Inhaltsfelder in der Schule

Informatik, Mensch und Gesellschaft

Informatiksysteme gestalten unsere Welt. Fortschritte in der Datenverarbeitung bieten Vorteile und Risiken. Kritisches Bewusstsein ermöglicht Orientierung, berücksichtigt individuelle Rechte, gesellschaftliche Verantwortung und Datensicherheit.

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Informatik, Mensch und Gesellschaft

Informatiksystem

Informatiksystem: Hardware, Software und Netzwerkkomponenten zur Lösung von Anwenderproblemen. Vernetzte Systeme prägen unsere globalisierte Welt. Kompetente Nutzung erfordert Verständnis des Aufbaus und der Funktionsweise.

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Informatiksystem

Automaten und künstliche Intelligenz

Automaten und KI-Algorithmen folgen automatischen Anweisungen, treffen Entscheidungen aufgrund von Eingaben und Zuständen. Ein praxisnahes Verständnis ermöglicht die Auseinandersetzung mit den gesellschaftlichen Auswirkungen von künstlicher Intelligenz.

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Automaten und künstliche Intelligenz

Information und Daten

Codierung repräsentiert digitale Infos, wird in Informatiksystemen verarbeitet. Wichtig: Klar zwischen Daten und Interpretation unterscheiden, da Auslegung kontextabhängig ist. Verschlüsselungsverfahren entscheidend für sichere Kommunikation und geschützten Datenaustausch.

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Information und Daten

Algorithmen

Präzise Anleitung für Problemlösung. Kern der Informatik nach GI-Standards. Logische Anweisungsabfolge. Lesen, interpretieren, darstellen, entwerfen, umsetzen. Aktive Gestaltung von Informatiksystemen. Umsetzung in Programmiersprache und passender Umgebung.

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Algorithmen

Edsger Dijkstra, einer der Pioniere der Informatik, betonte treffend:

In der Informatik geht es genau so wenig um Computer, wie in der Astronomie um Teleskope.

―Edsger Wybe Dijkstra

Mit diesem Zitat betonte der niederländische Informatiker und Mathematiker, dass die Essenz der Informatik nicht ausschließlich in der Hardware (den Computern) liegt, genauso wie die Astronomie nicht nur Teleskope umfasst.
Die Botschaft hinter dieser Aussage ist, dass die Informatik sich nicht nur auf die physischen Geräte beschränkt, sondern viel mehr die Konzepte, Prinzipien und Methoden umfasst, die die Grundlage für die Verarbeitung von Informationen und die Lösung von Problemen bilden. Ähnlich dazu geht es in der Astronomie nicht nur um die Teleskope, sondern um das Verständnis von Himmelskörpern, ihrer Bewegungen und physikalischen Eigenschaften. Dijkstra betonte damit die Abstraktionsebene der Informatik und dass das eigentliche Ziel darin besteht, effiziente Algorithmen und Lösungen zu entwickeln, um Probleme zu lösen und Informationen zu verarbeiten, unabhängig von den spezifischen Details der Computerhardware.

  • Informatik als Grundlagenwissenschaft wie Mathematik
  • Informatik als Ingenieurdisziplin
  • Informatik als Experimentalwissenschaft


Informatisches Denken (engl.: computational thinking)

Jeannette Wing, Informatik-Professorin an der Columbia University, definiert Informatik als mehr als nur das Programmieren von Computern. Sie sagt: „Es geht darum, Probleme zu lösen und Informationen zu organisieren, eine Fähigkeit, die in allen Branchen gefragt ist.“ Die Informatik spielt eine entscheidende Rolle in der Bewältigung komplexer Herausforderungen. Seymour Papert, Pionier der Künstlichen Intelligenz, prägte den Begriff „Computational Thinking“ und beschrieb es als die Fähigkeit, „Probleme zu lösen, neue Wege zu denken und die Welt zu verstehen“. Diese Denkweise vereint Abstraktion, algorithmisches Denken, Mustererkennung und die Fähigkeit zur Problemlösung zu einem kraftvollen Werkzeugset, das in vielen Disziplinen relevant ist. Informatisches Denken stellt eine fundamentale Kompetenz dar, die nicht ausschließlich für Informatiker von Bedeutung ist. Neben den traditionellen Grundfertigkeiten wie Lesen, Schreiben und Rechnen sollte jedem Kind auch das Informatische Denken als unverzichtbare analytische Fähigkeit vermittelt werden. Ähnlich wie der Buchdruck die Verbreitung von Lesen, Schreiben und Rechnen vorangetrieben hat, sollte gemäß dieser Vision – gewissermaßen selbstreferenziell – die Nutzung von Computing und Computern die Verbreitung des Informatischen Denkens fördern.
Informatisches Denken unterstützt bei der Problemlösung, der Entwicklung von Systemen und dem Verständnis menschlichen Verhaltens, indem es auf grundlegenden Konzepten der Informatik basiert. Diese Denkweise umfasst eine Vielzahl von mentalen Werkzeugen, die die Vielseitigkeit des Informatikfeldes widerspiegeln. Jeanette Wing betont, dass die Säulen von Computational Thinking „Abstraktion, das Erkennen von Mustern und das Entwickeln von Algorithmen“ sind. Diese Fähigkeiten ermöglichen es, komplexe Probleme zu vereinfachen, Muster in Daten zu erkennen und systematisch Lösungen zu entwickeln. Peter J. Denning, Turing-Preisträger, fügt hinzu: „Computational Thinking ist eine universelle Denkweise, die in allen Disziplinen und Berufen von Nutzen ist.“
Informatik und Computational Thinking sind untrennbar miteinander verbunden. Wie der renommierte Informatiker Alan Perlis betont: „Ein Informatiker ist jemand, der alles löst, was nicht existiert.“ Diese Disziplin und Denkweise gestalten nicht nur die Welt der Technologie, sondern beeinflussen auch maßgeblich die Art und Weise, wie wir Herausforderungen in einer zunehmend digitalisierten Welt angehen.

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Far far away, behind the word mountains, far from the countries Vokalia and Consonantia, there live the blind texts. Separated they live in Bookmarksgrove right at the coast of the Semantics, a large language ocean.