Informatik
Grundlagenbetrachtung
Nahezu täglich geistert der Begriff "Informatik" durch die Medien. Sei es in Artikeln über IT-Technologie, green-cards oder Zukunftschancen, immer wieder taucht der Begriff auf. Fast immer hat man allerdings den Eindruck, dass der Autor des betreffenden Textes allenfalls eine diffuse Vorstellung davon hat, was Informatik eigentlich ist. Leider teilt er dieses Manko mit einer ganzen Reihe von Schülerinnen und Schülern unserer Schule, auch mit solchen, die z.B. das Fach Informatik in der Oberstufe wählen wollen.
Es stellt sich also die Frage: "Was ist eigentlich Informatik?". Wie oft in solchen Fällen ist es sicherlich nicht verkehrt sich das Wort selbst etwas näher anzuschauen. Das Wort "Informatik" ist aus den Bestandteilen "Information" und "Automat(ik)" zusammengesetzt. Dieses Kunstwort kam in Deutschland Ende der Fünfzigerjahre auf und ging im Jahre 1967 in den allgemeinen Sprachgebrauch über. Seit diesem Jahr wird Forschung und Lehre unter diesem Begriff an deutschen Hochschulen betrieben. Die entsprechende Bezeichnung in Frankreich lautet "informatique" und man erkennt sofort die gleiche Wurzel, während man in den angelsächsischen Ländern von "computer science" spricht. Letzteres beschreibt jedoch das Wesen der Informatik nur sehr unzureichend, denn Informatik ist nicht nur eine "Computerwissenschaft" sondern (laut Duden) "die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen".
Damit ist wenigstens schon einmal klar, was Informatik nicht ist, nämlich eine Naturwissenschaft, denn die Informatik beschäftigt sich weder mit dem Aufbau und der Umwandlung von Materie noch mit Kräften oder energetischen Prozessen. Ihr Gegenstand ist - wie schon gesagt - die Information, also immaterieller, d.h. geistiger Natur. In diesem Sinne ist Informatik eine Geisteswissenschaft, allerdings eine, die sich streng formaler logischer und mathematischer Hilfsmittel bedient. Ein wesentliches Element der Informatik ist die Erarbeitung theoretischer Begriffe, Denkmethoden und Einsichten über Algorithmen, über deren Eigenschaften, Möglichkeiten und Grenzen, und damit über die Möglichkeiten rationalen Denkens überhaupt. Insofern stellt sich die Informatik auch beim Anlegen eines strengeren wissenschaftstheoretischen Maßstabs als Wissenschaft a priori dar.
In diesem Sinne steht auch die Rechtfertigung der Informatik als eigenständiges Fach an den allgemeinbildenden Schulen außerhalb jeder Diskussion und nicht etwa nur deshalb, weil die IT-Branche mit der Politik im Schlepptau sich zu einem gewissen Zeitpunkt Sorgen um ihren Nachwuchs macht.
Üblicherweise gliedert man die Informatik in die drei Bereiche:
In der praktischen Informatik geht es im wesentlichen um Software, genauer um das systematische Konstruieren von Algorithmen zur Lösung vorgegebener Probleme und ihrer Formulierung in einer sogenannten höheren Programmiersprache. Dabei bleibt zunächst offen, ob man sich dabei eines imperativen, objektorientierten, wissensbasierten oder funktionalen Ansatzes bedient.
In der technischen Informatik befasst man sich demgegenüber mit der Hardware, also mit dem funktionellen Aufbau von Computern und den zugehörigen Geräten sowie mit dem logischen Entwurf von Schaltungen.
In der theoretischen Informatik schließlich geht es sehr häufig um Fragen der Effizienz und der Machbarkeit. Wo liegen die prinzipiellen Grenzen einzelner Algorithmen, bestimmter Bauteile oder auch der technischen Informationsverarbeitung überhaupt. Mit zunehmender Komplexität sowohl der Hard-, als auch der Software kommt diesem Bereich über das an sich schon sehr interessante, rein philosophische Interesse hinaus auch eine zunehmende praktische Bedeutung zu. Untersuchungen von Fragestellungen dieser Art ergeben eine enge Verwandtschaft der theoretischen Informatik mit der "modernen" strukturellen Mathematik.
Interessant ist darüber hinaus die Verzahnung der Informatik mit Disziplinen, bei denen es schon eines zweiten Blicks bedarf, um die Kontaktflächen zu erkennen. Dies manifestiert sich nicht zuletzt in entsprechenden Studiengängen wie Medizininformatik, Wirtschaftsinformatik, Medieninformatik, usw.
Alle gerade gemachten Überlegungen gehen in die Richtlinien und damit in die tägliche Unterrichtspraxis im Fach Informatik ein, und zwar nicht nur in den Oberstufenunterricht im Fach Informatik, sondern auch in den Differenzierungsbereich Mathematik / Informatik in der Sekundarstufe I.
Dabei kann es im Fach Informatik sicherlich in besonderer Weise gelingen, die Aufgaben und Ziele des gymnasialen Bildungsauftrags zu realisieren und die Anforderungen an Unterrichtsgestaltung und Lernorganisation, wie sie in den Richtlinien gestellt werden, zu erfüllen.
Von den oben genannten unterschiedlichen Ansätzen in der praktischen Informatik sollen der imperative Ansatz, der objektorientierte Ansatz und der anwendungsorientierte Ansatz realisiert werden, und das sowohl im Oberstufenunterricht im Fach Informatik, als auch im Differenzierungsbereich Mathematik / Informatik in der Sekundarstufe I.
Zustandsbeschreibung und Evaluation
Gerade im Bereich Informatik ist es für Schule sicherlich nicht leistbar und wahrscheinlich auch gar nicht notwendig, sich immer auf der Höhe des technischen Fortschritts zu befinden. Dennoch muss man unbedingt darauf achten, - nicht zuletzt aus Gründen der Schülermotivation - sich nicht völlig vom Stand der Technik abzukoppeln. Von daher ist es unbedingt notwendig, die Erneuerung wenigstens eines des beiden Informatikräume in den kommenden zwei Jahren fest im Auge zu behalten, zumal die Ausstattung des moderner ausgerüsteten Informatikraums aus bei einer anderen Institution abgeschriebenen und aufgerüsteten Rechnern aus dem Jahre 1996 besteht, und darüber hinaus alle Gelder aus Sondertöpfen - wie z.B. E-nitiative - in den letzten Jahren komplett in andere Projekte - wie z.B. Ausbau des Netzwerkes in der Bibliothek - geflossen sind. Bei einer Modernisierung sollte unter allen Umständen darauf geachtet werden, dass die Informatikräume jeweils absolut einheitlich ausgestattet werden.
Spätestens in zwei Jahren sollte also von der Fachkonferenz Informatik überprüft werden, inwieweit die sicherlich nicht überzogenen Zielvorstellungen umgesetzt werden konnten, und ob die schulinternen Richtlinien einer Anpassung bedürfen.
Schulinterner Lehrplan für Differenzierungsbereich Mathematik / Informatik in der Sekundarstufe I
1. Anwendung, Gestaltung
Überblick über Software Hierarchie von Software Tabellenkalkulation Datenbank Textverarbeitung Internet
2. Geometrie, Graphik
dynamische Geometrie Programmierung
MSW Logo Graphik-Programmierung Projekt: CAD-System
3. Maschine, PDV
Hardwareaufbau Stellenwertsysteme PDV Rechnerelemente
Schulinterner Lehrplan für GK Informatik Oberstufe
Von den unterschiedlichen Ansätzen in der praktischen Informatik sollen der imperative Ansatz, der objektorientierte Ansatz und der anwendungsorientierte Ansatz realisiert werden.
Dabei soll darauf geachtet werden, dass weitestgehend die Chancengleichheit zwischen den Schülern, die in der Sek. I den Differenzierungskurs Mathematik / Informatik belegt hatten und den Schülern, die zum ersten Mal mit dem Fach Informatik in Berührung kommen (z.B. auch Schüler von anderen Schulformen), gewahrt bleibt.
Deshalb sollen in der Jahrgangsstufe 11 zwei der oben angesprochenen Paradigmen zum Tragen kommen.
Sinnvoll erscheint der Übergang vom imperativen Ansatz ausgehend von einem datenfreien Programmiermodell (Niki) über Turbo Pascal zu einem allgemein objektorientierten Ansatz mithilfe der Programmierumgebung Delphi, da bei diesem Weg die Syntax von einer Stufe zur nächsten weitestgehend übernommen werden kann.
Inhaltliches Ziel des Unterrichts in dieser Jahrgangstufe ist die Einführung
in die Entwicklung von Algorithmen, in das Erstellen und das Analysieren von einfachen und komplexen Datenstrukturen, sowie in objektorientierte Arbeitsweisen.
In den Jahrgangsstufen 12 und 13 sollen diese Ansätze spiralförmig erweitert werden.
Zusätzlich soll darüber hinaus in einem anwendungsorientierten Ansatz ein neuer paradigmatischer Ansatz angelegt werden. Hierzu eignen sich zum Beispiel die Datenbankabfragesprache SQL und / oder eine Scriptsprache wie Javascript.
Außerdem sollen auch Themen aus dem Bereich der technischen und der theoretischen Informatik Berücksichtigung finden, sodass die Schüler insgesamt bei einem gleichmäßig wachsenden Anspruchs- und Komplexitätsniveau zu breiter angelegten Fragestellungen, praxisrelevanteren Unterrichtsergebnissen und zu zunehmend soliden Reflexionsmöglichkeiten informatikspezifischen Arbeitens geführt werden.
Jahrgangsstufe 11 (bei G8: 10)
Jahrgangsstufe 12 (bei G8: 11)
Jahrgangsstufe 13 (bei G8: 12)
Anmerkungen:
1) Natürlich nach der Besprechung der Rekursion.
2) Der Bereich Abstrakte Datentypen wird in jedem Fall im Sinne eines Spiralcurriculums in der Jahrgangsstufe 12 aufgegriffen und vertieft.
3) Die Jahrgangsstufe 12 beginnt mit einem vollkommen neuen Thema, da es beim Übergang von der Jahrgangsstufe 11 zur Jahrgangsstufe 12 häufig zum Zusammenlegen zweier Kurse kommt.
4) Ein Themenbereich nach Wahl des Kurses. Das Thema "Stufen zwischen Hardware und Software" entfällt mit den Abiturvorgaben für das Zentralabitur 2012.
| Weiterführende Dokumentationen |
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02434-97910-26
