Im Zentrum stehen rein algorithmische Problemstellungen. Besonderer Wert liegt auf der Erziehung zu logischem Denken, Sorgfalt und reflektiertem, strukturierten Handeln. Der algorithmenorientierte Ansatz ist stark an die wissenschaftliche Disziplin der Informatik gekoppelt.

Die anwendungsbezogene Perspektive fokussiert auf die zielgerichtete Auswahl von Systemen und deren effektive und effiziente Nutzung zur Umsetzung individueller und kooperativer Vorhaben. Sie geht Fragen nach, wie und warum Werkzeuge ausgewählt und genutzt werden. Dies erfordert eine Orientierung hinsichtlich der vorhandenen Möglichkeiten und Funktionsumfänge gängiger Werkzeuge in der jeweiligen Anwendungsdomäne und deren sichere Handhabung.

Der anwendungsorientierte Ansatz versucht, in die Lösung praktischer Probleme mittels Informatik auch gesellschaftliche und kulturelle Dimensionen einzubeziehen. Er hat die Einführung in eine neue Kulturtechnik "Informationsverarbeitung" zum Ziel. Ausgangspunkt für den Unterricht bilden die Anwendungen von Informatik im Alltag, in Verwaltung, Produktion und Wissenschaft. Die algorithmischen Grundlagen stehen zwar nicht mehr im Mittelpunkt, bilden aber einen wichtigen Bestandteil des Unterrichts.

Der benutzerorientierte Ansatz verzichtet vollkommen auf Algorithmen, Datenstrukturen und Programmierung. Im Mittelpunkt steht die Arbeit mit fertigen Programmpaketen. Es soll ein kompetenter Nutzer von Informatikmitteln herangebildet werden.

Die Church-Turing-These besagt, dass jede Funktion, die intuitiv "berechenbar" ist, auch mit einer Turing- Maschine berechnet werden kann.

Besitzt einen Bezug zu Sprache und Denken des Alltags und der Lebenswelt.

Bleibt in der historischen Entwicklung deutlich wahrnehmbar und ist längerfristig relevant.

Daten sind nicht gleichzusetzen mit Informationen. Daten sind gespeicherte Angaben in Form von Zahlen, Texten, Tönen, Bildern, ..., ein «Knopf im Nastuch . Information setzt ein Informationsbedürfnis voraus und beinhaltet eine Antwort auf eine konkrete Fragestellung.

Die Dispositionsziele erfassen affektive Aspekte wie Einstellungen, Motivationen oder Bereitschaft zu Verhalten. Dispositionsziele beantworten die Frage: Was werden Studierende nach dem Unterricht grundsätzlich können und wie schlägt sich dieses Können im ihrem Verhalten nieder?

Neben der echten enaktiven Repräsentation (jeder Schüler wird selbst mit physischen Gegenständen aktiv) lassen sich heute enaktive Vorgänge oft auch durch Manipulation von Objekten in einer computergestützten Umgebung simulieren.

Jeder Schüler wird selbst mit physischen Gegenständen aktiv.

Erfassen von Sachverhalten durch eigenes Tun.

Erfassen von Sachverhalten durch eigene Handlungen.

Erfassen von Sachverhalten durch eigenes Tun.

Die Grundidee beim Entdeckenden Lernen ist folgende: Die Lernenden erlangen neues Wissen, indem sie persönliche Erfahrungen machen und Dinge hinterfragen. Sie entwickeln durch Staunen, sich Wundern und Zweifeln ihre eigenen (vielleicht naiven) Theorien und müssen dabei mitunter alte VorStellungen aufgeben und zuvor aufgestellte Hypothesen verwerfen. Für den Lernerfolg ist es oft wirksamer, wenn die Schülerinnen aktiv Erklärungen generieren, um beobachtete Phänomene zu begründen, als wenn sie Merksätze und Theorien vorgetragen bekommen und auswendig lernen müssen.

Für die Volksschule fehlt bislang noch eine mit Swiss edu-id vergleichbare Lösung. Die Fachagentur educa.ch wurde im Oktober 2017 von der EDK beauftragt, Umsetzungs- und Finanzierungsdetails für den Aufbau und den Betrieb einer Föderation von Identitätsdiensten für den Bildungsraum Schweiz FIDES auszuarbeiten (EDK 2017). Die EDK hat an ihrer Plenarversammlung vom März 2018 grünes Licht für die Aufbauphase dieses Projekts gegeben. Über die endgültige Inbetriebnahme wird sie im Jahr 2019 entscheiden.

A fundamental idea with respect to some domain is a schema for thinking, acting, describing, or explaining which is applicable in different areas, may be demonstrated and taught on every intellectual level, can be clearly observed in the historical development and will be relevant in the longer term, and is related to everyday language and thinking. In other words, fundamental ideas guarantee the selection of content which is cognitively demanding, relevant, and long-lived.

A fundamental idea with respect to some domain is a schema for thinking, acting, describing, or explaining which is applicable in different areas, may be demonstrated and taught on every intellectual level, can be clearly observed in the historical development and will be relevant in the longer term, and is related to everyday language and thinking. In other words, fundamental ideas guarantee the selection of content which is cognitively demanding, relevant, and long-lived.

Eine fundamentale Idee ist ein Denk-, Handlungs-, Beschreibungs- oder Erklärungsschema, das

• auf jedem intellektuellen Niveau aufgezeigt und vermittelt werden kann (Vertikalkriterium)
• in der historischen Entwicklung deutlich wahrnehmbar ist und längerfristig relevant bleibt (Zeitkriterium)
• einen Bezug zu Sprache und Denken des Alltags und der Lebenswelt besitzt (Sinnkriterium)
• auf verschiedene Bereiche anwendbar ist (Horizontalkriterium)
• auf jeder Repräsentationsstufe (enaktiv, ikonisch, symbolisch) dargestellt werden kann (Repräsentationskriterium)

Die gesellschaftlich-kulturelle Perspektive untersucht die Wechselwirkungen der digitalen vernetzten Welt mit Individuen und der Gesellschaft. Sie geht z. B. den Fragen nach: Wie wirken digitale Medien auf Individuen und die Gesellschaft, wie kann man Informationen beurteilen, eigene Standpunkte entwickeln und Einfluss auf gesellschaftliche und technologische Entwicklungen nehmen? Wie können Gesellschaft und Individuen digitale Kultur und Kultivierung mitgestalten?

Es gibt keine Turing- Maschine, die entscheiden kann, ob eine beliebige andere Turing-Maschine je anhält oder nicht.

Ist auf verschiedene Bereiche anwendbar.

Auf dieser Ebene werden Sachverhalte durch Bilder dargestellt. Konkrete Gegenstände, Ereignisse und Abläufe kann sich ein Mensch auch anhand von Visualisierungen vorstellen. Ein Hotelprospekt oder ein Stadtplan reichen oft aus, um sich ein Bild zumachen.

Erfassen von Sachverhalten durch Bilder

Die fortschreitende Datenerfassung schreitet in allen Bereichen des täglichen Lebens voran : Treueprogramme der Supermärkte, Social Media-Dienste, Fitness-Armbänder und Smartwatches. Alle diese Daten ermöglichen das Erstellen aussagekräftiger Personenprofile mit entsprechenden Chancen und Risiken.
Im Bildungsbereich wird Learning Analytics sowohl zur Steuerung als auch zur Verbesserung von Lehr- und Lernprozessen zunehmend eine Rolle spielen. Aufgrund des Datenschutzes könnte die EDK die grundsätzliche Datenhoheit für alle anfallenden Daten der Schülerinnen und Schüler anstreben. Die daraus resultierenden umfangreichen Möglichkeiten der Auswertung könnten sowohl einen positiven als auch negativen Einfluss auf das Bildungswesen haben.

Im Bildungsbereich wird Learning Analytics sowohl zur Steuerung als auch zur Verbesserung von Lehr- und Lernprozessen zunehmend eine Rolle spielen (siehe auch Kapitel 6). Aufgrund des Datenschutzes könnte die EDK die grundsätzliche Datenhoheit für alle anfallenden Daten der Schülerinnen und Schüler anstreben. Die daraus resultierenden umfangreichen Möglichkeiten der Auswertung könnten sowohl einen positiven als auch negativen Einfluss auf das Bildungswesen haben.

Um die Kontrolle über den Lehrmittelbereich nicht an internationale Konzerne zu verlieren und um die einheimischen Lehrmittelverlage zu stärken, könnten der Bund oder die EDK selbst eine zentrale Plattform zur Distribution und zum Betrieb von digitalen Lehrmitteln zur Verfügung stellen. Alle Lehrmittelverlage könnten diese Plattform nutzen. Während Schweizer Lehrmittelverlage eine solche Plattform vermutlich mehrheitlich nutzen würden, ist offen, ob ausländische Verlage den Aufwand betreiben würden, ihre Lehrmittel an die Schweizer Speziallösung anzupassen und ob dies wiederum als Vor- oder Nachteil zu werten wäre. Angesichts der immer noch raschen technischen Entwicklung ist aber auch fraglich, ob eine Schweizer Plattform über genügend Ressourcen verfügen würde, um im internationalen Vergleich Stand zu halten und attraktiv zu sein.

Um der Gefahr der Monopolisierung zu begegnen könnte der Bund selbst eine zentrale Plattform zur Distribution und zum Betrieb von digitalen Lehrmitteln zur Verfügung stellen. Alle Lehrmittelverlage könnten diese Plattform nutzen.

In der Unterhaltungsindustrie entstanden in den letzten Jahrzehnten mehrere grosse Anbieter für Streaming-Lösungen. Mit einem monatlichen Fixpreis (Flatrate) stellen diese eine umfangreiche Sammlung von Musik, Filmen, Serien, E-Books oder Apps bereit. Die Plattformanbieter handeln individuelle Konditionen mit den Inhaltsanbietern für die Aufnahme in den Angebotskatalog aus. Dieser Ansatz einer zentralen Plattform mit einem monatlichen Fixpreis liesse sich auch auf den Bildungsbereich übertragen. Für die Schule würde dies eine Vereinfachung bedeuten, weil ein einheitlicher und moderner Zugang zu allen Lehrmitteln zur Verfügung stünde. Da ein solcher grosser Anbieter aber kaum aus der Schweiz kommen dürfte, würde die Schweiz damit viel Kontrolle über den Lehrmittelbereich verlieren.

In der Unterhaltungsindustrie entstanden in den letzten Jahrzehnten mehr und mehr Anbieter für Streaming-Lösungen. Mit einem monatlichen Fixpreis (Flatrate) stellen diese eine umfangreiche Sammlung etwa von Musik, Filmen, Serien, E-Books oder Apps bereit, aus denen der Nutzer nach Belieben wählen kann. Ähnlich zu einem Nutzungsbeitrag einer öffentlichen Bibliothek gibt es in der Regel kein Limit, wie viele Musikstücke oder Filme pro Monat konsumiert werden dürfen. Die Plattformanbieter handeln individuelle Konditionen mit den Inhaltsanbietern für die Aufnahme in den umfangreichen Angebotskatalog aus.[...] Dieser Ansatz einer zentralen Plattform mit einem monatlichen Fixpreis liesse sich auch auf den Bildungsbereich übertragen.

Digitale Lehrmittel der Stufe 3 und 4 gehen einher mit massiven Veränderungen der Prozesse bei der Entwicklung, Herstellung und Distribution und bedingen vermehrte Koordination und Absprachen zwischen den Kantonen, den Schulen und den Lehrmittelverlagen. Im föderalistischen Schweizer Bildungssystem ist die Gefahr deshalb gross, dass die digitale Transformation im Lehrmittelbereich zu spät erfolgt und sich in Folge neue Player im Markt etablieren.

Ein mögliches Modell zur langfristigen Sicherstellung eines Schweizer Lehrmittelmarktes könnte die staatliche Finanzierung der Entwicklung und des Betriebs von Lehrmitteln sein, verbunden mit einer kostenlosen Abgabe an die Schulen. Vereinfacht könnte man dieses Modell als staatlich finanzierte OER (Open Educational Ressources) bezeichnen.

Staatlich finanzierte frei verfügbare Lehrmittel

Die hohen Initialkosten, der steigende Aufwand für die Erstellung und die Pflege digitaler Lehrmittel sind eine Herausforderung für kleinere und regionale Lehrmittelverlage. Ein mögliches Modell zur langfristigen Sicherstellung eines Schweizer Lehrmittelmarktes könnte die staatliche Finanzierung der Entwicklung und des Betriebs von Lehrmitteln sein, verbunden mit einer kostenlosen Abgabe an die Schulen. Vereinfacht könnte man dieses Modell als staatlich finanzierte OER (Open Educational Ressources) bezeichnen. Die wegfallenden Kosten für Werbung und Lizenzverwaltung könnten der Entwicklung und dem Betrieb zukunftsgerichteter Lehrmittel zugutekommen. Mit diesem Szenario würde jedoch der Lehrmittelmarkt staatlicher als bisher organisiert und bis zu einem gewissen Grad dem freien Wettbewerb entzogen.

Ähnlich wie die Idee einer Einheitskrankenkasse wäre ein einheitliches, staatliches Modell für die Entwicklung und Herstellung von Lehrmitteln denkbar. Mit einem Einheitslehrmittelverlag mit kantonalen Zweigstellen könnten im Bildungswesen Wettbewerbskosten (z. B. Werbung, Rabatte) eingespart werden. Der Zusammenschluss kleinerer Verlage zu einigen wenigen Grossanbietern ist insbesondere in Deutschland bereits Realität. Dass die digitale Distribution einen hohen Initialaufwand erfordert, der sich erst mit wachsender Grösse rechnet, sowie aktuelle Harmonisierungsbemühungen im Bildungswesen (z. B. Lehrplan 21) könnten Argumente für dieses Szenario sein. Dieses Szenario würde den Lehrmittelmarkt allerdings komplett dem freien Markt entziehen, was die Angst vor einem innovationslosen, aufgeblähten Staatsbetrieb weckt

Ähnlich wie die Idee einer Einheitskrankenkasse wäre ein einheitliches, staatliches Modell für die Entwicklung und Herstellung von Lehrmitteln denkbar. Mit einem Einheitslehrmittelverlag mit kantonalen Zweigstellen könnten im Bildungswesen Kosten für den Wettbewerb (z. B. Werbung, Rabatte) eingespart werden. Auch aktuelle Entwicklungen zur Harmonisierung des Bildungswesens wie der Lehrplan 21 könnten einem solchen Szenario zuträglich sein.

In Bereichen wie Musik, Fotografie, Film usw. hat die Digitalisierung dank einfacher Werkzeuge und Austauschplattformen zu einem massiven Zuwachs an sogenanntem User Generated Content geführt. Prominente Beispiele sind Youtube und Wikipedia. Im Bildungsbereich gibt es seit über 20 Jahren diverse Plattformen, um von Lehrpersonen erstellte Materialien zu sammeln und bereitzustellen. Aktuell erlebt diese Idee unter dem Schlagwort Open Educational Resources grössere Aufmerksamkeit.
In diesem Szenario hat der Bund den Lehrpersonen zeitliche Ressourcen für die Erstellung und Pflege von OER-Materialien auf einer staatlich finanzierten offenen Austauschplattform zugesprochen und im Gegenzug die klassische Lehrmittelentwicklung und -beschaffung abgeschafft, was nicht nur Lehrmittelautoren und -verlage kritisieren.

In unterschiedlichsten Bereichen wie Musik, Fotografie, Film usw. führte die Digitalisierung durch einfachere Entwicklung und Bereitstellung von Inhalten auf Web 2.0- Austauschplattformen zu einem massiven Zuwachs an sogenanntem User Generated Content. Eines der prominentesten Beispiele ist sicher die Wikipedia. 2005 gab der Pressesprecher des bekannten Brockhaus Lexika in einem Interview noch zu bedenken, dass Wikipedia keine verlässliche Quelle sei und man bei Brockhaus auf «Qualität, auf Fachredakteure, auf Fachautoren und ein System setze, was diese Qualität und diese Verlässlichkeit absolut absichert und dass jeder, der aus dem Brockhaus zitiert, auch wirklich sicher sein kann, dass das, was er da zitiert, stimmt.» Studien zeigten bereits damals, dass die Qualität und Verlässlichkeit der Wikipedia dem Brockhaus im Durchschnitt überlegen war. 2014 wurde schliesslich die gedruckte Ausgabe des Brockhaus eingestellt und der Verlag zerschlagen und verkauft.
Im Bildungsbereich wird User Generated Content häufig mit dem Begriff Open Educational Ressources verbunden, da die Inhalte meist mit einer offenen Lizenz verwendet werden und damit eine kostenfreie Nutzung, Bearbeitung und Weitergabe möglich wird (siehe Kapitel 7). Bereits seit dem letzten Jahrhundert gibt es diverse Initiativen und Plattformen, um von Lehrpersonen erstellte Materialien zu sammeln und bereitzustellen (z. B. Swisseduc.ch, ZUM.de). Einen vergleichbaren Erfolg wie Wikipedia konnte bislang jedoch keines dieser Angebote erzielen.
In dem folgenden fiktiven Szenario hat der Bund regulierend eingegriffen und den Lehrpersonen zeitliche Ressourcen für die Erstellung und Pflege von OER-Materialien auf einer staatlich finanzierten offenen Austauschplattform zugesprochen und im Gegenzug die klassische Lehrmittelentwicklung und -beschaffung abgeschafft.

In [diesem] [...] Szenario hat der Bund regulierend eingegriffen und den Lehrpersonen zeitliche Ressourcen für die Erstellung und Pflege von OER-Materialien auf einer staatlich finanzierten offenen Austauschplattform zugesprochen und im Gegenzug die klassische Lehrmittelentwicklung und -beschaffung abgeschafft.

Informatikunterricht bezeichnet den Unterricht mit dem Computer als Unterrichtsgegenstand.

Unterricht mit der Informatik als Unterrichtsgegenstand

Das spezifische Wissen, das man in einer bestimmten Situation benötigt um beispielsweise ein Problem zu lösen, wird Information genannt.

Daten sind nicht gleichzusetzen mit Informationen. Daten sind gespeicherte Angaben in Form von Zahlen, Texten, Tönen, Bildern, ..., ein «Knopf im Nastuch . Information setzt ein Informationsbedürfnis voraus und beinhaltet eine Antwort auf eine konkrete Fragestellung.

Kara ist eine Mini-Umgebung basierend auf der Idee der endlichen Automaten. Kara, der Marienkäfer , lebt in einer einfachen grafischen Welt auf dem Bildschirm. Der Marienkäfer kann programmiert werden, um in seiner Welt verschiedene Aufgaben zu erledigen. Kleeblätter sammeln, einer Spur von Kleeblättern folgen oder Labyrinthe durchqueren sind einige Beispiele. Die Programme werden grafisch mit der Maus als endliche Automaten erstellt. Eine detaillierte Bedienungsanleitung ist in die Umgebung integriert und erklärt, wie die Welt bearbeitet und Programme erstellt werden.

Karel the Robot wird in einer auf die Bedürfnisse von Anfängern ausgerichteten Mini-Sprache programmiert, die sich an Pascal anlehnt. Karel hat die Idee der Turtle übernommen, aber diskretisiert: Der Roboter lebt in einer einfachen, gitterförmigen Welt. Er kann sich nur in den vier Himmelsrichtungen von Gitterpunkt zu Gitterpunkt bewegen. Zwei Arten von Objekten können in seiner Welt auftreten: Wände zwischen den Gitterpunkten und so genannte 'Beepers' (Piepser), die bei den Gitterpunkten auf dem Boden liegen. Im Gegensatz zur Schildkröte hat Karel Sensoren, mit denen er seine unmittelbare Umgebung wahrnehmen kann. So weiss er, ob es vor ihm eine Wand hat, ob es unter ihm Piepser hat und in welche Richtung er gegenwärtig schaut. Karel trägt einen Sack mit sich, in dem er Piepser sammeln kann, und er versteht Befehle wie move, turnleft, pickbeeper, putbeeper.

Mit Learning Analytics wird die automatisierte Erhebung, Verarbeitung und Auswertung von unterschiedlichsten Daten aus Lehr- und Lernprozessen bezeichnet. Es geht darum, Lernaktivitäten und Lernprozesse sichtbar zu machen und diese besser unterstützen zu können. Werden Daten über längere Zeit gesammelt, entstehen Profile für jeden Lernenden. Die Daten erlauben aber auch Vorhersagen, indem bereits gesammelte Daten mit jenen früherer Lernenden automatisiert verglichen werden. Daraus lässt sich etwa statistisch berechnen, wie gross die Wahrscheinlichkeit für einen bestimmten Schulabschluss oder eine Berufschance ist. Stehen diese Daten über Schulgrenzen hinweg zur Verfügung, lassen sich automatisiert Vergleiche zwischen Institutionen generieren und Trends erkennen.

Lernplattformen sind umfassende Softwarelösungen, welche verschiedene für Unterrichtszwecke nützliche Dienste wie Datenaustausch, Kommunikation unter Lernenden oder automatisierte Tests anbieten.

Leitideen stellen einen Bezugnahmen dar. Sie begründen, warum etwas gelernt werden werden soll und halten als Konsequenz daraus fest, was gelernt werden soll. Die Leitideen zeigen die Relevanz eines Themas auf und ordnen das Thema in einen grösseren Kontext ein.

Der Begriff der Medienkompetenz wird in der Öffentlichkeit inflationär und oft verkürzt verwendet. Im Bildungskontext umfasst Medienkompetenz Aspekte, welche der gängigen Medienpädagogik zugeordnet werden, aber auch Aspekte, welche eher zur informatischen Bildung gehören oder die ICT-Anwenderkompetenz betreffen. Dazu kommen insbesondere in der Berufsbildung berufsspezifische Unterrichtsgegenstände wie etwa die Nutzung von Branchensoftware. CAD-Programme in Bauberufen, Layout-Programme in grafischen Berufen oder Buchhaltungslösungen in kaufmännischen Berufen sind nur einige Beispiele.

Ein Dokument heisst relevant, wenn es bei einer Informationssuche gefunden werden soll.

Kann auf jeder Repräsentationsstufe (enaktiv, ikonisch, symbolisch) dargestellt werden.

Der Lehrer führt eine enaktive Demonstration durch, die Lernenden beobachten nur.

Mit Support ist die Unterstützung der Benutzer bei der Nutzung der ICT-Mittel gemeint.

Erfassen von Sachverhalten durch Symbole (Text, Zeichen etc.)

Erfassen von Sachverhalten durch Symbole (Text, Zeichen etc.).

Die technologische Perspektive hinterfragt und bewertet die Funktionsweise der Systeme, die die digitale vernetzte Welt ausmachen. Sie gibt Antworten auf die Frage nach den Wirkprinzipien von Systemen, auf Fragen nach deren Erweiterungs- und Gestaltungsmöglichkeiten. Sie erklärt verschiedene Phänomene mit immer wiederkehrenden Konzepten. Dabei werden grundlegende Problemlösestrategien und -methoden vermittelt. Sie schafft damit die technologischen Grundlagen und Hintergrundwissen für die Mitgestaltung der digitalen vernetzten Welt.

Kann auf jedem intellektuellen Niveau aufgezeigt und vermittelt werden.

Neben der echten enaktiven Repräsentation (jeder Schüler wird selbst mit physischen Gegenständen aktiv) lassen sich heute enaktive Vorgänge oft auch durch Manipulation von Objekten in einer computergestützten Umgebung simulieren.

Die enaktiven Vorgänge werden durch Manipulationen von Objekten in einer computergestützten Umgebung simuliert. Bekannte Beispiele sind Lernumgebungen, in denen die Lernenden virtuelle Roboter auf dem Bildschirm steuern können.

Der Begriff Wartung bezeichnet die Kontrolle, Instandhaltung und Reparatur der Hardware und Software.