IV · Datenwege und Kommunikation in Netzen
„Zwei Gadgets reden miteinander“ · Orientierungsrahmen ca. 12 Ustd.
Leitfrage: Wenn ich etwas verschicke – wer bekommt es tatsächlich zu sehen, auf welchem Weg, und was davon hätte ich gar nicht mitschicken müssen?
Worum es fachlich geht
Der fachliche Kern besteht aus zwei zusammengehörigen Teilen: dem Weg (Sender, Empfänger, Adresse, Paket, Zwischenstation, Dienst) und der Verantwortung (Datenminimierung, Abhängigkeit von Dritten, Sichtbarkeit des eigenen Handelns). Ein Modell des Internets ist unvermeidlich – kein Kurs kann es untersuchen. Der Unterschied liegt darin, woran das Modell verankert wird: an einer Erzählung oder an zwei Geräten, die im Raum tatsächlich miteinander funken. Ehrlich bleiben muss dabei, was die Geräte nicht hergeben: Sender, Empfänger, Adresse und Paket sind am Aufbau erfahrbar – <strong>Zwischenstation und Dienstevergleich nicht</strong>. Diese beiden Begriffe entstehen am Stationenmodell daneben, und das wird im Unterricht auch so gesagt.
| Merkmal | Festlegung |
|---|---|
| Jahrgangsfenster | 7 |
| Inhaltsfelder | Information und Daten · Informatiksysteme |
| Inhaltliche Schwerpunkte | Daten und ihre Codierung · Aufbau und Funktionsweise von Informatiksystemen |
| Kompetenz-IDs | D3, S1, S4, S7, M3, M4, M5, M8 |
| Zeitlicher Orientierungsrahmen | könnte bei etwa 12 Ustd. liegen |
| Leistungsbewertung | ausschließlich nach dem externen Leistungskonzept |
S4 – erläutern die Funktionsweise vernetzter Informatiksysteme zur Kommunikation und zum Datenaustausch. S7 – erläutern die Arbeitsweise unterschiedlicher Dienste zum Datenaustausch und zur Kommunikation im Internet. M3 – stellen mögliche Formen des Datenmissbrauchs an Beispielen dar. M4 – erläutern Abhängigkeiten von Dritten bei Nutzung und Speicherung von Daten. M5 – beschreiben mögliche Auswirkungen im Umgang mit eigenen und fremden Daten. M8 – erläutern die Auswirkungen personalisierten und anonymisierten Agierens in Netzwerken und beurteilen Konsequenzen für das eigene Handeln. (D3, S1 siehe UV II.)
Zwei Geräte werden gekoppelt
Es wird nichts dazugekauft: Der Funk steckt bereits im Rechenkern. Je zwei Lernende koppeln ihre Aufbauten direkt miteinander – ohne Router, ohne Schulnetz, ohne Konto, ohne Internetzugang. Damit ist der praktische Zugang zu diesem Unterrichtsvorhaben kostenlos und von keiner fremden Infrastruktur abhängig.
3D-Modell wird geladen, sobald es sichtbar wird.
Ziehen dreht das Modell, das Mausrad zoomt. Ein Klick auf einen Bauteilnamen blendet ihn aus oder wieder ein. Blau markiert sind die Bauteile, mit denen in dieser Reihe gearbeitet wird.
Was praktisch geschieht
Ohne Adresse senden
Alle Geräte teilen einen gemeinsamen Funkkanal und senden als Rundruf an alle. Jedes Gerät im Raum empfängt jede Nachricht. Das Problem entsteht von selbst und muss nicht erzählt werden.
Paket mit Kopf einführen
Die Nachricht bekommt eine feste Form: <em>Ziel · Absender · Nutzlast · Prüfsumme</em>. Gesendet wird weiterhin als Rundruf – aber nur das Gerät mit der passenden Zielkennung verarbeitet die Nutzlast. Die Adresse ist damit die Lösung eines beobachteten Problems, nicht eine Vokabel.
Die drei Rollen besetzen
Je drei Aufbauten übernehmen Sender, Empfänger und Mithörer. Der Mithörer ist ein echtes drittes Gerät, das den Rundruf mitschreibt – keine von der Lehrkraft gespielte Rolle. Er zeigt die Rohnutzlast an. Dass der Funkraum offen ist, wird damit beobachtet statt behauptet.
Reichweite ausloten
Wie weit trägt die Verbindung, was stört sie? Reichweite und Störung sind keine abstrakten Größen mehr, sondern messbar im Klassenraum.
Der Lernweg
| Schritt | Was geschieht | Lernhandlung | Lernprodukt |
|---|---|---|---|
| L1 | Das kleinste Netz | Zwei Geräte werden gekoppelt. Erst ohne Adresse: Alle Geräte im Raum empfangen alles. Das Problem entsteht von selbst. | Beobachtungsprotokoll |
| L2 | Adresse einführen | Eine Kennung wird ergänzt; jetzt kommt die Nachricht gezielt an. Adresse wird als Lösung eines beobachteten Problems erkannt (S4). | Datenflussmodell mit Adresse |
| L3 | Mithören | Ein drittes Gerät empfängt mit. Die Erfahrung, dass ein Funkraum offen ist, wird zum Ausgangspunkt für UV V. | Rollenmodell mit Mithörerposition |
| L4 | Paket und Reihenfolge | Eine längere Nachricht wird geteilt übertragen; Teile kommen unvollständig oder vertauscht an. | Paketmodell mit Reihenfolgeregel |
| L5 | Vom kleinen zum großen Netz | Das eigene Zwei-Geräte-Modell wird auf das Internet übertragen: Was entspricht der Adresse, was der Zwischenstation, was dem Dienst? (S7) | Vergleichsmodell klein / groß |
| L6 | Dienste unterscheiden | Nachricht, Datei, Seitenabruf: Wie unterscheiden sich Wege und Rollen? Am eigenen Modell durchgespielt. | Vergleichstabelle der Dienste |
| L7 | Datenminimierung | Welche Angaben enthält die eigene Nachricht wirklich? Was ließe sich weglassen, ohne dass sie ankommt? | begründet reduzierte Nachricht |
| L8 | Verantwortung | Vom eigenen Mithör-Erlebnis zu Fallbeispielen: Datenmissbrauch, Abhängigkeit von Anbietern, Sichtbarkeit des eigenen Handelns (M3, M4, M5, M8). | begründete Stellungnahme mit Handlungsoption |
Was dieser Weg zusätzlich leistet
- Reichweite und Störung als reale physikalische Größen: Eine Verbindung ist nicht selbstverständlich, sondern hat Grenzen.
- Selbst erlebtes Mithören statt erzähltem Risiko — der stärkste Anknüpfungspunkt für UV V, den A so nicht bieten kann.
- Fehlerursache trennen: Kommt nichts an — liegt es am Absender, am Empfänger, an der Adresse oder an der Reichweite?
Möglicher Stundentakt
Wochenrhythmus: eine Doppelstunde (DS, 2 Ustd.) und eine Einzelstunde (ES, 1 Ustd.). Die Taktung ist ein Vorschlag; Dauer, Reihenfolge und Sozialform bleiben Entscheidung der Lehrkraft.
| Std. | Format | Überschrift der Stunde | Kern | Sichtbares Lernprodukt |
|---|---|---|---|---|
| 1–2 | DS | „Alle hören mit" | Zwei Geräte werden gekoppelt — zunächst ohne Adresse. Jedes Gerät im Raum empfängt alles. Das Problem entsteht von selbst. [L1] | Beobachtungsprotokoll |
| 3 | ES | „Wer ist gemeint?" | Eine Kennung wird ergänzt; die Adresse wird als Lösung eines beobachteten Problems gesichert. Modellbegriffe: Sender, Empfänger, Adresse. [L2] | Datenflussmodell mit Adresse |
| 4–5 | DS | „Das dritte Gerät" | Ein weiteres Gerät empfängt mit, obwohl es nicht gemeint ist. Der Funkraum ist offen. Rollenmodell mit Mithörerposition. [L3] | Rollenmodell + Beobachtungsprotokoll |
| 6 | ES | „Ein Paket kommt selten allein" | Eine längere Nachricht wird geteilt übertragen; Teile kommen unvollständig oder vertauscht an. Nummerierung als Lösung. [L4] | Paketmodell mit Reihenfolgeregel |
| 7–8 | DS | „Vom kleinen Netz zum Internet" | Das eigene Zwei-Geräte-Modell wird übertragen: Was entspricht der Adresse, was der Zwischenstation, was dem Dienst? Dienste vergleichen. [L5][L6] | Vergleichsmodell klein/groß + Dienstetabelle |
| 9 | ES | „Was muss wirklich mit?" | Datenminimierung an der eigenen Nachricht: Welche Angaben braucht der Weg, welche werden nur mitgeliefert? [L7] | begründet reduzierte Nachricht |
| 10–11 | DS | „Wer sieht was von mir?" | Vom eigenen Mithör-Erlebnis zu Fallbeispielen: Datenmissbrauch, Abhängigkeit von Anbietern, personalisiertes und anonymes Agieren. [L8] | Fallanalyse mit Rollen und Folgen |
| 12 | ES | „Meine Handlungsoption" | Stellungnahme mit einer begründeten, tatsächlich wirksamen Handlungsoption; Sicherung der Fachsprache. | begründete Stellungnahme |
Mögliche Vertiefungsstunden
Module außerhalb des Kerns. Sie können entfallen, ohne den Kompetenznachweis zu berühren.
| Modul | Umfang | Inhalt | Strang |
|---|---|---|---|
| „Reichweite messen" | 2 Ustd. | Die Verbindung an ihre Grenze bringen; Reichweite und Störung als reale physikalische Größen protokollieren. | E1 |
| „Zwei senden gleichzeitig" | 2 Ustd. | Was passiert bei gleichzeitigem Senden? Kollision beobachten und eine Regel dagegen entwerfen. | E2 |
| „Anonym oder nur unsichtbar?" | 2 Ustd. | Vertiefungsdebatte zu M8: Warum Anonymität und Unsichtbarkeit nicht dasselbe sind. | E3 |
| „Der Weg durch die Schule" | 2–3 Ustd. | Einen realen Datenweg (Seitenabruf) als Stationenmodell im Raum nachstellen und die Rollen besetzen. | E1 |
Diagnose und Differenzierung
Erwartbare Fehlvorstellungen
- Der Datenweg wird ohne Adresse oder Zwischenstation gedacht („es geht halt hin").
- „Verschickt" wird mit „nur der Empfänger sieht es" gleichgesetzt.
- Anonymität wird mit Unsichtbarkeit verwechselt.
- Datenminimierung wird als Verzicht statt als Schutz verstanden.
Diagnosezeichen und passende Hilfe
| Diagnosezeichen | Hilfe | Erneute Prüfung |
|---|---|---|
| Weg ohne Adresse oder Station modelliert | H2 Wegpfeile und Stationskarten vorgeben | einen zweiten Weg selbst legen |
| Zwischenstation wird nicht als Rolle erkannt | H3 die Übergabe laut denkend aus Sicht der Station beschreiben | eine dritte Rolle selbst benennen |
| Datenumfang wird nicht begründet | H1 Satzstarter „… wird gebraucht, weil …; … könnte fehlen, weil …" | eine zweite Nachricht reduzieren |
| Stellungnahme bleibt allgemein | H1 Wortbank · H2 Fall, Folge und Handlungsoption trennen | einen zweiten Fall begründen |
Herausforderung nach oben
- E1 das Modell auf einen anderen Dienst übertragen.
- E2 einen Fall konstruieren, in dem Datenminimierung mit Nutzbarkeit kollidiert, und den Konflikt begründen.
- E3 beurteilen, welche Handlungsoption bei einem konkreten Fall wirksam wäre — und welche nur beruhigend wirkt.
Nachweis der Kompetenzen
| Kompetenz | Wie sie in dieser Reihe nachgewiesen wird |
|---|---|
| D3 | Länge der übertragenen Nachricht abschätzen (L4) |
| S1 | Übertragung des eigenen Modells auf Alltagssysteme (L5) |
| S4 | Adresse als Lösung eines beobachteten Problems (L1, L2) |
| S7 | Vergleichstabelle der Dienste am Modell (L6) |
| M3 | ausgehend vom eigenen Mithör-Erlebnis (L3, L8) |
| M4 | Abhängigkeit von Anbietern (L8) |
| M5 | Auswirkungen eigener/fremder Daten (L8) |
| M8 | personalisiert vs. anonym, Handlungsoption (L8) |
Wenn die Technik ausfällt
Zu jedem praktischen Schritt gibt es einen vollständigen Weg ohne Gerät. Er ist sofort einsetzbar und trägt dasselbe Fachprodukt:
- Umschläge, Adressetiketten und Stationskarten für das Wegemodell
- Rollenkarten für Sender, Empfänger, Zwischenstation und Mithörer
- Netzplan auf Papier
- Fallvignetten für den Verantwortungsteil.
Der vollständige Kompetenznachweis ist ohne jede Technik führbar. Die zwei Geräte liefern den Anlass und die Mithör-Erfahrung, nicht den Nachweis.
Anschluss an andere Unterrichtsvorhaben
- Aktivieren: Datenfluss und EVA aus II; Codierung aus III.
- Neu einführen: Adresse, Paket, Zwischenstation, Dienst, Protokollidee, Datenminimierung, personalisiert/anonym.
- Übergeben: Mithörproblem und Schutzbedarf unmittelbar an V; Kommunikationsbegriffe an XII und XIII; Datenverantwortung an VIII und X.