Gestaltungsorientierung als Kern der Schulinformatik

Die gängige Argumentation für Informatikunterricht an allgemein bildenden Schulen liest sich – verkürzt – etwa wie folgt: Informatiksysteme durchdringen alle Bereiche unserer Gesellschaft, deswegen ist es wichtig, dass die Schüler:innen einen kompetenten Umgang damit erlernen. Das ist nur im Informatikunterricht möglich, weil in anderem (Fach-) Unterricht zwar die Handhabung von bestimmten Anwendungsprogrammen vermittelt werden kann, nicht aber ein tiefer gehendes Verständnis der grundlegenden Zusammenhänge. Also benötigen wir einen verpflichtenden Informatikunterricht in Schulen.

Als vergleichsweise junge und sich rasch entwickelnde Disziplin verfügt die Informatik noch (?) nicht über ein homogenes Selbstbild, d. h. auch in Fachkreisen wird darüber gestritten, was denn „die Informatik“ eigentlich sei. Die Vielfalt der Meinungen zeigt sich beispielsweise in dem Definitionsversuch der Gesellschaft für Informatik (2005): „[…] die Informatik [ist] nicht nur eine Ingenieurswissenschaft[,] sondern auch eine Grundlagen- und Systemwissenschaft mit experimentellen Elementen […]. Informatik ist eine Basis- und Querschnittsdisziplin, die ihre Grundlagen aus der Mathematik und den Ingenieurswissenschaften bezieht und in alle Lebens- und Anwendungsbereiche wirkt“.

Dabei gibt es über das, was der Gegenstand der Informatik ist, kaum einen Dissens: Informatiker:innen befassen sich mit der Herstellung von Informatiksystemen, dem „informatischen Modellieren“. Dabei geht es darum, automatisierbare Vorgänge in der realen Welt zu identifizieren, diese operational zu rekonstruieren und sie schließlich als Informatiksystem („autooperational“) verfügbar zu machen. Unterschiedliche Auffassungen gibt es jedoch darüber, welche Teile dieses Prozesses zur Informatik gehören und wie er zu verstehen oder zu betreiben ist.

Die verschiedenen Perspektiven auf die Informatik haben Floyd und Klaeren (1999) prägnant herausgearbeitet.

Vor allem im angelsächsischen Sprachraum ist auch heute noch eher von „Computer Science“ als von „Informatics“ die Rede. Als Wissenschaft von den Rechenmaschinen verstanden, befasst sich die Informatik mit der Konstruktion sowohl der Hardware als auch der Software dieser technischen Geräte. Themen wie Rechnerarchitektur, Program-miersprachen, Datenbanken usw. stehen unter dieser Sichtweise im Mittelpunkt. Im deutschen Sprachraum wird mitunter auch von der „Kerninformatik“ gesprochen, um andere Bereiche, vor allem die „Anwendungen der Informatik“, aus der Disziplin auszugrenzen.

Dieser Perspektive liegt ein ingenieurwissenschaftliches Selbstverständnis zugrunde, d. h. es geht darum, auf der Basis eines abgesicherten Wissens- und Methodenrepertoires Artefakte zu konstruieren, die den gegebenen Anforderungen genügen. Gegenüber anderen Ingenieursdisziplinen wird die Informatik allerdings dadurch abgegrenzt, dass Informatiksysteme zwar in Teilen technische, teilweise aber auch symbolische Artefakte sind, die nicht sinnlich erfahren werden können. Traditionelle Ingenieursmethoden sind daher zwar im Hardwareentwurf, aber nur eingeschränkt in der Softwaretechnik anwendbar. Dies rechtfertigt ein Verständnis der Informatik als eigenständige Wissenschaft.

Die Perspektive der „Computing Science“ rückt die mathematischen Wurzeln der Informatik ins Zentrum der Betrachtung. Es geht um Fragen der Berechenbarkeit und der Komplexität von Algorithmen. Probleme werden als formal spezifizierbar angesehen, die Aufgabe der Informatik ist in diesem Sinne die Überführung von formalen Spezifikationen in (beweisbar) korrekte Programme. Die Herstellung der formalen Spezifikation und deren Passung zur realen Welt ist unter dieser Perspektive, die besonders pointiert von Dijkstra (1989) formuliert wurde, nicht Aufgabe der Informatik.

Versteht man die Informatik vor allem auf diese Weise, dann ist sie letztlich ein Teilgebiet der Mathematik. Die wesentlichen Herausforderungen, mit denen Informatiker:innen zu tun haben, nämlich die technische Realisierung von Informatiksystemem und deren Gebrauchstauglichkeit in einem Anwendungskontext, treten unter dieser Perspektive in den Hintergrund.

Betreibt man Informatik als Systemwissenschaft, dann sind ihre Grundlagen die allgemeine Systemtheorie, die Kybernetik und die Informationstheorie. Ein System ist dabei charakterisiert durch seine Komponenten, deren als wichtig erachtete Eigenschaften, die Aktionen, die von den Komponenten ausgeführt werden und eine klare Grenzziehung zwischen System und Umwelt. Es wird davon ausgegangen, dass das System als Ganzes mehr ist als die Summe seiner Teile.

In der Informatik betrachtet man vor allem zwei Arten von Systemen, einerseits die Informatiksysteme, andererseits deren Bezugssysteme, d. h. den Gegenstandsbereich informatischer Modellierung. Vorherrschend ist dabei ein soziotechnischer Ansatz, bei dem Menschen und Maschinen als in einem System zusammenwirkend und damit im wesentlichen gleichartig begriffen werden.

Das systemische Denken hat in der Informatik zu vielen wichtigen Entwicklungen geführt, so geht die objektorientierte Programmierung auf die Programmiersprache Simula 67 zurück, die zur diskreten Simulation von Systemen entwickelt wurde. Auch der frühere Quasi-Standard zur Analyse von Informationssystemen, die „Structured Analysis“ beruht auf einer Systemperspektive. Nicht zuletzt sind vielfältige formale Beschreibungsmöglichkeiten für Systeme entwickelt worden.

Die Kognitionswissenschaft versteht das menschliche Gehirn und Computer als im wesentlichen gleichartig. So liefert der Computer einerseits ein Erklärungsmodell für menschliches Denken und ist andererseits eine technische Instanz, die intelligente Leistungen vollbringen kann. Die „Künstliche Intelligenz“ erlebte schon in den 1960er und 70er Jahren große Euphorie, nachdem die hohen Erwartungen aber nicht erfüllt werden konnten, ist es um die (symbolische) KI zunächst stiller geworden. Nichts desto trotz sind aus der KI-Forschung vielfältige Beiträge zum Theorie- und Methodenrepertoire der Informatik hervorgegangen, etwa heuristische Such- und Optimierungsverfahren, das funktionale und das logikorientierte Programmierparadigma und auch das Prototyping in der Softwareentwicklung sind im Rahmen der KI-Forschung entstanden.

Heute ist KI (wieder) in aller Munde, dabei spielen aber vor allem die sog. „neuronalen Netze“ eine wesentliche Rolle. Ihnen liegt die Theorie zugrunde, dass (natürliche und technische) Gehirne aus „Neuronen“ bestehen, die abhängig von der Höhe anliegender Reize schalten. Neuronale Netze können, weil sie ohne symbolische Repräsentation auskommen, auch verwendet werden, um Probleme zu bearbeiten, die nur unscharf fomuliert werden können. Sie sind, wie wir etwa an den aktuellen „Large Language Models“ sehen können, zu erstaunlichen Leistungen fähig.

Begreift man Informatik als Gestaltungswissenschaft, so geht man davon aus, dass die Herstellung von Informatiksystemen nicht nur eine technisch-formale Dimension hat, sondern auch eine soziale und eine ästhetische Dimension die nicht unabhängig davon betrachtet werden können. Grundlage einer gestaltungsorientierten Sichtweise ist die Erkenntnis, dass Probleme nicht quasi-objektiv gegeben sind, sondern durch informatisches Handeln erst auf eine bestimmte Art und Weise erschlossen und von Menschen unterschiedlich gesehen und bewertet werden. Insofern kann es auch nicht die korrekte Lösung geben, sondern es muss eine für alle Beteiligten akzeptable Lösung gefunden werden.

Unter dieser Perspektive treten Methoden in den Mittelpunkt, die es erlauben, den Prozess der informatischen Modellierung als sozialen Prozess zu betreiben. Dabei geht es darum, die vielfältigen Einflüsse und Rahmenbedingungen zu erkennen und zu reflektieren, eine gestaltungsförderliche Kommunikationskultur zu etablieren und Gestaltungsentscheidungen so transparent zu machen, dass eine spätere situative Aneignung oder Weiterentwicklung des Informatiksystems erleichtert wird.

Verschiedene Sichtweisen auf die Informatik sind per se noch kein Problem, im Gegenteil bereichern sie meiner Meinung nach die Wissenschaft Informatik. Für problematisch halte ich es allerdings, wenn man daraus folgert, dass alles, was im weiteren Sinne Informatik ist, in didaktisch reduzierter Form auch Unterrichtsinhalt in einem Schulfach Informatik sein sollte. Leider lesen sich aber viele Lehrpläne wie das Curriclum für ein „Informatikstudium Light“. Die Frage, die die Fachdidaktik der Informatik beantworten sollte, lautet aber nicht, welche Aspekte der Informatik Schüler:innen wie vermittelt werden können, sondern über welche Informatikkenntnisse junge Menschen verfügen müssen, um ihre Persönlichkeit entfalten und an der Gestaltung unserer (Informations-/ Wissens-/ Medien-) Gesellschaft mitwirken zu können. Dafür sind die verschiedenen Perspektiven unterschiedlich relevant.