In der heutigen informatisierten Welt ist das Ver- und Entschlüsseln von Nachrichten alltäglich. Dabei geht es nicht um das Versenden von evtl. romantischen Texten, die wir vor der neugierigen Verwandtschaft verbergen wollen, sondern um ein nicht unwesentlichen Teil unserer Kommunikation mit Personen und Institutionen. Natürlich verläuft diese Ver-und Entschlüsselung oft im Hintergrund und wird von uns kaum bemerkt.

Dennoch sind Kenntnisse darüber wichtig. Wir müssen zumindest wissen und auch erkennen, dass eine Kommunikation verschlüsselt ist. Die Information darüber erhalten wir über unsere technischen Endgeräte und -Systeme. Daher müssen wir wissen, was beispielsweise symmetrische und asymmetrische Verfahren sowie Public-Key-Verfahren sind, wissen, was sich hinter Authentifizierung, Zertifikate, Man-in-the-Middle-Angriff usw. verbirgt. Auch die prinzipielle Arbeitsweise eines Browers, der u.a. mit der Auszeichnungssprache HTML und weiteren Techniken als Client mit den Servern im Netz kommuniziert, muss verstanden werden. Erst, wenn wir die Kenntnis über solche Verfahren und Systeme haben, können wir erst bewusst entscheiden, ob die angestrebte Kommunikation so akzeptabel ist und gegebenenfalls diese – sofern zusätzlich noch entsprechende Kompetenzen vorhanden sind – umgestalten.

In einer (demokratischen) Welt kann nur mitgeredet und mitentschieden werden, wenn die immer häufiger vorhandenen Techniken in ihren Möglichkeiten und Gefahren bekannt und verstanden sind. Das ist heute ein notwendiger Teil einer Allgemeinbildung. Daher ist die Schule gehalten, die dafür notwendigen Kenntnisse und Kompetenzen als entsprechenden Teil der Allgemeinbildung zu vermitteln. Das muss ansatzweise im optimalen Fall in der Grundschule beginnen und auf jeden Fall in den Sekundarstufen I und II durchgeführt werden, damit am Ende der Sekundarstufe I als alleiniger Schule für alle Schülerinnen und Schüler hinreichende Kenntnisse und Kompetenzen tatsächlich bei allen Bügerinnen und Bügern vorhanden sind. Natürlich muss in der Sekundarstufe II auf diesem Grundwissen aufgebaut werden.

Mit diesem Material wollen wir versuchen, nicht nur einzelne Aspekte der Kryptologie für die Schule aufzuzeigen, sondern ein in sich aufbauendes Konzept für die gesamte Schullaufbahn – zumindest der Sek I – vorzustellen und zu erarbeiten. Es basiert auf praktischen Erfahrungen in der Schule in Kursen der Sek I und auch der Sek II.

Es reicht im Bildungsprozess nicht aus, einen unterrichtlichen Gegenstand irgendwann einmal in der Lernbiographie zu behandeln. Wenn gewährleistet sein soll, dass ein tief­eres Verständnis und vielleicht auch bestimmte (Hand­lungs-)Kompetenzen vorhanden sein sollen, muss der Gegenstand spiralförmig in den verschiedenen Jahrgangsstufen wiederholt unterrichtet werden. Dabei werden in den Spiralumdrehungen altersgemäss jeweils die Aspekte der Thematik behandelt, die im entsprechenden Alter verstanden werden können.

In der Schulinformatik gibt es bisher kaum Erfahrungen mit einem Spiralcurriculum, da in der Vergangenheit zumeist nur sporadisch überhaupt Informatikunterricht angeboten worden ist. Im Augenblick sieht es derzeit aus, dass sich diese Situation in Zukunft ändern wird. Damit besteht die Aufgabe, zu untersuchen, welche Themen auf welche Weise im zukünftigen Unterricht der Informatik spiralig unterrichtet werden können und sollen. Die Kryptologie bietet sich für ein solches Vorgehen an.

Wir versuchen daher, für die Kryptologie ein Spiralcurriculum vorzustellen, das mit diesem Material erarbeitet werden kann. Zumindest in den höheren Jahrgangsstufen steht die Automatisierung der Ver- und Entschlüsselung auch im Fokus. Das bedeutet, dass auch programmiert werden soll bzw. bei schwierigeren programmtechnischen Umsetzungen konkrete Programmteile nachvollzogen werden sollen.
Dazu muss auch in einer konkreten Programmiersprache gearbeitet werden. Da es nicht offensichtlich ist, welche Sprache vor allem in der Sekundarstufe I die 'beste' ist, werden in diesem Kurs die Algorithmen in verschiedenen Programmiersprachen erarbeitet und angeboten. Auf diese Weise können die Studierenden erfahren, welche dieser Sprachen mehr oder weniger für die Schule und vor allem für die Sekundarstufe I geeignet sind. Die Fähigkeit, verschiedene Sprachen sachgerecht beurteilen und auch zukünftig aneignen zu können, ist für Informatiklehrer eine Basiskompetenz.

Auch wenn dieses Spiralcurriculum in dieser Form so noch nicht durchgeführt worden ist, sind alle Teile in der Schulpraxis mehrfach, teilweise vielfach, unterrichtet worden, sodass dieses Curriculum eine hohe Wahrscheinlichkeit für ein geeignetes Vorgehen ist.

Am Ende des Sommersemesters 2024 haben wir in drei Gruppen des Masterstudiums Lehramt im Informatik eine erste Evaluation durchgeführt.
Es handelte sich um das Vorbereitungsseminar und das Nachbereitungsseminar zum Praxissemester in Bonn und die Übungen zur Didaktik der Informatik in Dortmund. Es stand jeweils nur eine Doppelstunde samt Vorbereitung für eine erste Begegnung mit dem Material mit anschliessender Evaluation zur Verfügung.