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\chapter{Einführung}

\section{Einleitung}

	Informatiksysteme sind heute in modernen Gesellschaften in fast jeder denkbaren Alltagssituation anzutreffen. In \cite{Humbert2001b} wurde festgestellt:

	\zitatblock[.]{Die sichtbare Informatisierung der Gesellschaft ist in vollem Gange. Informatiksysteme befinden sich im unmittelbaren Lebensumfeld und damit im Er\-fah\-rungs- und Er\-le\-bens\-be\-reich aller Menschen}{Humbert2001b}{122}
	
	Der zweite Satz ist zweifellos noch immer -- und in steigendem Maße -- zutreffend. Der erste Satz muss hingegen differenziert betrachtet werden, denn während er für \enquote{Eingeweihte}, nämlich informatisch geschulte Menschen, unmittelbar als offensichtlich richtig gewertet werden kann, ist diese Aussage für die restliche Menschheit weniger offensichtlich geworden. 
	
	 Die Erscheinungsformen von Informatik sind heute äußerst vielfältig, oft sind Informatiksysteme nicht einmal auf den ersten Blick als solche zu erkennen. Verkehrsleitsysteme, diverse Automaten, Haushaltsgeräte, Fernseher und die vielfältigen Multimediagadgets etwa werden weiterhin nicht ohne Weiteres der Informatik zugeordnet, obwohl sie -- zumindest inzwischen -- ausgesprochen komplexe Informatiksysteme darstellen und ohne Informatik nur noch schwer vorstellbar wären. Vielmehr erscheinen nur die klar als Computer identifizierbaren Systeme als genuin der Informatik zugehörig: Für Nichtinformatiker gilt die Informatik in der Regel noch immer als \enquote{Computerwissenschaft}.  
	
	Auch der Informatikunterricht in der Schule vermittelt noch oft genau dieses Bild. Nicht nur findet er in der Regel in Computerräumen statt, es besteht noch viel zu häufig eine Ausrichtung auf technische Fertigkeiten und die Fähigkeit zur Bedienung eben dieser klassischen Informatikssysteme.
	
	Dabei wird verdeckt, wie stark die Informatik den Alltag in den modernen Gesellschaften inzwischen durchdringt. Diese Durchdringung sorgt jedoch dafür, dass informatische Allgemeinbildung dringender denn je benötigt wird, wenn das pädagogische Ziel der Befähigung zur \textit{mündigen Teilnahme an der Gesellschaft}\footnote{Diese Arbeit richtet sich nach den \enquote{Richtlinien für einen nicht-sexistischen Sprachgebrauch} der UNESCO \citep{EineSprache}, daher wird auf den geläufigeren Begriff des \enquote{mündigen Bürgers} verzichtet.} erreicht werden soll. 
	
	Es zeichnet sich ein klarer Trend ab, dass die Nutzung von Informatiksystemen in der Gesellschaft einem starken Wandel unterliegt. Die Informatiksysteme werden immer unauffälliger bei gleichzeitig zunehmender Präsenz. Die klassischen Computer haben in vielen Bereichen bereits ausgedient. Kleinere, mobilere und oft spezialisiertere Systeme haben ihren Platz eingenommen. 
	
	Der schulische Informatikunterricht reagiert auf diese Veränderungen allerdings bisher kaum. Lediglich eine breitere Berücksichtigung von Notebooks gegenüber stationären Computersystemen ist zu beobachten. Auch bei Neueinrichtungen bzw. Neuausstattung von \enquote{Informatikräumen} in Schulen dominieren die klassischen Informatiksysteme. Meist in der Form von Computerräumen mit fest installierten Informatiksystemen, die eine flexible Planung und Gestaltung des Unterrichts erschweren. Bestenfalls bieten Kurssätze von Notebooks etwas flexiblere Möglichkeiten.
	
	Es ist jedoch keinesfalls so, dass es in der Fachdidaktik keine Konzepte für eine entsprechende Anpassung gäbe. Im Gegenteil haben etwa die Beiträge von \cite{Carrie2006}, \cite{HemingINFOS2009,Heming2009} und Humbert (\zb \cite{HumbertMobil2006}) sowie die resultierenden Pilotkurse an der Willy-Brandt-Gesamtschule Bergkamen gezeigt, dass es sinnvoll möglich ist, Informatikunterricht mit mobilen Informatiksystemen zu gestalten. Allerdings wird die Weiterführung dieser Konzepte durch den Wegfall der damals gewählten Plattform erschwert. Für die praktische Umsetzung der bisher entwickelten Konzepte bedeutet dies einen Neustart.
	
	Das Ziel dieser Arbeit muss also die Fortführung dieser vielversprechenden Ansätze sein. Es erscheint geboten, eine tragfähige, didaktisch durchdachte und vor allem zukunftsfähige Basis für die Einbindung mobiler Informatiksysteme in den Unterricht zu schaffen. Es muss besonderer Wert auf eine Unabhängigkeit von bestimmten Plattformen gelegt werden.
	
	In dieser Arbeit wird auch immer wieder auf die schulische Nutzung der mobilen Informatiksysteme außerhalb des Informatikunterrichts eingegangen werden müssen. Denn die mobilen Informatiksysteme sind vor allem auf Druck der Hersteller und Inhaltsanbieter dabei, den Bildungsbereich zu erobern. Die Anforderungen anderer Fächer könnten dazu führen dass Informatiksysteme beschafft werden, die für den Informatikunterricht unbrauchbar sind.
	
\section{Zum Aufbau dieser Arbeit}
	Wie der Titel bereits verspricht, beschäftigt sich diese Arbeit mit der Auswahl und der Gestaltung mobiler Informatiksysteme für den Einsatz im Informatikunterricht. Hierzu ist es zunächst wichtig zu klären, warum mobile Informatiksysteme überhaupt im Unterricht eingesetzt werden sollten (\referenz{chpBedeutung}). Im Anschluss daran sollen Vor- und Nachteile einer möglichen Nutzung benannt und Chancen für den Unterricht beschrieben werden (\referenz{chpPerspektiven}). Diese ersten Kapitel mögen im Hinblick auf das eigentliche Thema dieser Arbeit als sehr umfangreich erscheinen. In den folgenden Kapiteln wird jedoch deutlich werden, dass diese breite Basis für die weitere Argumentation unumgänglich ist. Besonders für die Destillation geeigneter Kriterien, die als Grundlage für die Auswahl spezifischer Informatiksysteme dienen müssen, aber auch für die Gestaltung dieser Systeme für den Unterricht ist diese Basis dringend notwendig.
	
	Zur Destillation geeigneter Kriterien wird zunächst der Frage nachgegangen, welche Anforderungen überhaupt für die Nutzung spezifischer mobiler Informatiksysteme herangezogen werden können (\referenz{chpKriterien}), dabei sind verschiedene Einsatzfelder und Motivationen zu bedenken. Diese grundlegende Betrachtung ist sowohl für die Auswahl als auch die Gestaltung mobiler Informatiksysteme elementar. Um zu entscheiden, welche Systeme eventuell für den Einsatz im Unterricht infrage kommen, muss aus diesen allgemeinen Kriterien dann eine Teilmenge destilliert werden, die für den schulischen Einsatz relevant ist. Im folgenden \referenz{chpAuswahl} werden die verschiedenen, aktuell verfügbaren Plattformen auf diese Kriterien hin überprüft. Die notwendigen technischen Merkmale geeigneter Geräte(-typen) werden anhand der entwickelten Kriterien benannt.
	
	Mit der Auswahl einer Plattform und konkreter Geräte ist es natürlich nicht getan. Vielmehr müssen diese, fachdidaktisch fundiert, in den Unterricht eingebunden werden. \referenz{chpGestaltung} befasst sich also mit den notwendigen Voraussetzungen und Maßnahmen und der zentralen Frage, wie die verfügbaren Systeme für einen praktischen Einsatz (um-)gestaltet werden müssen. Um direkt einem möglichen Missverständnis vorzubeugen: Es geht hier tatsächlich um die Gestaltung der mobilen Informatiksysteme für den Unterrichtseinsatz und nicht etwa um die Gestaltung des Informatikunterrichts mit mobilen Informatiksystemen.
	
	Im abschließenden Kapitel (\referenz{chpAndroid}) wird dann versucht, die theoretischen Überlegungen in eine reale Umsetzung zu überführen. 
	
\section{Begriffsklärung}
	Zunächst sind zwei für die folgenden Ausführungen wesentliche Begriffe zu klären: der des \enquote{Informatiksystems} im Allgemeinen und der des \enquote{mobilen Informatikssystems} im Speziellen. Im Anschluss daran sollen auch noch kurz die zentralen Unterscheidungsmerkmale der verschiedenen, für diese Arbeit relevanten Typen mobiler Informatiksysteme benannt werden. Eine detailliertere Beschreibung der Gerätetypen findet sich im Anhang\vglr{secTyp}.
	
	\subsection{Informatiksysteme}\label{secInfSys}
		Zu der Frage, was ein Informatiksystem auszeichnet, gibt es durchaus differenzierte Vorstellungen\footnote{Eine detaillierte Betrachtung der verschiedenen Ansätze würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen. Daher sei hier auf die differenzierten Betrachtungen in \cite{stechert2009} verwiesen.}. Als elementar für die weiteren Betrachtungen ist der Aspekt der Vernetzung mehrerer Systeme anzusehen. Nicht nur, weil dies den Alltag widerspiegelt, in dem die meisten Systeme heute einen, wie auch immer gearteten, Netzwerkzugang aufweisen. Sondern auch, weil man es im Informatikunterricht zwingend mit einer größeren Anzahl an Systemen zu tun hat, zwischen denen im Idealfall Interaktionsmöglichkeiten bestehen sollten. Im Folgenden soll die Definition nach \cite{ClausSchwill2006} als Grundlage dienen, die sich -- abseits der angesprochenen Detailbetrachtungen -- sehr gut für die weiteren Betrachtungen eignet:
		
		\zitatblock[.]{Als Informatiksystem bezeichnet man die spezifische Zusammenstellung von Hardware, Software und Netzverbindungen zur Lösung eines Anwendungsproblems. Eingeschlossen sind alle durch die Einbettung des Systems in den Anwendungsbereich beabsichtigten oder verursachten nichttechnischen Fragestellungen und ihre Lösungen, also Fragen der Gestaltung des Systems, der Qualifizierung der Nutzer, der Sicherheit sowie der Auswirkungen und Folgen des Einsatzes. Informatik ist dann die Wissenschaft von Entwurf und Gestaltung von Informatiksystemen}{ClausSchwill2006}{314}	
		
		Betrachtet man diese Definition, wird unmittelbar ersichtlich, dass ein Großteil moderner, technischer Systeme Informatiksysteme sind: Sie weisen sowohl Hardware- als auch Softwarekomponenten auf und verfügen über verschiedene Netzverbindungen.
	
	\subsection{Mobile Informatiksysteme}\label{secMobInfSys}
	
		Nun liegt die Idee nahe, alle leicht transportablen Geräte, die die Kriterien für Informatiksysteme erfüllen, als mobile Informatikssysteme zu bezeichnen, also etwa Notebooks. Dieser Ansatz ist natürlich nicht vollständig von der Hand zu weisen. 
		
		Eine derartige Definition ist allerdings wenig sinnvoll. Schließlich würden somit im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung immer mehr Gerätegruppen erfasst, die keine genuinen mobilen Systeme sind. Schon ein klassischer Personal Computer ist schließlich leidlich transportabel. Ein heutiger Nettop, als miniaturisierter PC ist verglichen damit sogar extrem \enquote{mobil}. Doch hier trifft ein ganz wesentlicher Punkt nicht zu: Es handelt sich nicht um Systeme, die für eine mobile Nutzung entwickelt wurden.
		
		Note- und Netbooks kann man zugute halten, dass sie tatsächlich für eine weitgehend ortsunabhängige Nutzung konstruiert wurden. Trotzdem sollen sie in dieser Arbeit nicht zu den mobilen Informatiksystemen gerechnet werden. Denn ein wirklich mobiles Arbeiten erlauben sie nicht. Dafür bleiben sie zu groß, zu schwer und zu unhandlich. Vielmehr ermöglichen sie eine flexible Änderung des Nutzungsortes. Daher sollten diese Systeme wohl eher als \enquote{teilstationäre} oder \textit{transportable Informatiksysteme} bezeichnet werden.
		
		Wenn hier also von mobilen Informatiksystemen die Rede ist, so sind explizit solche gemeint, die genuin für eine mobile Nutzung entwickelt wurden. Hierzu gehören sowohl speziell für einen Anwendungszweck konstruierte Systeme wie Mul\-ti\-me\-dia\-ab\-spiel- und Navigationsgeräte, einfache Mobiltelefone etc., aber eben auch eher universelle Vertreter wie Smartphones und Tabletcomputer. Dazwischen gibt es einige Graustufen, so wie die häufig als \enquote{Lesser Smartphones} bezeichneten Mobiltelefone, etwa mit Samsungs Betriebssystem Bada. Bei allen genannten Gerätetypen finden sich die wesentlichen Merkmale eines Informatiksystems: Hardware, Software und Netzverbindungen, obwohl letztere nicht bei allen Gerätemodellen (frei zugänglich) zur Verfügung stehen. Lediglich Mobiltelefone und Tabletcomputer verfügen immer über mindestens eine Art der Netzverbindung, die im Rahmen der vorgesehenen Benutzung eingesetzt werden kann. 
		
		Für die folgenden Betrachtungen wird die Bedeutung des Begriffs mobiler Informatiksysteme auf die universelleren Geräte eingeschränkt, soweit nicht anders angegeben, d.~h. auf Smartphones, Tablets und Hybride. Denn diese sind es, die für den Informatikunterricht besonders interessant sind, was im Folgenden noch genauer dargelegt werden wird.
		
		\staticBox{Wolkige Aussichten}{\label{boxWolk}
		Durch die starke Bindung der mobilen Geräte an bestimmte Internetdienste, gerne auch mit der unscharfen, wolkigen Bezeichnung Cloud-Dienste ausgestattet, muss man einen weiteren Aspekt bedenken, der zunächst nicht ganz offensichtlich erscheint. Denn die äußerst enge Bindung etwa zwischen einem Android-System und den Google-Diensten oder einem Apple-Gerät und der iCloud, kann (und sollte) so interpretiert werden, dass die mobilen Informatiksysteme letztlich Teile eines größeren, übergeordneten Informatiksystems sind, das sich aus den mobilen Geräten und den Rechenzentren der Cloud-Dienste zusammensetzt. Dies hat sehr direkte Auswirkungen auf die Anwenderinnen und Anwender mobiler Informatiksysteme, denn ein Teil der von ihnen genutzen und in ihrem Besitz geglaubten Informatiksysteme entzieht sich ihrem Zugriff vollständig. Am offensichtlichsten wird dies bei den Themen Datenschutz und Datensicherheit bemerkbar (siehe \referenz{secGefDat}).}
		
		
\subsection{Gerätekategorien}

		Um im Folgenden die Übersicht über das breite Produktangebot zu verbessern, werden zunächst einige Gerätekategorien eingeführt, denn die übliche Kategorisierung in Handys, Smartphones und Tablets hat sich als zu starr erwiesen. Es existieren zu viele Zwischenformen, die einer derartigen Kategorisierung den Boden entziehen. Die hier vorgeschlagene Kategorisierung ist etwas genauer und somit grundsätzlich besser geeignet, auch wenn die Vielzahl der verschiedenen Gerätetypen keine absolut trennscharfe Kategorisierung erlaubt.
		
		Die speziell für einen Anwendungszweck konstruierten Geräte werden bis auf die Handys im Weiteren nicht mehr betrachtet. Für einen sinnvollen, auf Dauer angelegten Unterrichtseinsatz unterscheiden sie sich zu stark. Für die wenigen Spezial-Gadgets, die auf einem Smartphone- bzw. Tablet-Betriebssystem (etwa Multimediaabspielgeräte auf Basis von Android oder iOS) basieren, sowie für die per Java programmierbaren Gadgets gilt hingegen dasselbe, was für die entsprechenden Java-Handys, Smartphones oder Tablets gilt. Allerdings mit der Einschränkung, dass sie in der Regel über wesentlich weniger Ressourcen, Sensoren und Schnittstellen verfügen -- nämlich nur genau die, die für den Haupteinsatzzweck erforderlich sind.

		Der generische Begriff \enquote{\gls{MobTel}} wird im Folgenden für ausnahmslos alle Geräte verwendet, die eine echte Telefonfunktion mitbringen. Internettelefonie wird ausgeklammert, da diese prinzipiell mit allen betrachteten Gerätetypen möglich, wenn auch unterschiedlich sinnvoll, wäre.
		
		Wichtig ist, dass in Ermangelung einer besseren Bezeichnung die Kategorie \enquote{Handy} gegenüber dem Alltagsverständnis geringfügig umdefiniert wurde. Besonders für die Entscheidung, ob und inwieweit die bestimmten Gerätekategorien für den Einsatz im Unterricht geeignet sind, ist diese Unterscheidung wichtig. Als \textbf{\gls{Handy}} wird im Folgenden ein nicht erweiterbares \gls{MobTel} bezeichnet, das vornehmlich dem Telefonieren dient. Handys sind inzwischen nur noch in bestimmten Nischen erhältlich. Dazu gehören Notfall- und einmalig nutzbare Geräte ebenso wie Großtastentelefone für Senioren. \textbf{\glspl{JavaHandy}} sind im Gegensatz zu normalen \glspl{Handy} mittels Ja\-va-Ap\-pli\-ka\-ti\-o\-nen erweiterbar. Zwischen den \glspl{JavaHandy} und den \glspl{Smartphone} liegt die Kategorie der \textbf{\glspl{LesserSP}}, die im Gegensatz zu \glspl{Smartphone} in der Regel über proprietäre, wenig verbreitete Betriebssysteme verfügen und somit, neben der geringeren Leistungsfähigkeit, nur äußerst begrenzt erweiterbar sind. Die oberste Kategorie der Mobiltelefone bilden die \textbf{\glspl{Smartphone}}. Sie sind in der Regel besonders leistungsfähig und gut ausgestattet, bieten aber immer auf Basis verbreiteter Systeme und verfügbarer \glspl{API} diverse Erweiterungsmöglichkeiten. \textbf{\glspl{Tablet}} sind \glspl{MobInfSys}, die über eine ähnliche Leistung und Ausstattung verfügen wie Smartphones, aber nicht über echte Telefoniefunktionen und die deutlich größer sind. Mit der Größe geht eine einfachere Bedienbarkeit einher, die etwa die Eingabe von Texten betrifft\footnote{Teile dieser Arbeit wurden ebenfalls auf Tablets und Hybriden verschiedener Hersteller verfasst.}. Zwischen \glspl{Smartphone} und \glspl{Tablet} existiert noch die Kategorie der \textbf{\glspl{Hybrid}}, die in etwa so groß wie kleine Tablets sind, aber echte Telefoniefunktionen und häufig auch typische Merkmale der alten \glspl{PDA}, wie Stiftbedienung, aufweisen.