Jens Fleischhut, Berlin (DV in Beruf & Alltag); Annema- rie Hauf-Tulodziecki, Soest (Praxis & Methodik: Informatische Bil- dung in der Sekundarstufe I); Hanns-Wilhelm Heibey, Berlin (Da- tenschutz); Alfred Hermes, Jülich (Praxis & Methodik: Werkstatt);

Ingmar Lehmann, Berlin (Praxis & Methodik: Informatik im Ma- thematikunterricht); Sigrid Schubert, Siegen (Fachliche Grundla- gen des Informatikunterrichts); Andreas Schwill, Potsdam (Aktu- elles Lexikon); Mario Spengler, Hermeskeil (Praxis & Methodik:

Informatikunterricht in der Sekundarstufe II); Martin Viering, München (Medien); Joachim Wedekind, Tübingen (Praxis & Me- thodik: Informatik in naturwissenschaftlichen Fächern); Helmut Witten, Berlin (Grundbildung).

Verantwortlich für die Mitteilungen des Fachausschusses ,,Infor- matische Bildung in Schulen (FA IBS) der Gesellschaft für Infor- matik (GI) e. V. ist der Sprecher des Fachausschusses, Michael Fothe (Jena).

Wissenschaftlicher Beirat

Wolfgang Arlt, Berlin; Peter Diepold, Göttingen; Steffen Friedrich, Dresden; Peter Gorny, Oldenburg; Rul Gunzenhäuser, Stuttgart;

Uwe Haass, München; Immo O. Kerner, Nienhagen; Wolf Martin, Hamburg; Peter Micheuz, Klagenfurt; Helmut Schauer, Zürich;

Sigrid Schubert, Siegen; Peter Widmayer, Zürich.

Mitarbeit an dieser Ausgabe

Ivonne Erfurth, Werner Gieseke, Hans-Werner Hein, Matthias He- ming, Ludger Humbert, Matthias Jarke, Mirko König, Martin Leh- mann, Wolfgang Moldenhauer, M. Müller, Rolf Niedermeier, Wolf- gang Pohl, Gerhard Röhner, Heinz Schumann, Otto Thiele, Bettina Timmermann, Jörg Vogel, Moritz Weeger, Michael Weigend, Ger- hard Weinreich.

Koordination des Themenschwerpunkts in diesem Heft:

Michael Fothe.

Bezugsbedingungen

LOG IN erscheint fünfmal jährlich (4 Einzelhefte, 1 Doppelheft).

Abonnementpreis (4 Einzelhefte zu je 72 Seiten, 1 Doppelheft): In- land 56,00 EUR, Ausland 63,00 EUR, jeweils inkl. Versandspesen.

Ausbildungsabonnement: 20 % Ermäßigung des Abonnementprei- ses (nach Vorlage einer Studien- oder Referendariatsbescheinigung).

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Die Preise enthalten bei Lieferung in EU-Staaten die Mehrwert- steuer, für das übrige Ausland sind sie Nettopreise.

Bestellungen nehmen der Verlag, die Redaktion oder jede Buch- handlung an. Die Kündigung von Abonnements ist mit einer Frist von 8 Wochen zum Ende jedes Kalenderjahres möglich.

Mitglieder der Gesellschaft für Informatik, die als Lehrer an allgemein- oder berufsbildenden Schulen oder als Dozenten tätig sind, können die Zeitschrift im Rahmen ihrer Mitgliedschaft beziehen.

Verlag

LOG IN Verlag GmbH

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Zurzeit gilt die Anzeigenpreisliste Nr. 23 vom 1. Januar 2007.

Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildun- gen sind urheberrechtlich geschützt. Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle insbesondere für Unterrichtszwecke ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Verlags strafbar.

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LOG IN erscheint 2007 im 27. Jahrgang.

ISSN: 0720-8642

I M P R E S S U M

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Zentralismus

im Föderalismus

Rund 23 Prozent aller deutschen Bürgerinnen und Bürger haben ihre Schulbildung mit der allgemei- nen bzw. fachgebundenen Hoch- schulreife, d.h. mit dem Abitur ab- geschlossen. Doch 75 Prozent der Deutschen befürworten nach einer Umfrage des Meinungsfor- schungsinstituts polis/USUMA vom August dieses Jahres ein bundes- einheitliches Zentralabitur. Trotz dieser Dreiviertelmehrheit sprachen sich die Kultusminister der deutschen Bundesländer zwei Mo- nate später vehement dagegen aus, nachdem die Bundesbildungsminis- terin Annette Schavan ebenfalls ein Bundes-Zentralabitur gefordert hatte. Das Argument der Ministe- rin: Es müsse gerecht zugehen von Kiel bis Konstanz solle das Abitur das Gleiche wert sein. Doch bekanntlich hat das Bundesbil- dungsministerium zur schulischen Allgemeinbildung in den Bundes- ländern nach der Föderalismus- reform nichts mehr zu sagen, und die Kultusminister verwiesen wie stets auf die Bildungshoheit ihrer Länder.

Wer allerdings meint, der Zentra- lismus spiele im Föderalismus keine Rolle mehr, irrt gewaltig: So haben bereits 14 der 16 Bundesländer ein landesweites Zentralabitur ein- geführt, Schleswig-Holstein folgt im nächsten Jahr nur Rheinland- Pfalz wird wohl weiterhin darauf verzichten. Die Gerechtigkeit solle, so beschlossen die Kultusminister, durch bundesweit einheitliche Bil- dungsstandards für die Jahre vor der Abschlussprüfung hergestellt werden. Es müsse darum gehen, die Maßstäbe zu vereinheitlichen, aber die Wege dahin in ihrer Vielfalt zu belassen. Bis zum Schuljahr 2010/

2011 sollen die Standards fürs Abi- tur erarbeitet sein und dann gelten.

Sowohl Vertreter der Gewerk- schaft für Erziehung und Wissen-

schaft (GEW) wie auch des Deut- schen Philologenverbands (DPhV) bezeichneten dagegen die Debatte um das Zentralabitur und um Bil- dungsstandards als überflüssig. Ma- rianne Demmer, GEW-Vizevorsit- zende, meinte, das Problem der Gymnasien sei eigentlich die über- stürzte Verkürzung der Schulzeit auf zwölf Jahre. Und Heinz-Peter Meidinger, Vorsitzender des DPhV, stellte fest, dass der Qualitätsunter- schied des Abiturs zwischen den Ländern nicht durch ein Bundes- Zentralabitur beseitigt werden kön- ne. Denn einheitliche Arbeiten be- deuteten nicht zugleich, dass die Arbeiten auch einheitlich bewertet würden.

Für die meisten deutschen Leh- rerinnen und Lehrer fällt aber auch schon das landesweite Zentral- abitur derzeit sozusagen vom Him- mel. Hinzu tritt noch die Verkür- zung der Schulzeit. Vorerfahrungen gibt es kaum. Zwar wurde beispielsweise in der ehemaligen DDR das Abitur zentral organisiert und geschrieben, doch zunächst führte nur Thüringen nach der Wiederver- einigung ab 1990 ein Landes-Zen- tralabitur unter Beibehaltung einer 12-jährigen Schulzeit durch.

Vor allem die Kolleginnen und Kollegen aus den alten Bundeslän- dern müssen jetzt von Bekanntem Abschied nehmen Freiheit und Vielfalt treten zumindest im eige- nen Bundesland mehr und mehr in den Hintergrund. Allerdings hatte auch diese Freiheit Nachteile. So wurde beispielsweise im LOG-IN- Heft 1/2 aus dem Jahr 1991 zum In- formatik-Abitur festgestellt, dass nicht nur die Schülerinnen und Schüler dabei ins Schwitzen gera- ten. Jedes Jahr waren die Lehrkräf- te ebenso gefordert: Waren die eingereichten Prüfungsfragen in etwa von gleicher Qualität, wurden die Regelungen der EPA, der Einheitli-

chen Prüfungsanforderungen, ange- messen eingehalten, wurden die Rahmenplanbedingungen genü- gend berücksichtigt dies waren einige der Probleme, denen sich jede, das Informatik-Abitur abnehmende Lehrperson jedes Jahr wieder neu stellen musste. Trotzdem fällt es schwer, von Bekanntem Abschied zu nehmen.

Auch die Einführung eines lan- desweiten Zentralabiturs führt vor allem in den alten Bundeslän- dern zu neuen Problemen. Vor- und Nachteile sollen hier im vorliegenden LOG IN aufgrund der bislang im zentralen Informatik-Abi- tur gewonnenen Erfahrungen vorgestellt und diskutiert werden.

Doch Zentralabitur oder nicht Zentralabitur, ist letztlich nicht die Frage. Vielmehr kommt es bei Bil- dungsprozessen darauf an, wie sie initiiert werden, und nicht so sehr, was gemacht wird. Erleben die Schülerinnen und Schüler zentrale Prüfungen als Spiegel, in dem sie sich mit ihren Stärken erkennen und ihre Schwächen beheben kön- nen? Oder setzt sich das taktische Verhalten weiterhin durch, nur dies zu lernen, was die meisten Punkte für die Abiturnoten bringt? Werden Schülerinnen und Schüler, aber auch Eltern und Lehrkräfte ein Zentralabitur nur als zentral orga- nisiertes Misstrauen der Schulbüro- kratie ihnen gegenüber erleben?

Oder wird sich eine Lernatmosphä- re durchsetzen, mit der Transparenz geschaffen und Angst genommen wird?

In jedem Fall hat für den Infor- matikunterricht zu gelten, dass mit den Zielen eines Zentralabiturs die Grundsätze eines guten Unterrichts gefördert und die Bildungsstan- dards Informatik unterstützt wer-

den. Michael Fothe

Bernhard Koerber

E D I T O R I A L

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Informatik – immer und überall

Ein Schnupperstudium für Schülerinnen an der Friedrich-Schiller-Universität Dass Informatik mehr ist als nur Programmieren, haben zehn Schü- lerinnen der 9. bis 12. Klasse im Schnupperstudium InForMatik InForGirls in den Herbstferien am 15. und 16. Oktober 2007 an der Friedrich-Schiller-Universität Jena erfahren. So stellte Sandra vom Holzlandgymnasium (Hermsdorf, Thüringen) erstaunt fest: ,,Ich hätte nie gedacht, dass Informatik in so viele andere Lebensbereiche über- greift. Denn neben dem Computer gibt es viele Geräte des täglichen Gebrauchs, die dank Informatik das Leben vereinfachen wie Handys oder sogar das Überleben ermögli- chen wie beispielsweise Herz- schrittmacher.

Eines der Fachgebiete, in das die Schülerinnen beim Jenaer Schnup- perstudium einen Einblick beka- men, war die Kryptologie. Selb st Bestseller-Autoren, wie Dan Brown mit seinen kodierten Geheimnach- richten in seinem Roman Sakrileg (Da Vinci Code), greifen mittlerweile auf dieses Thema zurück. Die Bedeutung dieses Informatikfach- gebiets ist bei der Verschlüsselung von Passwörtern beispielsweise beim Internetbanking sehr schnell einzusehen. Die ,,Schnup-

per-Studentinnen erfuhren, wie einfache, aber leider auch leicht zu knackende Verschlüsselungsverfah- ren und hochkomplexe Verfahren funktionieren. Zum Erstaunen der Schülerinnen benötigt heute ein Computer noch rund 4000 Jahre um ,,gut kodierte Nachrichten zu ent- schlüsseln.

Wie theoretische Fragestellungen der Informatik einen ganz prakti- schen Bezug bekommen, konnte ebenfalls ausprobiert werden. So sollte auf Papier ein kleiner Teilab- schnitt des deutschen Autobahnnet- zes geschickt mit Mautstationen ausgerüstet werden, und zwar so, dass jeder LKW erfasst wird und trotzdem so wenig wie möglich der teuren Stationen aufgebaut werden müssen. Diese und ähnliche Proble- me sind in vielen Bereichen anzu- treffen, z. B. b ei der Erstellung eines Evakuierungsplans beim Aus- bruch von Tierseuchen wie der Vo- gelgrippe. Hier sind noch einige harte Nüsse der Informatik zu knacken, denn was für den kleinen Ausschnitt des Autobahnnetzes recht schnell geht, wird im Großen sehr komplex.

Und wenn man in so vielen Be- reichen als Informatikerin arbeiten darf, dann war Anna, ebenfalls von Holzlandgymnasium, nicht mehr überrascht, ,,dass man als Informa- tiker so viel mit Menschen und auch Kommunikation zu tun hat.

Ivonne Erfurth

Informatische Bildung in Deutschland

Eine Synopse

Vorgeschichte

Die Situation der informatischen Bildung in Deutschland scheint sich seit einigen Jahren kontinuierlich zu verschlechtern. Um genauere Daten darüber zu erhalten, analy- sierte Corinna Grüber im Rahmen einer Bakkalaureatsarbeit an der TU Dresden im Jahr 2003 die informatische Bildung an allgemeinbil- denden Schulen in Deutschland an- hand vorliegender Lehrpläne und Richtlinien (siehe Grüber, 2003).

Gleichzeitig erarbeitete sie eine Webpräsentation, die einen Über- blick über die Schulsysteme der 16 deutschen Bundesländer und insbesondere über den sehr unterschied- lichen Stellenwert der informatischen Bildung in den einzelnen Ländern gab. Insgesamt wurde tat- sächlich der unbefriedigende Stand der Ausbildung der heranwachsen- den Generation auf diesem Gebiet deutlich sichtbar.

Diese Untersuchung konnte daher das parallel dazu entstandene Anliegen verschiedener Fachexper- ten und Gremien unterstützen, die informatische Bildung der Schüle- rinnen und Schüler zu verbessern.

Als eines der wesentlichsten Ergeb- nisse dieser Diskussionen entstand die Entwurfsfassung der ,,Grund- sätze und Standards für die Infor- matik in der Schule, die auf der 12.

GI-Fachtagung ,,Informatik und Schule im September 2007 in Sie- gen vorgestellt und in LOG IN, Heft 146/147, veröffentlicht wurde.

Aktuelle Untersuchungen

Im Herbst 2006 untersuchte Mo- ritz Weeger in einer weiteren Bak- kalaureatsarbeit erneut den Stand der informatischen Bildung in Deutschlands Schulen (siehe Wee- ger, 2007). Diese Synopse sollte einerseits eventuelle Fortschritte sichtbar machen und andererseits Informatik

hat viel mit Men- schen und mit Kom- munikati- on zu tun.

B E R I C H T E

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weiterhin bestehende Lücken auf- zeigen. Im Laufe dieser Untersu- chungen entstand eine völlig neue Internetpräsentation. Die Ergebnis- se wurden darüber hinaus als Pos- terbeitrag auf der 12. GI-Fachta- gung ,,Informatik und Schule vorgestellt (siehe Timmermann/Wee- ger, 2007).

Die seit Januar 2007 an der TU Dresden vorliegende Arbeit ist in vier größere Kapitel gegliedert. Be- reits im Kapitel ,,Orientierungshil- fen: Empfehlungen Leitlinien

werden gewisse Fortschritte sichtbar. Konnten 2003 nur die vom Prä- sidium der Gesellschaft für Infor- matik e. V. im Jahr 2000 verabschie- deten ,,Empfehlungen für ein Ge- samtkonzept zur informatischen Bildung an allgemein bildenden Schulen (siehe GI, 2000) als eine mögliche Orientierung dienen, so wurde im Jahr 2004 eine überarbei- tete Fassung der ,,Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abi- turprüfung Informatik (EPA In- formatik) von der Kultusminister- konferenz verabschiedet. Aller-

dings kann diese nicht bundesweit wirksam werden, da Informatik nicht in sämtlichen Bundesländern ein Abitur-Prüfungsfach ist.

Im dritten Kapitel werden die Schulstruktur sowie die aktuellen Lehrpläne und Richtlinien für die informatische Bildung jedes einzelnen Bundeslands ausführlich vorgestellt und analysiert. So wird deutlich, dass informatische Bildung und das Fach Informatik nach wie vor in den verschiedenen Bundes- ländern einen sehr unterschiedli- chen Stellenwert haben. Die Spann- breite reicht dabei von in Bildungs- plänen festgelegten landesspezi- fischen Standards, die durch eine integrative Vermittlung entspre- chender Kenntnisse in anderen Fä-

chern erreicht werden sollen, bis hin zum Pflichtfach Informatik für alle Schülerinnen und Schüler in der Sekundarstufe I.

Im abschließenden vierten Kapi- tel wird die umfangreiche Informa- tion aus dem Hauptteil der Arb eit in Tabellen zusammengefasst und bewertet. Dabei wird auch auf mög- liche Bildungsstandards für das Fach Informatik für den mittleren Schulabschluss eingegangen. Wäh- rend die Kultusministerkonferenz für diesen Schulabschluss für eine ganze Reihe von Fächern diese Standards vereinbart hat, ist dies für das Fach Informatik nicht zu erwarten. Darüber hinaus werden ge- sonderte Zertifikate, wie zum Bei- spiel der EDCL, kritisch bewertet.

Ausgewählte Ergebnisse der aktuellen Untersuchungen Informatische Bildung

und Informatikunterricht

In der Tabelle 1 wird veranschaulicht, wie informatische Bildung an den verschiedenen Schulformen der jeweiligen Bundesländer realisiert ist. Dabei wird hier vorerst grob unterteilt in (integrative) in-

*) Nicht in Hauptschule, Realschule, Gymnasium untergliedert, sondern in die entsprechenden (Sonder)formen des jeweiligen Bundeslandes (dies gilt ebenfalls für die Tabellen 2 bis 4): BB: Oberschule, Gymnasium; HB: Gesamtschule, Sekundarschule, Gymnasium; HH: Hauptschule/Realschule, Gesamtschule, Gymnasium; MV: Regionalschule, Gymnasium; NW: Real-/Gesamt- schule zusammengefasst; SL: Erweiterte Realschule, Gymnasium; SN: Mittelschule, Gymnasium; ST: Sekundarschule, Gymna- sium; SH: Regionalschule, Gemeinschaftsschule, Gymnasium; TH: Realschule, Gymnasium.

Tabelle 1: Überblick über die informatische Schulbildung.

Tabelle 2:

Informatische Grundbildung.

B E R I C H T E

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formatische Grundbildung, Infor- matik in der Sekundarstufe I und Informatik in der Sekundarstufe II.

Es ist angegeben, in welchen Klas- senstufen der Unterricht erfolgt und ob Informatik als Prüfungsfach im Abitur belegt werden kann. Die Bundesländer, die mit einem Stern versehen sind, haben andere Schul- formen als Haupt-, Realschule und Gymnasium, die im Anhang der Ar- beit und in den entsprechenden Ar- tikeln zum jeweiligen Bundesland erläutert sind.

Es zeigt sich, dass eine integrative Grundbildung in den meisten Bundesländern an allen Schulfor- men vorhanden ist. Ein eigenstän- diges Fach Informatik in der Se- kundarstufe I ist durchaus keine Selbstverständlichkeit, jedoch kann Informatik in allen Bundesländern in der gymnasialen Oberstufe belegt und in das Abitur eingebracht werden, wobei Informatik in Ba- den-Württemberg, Sachsen und Sachsen-Anhalt nur als mündliches Abiturfach gewählt werden kann.

Informatische Grundbildung Die Tabelle 2 (vorige Seite) dient der Übersicht über die informatische Grundbildung in den verschiedenen Bundesländern. Sofern im Rahmenplan ein Stundenumfang genannt wird, ist dieser in den entsprechenden Feldern festgehalten.

Außerdem enthält die Tabelle das Erscheinungsjahr des Lehrplans.

Diese Tabelle zeigt, dass eine informatische Grundbildung, meist integrativ realisiert, nahezu an allen Schulen der verschiedenen Bundesländer zu finden ist. Jedoch gibt es nicht immer Richtlinien, Rahmenpläne oder Empfehlungen;

so wird die Umsetzung nicht selten den Schulen selbst überlassen, auch Angaben zu einem angestrebten Stundenvolumen fehlen oft.

Im Rahmen der Analyse informatischer Grundbildung stellt sich die Frage einer Rangfolge der Bun- desländer, was sich allerdings als sehr kompliziert erweist, vor allem aufgrund des Fehlens obligatori- scher Rahmenpläne. Dennoch werden in der Arbeit und auch der Webpräsentation folgende Bundes- länder als beispielgebend genannt:

Mecklenburg-Vorpommern, Sach-

sen und Bayern, Thüringen, Sach- sen-Anhalt, Baden-Württemberg.

Für den Vergleich der informatischen Grundbildung der Länder wurden hauptsächlich Stundenum- fang und Pflichtcharakter einbezo- gen, wobei die Übergänge sicher- lich fließend sind.

Informatik in der Sekundarstufe I Mit der Tabelle 3 wird veranschaulicht, in welchen Bundeslän- dern und in welchem Rahmen ein eigenständiges Fach Informatik in- nerhalb der Sekundarstufe I angeboten wird. Da es sich hier um ein eigenes Unterrichtsfach handelt, re- präsentieren die Zahlen in den Ta- bellenfeldern das Unterrichtsvolu- men in der Einheit Wochenstunden.

In vielen Bundesländern wird bzw.

wurde das Abitur nach zwölf Schul- jahren eingeführt, sodass die Ober- stufe oft bereits mit Klasse 10 be- ginnt, die trotzdem auch hier b e- rücksichtig ist, sofern sie nicht ex- klusiv dem Oberstufenkurs zuge- schrieben wird.

Diese Tabelle zeigt, dass an den meisten Schulen ein eigenständiges Schulfach Informatik im Wahl- oder Wahlpflichtbereich angeboten wird, ein Pflichtfach wie zum Bei- spiel in Sachsen bleibt jedoch eine seltene Ausnahme. An dieser Stelle muss man feststellen, dass in Tabelle 3: Informatikunterricht in

der Sekundarstufe I.

Tabelle 4: Informatikunterricht in der Oberstufe.

B E R I C H T E

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Bremen, Hessen und Schleswig- Holstein ein Unterrichtsfach Infor- matik für die Sekundarstufe I völlig fehlt.

Informatik in der Oberstufe

In der Tabelle 4 (vorige Seite) wird die Positionierung des Infor- matikunterrichts in der gymnasialen Oberstufe veranschaulicht. Da für die Wahl als Prüfungsfach im Abitur eine Belegungspflicht über drei Schuljahre besteht, sind immer drei Oberstufenjahre angegeben, auch wenn die Klassenstufe 10 oft bereits in der Tabelle des vorigen Kapitels eingebracht wurde.

Bei dem Blick auf die Tabelle 4 (vorige Seite) fällt positiv auf, dass neun der sechzehn Bundesländer in der Oberstufe mit Lehrplänen arbeiten, die zum Zeitpunkt der Ent- stehung dieser Arbeit höchstens drei Jahre oder sogar jünger sind.

Weitere Lehrplanüberarbeitungen sind im Rahmen der Oberstufenre- formen vieler Länder zu erwarten.

Da jedes Bundesland das Fach Informatik in der Oberstufe anbie- tet, werden in der Arb eit keine Ranglisten aufgeführt, sondern die Länder in alphabetischer Reihen- folge kurz mit den Merkmalen des jeweiligen Oberstufenunterrichts beschrieben. Negativ zu vermerken ist, dass die Länder Baden-Würt- temberg, Niedersachsen, Sachsen sowie Sachsen-Anhalt lediglich einen Grundkurs Informatik anbie- ten. In Sachsen macht die Entwick- lung der Oberstufeninformatik mit der im August 2008 in Kraft treten- den Oberstufenreform sogar einen Schritt zurück. So kann hier das Fach Informatik dann nur noch unter Verzicht auf andere Fächer als zweistündiges Wahlfach belegt werden. Bettina Timmermann Moritz Weeger

Literatur und Internetquellen

GI Gesellschaft für Informatik e.V. (Hrsg.):

Empfehlungen für ein Gesamtkonzept zur informatischen Bildung an allgemein bildenden Schulen. Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e.V. erarbeitet vom Fachausschuss 7.3 ,,Informatische Bildung in Schulen. In:

LOG IN, 20. Jg. (2000), Heft 2, Beilage.

Grüber, C.: Analyse der informatischen Bildung der allgemein bildenden Schulen Deutschlands

durchgeführt auf der Basis existierender Lehr- pläne und Richtlinien. Dresden: TU Dresden, Fakultät Informatik, Institut SMT, Arbeitsgrup- pe Didaktik der Informatik/Lehrerbildung (Bakkalaureatsarbeit), November 2003.

Timmmermann, B., Weeger, M.: Synopse zum Informatikunterricht in Deutschland. In: Ste- chert, P. (Hrsg.): Informatische Bildung in der Wissensgesellschaft: Praxisband der 12. Fach- tagung ,,Informatik und Schule INFOS 2007 der Gesellschaft für Informatik e.V.

Reihe ,,Medienwissenschaften, Band 6. Sie- gen: Universitätsverlag Siegen, 2007, S.131 f.

Weeger, M.: Synopse zum Informatikunterricht in Deutschland Analyse der informatischen Bildung der allgemein bildenden Schulen Deutschlands durchgeführt auf der Basis existierender Lehrpläne und Richtlinien. Dresden:

TU Dresden, Fakultät Informatik, Institut SMT, Arbeitsgruppe Didaktik der Informatik/Lehrer- bildung (Bakkalaureatsarbeit), Januar 2007.

Weeger, M.: Synopse zum Informatikunter- richt in Deutschland, Stand: 16.11.2007 (ent- hält eine umfangreiche Liste der Quellenanga- ben, z.B. Lehrpläne, Richtlinien u.Ä.) http://dil.inf.tu-dresden.de/schule/Weeger/

output.inf.tu-dresden.de/homepages/

index9c3a.html [Stand: Dezember 2007]

Informatik-Biber zeigt die Zähne

Gegen IT-Nachwuchssorgen:

Informatik-Wettbewerb mit fast 22 000 Teilnehmenden Genau 21802 Teilnehmerinnen und Teilnehmer: Einen neuen und deutlichen Akzent im Kampf gegen den Mangel an IT-Nachwuchs und für die Stärkung der Informatik in den Schulen konnte der Informatik- Biber setzen. Gleich bei seiner ersten Durchführung war dieser neue Wett- b ewerb ein Erfolg. Lehrkräfte aus 289 Schulen hatten in der Biber-Wo- che vom 5. bis 9. No-

vember 2007 ihre Schülerinnen und Schüler motiviert, sich jeweils in 40 Mi- nuten mit 15 Infor- matik-Fragen ausein- anderzusetzen, die mehrheitlich ohne Vorwissen, aber mit-

hilfe struktu- rierten und logi- schen Denkens erfolgreich be- antwortet werden konnten.

An dieser Stelle sei allen Lehr- kräften, die an ihren Schulen die Biber-Teil- nahme koordi- nierten und auch gelegentliche Tücken des Wett- bewerbs-Systems überwanden und überstanden, ein ganz herzliches Dankeschön gesagt.

Die Teilnahme erfolgte in drei Al- tersgruppen: Jahrgangsstufen 5 bis 7, Jahrgangsstufen 8 bis 10, Jahrgangs- stufen 11 und höher (vgl. auch LOG IN, Heft 146/147, S.9). Auf diese Gruppen verteilten sich die Teilneh- menden wie in der Tabelle unten.

Ein positives Signal bedeutet auch die für einen Informatikwett- bewerb sehr starke Beteiligung durch Mädchen. Insgesamt waren 8441 Mädchen dabei, das bedeutet einen Anteil von knapp 39 %. In der jüngsten Altersgruppe stellten die Mädchen sogar fast die Hälfte aller Beteiligten.

In jeder Altersgruppe waren 15 Aufgaben zu bewältigen, die gleichmäßig drei Schwierigkeits- gruppen zugeordnet waren. Je schwieriger die Aufgabe, desto mehr Punkte brachte sie, wenn aus den jeweils vier möglichen Antwor- ten die richtige Antwort gewählt wurde: Bei schwierigen Aufgaben gab es 12 Punkte, bei mittleren Auf- gaben 9 und bei einfachen Aufga- ben 6 Punkte. Für falsche Antwor- ten wurden Punkte abgezogen, und zwar 4, 3 bzw. 2 Punkte, sodass Ra- ten sich nicht lohnte. Unbearbeitete Aufgaben hatten keine Auswirkung auf das Ergebnis.

Damit niemand mit einem nega- tiven Ergebnis den Wettbewerb be- enden musste, gingen alle mit 45 Alters-

gruppe

Teil-

nehmende Mädchen

Mädchen- anteil

5. bis 7. Stufe 8.129 3.891 47,9 %

8. bis 10. Stufe 8.256 3.069 37,2 %

Ab 11. Stufe 5.417 1.481 27,3 %

Insgesamt 21.802 8.441 38,7 %

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Bonuspunkten ins Rennen. So waren insgesamt 180 Punkte zu errei- chen. Am Ende hatten 74 Schüle- rinnen und Schüler dieses Maximal- ergebnis erzielt. Auch wenn dies die Erwartungen der Organisatoren bei Weitem übertraf, hielten sie ihr Versprechen: Alle Erstplatzierten wurden für ihre Leistung mit einem schicken MP3-Spieler belohnt.

Die herausragende Beteiligung wurde besonders durch das Enga- gement vieler Lehrkräfte erreicht.

Diese mussten an ihren Schulen für die Teilnahme werben, Teilnehmer- listen zusammenstellen und ins Wettbewerbssystem laden, Compu- terräume reservieren, Aufsicht füh- ren, Urkunden verteilen; manche organisierten außerdem schuleige- ne Siegerehrungen. Doch auch für diesen Einsatz winkte eine Beloh- nung. Die Schulen mit den drei höchsten Teilnahmezahlen konnten ihre Informatikausstattung durch Preise im Wert von 300, 200 bzw.

100 Euro verbessern. Für weitere 17 Schulen gab es Buchpreise.

Die Tabelle (unten) zeigt die zehn Schulen mit den höchsten Teilnahmezahlen. In sieben dieser Schulen war jeweils nur eine Lehr- kraft als Koordinator aktiv!

Der Informatik-Biber ist die deutsche Austragung des Interna- tional Contest on Informatics and Computer Literacy, der zu Ehren der litauischen Gründer den Na- men ,,Bebras (Biber) trägt (http://

www.bebras.org/). Nach einem er- folgreichen Probelauf im Informa- tikjahr 2006 im Rahmen des Pro- jekts ,,Einstieg Informatik be- schloss die Geschäftsstelle des Bun- deswettbewerbs Informatik (BW INF), 2007 zum ersten Mal einen vollwertigen Informatik-Biber zu

veranstalten. In Zusammenarbeit mit der Abteilung für Didaktik der Informatik der Universität Münster (Prof. Dr. Marco Thomas) und un- terstützt von einem ehrenamtlichen Leitungsteam wurde der Wettbe- werb für 2007 realisiert. Nachdem eine deutsche Delegation im Mai 2007 beim internationalen Biber- Treffen in Litauen an der Entwick- lung eines Aufgabenvorrats mitge- wirkt hatte, wählte das Team die Aufgaben für den deutschen Biber aus und entschied über wesentliche Modalitäten der Durchführung.

Dabei wurden wohl im Wesentli- chen die richtigen Entscheidungen getroffen. Nicht nur die Teilnahme- zahlen überzeugten, sondern auch die inhaltliche Resonanz war aus- nehmend positiv. ,,Die Aufgaben fand ich ganz toll: viele informatische Probleme altersgerecht ver- packt. Wir sind nächstes Jahr wieder dabei weiter so! ist nur eine von vielen ganz ähnlich klingenden Rückmeldungen von Lehrerseite.

Doch nicht nur die Lehrkräfte hatten Freude: ,,… meine Schüler sind bisher alle mit Begeisterung dabei, und ich konnte schon viele Male den sogenannten ,Aha-Effekt beim Lösen der Aufgaben beobach- ten, lautete der Bericht in einer anderen Rückmeldung über den di- daktischen Wert des Wettbewerbs.

Ermöglicht wurde die Austra- gung des Informatik-Biber 2007 durch die finanzielle Unterstützung der Gesellschaft für Informatik und der SAP AG. Angesichts der he- rausragenden Resonanz und des großen Potenzials für eine weitere Steigerung der Teilnehmerzahl die 22 000 Schülerinnen und Schü- ler stammten immerhin aus ,,nur

289 Schulen soll der Informatik- Biber nun regel- mäßig stattfinden.

Da das Leitungs- team sich einig ist, dass keine Teilnah- megebühren erho- ben werden sollen, ist die Finanzie- rung allerdings noch nicht gesi- chert. Zurzeit wird nach weiteren För- derern gesucht.

Weitere Informa- tionen zum Infor- matik-Biber wie

etwa die Aufgaben dieses Jahres, ihre Lösungen und die Siegerlisten gibt es natürlich im Web:

http://www.informatik-biber.de/

Wolfgang Pohl

Informatische Bildung für alle!

Kultusminister sollten dem Volk aufs Maul schauen, wie es Martin Luther vor langer Zeit schon getan hat. Dann würden sie nämlich erfahren, dass sich die Mehrheit der Eltern und Schüler in Deutschland für die Einführung eines Pflicht- fachs Informatik in den Schulen ausspricht.

Eine Umfrage des Marktfor- schungsinstituts forsa im Auftrag des Bundesverbands Informations- wirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (BITKOM) hat erge- ben, dass 78 Prozent der Eltern für die Einführung eines Pflichtfachs Informatik in den Klassenstufen fünf bis zehn sind; lediglich 13 Pro- zent lehnen dies ab. Und sogar die Mehrheit der Schülerinnen und Schüler spricht sich dafür aus: 52 Prozent sind dafür, 24 Prozent sind noch unentschlossen und nur 22 Prozent sind dagegen.

Anfang Dezember 2007 wurden die Ergebnisse der Forsa-Studie vom BITKOM-Hauptvorstandsmit- glied Professor Hermann Eul vorgestellt. Befragt wurden 1016 El- tern sowie 501 Schülerinnen und Schüler im Alter von 14 bis 19 Jah- ren.Deutlich wird aufgrund dieser Studie auch, dass die Situation der PC-Nutzung im Unterricht aus der Sicht der Schülerinnen und Schüler noch höchst unbefriedigend ist. Nur 12 Prozent der Befragten gaben an, dass Computer täglich im Unter- richt eingesetzt werden. 41 Prozent sagten, dass sie mindestens einmal pro Woche Computer in der Schule einsetzen würden, und 45 Prozent nutzen den Computer im Unter- richt nur selten oder gar nicht. Kurz nach der Vorstellung dieser Ergeb- nisse wurde im Übrigen eine weite-

Schule Ort Teilnahme

Vitzthum-Gymnasium Dresden 389

Barnim-Gymnasium Bernau 376

Carl-Friedrich-Gauß-Gymnasium Frankfurt (Oder) 330

Apian-Gymnasium Ingolstadt 317

Kreisgymnasium St. Ursula Haselünne 314 Gymnasium Veitshöchheim Veitshöchheim 293

Gymnasium Ottobrunn Ottobrunn 285

Robert-Schuman-Gymnasium Cham 284

Gymnasium Schloß Neuhaus Paderborn 274

Gymnasium Klotzsche Dresden 273

B E R I C H T E

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re Studie bekannt, die im Auftrag der Microsoft-Initiative IT-Fitness durchgeführt wurde und die ebenfalls diese Ergebnisse bestätigte: 28 Prozent der hier befragten Schüle- rinnen und Schüler sind demnach im Unterricht noch nie mit einem Computer in Berührung gekom- men.Insgesamt forderten die von forsa befragten Eltern und Schüler, dass Computer intensiver in den Schulen genutzt werden sollten: 77 Prozent der Eltern und sogar 81 Prozent der Schülerinnen und Schüler sprachen sich für einen stärkeren Gebrauch von Compu- tern im Unterricht aus. Doch im internationalen Vergleich steht Deutschland bei der Ausstattung

von Schulen mit Computern sehr schlecht da. Nach Berechnungen der EU-Kommission liegt Deutsch- land noch weit unter dem EU- Durchschnitt und bei der Quote Schüler pro PC abgeschlagen auf Platz 18 von 27 Staaten.

Mittlerweile zeigt dieser desolate Zustand auch Auswirkungen auf den Arbeitsmarkt, weil zu wenig Schülerinnen und Schüler sich da- für entscheiden, sich in entsprechenden Berufen ausbilden zu lassen. Die ITK-Branche sucht inten- siv nach Informatikern, und der Maschinenbau-Industrie fehlen Tausende Ingenieure. 62 Prozent der betroffenen Unternehmen geben zurzeit an, dass der Mangel an qualifiziertem Fachpersonal ihre Geschäftsentwicklung hemmt.

Der BITKOM hat deshalb in Be- zug auf die schulische Bildung vier Vorschläge unterbreitet, um Politik und Schulträger zu bewegen, auf diese Herausforderung zu reagie- ren:

xDie Fächer Mathematik, Infor- matik und Naturwissenschaften müssen gestärkt werden. Der An-

teil dieser Fächer sollte auf ein Drittel des gesamten Unterrichts erhöht werden. Bisher haben Mathematik und Naturwissen- schaften so führte Professor Eul aus nur einen Anteil von 22 Prozent an den Wochenstunden in der Sekundarstufe I.

xZwischen der fünften und zehn- ten Klasse sollte die Informatik als Pflichtfach mit einer Wochen- stunde eingeführt werden. ,,Das Schulfach Informatik gibt jungen Menschen das Rüstzeug in einer Welt, die zunehmend von Infor- mations- und Kommunikations- systemen geprägt ist, sagte Eul.

Die Schüler lernen im Informa- tikunterricht die grundlegende Funktionsweise von Informa- tionssystemen kennen, wie man verantwortungsvoll mit ihnen umgeht und welche Chancen und Risiken es gibt.

xEs ist eine Didaktik zu entwickeln, die den technisch-naturwissenschaftlichen Unterricht zu gern gewählten Fächern macht.

Neue Medien wie Computer und Internet sollten regelmäßig im Unterricht eingesetzt werden.

Voraussetzung dafür ist eine bessere Ausstattung der Schulen und eine bessere Aus- und Weiterbil- dung der Lehrkräfte.

xFrauen sind in technischen Beru- fen deutlich unterrepräsentiert.

Für Mädchen sollte es deshalb in allen Schulen spezielle Zusatzan- gebote geben. Viele Unterrichts- projekte und Pilotstudien haben es b ewiesen: Spezifische Interes- sen und andere Lernwege kön- nen Mädchen oftmals besser ohne ihre männlichen Mitschüler entwickeln.

Nach Auffassung des BITKOM sind Bildungs- und Beschäftigungs- system eng aufeinander angewiesen, sodass die anstehenden Probleme auch nur gemeinsam gelöst werden können. So war beispielsweise eine erste Initiative der gemeinsame Ap- pell zum ,,Nachwuchs für die Infor- mationsgesellschaft von BITKOM und Gesellschaft für Informatik, der sich eindringlich an die Entschei- dungsträger der Kultus- und Schul- behörden gewandt hat (siehe LOG IN 146/147, S.11).

koe In anderen

EU-Ländern ist die PC-Aus- stattung in den Schulen besser als in Deutsch- land (Angaben für 2006).

Bei über der Hälfte der Schülerin- nen und Schüler werden Computer mindestens einmal pro Woche eingesetzt an Gymnasien seltener als an anderen Schulformen (Anga- ben in Prozent).

Quelle: BITKOM/forsaQuelle: EU-Kommission/BITKOM

B E R I C H T E

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Didaktik

der Informatik 12.0

INFOS 2007 12. GI-Fachtagung Informatik und Schule Eine Woche lang war die Univer- sität Siegen das Zentrum der Di- daktik der Informatik in Deutsch- land. Am 17. September begann zu- nächst die DeLPHI 2007, die 5. e- Learning Fachtagung Informatik, und am 19. September folgte bis zum 21. September die INFOS 2007, die 12. GI-Fachtagung Infor- matik und Schule.

Die INFOS 2007 stand unter dem Motto ,,Didaktik der Informatik in Theorie und Praxis. Dazu wurden vier eingeladene Vorträge und 23 Beiträge, die aus 46 eingereichten ausgewählt waren, geboten. Da- rüber hinaus gab es eine Fülle an Workshops, thematischen Fortbil- dungen und Praxisberichte, ein Doktorandenforum, eine Poster- ausstellung, eine Industrieausstel- lung und schließlich eine öffentli- che Diskussionsrunde über das Thema ,,Informatik und Technik in der Sekundarstufe I.

Besonders im Mittelpunkt der INFOS standen die Bildungsstan- dards Informatik (vgl. Beilage zu LOG IN 146/147), die sowohl in einem Hauptvortrag als auch in Workshops vorgestellt, erläutert und diskutiert wurden. Besonders deutlich wurde, dass mit den Bil- dungsstandards Informatik solche Inhalte und Methoden sichtbar ge-

macht werden müssen, die sich un- missverständlich von denen ande- rer Fächer unterscheiden und den Unterricht im Fach Informatik von anderen Einsatzformen des Com- puters im Schulalltag signifikant abgrenzen. Aber ähnlich wie Lese- kompetenzen nicht ausschließlich im Unterrichtsfach Deutsch entste- hen, so wird auch die Herausbil- dung informatischer Kompetenzen nicht allein durch das Unterrichts- fach Informatik geprägt. Mit den Bildungsstandards Informatik, so war die einhellige Meinung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer, ist dazu ein wichtiger Grundstein gelegt worden, auf den nunmehr aufgebaut werden kann.

Ein anderes Thema, das sowohl in zwei Hauptvorträgen als auch in etlichen der ausgewählten Beiträge behandelt wurde, war das objekt- orientierte Modellieren und Pro- grammieren im Informatikunter- richt. Von Interesse waren insb e- sondere mittlerweile ausgearbeite- te differenzierte Konzepte für den Unterricht und die Ergebnisse em- pirischer Untersuchungen.

Auch aus anderen Bereichen wurden empirisch gewonnene Ergebnis- se vorgestellt, die zur Erhellung mancher didaktischer Zusammen- hänge beitrugen. So wurde beispielsweise ,,das informatische Weltbild von Studierenden aufgezeigt. Die Ergebnisse machten deutlich, dass natürlich die Grundlagen dazu im Informatikunterricht gelegt werden und wie wichtig für erfolgreiche In- formatiker-Biografien die Fähigkeit ist, Neues zu entdecken und systematisch auszuprobieren.

Im Rahmen der INFOS fand zu- sätzlich der 6. Informatiktag Nord- rhein-Westfalen der GI-Fachgruppe mit dem Schwerpunkt ,,Zentral- abitur in NRW statt. Insgesamt bot die INFOS 2007 also ein reich- haltiges Bild der aktuellen Diskus- sion zur Didaktik der Informatik.

koe

Literatur

Schubert, S. (Hrsg.): Didaktik der Informatik in Theorie und Praxis. INFOS 2007 12. GI- Fachtagung Informatik und Schule. Reihe ,,GI-Edition LNI Lecture Notes in Informa- tics Proceedings, Band P-112. Bonn: Köllen Verlag, 2007 (360 Seiten; ISBN 978-3-88579- 206-2).

Stechert, P. (Hrsg.): Informatische Bildung in der Wissensgesellschaft. Praxisband der 12.

Fachtagung ,,Informatik und Schule INFOS 2007. Reihe ,,Medienwissenschaften der Uni- versität Siegen, Band 6. Siegen: Universitäts- verlag Siegen universi, 2007 (133 Seiten;

ISBN 978-3-936533-23-1).

Eine wichtige Funktion auf Tagun- gen haben die Diskussionen wäh- rend der Pausen (rechts: Peter Ste- chert, Vorsitzender des Organisati- onskomitees der INFOS 2007).

Professor Volker Claus (links) zeichnete den Gewinner des 1. Preises des Unterrichtswettbe- werbs, Ralf Romeike, aus.

Fotos: Gerd Müller, Siegen

B E R I C H T E

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Mitteilungen des Fachausschusses Informatische Bildung

in Schulen

Aus der Arbeit des Fachausschusses IBS

Bericht über die Sitzung des FA IBS am 21. September 2007 Der GI-Fachausschuss Informati- sche Bildung in Schulen (FA IBS) tagte am 21. September 2007 unmit- telbar nach dem Abschluss der IN-

FOS 2007 in Siegen. In einer ersten Auswertung dankte der Fachaus- schuss Frau Professor Sigrid Schu- bert, Herrn Peer Stechert und dem gesamten Team der Universität Sie- gen für die gelungene INFOS-Ta- gung. Besonders hervorgehoben wurde das Anliegen des Veranstal- ters, jungen Forschern auf dem Fachgebiet der Fachdidaktik Infor- matik eine Plattform zur Präsenta- tion und Diskussion von Arbeitser- gebnissen zu bieten und gleicher- maßen Informatiklehrerinnen und -lehrer am Informatiktag Nord- rhein-Westfalen anzusprechen. Die INFOS 2009 wird an der Freien Universität Berlin vom 21. bis 24.

September 2009 stattfinden. Da- rüber hinaus vergab der Fachaus- schuss die Planung und Durchfüh- rung der INFOS 2011 an die Uni- versität Münster.

Die gemeinsame Stellungnahme von BITKOM und GI erschien zu Beginn der INFOS 2007 am 18.

September 2007 (siehe LOG IN, Heft 146/147, S.10 und 11). Sie ist passfähig zu den GI-Empfehlungen

,,Bildungsstandards Informatik, die sich in der Fertigstellung befinden. Auf der INFOS 2007 wurde die Entwurfsfassung der GI-Empfeh- lungen ausgegeben (Beilage zu LOG IN, Heft 146/147) und in einem Plenarvortrag (Friedrich/Puhl- mann) und in zwei Workshops (Brinda/Fothe/Friedrich/Koerber/

Puhlmann) thematisiert. Im Okto- ber 2007 fand eine Redaktionssit- zung des GI-Arbeitskreises ,,Bil- dungsstandards zum Fertigstellen der Beschlussfassung statt, die den zuständigen GI-Gremien inzwi- schen zugeleitet wurde. In der Re- daktionssitzung wurden die b is dahin vorliegenden Anregungen zur Entwurfsfassung aufgegriffen.

Herr Pohl (Bundeswettbewerb Informatik) informierte über Ziele und Ablauf des Informatik-Bibers, einem Online-Informatik-Wettbe- werb für beide Sekundarstufen (siehe http://www.informatik-biber .de/, vgl. auch LOG IN, Heft 146/

147, S. 9).

In der Sitzung wurden Frau Dr.

Hiltrud Westram, Herr Karl-Heinz

Wichtige Internetadressen der GI für Lehrkräfte

Die Gesellschaft für Informatik e.V.

ist in Fachbereiche (FB) gegliedert.

Die Fachbereiche bündeln die The- menarbeit der Fachausschüsse (FA), Fachgruppen (FG) und Arbeitskreise (AK). Eine Übersicht über die Fach- bereiche der GI ist zu finden unter:

http://www.gi-ev.de/gliederungen/

fachbereiche/

Der für Lehrkräfte wichtigste Fach- bereich ist der FB Informatik und Ausbildung / Didaktik der Informatik (IAD). Seine Gliederung ist aufge- führt unter:

http://www.gi-ev.de/gliederungen/

fachbereiche/informatik-und- ausbildung-didaktik-der-informatik- iad/

Nähere Informationen über den Fachbereich IAD stehen bei:

http://www.inf.fu-berlin.de/gi/fb7/

Die Fachbereiche können Fachaus- schüsse (FA) bilden. Hier hat der FA Informatische Bildung in Schulen

(IBS) für Lehrkräfte die größte Bedeu- tung. Über ihn wird deshalb regelmäßig in LOG IN berichtet:

http://www.informatische-bildung.de/

Dem FA IBS sind zurzeit folgende Fachgruppen (FG) zugeordnet:

xFG für Informatiklehrerinnen und In- formatiklehrer (ILL):

http://www.gi-informatiklehrer.de/

xFG Informatiklehrerinnen und Infor- matiklehrer Baden-Württemberg (ILL- BW):

http://www.ill-bw.de/

xFG Informatik-Bildung in Berlin und Brandenburg (IBBB):

http://ddi.cs.uni-potsdam.de/GI- Fachgruppe/

xFG Hamburger Informatik-Lehrerin- nen und -Lehrer (HILL):

http://www.gi-hill.de/

xFG Informatische Bildung in Meck- lenburg-Vorpommern (IBMV):

http://www.gi-ibmv.de/

xFG Niedersächsische Informatiklehre- rinnen und -lehrer (NILL):

http://www.gi-nill.de/

xFG Informatische Bildung in NRW (IBN):

http://www.nw.schule.de/gi/

xFG Informatische Bildung in Sach- sen (IBSn):

http://www.sn.schule.de/~gi/

Aufgrund der Kultushoheit der Länder sind weitere FG in Gründung.

Der vom FA IBS eingesetzte Ar- beitskreis Bildungsstandards ist zurzeit nur über die E-Mail seines Spre- chers Dr. Hermann Puhlmann zu er- reichen:

puhlmann@ic4life.net

Darüber hinaus sind dem FB IAD unter anderem noch zwei Fachgrup- pen zugeordnet, die für Lehrkräfte von Bedeutung sein können:

xFG Didaktik der Informatik (DDI):

http://ddi.uni-paderborn.de/

didaktik/gi/

xFG E-Learning (ELE/IAD):

http://www.ipsi.fraunhofer.de/

concert/fg-e-learning/index.html FA IBS der Gesellschaft

für Informatik (GI) e. V.

Verantwortlich für den Inhalt:

Michael Fothe, Sprecher

des Fachausschusses

B E R I C H T E

(14)

Modellierung

von Zuständen, Objekten und Suchbäumen

Mit Unterrichtsbeispielen in JAVA

von Rüdeger Baumann

Aber um wen es steht, wie es um Hans Castorp stand oder zu stehen begann, der will, dass man drüben von seinem Zustande Kenntnis habe, auch wenn kein Sinn und Verstand bei der Sache ist. So ist der Mensch.

Thomas Mann: Der Zauberberg

Bei schrittweiser Berechnung bestimmen die beteiligten Größen, zusammen mit der Angabe des jeweils vor- angegangenen Schritts, den Zustand der Berechnung. Die Angabe, wie weit ein endlicher Automat (engl.: state machine) die Eingabe gelesen und welchen Automaten- zustand er erreicht hat, ist ein Beispiel dafür. Im Vokabu- lar der objektorientierten Programmierung besteht der Zustand eines Objekts aus den aktuellen Werten seiner Attribute (Zustandsvariablen). Der Zustand ändert sich durch die Ausführung von Anweisungen. Diese können in Gestalt eines Algorithmus oder im Automatenbei- spiel durch Regeln für Zustandsübergänge (Transitio- nen) bzw. durch ein Zustandsdiagramm gegeben sein.

Gemäß den Bildungsstandards Informatik analysieren die Schüler Automaten, modellieren diese zustandsorien- tiert und implementieren ihre Problemlösung auf dem jeweils verfügbaren Informatiksystem (Arbeitskreis ,,Bil- dungsstandards, 2007, S.40ff.). Neben physisch realisier- ten Automaten (Fahrkartenautomat, Digitaluhr etc.) sind zur Gewinnung der entsprechenden Kompetenzen auch Brettspiele und sog. Denksportaufgaben geeignet. An einem solchen Beispiel soll im Folgenden gezeigt werden, wie die zustandsorientierte zur objektorientierten Mo- dellierung verallgemeinert und zur Suchbaum-Modellie- rung erweitert sowie begrifflich vertieft werden kann.

Zustandsorientiertes Modellieren

Das Problem der Bootsfahrten, etwa in der Version von Fährmann, Wolf, Ziege und Kohlkopf (siehe Bierschnei- der-Jakobs, 2005, S.54) ist einerseits ehrwürdigen Alters und andererseits als Knobelei, in der Kognitionspsycho-

logie zur Erforschung von Problemlösungsprozessen und in Mathematik bzw. Informatik zur Veranschaulichung des Funktionierens von Automaten höchst beliebt. In jeder Kultursprache ist es präsent; die Stichwörter lauten:

,,wolf-goat-cabbage (englisch), ,,loup-chèvre-chou

(französisch), ,,lupo-capra-cavolo (italienisch), ,,lobo- cabra-berza (spanisch), ,,wolf-geit-kool (niederlän- disch), ,,wilk-koza-kapusta (polnisch); selbst türkische Kinder und Jugendliche wissen mit ,,kurt-keçi-lahana

etwas anzufangen, wobei sie der Ziege das Schaf vorzie- hen. Internet-Recherchen liefern zahllose Behandlungen und Veranschaulichungen unterschiedlicher Art (ein Bei- spiel aus Frankreich in Bild 1, eines aus den Vereinigten Staaten in Bild 3, nächste Seite).

Bild 1:

Sequenzdiagramm zum Problem der Bootsfahrten.

http://villemin.gerard.free.fr/Puzzle/Chouloup.htm

P R A X I S & M E T H O D I K

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Vom Problem zum Zustandsdiagramm

Die Schülerinnen und Schüler werden zunächst auf- gefordert, eine umgangssprachliche Lösung zu finden, und zwar mit folgenden Vorgaben: ,,Schreiben Sie die Lösung als Folge von Schritten auf, wobei jeder Schritt eine Handlung (,Der Fährmann fährt mit …) und die dadurch bewirkte Situation (,Auf dem diesseitigen Ufer befinden sich jetzt …) beschreibt.

Anschließend wird begründet, dass es etwa im Hin- blick auf die künftige Programmierung nützlich ist, die Lösung symbolisch (formal) und in Kurzform dar- zustellen sowie grafisch zu veranschaulichen. Folgende Fragen stellen sich:

xWelche Situationen bzw. Zustände, d. h. ,,Uferbeset- zungen durch Fährmann (F), Wolf (W), Ziege (Z) und Kohlkopf (K) kommen insgesamt vor?

xWie lassen sie sich bequem bzw. übersichtlich auf- schreiben?

xWie kann man sie systematisch aufzählen, um sicher zu sein, dass keiner vergessen wurde?

xMuss man zusätzlich die Position des Bootes ange- ben?

Eine Möglichkeit ist die Darstel- lung (beispielsweise) WK-FZ für die Zustandsbeschreibung: ,,W und K befinden sich auf dem diesseitigen, F und Z auf dem jenseitigen Ufer. Sie ist zwar gut lesbar, zur systematischen (programmierten) Aufzählung aber weniger geeignet.

Daher ziehen wir die Darstellung eines Zustands durch eine vierstelli- ge Ziffernfolge fwzk vor, wobei jede der vier Variablen f, w, z, k die Werte 0 oder 1 annehmen kann, und 1 bedeutet, dass der entspre- chende Passagier auf dem diesseitigen Ufer ist. Dem Zustand WK-FZ entspricht jetzt die Ziffernfolge

0101. Die Menge aller möglichen Uferbesetzungen wird repräsentiert durch die Menge {1111, 1110, …, 0000} mit 2⁴ = 16 Elementen.

xWelche Situationen (Zustände, Uferbesetzungen) sind zulässig (erlaubt) bzw. verboten?

Um sie zu kennzeichnen, zählen wir alle der Reihe nach auf (Bild 2) und markieren sie entsprechend.

Der Ziege kommt dabei eine Schlüsselrolle zu, da ihr Zusammensein mit Wolf oder Kohl nur im Beisein des Fährmanns zulässig ist. In logischer Symbolik:

(1) fwkz ist erlaubt genau dann, wenn z ≠ w und z ≠ k oder z = f.

Durch Negation der rechten Seite erhalten wir (2) fwkz ist verboten genau dann,

wenn (z = w oder z = k) und z ≠ f.

xDer Anfangszustand ist 1111 (alle befinden sich auf dem diesseitigen Ufer), der Endzustand ist 0000.

xWelches sind die Operationen (Zustandsübergänge) und wie werden sie bezeichnet?

Wir bezeichnen auch die Operationen mit den Buch- staben f, w, z und k; dabei bedeutet f, dass der Fähr- mann allein das Ufer wechselt; w bedeutet dagegen, dass dies zusammen mit dem Wolf geschieht und entsprechend für z und k. Damit lässt sich ein Zustands- diagramm wie in Bild 3 zeichnen (m, w, g, c entspricht f, w, z, k).

Vom Zustandsdiagramm zum Programm

Was bisher im Unterricht geschah, hätte auch in einem Seminar zur Kognitionspsychologie stattfinden können. Im Mathematikunterricht hätte man das Zu- standsdiagramm als mathematisches Modell (aus dem Bild 2: Erlaubte

und verbotene Situationen (Zustände).

Bild 3: Zustandsdiagramm.

http://ropas.kaist.ac.kr/~poisson/vmc/wmgc.gif