Informatik

Bekanntermassen habe ich mich ja an der GMW in Dresden über die fehlende vorgängige digitale Ausgabe der Conference-Proceedings geärgert und damit mitgeholfen, dass der Tagungsband (Biblionetz:b04618) noch während der Konferenz online ging.

Die GMW fand dieses Jahr zusammen mit der DeLFI (Biblionetz:j00028) statt, wie sieht es eigentlich dort mit dem Tagungsband (Biblionetz:b04616) aus? Fehlanzeige! Auch praktisch einen Monat nach der Tagung (5.-8. September 2011) ist der Tagungsband nicht online verfügbar. Und das bei Informatikern?

Der Tagungsband erscheint in den Lecture Notes in Informatics (LNI) der Gesellschaft für Informatik e. V.. Auf der entsprechenden Website existieren zwei Links, hinter denen man aktuelle Conference-Proceedings aus dem Jahr 2011 vermuten könnte:

gi-online.jpg

Doch leider führen beide Links nicht zum Ziel. Während der erste Link schlicht zu einer leeren Seite führt, endet man beim zweiten auf einer Seite mit Volltexten, die aber letztmals im März 2010 aktualisiert worden ist, also vor etwa anderthalb Jahren:

gi-online2.jpg

Heute vor einer Woche habe ich versucht, die GI per Mail an die dafür vorgesehene Adresse (lni-edition ät gi-ev.de) auf diese Probleme aufmerksam zu machen. Ich weiss, nicht, ob die Mail angekommen und gelesen worden ist. Antwort habe ich auf jeden Fall keine bekommen.

Die Tagungsbände sind aber durchaus auf der Website der GI zu finden, einfach nicht zum Download sondern zum Bestellen als totes Holz für 29.80 Euro:

gi-online3.jpg

P.S.: Ja, auch den Tagungsband der INFOS 2011 würde ich gerne digital durchblättern und vielleicht zitieren...


Kann es sein, dass Informatiker es überhaupt nicht so sehr mit dem Online halten, Warnungen davor und Email ausgenommen? War auf der INFOS 2011, von vielem beeindruckt, aber online war nirgendwo kein Thema. Auch fast kein Getwitter, muss ja auch nicht jeder, aber doch wenigstens ein paar.

-- Main.HerrRau - 05 Oct 2011

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Zugegebenermassen ein Streit unter Experten - aber die Frage, welche Programmiersprache sich denn für die Schule eignet, bewegt die Gemüter seit Jahren. Während Aussenstehende erst die Frage geklärt haben möchten, ob Programmieren überhaupt zur Allgemeinbildung gehört (Biblionetz:f00114), ist dies für Informatik-Didaktiker klar.

Weniger klar ist dagegen, mit welcher Programmiersprache dies geschehen soll. In der Ausgabe 168 der Zeitschrift Login (Biblionetz:b04641) ist ein lesenswerter Artikel von Eckart Modrow, Jens Mönig und Kerstin Strecker erschienen, bei dem mir einzig der Titel missglückt zu sein scheint:

Eckart Modrow, Jens Mönig, Kerstin Strecker
Wozu Java? PDF-Dokument
Plädoyer für grafisches Programmieren
(Biblionetz:t13629)

Im Artikel argumentieren die AutorInnen, dass in Deutschland die Schülerinnen und Schüler meistens beim "Schreiben" der Programme die Motivation verlieren würden:

Sehen wir uns die schon mehrfach zitierte 80%-Ausstiegsquote im Informatikunterricht an, dann tritt die nur auf, wenn die Schülerinnen und Schüler „Programme schreiben“ müssen. Mit den anderen Themenbereichen des Informatikunterrichts gibt es meist keine Schwierigkeiten. Keine Schwierigkeiten gibt es in der Regel auch mit dem Finden eigener Ideen zur Lösung der (möglichst selbst) gestellten Probleme. Die treten erst „beim Schreiben“, also beim Kodieren auf. Der Zyklus „Lösungsidee > Formulierung der Idee > Test > Änderung der Lösungsidee > … wird durch Kodierungsprobleme unterbrochen. Die meisten Schülerinnen und Schüler bleiben beim Kodieren stecken, nicht beim (hier weiter gefassten) Programmieren. Brauchen wir aber überhaupt Code? Ist der Begriff „Programme schreiben“ nicht eigentlich überholt?

Der Artikel favorisiert dann grafische Programmiersprachen (Biblionetz:w02287), da diese keine Kodierungshürde aufweisen würden und verweist u.a. auf LabView als professionelle visuelle Programmiersprache, mit der unter anderem das südafrikanische Großteleskop SALT gesteuert werde.

Auch das Vorurteil, mit grafischen Programmierumgebungen wie Scratch (Biblionetz:w02030) könne man anspruchsvolle Konzepte der Informatik gar nicht vermitteln, versucht der Artikel zu widerlegen. Während sich Scratch durchaus eigne, um auch anspruchsvolle Konzepte der Physik zu modellieren (Bsp. Federpendel), sei insbesondere der Scratch-Ableger Build-your-own-Blocks (BYOB) (Biblionetz:w02279) so mächtig, dass sich auch ein universitärer Informatikgrundkurs allein mit dieser Programmiersprache umsetzen lasse, wie Berkeley mit der Informatikvorlesung CS10 im Rahmen des APCurriculums (AP Principles 2010) beweise.

Der Artikel versucht diese Mächtigkeit auch mit Beispielen aufzuzeigen, die mich durchaus ans Informatikstudium erinnern:

Das Beispiel illustriert kurz die weitergehenden Möglichkeiten des Systems, hier die „Lambdafizierung“ von BYOB-Strukturen, die es gestattet, diese wahlweise als Code oder Daten zu interpretieren.
Die BYOB-Listen lassen sich trivialerweise als Schlangen oder Stapel nutzen. Geschachtelte Listen bilden Bäume, Dictionaries, Graphen usw. Im Bereich der Datenstrukturen gib es hier keinerlei Beschränkungen.

Spätestens bei der Lambdafizierung wird niemand mehr von einer Kindergartensprache reden...

Der Artikel schliesst mit folgenden Fragen:

  1. Worin besteht der bildende Wert textbasierter Programmierung, also der Möglichkeit, Syntaxfehler machen zu können, wenn inhaltlich alle informatischen Konzepte, aber auch Standardanwendungsbereiche und –aufgaben mit BYOB als Werkzeug implementiert werden können? Ist die damit verbundene Frustrationsrate gerechtfertigt, hat Syntax ihren eigenen Wert?
  2. Ist der zu beobachtende Trend „weg von der Programmierung“ inhaltlich begründet oder ein Resultat der Probleme im Programmierunterricht? Soll er beibehalten oder vielleicht gestoppt, sogar wieder umgekehrt werden, wenn jetzt geeignetere Werkzeuge dafür zur Verfügung stehen? Um nicht missverstanden zu werden: Programmieren wird hier immer noch als Synonym für „selbstständiges produktorientiertes Problemlösen“ benutzt, nicht für „Kodieren“!
  3. Auf welcher Beschreibungsebene ist zu arbeiten? Algorithmen können natürlich als BYOB-Blöcke vorgegeben werden, bearbeitbar sind sie in dieser Form allerdings nur am Computer. Soll und kann auf „papiergeeignete“ Notationsformen umgestiegen werden, wenn Syntaxeigenheiten keine Rolle mehr spielen, korrekte Syntax in diesem Zusammenhang keinen eigenen Wert mehr hat?
  4. Ist Informatikunterricht nur realitätsnah, wenn echte Produktionssysteme wie Java, Python, … im Unterricht benutzt werden? Braucht der Informatikunterricht Ausbildungswerkzeuge ähnlich wie die Naturwissenschaften, die auch fast ausschließlich Gerätschaften benutzen, die man außerhalb der Schule kaum findet.

Der Artikel liefert für mich weitere Argumente zur Wahl von Scratch als Programmiersprache in der Schule. Weitere, im Artikel nicht genannte Argumente sind für mich:

  • Die Scratch-Umgebung erlaubt das Einbinden und Erstellen von eigenen Bildern und Tönen und eröffnet damit weitere - nicht von Anfang an algorithmische - Zugänge zum Thema Programmieren / Informatik.
  • Dieses Einbinden eigener Bilder, Töne & Fotos erhöht die Motivation von Schülerinnen und Schülern, die Programmierumgebung auch in ihrer Freizeit zu verwenden.
  • Mit der Einbindung von Sensoren und Aktoren des Robotiksets Lego-!WeDo werden die Schranken des Bildschirms und Computers gesprengt, Informatikprojekte reichen damit in die reale physische Welt hinaus, auch das ein Motivationsfaktor.
  • Während mit BYOB eine Erweiterung gegen oben zur Verfügung steht, bietet der App-Inventor (siehe auch Wikipedia) von Google für Android-Geräte eine Erweiterung in die reale Geräteprogrammierung, indem damit Adnroid-Geräte programmiert werden können. Ich stelle mir das sehr motivierend vor, wenn Kinder ihre eigenen Spiele und Gadgets für ihr Tablet oder ihr Mobiltelefon programmieren können...
  • Scratch ist kostenlos für Windows, Mac und Linux verfügbar und wird vom MIT aktiv weiter entwickelt. ,

Nach dem Unterrichtsmaterial für die i-factory gleich nochmals ein Hinweis auf Informatik-Unterrichtsmaterial: Raimond Reichert (Biblionetz:p01018), mehrfacher Buchautor zum Thema Informatik-Didaktik hat seine Unterrichtsmaterialien für das Ergänzungsfach Informatik (Biblionetz:w02053) aufbereitet und auf dem Unterrichtsmaterialserver http://swisseduc.ch publiziert:

120-lektionen.jpg

Raimond Reichert schreibt zu seinem Musterlehrgang Ergänzungsfach Informatik an Schweizer Gymnasien:

Die fachliche Strukturierung folgt dem Raster Great Principles and Practices of Computing von Peter Denning. Ziel ist es, ein Gefühl für die grosse Breite der Informatik und der Tätigkeiten von Informatikern zu vermitteln. Aus Zeitgründen werden nur einzelne ausgewählte Themen in der Tiefe behandelt. Die Schülerinnen und Schüler sollen in der Lage sein, bei den ausgewählten Themen auch anspruchsvollere Aufgaben lösen zu können.

Stöbern lohnt sich: http://swisseduc.ch/informatik/120-lektionen/

Unterrichtsmaterial für die i-factory

09 May 2011 | Beat Döbeli Honegger | Informatik, PHSZ
Im November 2010 wurde im Verkehrshaus der Schweiz in Luzern die Informatik-Ausstellung i-factory eröffnet. Nachdem ich vor der Ausstellungseröffnung im Beirat der Ausstellung und bei der didaktischen Konzeption beteiligt war, hat das Institut für Medien und Schule in den letzten Monaten Unterrichtsmaterial zur Vorbereitung des Ausstellungsbesuchs mit der Schulklasse erarbeitet.

i-factory-material.jpg
learn & teach -Arbeitsblätter für die 5./6. Klasse

Entstanden sind ca. 20 Blätter für Lehrpersonen und ca. 70 Seiten Material aufgeteilt in die drei Schulstufen Primar (5&6), Sekundarstufe I (7-9) und Sekundarstufe II (10-12). Die Materialien für Schülerinnen und Schüler - genannt learn & teach - bilden ein Gruppen-Puzzle (Jigsaw-Methode), bei der je ein Viertel der Klasse während zweier Lektionen eine Themeninsel der i-factory kennenlernt und sich darauf vorbereitet, diese dem Rest der Klasse an der Ausstellung vorzustellen und die Exponate zu betreuen.

i-factory-learn-and-teach.jpg

Die Materialien stehen unter einer creative-commons-Lizenz (BY-NC-SA) beim Schuldienst des Verkehrshauses zum Download in Form von drei stufenspezifischen ZIP-Files bereit.

Schweizer Lehrpersonen (5.-13. Schuljahr), welche mit ihrer Klasse die Ausstellung besuchen wollen, können von einer besonderen Unterstützung der Hasler Stiftung profitieren: Die Stiftung übernimmt Reisekosten und Eintritt für die gesamte Klasse, nachdem die Lehrperson einen halbtägigen Vorbereitungsworkshop besucht hat. mehr ...PDF-Dokument ,

Was ist ein Computer?

24 January 2011 | Beat Döbeli Honegger | Informatik, Schul-ICT
Als Reaktion auf mein Blogposting Günstiger Kleinwagen für den Hosensack hat Ronny Standtke, der Erfinder des Lernsticks (Biblionetz:w02203), ein eigenes Weblog eröffnet und stellt dort als erstes die Frage Was ist ein Computer?

Er schildert in diesem Posting, dass früher relativ klar gewesen sei, was ein Computer ist:

Als ich 1987 meinen ersten Computer in die Hände bekam, einen KC 87, war relativ klar, was ein Computer ist: hauptsächlich eine Recheneinheit, Arbeitsspeicher, Tastatur noch ein paar zusätzliche Schnittstellen für Bildschirm, Drucker, usw.

Unterdessen hätte sich aber die IT weiter entwickelt und es habe eine Spezialisierung stattgefunden: Es gibt Thin Clients (Biblionetz:w00911), Server (Biblionetz:w00985) etc.

Ronny argumentiert nun, weder Server noch Thin Clients seien unabhängig von anderen Komponenten nutzbar, würden aber trotzdem als Computer bezeichnet:

Thin-Clients, die lediglich der Ein- und Ausgabe dienen. Um arbeitsfähig zu sein, „borgen“ sich Thin-Clients also den RAM, die Festplatte und die CPU eines Servers. Ist ein Thin-Client kein Computer?

Der Server wiederum hat weder Bildschirm noch Tastatur, Maus, Drucker, Joystick, Webcam, Headset oder Lautsprecher. Das „borgt“ sich der Server alles ganz dynamisch von den jeweiligen gerade angeschlossenen Thin-Clients. Ist ein Server kein Computer?

Daraus schliesst er, dass auch der Lernstick als Computer bezeichnet werden könne:

Genaus wie ein Thin-Client oder ein Server allein nicht sinnvoll einsetzbar sind, ist es auch ein lernstick nicht. Der lernstick muss sich von einem Wirtssystem RAM, CPU und Schnittstellen borgen. Ist ein lernstick (k)ein Computer?

Ich finde diese Diskussion auf mindestens zwei Ebenen sehr interessant: Zum einen habe ich als ausgebildeter Informatiker und Informatik-Didaktiker ein Interesse an der Definition und Interpretation von zentralen Begriffen der Informatik. Computer (Biblionetz:w00032) ist zweifelsohne ein zentraler Begriff der Informatik, also ist es auch relevant, was man darunter versteht.

Die zweite Ebene ist das Propagieren des Lernsticks als ideales Werkzeug für Schulen durch educa.ch Ich habe mehrere Jahre Schulen und Schulgemeinden bei der Beschaffung von ICT-Infrastruktur beraten und es liegt mir deshalb daran, dass Schulen, Schulgemeinden und Politiker nicht mit falschen Versprechungen verwirrt und unrealistische Erwartungen geschürt werden.

Theoretische Ebene: Was ist ein Computer?

Es existieren zahlreiche Definitionen des Begriffs Computer. Als erstes habe ich bei Wikipedia nachgeschaut:

Ein Computer oder Rechner ist ein Apparat, der Daten mithilfe einer programmierbaren Rechenvorschrift verarbeiten kann.

… und weiter unten etwas ausführlicher:

Ein Digitalcomputer besteht zunächst nur aus Hardware. Die Hardware stellt erstens einen so genannten Speicher bereit, in dem Daten portionsweise wie auf den nummerierten Seiten eines Buches gespeichert und jederzeit zur Verarbeitung oder Ausgabe abgerufen werden können. Zweitens verfügt das Rechenwerk der Hardware über grundlegende Bausteine für eine freie Programmierung, mit denen jede beliebige Verarbeitungslogik für Daten dargestellt werden kann: Diese Bausteine sind im Prinzip die Berechnung, der Vergleich und der bedingte Sprung (siehe bei Sprunganweisung). Ein Digitalcomputer kann beispielsweise zwei Zahlen addieren, das Ergebnis mit einer dritten Zahl vergleichen und dann abhängig vom Ergebnis entweder an der einen oder der anderen Stelle des Programms fortfahren. In der Informatik wird dieses Modell theoretisch durch die Turing-Maschine abgebildet; die Turing-Maschine stellt die grundsätzlichen Überlegungen zur Berechenbarkeit dar.

Für mich reduziere ich obige Definition als:

Computer = Speicher + Rechenwerk

wobei ich aufgrund meiner Informatik-Ausbildung tatsächlich die Turing-Maschine (Biblionetz:w00016) als Prototyp eines Computers im Hinterkopf habe. Eine ablaufende Dynamik, ein Mechanismus o.ä. ist in meiner Vorstellung eine absolut notwendige Eigenschaft eines Objekts, das als Computer bezeichnet wird. Lässt man diese Voraussetzung fallen, so verliert das Wort Computer viel an Bedeutung, weil dann jedes Koch-, Formel- oder Programmierbuch auch ein Computer wäre, weil ja darin ebenfalls Ablaufbeschreibungen zu finden sind.

Diese Interpretation des Begriffs wird meiner Ansicht nach auch gestützt durch die Etymologie des Begriffs Computer:

Der englische Begriff computer, abgeleitet vom Verb (to) compute (aus Lateinisch: computare = ‚zusammenrechnen‘), bezeichnete ursprünglich Menschen, die zumeist langwierige Berechnungen vornahmen, zum Beispiel für Astronomen im Mittelalter.
Quelle: Wikipedia

Ich habe bei meiner Recherche keine Definition des Begriffs Computer gefunden, bei der Berechnung und/oder Verarbeitung von Daten nicht konstituierender Bestandteil gewesen wäre. So auch bei den Definitionen im Biblionetz (Biblionetz:w00032):

wasisteincomputer-01.jpg

Warum ich so auf dieser Begriffsinterpretation herumreite? Mir ist es ein Anliegen, Grundkonzepte der Informatik zu vermitteln und Teil der Allgemeinbildung werden zu lassen. Dies bedingt aber unter anderem, das zentrale Begriffe der Informatik in ihrem Kern einigermassen einheitlich verwendet werden. Wenn auch ein reiner Datenspeicher als Computer bezeichnet wird, so trägt dies nicht zum Verständnis der Funktionsweise von Computern bei, im Gegenteil.

Schulpraktische Ebene: Was ist ein Computer?

Nun könnte man einwenden, obige theoretische Überlegungen hätten wenig mit der Schulrealität zu tun. Ich habe drei Jahre als Assistent an der ETH sowie vier Jahre als Co-Leiter des ICT-Kompetenzzentrums TOP in Solothurn Schulen bei Beschaffung und Betrieb von Computern in der Schule beraten. Für Schulen bzw. für Schulbehörden sind die Kosten der Ausstattung mit ICT ein zentraler Aspekt der Diskussion. In all den Jahren ging es immer wieder darum, den Schulen und Schulbehörden aufzuzeigen, dass sie nicht nur auf die reinen Beschaffungskosten achten dürfen, sondern die Gesamtkosten betrachten müssten, ein Konzept, das in der Wirtschaft unter Total Cost of Ownership (TCO) (Biblionetz:w00853) firmiert.

Schreibt educa.ch nun

Ein eigener Computer für jede Schülerin und jeden Schüler ist keine Vision mehr, sondern wird mit dem educa.Lernstick Realität.

so betreibt educa.ch damit Augenwischerei, denn für die Ausstattungsvariante "ein eigener Computer für jede Schülerin" wird neben dem Lernstick (=persönliche Daten und Programme) auch noch für jedes Schulkind ein Computer benötigt.

Der Lernstick ist genau so wenig ein persönlicher Computer wie es die Zugangsdaten zu einem Citrix-Server, einem Google-Docs-Konto oder einem Microsoft live@edu-Konto sind. Alle drei genannten Lösungen bieten eine mehr oder weniger persönliche Lernumgebung, benötigen jedoch noch einen Computer, damit gearbeitet und gelernt werden kann. (Während der Lernstick auch ohne Netzverbindung auskommt, benötigt die Citrix-Lösung mindestens noch Verbindung zum Citrix Server, die Google- und Microsoft-Lösung sogar Internet-Zugang.)

Den Lernstick als persönlichen Computer zu bezeichnen verletzt somit die TCO-Betrachtungsweise, indem ein Bestandteil eines Gesamtsystems genannt wird, während andere zur Nutzung ebenfalls notwendige Komponenten unerwähnt bleiben.

Da sich educa.ch als "Kompetenzzentrum für ICT im Unterricht" bezeichnet würde ich mir wünschen, dass educa.ch auch entsprechend kompetent formuliert und berät, statt in Marketing-Manier mehr zu versprechen als geboten wird und damit eher Verwirrung zu stiften als Unterstützung zu bieten.

Kommentare

Wir reiben uns eigentlich nur an der Formulierung "eigener Computer".

Du verstehst darunter die persönliche, untrennbare Gesamtheit von Hard- und Software. Im lernstick-Kontext sind Hard- und Software jedoch komplett entkoppelt. Sobald ich mich mit dem lernstick an irgendeinen Computer setze, ist es mein persönlicher Computer. Im lernstick-Szenario kannst du, solltest du vielleicht sogar, musst aber nicht für jeden Lernenden eigene, persönliche Hardware vorhalten. So kann auch mit weniger Computern als lernsticks jeder seinen persönlichen Computer haben, solange nicht alle SchülerInnen einer Schule gleichzeitig die Hardware in Anspruch nehmen müssen. Die Hardware ist im lernstick-Szenario ein frei austauschbarer, unpersönlicher, heterogener und nicht zwingend mobiler Pool. Der wichtige, persönliche und mobile Teil ist der lernstick.

Von daher halte ich die Aussage der educa für gerechtfertigt und deine Formulierungen von "Augenwischerei", "Marketing-Manier" und "Verwirrung stiften" für deutlich überzogen.

-- Main.RonnyStandtke - 23 Jan 2011 > Daraus schliesst er, dass auch der Lernstick als Computer bezeichnet
> werden könne:

Mensch Beat, du interpretierst schon wieder ziemlich schräg. In meinem Beitrag schrieb ich: "Natürlich ist er kein Computer...", also genau das Gegenteil von dem, was du behauptest...

-- Main.RonnyStandtke - 23 Jan 2011 Ronnys Aussage "Sobald ich mich mit dem lernstick an irgendeinen Computer setze, ist es mein persönlicher Computer." ist gut nachvollziehbar. Und doch störe ich mich - ähnlich wie Beat - am Werbespruch zum lernstick, der "ein personalisierter mobiler Computer" sein soll. Auch wenn ich es sinnvoll finde, dass die Kinder (und Jugendlichen?) dank der Open Source Software (inkl. Betriebssystem) auf dem lernstick eine Alternative zu MS und Apple kennen lernen, sehe ich nicht, inwiefern der lernstick zum sinnvollen, nützlichen, zeitgemässen persönlichen Gerät wird: mit dem lernstick im Sack oder in der Hand kann ich weder kurz vor der Präsentation noch etwas an der einen oder andern Folie korrigieren, noch kann ich unterwegs Wörtli lernen oder Reihen üben. Das Arbeiten mit dem Lernstick bedingt am Gerät jeweils einen Neustart -, wenn in der Schule nur wenig Geräte zur Verfügung stehen, wird Zeit, welche ein Benutzer/innen-Wechsel mit sich bringt, die Lehrpersonen nicht eben dazu animieren, die Kinder am Computer arbeiten zu lassen... Oder gibts dazu "Klassen-lernsticks".

Wo ich hingegen grosse Möglichkeit für den "lernstick" sehe, ist in seiner Anwendung als "prüfungsstick": (Fach-)Lehrpersonen können den prüfungsstick so configurieren (lassen), dass die Lernenden mit eigenen Laptops, nicht aber mit den Alltags-Einstellungen im Unterricht arbeiten, resp. eben Prüfungen (z.B. ohne Internetzugang) schreiben können.

-- Main.JacquelinePeter - 23 Jan 2011 > mit dem lernstick im Sack oder in der Hand kann ich weder
> kurz vor der Präsentation noch etwas an der einen oder
> andern Folie korrigieren

Wenn du ihn, wie vorgesehen, in ein Netbook, Notebook oder Desktop steckst, sollte das schon klappen... wink

> noch kann ich unterwegs Wörtli lernen oder Reihen üben

Dito, aber bitte nicht mit einem Desktop.

-- Main.RonnyStandtke - 24 Jan 2011 Hier nochmal eine kleine Zusammenfassung meinerseits: http://rostblock.wordpress.com/2011/01/24/interpretationen-einer-uberschrift/

-- Main.RonnyStandtke - 24 Jan 2011

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