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Informatikunterricht
Im Informatikunterricht erlernen die Schüler die Grundlagen der Informationstechnik (IT) und der Elektronischen Datenverarbeitung (EDV) sowie den …
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Grundidee und Bedeutung
Im Informatikunterricht lernen Schülerinnen und Schüler Grundlagen der Informationstechnik (IT), der Elektronischen Datenverarbeitung (EDV) und den sachgemäßen Umgang mit dem Computer. Zur fachlichen Grundlage gehört die Informatikdidaktik, also die Fachdidaktik des Fachs und ein Teil der Lehrerausbildung.
Der Umgang mit IT gilt heute nicht nur als Vorbereitung auf Beruf oder Studium, sondern als Teil der Allgemeinbildung. In diesem Zusammenhang wird häufig der Begriff Computerführerschein verwendet. Informatikunterricht soll deshalb sowohl praktische Fähigkeiten vermitteln als auch ein Verständnis dafür schaffen, wie digitale Systeme funktionieren und welche Folgen ihr Einsatz für Einzelne und Gesellschaft hat.
Zentrale Inhalte
Die Grundlage des Unterrichts bilden wichtige Begriffe und Methoden der Informatik sowie technische und theoretische IT-Grundlagen. Dazu gehören Hard- und Software, also die körperlichen Bestandteile eines Computers und die Programme, außerdem Grundprinzipien von Automaten, Algorithmen und Programmen. Ein Algorithmus ist ein genau beschriebener Lösungsweg für ein Problem. Automaten sind formale oder technische Systeme, die nach festen Regeln Zustände wechseln. Zur historischen Komponente gehört die Geschichte der Datenverarbeitung und der Computersysteme.
Ein erstes Lernziel ist der „sichere Umgang mit Standardsoftware zur schriftlichen Korrespondenz“. Dazu zählt vor allem die praktische Nutzung von Computerprogrammen im Alltag. Weitere zentrale Themen sind rechtliche Grundlagen zu Datensicherheit, Datenschutz und Urheberrecht. Datensicherheit meint den Schutz von Daten vor Verlust oder unbefugtem Zugriff; Datenschutz betrifft den Schutz personenbezogener Daten. Auch Informationsethik spielt eine wichtige Rolle, also die Frage, wie digitale Technik verantwortungsvoll genutzt werden soll.
Schülerinnen und Schüler sollen besonders zu Beginn auf Chancen, Gefahren und Risiken des Internets und vernetzter Rechenanlagen aufmerksam gemacht werden. Außerdem lernen sie Informationsmanagement: den zielgerichteten Umgang mit der Informationsflut elektronischer Medien, zum Beispiel durch Suchmaschinen und Datenbanksysteme. Weitere Themen sind Kriterien für gute Lernsoftware, Grundlagen des E-Learnings und Medienkompetenz. Medienkompetenz bedeutet, Medien sinnvoll, kritisch und sicher zu nutzen. Medienkritik gehört ebenfalls zum Informatikunterricht, wird aber auch fachübergreifend in vielen Fächern vermittelt.
Im weiteren Verlauf lernen die Schülerinnen und Schüler, Computer selbständig zu verwenden, eigene Programme zu schreiben und Webauftritte zu erstellen. Genannt werden objektorientierte Programmiersprachen wie Visual Basic, Scratch, Java, Object Pascal oder Gambas sowie Entwicklungsumgebungen wie BlueJ oder Greenfoot. Objektorientierung bedeutet, Programme mithilfe von Objekten und Klassen zu strukturieren. Webauftritte können mit HTML erstellt werden. Der Umgang mit Web und elektronischen Medien wird auch mit Blended Learning vermittelt, also einer Verbindung von Präsenzunterricht und digitalen Lernformen.
Deutschland und Standards
In Deutschland wird Informatik nicht in allen Bundesländern gleich unterrichtet. Je nach Bundesland, Schulform und Jahrgangsstufe ist Informatik Pflichtfach, Wahlfach oder Wahlpflichtfach. In Baden-Württemberg wurde ab dem Schuljahr 2018/2019 ein einstündiger Aufbaukurs Informatik in Klasse 7 eingeführt; außerdem gibt es unter anderem das Profilfach Informatik, Mathematik, Physik (IMP). In Bayern ist Informatik am Gymnasium Teil des Fachs Natur und Technik in Klasse 6 und 7 sowie in Jahrgangsstufe 11 ein eigenständiges Fach; an der Realschule gehört es zum Fach Informationstechnologie, und an der Mittelschule ist Informatik in allen Jahrgangsstufen einstündiges Pflichtfach. In Berlin und Brandenburg gibt es Informatik als Wahlpflichtfach in den Jahrgangsstufen 7–10 sowie Rahmenlehrpläne für die Oberstufe.
Andere Länder regeln den Unterricht über Bildungspläne, Rahmenlehrpläne, Kerncurricula oder Lehrpläne. Beispiele sind Hamburg mit Bildungsplänen für Stadtteilschule, Gymnasium und Oberstufe, Mecklenburg-Vorpommern mit Rahmenlehrplänen und einem Kerncurriculum für die Sekundarstufe II, Niedersachsen mit einem Kerncurriculum für alle Schulformen des Sekundarbereichs I und der Einführung von Informatik als Pflichtfach für die Schulstufen 8–10 ab 2023, Nordrhein-Westfalen mit Kernlehrplänen für verschiedene Schulformen, Rheinland-Pfalz mit Wahlfach und Wahlpflichtfach in der Sekundarstufe I sowie Grundfach und Leistungsfach in der Oberstufe, Sachsen mit Informatik als Pflichtfach in mehreren Bildungsgängen und Thüringen mit Informatik als Wahlpflichtfach.
Für die fachlichen Erwartungen veröffentlichte ein Arbeitskreis der Gesellschaft für Informatik 2008 die „Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule“ für die Sekundarstufe I. 2016 folgten Standards für die Sekundarstufe II, 2019 Standards für die Primarstufe. Damit wurden Grundsätze für alle Jahrgangsstufen beschrieben.
Im Primarbereich geht es um Inhalte und Methoden der Informatik, die zur allgemeinen Bildung gehören und schon Kindern zugänglich gemacht werden können. Die Entwicklung wird an der phänomenorientierten Informatikdidaktik ausgerichtet, damit Prinzipien der Informatik erfahrbar werden und an Erfahrungen aus der Lebenswelt der Kinder anknüpfen.
Für die Sekundarstufe werden unter anderem der Umgang mit Software, die Funktionsweise von Software, Grundlagen von Hardware und Prozessdatenverarbeitung sowie Softwareprojekte genannt. Dazu gehören Dateiverwaltung, Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, grafische Darstellung und vernetzte Informations- und Kommunikationssysteme. Weitere Inhalte sind algorithmische Probleme, Prozeduren, schrittweise Verfeinerung, digitale Informationsdarstellung, Codierung von Zahlen und Zeichen, logische Schaltungen, Von-Neumann-Architektur sowie Messen, Steuern und Regeln.
Für die Sekundarstufe II nennt der Artikel unter anderem Programmierumgebungen wie Delphi oder Java, objektorientiertes Modellieren mit Klasse, Objekt, Attribut, Methode, Geheimnisprinzip, Klassendiagrammen, Beziehungen zwischen Klassen, abstrakten Klassen und Polymorphie. Weitere Themen sind Datenstrukturen wie Schlange, Stapel, lineare Liste, Felder, Listen, Baumstrukturen, Binärbaum und binärer Suchbaum; außerdem Such- und Sortieralgorithmen, Netzwerkanwendungen, Netzwerkprotokolle, Client-Server-Anwendungen, Kryptographie, relationale Datenbanken, Entity-Relationship-Modell, Normalisierung in die 1. bis 3. Normalform, Relationenalgebra, SQL, Datenschutzaspekte, endliche Automaten und formale Sprachen.
Österreich und Schweiz
In Österreich ist Informatikunterricht Pflichtfach der 5. Klasse, also der 9. Schulstufe, an der AHS wie auch an Hauptschulen. An AHS kann Informatik außerdem als weiterführendes Wahlpflichtfach belegt werden. In BHS und BMS ist Informatik ebenfalls Pflichtfach, unter anderem in den Fächern Textverarbeitung (TXV) und Wirtschaftsinformatik (WINF).
Häufig gibt es in Österreich schulautonome Regelungen, zum Beispiel Informatik als Pflichtfach in der 3. Klasse AHS, also der 7. Schulstufe. Die Einführung eines Pflichtfaches Informatik in der Sekundarstufe I wurde lange diskutiert. Mit dem Schuljahr 2018/19 wurde die verbindliche Übung Digitale Grundbildung für alle Schulen der Sekundarstufe I eingeführt. Informatikunterricht gibt es in Österreich bereits seit 1985.
In der Schweiz wurde mit dem Lehrplan 21 der Lehrplan in 21 Kantonen der Deutschschweiz harmonisiert. Das Modul „Medien und Informatik“ beschreibt den Aufbau von Kompetenzen im Fachbereich Medien und Informatik für Kindergarten, Primarschule und Sekundarstufe I. Die Kantone können entscheiden, ob diese Kompetenzen in verschiedenen Fachbereichen, etwa im Mathematikunterricht, oder in einem eigenen Unterrichtsgefäß „Medien und Informatik“ erworben werden. Die meisten Kantone haben sich mindestens für die Sekundarstufe I für ein eigenes Gefäß entschieden.
Am 27. Oktober 2017 beschloss die Plenarversammlung der EDK, Informatik als obligatorisches Fach am Gymnasium einzuführen. Die Kantone erhielten dafür eine Übergangsfrist zur Umsetzung an ihren Gymnasien.
Materialien und Lehrerausbildung
Für den Informatikunterricht gibt es verschiedene Lehrmaterialien. Genannt wird die Lehrwerksreihe „Informatik“ in fünf Bänden aus dem Ernst Klett Verlag; Band 4 und 5 sind auf Stoffverteilungspläne des Informatikunterrichts in der Oberstufe abgestimmt. Der Oldenbourg Schulbuchverlag bietet ein umfassendes Lehrwerk mit Ausgaben für Bayern sowie Sachsen, Sachsen-Anhalt und Mecklenburg-Vorpommern. Der C. C. Buchner Verlag veröffentlichte zwei Lehrbücher mit dem Namen „Informatik“ für die deutschen Klassen 9 und 10 des G8. Im Cornelsen Verlag erschienen Lehrwerke der Reihe „Praktische Informatik“, abgestimmt auf Java oder Delphi, sowie „Informatik ab Klasse 7“ und „Informatik ab Klasse 9“ für die Sekundarstufe I. Der Schöningh Verlag veröffentlichte ein Lehrwerk für die Oberstufe zur Softwareentwicklung mit Greenfoot und BlueJ sowie einen weiteren Band zu Modellierung, Datenstrukturen und Algorithmen, der im Juli 2012 erschien.
Seit 2008 bietet das Pädagogische Landesinstitut Rheinland-Pfalz das elektronische Schulbuch „inf-schule“ unter einer Creative-Commons-Lizenz im Internet an. Die Zeitschrift „LOG IN“ erscheint seit 1981 mit Beiträgen zum Informatikunterricht und zur informatischen Bildung und berichtet über aktuelle Entwicklungen.
In Österreich ist die Ausbildung zum Informatiklehrer trotz der längeren Geschichte des Unterrichts erst seit dem Jahr 2000 etabliert. Der Studiengang Lehramt Informatik und Informatikmanagement ist an mehreren Universitäten möglich: Alpen-Adria-Universität Klagenfurt, Universität Salzburg, Universität Innsbruck, Universität Wien/Technische Universität Wien in Kooperation, Johannes Kepler Universität Linz und TU Graz.
