Modellierbarkeit
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Definitionen
Die Modellierbarkeit sehen wir in Bezug auf die Schulinformatik relativ eng. Im Kern verstehen wir darunter die Idee, die Beschreibung eines Teils der Welt den Computern zugänglich zu machen. Dafür ist ein System soweit zu abstrahieren, dass es zu einem der gängigen informatischen Modelltypen passt. In aller Regel gehört dazu, dass ein System separierbar ist, dass es also Teile enthält, die identifizierbar sind, und deren Interaktionen sich benennen lassen. In aller Regel muss dieses System auch reduzierbar sein, was bedeutet, dass seine für die Problemstellung wesentlichen Eigenschaften durch einen Satz von Daten beschreibbar sind, der kleiner ist als das System selbst. Die Idee der Modellierbarkeit bedeutet, dass nicht mit den Systemen selbst gearbeitet wird, sondern dass es ausreicht, mit geeigneten Bildern derselben umzugehen. Diese bestehen aus Datenmengen, die gewisse Strukturen enthalten, denen Systemeigenschaften entsprechen.
Bemerkungen
Modellierbarkeit und Algorithmisierbarkeit sind eng zusammenhängende Ideen, die aber für die Schulinformatik mit sehr unterschiedlichen Arbeitsweisen der Lernenden, also top-down und bottom-up, verbunden sind. Diese Unterschiede rechtfertigen es in unseren Augen, beides als eigenständige Ideen der Schulinformatik zu behandeln.Die mit der Modellierbarkeit verbundenen Aspekte der Separierbarkeit und Reduzierbarkeit bewirken, dass ein System zumindest anfangs als Summe seiner Teile betrachtet wird. Trotzdem erlaubt die Arbeit mit dem Modell, die einer Simulation des beschriebenen Systems entspricht, durchaus das Erscheinen von Systemeigenschaften, die im Modell ursprünglich nicht beschrieben wurden: von Emergenz. Als Beispiele mögen Strukturbildungsprozesse in dynamischen (Magnetisierung, …), kooperativen biologischen (Ameisenverhalten, …), sozialen (scalefree networks) oder nichtlinearen Systemen und deren Verhalten dienen. Diese Erscheinungen sind für Lernende eine motivierende, oft prägende Erfahrung.Für die Lernenden ist das Modellieren mit einem Analyseprozess und relativ striktem Top-Down-Vorgehen verbunden: für Beginner eine oft unüberwindliche Hürde, da sie noch kaum Vorstellungen vom Ziel dieses Prozesses haben. Mit der Wahl der Modelltypen sind bestimmte Möglichkeiten verbunden und andere werden ausgeschlossen. Modellieren setzt also Erfahrungen voraus, die am Anfang noch nicht vorhanden sein können. Wir sehen deshalb im Modellieren eine Kompetenz, die am Ende des Unterrichts vorhanden sein sollte, sich aber langsam entwickeln muss. Die mit dieser Ansicht verbundenen Konsequenzen für die Wahl der Werkzeuge, hier: der Programmiersprache, werden an anderer Stelle aufgezeigt.Das möglicherweise nicht zu erreichende Ziel der Modellierbarkeit ist es, aus Modellen zutreffende Prognosen über die weitere Entwicklung unserer Welt oder Teilen von dieser, also von der Zukunft, zu erhalten und diese zu beeinflussen. Die Simulation des Einflusses unterschiedlicher Faktoren auf diese Entwicklung ermöglichte dann die Steuerung erwünschter Abläufe. Ob die Prognosen wenigstens annähernd der erfahrenen Zukunft entsprechen, ist nach den bisherigen Ergebnissen zumindest fraglich. Kenntnisse informatischer Modellbildungsprozesse und ihrer Grenzen, die sich z. B. aus der Arbeit mit nichtlinearen Systemen ergeben, gehören in einer Informationsgesellschaft auch heute schon zur Allgemeinbildung mündiger Bürgerinnen und Bürger, deren Aufgabe es ist zu kontrollieren, in welchen Bereichen Ergebnisse solcher Prognoseverfahren als Entscheidungsgrundlage zugelassen werden.In der Informatik gibt es einen umfangreichen Satz sehr unterschiedlicher Modelltypen, der nur selten erweitert wird. Wir kennen z. B. relationale und objektorientierte Modelltypen, zu denen entsprechende Darstellungsformen und Sprachfamilien gehören, aber auch konkrete Maschinenmodelle wie den Von-Neumann-Rechner, die Turingmaschine und die Mealymaschine. Im Bereich der Datenstrukturen können wir atomare Typen, Listen, Bäume, Graphen usw. dazu rechnen. Zu diesen Modellvarianten gehören jeweils Standardverfahren, die einerseits den Abbildungsprozess selbst betreffen, andererseits die Arbeit mit dem Modell. Bestimmte Modelltypen erlauben bestimmte Lösungsverfahren. Damit beschreibt ein Modelltyp jeweils eine bestimmte Sicht auf das System, die sich aus den Fragestellungen des bearbeiteten Problems ergibt. Modellieren besteht in diesem Bild aus dem Prozess, einen Modelltyp auszuwählen und mit diesem das konkrete System abzubilden.
Verwandte Objeke
Verwandte Begriffe (co-word occurance) | Fundamentale Ideen der Schulinformatik(0.14), Kontextualisierbarkeit(0.12), Realisierbarkeit(0.12), Algorithmisierbarkeit(0.08), Digitalisierbarkeit(0.04) |
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