material/Beiträge/INFOS2015/praxisbeitrag.tex

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\author{
	Daniel Spittank \\ 
	\\ 
	Barmer Str. 23 \\ 
	45549 Sprockh<6B>vel \\ 
	mobile@daniel.spittank.net 
}
\title{Mobile Informatiksysteme im Unterricht}
\begin{document}
\maketitle

\begin{abstract}
Informatik durchdringt zunehmend den Alltag in modernen Gesellschaften, besonders die Miniaturisierungs- und Mobilisierungsprozesse
beg<EFBFBD>nstigen dies. Besonders der Boom mobiler Informatiksysteme\footnote{Analog zu \cite{SpittankExamen} sind hier keine Notebooks oder
Netbooks gemeint, sondern haupts<74>chlich Smartphones und Tablets.} und die Verbreitung mobiler Internetzug<75>nge begr<67>nden gesellschaftliche
Ver<EFBFBD>nderungen.

Verschiedene Studien, allen voran die JIM-Studien (Jugendliche, Information, Multimedia), aber auch die des Deutschen Instituts f<>r Vertrauen und Sicherheit im Internet (DIVSI), belegen eindr<64>cklich die immens zunehmende Bedeutung mobiler Informatiksysteme und des immer verf<72>gbaren Zugangs zum Internet f<>r Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler. Gleichsam l<>sst sich erkennen, dass die Bedeutung station<6F>rer Informatiksysteme f<>r Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler schwindet.

Diesen Entwicklungen wird derzeit von Schulen allerdings noch wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Einzig die Einf<6E>hrung von wenigen Tablet-Klassen kann hier genannt werden. Ansonsten dominieren Verbote mobiler Informatiksysteme. Die gesellschaftlichen Entwicklungen werden (noch) aus der Schule ausgeschlossen. Zu gro<72> ist die Sorge vor den m<>glichen negativen Auswirkungen, die mit den Ger<65>ten in Verbindung gebracht werden (z.B. Ablenkung vom Unterrichtsgeschehen und Cybermobbing). Besonders im Informatikunterricht dominiert die, durch feste Computerr<72>ume vorgegebene, Arbeit an station<6F>ren Systemen. Dabei spricht viel f<>r einen offeneren Umgang mit den mobilen Informatiksystemen, besonders der direkte Bezug zum Alltag der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler kann sich positiv auf die Motivation und die Begeisterung auswirken. Kann doch ein wesentlicher Teil des Alltags begreifbar gemacht und somit auch ein erkennbarer Vorteil f<>r das t<>gliche Leben erlangt werden.

Im Rahmen seiner Arbeit zum ersten Staatsexamen entwickelte der Autor die Grundz<64>ge f<>r ein Unterrichtskonzept, das den Entwicklungen Rechnung tr<74>gt und versucht, die Vorteile mobiler Informatiksysteme f<>r den Informatikunterricht nutzbar zu machen. Dazu geh<65>ren etwa die Unabh<62>ngigkeit von Computerr<72>umen und die vielf<6C>ltigeren Ansatzpunkte f<>r den Einsatz kooperativer Methoden, die helfen k<>nnen, die fachbezogene Kommunikation zu f<>rdern. Es basiert dabei auf den positiven Erfahrungen vorangegangener Versuche mit Symbian-Smartphones\footnote{vgl.\cite{Heming2009}} und konnte im letzten Jahr im Rahmen seines Referendariats mit zwei achten Klassen erstmalig erprobt werden. 

Dieser Beitrag soll das Konzept und die gewonnenen Erkenntnisse vorstellen, noch bestehende Schwierigkeiten benennen und m<>gliche Entwicklungsperspektiven aufzeigen. 

\end{abstract}

\section{Gesellschaftliche Bedeutung mobiler Informatiksysteme}

Die fl<66>chendeckende Verf<72>gbarkeit mobiler Informatiksysteme -- in Form von Tablets, Smartphones und zahllosen smarten Gadgets  -- ver<65>ndert die moderne Gesellschaft. Die st<73>ndige Verf<72>gbarkeit von Information und die Verkn<6B>pfung mit den Daten, welche st<73>ndig durch die mobilen Systeme erfasst werden, ist einerseits ein Segen f<>r viele Menschen, die sich schon immer einen pers<72>nlichen Assistenten herbeigesehnt haben.  Andererseits erscheint dies, auf den Schutz ihrer pers<72>nlichen Daten bedachten, Charakteren wohl eher als Fluch. Insbesondere nach den diversen Datenschutz- und Spionage-Skandalen der letzten Jahre.

Diese gesellschaftlich bedeutende Debatte wird auch immer mehr <20>ffentlich ausgetragen. Sp<53>testens seit den Enth<74>llungen der digitalen Spionaget<65>tigkeiten der NSA durch Edward Snowden ist einer breiteren <20>ffentlichkeit bewusst, dass die Informatisierung der Gesellschaft zwei Seiten hat.

Dennoch: Die vielf<6C>ltigen n<>tzlichen Funktionen -- insbesondere in Verbindung mit Clouddiensten -- erleichtern oftmals den Alltag. Reines Faktenwissen verliert durch die stetige Verf<72>gbarkeit diverser Informationsquellen an Bedeutung, wohingegen der Bedarf an informatischer Vernunft\footnote{vgl. \cite[S.~311]{GoerlichHumbert2005}} zunimmt. M<>gliche Risiken k<>nnen oft nicht einfach beurteilt werden, da die parallel erfolgende Simplifizierung der Benutzungsschnittstellen vieles vor dem Anwender verbirgt.

So verbleiben die vielen Funktionen und neuen M<>glichkeiten, die die mobilen Ger<65>te so schlau erscheinen lassen, f<>r die meisten Anwender im nebul<75>sen Feld der quasi-magischen Blackbox. Dass dabei viele sehr pers<72>nliche Daten -- oftmals ungesch<63>tzt -- durch die halbe Welt gesendet werden, ist vielen nicht einmal klar. Genannt seien hier exemplarisch Spracherkennungen, die auf den Servern der Anbieter erfolgen, und Kommunikationsapps, die das gesamte Adressbuch in die Cloud laden, damit festgestellt werden kann, mit welchen Kommunikationspartnern man mittels der App kommunizieren kann.
Im Zuge der Mobilisierungstendenzen und des Bedeutungszuwachses von Clouddiensten m<>ssen allerdings auch Nutzungsszenarien neu bewertet werden, von denen man bisher an station<6F>ren Systemen keinerlei Gef<65>hrdung zu erwarten hatte. So etwa die Bildbearbeitung, die auf mobilen Informatiksystemen sehr beliebt ist, im Gegensatz zu station<6F>ren Bildbearbeitungsanwendungen aber oft nicht lokal, sondern in der Cloud erfolgt. Der bei mobilen Informatiksystemen deutlich st<73>rker ausgepr<70>gte Blackbox-Effekt sorgt hier also f<>r eine steigende Intransparenz gegen<65>ber den Anwendern der Ger<65>te.

Es ergibt sich die Notwendigkeit, Menschen in die Lage zu versetzen, moderne Informatiksysteme selbstbestimmt und verantwortungsbewusst zu verwenden und die mit ihnen verbundenen Risiken und Nebenwirkungen einsch<63>tzen zu k<>nnen, ohne zun<75>chst den Informatiker ihres Vertrauens zu befragen, will man die m<>ndige Teilhabe in demokratischen Gesellschaften sicherstellen. 

\section{Aktueller Stand in der Schule}

Die Bef<65>higung zur m<>ndigen Teilhabe ist nat<61>rlich die origin<69>re Aufgabe der Schule im Allgemeinen und des Informatikunterrichts im Speziellen, wenn es um informatische Aspekte geht. Leider muss man festhalten, dass die gesellschaftliche Debatte sich in den Schulen kaum widerspiegelt, obwohl gerade die Jugendlichen und jungen Erwachsenen besonders stark von den gesellschaftlichen Auswirkungen betroffen sind, wie etwa die JIM-Studie \cite{MPFS2014} Jahr f<>r Jahr erneut belegt.

Dies mag einerseits daran liegen, dass vielerorts kein echter Informatikunterricht angeboten werden kann, oder diesem kein hoher Stellenwert zukommt, weil es sich nach wie vor in den meisten Bundesl<73>ndern um ein reines Wahlfach handelt.
Andererseits ist der erteilte Informatikunterricht oft sehr technisch ausgerichtet und klammert gesellschaftliche Fragen aus. Wenn man sich mit gesellschaftlichen Auswirkungen besch<63>ftigt, geht es meist um die negativen Folgen der Smartphone-Nutzung durch Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler. Die Angst vor st<73>ndig verf<72>gbarer Pornographie, Gewaltvideos und m<>glicher (Cyber-)Mobbingattacken dominiert die schulische Debatte. Auch die Ablenkung der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler im Unterricht ist ein beliebtes Thema. Die Folge daraus sind meist -- zumindest teilweise -- Verbote mobiler Informatiksysteme in der Schule, in manchen Bundesl<73>ndern sogar mit Gesetzescharakter. Dass so eine tats<74>chliche Auseinandersetzung mit den gesellschaftsver<65>ndernden Einfl<66>ssen der mobilen Informatiksysteme unterbleibt und somit auf eine echte Vorbereitung auf die selbstbestimmte Teilhabe an der Gesellschaft in diesem Bereich verzichtet wird, wird als Kollateralschaden billigend in Kauf genommen.

Demgegen<EFBFBD>ber steht ein Trend zur -- weitgehend -- unkritischen Nutzung der mobilen Ger<65>te im Unterricht (meist nicht im Rahmen der Informatik), der vor allem durch die Hersteller\footnote{Allen voran Apple mit verschiedenen Programmen zur F<>rderung von \enquote{iPad-Klassen}.} bef<65>rdert wird. Diese spiegelt letztlich nur das <20>bliche Nutzungsverhalten innerhalb der Gesellschaft wider und bietet so zwar mediale Vorteile f<>r den Unterricht, kann jedoch keinen gr<67><72>eren Beitrag zu einem m<>ndigen, aufgekl<6B>rten Nutzungsverhalten leisten.
Insbesondere der f<>r die Informatik so wichtige Schritt der R<>ckf<6B>hrung der Erkenntnisse in die Realit<69>t, also die Umsetzung informatischer Modellierungen, oder wie Heming\cite{Heming2009} es beschreibt, die \enquote{Perspektive der Ver<65>nderung der Wirklichkeit}, wird so erschwert.

Der Informatikunterricht erfolgt weiterhin beinahe nat<61>rlich in Computerr<72>umen. Die station<6F>ren Rechner erscheinen dabei als das zentrale Unterrichtsmittel und der zentrale Unterrichtsgegenstand. So ergab sich in einem Gespr<70>ch, das der Autor mit einer Gruppe von Grund\-sch<EFBFBD>\-lern f<>hrte, die im Rahmen der anstehenden Anmeldungen seine Schule besuchten, dass -- wie erwartet -- niemand eine Vorstellung davon hatte, was sich wohl hinter seinem Fach \enquote{Sozialwissenschaften} oder auch \enquote{Politikunterricht} verbergen k<>nnte. Ganz im Gegensatz dazu, wussten fast alle, um was es in der Informatik geht, denn \enquote{das ist doch das Fach mit den Computern}. Diese eindimensionale Sicht zeigt sich nicht nur bei Grundsch<63>lern, sondern zieht sich durch die gesamte Gesellschaft.

\section{Bisherige Ans<6E>tze}

Gerade auch um dieser Sichtweise auf die Informatik entgegenzuwirken, haben  Carrie \cite{Carrie2006} und Heming \cite{Heming2009} gezeigt, dass die ausschlie<69>liche Nutzung mobiler Informatiksysteme im Unterricht m<>glich ist. Auf Basis von Symbian S60 wurden hierzu Unterrichtskonzepte und Materialien erstellt und -- insbesondere in den Pilotkursen an der Willy-Brandt-Gesamtschule Bergkamen -- erprobt.
Wichtig ist, dass alle folgend geschilderten Ans<6E>tze davon ausgehen, dass eine ausschlie<69>liche Nutzung der mobilen Informatiksysteme erfolgt, da ansonsten ein gro<72>er Teil der ge<67>u<EFBFBD>erten Hoffnungen nicht erreichbar w<>re und man weiterhin auf Computerr<72>ume angewiesen bliebe.

Die Hoffnungen an den Einsatz best<73>tigten sich hierbei gr<67><72>tenteils und die Motivation der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler war deutlich h<>her als in Vergleichskursen. Zu diesen Hoffnungen geh<65>rten unter anderem eine Flexibilisierung des Informatikunterrichts und die L<>sung von den Computerr<72>umen. So sollten die fachliche Kommunikation zwischen den Sch<63>lerinnen und Sch<63>lern gest<73>rkt, sowie R<>ume f<>r kooperative Methoden ge<67>ffnet werden, die durch die starre Ausstattung der Computerr<72>ume bisher behindert wurden. Dieser Effekt konnte auch belegt werden: Die Nutzung normaler Klassen- bzw. Kursr<73>ume wurde  m<>glich und die Arbeit in flexiblen Kleingruppen wurde erleichtert, da die kleinen, mobilen Systeme problemlos zusammen mit anderen Arbeitsmaterialien genutzt werden konnten und auch schnelle Wechsel m<>glich wurden. Auch gegen<65>ber teilstation<6F>ren Note- bzw. Netbookklassen ergaben sich so Mobilit<69>ts- und Flexibilit<69>tsgewinne. Zun<75>chst ge<67>u<EFBFBD>erte Bef<65>rchtungen an eine eingeschr<68>nkte Bedienbarkeit der Ger<65>te be\-st<EFBFBD>\-tig\-ten sich nicht. Die Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler waren in der Bedienung der Ger<65>te -- wohl aufgrund ihrer allt<6C>glichen Erfahrungen -- so sicher, dass sich hier kaum Probleme ergaben. Dies wurde zudem durch die Beschr<68>nkung der Implementierung auf das Wesentliche und die in den mobilen Informatiksystemen integrierten Techniken zum schnellen Austausch von Quelltexten (z.B. Bluetooth und QR-Codes) beg<65>nstigt.

Durch die Verwendung der mobilen Ger<65>te wurde tats<74>chlich dem einseitigen Bild der Informatik als Computerwissenschaft entgegengewirkt und eine st<73>rkere Anbindung an den Alltag der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler erreicht.

Doch allen positiven Erfahrungen zum Trotz war die Fortf<74>hrung des Projekts bedroht. Der durch die Markteinf<6E>hrung des iPhones und das sp<73>tere Erscheinen von ganz <20>hnlichen Smartphones auf Basis von Android eingel<65>utete Niedergang von Nokia und damit auch der verwendeten Plattform Symbian OS, schwebte wie ein Damoklesschwert <20>ber dem Konzept. Um das Projekt zu sichern, war es also erforderlich, nach einer neuen Basis zu suchen und eine -- m<>glichst plattformunabh<62>ngige -- Schnittstelle zu finden oder zu entwickeln.

\section{Kriterien f<>r den Einsatz mobiler Informatiksysteme}

Zun<EFBFBD>chst mussten auf Basis der bisherigen Erfahrungen Kriterien f<>r den Einsatz im Unterricht entwickelt werden, was im Rahmen der schriftlichen Arbeit zum ersten Staatsexamen \cite{SpittankExamen} des Autors erfolgte. Die ver<65>nderten Bedingungen in Bezug auf die Ausstattung der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler mit entsprechenden Ger<65>ten machte es zudem erforderlich, auch eine m<>gliche Nutzung von privaten Ger<65>ten im Unterricht zu ber<65>cksichtigen. Das \enquote{Bring your own device (BYOD)}-Konzept versprach dabei eine zus<75>tzliche intrinsische Motivation durch erweiterte Nutzungsm<73>glichkeiten der eigenen Ger<65>te und einen geringeren Kostenaufwand seitens der Schule. Gleichfalls drohte jedoch ein zus<75>tzlicher Wartungsaufwand bez<65>glich der Unterst<73>tzung verschiedenster Ger<65>te und Modellvarianten.

Die grundlegenden Anforderungen erscheinen zun<75>chst offensichtlich -- die Ger<65>te m<>ssen grunds<64>tzlich sinnvoll in den Unterricht eingebunden werden k<>nnen und somit im Falle des Informatikunterrichts  programmierbar sein. Prinzipiell sollten dies fast alle heutigen mobilen Informatiksysteme erf<72>llen\footnote{\cite{Heming2009}}, allerdings errichten die Hersteller hier unterschiedlich hohe H<>rden technischer und rechtlicher Natur. Dies gilt besonders f<>r die Entwicklung mit den Ger<65>ten unter Verzicht auf station<6F>re Systeme.

So ben<65>tigt man teilweise teure Lizenzen oder spezielle Hard- und Software f<>r die Programmierung. Au<41>erdem werden wesentliche Aspekte der Betriebssysteme vor dem Nutzer versteckt -- etwa die Dateisysteme, sodass ein Verlassen der Anwendungsperspektive erschwert oder gar unm<6E>glich gemacht wird, was die vollst<73>ndige Erf<72>llbarkeit der jeweiligen Lehrpl<70>ne allein mit den mobilen Ger<65>ten zumindest infrage stellt. Speziell Apple ist hier f<>r derartige Einschr<68>nkungen bekannt. 
		
In diesem Sinne ist es w<>nschenswert, dass die Ger<65>te freie Software verwenden. Denn hier ist es am ehesten m<>glich, alle Anforderungen zu erf<72>llen und k<>nstlichen Ein\-schr<EFBFBD>n\-kungen zu entgehen. Au<41>erdem k<>nnte so die ben<65>tigte Software in der Regel ohne relevante Einschr<68>nkungen und Kosten an die Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler weitergegeben werden, sodass diese auch zuhause mit den Ger<65>ten arbeiten k<>nnten.

Damit die Ger<65>te sich auch tats<74>chlich im Alltag der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler wiederfinden und um die Wahrscheinlichkeit zu erh<72>hen, dass gut dokumentierte Schnittstellen und Apps verf<72>gbar sind, ist eine hohe Verbreitung der Plattform relevant.

Sollen Ger<65>te der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler eingesetzt werden, m<>ssen zudem einige schuleigene Ger<65>te vorgehalten werden, um Sch<63>lerinnen und Sch<63>lern, die <20>ber keine entsprechende Hardware verf<72>gen, nicht zu benachteiligen. Optimal w<>re es, wenn die Sch<63>ler die Ger<65>te w<>hrend des Unterrichtseinsatzes auch mit nach Hause nehmen und im Alltag einsetzen k<>nnen.

Aus finanziellen wie aus Umeltschutzgr<67>nden sollte f<>r schuleigene Ger<65>te viel Wert auf eine gute Haltbarkeit gelegt werden. So kann bereits ein fest verbauter Akku einer dauerhaften, langfristigen Nutzung in der Schule entgegenstehen. Modernere Ger<65>te mit gro<72>en Touchscreens und d<>nnen Rahmen sind zudem anf<6E>lliger f<>r Displaysch<63>den, sodass sich die Ausstattung mit Schutzh<7A>llen empfiehlt.

Unabh<EFBFBD>ngig davon sollte die Schule sich ihrer Vorbildfunktion bewusst sein und generell soziale wie auch Umweltschutzaspekte ber<65>cksichtigen, sofern dies m<>glich ist. Derzeit schr<68>nkt dies die Ger<65>teauswahl jedoch so stark ein, dass darauf -- vor allem aus finanziellen Gr<47>nden -- kaum geachtet werden kann. Es bietet sich jedoch an, die Hintergr<67>nde der Produktion von Elektronikprodukten exkursiv im Unterricht zu behandeln. F<>cherverbindende und -<2D>bergreifende Projekte sind hier gut vorstellbar. 

F<EFBFBD>r die Programmierbarkeit der Ger<65>te mit den Ger<65>ten\footnote{vgl. \cite{Carrie2006}} gibt es verschiedenste Zug<75>nge, die von grafiklastigen Hilfsmitteln <20>ber die Automatisierung bis hin zum Scripting und vollst<73>ndigen IDEs auf den Ger<65>ten reichen. 

\section{Auswahl der Plattform}

Letztlich blieb aufgrund der gestellten Anforderungen besonders an die Programmierbarkeit direkt mit den Ger<65>ten nur eine der untersuchten Plattformen (u.\,a. iOS, Android und Windows) nur Android <20>brig. Apples iOS disqualifizierte sich f<>r die weitere Betrachtung aufgrund k<>nstlicher technischer, rechtlicher und finanzieller H<>rden, w<>hrend Windows zum damaligen Zeitpunkt keine hinreichende M<>glichkeit zur Entwicklung mit den Ger<65>ten bot\footnote{Dies hat sich inzwischen ge<67>ndert, jedoch ist der Marktanteil von Windows auf mobilen Ger<65>ten noch immer so gering, dass eine weitere Betrachtung bisher nicht lohnend erschien.}. Die alternativen und gr<67><72>tenteils auch deutlich freieren Plattformen wie Tizen, Firefox OS und Ubuntu boten zwar gute M<>glichkeiten zur Programmierung, scheiterten jedoch an der Verf<72>gbarkeit geeigneter Hardware. Sie k<>nnten jedoch f<>r eine Weiterentwicklung des Unterrichtskonzepts in Zukunft interessant werden.

Android bot verschiedene Ans<6E>tze, um eine Programmierbarkeit der Ger<65>te mit den Ger<65>ten zu erreichen. So gibt es diverse Automatisierungstools und eher grafiklastige Umgebungen ebenso wie vollst<73>ndige Java-IDEs und Laufzeitumgebungen f<>r diverse Skriptsprachen. Die Wahl fiel letztlich auf QPython, nicht zuletzt wegen der, durch Linkweiler in \cite{LinkweilerDA2002} festgestellten, guten Eignung der Sprache f<>r den schulischen Informatikunterricht. 

Durch die ausschlie<69>liche Verf<72>gbarkeit einer geeigneten Plattform er<65>brigte sich nat<61>rlich der Wunsch nach einer plattform<72>bergreifenden L<>sung. Zwar wurde bei der ersten Definition einer m<>glichen Schnittstelle versucht, zu ber<65>cksichtigen, welche grundlegenden Elemente in Zukunft ben<65>tigt werden w<>rden (auch anhand der Erfahrunden mit Symbian), dennoch wurde diese nat<61>r\-lich durch die M<>glichkeiten von Android als Basis gepr<70>gt. 

\section{Entwicklung einer Schnittstelle}

Es wurde schnell deutlich, dass eine geeignete Schnittstelle f<>r die Schule geschaffen werden musste, da die verf<72>gbare API kaum f<>r den Unterrichtseinsatz geeignet war. So war die API rein prozedural ausgelegt, da sie letztlich nur Remote-Procedure-Calls an einen im Hintergrund laufenden Server-Dienst kapselte. Dies sorgte zudem f<>r sehr lange Bezeichner und einen sehr un<75>bersichtlichen und uneinheitlichen Quelltext der Skripte. Da der Einsatz zun<75>chst f<>r die Oberstufe geplant wurde, war zudem eine objektorientierte Schnittstelle zwingend erforderlich. Es zeigte sich, dass dies recht unkompliziert m<>glich war, wenngleich die Gesamtkonstruktion ein wenig gew<65>hnungsbed<65>rftig anmutete: Die eigentliche, objektorientierte Android-API wurde von der Scripting-Schnittstelle in Remote-Procedure-Calls <20>berf<72>hrt, die in eine entsprechende Schnittstelle f<>r Python verpackt und dann von der f<>r den Unterricht entwickelten Schnittstelle erneut in passende Objekte gekapselt wurde. Dennoch funktionierte das Ergebnis zufriedenstellend und auch auf g<>nstigen Ger<65>ten performant genug, dass ein Unterrichtseinsatz grunds<64>tzlich m<>glich erschien.

Die zun<75>chst angedachte <20>bertragung der von Linkweiler f<>r S60 <20>bersetzten (und in Nordrhein-Westfalen in den Schulen beliebten)  Bibliothek \enquote{Stifte und M<>use} scheiterte zun<75>chst an fehlenden Grafikdirektiven der verwendeten Plattform, wurde jedoch schlie<69>lich aufgrund prinzipieller <20>berlegungen verworfen. Letztlich erschien die <20>bertragung eines Unterrichtskonzepts f<>r station<6F>re auf mobile Informatiksysteme als wenig sinnvoll.

Zun<EFBFBD>chst wurde zu Gunsten eines m<>glichst einfachen Zugangs eine Einschr<68>nkung auf eine dialogbasierte Benutzungsschnittstelle vorgenommen, sp<73>tere Erweiterungen auf graphische Benutzungsoberfl<66>chen wurden jedoch ber<65>cksichtigt.

\section{Unterrichtseinsatz}

\begin{figure}[htb]
  \begin{center}
    \includegraphics[width=5.9cm]{projekte}
    \includegraphics[width=5.9cm]{projekte-auszuege}
    \caption{\label{abbProj}Links: Dokumentationsmappen; Rechts: Ausz<73>ge aus den Dokumentationen}
  \end{center}
\end{figure}


Im Rahmen seines Referendariats erhielt der Autor zum ersten Mal die Gelegenheit, das Konzept im Unterricht zu erproben. Die mangelhafte Ausstattung des zur Verf<72>gung stehenden Informatikraums best<73>rkte diesen Einsatz. Gl<47>cklicherweise verf<72>gten fast alle Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler <20>ber Android-Smartphones. Die vier verbleibenden Sch<63>\-ler\-innen und Sch<63>ler konnten mit sehr g<>nstigen Ger<65>ten aus dem Angebot eines Lebensmitteldiscounters (49 Euro pro St<53>ck) ausgestattet werden, die der Autor f<>r diesen Zweck anschaffte.

Zu diesem Zeitpunkt stand eine vollst<73>ndige Implementierung eines geeigneten Wrappers noch aus. Au<41>erdem musste das f<>r die Oberstufe erarbeitete Konzept auf die Anforderungen eines Wahlpflichtkurses in der achten Jahrgangsstufe <20>bertragen werden. Die grundlegende objektorientierte Ausrichtung sollte dabei beibehalten werden, wurde jedoch auf einen reinen \enquote{Strictly Objects First}- und \enquote{Objects only}-Ansatz reduziert. Dank der Nutzung von Python konnten die Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler hier vorbereitete Objekte importieren und neue Objekte ohne die Kenntnis des Klassenkonzepts erstellen.

Hierzu wurden zun<75>chst arbeitsteilig grundlegende Funktionseinheiten von Smartphones identifiziert und modelliert, die dann von der Lehrkraft in einen entsprechenden Wrapper <20>berf<72>hrt wurde, sodass direkt mit den Ergebnissen der Modellierung weitergearbeitet werden konnte.

F<EFBFBD>r das Unterrichtsvorhaben standen insgesamt rund 12 Wochen bei drei Stunden pro Woche zur Verf<72>gung. Die zu erf<72>llenden Kompetenzen aus dem schulinternen Curriculum umfassten dabei haupts<74>chlich die Einf<6E>hrung in die Informatik sowie deren Bedeutung f<>r die Gesellschaft, grunds<64>tzliche algorithmische Konzepte und deren Darstellung in Diagrammform. Erweitert wurde dies zur St<53>tzung des objektorientierten Ansatzes um reduzierte Objektdiagramme ohne Beziehungen.

Das Unterrichtsvorhaben wurde als langfristiges Projekt ausgelegt. Der Abschluss erfolgte durch die Entwicklung eigener \enquote{Apps} durch die Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler, die als Projektarbeit mit einer umfassenden Dokumentation eine Kursarbeit ersetzten. Besonders beliebt waren hierbei Quiz-Spiele, vermutlich aufgrund der damaligen Popularit<69>t der App \enquote{Quizduell}. Au<41>erdem fanden sich einfache Taschenrechner, ein Kochbuch und kleinere textbasierte Spiele.

Die Einf<6E>hrung der notwendigen Grundlagen erfolgte haupts<74>chlich mit wechselnden kooperativen Methoden\footnote{Besonders Gruppenpuzzle und die World-Caf<61>-Methode haben sich in diesem Zusammenhang bew<65>hrt. Die Sicherung der grundlegenden Konzepte erfolgte regelm<6C><6D>ig in Plakatform.}, w<>hrend die Arbeit an den Apps in festen Projektgruppen erfolgte. Zur Heranf<6E>hrung an die eigenen Projekte wurden die Grundlagen anhand zweier gemeinsamer Projekte erarbeitet: einer einfachen Umsetzung von Stein-Schere-Papier und einem Audiorecorder f<>r Interviews der Sch<63>lerzeitung. Hierbei waren zur Differenzierung verschiedene Ausbaustufen eingeplant, leistungsst<73>rkere Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler entwickelten hierbei aber auch eigene Erweiterungen.

Die Projektideen wurden sehr fr<66>h im Verlauf der Reihe festgelegt und von der Lehrkraft im Hinblick auf die Umsetzbarkeit gepr<70>ft und auf ein erreichbar scheinendes Ma<4D> reduziert, da viele Ideen weit <20>ber die in der gegebenen Zeit erreichbaren Ziele hinausgingen. In regelm<6C><6D>igen Zeitabst<73>nden stellten die Projektgruppen Zwischenberichte vor.

Trotz teilweise auftretender Schwierigkeiten war die Motivation der Sch<63>\-ler\-innen und Sch<63>ler kontinuierlich hoch, f<>r die Projekte wurde von der gro<72>en Mehrheit der Sch<63>\-ler\-innen und Sch<63>ler sehr viel zus<75>tzliche Arbeit au<61>erhalb des Unterrichts geleistet. Die Begeisterung, Apps f<>r ihre Smartphones erstellen zu k<>nnen war deutlich ersichtlich. Die Projektdokumentationen lagen teilweise deutlich <20>ber den Erwartungen, umfassten umfangreiche Planungen und Stellungnahmen zu den Projekten, sowie umfassende Diagramme.

\section{Probleme im Unterrichtseinsatz}
W<EFBFBD>hrend der Umsetzung kam es zu einigen kleineren Problemen. Vor allem die Einrichtung der verschiedenen Ger<65>te der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler erforderte viel Zeit. Etwa drei Schulstunden und einige Pausen wurden hierf<72>r ben<65>tigt. Diverse Probleme lie<69>en sich hier nur individuell l<>sen. Die grunds<64>tzliche Verteilung und Installation war dabei kein Problem, herstellerspezifische Anpassungen von Android f<>hrten jedoch gelegentlich zu Kopfzerbrechen. So fehlten einigen Telefonen die Installer f<>r Apps von au<61>erhalb des Android-Markets. Andere waren so eingeschr<68>nkt, dass Schreibrechte fehlten und somit keine eigenen Skripte hinterlegt werden konnten. All diese Probleme lie<69>en sich l<>sen, erforderten jedoch zus<75>tzlichen Arbeitsaufwand durch die Lehrkraft. Dies wird sich beim BYOD-Ansatz jedoch wohl kaum vermeiden lassen. Der Einsatz schulischer Ger<65>te w<>re hier ein komfortabler Ausweg.

Schwerer wog ein zwischenzeitlich erschienener Sicherheitspatch, der entgegen sonstiger Gepflogenheiten im Android-Umfeld auch tats<74>chlich von vielen Herstellern ausgeliefert wurde. Dieser f<>hrte dazu, dass Schreibrechte auf das tempor<6F>re Verzeichnis und die SD-Karte entzogen wurden und somit die Log-Funktionen von QPython zeitweise nicht mehr funktionierten. Somit brachen Programme mit Syntaxfehlern schlicht ohne jegliche Fehlermeldung ab. Dies f<>hrte zu einem erh<72>hten Unterst<73>tzungsaufwand durch die Lehrkraft <20>ber mehrere Stunden hinweg, bis ein entsprechender Patch von QPython erschien.

Grunds<EFBFBD>tzlich kann man den Umfang des gesamten Vorhabens, trotz differenzierender Elemente als recht hoch einsch<63>tzen. Im gegebenen Kurs hat es insgesamt gut funktioniert, weniger Zeit h<>tte es allerdings nicht sein d<>rfen.

\section{Fazit und Ausblick}
Das Konzept wird im Moment von mehreren Lehrkr<6B>ften erprobt und weiterentwickelt. Grunds<64>tzlich erscheint der Unterrichtseinsatz sinnvoll zu sein und die Hoffnungen weitgehend zu erf<72>llen. Allerdings ergeben sich auch noch einige gro<72>e Felder f<>r m<>gliche Weiterentwicklungen.

Prim<EFBFBD>r ist nach wie vor eine Verbreiterung der unterst<73>tzten Plattformen erstrebenswert. Die weitere <20>ffnung von Windows f<>r eigene Programmierung und die langsam beginnende Verbreitung weiterer Smartphone-Plattformen machen hier Hoffnung. Auch ergibt sich aus den identifizierten Problemen ein Bedarf f<>r Entwicklungen, die bestehende Probleme reduzieren oder vollst<73>ndig l<>sen. Besonders eine schnittstelleninterne Fehlerbehandlung erscheint als hilfreiche Erg<72>nzung.   

Grunds<EFBFBD>tzlich ist die Erarbeitung der Schnittstelle gemeinsam mit dem Kurs sinnvoll und f<>hrte zu einem guten Verst<73>ndnis auf Seiten der Sch<63>lerinnen und Sch<63>ler. Die notwendige Implementierungsarbeit ist zwar nicht riesig, aber dennoch nicht zu untersch<63>tzen. Somit w<>re eine Referenzimplementierung, die direkt einsetzbar ist, nach wie vor w<>n\-schens\-wert und wird als n<>chstes implementiert werden. 
Die bisher erstellten Materialien sind unter \cite{SpittankNetEduMobile} frei verf<72>gbar.

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%    \includegraphics[width=2cm]{gilogo}
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