Akademie für Algorithmen

Am 29. Mai 2018 fand sich eine Expertengruppe unter der Leitung von Professor Ulrich Trottenberg im Fraunhofer Institutszentrum Schloss Birlinghoven ein, um sich dem Thema “Akademie für Algorithmen” zu widmen. Die Hauptfrage mit der sich die Initiative “Algorithmische Bildung” seit geraumer Zeit beschäftigt, ist:

 

“Wie kommen Algorithmen in die Gesellschaft?”

Kenntnisse über Algorithmen

Während Deutschland sich auf den Weg macht, Potentiale und Herausforderungen der Künstlichen Intelligenz (KI) im Rahmen einer national gebündelte KI-Strategie zu formulieren, sind wir der Meinung, dass die Grundlagen der KI – also Algorithmen zur Verarbeitung von sehr großen Datenmengen (Big Data) – in der schulischen und weiterführenden Bildung noch nicht genügend verankert sind.

 

 

 

Daher wurde, ausgehend von der Initiative “Algorithmisches Bildung” seitens der interdisziplinären InterScience-Experten ein praxisnahes Konzept entwickelt, wie bereits in den Grund- und weiterführenden Schulen fundiertes Wissen über Algorithmen vermittelt werden kann.

 

Algorithmen in der Ausbildung

Professor Ulrich Trottenberg unterstrich die Notwendigkeit eines breiten Verständnisses von algorithmischen Grundprinzipien, auch über die Ausbildung der heutigen MINT-Fächer hinaus. Hierzu ist eine fundierte Aus- und Weiterbildung von Lehrern & Lehrerinnen unabdingbar. Auf Grundlage der Erfahrungen in der Mathematik-Lehrerausbildung der letzten Jahre an der Universität zu Köln ist ein breiter Wissenshintergrund entstanden.

 

 

 

Über 20 grundlegende Algorithmen sind identifiziert worden, die in der Lehrerausbildung anschaulich vermittelt werden. Dieses Wissen soll zeitnah der gesamten Lehrerschaft auch mittels digitaler e-Learning Methoden zur Verfügung gestellt werden. Zukünftig ist hierfür die Gründung einer “Akademie für Algorithmen” geplant.

 

 

Mathematik in der Praxis

Dr. Anton Schüller vom Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI) referierte über die Erfahrungen zu Workshops mit Schülern zum Thema “Mathematik in der Praxis” und der Umsetzung in der Programmiersprache Python.

 

“Wir müssen eine Generation der Gestalter heranziehen, nicht der Nutzer.” ~ Prof. Dr. Stefan Wrobel, Institutsleiter Fraunhofer IAIS

 

 

Algorithmische Bildung

Unter der Leitung von Professor Trottenberg trafen sich am 2. März 2017 die Initiativgruppe „Algorithmen in der Digitalen Bildung“ zu einem Workshop mit Vertretern verschiedener Stakeholder-Gruppen. Im Fraunhofer-Institutszentrum Schloß Birlinghoven wurde das Konzept eines Pilotprojekts zur Aus- & Fortbildung von Lehrerinnen und Lehrern gemeinsam erörtert.

Ziel des Vorhabens

… ist die Entwicklung und Erprobung von Verfahren für die Lehreraus- und fortbildung, mit denen die Lehrkräfte die Kompetenz erwerben, Schülerinnen und Schülern zentrale Inhalte der „Algorithmen in der Digitalen Bildung“ – kurz: „Algorithmische Bildung“ – zu vermitteln.

Kernkompetenzen der Algorithmischen Bildung

Als wesentliche Kernkompetenz der “Algorithmischen Bildung” und damit als Lernziele einer Aus- und Fortbildung sieht die Initiativgruppe:

  • Algorithmisches Verständnis: Anhand von Beispielen konkrete Algorithmen verstehen und Schritt für Schritt algorithmische Prinzipien erkennen.
  • Algorithmisches Denken: Algorithmische Prinzipien und Techniken zur Gestaltung von Problemlösungen verwenden. Dabei hat Algorithmisches Denken auch übergeordnete Bedeutung als Methode für Problemanalyse, Lösungsgestaltung, Vorgehensbeschreibung, sowie als Ordnungs- und Strukturierungsmethode.
  • Algorithmische Praxis: Konkrete Algorithmen aus den verschiedensten Bereichen, von Alltagsproblemen bis zu technischen Fragestellungen, anwenden, sowie den Übergang zur Programmierung.

 

Teilnehmer des Workshops

Verschiedene Experten aus der Industrie, der Universität zu Köln und Landtagsabgeordnete von Nordrhein-Westfalen (MdL), u.a. Yvonne Gebauer, sowie Vertreter des Ministeriums für Schule und Weiterbildung NRW waren der Einladung gefolgt, u.a. auch der bekannte Wissenschaftsjournalist Jean Pütz, der den Workshop mit seiner reichhaltigen Erfahrung als Fernsehmoderator leidenschaftlich unterstützte.

Die Initiativgruppe unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. Ulrich Trottenberg, Geschäftsführer der InterScience GmbH und ehem. Leiter des Fraunhofer SCAI, besteht aus folgenden Mitgliedern:

Zusammenfassung und weiteres Vorgehen

Im Rahmen dieses Workshops konnte den externen Experten die Idee des Vorhabens „Algorithmen in der Digitalen Bildung“ vorgestellt und ein frühes wichtiges Feedback eingeholt werden. Im Weiteren sollen verschiedene Maßnahmen und Aktivitäten folgen, um das Projekt weiter zu konkretisieren und bekannt zu machen. Interessierte Mitstreiter und Förderer sind herzlich eingeladen an der Idee und der später geplanten Pilotierung tatkräftig mitzuwirken.

Algorithmen sind Kernthema der Digitalen Bildung. Digitale Bildung = fundiertes Verständnis, problemlösungsorientiertes Denken und praxisorientierte Anwendung von Algorithmen.