Erst denken, dann digitalisieren

Einspruch - Standpunkte zum Streiten. Unter diesem Motto veröffentlicht die "Freie Presse" einen Gastbeitrag von Prof. Christoph Helmberg. Der Mathematiker zur Diskussion über Digitalisierung an Schulen und die aus seiner Sicht deutlich falsche Gewichtung.

Die Digitalisierung ist ein wesentlicher Faktor für den Fortschritt und die Zukunftsfähigkeit unseres Landes. Es besteht aus meiner Sicht jedoch ein weitestgehend falsches Bild davon, was unsere Kinder in der Schule wie lernen müssen, damit sie diese digitale Zukunft später in einer schlagkräftigen Wirtschaft und Industrie selbst mitgestalten können.

Wenn Politik und Medien nach Digitalisierung in der Schule rufen, geht es fast durchweg um die rasche Bereitstellung potenter Hardware, also um schnelles Internet, elektronische Tafeln und elegante Notepads. Zur Freude aller Hardware-Lobbyisten propagieren sie damit, den letzten Schritt vor dem ersten zu tun. Wie wichtig wäre es, zuerst darüber nachzudenken, welche Inhalte den Kindern am besten wie vermittelt werden sollen und können.

Neben den Inhalten ist kompetentes Personal ebenso wichtig, das diese Inhalte auch zu lehren versteht. In Zusammenarbeit mit diesen muss schließlich entsprechende Software entwickelt und bereitgestellt werden, die die Vermittlung auch sinnvoll unterstützt. Erst am Schluss der Kette ist zu überlegen, wie Hardware und Systemadministration so zu organisieren sind, dass das Erforderliche möglichst produktunabhängig und kosteneffizient organisiert werden kann. Nutzen wir die unfreiwillige Verschnaufpause, die der Länderstreit verursacht, um zuerst die richtigen Ziele zu setzen!

Die Inhalte: In Wirtschaft und Industrie werden vorwiegend Personen gesucht, die für laufend neue Hardware neue Programme für neue Einsatzbereiche entwickeln und sich flexibel auf ständig umgestalteten Betriebssystemen und Softwareprodukten einarbeiten können. Wegen der kurzen Lebensdauer dieser Produkte ist es sinnlos, die Beherrschung aktueller "Top"-Produkte internationaler Anbieter in der Schule zu unterrichten, denn derartiges Wissen hat sich nach zwölf Jahren Schule bereits drei Jahre nach dem Abitur überholt. Vielmehr müssen die entsprechenden Grundlagen für ein zeitloses Verständnis und die Befähigung zum eigenständigen Weiterlernen gestärkt werden: das mathematische Formulieren, das abstrahierende und kritische logische Denken, das Modellieren mit Variablen und funktionalen Abhängigkeiten, das algorithmische Umsetzen und die grundlegende Arbeitsweise von Computern und Software.

Die Lehrkräfte: Absolventen und Absolventinnen von Mathematik- und Informatikstudiengängen sind gesuchte Arbeitskräfte und dennoch braucht es gerade sie jetzt umso mehr in den Schulen, um unsere Kinder auf diese zukünftige Welt gut vorzubereiten. Sie werden nicht leicht zu gewinnen sein, aber was nützen die schönste Hard- und Software in der Schule, wenn die Kinder sie besser bedienen können als die Lehrkräfte? Das Lehramt wählen gerne Menschen, denen auch Familie und lokaler Bezug wichtig sind. Der Studienort wird dank der im Studium aufgebauten Bindungen auch oft der bevorzugte Einsatzort. Daher sollten gerade diese Lehramtsstudien möglichst flächendeckend angeboten und beworben werden, damit auch für alle Regionen engagierte Lehrkräfte gewonnen werden können.

Ein weiterer Effekt schwächt derzeit die Lehre in diesem Bereich: Die wenigen Lehrkräfte, die sich gerne mit Computern und Netzwerken beschäftigen, werden oft als Systemadministratoren missbraucht und ständig aus ihrem Unterricht geholt oder in ihrer Vorbereitung unterbrochen, weil irgendwo ein Programm oder ein Computer nicht das tut, was ein verzweifelter Kollege erwartet und für seinen Unterricht benötigt. Für diese Aufgaben sind dafür eigens ausgebildete Systemadministratoren erforderlich, die auch kurzfristig vor Ort aushelfen können. Je einfacher das System, je stabiler die Software, je besser die Betreuung desto weniger wird der Unterricht zum digitalen Experimentierlabor.

Lern- und Lehrsoft- und hardware müssen so selbsterklärend und zielgenau bereitgestellt werden, dass sie nicht selbst zum Unterrichtsgegenstand, sondern zur angestrebten Unterstützung im Lehr- und Lernprozess werden. Allzu leicht werden Produkte entwickelt und beworben, die mit schicken Oberflächen vorbereitete Multiple-Choice-Kataloge oder Rechenergebnisse zu einfachen Aufgabentypen abfragen.

Wie fatal sich dabei der falsche didaktische Einsatz eigentlich hilfreicher Werkzeuge auswirken kann, lässt sich gut an den Beispielen des Taschenrechners und elektronischer Tafeln veranschaulichen: Ein beachtlicher Teil der Unterrichtszeit wird darauf verschwendet, den Kindern das Eintippen produktspezifischer Befehlssequenzen für Berechnungen anspruchsvoller Komplexaufgaben, die sie nicht mehr verstehen und später nie mehr in dieser Form benötigen, beizubringen. Wichtiger wäre es, ihnen das elementare mathematische Rüstzeug mitzugeben, das ihnen die korrekte mathematische Beschreibung einer realen Aufgabenstellung überhaupt erst ermöglicht. Dafür, dass die Umsetzung elementarer Rechenschritte am Taschenrechner bei richtigem mathematischen Verständnis selbsterklärend ist, sorgt der Produkthersteller dann schon selbst.

Die elektronische Tafel wiederum erfreut sich großer Beliebtheit, weil darauf Präsentationen mit Bildern leicht abgespult werden können und sich niemand mehr die Finger schmutzig machen muss. Aber kann ein Kind denn noch verstehen, wie es einen Kreis geschickt von Hand zieht, ein Lineal anlegt, eine Figur oder ein Symbol am besten zeichnet, wenn Lehrer nur noch zweidimensional auf der Tafel herumwischen und mehr mit der Bedienungsoberfläche als den Inhalten kämpfen?

Wir sind von Natur aus darauf geeicht, durch Einsatz möglichst vieler unserer Sinne, durch Zuschauen, Zuhören und Nachmachen, durch Tasten, Fühlen und Begreifen zu lernen. Was aber kann man bei Präsentationen nachahmen und wie erlernt man den Umgang mit dreidimensionalen Werkzeugen und Vorstellungswelten, wenn fast alles nur mehr zweidimensional abgebildet wird? Mit Händen und Füßen, mit Zirkel und Lineal, mit Kreide und Tafel, mit dreidimensionalen Anschauungsobjekten ist diese Vermittlung näher am Menschen und damit vermutlich in vielen Fällen erfolgreicher.

Was vermittelt werden muss, ist eigentlich klar: nicht das neueste und anspruchsvollste aus der Welt der Digitalisierung ist das Ziel, nein, es sind die zeitlosen und elementaren Grundlagen der Mathematik und des logischen Denkens, die Fähigkeit zur Abstraktion, die Stärkung der virtuellen geometrischen Vorstellungskraft, die einfachsten algorithmischen Grundprinzipien, mit denen die Arbeitsweise der einfachsten denkbaren Computer- und Datenmodelle anschaulich und verständlich gemacht werden können. Darauf müssen Lehrplan und Prüfungsgeschehen möglichst zügig umgestellt werden, denn dieses Fundament muss gut gelegt sein, damit später in Ausbildung oder Studium darauf aufgebaut werden kann. Denken wir nach, bevor wir uns verdigitalisieren.

Christoph Helmberg

Der Autor ist Professor für Algorithmische und Diskrete Mathematik an der Technischen Universität Chemnitz. Seine Arbeitsgruppe entwickelt und implementiert Programme zur Lösung konvexer und ganzzahliger Optimierungsaufgaben aus Theorie und Praxis. Er ist Sprecher des "Arbeitskreises Schulmathematik", den Fachwissenschaftler der vier sächsischen Universitäten gegründet haben.fp

Zur Serie "Einspruch"

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6Kommentare
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  • 2
    1
    diklu
    30.12.2018

    Dritte und letzte Ergänzung. Zahlreiche IT-Nutzer - das zeigt die tägliche Praxis - sind nicht einmal in der Lage, die hier von mir mit A, B, ... , Z bezeichneten Variablen in möglichst korrekte, präzise, unmissverständliche und vollständige verbale Formulierungen zu kleiden, wenn sie um Konfigurationsänderungen oder Support im Fehlerfall ersuchen. Im Extremfall wird einfach nur ausgerufen: "Hilfe, mein Computer spinnt!". :-(

  • 3
    1
    diklu
    30.12.2018

    Eine zweite Ergänzung, weil mich dieses Thema seit Jahren beschäftigt und quasi mein Leben bestimmt. Ich habe am Arbeitsplatz mehrere Aktenordner stehen, prall gefüllt mit Ausdrucken und zum Teil eiligst und hektisch hingeschmierten handschriftlichen Notizen. So nach dem Motto: wie ist zu verfahren, wenn bei Software A auf Hardware B unter den Bedingungen C und D das Systemverhalten E bewerkstelligt werden soll, oder was ist zu tun, wenn Software V auf Hardware W unter den Nebenbedingungen X und Y die (kryptische) Fehlermeldung Z generiert ... Auch das Internet ist bekanntermaßen randvoll von solchen "Tipps und Tricks". Manche sind sogar hilfreich, andere wiederum nur Wichtigtuerei von Möchtegern-Experten. Man hat alle Mühe, solcherlei (zusammenhanglose, starken zeitlichen Veränderungen unterworfene) Informationen nach systematischen Kriterien zu ordnen, um sie im Bedarfsfall schnell wieder abrufen zu können. Eigentlich bedürfte es dazu eines professionellen Suchsystems mit Verschlagwortung. Das alles hat - wie bereits ausgeführt - sehr viel Ähnlichkeit mit der schöngeistig-literarischen Qualität von Telefonbüchern. Komme ich demgegenüber nach Hause und ziehe aus meinem privaten Bücherschrank ein Lehrbuch über Quanten- und Halbleiterphysik, über die elektromagnetische Feldtheorie Maxwells, über die allgemeine Relativitätstheorie Einsteins oder aus der MINÖL-Reihe ("Mathematik für Ingenieure, Naturwissenschaftler, Ökonomen und Landwirte") der 70er/80er Jahre, so wirken diese wohltuend auf mich (weil fundamental, geordnet, konsistent und beständig) wie etwa Goethes "Faust" oder die 5. Sinfonie von Beethoven.

  • 2
    1
    diklu
    30.12.2018

    Eine Ergänzung meinerseits:
    Die heute mit dem Begriff "Digitalisierung" assoziierten Kenntnisse und Fähigkeiten beziehen sich in erster Linie auf die Bedienung, Konfiguration/Administration und Fehlerbehebung einer Vielzahl unterschiedlichster Hard- und Softwarekomponenten. Ich nenne das gern "Telefonbuchwissen", weil solcherlei Wissensinhalte
    a) dem Lernenden keinerlei fundamentale Kenntnisse über die Wesensmerkmale der Natur (bzw. unserer Welt allgemein) vermitteln,
    b) im Unterschied etwa zu einer mathematisch-physikalischen Theorie kein konsistentes Ganzes bilden, sondern aus einer Fülle zusammenhangloser Einzelfakten bestehen, welche nirgendwoher logisch abzuleiten und oftmals sogar sehr schwer zu eruieren (Stichwort IT-Fehlersuche und -behebung) sind,
    c) rasanten zeitlichen Veränderungen unterliegen und somit im krassen Gegensatz zu ehernen mathematischen Prinzipien und Naturgesetzen stehen. (Auch wenn angeführt wird, dass bestimmte Microsoft-Standardprodukte nominell schon seit Jahrzehnten existieren, so gibt es doch von Version zu Version immer wieder gravierende Unterschiede und nicht selten Inkompatibilitäten.)
    Zusammenfassend kann man es also (etwas überspitzt) so ausdrücken, dass IT-Wissen in bestimmter Weise qualitativ dem ähnelt, was einem das "Studium" des Chemnitzer Telefonbuches bietet. Wenn mir abschließend noch eine persönliche Bemerkung gestattet sei: die genannten Gründe tragen übrigens maßgeblich dazu bei, dass ich meinen Job auf dem IT-Sektor nicht mit sonderlicher Begeisterung ausübe und mich statt dessen auf meine Rente freue - ohne freilich als "Maschinenstürmer" missverstanden werden zu wollen.

  • 2
    0
    diklu
    29.12.2018

    Sehr geehrter Herr Prof. Dr. Helmberg,
    vielen, vielen Dank für Ihren Beitrag. Ich finde, Sie haben die Sachlage so klar, prägnant und richtig dargestellt, dass man es kaum besser tun könnte. Vollste Zustimmung - Sie sprechen (schreiben) mir aus dem Herzen!
    Mit freundlichen Grüßen
    Dietmar Kluge, Taura
    (Absolvent der Sektion Physik/Elektronische Bauelemente der TH Karl-Marx-Stadt, IT-Mitarbeiter und Hobby-Naturwissenschaftler)

  • 2
    0
    cn3boj00
    27.12.2018

    Sehr geehrter Herr Prof. Helmberg (vielleicht erreicht Sie ja mein Kommentar irgendwie), in vielerlei Beziehung kann ich Ihnen zustimmen, dabei würde ich das Ganze aber etwas differenzieren:
    Zum ersten reden Politiker seit gefühlt 5 Jahren sehr gern über Digitalisierung, die meisten aber wohl nur, weil es Mode ist und sie eigentlich keinen Plan davon haben worüber sie reden. Das ist ein ganz allgemeiner Aspekt, der nichts mit der Schule zu tun hat. Leider verstehen sich aber gerade Abgeordnete aller Gremien als diejenigen, die zu entscheiden haben was für unser Land gut und was schlecht ist, und sie meinen, überall mit Gesetzen eingreifen zu müssen. Leider auch in Dinge, von denen sie wirklich nichts verstehen, und die keinerlei Regulierung durch die Politik bedürften, weil es sich um gesellschaftliche Erscheinungen handelt, die so oder so passieren, wie der Übergang von der Stein- zur Bronzezeit.
    Leider sind deutsche Politiker besonders regulierungswütig, doch was dabei herauskommt, wenn jemand, der kaum sein Smartphone richtig bedienen kann, meint hier Entscheidungen treffen zu müssen sieht man gerade am Beispiel der neuen digitalen Welt sehr deutlich: NICHTS. 2014 hat die alte Groko eine "digitale Agenda" zusammengeschrieben, wonach Deutschland bis 2018 "digitales Wachstumsland Nummer 1" werden sollte. Und was ist seitdem passiert? Im Große und Ganzen NICHTS. Das was passiert ist, ist ohne Zutun der Politik gewachsen, und da wo die Politik gefordert wäre hat sie sich in Bürokratie selbst die Beine gestellt.
    Hier kommen wir zum zweiten Punkt, da bin ich etwas anderer Meinung als Sie. Aufgabe der Politik ist es, die Infrastruktur zu schaffen. Dazu gehört vor allem ein flächendeckendes Breitbandnetz. Es ist falsch, zu meinen das könne man als letztes machen: es muss der Anfang sein. Denn sind erst einmal Voraussetzungen (Hardware) da, geschieht vieles quasi von selbst, weil dann auch nach Wegen gesucht wird, die Möglichkeiten zu nutzen. Erst wurde der PC erfunden, dann kam Office, erst wurde das Smartphone erfunden, dann kamen die Apps. Allerdings sollte man die Hardware nicht per Gesetz "überstülpen", man sollte den Schulen mehr Verantwortung zu eigenen Entscheidungen über die Nutzung der Möglichkeiten einräumen. Vielleicht könnte ein wenig Wettbewerb unser starres Bildungssystem hier etwas voranbringen. Und nicht zu unterschätzen sind auch bestimmte Vorteile, die es hat, wenn die Schüler statt 20 kg Rucksack nebst diversen Spezialgeräten wie Taschenrechner, die es eigentlich nur noch wegen der Schule gibt, 90% ihrer Lehrmittel auf einem Tablet mit sich nehmen können. Das hier finanzielle Mittel bereitgestellt werden finde ich begrüßenswert, und die Ablehnung Sachsens ist für mich nicht nachvollziehbar.
    In einem dritten Punkt aber besteht wohl Konsens: es sind die Lehrinhalte und die Vermittlung des Stoffes, auf die es ankommt, und nicht die Frage der Technik. Dieses Problem haben wir aber ganz unabhängig von der Frage der Digitalisierung, und gerade Mathematiker mahnen es immer wieder an und stoßen dabei auf taube Ohren seitens der Bildungsverantwortlichen. Das wichtigste ist die Vermittlung von Grundlagen, die Anwendung der Sinne, die Förderung des Denkens. Und daran hapert es auch ohne Digitalisierung. Statt Kreativität spielen Formalien eine Rolle wie die Anwendung von Power Point (ohne das die Grundlagen der Office-Programme tatsächlich Lehrgegenstand sind), das Abschreiben von Wikipedia-Artikeln ohne kritische Rezeption (digitale Medien haben immer Recht), und letztlich scheint Masse beim Lehrplan wichtiger zu sein als Qualität. Gerade Ihr Beispiel mit dem Taschenrechner als Vorläufer der Digitalisierung zeigt, wie nah beieinander Nützlichkeit und Sinnlosigkeit liegen. Es ist nicht entscheidend, mit welchen Mitteln ein Lehrer versucht, unverständliche Komplexaufgaben lösen zu lassen (weil es nun mal so im Plan steht). Das Pauken von Dingen, die später nie im Leben gebraucht werden, und das Vernachlässigen der Vorbereitung auf die wichtigen Dinge im Leben ist so oder so ein Problem, das völlig unabhängig von der Digitalisierung besteht.
    Dass die Politik vor allem wieder über Ziele und folgerichtig über Inhalte bei der Bildung nachdenken sollte statt über Mittel, ist eine elementare Forderung, die man nicht an die Digitalisierung knüpfen sollte. Diese sollte man vor allem als das verstehen, was sie sein will: ein nützliches Hilfsmittel, so wie einst der Taschenrechner den Rechenschieber abgelöst hat oder die Bronzeklinge den Faustkeil.
    Man muss Digitalisierung nicht als etwas Geheimnisvolles verstehen, worüber alle reden und welches man in der Schule erlernen muss. Wobei die Vermittlung einiger handwerklicher Fähigkeiten im Umgang mit Softwareprodukten als Rüstzeug durchaus von Vorteil sein dürfte. Interessanterweise haben ja einige der von Ihnen erwähnten (kurzlebigen) "Top"-Produkte durchaus schon 30 Jahre Bestand, wie die Office-Säulen Word, Excel, PowerPoint, ohne die man heute bei vielen Berufen hilflos ist. Und mit einer Datenbank, heute eine der grundlegenden Mechanismen digitaler Anwendungen, bin ich schon vor fast 50 Jahren konfrontiert worden, obwohl heute ein Schulabgänger darüber meist weniger weiß als über Cytokinese. Aber auch das ist keine Frage der Digitalisierung, sondern eher der Leute, die in einer analogen Bürokratie über Lehrpläne sinnieren.

  • 6
    0
    grummholz
    27.12.2018

    Diesen Artikel müsste man in allen Bildungsministerien und bei allen Politikern, die nach Digitalisierung schreien, zur Pflicht machen. Die Schule sollkte nicht nur blos Surfstaion sein. Nur mit einer digitalen Tafel zu arbeiten ist der blanke Unsinn. Was wird, wenn die anfällige Technik mal ausfällt? Schulfrei?
    (ich war selbst Informatiklehrer)



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