Pflichtfach Informatik? Ein Streitgespräch.

Informatikunterricht? Muss das sein..!?

Immer wieder tobt eine Debatte über verpflichtenden Informatikunterricht – Realität ist er aber nur in drei Bundesländern. Verpasst Deutschland beim Computerunterricht eine große Chance? Was ist eigentlich zeitgemäßer Informatikunterricht und… braucht man Programmieren wirklich? Maik Riecken und Jan-Martin Klinge streiten.

Klinge: Maik, du schreibst auf deinem Blog, dass du die Fächer Deutsch und Chemie an einem Gymnasium in Niedersachen unterrichtest. Was hast du mit Informatik zu tun?

Riecken: Nichts Formales, d.h. ich habe weder eine Fakultas dafür oder noch irgendeinen „offiziellen“ Kurs auf der Uni dazu besucht. Mit 14 Jahren habe ich meinen ersten Computer bekommen – einen Amiga500. Darauf habe ich eigentlich fast nur gedaddelt, aber auch erste Gehversuche mit AmigaBasic gemacht. Das war schon was, weil man sogar eine GUI mit Maus hatte und mit AmigaBasic programmieren konnte. Später habe ich dann sogar Dinge in Assembler versucht – angeregt durch die damals schon sehr aktive „Demoszene“ und die Begrenztheit der Hardware – allerdings habe ich es nie geschafft, meinem Kumpel das versprochene Intro zu programmieren – das ist heute noch so ein geflügelter Spruch zwischen uns: „Maik, wo bleibt mein Intro?“ In Kiel gab es später zu PC-Zeiten dann eine Keimzelle der deutschen Linuxszene mit einem monatlichen Stammtisch – von da an ging es ab mit Serverdiensten, Shellscript, MySQL usw.

Klinge: Assembler? Shellscript..?! Ich verstehe nur die Hälfte. Aber der spielerische Aspekt ist mir geläufig: Mit meinen Freunden haben wir in den 90ern Computerspiele mittels HEX-Editor zerlegt und verändert. Wir sahen den Matrix-Code schon lange vor dem Film – aber das war alles Freizeit und Spiel. Ist Informatik an deiner Schule ein Pflichtfach?

Riecken: Nein. Schülerinnen und Schüler können das Fach in der Klasse 10 belegen, wenn sie in der 11. Klasse eine Naturwissenschaft durch Informatik ersetzen wollen. Dann müssen sie dort mindestens ein halbes Jahr „durchhalten“. In Niedersachsen kann jeder Lehrer bis zur Jahrgangsstufe zehn qua Amt alles unterrichten – ich z.B. Informatik. Da schließt sich dann der Kreis.

Klinge: Nun, dann sehe ich mich in der Position vieler Eltern oder auch fachfremder Kollegen: Wenn ich an meinen eigenen Informatikunterricht denke, erinnere ich mich an dunkle Computerräume und erste Programmierversuche in qbasic. Mal ehrlich – nichts, was ich da gelernt habe, hat mir je geholfen. Das war Zeit totschlagen. Für mich ist Informatikunterricht überflüssig.

Riecken: Bei mir war es technologisch noch steinzeitlicher. Ich habe auf einem Apple II gelernt – mit Bernsteinmonitor. Ich meine, das war Pascal oder auch ein Basicdialekt. Es war aber eine unglaubliche Faszination zu spüren – und ein Pioniergeist. Textadventures selbst gestalten, Nadeldrucker ansteuern, Floppydisks organisieren (die Floppy ist heute immer noch das Symbol zum Speichern in den meisten Anwendungen).

Klinge: Schaue ich mir meine zweijährige Tochter an, dann kann sie auf dem Tablet die Displaysperre überwinden, verschiedene Apps starten und in ihrem Lieblingsspiel, Dora Explorer, Puzzle lösen, malen und mit den Figuren interagieren. Ich habe in dem Alter Sand gegessen. Oder Erde. An guten Tagen beides.
Ich will damit sagen, dass Kinder heute von früh auf mit Technologie umzugehen lernen – wozu braucht es da Informatikunterricht?

Riecken: Dann erschließt sich deine Tochter ihre Welt in diesem Bereich medial vermittelt. Sie lernt Interfaces zu bedienen, aber eigentlich nichts über Technik dabei. Da zudem auf Wischgeräten vieles leicht ist – selbst kreativ sein kann man da „ganz einfach“ (im Rahmen dessen, was der jeweilige Programmierer unter Kreativität versteht), kann die haptische Auseinandersetzung mit der Welt dagegen gerne schonmal als mühevoll erlebt werden. Es hängt sehr stark vom Elternhaus ab, ob die Wischgeräte als „Shut-up-Toy“ eingesetzt werden, oder ob ein Ausgleich geschaffen wird und Kinder auch erleben dürfen, dass sie anderswo scheitern und immer neue Strategien entwickeln müssen. Kinder erfahren die Welt mit ihren Sinnen. Geräte sprechen immer nur einen Ausschnitt der Sinne an.

Klinge: Nun, meine Informatikerfahrungen sind offensichtlich antiquiert – was beinhaltet das Fach heutzutage?

Riecken: Ich sage immer, dass Informatik das einzige Fach ist, bei denen ich Schülerinnen und Schüler beim Denken bzw. Ihren Denkschritten zuschauen kann. Eigentlich geht es im Kern oft darum, ein Problem in handhabbare Teilprobleme zu zerlegen. Ich habe in diesem Jahr mit meinen Schülern (sorry, war ein reiner Jungenkurs) viel zum Thema Passwortverschlüsselung gemacht. Aufhänger waren die unzähligen gestohlenen Passwortdatenbanken im letzten Jahr (Yahoo, LinkedIn etc.). Die Schüler wissen jetzt z.B. warum ein Passwort eine gewisse Länge und Komplexität haben sollte und dass eine sichere Passwortspeicherung unmöglich ist, sondern allenfalls eine, die Angriffen eine zeitlang standhält. Dann kann man noch darüber sinnieren, warum selbst große Internetfirmen die Grundregeln bei der Passwortspeicherung nicht befolgen usw. – und schon ist man ganz schnell bei betriebswirtschaftlichen oder gar ethischen Fragen. Reine Medienkompetenzvermittlung ohne informatischen Hintergrund ist in diesem Feld eine reine Blackbox: „Mach dein Passwort lang und komplex!“ „Häh? Warum? Unbequem. Gibt doch ’ne App!“

Klinge: Umgekehrt begegnen mir in der Schule oft Jugendliche, die mit 13 Jahren noch den Ein- und Ausschalter am Computer suchen und überhaupt keine Erfahrung mit einem stationären Computer haben. Diesen Kindern fehlt jede Grundlage – ihnen Programmieren beizubringen scheint herausfordernd – die müssen doch eher lernen, mit Office Programmen umzugehen. Die bräuchten eher einen Schreibmaschinen-Kurs. Wie begegnest du diesem Spagat?

Riecken: Da gibt es heute ganz tolle Ansätze – das Problem haben wir ja nicht nur in Deutschland. „Unplugged“ beginnen, über Klickibunti (z.B. auf code.org) Grundkonzepte erlernen und dann erstmal quasi per „Online-App“ erste Formalisierungen machen. Dafür braucht es anfangs nur einen Browser und die Dateien finden sich auch immer wieder an, da die App alles erledigt. Dann Schritt für Schritt Richtung Dateisystem und Selbstorganisation gehen, bevor man dann komplexere Dinge anfasst – meist aber eher sowas wie die Steuerung von Modellen oder Robotern – dann sieht man auch einen Effekt seiner Codezeilen. Im Zusammenspiel von Mechanik und Software braucht man dann Fehlersuchstrategien, die bei manchen Programmieransätzen besser als bei anderen greifen. So entstehen nach und nach sehr vielfältige Anforderungs- und Arbeitsszenarien.
Die Idee, dass Informatik etwas mit Technologie zu tun hat, halte ich für falsch. Es gibt genug Beispiele dafür, dass Informatikunterricht vollkommen ohne Technologie („unplugged“) funktionieren kann, etwa wenn ich die Lerngruppe Ideen entwickeln lasse, mit welchen Strategien Menschen z.B. nach der Größe sortiert werden können. „Programmieren“ heißt dann schlicht „nur“, diese Strategie zu formalisieren – einfach in ganz normaler Sprache, später in formalisierter – das hilft sogar später beim Deutschaufsatz. Aber im Kern geht es gar nicht darum, sondern um die Konzepte, die z.B. einen Taschenrechner funktionieren lassen.

Klinge: Nun, das klingt sicher für den ein oder anderen spannend – aber letztlich haben doch wenig Schüler ein Interesse daran, eine weitere Fremdsprache zu lernen: Ob das jetzt französisch ist oder Java oder die Grundlagen von Programmen. Als Lehrer leide ich jetzt schon unter dem vollen Plan und der wenigen Zeit. Ein weiteres Fach… Die Kinder haben doch keine Zeit mehr Kinder zu sein.

Riecken: Informatik ist keine Sprache. Informatik ist nicht Programmieren! Wenn wir den Bogen da konsequent weiter spannen: Was ist denn mit Fächern wie Mathe, Chemie, Latein? Lassen wir uns als Gesellschaft davon leiten, ob ausreichend viele Schülerinnen und Schüler Interesse dafür aufbringen (wollen) oder ob Lehrkräfte darunter leiden? Gerade Latein – dieses tote Ding? Ich glaube, dass sehr viele Schülerinnen und Schüler unter diesen Fächern durchaus leiden. Trotzdem diskutieren wir nicht über deren Abschaffung, oder ob diese Fächer frei gewählt werden dürfen. Wenn es damals nach mir gegangen wäre, hätte ich Englisch sofort abgewählt. Heute ist diese Sprache für mich unglaublich wichtig geworden. Latein hingegen hat für mich nur eine sehr geringe Bedeutung. Ich weiß, dass man mir unterstellen wird, mich für einen Kanon einzusetzen, das neue Lernen nicht verstanden zu haben. Wenn ich heute in die Welt schaue, sehe ich kaum Berufe, die ohne digitale Kompetenzen sinnvoll längere Zeit auszuüben sind. Ich sehe weitergehend digitalisierte Zahlungsvorgänge, weitgehend digitalisierte Verwaltungsprozesse – auch in Deutschland – allen Unkenrufen zum Trotz. Ich lese Aussagen von schlauen Leuten in schlauen Feuilletons und denke oft genug: „Was für ein Depp!“ – auf Anwenderebene mag man wohl auf einen recht oberflächlichen Niveau Dinge kommentieren und werten können – eine Ahnung von den technischen Möglichkeiten ist oft nicht einmal in Sicht ohne Grundlagen der Datenverarbeitung zu kennen.

Klinge: Hast du ein konkretes Beispiel?

Riecken: Das smarte Haus ist ein Paradebeispiel für mich. Ein Haus ist ja etwas, in dem man länger lebt. Es gibt zurzeit unzählige Gadgets und Spielzeuge, um das Leben in Eigenheim bequemer zu machen: Elektronische Schließsysteme, Heizungsregelungen, Beleuchtungsartikel, schaltbare Steckdosen, Alarmanlagen etc.. Das Wenigste ist zueinander kompatibel (oder man benötigt spezielle Zwischengeräte, die doch wieder eine Menge Wissen erfordern) und kaum eine Lösung ist so langlebig, dass Updates der Firmware auch über längere Zeit gewährleistet wären. Damit ist das Haus oft in kürzester Zeit ohne Zutun des Besitzers manipulierbar. Die Alternative ist, sich immer wieder neue Gadgets mit den immer wieder gleichen Problemen zu kaufen oder von Anfang an auf Systeme zu setzen, die auf dem ersten Blick viel mehr kosten, auf lange Sicht jedoch sowohl softwaretechnisch als auch konzeptionell und von Zusammenspiel der Komponenten her überzeugen. Mit informatischer Bildung wüsste man in Grundzügen, wie ein Produkt, welches möglichst lange eingesetzt werden soll, prinzipiell designed sein sollte (bei Handwerkszeug und Messern weiß man das ja im Prinzip auch). Und man wüsste, was „kosteneffektiv“ ist und was innerhalb weniger Monate auf irgendeiner Müllhalde in Afrika landen wird – weil z.B. die zugehörige App für das neue Smartphone nicht mehr entwickelt wird.

Klinge: Ich muss gestehen: Das kann ich komplett nachvollziehen.

Riecken: Und, klar kann ich die Welt einfach so benutzen – auch ohne Biologie, ohne Chemie oder Physik und Mathe. Aber irgendwas fehlt dann vielleicht. Und ein recht neuer Teil von Welt scheint mir dann doch der digitale Raum zu sein. Informatik ist die Grundlagenwissenschaft dieses Raumes. Kommen nicht viele politische Regulierungslücken auch durch Unwissen und sehr leichte Beeinflussbarkeit der Verantwortlichen?

Klinge: Auch das kann ich nachvollziehen. Umgekehrt drängt die Wirtschaft darauf, ein gleichnamiges Fach verpflichtend überall einzubinden. SoWi, Erdkunde.. es gibt einen gewaltigen Fundus an Dingen, die wir unsere Kinder gerne lehren möchten. Wo soll man da beschneiden?

Riecken: Wie haben wir als Gesellschaft eigentlich „entschieden“, was wir in Deutsch oder Geschichte „lehren“? Auch darüber lässt sich trefflich streiten. In der Tat ist es ein immenses Problem, wenn die Wirtschaft Inhalte informatischer Bildung bestimmt. Im Falle von Informatik hat dieses „Drängen der Wirtschaft“ deswegen einen Geschmack, weil wir Einflussnahme vermuten und gleichzeitig oftmals keine Ideen haben, was denn da gelehrt werden soll – denn das würde informatische Kompetenzen ebenso erfordern wie medienethische Fragestellungen – Physikunterricht über Atomenergie dürfte in den 70ern anders ausgesehen haben als heute. Der chemischen Industrie werfen wir das Fach Chemie auch nicht vor, eben weil es da Strategien gibt, lobbyistische Tendenzen mehr oder weniger effektiv zu kompensieren. Mit reinem Anwenderwissen wird das im Bereich Informatik eher weniger gut klappen. Ich halte es da mit Günter Dueck: „Man muss nicht überlegen, was man für Informatik denn wegstreichen sollte – das muss man eben auch noch machen!“ Weil die Welt sich eben dahingehend ändert, dass sie komplexer und digitaler wird.

Klinge: Ganz konkret: Findest du, alle Schüler sollten grundsätzlich Informatikunterricht erhalten?

Riecken: Ja.

Klinge: Warum?

Riecken: Weil zukünftig Dinge wie Teilhabe, Souveränität und neutrale Informationsbeschaffung immer mehr von informatischen Kompetenzen abhängig sein werden. Ich hätte aber auch kein Problem damit, wenn das nicht so kommt. Dann wechsle ich halt die Seiten und verdiene ganz viel Geld mit der informatischen Unmündigkeit großer Teile der Gesellschaft. Angesichts der Entwicklung der Altersvorsorge auch keine schlechte Perspektive :o)…

Klinge: Nun, zumindest mein Bild von Informatikunterricht ist nun nicht mehr so antiquiert wie vorher! Mir fällt nichts kritisches mehr ein, aber vielleicht mag der ein oder andere Leser sich in den Kommentaren noch dazu äußern – ich danke dir erstmal für dieses Gespräch!

Medienbildung und Informatik

Folgende Aufgaben haben Programmieranfänger von mir nach ca. vier Einheiten Python bekommen. Das Beispiel zeigt – finde ich – ganz gut, dass Medienkompetenz und Informatik sich sehr gut ergänzen können, teilweise vielleicht sogar einander bedingen. Das Problem der Passwortlänge und dem Passwortaufbau wird hier bewusst nicht angesprochen, weil das programmiertechnisch etwas anspruchsvoller ist. Das kommt dann in der Folgestunde.
Weiterhin ist natürlich auch das sha-2-Verschlüsselungsverfahren moderneren Entwicklungen wie z.B. pbkdf2 weit unterlegen, aber auch programmiertechnisch wesentlich beherrschbarer. sha512 ist schon ganz ok, auch wenn heutige Grafikkarten ca. 200 Millionen Schlüssel pro Sekunde berechnen.

Kryptografie

Immer wieder hörst du davon, dass bei großen Anbietern Datenbankinhalte gestohlen werden. In dem Artikel steht allerdings nichts davon, dass Passwörter gestohlen werden, sondern Hashes. Heute wirst du lernen, dass du jetzt schon ganz einfach viel besser sein kannst als LinkedIn und das mit nur ganz wenigen Codezeilen in Python.

Um alles möglichst gut zu verstehen, musst du auf jeden Fall die beiden oben verlinkten Artikel lesen oder wenigstens überfliegen.

Aufgabe 1:

Nimm eines deiner Passwörter und lasse folgendes Programm laufen (z.B. auf https://try.jupyter.org ).

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# wir weisen Python an, Kryptografiefunktionen zu laden
import hashlib
# wir fragen nach einem Passwort
crypted_phrase = input()
# Und geben den Hash des Passworts als MD5-Hash aus
print("Hash is:")
print(hashlib.md5(crypted_phrase.encode('utf-8')).hexdigest())

Nimm jetzt den Hash und kopiere ihn auf diese Seite. Nach Eingabe der Sicherheitsabfrage (reCaptcha) kannst du schauen, ob der Hash deines Passworts bereits bekannt ist (Wenn du das Verfahren mit dem Passwort „12345678“ durchführst, wirst du sehen, dass das „geknackt“ wird.

Wiederhole das Verfahren mit einem deiner Passwörter und folgendem Programm (mit „12345678“ klappt es! – auch mit deinem Passwort?):

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# wir weisen Python an, Kryptografiefunktionen zu laden
import hashlib
# wir fragen nach einem Passwort
crypted_phrase = input()
# Und geben den Hash des Passworts als MD5-Hash aus
print("Hash is:")
print(hashlib.sha512(crypted_phrase.encode('utf-8')).hexdigest())

Wenn dein Passwort auch im zweiten Fall „geknackt“ wurde, hast du ein Problem, wenn du Opfer eines Datenbankdiebstahls wirst. Auch dein Anbieter wird nur Hashes in einer Datenbank speichern.

Informiere dich jetzt über den Unterschied zwischen dem md5- und dem sha512-Verschlüsselungsverfahren. Python kann folgende Verfahren „von Natur aus“: md5, sha1, sha224, sha256, sha384, sha512.

Aufgabe 2:

Das Problem ist schon lange gelöst – mit nur wenigen Codezeilen mehr. Informiere dich über den Begriff „Salt“ in Verbindung mit Hashes.

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import hashlib
# Statt "somestring" kannst bzw. solltest du möglichst wirres Zeug hier reinschreiben
salt = "somestring"
crypted_phrase = input()
salted_password = crypted_phrase + salt
print(hashlib.md5(salted_password.encode('utf-8')).hexdigest())

Wenn du jetzt versuchst, den Hash cracken zu lassen, klappt das nicht mehr, weil ein sogenanntest „salt“ (Salz) zum Passwort hinzugefügt wird. Bei unserem Programm verwendet jedes Passwort jedoch den gleichen Salt.

Auch dafür gibt es eine Lösung:

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import hashlib, uuid
# Python schreibt nun für dich wirres Zeug hier hinein
salt = uuid.uuid4().hex
crypted_phrase = input()
salted_password = crypted_phrase + salt
print(hashlib.md5(salted_password.encode('utf-8')).hexdigest())

Hätten LinkedIn und andere die Benutzerpasswörter mit einem sicheren Algorithmus (z.B. sha512) gehasht und mit einem Salt versehen, wäre der Diebstahl der Datenbanken nicht so ein großes Problem, da es sehr lange dauern würde, die Passwörter aus den Hashes zu errechnen.

In der Praxis speichert man die Salts im Klartext zusammen mit den Hashes, meist durch ein Trennzeichen abgesetzt. Du kannst ja einmal überlegen, warum das kein Problem darstellt.

Aufgabe 3:

Schreibe folgende Programme

  1. Es wird zweimal ein Passwort abgefragt und dazu ein Hash berechnet. Stimmen beide Hashes (und damit die Passwörter) überein, soll das Programm die Ausgabe „Access granted!“ machen, ansonsten „Access denied!“ ausgeben.
  2. Ein Programm fragt nach einem „Masterpasswort“ (password) und einem Domainnamen (salt). Es berechnet daraus einen Hash, den man als Passwort für die betreffende Webseite benutzen kann – wenn man immer das richtige Masterpasswort und den gleichen Domainnamen eingibt – quasi ein ganz einfacher Passwortmanager!

10 Pflichtfach Informatik \n 20 goto 10

Ich halte ein „Pflichtfach Informatik“ für unverzichtbar. Auf Twitter wird Ludger Humbert nicht müde, immer wieder und wieder danach zu rufen, wobei die Penetranz, mit er er diese Forderung vorträgt, weit über die von z.B. Jean-Pol Martin implizit als notwendig erachtete hinausgeht.

Diese Dauerschleife führt im Wesentlichen zu drei Reaktionsmustern:

  1. Man erträgt sie nicht mehr und blockt oder mutet.
  2. Man erwidert, dass man ja auch nicht ein Auto verstehen müsse, um es zu bedienen.
  3. Man erwidert, dass man ja auch nicht ein Auto verstehen müsse, um es zu bedienen und blockt oder mutet dann.

Eigentlich findet damit eine Auseinandersetzung auf zwei Ebenen statt: Eine emotionale und eine rationale. Wenn ich in der Beratung etwas nicht will, versuche ich genau auf zwei Ebenen Ablehnung zu erzeugen: Emotional und rational, wobei die erste Ebene wesentlich wichtiger ist.

Ohne Blumenfilter: Die Art und Weise, wie diese Forderung vorgetragen wird, sorgt m.E. eigentlich erst dafür, dass man ihr keine oder allenfalls negativ besetzte Beachtung schenkt.

Die rationale Ebene der Autoanalogie ist für mich allerdings eine nur vordergründig rationale, die wiederum viel mit dem jeweils zugrunde liegenden Kompetenzbegriff zu tun hat. Vermeintlich als Synthese schleicht sich zusätzlich der Begriff der Medienkompetenz in die Debatte, wobei ich denke, dass es keine wie auch immer geartete Medienkompetenz ohne informatische Bildung geben kann. Aber langsam.

Medienkompetenz ist sexy, denn:
  1. Medienkompetenz ist vordergründig ohne technisches Wissen vermittelbar.
  2. Medienkompetenz lässt sich am ehesten in bestehende Fächer integrieren – das ist administrativ sehr sexy, weil es realistischer erscheint, als ein weiteres Fach zu schaffen, was ggf. zu Lasten anderer Fächer geht.
  3. Medienkompetenz fällt digital affinen Menschen quasi im Vorbeigehen zu oder wird oftmals intrinsisch motiviert erworben, weil es z.B. Vorteile für den eigenen Unterricht bietet oder geeignete, sich selbst bestätigende Filterbubbles dafür gibt.

Der Medienpädagoge sagt:

„Wenn du XY schon nutzt, dann empfehle ich die und die Profileinstellungen, damit bestimmte Informationen nicht sofort Dritten zugänglich werden.“

Informatik ist so gar nicht sexy, denn:
  1. Sie hat etwas mit algorithmischen Denken zu tun, wovon „Programmierung“ nur ein winziger Bruchteil ist. Algorithmisches Denken zwingt sehr viel an Strukturen auf. Das ist oft wenig lustbesetzt, wenn man es nicht kennt. Auch Qualitätsmanagementzyklen sind im Prinzip algorithmisch: Evaluation => Zielsetzung => Planung => Umsetzung von Maßnahmen => Evalulation … (Ok. Manchmal ist das ja auch zum Kotzen)
  2. Es haftet dieser Disziplin immer noch ein Mythos von langhaarigen, weißhäutigen, pizza- und energydrinksverschlingenden Subjekten an, die sich ansonsten in Serverschränken von Bits und Bytes ernähren. Dabei wird gerne vergessen, dass z.B. Socialmedia nicht ein Produkt von Philosophen und Pädagogen ist und dass große Softwareprojekte von Teams und sozialen Umgangsregeln geprägt sind, von denen wir auf Socialmedia oftmals nur träumen.
  3. Sie bedroht Pfründe. Welcher engagierte Pädagoge möchte von seinem Fach etwas abgeben? Und dann noch für ein Fach mit so zweifelhaftem Nutzen? Denn: Autofahren kann man ja auch so (auch so eine Dauerschleife).

Der Informatiker sagt:

„Wenn du XY nutzt, solltest du folgende Angaben nicht machen und dir darüber im Klaren sein, dass es keine Löschfunktion gibt (obwohl sie so heißt), sondern nur die Möglichkeit, die Sichtbarkeit von Informationen temporär einzuschränken.“

Das Autoargument

… könnte auch lauten: Ich muss nichts über Chemie wissen, um Kosmetik zu benutzen. Oder: Ich brauche kein Wissen über Erkunde, um eine Reise zu unternehmen. Trotzdem „leisten“ wir uns beide Fächer, obwohl oder gerade weil diese beiden Aussagen stimmen.

Wir leisten uns diese Fächer, weil wir annehmen (ja, es ist eine Annahme), dass diese umfassende Konzepte vermitteln, die uns in unserer Welterfahrung und Berufsfindung nützlich sind.

Bezogen auf Informatik: Was erleben wir denn gerade und beschreiben es ja auch wieder und wieder in der Filterbubble? Richtig: Den enormen Einfluss der Digitalisierung auf Wirtschaft und Gesellschaft. Genau wie die Atome und Moleküle Grundkonzepte beim Aufbau von Materie beschreiben, beschreibt Informatik eben Grundzüge digitaler Strukturen. Wenn wir Grundzüge nicht vermitteln wollen, so müssen wir konsequenterweise alle Fächer abschaffen.

Das Autoargument beschreibt kein Grundkonzept. Es beschreibt einen winzigen Teil von Mobilität, der zudem immer unwichtiger werden wird. Daher kann man es m.E. gegen die Forderung nach einem Pflichtfach Informatik nicht in Stellung bringen.

Ebenso wenig wie ich heute weiß, wie der Zitronesäurezyklus genau abläuft, weiß ich durch Informatik später nicht, wie ein Rechner funktioniert, aber ich habe Grundzüge der Datenverarbeitung kennengelernt, die sich genau wie der Zitronensäurezyklus nicht großartig ändern.

Das Emotionale am Autoargument

Es ist uns Anwendern eigentlich klar, dass wir sehr wenig wissen. Weiterhin ist uns klar, dass dieses Unwissen Konsequenzen haben wird. Ansonsten würden wir von z.B. der Politik nicht so vehement fordern, dass sie z.B. bestimmte Dinge regulieren soll, z.B. Amazon oder Facebook. Und es ist uns noch etwas klar: Während wir das Lernen lange Zeit auf jüngere Generationen abschieben konnten, klappt das mit mit dem Lernen hinsichtlich des Digitalen eher nicht so gut, da diese Veränderung uns alle betrifft und uns daher auch alle fordert – vor allem auch auf dem Gebiet ethischer Grundsätze, die es für Digitalien neu zu schreiben und zu definieren gilt. Das ist schwierig, wenn ich nur ahnen kann, was generell möglich ist. Dann kommt da z.B. sowas wie Vectoring heraus.

Das ist zusätzlich sehr unangenehm und gar nicht bequem. Das sollen doch besser die langhaarigen, weißhäutigen, pizza- und energydrinksverschlingenden Subjekte machen. Wir wollen anwenden und benutzen. Dummerweise bestimmen damit die langhaarigen, weißhäutigen, pizza- und energydrinksverschlingenden Subjekte bzw. ihre Firmen grundlegende Strukturen auf Basis marktwirtschaftlicher Konzepte. Ich finde diese Vorstellung irgendwie blöd.

Kompetenzgeseier als Ausweg?

Die Vermittlung von Medienkompetenz ist im Extremfall nichts weiter als die Weitergabe autodidaktisch erworbener Anwenderkenntnisse bzw. gemachter Erfahrungen innerhalb von Socialmedia. Sie ist ohne Zweifel wichtig und sollte Teil in jedem Fach sein. Sie lässt sich aber auf Basis von Wissen über informatische Grundkonzepte m.E. viel fundierter und tragfähiger vermitteln. Die fiktive Aussage des stereotypen Informatikers oben eröffnet erweiterte Handlungs- und Bewertungsmuster gegenüber der stereotypen medienpädagogischen Position (wobei beides natürlich nur Beispiele zur Veranschaulichung sind).

Der Kompetenzseierer würde jetzt einwenden, dass informatisches Wissen ja auch veralte und damit eher Kompetenzen zum selbstständigen Erschließen des informatischen Wissens vermittelt werden sollten. Damit macht er einerseits den Dualismus zwischen Kompetenz und Wissen auf, den er den Kompetenzkritikern gerne vorwirft. Und er öffnet andererseits Systemen (z.B. Lobbyisten) Tor und Tür, den den Bereich der Informatik dann eben auf ihre Weise besetzen, denn Menschen in Ausbildung ahnen ja schon ein wenig, dass es in diesem Bereich Entwicklungsmöglichkeiten im späteren Leben gibt.

Das Argument mit dem „schnell veraltetenden Wissen“ finde ich darüber hinaus auch einigermaßen merkwürdig. Genau wie mathematische oder chemische Konzepte einigermaßen konstant verlässlich sind und den Kompetenz- und Wissenserwerb in beiden Disziplinen sowohl strukturieren und letztendlich dadurch auch erleichtern, gibt es auch in der Informatik allgemeingültige Strukturen wie etwa die Zerlegung eines Problems und Teilschritte. In den Geisteswissenschaften sind diese Strukturen naturgemäß weniger eng bzw. formal bestimmt ausgeprägt, aber dennoch vorhanden.

Fazit

Medienkompetenz ist erstmal besser als nichts und vielleicht auch der zunächst pragmatischere und bequemere Weg. Wenn wir jedoch in einer zunehmend digitalisierten Welt leben, wird ein Grundlagenfach wie Informatik für mich jedoch unverzichtbar, auch wenn die Forderung danach vielleicht unrealistisch und unbequem erscheint. Und nein: Informatik heißt nicht „programmieren lernen“. Es heißt viel mehr.

Bastard Operator from Hell (BOFH)

Als Administrator schwelgt man hin und wieder in Allmachtsfantasien. Wenn man seine User soweit erzogen hat, dass sie die vage Möglichkeit verwerfen, der Administrator sei fehlbar und stattdessen de Fehler bei sich selbst suchen, hat man einiges erreicht. Man ist Zauberer, genial und die User wundern sich, wie ein einzelner Mensch so viel hinbekommen kann. Aber es ist keine Zauberei – es ist informatische Grundbildung, bzw. basiert darauf.

Diese Situation ist eine ihrer Struktur nach autoritäre und basiert auf Wissens- und Kompetenzunterschieden. Diese Struktur ist sehr, sehr gefährlich und nicht umsonst hat auch an Schulen der Gesetzgeber Instanzen ersonnen, die die Arbeit von Administratoren kontrollieren sollten – z.B. Datenschutzbeauftragte oder Schulleitungen. Wahrscheinlicher scheint mir, das viele Administratoren an Schulen im Prinzip Stakeholder in ideellen Machtpositionen sind, deren Einfluss in den nächsten Jahren expandieren wird. Auch das ist ein Problem. Vor allem auch für die Schulentwicklung, für die ich ohne IT-gestützte Verfahren keinen Freiraum sehe.

Ich arbeite daher in meinem Landkreis mit an einem Projekt, dieses Problem zu entschärfen durch Strukturen, die nicht auf dem Prinzip der ideellen Macht basieren. Ich arbeite im Prinzip mit daran, mich selbst in der Funktion eines Administrator abzuschaffen.

Wenn ich sehr böse wäre, könnte ich vielleicht versucht sein, folgende Dinge zu tun (in jeder Geschichte sind Fehler eingebaut).

Akt 1:

Das Ende der Sommerferien naht. Ich habe keinen Bock auf Unterricht. Mal überlegen. Ach, da gibt es ja die Schulbuchausleihe, die mittlerweile komplett IT-gestützt arbeitet. Ohne Bücher kein Unterricht. Klickediklickediklack – einfach mal ein MySQL-Statement, welches die Datenbank von der Konsole aus zerfetzt. Hihi.

Der Anruf dauert nicht lange: „Wir können überhaupt keine Daten mehr abrufen und verwalten! – Die SuS brauchen ihre Bücher, dringend“ Ich so: „Oh. Da hat wohl die Festplatte einen ihrer Schreibfehler gemacht, die statistisch ja immer auftreten. Da reicht ja schon ein Meson aus dem Weltall.“ Sie so: „Aha, UND JETZT?“ Ich: „Oach, ich rufe mal den Chef an, damit der mich für zwei Tage freistellt, damit ich das wieder flicken kann, das ist ja schon integral für die Schule.“

Zwei Tage später habe ich den neuen Egoshooter durch und spiele dann innerhalb von fünf Minuten eine der Sicherungen ein. Natürlich wird mir für meinen Einsatz auf der nächsten Dienstversammlung überschwänglich gedankt. Man, ich sah aber auch echt gerädert nach den zwei durchgezockten Nächten aus.

Akt 2:

Boah, was geht mir der Koordinator da auf den Sack mit seiner Penetranz, was das Ausfüllen dieser idiotischen Kurshefte angeht. Na, dann wollen wir mal seine Pension etwas kürzen. Sein häusliches WLAN strahlt in klarer Winternacht recht weit in die Natur. Mal schnell einen kleine Raspi mit Akku vor seinem Haus in die Botanik geworfen und den WLAN-Schlüssel bruteforcen. Langweilig. Dauert nicht mal zwei Tage. Jetzt noch die MAC-Adresse seines Rechners abfischen, ein wenig MAC-Spoofing und schon habe ich seine IP, unter der ich dann mal einschlägiges Material auf den Schulserver in seinen Account lade – das mit dem Passwort war nicht weiter schwierig, weil er den Datei- und Mailaustausch über unverschlüsselte Verbindungen abwickelt.

Mit betretener Miene klopfe ich zwei Tage später beim Chef. Das Monitoring hätte routinemäßig die Dateigrößen überprüft und sei dabei auf eine HD-Datei gestoßen, die … Dauerte keine Woche, dann saß der Knabe beim Dienstherrn. Sprach sich natürlich auch im Ort herum. Hat sich dann irgendwann versetzen lassen. Die Ehe hat es wohl überlebt.

Akt 3:

Die haben da so ein Bezahlterminal geliefert und in der Mensa aufgestellt. War erst nicht in meinem Netz, bis dann rauskam, dass einige SuS das Ding zum Surfen nutzten. Jetzt steht das Ding in meinem VLAN und mein Chip zum Bezahlen des Mittagessens ist ja chronisch leer. Mal ein wenig Wireshark laufen lassen – hm, eine verschlüsselte Verbindung. Oach, ich knalle dem Gerät einfach den Rootkey meiner eigenen CA rein und kann so die Kommunikation mit Man-in-the-middle aufbrechen. Was an einigen Schweizer Schulen zum Filtern des Internetverkehrs für SuS genutzt wird, kann ja nicht so böse sein. So. Der Marvin lädt gerade seinen Chip auf. Dank der dilletantischen Umsetzung des Sessionmanagements kann ich das Geld etwas umleiten. Jetzt aber schnell abmampfen, bevor Marvins Eltern merken, dass der Bankeinzug nicht zur Aufladung des Chips führte.

Die Geschichten machen aber klar, was ein gewiefter Autodidakt im Prinzip tun könnte. Die Opfer sind dem ohne informatisches Grundwissen wehrlos ausgesetzt. Besonders bitter finde ich die zweite Geschichte. Ein Anwalt müsste versuchen, die „Beweise“ zu entkräften und es steht die Aussage einer „kompetenten Person“ und es stehen Logdateien dagegen – zudem müsste man erst auf die Idee kommen, wie dieser Angriff funktioniert (es ist übrigens wahrscheinlich viel leichter, das über das Handy des Opfers zu machen). Außerdem hätte unser Administrator wahrscheinlich sogar auch Zeit, seine Taten noch weiter zu verschleiern.

Ich bin der Meinung, dass wir informatische Grundbildung flächendeckend benötigen.

„Ich muss doch auch nicht verstehen, wie der Motor eines Autos funktioniert, um von A nach B zu kommen!“

Das Argument halte ich für falsch. Autofahren betrifft einen Teilbereich der Mobilität – das Digitale bestimmt mittlerweile extrem viele Lebensbereich.

„Die Stundenpläne sind doch jetzt schon total voll. Welches Fach soll denn dafür entfallen?“

Keines. Um es mit Gunter Dueck zu sagen: „Dafür muss nichts weichen, das müssen wir jetzt eben auch noch machen!“, weil 

  • Wissen und Kompetenzen in diesem Bereich Standortfaktoren für jede Region in Deutschland sein werden.
  • Wissen und Kompetenzen in diesem Bereich wichtig für die Teilhabe an demokratischen Prozessen sein werden – warum lehnen Informatiker z.B. elektronische Wahlen vehement oft ab?
  • Informelle Selbstbestimmung als Grundrecht ohne Wissen und Kompetenzen in diesem Bereich ein Witz ist.

Ich finde, das reicht auch schon an Begründung.

Noch ein Seitenhieb: Medienkompetenz erscheint offenbar einigen Playern als Ersatz oder Möglichkeit, erstmal „realistisch“ zu beginnen. Ich halte Kompetenzen ohne solide Wissensgrundlage für weitgehend sinnbefreit – Gespräche mit Ausbildungsbetrieben und Verwaltungen bestärken mich in dieser Annahme.

Kompetenzorientierte Prüfung mit Arduino?

Ich hatte Anfang des Jahres mein Konzept vorgestellt, SuS Informatik zu vermitteln. Das war sehr eigenwillig, ein Versuch und überhaupt sehr viel Lernanlass für mich im letzten Jahr. Die SuS haben im zweiten Halbjahr an Projekten gearbeitet und – so die Hoffnung – ihre Programmierkenntnisse vertieft. Konkret wird an folgenden Projekten gearbeitet:

  • didaktische Aufbereitung eines komplexen Arduinocodes für Anfänger
  • ein autonomes Roboterfahrzeug
  • zwei Lightcubes, einer mit Musiksteuerung
  • ein Quizduellclone auf einem 2×40 Matrix ASCII-Display
  • ein Morsezeichendekoder

… und natürlich wird nebenbei in einem Wiki dokumentiert und Code zwischengeparkt.

Eine Klausur verlangte nun die Fachschaft (die aus zwei Lehrkräften besteht). Ich hätte bestimmt auch auf eine Ersatzleistung ausweichen können, aber ich wollte Schwarz auf Weiß sehen, was die SuS jetzt können und was sich im Vergleich zum Anfang des Jahres geändert hat. Deswegen gab es doch eine Klausur, aber eine ganz andere.

Informatikklausur Nr. 2

Material:

  1. Ein Arduinoboard (Art egal)
  2. drei Leds (ggf. verschiedene Farben)
  3. drei Vorwiderstände für die Leds (220-330 Ohm)
  4. zwei Taster
  5. zwei Widerstände für die Taster (1kOhm oder 10kOhm)
  6. ein Steckbrett
  7. Kabelverbinder

Vorbemerkungen:
Wenn du Taster an den Arduino anschließen und ihren Zustand auslesen möchtest, musst du einen zusätzlichen Widerstand verwenden, um definierte Pegel zu bekommen. Dieser Widerstand sollte einen Wert zwischen 1kOhm und 10kOhm haben.

Hier eine Beispielschaltung

<Bild von Tasterschaltung>

Aufgabe:
Du sollst ein Spiel programmieren. In diesem Spiel gibt es drei Leds (links, rechts, Erfolg) und zwei Taster (links, rechts).

Dabei gilt:
Led rechts: Pin03
Led Erfolg: Pin04
Led links: Pin05
Taster rechts: Pin06
Taster links: Pin07

Spielablauf ist folgender:

  1. Zufällig leuchtet entweder die rechte oder die linke Led auf.
  2. Der Spieler muss nun möglichst schnell eine entsprechende Taste (links oder rechts) drücken
  3. Hat er das innerhalb einer bestimmten Zeitspanne geschafft, leuchtet die Led „Erfolg“ auf, ansonsten blinken alle Leds kurz auf
  4. Die Zeitspanne wird im Laufe des Spiel immer kürzer

Für jede realisierte Stufe 1-4 gibt es bereits Punkte!

Tipp:
Suche mit Google nach „Arduino Zufall“, um herauszubekommen, wie du zufällige Werte erhältst.

Abgabe:
Du erstellst mit LibreOffice eine Datei, die deinen ausführlich kommentierten Code enthält.
Du erläuterst deinen Code.
Du beschreibst zusätzlich, welche Schwierigkeiten du während der Programmierung hattest, insbesondere dann, wenn dir etwas nicht gelungen ist.

Die Datei speicherst du unter:

<pfadangabe>

Der Dateiname muss deinen Namen enthalten, z.B. „karl_mustermann_klausur.ods“.

Du darfst:

  • Im Internet recherchieren
  • Dir selbstständig Material holen / organisieren
  • Deinen Code an einer Schaltung ausprobieren

Du darfst nicht:

  • mit deinen Kurskolleginnen und Kollegen sprechen

viel Erfolg!

 

Die Zeit war für diese Aufgabe mit 90 Minuten sehr knapp bemessen, aber es gibt sogar vollständige und funktionierende Lösungen, mindestens aber immer konkrete Ansätze und was mich besonders freut: Die meisten Schaltungen sind korrekt und sauber aufgebaut. Das Prüfungsformat ist im BBS-Kontext erstmal überhaupt nicht ungewöhnlich, bei uns an der Schule jedoch schon ein Novum. Mit Google ist diese Aufgabe nur sehr eingeschränkt lösbbar, gerade auch in der gegebenen Zeit, man braucht dafür also meiner Ansicht nach auch gar nicht mal so wenig Wissen. Ich hatte erst ein wenig Angst vor der Bewertung, aber schlussendlich gibt es für Codequalität schon genug Kriterien und auch für die Beschreibungen. Spannend finde ich, dass man relativ genau sehen kann, wie jemand denkt, weil der Code im Prinzip ja ein formalisierter Plot des Denkens ist – ohne dieses Overhead-Geschwurbel in geisteswissenschaftlichen Fächern (ich darf das als Deutschlehrer sagen).

Mein Problem mit dem erfolgten Unterricht ist ein anderes: Ich komme mir so unverantwortlich vor, weil ich ja nie klassisch unterrichtet, sondern ganz viel 1:1 beraten, gelenkt, unterstützt habe und auch oft fachlich die Segel streichen musste (ich kann jetzt aber einen einstufigen Verstärker stecken). Die „Vorbereitung“ des Unterricht besteht bei dieser Unterrichtsform eher darin, ganz viel selbst lernen zu müssen, weil es um sehr individuelle Probleme geht. Nach jeder Stunde bin ich fix und foxi, weil ich immer gedanklich hin- und herswitchen und auch Anfragen priorisieren muss.

 

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