Informatik und Schule: Fachspezifische und fachübergreifende didaktische Konzepte. 8. GI-Fachtagung Informatik und Schule INFOS99, Potsdam, 22.–25. September 1999

239 Pages·1999·10.42 MB·German

by  Werner Hartmann, Michael Näf, Peter Schäuble (auth.), Andreas Schwill (eds.)

Informatik aktuell
Herausgeber: W. Brauer
im Auftrag der Gesellschaft für Informatik (GI)
Springer
Berlin
Heidelberg
New York
Barcelona
Hongkong
London
Mailand
Paris
Singapur
Tokio
Andreas Schwill (Hrsg.)
Informatik und Schule
Fachspezifische
und fachübergreifende
didaktische Konzepte
8. GI-Fachtagung Informatik und Schule
INFOS99
Potsdam, 22.-25. September 1999
Springer
Herausgeber
Andreas Schwill
Lehrstuhl für Didaktik der Informatik
Universität Potsdam
Postfach 601553, D-14415 Potsdam
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Fachspezifische und fachübergreifende didaktische Konzepte / 8.
GI-Fachtagung Informatik und Schule, INFOS '99, Potsdam, 22. - 25.
September 1999. Andreas Schwill (Hrsg.). - Berlin ; Heidelberg ;
New York ; Barcelona ; Hongkong ; London ; Mailand ; Paris ;
Singapur ; Tokio: Springer, 1999
(Informatik aktuell)
ISBN-13: 978-3-540-66300-3
CR Subject Classification (1999): K.3
ISBN-13:978-3-540-66300-3 e-ISBN-13:978-3-642-60238-2
DOI: 10.1007/978-3-642-60238-2
Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999
Satz: Reproduktionsfertige Vorlage vom Autor/Herausgeber
SPIN: 10694762 33/3142-543210 - Gedruckt auf säurefreiem Papier
Vorwort
Die INFOS99-8. Fachtagung zum Themenbereich "Informatik und Schule", die vom
22.-25.9.1999 von der Gesellschaft für Informatik e.V. an der Universität Potsdam
durchgeführt wurde, setzte die erfolgreiche Reihe von Tagungen fort, die 1984 mit dem
Thema "Informatik als Herausforderung an Schule und Ausbildung" in Berlin begann.
Die Tagung, die sich diesmal dem Thema ,,Fachspezifische und fachübergreifende
didaktische Konzepte" widmete, richtete sich zum einen an Lehrerinnen und Lehrer an
Schulen und Hochschulen, die Aspekte des Themas theoretisch oder praktisch bearbei
ten. Sie wendete sich zum anderen an alle Interessierten, die sich im Bereich der Infor
mations- und Kommunikationstechnologien fortbilden und Erfahrungen austauschen
möchten.
Der Tagungsschwerpunkt lag auf didaktischen und methodischen Konzepten, die bei
der Vermittlung von informatikspezifischen Methoden und Denkweisen innerhalb des
Informatikunterrichts, der informationstechnischen Grundbildung, in anderen Fächern
aller Schulstufen an allgemein- und berufsbildenden Schulen sowie bei der Lehreraus-,
-fort- und -weiterbildung zum Einsatz kommen.
Den Schwerpunkt der Tagung bildeten Beiträge zu didaktischen Konzepten und me
thodischen Lösungen
• zur Vermittlung ausgewählter Informatikinhalte, u.a. durch lernunterstützende Sy
steme;
• zur Nutzung des Computers - auch des Internet - als Medium und Werkzeug inner
halb und außerhalb der Informatik;
• zu Aspekten der Informations- und Kommunikationstechnologien aus der Sicht des
Informatikunterrichts;
• bei der Einführung innovativer Unterrichtsformen unter Nutzung des Computers,
z.B. selbstbestimmtes Lernen, computergestützte Gruppenarbeit, Teleteaching.
Diese Aspekte wurden u.a. in Form von Hauptvorträgen, Tutorials, eingereichten Vor
trägen und Workshops behandelt. Posterpräsentationen, Industrieausstellung, Wettbe
werb, Länderforum, Praxisprogramm und Doktorandenforum rundeten die Tagung ab.
Als Hauptvortragende konnten renommierte Wissenschaftler gewonnen werden, die
aktuelle Strömungen der Informatik in kompakter Form darstellten:
• Dr. Werner Hartmann, Departement Informatik, ETH Zürich, zum Thema ,,Internet
in der Schule"
• Prof. Dr. Uwe Hübner, Fakultät für Informatik, TU Chemnitz, zum Thema
,,Netzwerktechnologien"
• Prof. Dr. Klaus Mainzer, Institut für Interdisziplinäre Informatik, Universität
Augsburg, zum Thema "Perspektiven der Wissensgesellschaft"
• Prof. Dr. Heinrich Müller, Fachbereich Informatik, Universität Dortmund, zum
Thema "Computergraphik und Visualisierung".
Zum Programm für eingereichte Vorträge wurden insgesamt 31 Beiträge angemeldet,
von denen das Programmkomitee in zwei Sitzungen 14 Beiträge zur Präsentation und
Veröffentlichung im Tagungsband angenommen hat.
VI
Im Tutorialprogramm, das traditionell vor allem der Fortbildung der Informatik
lehrkräfte dient, wurden acht halb-und ganztägige Kurse zu den Schwerpunkten Com
putergraphiklMultimedia, Java, Netzwerkadministration unter MacOS und LINUX,
Visuelle Programmierung und Projektarbeit über das Internet angeboten.
Hinzu kamen fünf Workshops zu den Themen IT-Berufe, Kryptologie, ITGIIKG,
Web-basierter Unterricht und zum Problem der Systembetreuung in der Schule.
Im Länderforum wurden länderspezifische Ansätze zum Informatikunterricht und zur
informationstechnischen Grundbildung präsentiert und diskutiert, im Praxisprogramm
bestand die Möglichkeit, kurzfristig aktuelle Unterrichtsvorschläge und -erfahrungen
vorzustellen; Anmeldungen dazu waren noch während der Tagung erwünscht.
Erstmalig fand auf der Tagung ein Doktorandenforum statt, um Doktoranden und
Examenskandidaten im Umfeld der Didaktik der Informatik die Gelegenheit zu geben,
ihre Arbeit vorzustellen, zu diskutieren und Anregungen einzuholen. Umgekehrt hatten
Gäste die Möglichkeit, Themen für Doktoranden und Examinanden zu skizzieren.
Weitere Informationen zur Tagung können im Internet unter der Adresse
http://www.didaktik.cs.uni-potsdam.de/INFOS99
abgerufen werden.
Wir danken den Förderern der Tagung
Universität Potsdam
LOGIN-Verlag, Berlin
SAP AG, Walldorf
für die freundliche Unterstützung. Unser besonderer Dank gilt dem Programmkomitee
für die effiziente Arbeit bei der Zusammenstellung des Programms sowie dem Organi
sationskomitee und den vielen hier nicht genannten Helfern für den großartigen Einsatz
bei der Vorbereitung und Durchführung der Tagung.
Andreas Schwill
Programmkomitee
Karl-Heinz Becker, Landesinstitut für Peter Hubwieser, TU München
Schule Bremen Karin Klein, Studienseminar Mön-
Götz Bieber, Ministerium für Bildung, chengladbach
Jugend und Sport Brandenburg Bernhard Koerber, FU Berlin
Volker Claus, Universität Stuttgart Wolfram Luther, Universität Duisburg
Uwe Dengier, Carl-Friedrich-Gauß- Sigrid Schubert, Universität Dortmund
Gymnasium Frankfurt (Oder) Andreas Schwill, Universität Potsdam
Hans-Ulrich Dönhoff, Heinz Nixdorf (Vorsitz)
MuseumsForum Paderborn Monika Seiffert, Amt für Schule
Steffen Friedrich, TU Dresden Hamburg
Organisationskomitee
Sabine Hübner Marco Thomas
Matthias Knietzsch Manuela Zeitner
Katj a Röttinger Peter-Uwe Zettier
Andreas Schwill (Vorsitz)
Inhal tsverzeichnis
Hauptvorträge
Effiziente und effektive Informationsbeschaffung im Internet - wie soll
man das unterrichten? ............................................................................. .
Werner Hartmann, Michael Näf, Peter Schäuble
Netztechnologien und Netzanwendungen - was bringt die Zukunft? ................ 16
UweHübner
Computernetze, Multimedia und virtuelle Realität:
Perspektiven der Wissensgesellschaft ......................... ........................... .... 31
Klaus Mainzer
Visualisierung, virtuelle Umgebungen und erweiterte Realität..... .......... ........ 42
Heinrich Müller, Andre Hinkenjann
Lehr- und lernunterstützende Systeme I
Anforderungen an lehrunterstützende Kooperationssysteme aus
kommunikationstheoretischer Sicht ......................................................... 58
Thomas Herrmann, Andrea Misch
Multimedia-gestützte Vorlesungen in einem interaktiven elektronischen
Hörsaal -Ansätze und Erfahrungen............ .... .... ...... ...... .. .. ........ ........ ....... 72
Heinz Ulrich Hoppe, Wolfram Luther, Werner atten, Frank Tewissen
Umgebungen für computerunterstütztes kooperatives Lernen in der Schule 86
Martin Wessner, Hans-Rüdiger Pfister, Yongwu Miao
Lehr- und lernunterstützende Systeme 11
Programmieren und Beweisen: Experimente mit dem
Programmverifizierer NPPV ................................................................... 94
Heinz Peter Gumm
Animation der semantischen Analyse ...................................................... 108
Andreas Kerren
VIII
Konzepte zur Aus- und Fortbildung
Infonnatische Bildung und Medienerziehung ............................................. 121
Annemarie Hauf-Tulodziecki
Ein (vorläufiges) Konzept für die infonnatische Grundbildung von
Lehramtsstudierenden ........................................................................... 130
Rene Marschall
Ein Konzept zur Fortbildung von Fortbildnern - Oder: Endet Fortbildung
in der Leere? ..... .. . . .. . . . . . .. .. . .. .. . . .. .. .. .. . .. . . .. .. . .. . . .. .. .. .. . . .. .. . . . . . .. .. .. .. . . .. .. .... 140
Bernhard Koerber, Ingo-Rüdiger Peters
Fachdidaktik I
Dekonstruktion von Informatiksystemen als Unterrichtsmethode - Zugang
zu objektorientierten Sichtweisen im Infonnatikunterricht ........................... 149
Thorsten Hampel, Johannes Magenheim, Carsten Schulte
Infonnatik als Pflichtfach an bayerischen Gymnasien ................................. 165
Peter Hubwieser
Grundkonzepte der Informatik und ihre Umsetzung im Informatikunterricht .... 175
Ludger Humbert
Fachdidaktik 11
Objektorientiertes Programmieren in der Schulpraxis .................................. 190
Klaus Füller
Landesschulversuch: Einjährige Berufsfachschule -Informatik -für
Realschulabsolventenl-innen - Aspekte einer beruflich-informatischen
Bildung ............................................................................................. 202
Bernhard Borg, Franz-Otto Wiehenstroth
Geheime Mitteilungen? - Ein Unterrichtsbeispiel zum Thema Kryptologie
in einem Leistungskurs Informatik ......................................................... 219
Sanna Nuttelmann
Effiziente und effektive Informationsb eschaffung
im Internet - wie soll man das unterrichten?
Werner Hartmann1, Michael Näf1, Peter Schäuble2
1 Departement Informatik, Eidgenössische Technische Hochschule, CH-8092 Zürich
2 Eurospider Information Technology, Schaffhauserstr. 18, CH-8006 Zürich
Zusammenfassung Die wachsende Bedeutung der Informationsbeschaf
fung im Internet ist unbestritten. Politiker werden nicht müde, auf die
Bedeutung der Datenautobahn für die Zukunft eines Landes hinzuweisen.
In den Schulen wird kräftig in Hard- und Software investiert (Net@Days,
Schulen ans Netz). Die im Ausbildungsbereich getätigten Investitionen
sind aber vielerorts bescheiden. Informationsbeschaffung wird gleichge
setzt mit der Bedienung eines Browsers und als kinderleicht eingestuft.
Die Praxis zeigt das Gegenteil: Das Suchen von Informationen im Netz
ist eine anspruchsvolle Aufgabe und bedingt eine grundlegende Ausbil
dung. Wir präsentieren die fundamentalen Ideen, das Konzept und die
Methoden eines Fortbildungskurses, der die langlebigen Konzepte der
Informationsbeschaffung in den Vordergrund stellt.
1 Inforrnationsbeschaffung - ein grosses
Aus bildu ngs bedü rfnis
In der heutigen Informationsgesellschaft gehören Strategien und Methoden für
das effiziente Suchen und Finden von Informationen zu den wichtigen Schlüssel
qualifikationen sehr vieler Erwerbstätiger. Es wird geschätzt, dass im Bürobe
reich rund 20% der Arbeitszeit mit Informationsverarbeitung verbracht wird.
In [4] finden sich die folgenden Angaben: "A recent study has shown that in
Europe white collar workers spend up to 20% of their time reading, writing,
storing, retrieving and otherwise processing written documents. This amounts
to 9.1 million man-years activity per year in Europe alone." Weiter wird aus
geführt, dass allein für die Informationsbeschaffung in Europa pro Jahr rund
eine Million Personenjahre im Bürobereich eingesetzt werden.
Suchen, Finden, Auswählen und Bewerten von Information ist seit langem
Gegenstand der Ausbildung auf fast jeder Schulstufe. In der Volksschule lernen
Kinder den Umgang mit alphabetisch geordneten Listen (z. B. Wörterbüchern,
Telefonbüchern, Nachschlagewerken). Der effiziente Umgang mit Kartenmateria
lien und Atlanten oder die Nutzung von Inhaltsverzeichnis und Index eines Fach
buches gehören ebenso zum Schulalltag wie das Lesen eines Zugfahrplans. Im
Laufe der weiteren Schulausbildung erfolgt meist eine Einführung in die Hand
habung von Bibliotheken: Recherchen in Bibliothekskatalogen nach verschiede
nen Kriterien wie Titel, Autorennamen oder Stichwörtern. Im Hochschulumfeld
kommen weitere Kompetenzen hinzu: Einsatz von Science Citation Indizes oder
Recherchen in Online-Datenbanken sind nur zwei Beispiele.
A. Schwill (ed.), Informatik und Schule
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999
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Mit dem neuen Medium Internet und den damit in Sekundenschnelle abrufba
ren Unmengen von Daten resultiert ein neues Ausbildungsbedürfnis im Bereich
"Informationsbeschaffung" . In fast allen Lebensbereichen wird die Informations
beschaffung im Internet zu einem Teil der Allgemeinbildung. Als Beispiele seien
aufgezählt:
- In der Schule hat der Lehrer als alleiniger Wissensvermittler ausgedient.
Schülerinnen und Schüler beschaffen sich die notwendigen Informationen je
länger desto mehr selber. Wie man diese Informationen beschafft, verknüpft,
hinterfrägt und bewertet, wird zu einem wichtigen Unterrichtsgegenstand.
Journalisten und Medienschaffenden steht mit dem World Wide Web eine
globale Datenbasis zur Verfügung. Protokolle politischer Behörden und Pres
semitteilungen sind meist schon vor einer Veröffentlichung in den herkömm
lichen Medien wie Zeitung oder Radio und Fernsehen über Internet im Ori
ginaltext verfügbar. Gefragt ist die Fähigkeit, in diesem Datendschungel die
wichtigen Informationen in kurzer Zeit zu lokalisieren.
- Gerichtsentscheide oder Patentanmeldungen werden zunehmend in digitaler
Form erfasst und gespeichert. Patentanwälte und Juristen müssen deshalb
Strategien kennen und Methoden lernen, um sich zu vorgegebenen Themen
eine umfassende, möglichst vollständige Übersicht zu verschaffen.
- Zunehmend finden sich alle neuen Forschungsresultate zuerst auf dem World
Wide Web. Forscherinnen und Forscher müssen deshalb in der Lage sein,
sich im Internet einen Überblick zu neuen Entwicklungen und Trends zu
verschaffen. Wer sich im Netz der Netze nicht auskennt, läuft allzuschnell
Gefahr, wichtige Erkenntnisse zu verpassen oder zu spät zu vernehmen.
Die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETHZ) bietet einen Fortbil
dungskurs "Informationssuche für Internet-Anwender" an, der sich an fortge
schrittene Anwender, die bereits über Erfahrungen im Umgang mit dem Inter
net verfügen, richtet. Die Kurse werden von unterschiedlichsten Berufsleuten
besucht: Vom "Internet-Polizisten" oder Datenschutzbeauftragten über Mitar
beiterinnen in ständigen politischen Kommissionen, Medienschaffenden, Ver
lagsmitarbeitern, Bibliothekarinnen hin zu Wissenschaftlern, Entwicklungsin
genieuren, Bankfachleuten, Marketing-Spezialistinnen, Ausbildungsverantwort
lichen oder Lehrerinnen. Sie alle verspüren offensichtlich ein grosses N achhol
bedürfnis, wenn es um Informationsbeschaffung geht. Es kann davon ausgegan
gen werden, dass der diesbezügliche Ausbildungsbedarf im Laufe der nächsten
Jahre noch zunehmen wird. Parallel wird der Ruf laut, dass fundierte Strategien
und Methoden zur Informationsbeschaffung zum Rüstzeug jedes Schulabgängers
gehören.
Wie könnte eine Ausbildung "Informationssuche für Internet-Anwender" aus
sehen? Welche langlebigen, von aktuellen Suchdiensten unabhängigen Inhalte
und Methoden sollten vermittelt werden? Welche didaktischen Gesichtspunkte
und Unterrichtsmethoden sollen dabei berücksichtigt werden? Trotz der unbe
strittenen Bedeutung für die Zukunft ist Informationsbeschaffung in elektro
nischen Medien nur vereinzelt ein zentrales Thema in der Ausbildung, und es
liegen noch wenig Unterrichtserfahrungen vor. Die New York Public Science,