Das war's für heute.
Bis zum nächsten Mal.
Modellorientierung - Einstieg. Die Informatik ist reich an Modellen und
verführt den Prozess der Modellbildung auf ganz natürliche Weise, sodass als
Resultat dessen die Modellorientierung einen der etablierten didaktischen
Informatik didaktischen Ansätze darstellt.
Ein erster Einblick und Überblick über das, was Modellorientierung für
Schulinformatik sein kann und welche Perspektiven dort eingenommen werden,
bietet dieser Vortrag.
Die Didaktik, wie auch die Fachwissenschaft, ist auf der Suche nach Wesentlichem im Veränderlichen.
Es gibt eine riesige Fülle an Fakten, an fachwissenschaftlichem Wissen
und an verschiedenen Zusammenwirken unterschiedlicher informatischer Teilbereiche.
Ständig kommt etwas Neues hinzu.
Gerade für die Lehre ist es von entscheidender Bedeutung zu abstrahieren und das Wesentliche.
Versuchen, daraus zu extrahieren und um das Wesentliche im Veränderlichen zu erkennen und dadurch auch lehrbar zu machen.
Dieses Bestreben ist zeitlos und für die Informatik hat das bereits der Altdidaktiker Baumann in seinem beiden Didaktik-Lehrbüchern 1996 versucht.
und sieht vier Grundkategorien, um die Vielfalt der Erscheinung der Informatik zu erfassen.
Es sind dies Information, System, Modell und Programm.
Diese spannen ihm zufolge zusammen mit den grundlegenden informatischen Tätigkeiten des Formalisierens,
Automatisierens und Vernetzens ein die Informatik charakterisierendes "semantisches Netz" auf, wie er das nennt.
Mit diesen Begriffen lassen sich die Gegenstände der Informatik und die
Sichtweisen auf Informatik und insbesondere auf Informatikunterricht in
einer angemessenen Breite strukturieren und einordnen. Und das ist der
ausschlaggebende Punkt. Diese Abstraktionen helfen vor allem dem
eigenen Denken und dem Einordnen von Inhalten.
Die gelehrt werden sollen oder nicht, denn es ist ja immer eine Auswahlentscheidung zu treffen, was aus diesem Riesenfass an informatischem Wissen denn allgemeinbildend sein soll und von wem wie in welcher Form wann unterrichtet werden soll.
Dazu braucht man gewisse Strukturen und Baumann hat mit seinem simantischen Netz eine Möglichkeit vorgestellt.
Das wurde auch wieder aufgegriffen. Unter der didaktischen Perspektive der sogenannten
fundamentalen Ideen wurden diese drei grundlegenden informatischen Tätigkeiten,
also formalisieren, automatisieren und vernetzen, nach Schwill und Modrov auch
Master-Ideen genannt. Sie können als zentrale Konstituierende für
informatische Modellbildung angesehen werden.
Und so erfolgt die Einordnung in den Komplex der Modellorientierung als didaktischer Ansatz und der Modellbildung als Tätigkeit.
Da die Informatik so reich an verschiedenen Modellen, Modellketten und Modellumwandlung ist, werden Sie in Ihrer Ausbildung sicherlich eine ganze Reihe davon schon kennengelernt haben.
Beispiele sind Datenmodellierung, etwa für Datenbanken. Zustandsorientierte Modellierung, dann denken Sie an die Automaten in der theoretischen Informatik.
Objektorientierte Modellierung mit der objektorientierten Modellierung.
Programmierung, Funktionale, Modellierung, Interaktionsdiagramm und so weiter und so fort.
Dabei erfüllen Modelle unterschiedliche Funktionen.
Oftmals dienen sie als Zwischenschicht, um vom Problem zunächst auf eine informatisch sinnvolle Zwischenebene dem Modell zu kommen,
was nicht direkt implementierbar sein muss. Man arbeitet bewusst auf einer abstrakteren Ebene.
Dafür sind die Modelle besonders gut.
Und in der Regel dann nachgeschaltet und erfolgt eine Transformation, eine Modelltransformation
in so einer Art und Weise, die dann auch auf einer Zielplattform, sei es Programmen oder Datenbank oder etwas anderes, implementierbar ist.
Modelle haben also neben dem Original, der Vorlage, für das sie Modell sind, immer auch ein Ziel.
Besagte Modellbildung, die in der Informatik ganz generisch passiert, wird oftmals miteinander
verknüpft.
Es gibt verschiedene Modelle, die hintereinander geschaltet Ketten bilden, Modellketten und
ineinander transformiert werden, so dass man auf verschiedenen Hierarchien arbeiten
kann.
Und ein prominentes Beispiel, das sowohl in der Fachwissenschaft als auch an Schulen
in der Oberstufe insbesondere sehr einleuchtend ist und dann handdessen man diesen Ketten- und
Transformationsprozess sowie den Modellbildungsprozess an sich sehr gut erkennen und auch unterrichten
kann, sind die Datenbanken.
Auf ganz natürliche Weise passiert dann nämlich Folgendes, Sie haben irgendein Problem, treffen
die erste Modellentscheidung oder Modellierungsentscheidung, nämlich Sie wollen das Problem mit Hilfe
einer Datenbank lösen.
Das ist ja schon eine Entscheidung, die Sie treffen müssen.
Dann stellt sich die Frage, wie kann man das geeignet machen, mit welcher Modellart,
das ist das Entity Relationship Diagramm, das große Ähnlichkeit mit der Denkweise und der Notationsweise besitzt,
die aus der objektorientierten Modellierung bekannt ist.
Das ist eine kleine Anmerkung, wenn Sie an Schule unterrichten,
und dann...
haben Sie für gewöhnlich zunächst die Einführungen in die Programmierung und machen die Datenbanken irgendwann später, sodass die Klasse bereits vertraut ist mit der Denk- und Modellierweise, sodass die entity-relationship-Diagramme recht schnell von der Hand gehen.
Modellkette und Modelltransformation kommt jetzt ins Rennen, denn Sie können ein entity-relationship-Diagramm nicht direkt in eine Datenbank gießen.
Das ist das, was Sie brauchen.
Transformationen als relationale Modelle, gegebenenfalls gefolgt von Normalisierungen, was dann ja auch Modelltransformationen darstellt, so dass anhand des Beispiels Datenbanken, der für die Informatik typische Prozess der Modellkettenbildung und der Modellumwandlung sowie das Erfahren von Hierarchien auf ganz natürliche Weise aus dem Problem entstehenden Art und Weise
und Modellkette und Modellkette und Modellkette und Modellkette.
erfahren werden können.
Auch die Fachdidaktik hat sich in unterschiedlichsten Ausprägungen auf die
Modellierung gestürzt. Ein prominenter Ansatz, der die Modellbildung und die
unterschiedlichen Modellarten stark betont, stammt von Peter Hubwieser bis
2021 Professor an der TU München. Sein Ansatz
basiert im Wesentlichen darauf, das Modell in den Kern des Unterrichts zu stellen, aus
allem Möglichen ein Modell zu machen, also die Brille der Modellierung und der
Modellorientierung aufzusetzen und beispielsweise Dokumente für die
Unter- und Mittelstufe als Modelle zu betrachten.
In der Oberstufe führt er das dann durch die Modellarten fort, die von der
Hochschulausbildung bekannter sind, Datenmodelle, Zustandsmodelle, objektorientierte
Modelle und so weiter. Und vertritt die Position, dass die
Implementierung wenig bis gar nicht relevant ist für den allgemein
bildenden Unterricht.
Daran erkennen Sie, dass
einige Leute dem Modell einen nicht nur wichtigen, sondern ganz zentralen
Stellenwert in der Informatik Ausbildung zukommen lassen, auch in der allgemein
bildenden Schulausbildung. Tatsächlich hat dieser Ansatz praktische Auswirkungen
gehabt in Bayern. Es gibt verschiedene Schulbücher, auf die
dieser Einfluss gehabt hat. Er war mittendrin beteiligt.
Dass im Fach Informatik ein Pflichtfach wurde, in der SEC 1, in der Mittelstufe verankert wurde und auch als Abiturfach in der Oberstufe zur Verfügung steht.
Inwieweit seine recht stringenten Ansichten, was das Modell angeht, vor allen Dingen im Verhältnis zur Programmierung,
zum Zeitpunkt, wo Sie das hören, jetzt in Bayern noch aktuell sind, müssen Sie selber recherchieren.
Jedenfalls ist festzuhalten, dass ein Didaktiker mal praktische Auswirkungen auf die Schulwirklichkeit hatte, was nicht selbstverständlich ist.
Peter Hufwieser hat auch ein Didaktik-Lehrbuch geschrieben, in dem er seine Überlegungen ausformuliert.
Er hat sich in der Vergangenheit mit der Verwaltungsdienstversorgung ausgesprochen.