FachartikelInformatik und Ausbildung

Informatische Bildung im Primarbereich

Informatik hat die Gesellschaft und damit auch die Lebenswelt und den Alltag von Kindern durchdrungen. Diese Allgegenwart von Informatiksystemen wird immer spürbarer. Informatiksysteme in Spielsachen und zur Kommunikationsunterstützung haben die Kinderzimmer erreicht. Die direkte und indirekte Nutzung von Informatiksystemen durch die Kinder führt zu Erfahrungen, die das Leben der Kinder in vielfältiger Weise bereichern.

Wir können davon ausgehen, dass zukünftig immer mehr Informatiksysteme im Verborgenen arbeiten, sodass von den Betroffenen nicht erkannt wird, dass hinter einem Phänomen die programmgesteuerte Aktion eines Informatiksystems steckt. Neben gewünschten und erwartbaren Funktionen und Ergebnissen treten auch Phänomene auf, die oft unerklärlich bleiben oder zunächst unverständlich sind. Beispiele dafür sind gezielte Platzierung von Werbung durch Cookies oder die Verbreitung von Fake News in sozialen Medien durch Chatbots.

Es ist Aufgabe der Grundschule, die Fähigkeiten, Interessen und Neigungen der Kinder aufzugreifen und sie mit den Anforderungen fachlichen und fachübergreifenden Lernens zu verbinden. Eine bewusste Teilnahme am Leben in unserer Gesellschaft, aber auch die konstruktive Mitgestaltung der Lebenswelt, setzen zunehmend informatische Kompetenzen voraus.

Damit Schülerinnen und Schüler Probleme, die im Kontext von Informatiksystemen auftreten, durch eigenständige Lösungen bewältigen können, ist eine informatische Bildung unabdingbar. Informatische Kompetenzen sind nicht nur im Zusammenhang mit Informatiksystemen, zu denen auch »digitale Medien« gehören, hilfreich, sondern können auch in nicht-informatischen Kontexten verwendet werden. Dazu zählen unter anderem ein strukturiertes Zerlegen von Problemen wie auch ein konstruktives und kreatives Modellieren von Problemlösungen; im anglo-amerikanischen Raum wird dafür oft der Begriff computational thinking verwendet. Damit trägt Informatik wesentlich zur Allgemeinbildung bei.

Um Informatik für Kinder als kreativen Gestaltungsbereich fürs Problemlösen zugänglich zu machen, bedarf es einer altersgerechten Einbettung in den Primarbereich. Dies muss durch didaktisch gestaltete Fachkonzepte zur Erläuterung informatischer Phänomene erfolgen. Zur Umsetzung können erfolgreiche Elementarisierungsansätze anderer Fächer aus dem mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich hilfreich sein.

Geschlechtsbezogene Rollenbilder sind bei Kindern noch nicht festgelegt. Es besteht daher die Chance, bereits in jungen Jahren auch Mädchen für Informatik zu begeistern, wenn in dieser Entwicklungsphase informatische Kompetenzen gefördert werden können.

Die Ergebnisse internationaler Vergleichsstudien wie PISA oder ICILS führten in den vergangenen Jahren zu Diskussionen um grundlegende und vertiefen- de Kompetenzen aller Schülerinnen und Schüler, die im Rahmen einer Allgemeinbildung innerhalb der modernen Gesellschaft entwickelt werden sollen. Internationale Bestrebungen und curriculare Entwicklungen – insbesondere das im September 2013 veröffentlichte National Curriculum in EnglandComputing Programmes of Study für den Primarbereich– verdeutlichen Bemühungen zur Etablierung informatischer Bildung für alle Schülerinnen und Schüler in vielen europäischen Ländern. Die Strategie der Kultusministerkonferenz  »Bildung in der digitalen Welt« stellt Handlungsbedarf für das deutsche Schulwesen fest und expliziert sechs Kompetenzbereiche:

  • Suchen, Verarbeiten und Aufbewahren,
  • Kommunizieren und Kooperieren,
  • Produzieren und Präsentieren,
  • Schützen und sicher Agieren,
  • Problemlösen und Handeln,
  • Analysieren und Reflektieren.

Kompetenzen dieser Bereiche können ohne explizite informatische Grundlagen nicht erreicht werden. Beispielsweise wird im Kompetenzbereich »Problemlösen und Handeln« ausgeführt und ausdifferenziert: »Algorithmen erkennen und formulieren«.

Zusammenfassend zeichnet sich ein Handlungsfeld für frühe informatische Bildung ab, die auf einer fachlichen und einer fachdidaktischen Grundlage gestaltet werden sollte. Im Unterschied zu den weiterführenden Schulen ist die Frage der konkreten Umsetzung im Kindergarten, in der Kindertagesstätte und in der Grundschule nicht eindeutig mit der Einführung eines Schulfachs Informatik (wie etwa im Vereinigten Königreich oder in Slowenien) zu beantworten. Als wesentlicher Grund ist hier die Beschränkung der Anzahl der Fächer in der Grundschule zu nennen – so werden gesellschafts- und naturwissenschaftliche Fragen in vielen Bundesländern im Sachunterricht thematisiert.

Die Gesellschaft für Informatik e.V. (GI) weist eine lange Tradition in der Entwicklung von Empfehlungen zur informatischen Bildung auf. Der Empfehlung über Zielsetzungen und Lerninhalte des Informatikunterrichts (vgl. GI, 1976) kommt dabei eine zentrale Rolle zur fachlichen Fundierung des Informatikunterrichts im deutschsprachigen Raum zu. Der Gestaltung von Informatiklehramtsstudiengängen wurden 1987 die Empfehlungen zur Lehrerbildung im Bereich der Informatik gewidmet (vgl. GI, 1987). Den im Jahr 2000 verabschiedeten Empfehlungen für ein Gesamtkonzept zur informatischen Bildung an allgemein bildenden Schulen folgte im Januar 2008 die Empfehlung Grundsätze und Standards für die Informatik in der Schule – Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I (vgl. GI, 2000, und GI, 2008). Anfang 2016 wurde mit den Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe II eine entsprechende Empfehlung für die höhere Schulbildung beschlossen (vgl. GI, 2016). Die in dem vorliegenden Dokument enthaltenen Empfehlungen für die Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich stellen einen weiteren Baustein zur informatischen Bildung bereit. Damit liegt ein durchgängiges Konzept für eine zeitgemäße und fachlich fundierte informatische Bildung in Schulen vor.

Die hier genannten Empfehlungen finden Sie auf dieser Webseite.

Die von den Schülerinnen und Schülern zu entwickelnden Kompetenzen sind anschlussfähig vom Primarbereich bis zu den Sekundarstufen formuliert. Informatik in der Schule wird dem Muster der etablierten Bildungsstandards folgend durch Inhaltsbereiche (Was soll thematisiert werden?) und Prozessbereiche (Wie sollen die Schülerinnen und Schüler mit den Gegenständen arbeiten?) strukturiert. Die ausgewiesenen Prozess- und Inhaltsbereiche sind Ergebnis eines langjährigen Diskussionsprozesses der fachdidaktischen Gemeinschaft. Durch diese ausgewiesenen und etablierten Kompetenzen explorieren die Kinder in altersgemäßer Weise, wie Informatiksysteme arbeiten. Sie entwerfen und schreiben Programme, entwickeln kreative eigene Ideen und lernen problemlösende Strategien kennen. Dabei kommen z.B. altersgemäße und entsprechend gestaltete Mikrocontroller, programmierbares Spielzeug oder visuell anschauliche, blockbasierte Programmiersprachen zum Einsatz.

In dem vorliegenden Dokument werden die Kompetenzen für den Primarbereich ausgewiesen, die alle Schülerinnen und Schüler am Ende der vierten Klasse erworben haben. Um eine Durchgängigkeit informatischer Bildung über die verschiedenen Schulstufen bestmöglich zu unterstützen, wurde die Entscheidung getroffen, die durch die entsprechenden Empfehlungen für die Sekundarstufe I und II etablierten Inhalts- und Prozessbereiche auch für den Primarbereich zu übertragen. Für die Klassen 5 und 6, die in Berlin und Brandenburg Teil des Primarbereichs sind, sei auf die Empfehlungen für die Sekundarstufe I verwiesen (vgl. GI, 2008).

Im Unterschied zu den von der GI 2008 und 2016 vorgelegten Empfehlungen für Bildungsstandards enthält das vorliegende Dokument zunächst keine begleitenden Beispiele. Die Ausgestaltung und Evaluation unterrichtlicher Beispiele findet zurzeit statt, wird zu einer Reihe konkreter Unterrichtsvorschläge verdichtet und zu einem späteren Zeitpunkt ergänzend zu diesem Dokument veröffentlicht.

In dem vorliegenden Dokument werden Elemente der Fachsprache verwendet, die nicht nur Kindern wenig bekannt sind. Auch ist anzumerken, dass die Fachsprache an einigen Stellen mit der Alltagsverwendung nicht übereinstimmt (z.B. beim Begriff Automat). Informatische Bildung basiert auf einer sachgerechten Fachsprache. Abgesehen von dem Glossar in diesem Dokument (vgl. Abschnitt A.2) eignet sich in Zweifelsfällen das nebenstehende Fachlexikon (vgl. Claus u.a. 2006).

Der Beitrag ist das Vorwort aus der Entwurfsfassung für Empfehlungen der Gesellschaft für Informatik e.V. „Kompetenzen für informatische Bildung im Primarbereich“, die hier heruntergeladen werden kann.

Über den Autor:

Prof. Dr. Ludger Humbert leitet das Fachgebiet „Didaktik der Informatik“ an der Bergischen Universität Wuppertal und ist Leiter des Arbeitskreises „Bildungsstandards Informatik im Primarbereich“ des Fachausschusses „Informatische Bildung in Schulen“ (FA IBS) der Gesellschaft für Informatik e.V.