Konzept der informatischen Bildung am Hannah-Arendt-Gymnasium

 

Informatische Bildung als Teil der Allgemeinbildung.

Die rasante Entwicklung auf dem Gebiet der Informationstechnik hat in den letzten Jahren dramatische gesellschaftliche Veränderungen ausgelöst.


In einer Zeit, in der

  • die Probleme der IT-Sicherheit durch eigene Gesetze geregelt werden sollen,

  • in der sich deutsche Politiker fragen, wie ihre Handynutzung von ausländischen Geheimdiensten ausgespäht wird,

  • in der die Breitbandverkabelung ein entscheidender Wirtschaftsfaktor geworden ist,

  • in der jedes Auto mehr Programmcode zur Steuerung enthält als die erste Mondfähre,

  • in der jedes Atomkraftwerk, jedes Flugzeug, die Stromversorgung ja schon jeder mittelständische Betrieb von zuverlässig funktionierenden IT-Systemen abhängig ist,

  • in der praktisch jeder Bundesbürger über PC's, Laptops, Tablets oder Smartphones die Möglichkeit zu weltweiter Kommunikation und Informationsbeschaffung hat,

  • in der schon Grundschüler meinen, nicht mehr ohne Smartphone auskommen zu können,

  • in der viele Betriebe händeringend nach Informatikerinnen und Informatikern suchen,

  • in einer Zeit also, in der kaum ein Lebens- oder Wirtschaftsbereich mehr ohne Informations- und Kommunikationstechnologie auskommt,

  • in der sich aber auch viele Menschen dieser Technologie hilflos ausgeliefert fühlen und es teilweise auch sind,

in einer solchen Zeit besteht 'eigentlich' kein Zweifel mehr, dass unsere Schülerinnen und Schüler eine grundlegende informatische Bildung benötigen.

Heute finden sich „persönliche Computer“ - PC's, Laptops, Tabletts, Smartphones - in beinahe jedem Arbeitszimmer, ja sogar – leider - in vielen Kinderzimmern. Diese Kleincomputer stellen äußerst vielseitige, komplexe Werkzeuge für eine weite Palette von Aufgaben dar. Ihr Einsatz reicht von der Texterstellung über die Internetkommunikation bis zur Steuererklärung und Kontoverwaltung, vom Videoschnitt bis zur Produktion eigener Audio-CDs, von der Paukhilfe für Vokabeln bis zum Computerspiel und stellt doch nur einen kleinen Ausschnitt des Einsatzes von informationstechnischen Systemen (IT-Systemen) dar.

 Ein kompetenter, verantwortungsvoller Umgang mit IT-Systemen setzt weitreichende, systematische Kenntnisse über ihren Aufbau, ihre Funktionsweise, ihre innere Struktur, ihre Möglichkeiten und Grenzen voraus, die weit über bloße Bedienerfertigkeiten hinausgeht.

 

Die Aufgabe der Schule

Unsere weiterbildenden Schulen müssen auf diese Umwälzungen reagieren, um weiterhin ihre zentrale Aufgabe, die Vermittlung von allgemeiner und berufsvorbereitender Bildung, zu erfüllen.

Allerdings können unsere Schülerinnen und Schüler mit dem Erlernen von Bedienerfertigkeiten allein nicht hinreichend auf die Wissensgesellschaft vorbereitet werden: Kenntnisse und Fertigkeiten im Umgang mit einem bestimmten Hard- oder Softwaresystem sind nicht ohne weiteres auf andere Systeme übertragbar und daher schnellstens veraltet. Sie beschränken sich im wahrsten Sinne des Wortes auf die Oberfläche des Systems und eröffnen keinen „Blick unter die Haube“. Dadurch ist man den Konstrukteuren auf Gedeih und Verderb ausgeliefert. Zudem führen mangelnde Kenntnisse über die innere Struktur der Systeme leicht zur Überschätzung ihrer Möglichkeiten.

Neben der Schulung von Bedienerfertigkeiten (nach Art eines „Computerführerscheins“) und einer grundlegenden Medienbildung müssen die weiterführenden Schulen deshalb zusätzlich langlebige, übertragbare Grundlagen der Informationstechnologie vermitteln. Ähnlich wie die Physik das Grundlagenwissen für mechanische und thermodynamische Systeme liefert, stellt die Informatik bereits seit Jahrzehnten die entsprechenden Konzepte zum tieferen Verständnis der Informationstechnik bereit. Es ist daher an der Zeit, ihre Erkenntnisse ebenso wie die der Physik, der Chemie oder der Biologie allen Schülerinnen und Schülern in angemessener Weise in einem eigenständigen Pflichtfach zu erschließen.

 

Anmerkung: Das Versagen der Politik

Unser Bildungslandschaft befindet sich im Umbruch. Pisa hat seine Spuren hinterlassen. In fast allen Bundesländern wird die Schulzeit bis zum Abitur von 13 auf 12 Jahre verkürzt oder die Verkürzung wieder zurückgenommen. Neue Lehrpläne werden erstellt, Zentrale Prüfungen werden eingeführt usw. Eine gute Gelegenheit um das dringend notwendige Schulfach Informatik in den Schulen einzuführen.

Doch weit gefehlt, nicht nur in Nordrhein-Westfalen kommt ein verbindliches Fach Informatik an weiterführenden Schulen nicht vor. Rund 20 Wochenstunden Mathematik und 20 Wochenstunden Naturwissenschaften sollen unsere Schülerinnen und Schüler bis zum Ende der Sek I erhalten. Anzahl der vorgesehenen Pflichtstunden im Fach Informatik: 0 (inWorten: Null). Informatische Kenntnisse sollen in anderen Fächern 'so nebenbei' erworben werden. Das ist so, als sollte man das bisschen Mathematik, das der Mensch wirklich braucht, so nebenbei im Erdkunde- und Biologieunterricht lernen.

 

 

Womit beschäftigt sich die Informatik denn genau??

Die Informatik beschäftigt sich mit der Suche nach Problemlösungen in allen Bereichen des alltäglichen, wirtschaftlichen, politischen, kulturellen und wissenschaftlichen Lebens, bei denen man Computer als Hilfsmittel einsetzen kann. Einfacher: Informatik ist die allgemeine Wissenschaft vom Lösen von Problemen mit Hilfe von Computern.



Dabei befasst sich die Informatik mit den zwei oben angegebenen Fragen und dem gegenseitigen Zusammenhang dieser Fragen miteinander.


Zu a) Wie lösen Menschen Probleme:

Damit sind Fragestellungen wie die folgenden gemeint:

  • Wie erkennen Menschen die Innere Struktur eines Problems?
  • Welche allgemein gültigen Denkformen haben Menschen zur Lösung von Problemen entwickelt?
  • Welche allgemeinen Ordnungsprinzipien bzw. Datenstrukturen haben Menschen - schon lange vor der Einführung des Computers - zur Lösung von Problemen herangezogen?
  • Als Beispiel seien hierarchische Ordnungsprinzipien genannt, welche die Informatik allgemein als Baumstrukturen bezeichnet.
  • Wie organisieren Menschen die Zusammenarbeiten bei der Lösung von Problemen?
  • Wie tun sie dies speziell bei der Suche nach einer Lösung unter Einsatz von Computern?

Zu b) Wie 'denken' bzw. wie 'arbeiten' Computer:

Diese Fragestellung bezieht sich sowohl auf die Erstellung von Software wie auch auf die Nutzung fertiger Anwendersoftware und beinhaltet Fragen wie die folgenden:

  • Welche innere Struktur haben Computer?
  • Wie arbeiten Sie?
  • Wie kann man mit Ihnen in Kontakt treten?
  • Wie kann man sie 'Programmieren'.
  • (Hierzu gehört auch die klassische Algorithmik)
  • (und vielleicht sogar die maschinenahe Programmierung?)
  • Wie kann man mit Anwendungsprogrammen mit Ihnen umgehen?

 

Zum gegenseitigen Einfluss von a) und b):

Von der 'direkten Programmierung' durch Eingabe von Zahlen in den Speicher eines Rechners
über Assemblersprachen, die den Befehlssatz eines Rechners für den Menschen etwas verständlicher darstellten, bis hin zu sog. objektorientierten Spachen wie z.B. Java und schließlich Modellierungswerkzeugen wie UML haben die Informatiker/innen dafür gesorgt, dass sich die Kommunikation zwischen dem Menschen und dem Computer immer mehr dem Denken des Menschen angepasst hat. Menschen denken aber schon in sehr frühem Alter nicht nur in konkreten Gegenständen (die Informatiker sagen in Objekten) sondern in Begriffen oder Kategorien (die Informatiker sagen dazu Objektklassen).

 

Leitfaden: Objektorientierte Analyse und Modellierung

Kinder sind schon in sehr jungem Alter in der Lage, ihre Umwelt in Klassen einzuteilen: („Papa - ein Wau-Wau!!“). Sie können auch zwischen der Klasse der Hunde (Wau-Waus) und dem konkreten Objekt, nämlich dem Hund Fiffi unterscheiden. Das menschliche Denken ist geradezu dadurch gekennzeichnet, dass wir von konkreten Gegenständen (den Objekten) abstrahieren und in Begriffen bzw. Kategorien - die InformatikerInnen sagen in Objektklassen - denken. Kein Wunder also, dass eine auf Objekten (Fifi und Hasso), Objektklassen (Wau-Wau's), Objektbeziehungen (WauWau's beißen gerne Briefträger) und Klassenbeziehungen (Pudel und Spitze sind Hunde) aufbauende Denkweise eines der wesentlichen Paradigmen informatischer Analyse und Modellierung von Problemstellungen geworden ist.

Andererseits trägt eine objektorientierte Analyse wesentlich dazu bei, vorhandene Softwaresysteme zu verstehen. Sie bietet den Schülerinnen und Schülern einen an ihrem alltäglichen Denken ausgerichteten einheitlichen Zugang zu unterschiedlichen Softwaresystemen, erleichtert das Verständnis des Aufbaus der jeweiligen Software und der Struktur der von ihr verarbeiteten Dokumente. Daher stellt die objektorientierte Analyse und die objektorientierte Modellierung den wesentlichen Leitfaden informatischer Bildung am HAG dar Der Gefahr, dass informatische Grundbildung zu einer Art Produktschulung verkommt, wird mit einem objektorientierten Ansatz gut begegnet.

 

So setzen wir unsere Vorstellung einer zeitgemäßen informatischen Bildung um:

 

Informatische Grundbildung (JgSt. 5, 6 und 7):

n der Jahrgangsstufe 6 wird die moderne objektorientierte Sichtweise auf IT-Systeme eher spielerisch erfahren. Dagegen werden in der Jahrgangsstufe 7 vor allem durch die Behandlung hierarchischer und vernetzter Informationsstrukturen grundlegende Kenntnisse über den 'Rohstoff Information' vermittelt. Auch wichtige Konzepte des Faches Informatik und seiner Arbeitsweise werden hier behandelt. Den Abschluss bildet die Erstellung eines kleinen Softwareprojektes, in dem die Schülerinnen und Schüler erste Erfahrungen mit der Analyse einer Aufgabenstellung, der Planung des Aufbaus von Software und der Realisierung dieser Planung machen.

 
  
Inhalte der Informatischen Grundbildung am Hannah-Arendt-Gymnasium

Das Hannah-Arendt-Gymnasium nimmt hier eine Vorreiterrolle ein.Wir haben die Möglichkeit ergriffen, die sog. Ergänzungsstunden nicht nur zur individuellen Förderung sondern auch  zur Schwerpunktsetzung zu nutzen, und in den Jahrgansstufen 5, 6 und 7 ein Pflichtfach 'Informatische Grundbildung' eingeführt.

Die Zielsetzungen dieses Fachs sind oben beschrieben. Konkret werden folgende Inhalte in den Jahrgangsstufen behandelt:

 

Jahrgangsstufe 5:

  • Einführung in das Netzwerk der Schule/Elementarer Umgang mit dem Computer
  • Informationsbeschaffung aus dem Internet
  • Richtiger Umgang mit dem Internet
  • Elementare Textverarbeitung
  • Erstellen von Bildern am Computer

 

Jahrgangsstufe 6:

  • Graphiksoftware, objektorientiert
  • Erster Kontakt mit der Programmierung einfacher Graphiken
  • Textsoftware, objektorientiert
  • Arbeit mit Präsentationssoftware
  • Einstieg in die Algorithmik

 

Jahrgangsstufe 7:

  • Hierarchische Informationsstrukturen – Dateisysteme
  • Vernetzte Informationsstrukturen

  • Das Internet als vernetzte Informationsstruktur

  • Austausch von Information – E-Mail und SMS

  • Prinzipien der Softwareerstellung

 

Die Einführung in die Tabellenkalkulation findet im Zusammenhang mit der Prozent und Zinsrechnung durch das Fach Mathematik statt.

 

 

Wie geht es in den folgenden Jahrgangsstufen weiter?

 

Wahlpflichtbereich (Differenzierungsbereich), Jahrgangsstufen 8 und 9:

Die Weiterführung eines eigenständigen Pflichtfaches Informatik in den Jahrgangsstufen 8 und 9 ist auf Grund der landesweiten Vorgaben leider nicht möglich. Im Differenzierungsbereich der Jahrgangsstufen 8 und 9 wird aber weiterhin das Fach Informatik als Wahlpflichtfach mit folgenden Schwerpunkten angeboten:

  • Medien und Informatik
  • Robotik / Informatik und experimentelle Naturwissenschaft

Das Angebot Medien und Informatik enthält Themen aus den Fächern Informatik, Kunst und Politik/Sozialwissenschaften.  Es spricht die Schülerinnen und Schüler an, die eher einen kreativen oder künstlerischen Zugang zur den neuen Informtionstechnologien haben.

Das Angebot Robotik / Informatik und experimentelle Naturwissenschaft spricht die eher klassisch naturwissenschaftlich interessierte Schülerin / den naturwissenschaftlich interessierten Schüler an. Hierbei soll die Beschäftigung mit Robotik in der Jahrgangsstufe 8 über die Informatik hinaus das Interesse an Naturwissenschaften und Technik stärken.

 

Gymnasiale Oberstufe:

Auf der Oberstufe gehört das Hannah-Arendt-Gymnasium weiterhin zu dem sehr kleinen Kreis von Schulen im Lande, auf denen die Schülerinnen und Schüler Informatik in Grund und Leistungskursen wählen können. Im ersten Zentralabitur waren dies landesweit übrigens nur 216 (zweihundert und sechzehn !!) Schülerinnen und Schüler. Eine Bildungspolitische Katastrophe, der unsere Schule auch durch die Einführung des Faches 'Informatische Grundbildung' in den Jahrgangsstufen 5,  6 und 7, durch informatische Angebote im Differenzierungsbereich, durch Grund- und Leistungskurse auf der Oberstufe und durch die Aufagbe als Schwerpunktschule für Lehrerfortbildungen im Fach Informatik ein wenig entgegenwirkt.

 

 

Genauere Informationen

zu den schulinternen Lehrplänen und den von den Schülerinnen und Schülern zu erwerbenden Kompetenzen finden Sie auf der Seite -> 'schulinterne Lehrpläne'.

 

Georg Kubitz, StD, I&K-Koordinator am HAG
Moderator in der Lehrerfortbildung Informatik auf der gymnasialen Oberstufe
Moderator in der Lehrerfortbildung Informatik für die Sekundarstufe I

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