Eintauchen in die digitale Welt

24.08.2018 - Mitteilung

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Spätestens 2022 müssen die Gymnasien in der Schweiz ein obligatorisches Fach Informatik einführen. Im Kanton Zürich wird in Sachen Informatik heute schon einiges getan – zum Beispiel an der Kantonsschule Stadelhofen.

Text: Jacqueline Olivier   Fotos: Sabina Bobst

Die Pause ist an diesem Donnerstagnachmittag kurz vor den Sommerferien noch in vollem Gange, aber in Zimmer 33 im dritten Stock der Kantonsschule Stadelhofen sind die Schülerinnen und Schüler der Klasse 1b schon bereit. Auf dem Boden liegen drei «Spielwiesen», zwei vor den Bankreihen, die dritte an der Seitenwand. Hier wird jedoch nicht etwa gespielt, sondern gearbeitet. Robotik steht auf dem Programm. Lehrer Michael Voss verteilt unter den Jugendlichen kleine Zettel, um sie in drei Gruppen einzuteilen. Jede Gruppe holt aus dem Schrank einen Lego-Roboter  - gerade so gross, dass man ihn gut mit einer Hand halten kann.

Dieses Gerät muss nun derart programmiert werden, dass es einen bestimmten Parcours auf der Spielwiese absolvieren kann: Gruppe 1 soll mit dem Roboter eine ovale Fahrbahn abfahren, Gruppe 2 erst eine gerade Strecke, dann in einem 90-Grad-Winkel abbiegen, einen Pingpong-Ball aufladen, das kurze Stück wieder rückwärts rollen, dann wieder um 90 Grad drehen und den Ball geradeaus ans Ziel bringen, um ihn dort abzuladen. Der Roboter der Gruppe 3 muss unter anderem mehrere Querstreifen überwinden, den Abstand dazwischen messen und bei jedem Streifen einen Piepton abgeben.

Die Schüler machen sich ans Werk. Sie schliessen die Roboter jeweils an einen Computer an. Auf diesem haben sie diverse «Bausteine», mit denen sie das kleine fahrbare Gerät «füttern» können – Bewegungen, Klänge und so weiter. Immer wieder testen sie das Resultat auf dem Spielfeld, beobachten, wo der Roboter seine Aufgaben meistert, wo nicht, lesen auf dem Display die Werte ab, überlegen, wie sie diese anpassen könnten, kehren zurück an den Bildschirm, justieren, versuchen es von Neuem. Robotik ist an der Kantonsschule Stadelhofen Teil des Pflichtfachs Informatik, das für die 1. Klassen jeweils während eines Semesters ansteht – ungeachtet des Profils, das die Schülerinnen und Schüler gewählt haben. Das sei nicht ganz einfach, erklärt Michael Voss. Die 1b ist eine MN-Klasse, das heisst im mathematischnaturwissenschaftlichen Profil. «Diese Klasse ist sehr schnell und motiviert», lobt der Informatik-Lehrer, «im Falle der Nicht- MN-Klassen ist das Interesse hingegen oft nicht so gross.»

Dem Programmieren ist der grösste Teil des Fachs gewidmet. Nur in den ersten Stunden stehen noch einige Anwenderkenntnisse in Word und Excel sowie das Thema Internet und Sicherheit im Zentrum. Dann geht es ans Bauen der Roboter, deren Herzstück aus kleinen Linux- Computern besteht. Mit diesen können diverse Programmiersprachen verwendet werden – auch der von Lego konzipierte digitale Baukasten. Mit diesem ist es möglich, ein Programm, einen Algorithmus oder ein Systemverhalten mithilfe grafischer Elemente zu definieren. So lernen die Schülerinnen und Schüler die Grundlagen des Programmierens auf anschauliche und spielerische Weise kennen. Das ist ganz im Sinne von Michael Voss. Den «Lustfaktor» gelte es hochzuhalten. «Wenn man Sprache visualisiert, wird es für die Schüler spannender.»

Obligatorium für alle Gymnasien

Stadelhofen ist eine der wenigen Kantonsschulen, die Informatik ein oder mehrere Semester lang für alle Schülerinnen und Schüler obligatorisch erklärt haben. Dies wird sich in absehbarer Zeit ändern. Die Schweizerische Konferenz der kantonalen Erziehungsdirektoren (EDK) und der Bund haben beschlossen, dass ein solches Pflichtfach in Zukunft für alle Gymnasiastinnen und Gymnasiasten in der Schweiz auf dem Stundenplan stehen soll. Vermittelt werden sollen etwa die Grundzüge von Programmiersprachen, wichtige technische Hintergründe von Computernetzwerken oder Sicherheitsaspekte der digitalen Kommunikation. Damit will man die sogenannten MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) sowie die allgemeine Studierfähigkeit stärken. Die Einführung in den Kantonen soll spätestens zu Beginn des Schuljahrs 2022/23 erfolgen.

Im Kanton Zürich werde man diesen Zeitrahmen ausschöpfen, wie Niklaus Schatzmann, Chef des Mittelschul- und Berufsbildungsamtes, erklärt. Man wolle die Einführung des Informatik-Obligatoriums zusammen mit weiteren anstehenden Reformen als Gesamtpaket konzipieren (siehe Kasten). Dabei sollen auch die Schulen eingebunden werden, an denen, wie der Amtschef betont, schon heute in Sachen Informatik viel unternommen werde, sei es in Frei- oder Ergänzungsfächern, im Rahmen von Projekten oder als überfachliches Thema integriert in anderen Fächern. An der neuen Kantonsschule Uetikon am See wird das Fach Robotik bereits im Untergymnasium unterrichtet.

Kein Promotionsfach

In einem obligatorischen Fach werden Prüfungen geschrieben und Noten verteilt, anders als ein Grundlagenfach ist es aber nicht promotionsrelevant und zählt somit auch nicht für das Bestehen der Matur. Ist dies nun im Falle der Informatik Vor- oder Nachteil? Michael Voss ist hinund hergerissen. Für Schüler des mathematisch- naturwissenschaftlichen Profils, die in der Regel motiviert und teilweise auch ambitioniert seien, fände er es manchmal wünschenswert, dass das Fach zählen würde. Für andere, die den Zugang zur Technik weniger hätten, etwa Schüler des musischen Profils, ist er froh, dass dies nicht der Fall ist. Positiv wertet er die Tatsache, dass das Fach an der Kantonsschule Stadelhofen in erster Linie der Robotik gewidmet ist. «Programmieren fördert das Abstraktionsvermögen.» Zunächst müssten die Schüler in Worte fassen, was der Roboter der Reihe nach machen solle. Daraus entstehe ein Pseudocode, zusammengesetzt aus den einzelnen «Befehlen ». Auf dieser Basis könnten die Schüler den Roboter dann programmieren.

Dabei müssen die Jugendlichen Geduld aufbringen. Und sie dürfen sich nicht immer mit dem erstbesten Resultat zufriedengeben. Gruppe 1 hat ihre Aufgabe vermeintlich am schnellsten gelöst: Der Roboter fährt das vorgegebene Oval ab. Allerdings wackelt er dabei noch stark. Das gehe noch besser, meint der Lehrer und erklärt auch gleich, wie: Statt einen Schalter zu benutzen, der nur Schwarz und Weiss messen kann, sollten sie den Lichtsensor aktivieren, der auch Grautöne erkenne. Und tatsächlich: Nach ein paar weiteren Anläufen zieht der Roboter ohne zu ruckeln seine Bahn. Auch für die anderen Gruppen hat Michael Voss den einen oder anderen Tipp parat, und noch bevor die Doppellektion zu Ende ist, haben alle drei Roboter die für sie bestimmte Herausforderung gemeistert.

«Für später sicher nützlich»

Ein wenig schade sei es schon, dass der einsemestrige Informatik-Kurs nun bald abgeschlossen sei, meint Schüler Patrick Kemke. «Manchmal ist es zwar mühsam, wenn etwas lange nicht funktioniert und man das Gefühl hat, einfach nicht vom Fleck zu kommen. Aber spannend ist es schon.» Bisher hat er sich nie dafür interessiert, wie digitale Geräte aufgebaut sind, Hauptsache, sie taten ihre Arbeit. Und zum Nerd wird er wohl auch jetzt nicht, seine beruflichen Ambitionen jedenfalls gehen in eine andere Richtung, möchte er doch später Medizin studieren. Sein Kollege Manuel Süsstrunk sieht sich ebenfalls nicht als «Computer-Typen», der Informatik-Unterricht hat ihm aber Spass gemacht – das Ausprobieren und Korrigieren. Und dass es in vielen Berufen helfe, mit dem Computer umgehen zu können, davon ist er überzeugt.

Ihr fehle es etwas an der nötigen Geduld für die Tüftelei, meint hingegen eine Schülerin, die nicht namentlich genannt sein möchte. «Programmieren ist zwar interessant und megalustig, aber man muss es wollen.» Sie wollte es zumindest mal probiert haben. Allerdings habe sie es oft dem Glück zu verdanken, wenn etwas funktioniere. Im Berufsleben würden ihr wohl vor allem die Anwenderkenntnisse in Word und Excel nützlich sein, ebenso das Wissen über Speichermöglichkeiten und die Sicherheit von Passwörtern.

Informatik als Beruf – doch, das könnte sich Fabian Amherd durchaus vorstellen, auch wenn er sich heute noch nicht festlegen möchte, welche Richtung er dereinst einschlagen wird. Auf jeden Fall sei Informatik ein gutes Fach, sagt er. «Später wird der Umgang mit Computern sicher sehr wichtig sein, und wenn man in der Schule bereits damit in Kontakt gekommen ist, wird dies zweifellos helfen.»

     
     

In andere Reformprojekte einbetten

Während einige Kantone das obligatorische Fach Informatik bereits eingeführt haben oder kurz vor der Einführung stehen, will man sich im Kanton Zürich Zeit lassen. Das Informatik-Obligatorium soll nicht isoliert, sondern in einem Zug mit weiteren Anpassungen umgesetzt werden: Im Wesentlichen geht es dabei einerseits um die Stärkung der MINT-Fächer sowie die Abstimmung auf den Lehrplan 21 der Volksschule am Untergymnasium, andererseits um die Umsetzung der Vorgaben der EDK zu den basalen fachlichen Studierkompetenzen in Deutsch und Mathematik. «Gymnasium 2022» lautet der Titel dieser gebündelten Reformvorhaben.

Der Projektplan von «Gymnasium 2022» wurde Anfang Juli 2018 dem Bildungsrat vorgelegt. Im Herbst 2018 sollen die einzelnen Teilprojekte aufgegleist und Arbeitsgruppen gebildet werden. Bis Ende 2019 müssen die Inhalte der Rahmenkonzepte stehen, die danach in die Vernehmlassung gehen werden. Danach folgt die Arbeit in den Schulen, wo auf der Basis der Rahmenkonzepte gegebenenfalls Stundentafeln und Lehrpläne angepasst werden. Die Schülerinnen und Schüler, die 2022 ins Kurzgymnasium eintreten, werden schliesslich den ersten Jahrgang bilden, die in den Genuss des neuen obligatorischen Fachs Informatik kommen. [jo]

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