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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Grundlagen

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1. Lernpsychologische Fundierung

Zusammenfassung
Die Lernpsychologie untersucht menschliche Lernvorgänge. Sie bildet daher neben den Fachwissenschaften die wichtigste Bezugswissenschaft der Didaktik. An dieser Stelle kann allerdings nur eine kurze, schlaglichtartige Vorstellung ihrer wichtigsten Erkenntnisse erfolgen. Eine ausführliche Darstellung der Lernpsychologie aus unterschiedlichen Blickwinkeln findet man bei Anderson (1989), Lefrancois (1994) und Edelmann (1986).
Peter Hubwieser

2. Prinzipien didaktischen Handelns

Zusammenfassung
Aus den in Kapitel 1 skizzierten grundlegenden Erkenntnissen der Lernpsychologie kann man einige wichtige Prinzipien ableiten, die Lehrkräfte bei Planung und Durchführung von Unterricht beachten sollten. Die Darstellung folgt im Wesentlichen Seibert u. Serve (1992), denen in einer Reihe von Aufsätzen eine bemerkenswert systematische und ausführliche Erklärung der Prinzipien gelang.
Peter Hubwieser

3. Theoretische Ansätze der allgemeinen Didaktik

Zusammenfassung
Aus der Sicht eines aktiven Lehrers, der vom Schulalltag voll in Anspruch genommen wird, ist der Nutzen vieler Überlegungen aus dem Bereich der allgemeinen Didaktik oft nicht auf Anhieb erkennbar. Erst auf den zweiten Blick wird an vielen Stellen deutlich, wie sehr prominente Vertreter dieser Richtung wie Klafki oder Heimann unsere Auffassung von Sinn und Zweck der Unterrichtsplanung und -gestaltung geprägt haben. Deshalb sollen nun, bevor wir auf Aspekte der konkreten Unterrichtsplanung eingehen, einige der wichtigsten theoretischen Ansätze der allgemeinen Didaktik kurz vorgestellt werden. Eine ausführliche, kritische Darstellung der Ansätze findet sich z.B. in Peterßen (1982).
Peter Hubwieser

4. Unterrichtsplanung und -gestaltung

Zusammenfassung
Nach den vorausgegangenen theoretischen Überlegungen ist es nun an der Zeit, sich der Planung und Gestaltung praktischem Unterrichts zuzuwenden. Die Betonung soll dabei auf dem Bereich des Pflichtunterrichts an öffentlichen Schulen liegen.
Peter Hubwieser

Konzepte

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1. Informatische Bildung und Informatikunterricht

Zusammenfassung
Bevor wir unsere Vorschläge zur Gestaltung des Informatikunterrichts erläutern, müssen wir die zentralen Begriffe „Informatische Bildung“ und „Informatikunterricht“ klären. Dazu gehört auch ein Abriss der kurzen, aber wechselhaften Geschichte des Informatikunterrichts. Hierbei erheben wir allerdings nicht den Anspruch einer vollständigen Darstellung, wie sie von Baumann (1996) versucht wurde. Wir wollen lediglich ein solides begriffliches Fundament für unsere späteren Überlegungen zum Informatikunterricht legen.
Peter Hubwieser

2. Wozu Informatikunterricht?

Zusammenfassung
Bekanntlich lassen sich die geistige Aufnahmekapazität unserer Schüler sowie die gesamte für eine Schullaufbahn verfügbare Unterrichtszeit nicht beliebig erhöhen, weshalb die Einführung eines neuen Schulfaches zwangsläufig auf Kosten anderer Fächer gehen muss. Damit tritt das neue Fach „Informatik“ in Konkurrenz einerseits zu etablierten Fächern mit zum Teil jahrhundertelanger Unterrichtstradition, andererseits zu weiteren Wissenschaftsdisziplinen, die ebenfalls in die Stundentafeln unserer Schulen drängen. Um sich gegen diese Konkurrenten durchzusetzen, bedarf es einer überzeugenden Argumentationslinie. In diesem Kapitel wollen wir versuchen, eine solche Linie zu skizzieren.
Peter Hubwieser

3. Entwurf einer Unterrichtsmethodik

Zusammenfassung
Nachdem wir im ersten Kapitel geklärt haben, was wir unter Informatikunterricht verstehen wollen und im zweiten dargelegt wurde, warum dieser unserer Meinung nach eine unverzichtbare Komponente einer tragfähigen Allgemeinbildung darstellt, soll in diesem Kapitel nun eine geeignete Unterrichtsmethodik skizziert werden. Dies geschieht bewusst vor der Auswahl möglicher Lerninhalte, da die Beurteilung der Umsetzbarkeit dieser Inhalte stark von der geplanten Methodik abhängt. Überhaupt ist eine Abgrenzung zwischen dem Wie (der Methodik) und dem Was (den Lerninhalten) des Informatikunterrichts oft sehr schwierig. So stellt Modellierung und Simulation einerseits ein wichtiges methodisches Grundprinzip des Unterrichts dar, während andererseits gewisse Modellierungstechniken als zentrale Lerninhalte auftreten.
Peter Hubwieser

4. Die Lerninhalte

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wollen wir uns mit der Frage befassen, welche Lerninhalte zu einem zeitgemäßen Informatikunterricht gehören. Dabei soll weniger ein fester Katalog möglicher Themen als ein Verfahren zur Entwicklung eines solchen Kataloges vorgestellt werden. Gerade der Informatikunterricht benötigt auf seinem gegenwärtigen Entwicklungsstand ein solches Verfahren, um sich einerseits im Pflichtfachbereich gegen die starke Konkurrenz anderer Fächer durchsetzen und sich andererseits gegenüber der Medienerziehung abgrenzen zu können.
Peter Hubwieser

5. Ein Gesamtkonzept

Zusammenfassung
Nachdem wir im letzten Kapitel mit Hilfe des Grundschemas der Informationsverarbeitung eine Grundmenge möglicher Lerninhalte der Schulinformatik abgesteckt und den Schwerpunkt Modellierung ausführlich behandelt haben, wollen wir uns nun einer exemplarischen Umsetzung an einem Schultyp zuwenden. Es liegt nahe, dafür das Gymnasium auszuwählen, da es aufgrund seines (relativ) hohen intellektuellen Anspruchs und seiner langen Ausbildungsdauer den umfassendsten Katalog von Lerninhalten aufnehmen kann. Die anderen Schularten können naturgemäß nur Teile des gymnasialen Lernstoffs anbieten, die zusätzlich in Darbietung und Abstraktionsniveau an die veränderten Zielsetzungen angepasst werden müssen. Soweit es länderspezifische Vorgaben zu beachten gilt, orientieren wir uns an bayerischen Verhältnissen.
Peter Hubwieser

Unterrichtsbeispiele

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1. Anfangsunterricht in Informatik

Zusammenfassung
Es liegt nahe, unsere Folge von Unterrichtsvorschlägen mit dem gymnasialen Anfangsunterricht (oder Fundamentum, siehe Teil B, Abschnitt 5.2.1) zu beginnen, der allerdings (mehr oder weniger angepasst) auch in allen anderen Schularten vermittelt werden kann. Dabei geht es vor allem um die objektorientierte Modellierung gängiger Informatiksysteme mit besonderer Betonung der Datenstrukturen. Aus abstrakterer Sicht bearbeiten wir verschiedene Formen der Repräsentation von Information mit Hilfe von Grafiken, Texten, Dateien, elektronischer Post und Hypertext. Außerdem vermitteln wir einen ersten Einblick in die Struktur informationsverarbeitender Prozesse anhand der Bausteine von Algorithmen. All das geht handlungsorientiert und spielerisch vor sich: Die Schüler erstellen und bearbeiten Dokumente, Dateibäume oder Hypertextstrukturen zu altersgemäßen Aufgabenstellungen und analysieren dann das Ergebnis ihrer Arbeit mit Hilfe informatischer Konzepte.
Peter Hubwieser

2. Repräsentation von Information

Zusammenfassung
Nach dem im vorigen Kapitel besprochenen Fundamentum der 6. Jahrgangsstufe durchlaufen die Schüler einen Wahlpflichtbereich (siehe Teil B, Abschnitt 5.2.2), auf den wir hier nicht näher eingehen wollen, da die dort erworbenen Kenntnisse nicht als Voraussetzung für folgende Jahre angesehen werden dürfen. Als einzige Randbedingung ist einzuhalten, dass keine Modellierungstechnik aus dem späteren Pflichtfachbereich behandelt wird.
Peter Hubwieser

3. Datenmodellierung und Datenbanken

Zusammenfassung
Während wir uns in den vorausgegangenen Unterrichtssequenzen auf die Modellierung vorgegebener Informatiksysteme beschränkt haben, gehen wir jetzt zur Modellierung von Systemen aus dem Alltags- bzw. Berufsleben über. Dafür verwenden wir eine Reihe von Techniken, die jeweils einen speziellen Aspekt dieser Ausschnitte besonders betonen. Den Anfang macht die datenorientierte Modellierung mit Hilfe von Entity-Relationship-Modellen (kurz: ER-Modellen) in diesem Kapitel, die sich auf die statischen Aspekte der beschriebenen Systeme beschränkt und daher den Einstieg in die Modellierung erleichtert.
Peter Hubwieser

4. Zustandsorientierte Modellierung

Zusammenfassung
Nachdem wir uns im vorigen Kapitel ausführlich mit der statischen Modellierung von Datenstrukturen beschäftigt haben, wollen wir uns nun der Beschreibung von zeitlichen Abläufen mit Hilfe von Zustands-Übergangsdiagrammen zuwenden. Zur Simulation der Modelle greifen wir auf imperative Sprachen zurück, da sich diese wegen ihres (zustandsorientierten) Variablenkonzeptes besonders gut dafür eignen. Zudem vermittelt die imperative Programmierung am ehesten einen Einblick in die eigentliche „innere“ Arbeitsweise der Rechner auf der Ebene von Speicherzellen, Registern und Verarbeitungseinheiten. Da wir hier zwei der wichtigsten Kerngebiete der Informatik (Automaten und Programmierung) berühren, wollen wir besonders sorgfältig vorgehen und alle für das Verständnis notwendigen gedanklichen Schritte möglichst detailliert beschreiben.
Peter Hubwieser

5. Funktionale Modellierung

Zusammenfassung
Die bereits in Abschnitt 2.8 (siehe Abb. 2.7 und 2.8) zur Modularisierung komplexer Systeme eingeführten Datenflussdiagramme, wie sie auch zur Beschreibung der Funktionsweise eines Datenbankberichtes (siehe Abb. 3.5 in Abschnitt 3.3) verwendet wurden, greifen wir nun anhand eines einfachen Beispiels zur Datenverschlüsselung wieder auf und überlegen uns, wie man Modelle dieser Art simulieren kann. Dies führt uns auf das Funktions- bzw. Prozedurkonzept von Programmiersprachen, wozu wir im realen Unterricht möglichst die bisher benutzte Programmiersprache weiter verwenden. Um dem Leser eine alternative Implementierungsplattform vorzustellen, wollen wir in diesem Buch dagegen eine makroprogrammierbare Tabellenkalkulation benutzen.
Peter Hubwieser

6. Objektorientierte Modellierung

Zusammenfassung
Eine eingehende Besprechung aller wichtigen didaktischen Aspekte der Objektorientierten Modellierung würde vermutlich ein eigenes Buch füllen. Deshalb wollen wir uns hier darauf beschränken, die im Kontext unseres Gesamtvorschlages relevanten Aspekte dieser Modellierungstechnik herauszustellen, zumal die Schüler bereits im Fundamentum (siehe Kapitel 1) und u.U. auch anlässlich der datenorientierten Modellierung (in Kapitel 3) bereits von Klassen, Instanzen und Methoden gehört haben.
Peter Hubwieser

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