Digitalisierung Kinder müssen lernen, Algorithmen zu lieben

Deutschlands Schulen brauchen ein Konzept für digitale Bildung. Wir sollten Algorithmen auf die Kinder loslassen - und erklären, was hinter MP3, Google und GPS steckt.

Gastbeitrag von Ulrich Trottenberg

Von dem, was man heute "digitale Revolution" nennt, macht sich die Öffentlichkeit nur ein diffuses Bild. Es fehlt an Aufklärung. Deutschland braucht daher dringend ein Konzept für digitale Bildung. Aber wie wollte das aussehen?

Bei Rechnern, Netzen und Datenmengen steigt die Leistung exponentiell, es gibt fantastische Ingenieurleistungen. Zur digitalen Aufklärung sollte gehören, dass der kompetente Nutzer lernt, die Größenordnungen (TeraFlops für die Rechengeschwindigkeit, Gigabits pro Sekunde für die Übertragungsgeschwindigkeit der Netze und Zettabyte für das globale Datenaufkommen) einzuschätzen und die praktische Bedeutung exponentiellen Wachstums zu verstehen. Mit den Algorithmen sieht das anders aus, sie lassen sich nicht einfach quantitativ charakterisieren. Algorithmen sagen den Rechnern, was sie tun sollen, sie regeln dynamisch, was wann wohin durch die Netze an Daten fließt, sie strukturieren die Speicher und sie analysieren die Daten. Ohne Algorithmen passiert gar nichts, sie sind das steuernde Element, sozusagen "das Gehirn" aller IT-Komponenten.

Den Algorithmen wird deshalb Macht angedichtet. Schon das Wort klingt geheimnisvoll. Algorithmen werden für unerwünschte Entwicklungen verantwortlich gemacht: Sie spionieren uns aus, kontrollieren uns , treffen lebenswichtige Entscheidungen, sie bringen die Finanzmärkte durcheinander, gefährden den Frieden- so heißt es. Tatsächlich sind Algorithmen Mathematik oder Informatik. Sie sind also logisch und nicht prinzipiell unverständlich, es sind Handlungsanweisungen, der Kern der Programme, die der Rechner versteht. Und sie sind - wie die Mathematik insgesamt - wertneutral. Messer sind ja auch im Alltag unverzichtbar und können doch Mordinstrumente werden. Ihr mathematischer Charakter macht Algorithmen für die meisten Menschen nicht sympathischer. Journalisten, die in Talkshows mit ihren mangelhaften Leistungen im Mathematikunterricht kokettieren, sind sich gleichwohl nicht zu schade, die Öffentlichkeit über die Gefahren der Algorithmen zu "informieren".

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Digitale Bildung kommt an Algorithmen nicht vorbei. Die digitale Aufklärung der Öffentlichkeit und die digitale Bildung der jungen Generation bleiben begrenzt und oberflächlich, wenn es nicht gelingt, wenigstens die Idee des Algorithmischen und eine elementare Kenntnis algorithmischer Prinzipien zu vermitteln. Der Autor und seine Partner haben gute Erfahrungen damit gemacht, Algorithmen in den Schulunterricht einzubetten. Sie haben rund 25 elementare und nicht elementare, klassische und hochaktuelle Algorithmen zum Gegenstand der Lehrerbildung gemacht und in der Schulpraxis erprobt. Die gesamte Bildungskette wird dabei abgedeckt, von der schriftlichen Multiplikation in der Grundschule, über den Euklidischen Algorithmus bis hin zur Verschlüsselung und zum Data Mining.

Kein Schüler fragt mehr: Wozu machen wir das überhaupt?

Im Vordergrund steht immer die tägliche Erfahrung: MP3, GPS, Scheckkarten-Verschlüsselung, Google Page Ranking sind Algorithmen, die Schüler begeistern. Kein Schüler stellt mehr die Frage: Wozu machen wir das überhaupt? Werde ich das im Leben jemals brauchen? Sie verstehen oder erahnen, was auf ihren Handys unsichtbar abläuft, und sie erkennen zudem, wozu Analysis, lineare Algebra, Stochastik gebraucht werden. Auch wenn Algorithmen noch nicht in den Kernlehrplänen stehen, im Mathematik-, Informatik- oder im Fachunterricht, in Sonderveranstaltungen und Projektwochen können Schüler Algorithmen verstehen und selbst entdecken. Sie können sich vorstellen, wie etwa Google mit unseren Daten umgeht, warum Daten so wertvoll sind - und werden hoffentlich vorsichtiger und verantwortungsvoller im Umgang mit ihren eigenen Daten. Auch schwächere Schüler gewinnen der Thematik Erstaunliches ab, weil sich manche der Algorithmen auch ohne Vorkenntnisse behandeln lassen. Und schließlich gewinnen die Lehrer durch ihr fundierteres Wissen ihre pädagogische Souveränität wieder.

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Vom Algorithmus zum Computerprogramm ist es nur ein kleiner Schritt. Große Softwaresysteme setzen sich aus einer Vielzahl oft einfacher, aber intelligent kombinierter Algorithmen zusammen. Es wird immer einige Schüler geben, die sich für die Programmierung begeistern, neue algorithmische Konzepte selbst entwickeln und vielleicht schon eine Geschäftsidee haben oder bei sich Forschungsinteressen entdecken.

Ulrich Trottenberg, 71, ist ehemaliger Leiter des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen.