Informatische Ideen im Mathematikunterricht - Gesellschaft für ...

Systemorientierte Didaktik der Informatik — Sozio-technische Informatiksysteme als
Unterrichtsgegenstand?
deren Einfluss auf die Interaktion mit dem
System bzw. der Menschen untereinander.
Informationsverarbeitung Interaktion benötigt
äquivalente Prozesse innerhalb des technischen
Systemparts auf der Ebene der Formalismen.
Hier geht es z.B. um Algorithmen,
Informationsbeschaffung, Datenstrukturen
und Modellbeschreibungen etc.
Netzwerke Technische (Topologien, Client/Server-
Architektur, Protokolle) und soziale Perspektiven
der Vernetzung (soziale Gemeinschaften,
Kooperation, Kommunikation),
Normen, Regeln und Gesetze In Anlehnung an
das technologische Dreieck bestehende Zusammenhänge
von Informatiksystemen und
durch sie erzeugte Verhaltensnormen (z. B.
Netiquette), Regeln (z.B. Bedienungsanleitungen)
und Gesetze (z. B. Datenschutz).
Soziale und ethische Aspekte Weiter gefasste
Linse, die sich mit gesellschaftlichen Auswirkungen
von Informatiksystemen z.B. im
Sinne von Digitaler Ungleichheit, Globalisierung,
Rationalisierung, Ethik etc. beschäftigt.
Ist ein Unterrichtsthema aus einem der Anwendungsfelder
ausgewählt und für die Schüler
entsprechend ihren Erfahrungen situiert worden,
können die vier Sichten auf ein Informatiksystem
und die didaktischen Linsen als thematische Filter
dienen, um das Thema unterrichtlich weiter zu
konkretisieren. Der Unterrichtsgegenstand ist mittels
dieser Filter auf mögliche integrative Zugänge
zu informatischen Konzepten sozio-technischer
Informatiksysteme zu beleuchten. Hierbei ist es
durchaus sinnvoll, mehrere Filter für einen multiperspektivischen
Zugang einzusetzen. Im Sinne
eines Spiralcurriculums sollten jeweils unterschiedliche
Sichten, Filter und Anwendungsbereiche
gewählt werden, um den Schülerinnen und
Schülern den Aufbau einer kohärenten persönlichen
Wissensstruktur über Informatiksysteme zu
ermöglichen.
4.3 Methoden der Vermittlung
Wie schon oben erwähnt, findet die geforderte
Situierung von Lerninhalten beim Erkunden
von Informatiksystemen ihre Entsprechung in verschiedenen
konstruktivistisch orientierten Theorien
des Lernens. So betont beispielsweise die
Cognition and Technology Group at Vanderbilt
(1994), dass Lernszenarien problembasiert und in
authentischen Situationen ‘geankert’ sowie verschiedene
Lösungsmöglichkeiten beinhalten sollten.
Offene Lernumgebungen sollten exploratives
und kooperatives Lernen ermöglichen. Ähnliche
Forderungen werden von Jonassen (1999)
für das Lerndesign von explorativen, konstruktivistischen
Lernumgebungen erhoben. Vygots-
kys sozio-kulturelle Theorie betont die Bedeutung
sozialer Interaktion und des kooperativen Austausches
beim Wissenserwerb (Vygotsky, 1978).
Hung (2002) beschreiben den Aufbau von ‘Lerngemeinschaften’,
die ihre Lernprozesse weitgehend
selbstständig organisieren. Auf die sich verändernde
Lehrerrolle in derartigen Lernszenarien
verweisen Collins et al. (1999). Nach ihrem Phasenkonzept
des ‘Cognitive Apprenticeship Model’
steht der wachsenden Eigenverantwortlichkeit
der Lernenden im Verlauf eines andauernden
Lernprozesses ein Rückzug des Lehrers hin
zum Coach und Lernprozessberater gegenüber.
Schließlich betont die Cognitive Flexibility Theory
von Spiro (1992), dass den Lernenden unterschiedliche
Sichten auf den gleichen Lerngegenstand
ermöglicht werden sollte, um bei ihnen assoziatives
Denken zu fördern und durch die subjektive
Konstruktion themenbezogener Wissenszusammenhänge
eine höhere Qualität von Wissen
zu erreichen. Die Umsetzung dieser Anforderungen
an Lernprozesse in der Praxis des Informatikunterrichts
bedeutet hinsichtlich des methodischen
Vorgehens und der medialen Repräsentation
von Informatiksystemen einen Wandel in der
tradierten Unterrichtsmethodik.
Methodik des Informatikunterrichts orientiert
sich in Lerneinheiten, die die Erstellung von Teilen
eines Computerprogramms oder eines kompletten
Softwareprodukts zum Ziel haben, oft an
grundlegenden Vorgehensmodellen der Softwareentwicklung.
Einer Phase der Problemanalyse
und der Problemeingrenzung folgen Anforderungsdefinition,
Designentwurf, Codierung, Implementation
und Praxistest des Produkts. Diese
von einigen didaktischen Ansätzen favorisierte
unterrichtsmethodische Vorgehensweise der Konstruktion
von Software kann für den Informatikunterricht
als grundsätzlich geeignet angesehen
werden, da sie eine Reihe von lerntheoretischen
und lernpsychologischen Aspekten berücksichtigt.
Dazu gehören Konzepte, wie das der Handlungsorientierung
im Unterricht oder die Förderung
der Motivation der Schülerinnen und Schüler,
die durch das Erlebnis der Materialisierung einer
Idee — von dem theoretischen Entwurf hin
zum fertigen Softwareprodukt — exemplarisch
Kenntnisse über den Prozess der Gestaltung von
Informatiksystemen erlangen können. Allerdings
beinhaltet dieses unterrichtsmethodische Vorgehensmodell
auch eine Reihe von Mängeln:
• die Komplexität der in einer konstruktiven Phase
von den Schülern zu erstellenden Software
ist oft nicht hinreichend, um informatische Konzepte,
wie etwa das der Objektorientierung, hinreichend
verdeutlichen zu können.
• der Phase der Modellierung, deren Wichtigkeit
immer wieder betont wird (Hubwieser, 2000),
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