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08.04.1983 - 

Modellversuch in Bayern

Was Mikros als Schulcomputer leisten sollen

Seit 1968 führt das bayerische Kultusministerium Versuche über die verschiedenen Anwendungen der Datenverarbeitung im Schulbereich durch. Während anfangs die meisten Arbeiten nur auf Großrechnern abgewickelt werden konnten, sind seit 1976 Geräte auf dem Markt, die es gestatten, fast alle an der Schule vorkommenden Datenverarbeitungsprobleme auf ein und demselben schuleigenen Kleincomputer zu lösen. Das Kultusministerium hat daraufhin in Zusammenarbeit mit Schulen, Gemeinden und Herstellerfirmen sowie mit finanzieller Unterstützung des Bundes einen breit angelegten Versuch "Schuleigener Computer für den mulitfunktionalen Einsatz" begonnen.

Entsprechend den allgemeinen Versuchszielen wurden dabei Unterrichts- und Organisationsmodelle für den Einsatz des Rechners in Unterricht, Verwaltung und Beratung entwickelt; gleichzeitig wurden Programme und Handreichungen erarbeitet. Die erstellten Modelle und Programme wurden auch mit anderen organisatorischen und maschinellen Lösungen verglichen. Schließlich war es Ziel der Versuche herauszufinden, welche Anforderungen aus schulischer Sicht an Geräte und Firmen gestellt werden müssen.

Für den Einsatz des Rechners im Unterricht erstreckten sich die Versuche auf drei Aufgabenbereiche:

- Im Informatikunterricht sind der Computer und sein Einsatz Gegenstand des Unterrichts. Der Schüler erhält eine Einführung in den Begriff des Algorithmus, in eine Programmiersprache und in die Techniken des Problemlösens. Der Computer ist dabei nicht nur ein Demonstrationsgerät in der Hand des Lehrers, sondern gibt dem Schüler auch Gelegenheit zum eigenen, praktischen Arbeiten.

- In einem zweiten Anwendungsbereich werden Computer und Programme in verschiedenen Fächern als Unterrichtsmedium für Berechnungen, Simulationen, zur Herstellung von Grafiken, zur Demonstration von Methoden oder bei der Meßdatenerfassung und bei Prozeßsteuerungen eingesetzt.

- In einem dritten Aufgabenfeld wird der Computer mit Hilfe von Übungsprogrammen als Trainer verwendet: Er gibt einzelnen Schülern oder Gruppen beim Arbeiten am Gerät Aufgaben und bei Bedarf Lösungshilfen, und er überprüft auch die Ergebnisse. Hierher gehört auch die Verwendung des Computers zur Auswertung von Tests und Prüfungen, vor allem von Aufgaben nach dem Multiple-Choice-Verfahren.

Neben dem Einsatz im Unterricht leistet der Computer - gewissermaßen als Dreingabe - auch wertvolle Hilfe bei Aufgaben der Verwaltung und der Beratung. Es sind hier drei Bereiche zu nennen:

- Das Führen einer Schülerdatei (mit ihr lassen sich auf einfache Weise Schülerlisten mit den jeweils benötigten Daten wie auch Statistiken erstellen oder die gespeicherten Daten auf Formblättern, etwa Zeugnissen, ausdrucken; in einer weiteren Ausbaustufe können auch Leistungsdaten verarbeitet werden).

- das Führen einer Kollegstufendatei (sie unterstützt die Kurswahl und die Kursbildung und bezieht auch die vielfältigen Leistungsdaten ein) und nicht zuletzt.

- die Unterstützung von weiteren Verwaltungstätigkeiten (etwa Stundenplanarbeiten oder Textverarbeitung).

Modellversuch gestartet

In den drei Jahren des Versuchs konnten die gestellten Aufgaben großenteils gelöst werden. Doch standen die Preise der dabei verwendeten Geräte einer allgemeinen Einführung immer noch im Weg, auch wenn die Beschaffungskosten der benötigten Kleinrechner nur mehr etwa ein bis zwei Prozent der Kosten der früher benutzten Großrechner betrugen.

Um die Möglichkeiten der Übernahme der gewonnenen Verfahren auf die billigeren Mikrocomputersysteme zu überprüfen und um zugleich die Auswirkungen dieser neuen Technologie auf die Schule zu untersuchen, wurde im Schuljahr 1979/80 in Zusammenarbeit mit den Ländern Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen und dem Forschungs- und Entwicklungszentrum für objektivierte Lehr- und Lernverfahren in Paderborn sowie wiederum mit finanzieller Unterstützung des Bundes der Modellversuch "Mikrocomputersysteme in der Schule" eingeleitet.

Dabei prüfte Bayern speziell, ob die primär für Unterrichtszwecke beschafften Mikrocomputersysteme auch leistungsfähig genug sind für die anspruchsvolleren Verwaltungsaufgaben, während die beiden anderen Länder schwerpunktmäßig die Auswirkungen und Möglichkeiten dieser neuen Technologie im Unterrichtseinsatz untersuchten.

Soviel zu den Versuchszielen. Nun ein paar ergänzende Hinweise zum Ablauf der Versuche:

Bei der Auswahl der Versuchsschulen wurden solche Schulen berücksichtigt, an denen interessierte und fachkundige Lehrer unterrichten. Außerdem sollten möglichst alle in Frage kommenden Schularten vertreten sein, im wesentlichen Gymnasien, Realschulen, Wirtschaftsschulen, Fachoberschulen, Berufsoberschulen, Berufsschulen.

Die Auswahl der Geräte und Firmen erfolgte nach den im Lauf der Versuche entwickelten Mindestanforderungen und Auswahlkriterien. Dabei wurde von Anfang an angestrebt, unter Verzicht auf nicht unbedingt notwendige Leistungen eine möglichst preisgünstige Konfiguration zu wählen, um eine spätere breitgestreute Einführung nicht von vornherein an den Kosten scheitern zu lassen.

In den Jahren 1977 und 1978 wurde mit den Fabrikaten Olivetti 6060, Wang 2200, Digital Equipment PDP 11/03 und Siemens Sicomp 10 gearbeitet, ab 1979 mit Commodore-Geräten der Serien CBM 3001, 8001 und 4001.

Die Arbeiten des ersten Versuchs sind abgeschlossen. Beim zweiten Versuch (Übertragung auf Mikrocomputersysteme) sind die Arbeiten zur allgemeinen Schülerdatei ebenfalls fertig und für die Kollegstufendatei liegt das Programmpaket bereits in einer ersten Version vor; mit dem Gesamtabschluß der Arbeiten kann im Sommer dieses Jahres gerechnet werden.

Lehrpläne sind erprobt

Die aus den mehrjährigen Versuchen gewonnenen Erkenntnisse und Arbeitsergebnisse liegen somit praktisch vollständig vor:

- Lehrpläne für Informatik beziehungsweise Datenverarbeitung sind im Laufe der letzten Jahre für die in Frage kommenden acht Schularten erlassen worden. Im Bereich der beruflichen Schulen geht es hierbei in erster Linie um die Vermittlung von Kenntnissen aus der technischen und angewandten Datenverarbeitung, während in den allgemeinbildenden Schulen, neben der Vermittlung der Grundkenntnisse, besonderes Gewicht auf diejenigen Aspekte der Informatik gelegt werden muß, die schon heute, noch mehr aber in Zukunft jeden einzelnen berühren.

- Die Lehrpläne gehen davon aus, daß die im Unterricht erstellten Programme auf Datenverarbeitungsanlagen auch praktisch erprobt werden sollen. Diese Forderung ist im Lehrplan der Gymnasien so ausgedrückt: "Der frühzeitige Rechnereinsatz entspricht dem Bedürfnis der Schüler nach Eigentätigkeit und Anwendungsbezogenheit und ist damit wesentlicher Beitrag zur Motivation. Ein Informatikunterricht ohne praktische Übungen verfehlt seine Zielsetzung!" Diese Feststellung wird durch die Unterrichtserfahrung voll bestätigt.

- Die Lehrpläne sind weitgehend erprobt und an vielen Schulen schön in die Praxis umgesetzt. Es liegen bereits über 600 Unterrichtsmodelle und zugehörige Programme vor, die den Schulen zur Verfügung stehen.

- Die Erfahrungen zeigen übereinstimmend, daß das Interesse der Schüler für den Informatikunterricht sehr groß ist und damit insbesondere die angebotenen Möglichkeiten des Arbeitens mit einem Rechner von Lehrern wie von Schülern in außergewöhnlich hohem Maße genutzt werden, auch während der Freizeit.

- In zahlreichen Äußerungen außerschulischer Stellen wurde immer wieder bestätigt, daß der Informatikunterricht mit praktischem Arbeiten Kenntnisse und Fertigkeiten vermitteln kann, wie sie heute in einer Reihe von Berufen gebraucht werden. Damit werden interessierte Schüler für Ausbildungsrichtungen mit zukunftssicheren Arbeitsplätzen motiviert, und die Wirtschaft kann entsprechend qualifizierte Arbeitskräfte finden

- Es hat sich gezeigt, daß die primär dem Unterricht dienenden Schulcomputer, insbesondere auch die Mikrocomputersysteme, mit den im Versuch entwickelten Programmpaketen, Schülerdatei und Kollegstufendatei auch effektiv für Verwaltungsarbeiten eingesetzt werden können. Die Programme der Schülerdatei wurden bis jetzt schon von rund 500 Schulen in Bayern angefordert. Darüber hinaus wird bei der Stadt München, die eng mit dem Kultusministerium zusammenarbeitet ein leistungsfähiges Stundenplanprogramm erstellt.

Schwerpunkt Informatik

Die Programme mit den Handbüchern werden auf Wunsch allen bayerischen Schulen, die über die entsprechende Rechnerausstattung verfügen, kostenlos zur Verfügung gestellt. Aus rechtlichen und organisatorischen Gründen ist es nicht möglich, auch außerbayerische Schulen unmittelbar zu beliefern Doch erhalten die Kultusministerien der anderen Länder in den nächsten Wochen die Versuchsergebnisse und auf Anforderung auch die Programme der Schülerdatei zur Weitergabe an ihre Schulen. Interessierte Schulen können sich an ihr zuständiges Kultusministerium wenden.

- Der Datenschutz kann auf schuleigenen Rechnern wesentlich leichter gewährleistet werden als bei Abwicklung von Verwaltungsarbeiten mit Hilfe zentraler Schülerdateien auf einem Großrechenzentrum. Im übrigen wurden für die Schulen erläuternde Hinweise zum Vollzug der Datenschutzbestimmungen erarbeitet.

- Die Investitionen für die Rechnerbeschaffung sind nur dann gerechtfertigt, wenn gerechtfertigt, wenn geeignete Unterrichts- und Organisationsmodelle und entsprechende Software vorhanden sind und damit ein vielseitiger, effektiver Einsatz ermöglicht wird. Der hierfür erforderliche Aufwand lohnt sich nur bei umfassender Planung für einen Einsatz über einen längeren Zeitraum bei vielen Schulen. Für die Erstellung der Vorgaben und Programme empfiehlt sich ein arbeitsteiliges Verfahren, bei dem Projektleitung, Versuchsschulen und Firmen eng zusammenarbeiten.

- Eine weitere Voraussetzung für einen effektiven Einsatz der Rechner ist eine hinreichende Ausbildung und Fortbildung der Lehrer. Deshalb wurden in die Ausbildungs- und Prüfungsordnungen für die in Frage kommenden Lehrämter entsprechende Bestimmungen aufgenommen. Im Bereich der Lehrerfortbildung wurde Informatik zu einem Schwerpunkt erklärt. Einführungskurse, Aufbaukurse und Spezialkurse werden unter der Betreuung der Akademie für Lehrerfortbildung und der Zentralstelle für Programmierten Unterricht und Computer im Unterricht zentral wie auch regional durchgeführt.

Derzeit haben an jeder Schule, die schon mit Rechnern ausgestattet ist, im Schnitt bereits zwei bis drei Lehrer mindestens den Einführungskurs besucht.

- Ebenso wichtig ist eine effektive Beratung und Betreuung der Schulen. Die Zentralstelle berät in Zusammenarbeit mit den Fachberatern für Informatik die Schulen bei der Beschaffung und beim Einsatz der Rechner, vermittelt den Austausch der Programme für den Unterricht (derzeit über 600) zwischen den Schulen und erstellt für die Schulen Informationsmaterial .

- Bei der heutigen Marktlage und unter Berücksichtigung der Haushaltsverhältnisse lassen sich die an eine Rechnerkonfiguration zu stellenden Mindestanforderungen wie folgt zusammenfassen:

- Arbeitsplatz mit Datensichtgerät, Tastatur und 30 KB verfügbarem Arbeitsspeicher sowie notwendiger Betriebssoftware und höherer Programmiersprache (wünschenswert wäre eine Sprache mit möglichst hohem Strukturniveau wie Pascal; mit Rücksicht auf die damit verbundenen hohen Hardware-Kosten muß man sich meist auf Basic beschränken. Dann ist es aber umso wichtiger, im Unterricht die Prinzipien des strukturierten Programmierens strikt zu beachten); vorteilhaft ist auch eine Übertragung auf Fernseher.

- Doppellaufwerk für Disketten (200 KB je Diskette mindestens, besser 500 KB je Diskette)

- Drucker (100 Zeichen pro Sekunde, mindestens 24 Zentimeter Papierbreite, Traktorführung für Endlosformulare)

- Weitere kompatible Schülerarbeitsplätze mit Bildschirm und mindestens 8 KB Arbeitsspeicher, wobei jeder Arbeitsplatz Zugang zum Diskettenlaufwerk und Drucker haben sollte.

- Bauweise, die geringe Störungsanfälligkeit und niedrige Reparaturkosten gewährleistet.

Die raschen Veränderungen bei Ausstattung und Preis der angebotenen Produkte können zu Änderungen der vorstehend definierten Mindestanforderungen führen. Desgleichen können auch die besonderen Gegebenheiten einzelner Schulen und Schularten andere Anforderungen wünschenswert erscheinen lassen.

- Es ist grundsätzlich gleichgültig, ob eine solche Mehrplatzkonfiguration durch ein zentrales System mit gemeinsamer Zentraleinheit und "online" angeschlossenen Arbeitsplätzen oder durch ein dezentrales System mit eigenständigen Geräten realisiert wird. Bei der gegenwärtigen Marktlage ist die dezentrale Lösung günstiger, und zwar mit Rücksicht auf niedrigere Anschaffungs- und Reparaturkosten, auf größere Betriebssicherheit und auf die Möglichkeit des schrittweisen Ausbaus bei einer preisgünstigen Einstiegsversion.

- Bei der Beschaffung der Geräte ist es angesichts der Vielfalt von Produkten und der ständigen Veränderungen unverzichtbar, sich einen umfassenden Überblick über die Marktlage zu verschaffen und eine Vielzahl von Angeboten auszuwerten. Das Kultusministerium hat bei der Auswahl der Geräte und der Lieferfirmen die folgenden Kriterien für die Beurteilung der Angebote aufgestellt:

- absoluter Preis (es muß auf einen niedrigen Preis geachtet werden, um das Ziel zu erreichen, möglichst viele Schulen mit möglichst vielen Arbeitsplätzen auszustatten)

- ausreichende Leistungsfähigkeit der Geräte entsprechend den Mindestanforderungen

- Sicherstellung eines zuverlässigen, preisgünstigen und schulnahen Reparaturdienstes (Generalunternehmerschaft für alle Geräte der Schule)

- Bereitschaft der Firma zur Mitarbeit bei der Erstellung von Programmen für Unterricht und Schulverwaltung beziehungsweise Vorhandensein geeigneter Programme.

- Der Preis für eine oben bezeichnete Rechnerkonfiguration mit insgesamt vier Arbeitsplätzen (als Kompromiß zwischen dem pädagogisch Wünschenswertem und den vom Haushalt gesetzten Grenzen) liegt derzeit bei rund 14 000 Mark. (Die Einplatzkonfiguration ohne die zusätzlichen drei einfacheren Schülerarbeitsplätze kostet heute rund 7500 Mark, während sich der Preis für ein solches System bei Versuchsbeginn im Jahr 1977 noch auf rund 60 000 Mark belief). Aus unterrichtlicher Sicht sollte aber für jeweils drei Schüler ein Arbeitsplatz angestrebt werden. Für eine entsprechende Konfiguration mit acht Arbeitsplätzen müßte man heute rund 28 000 Mark (bei zehn Plätzen rund 32 000 Mark) aufwenden.

- Da die Entwicklung des Mikrocomputermarktes noch langst nicht abgeschlossen ist, ist bei der Erarbeitung von Programmen die Frage nach der Übertragbarkeit auf Neuentwicklungen derselben beziehungsweise eines anderen Computerherstellers von entscheidender Bedeutung.

Um dieser Forderung Rechnung zu tragen, wurden die Programmvergaben zu den Grund- und Anwendungsprogrammen der Schülerdatei und der Kollegstufendatei trotz detaillierter Ausfertigung möglichst allgemein gehalten.

- Bei der Unterstützung der Schulverwaltung durch Mikrocomputersysteme fallen Kosten bei der Anschaffung und dem Betrieb der Gerate an.

Die Anschaffungskosten für eine zum Ablauf von Schulverwaltungsprogrammen geeigneten Gerätekonfiguration liegen wie gesagt derzeit bei 7 500 Mark. Sie sind unabhängig vom Nutzen für die Schulverwaltung bereits durch den Einsatz im Unterricht geboten und gerechtfertigt; die Anwendung in der Schulverwaltung ist mehr unter dem Aspekt eines nützlichen Nebeneffekts zu sehen. Zu den reinen Betriebskosten zählen neben den Kosten für Papier und Disketten auch die Entlastungsstunden des Systembetreuers und der Aufwand für Reparaturen. Infolge einer zentralen Papierbesorgung liegen die Kosten für die benötigten Endlos-Formulare (Notenbogen, Zeugnisse etc.) weit unter den Kosten für die herkömmlichen Formblätter; die dadurch ersparten Mittel reichen im allgemeinen zur Beschaffung der Disketten und der Reparaturen der relativ robusten Maschinen aus. (Es hat sich gezeigt, daß der Abschluß eines Wartungsvertrages hier nicht erforderlich und nicht wirtschaftlich ist).

Ein angemessener Ausgleich für die zusätzliche Belastung des Systembetreuers kann kostenneutral innerhalb der einzelnen Schule vorgenommen werden.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß beim Einsatz von Mikrokomputersystemen für die Unterstützung der Schulverwaltung im allgemeinen keine zusätzlichen Kosten entstehen.

Konrad Schmittlein ist Ministerialrat im Bayerischen Staatsministerium für Unterricht und Kultus.