
\documentstyle[twocolumn,german]{article}
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\setlength{\columnsep}{6mm}
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\newcommand{\iitem}{\item\vspace{-1.2mm}}

%\renewcommand{\version}{%p001, 0001225}
%14.2.2000}

\title{Das Konzept der Kernf"acher \\in der
universit"aren Ausbildung in Praktischer
Informatik}

\author{Udo Kelter\\\SIPId}

\date{\version}

%\markright{ % p90?v01
%\version %\generiert }
%}

% \renewcommand{\baselinestretch}{1.3}


\begin{document}
\maketitle % \tableofcontents
\thispagestyle{empty}

\section{Softwaretechnik vs.\ Praktische Informatik}

Die Frage nach Ausbildung in Softwaretechnik ist
nur schwer zu trennen von der Frage nach der
Ausbildung in der Praktischen Informatik im
allgemeinen.

Die Softwaretechnik zielt von ihrem
Selbst\-ver\-st"and\-nis her auf das ingenieurm"a"sige
Probleml"osen -- dies ist aber ein generelles Ziel
von Informatik-Stu\-dien\-g"angen, zumindest den
darin enthaltenen Anteilen der Praktischen
Informatik. Der Inhalt von
Soft\-ware\-tech\-nik-Vor"-lesungen kann daher immer
nur im Kontext der anderen Vorlesungen der
Praktischen Informatik im Hauptstudium diskutiert
werden.


\mm In fast jedem realen Softwareprodukt kommen die
folgenden Technologien bzw.\ entsprechenden
Komponenten oder Basissysteme zum Einsatz:

\BI
\iitem Betriebssysteme
\iitem Computergraphik
\iitem Datenbanksysteme
\iitem "Ubersetzer
\iitem Rechnernetze
\EI 
\vspace{-.2mm} Diese Technologien entsprechen
(keineswegs zuf"allig) wichtigen Teilgebieten der
Praktischen Informatik. Ein Diplom-Informatiker,
der eine fundierte praktische Informatik-Kompetenz
hat, mu"s zumindest "uber grundlegende Kenntnisse
auf all diesen Teilgebieten verf"ugen (vgl. auch
\ccite{Bo99}). Selbstverst"andlich m"us\-sen als
Grundlage Kenntnisse in wenigstens einer
imperativen Programmiersprache (hier in Siegen:
Java) und einer nicht"-imperativen Sprache
vorhanden sein, ferner Kenntnisse in der
Softwaretechnik als einer "ubergreifenden
Disziplin.


\mm In konventionellen Curricula sind die
vorstehenden Fachgebiete durch {\em
Stammvorlesungen} im Hauptstudium vertreten, die
typischerweise einen Umfang von 4V+2"U (oder
"ahnlich) haben. Das resultierende Volumen von ca.\
36 SWS ist schon im klassischen 8-semestrigen
Diplomstudiengang Informatik nur mit M"uhe
unterzubringen -- es mu"s noch Raum bleiben f"ur
die Theoretische Informatik, die Technische
Informatik, Vertiefungen durch Spezialvorlesungen
und das Nebenfach. V"ollig unrealistisch ist dieses
Volumen unter den Randbedingungen, die vorliegen in

\BI
\item {\em Studieng"angen der Angewandten
   Informatik wie z.B.\ Technische Informatik,
   Wirtschaftsinformatik oder Medieninformatik\/}:
   bei diesen Studieng"angen nimmt das
   Anwendungsfach zwischen 35 und 50 \% des
   Studiums ein, dementsprechend reduziert sich der
   Anteil der Informatik\nix
      {Die Trennlinie zwischen der Informatik und
      dem Anwendungsfach ist oft nicht scharf
      (sonst w"aren solche Studieng"ange auch wenig
      sinnvoll), die F"acherzuordnung sind daher
      teilweise Geschmackssache und die
      resultierenden Fachanteilsquoten in einem
      gewissen Rahmen willk"urlich.
   }.

\iitem {\em Kurzzeitstudieng"angen} von ca.\ 6 - 7
   Semestern Dauer; derartige Studieng"ange
   existieren an Gesamthochschulen in NRW seit
   langem und werden inzwischen als Studieng"ange
   mit {\em Bache\-lor-Ab\-schlu"s} bundesweit
   propagiert. Das Hauptstudium (incl.\ Nebenfach,
   Vertiefung usw.; s.o.) kann hier maximal einen
   Umfang von 50 SWS oder sogar deutlich weniger
   haben.

\EI

Bei Kurzzeitstudieng"angen der Angewandten
Informatik treten beide Probleme gleichzeitig auf.

Ein naheliegender Ausweg besteht in dieser Lage
darin, nur einen festen Teil oder eine bestimmte
Anzahl der Stammvorlesungen verbindlich
vorzuschreiben, der Rest ist daher abw"ahlbar. Dies
f"uhrt na\-t"ur\-lich dazu, da"s die Absolventen
auf mehreren der obengenannten Gebiete noch nicht
einmal die Grundbegriffe kennen, ihnen also die
erforderliche fachliche Breite in der Praktischen
Informatik fehlt.



\section{Kernf"acher}

\subsection{Kontext}

Am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik der
Universit"at Siegen wird seit 1990 der Studiengang
Technische Informatik in einer Kurzzeit- und
Langzeitversion (7 bzw.\ 9 Semester
Regelstudienzeit) angeboten. 1998 wurde eine neue
Diplompr"ufungsordnung f"ur die Technische
Informatik verabschiedet, die gegen"uber der
urspr"unglichen DPO wesentliche Umstrukturierungen
enth"alt; durch diese werden Schwachpunkte, die
sich bei der Anwendung der urspr"unglichen DPO im
Laufe der Jahre herausgestellt haben, beseitigt.
Der wohl gravierendste Schwachpunkt war die
mangelnde Breite in der Ausbildung in Praktischer
Informatik im Kurzzeitstudiengang.

Seit 1998 wird gemeinsam mit dem Fachbereich 
Wirtschaftswissenschaften zus"atzlich der
Studiengang Wirtschaftsinformatik in einer
Kurzzeit- und Langzeitversion angeboten; in diesen
Studiengang konnten die Konzepte der neuen DPO
Technische Informatik sehr gut "ubernommen werden.


\subsection{Konzept}

Als L"osung des Problems der fachlichen Breite
wurde das Konzept der Kernf"acher entwickelt.
Vereinfacht ausgedr"uckt handelt es sich bei einem
Kernfach um ``die anwendungsorientierte H"alfte''
der fr"uheren Stammvorlesungen im Umfang von
4V+2"U. Aus einer Stammvorlesung entsteht so ein
Kernfach und eine ``wei"-terf"uhrende'' H"alfte.

F"ur das Kernfach wird nicht etwa von jedem
The"-menbereich der Stammvorlesung die einf"uhrende
H"alfte gew"ahlt (also sozusagen nur zur halben
Tiefe vorgedrungen), sondern die weniger wichtigen
Themen werden fast komplett weggelassen und die
priorit"aren Themen werden in voller Tiefe behandelt.
Sofern Systeme behandelt werden, wird im Kernfach
nur beschrieben, welche Leistungen das System aus
Anwendersicht anbietet und wie man es einsetzt; wie
es intern funktioniert und aufgebaut ist, wird in
der weiterf"uhrenden H"alfte behandelt. Bei
Datenbanksystemen bedeutet dies, da"s im Kernfach
i.w.\ Datenmodelle und Abfragesprachen vorgestellt
werden und Themen wie Optimierung oder
Transaktionen in den weiterf"uhrenden Teil
verschoben werden.
Formale Merkmale der Kernf"acher sind:

\BI
\item Alle Kernf"acher haben einen Umfang von
   2V+1"U.
\iitem Kernf"acher sollen m"oglichst im 5.\ und 6.\
   Semester geh"ort werden, also direkt nach dem
   Vordiplom

\iitem Kernf"acher werden m"oglichst im
   Wintersemester angeboten, damit sie schon im 5.\
   Semester geh"ort werden k"onnen (s.\ folgendes
   Bild)



%\begin{figure}[htbp]
\begin{center} %
\psbildeinfg{7.3}{4.5}{struktur.eps}
\end{center}
%\caption{Container-Klasse}
%\llabel{fig-klassenb}
%\end{figure}


\iitem Kernf"acher sind nahezu obligatorisch. (Im
   Langzeitstudiengang kann z.B.\ maximal ein
   Kernfach abgew"ahlt werden.)
   
\EI Die Liste der Kernf"acher umfa"st derzeit:
\BI
\item Betriebssysteme I \footnote {Die r"omische
   Eins in der Bezeichnung einiger Kern\-f"a\-cher
   ist dadurch verursacht, da"s die Bezeichnung der
   ehemaligen Stammvorlesungen f"ur die beiden
   entstehenden H"alften beibehalten wurde. Einer
   der Gr"un\-de ist, da"s die alten
   Stammvorlesungen noch l"angere Zeit parallel
   angeboten werden m"ussen.
}
\iitem Computergraphik
\iitem Datenbanksysteme I
\iitem Compilerbau I
\iitem Rechnernetze I
\iitem Softwaretechnik I
\iitem Rechnerarchitekturen
\iitem Theoretische Grundlagen der Programmierung
\EI

Detailliertere Informationen "uber die Inhalte der
einzelnen Kernf"acher sind "uber die WWW-Seiten der
Veranstalter ausgehend von {\footnotesize \tt
http://www.uni-siegen.de /dept/fb12} erh"altlich.


\subsection{Erfahrungen}


Die Umstrukturierung der Vorlesungen ist inzwischen
weitgehend abgeschlossen. Erfahrungen hierbei
waren:

\BI
\item Die Aufteilung der fr"uheren Stammvorlesungen
   in eine ``obligatorische'' und eine ggf.\
   verzichtbare, weiterf"uhrende H"alfte war i.d.R.
   ohne gro"se Probleme m"oglich.

\item Meist wurde sogar eine klare thematische
   Fokussierung der beiden H"alften gefunden, so
   da"s tats"achlich eine sinnvolle Modularisierung
   und nicht nur eine mengenm"a"sige Aufteilung
   erreicht wurde.

\item Teilweise mu"sten die Lehrmaterialien
   erheblich umstrukturiert werden (was mit sehr
   viel Arbeit verbunden war).

\item Im Kurzzeitstudiengang hat sich die
   Ausgewogenheit der Ausbildung durch die
   Kernf"acher drastisch verbessert. 

\item Im Langzeitstudiengang sind  die bisherigen
   Studienverl"aufe bzw.\ Kombinationen von
   Lehr"-inhalten fast unver"andert m"oglich,
   scheinbar "andert sich hier wenig. Dennoch wird
   eine deutliche Verbesserung darin gesehen, da"s
   im Hauptstudium mehr Luft zur Bildung von
   Schwerpunkten entstanden ist; die notwendige
   Breite in der Ausbildung in den praktischen
   F"achern ist durch die Kernf"acher abgesichert.


\item Der Umfang der "Ubungen von nur noch einem
   SWS erreicht eine kritische Grenze. Auch
   organisatorisch pa"st eine so kleine "Ubung
   nicht gut in das "ubliche 2-Stunden-Raster der
   Stundenpl"ane. Technische Probleme sind
   wahrscheinlicher als bei normalen
   Veranstaltungen. Inwieweit hier gravierende
   Probleme entstehen, l"a"st sich derzeit noch
   nicht abschlie"send beurteilen; hierzu m"u"sten
   mehr Erfahrungen aus Pr"ufungen und aufbauenden
   Veranstaltungen vorliegen.

\EI


\section{Das Kernfach Softwaretechnik}

Die Aufteilung der fr"uheren
Software\-tech\-nik-Stamm"-vorlesung in das
Kernfach (genannt Softwaretechnik I) und eine
weiterf"uhrende zweite H"alfte (genannt
Softwaretechnik II) war mehr oder minder
offensichtlich: das Kernfach hat die Schwerpunkte

\BI
\iitem
   Systemanalyse und -Modellierung und 
\iitem
   Vorgehensmodelle und Projektplanung
\EI

Das Thema Entwurf wird, was vielleicht "uberrascht,
nur am Rande behandelt: einerseits ist durch die
Programmierungsvorlesung im 1.\ und 2.\ Semester
und ggf.\ das Programmierpraktikum schon eine
gewisse Grundlage vorhanden, das Defizit also nicht
so gravierend wie bei den vorstehenden Themen,
anderseits ist eine weitergehende Behandlung von
Entwurfsthemen (z.B.\ Standardarchitekturen,
Muster, CORBA, UML-Notationen) zu umfangreich und
ohne ebenfalls umfangreichere "Ubungen wenig
sinnvoll. F"ur die 16 Doppelstunden (im
Wintersemester) ergibt sich folgende Aufteilung:


\hspace{-2mm}
\begin{center}
\begin{tabular}{|p{70mm}|c|}
\hline Systemanalyse und -Modellierung & 6
\\\hline Entwurf &  1
\\\hline Vorgehensmodelle / Projektplanung &  5
\\\hline Qualit"atssicherung &  2 
\\\hline Sonstiges & 2
\\\hline
\end{tabular}
\end{center}


\mm Detaillierte Inhaltsangaben und Skripten sind
unter {\footnotesize \tt
http://pi.in\-for\-ma\-tik.uni-siegen.de/kel\-ter/leh\-re/stI}
er\-h"alt\-lich.



\mm Die Softwaretechnik II behandelt
``fortgeschrittene'' Themen wie Entwurf,
Wiederverwendung und Werkzeuge.

\mm Das Thema Datenbanken zu einem Teil einer der
beiden Softwaretechnik-Vorlesungen zu machen (wie
z.B.\ in \ccite{Ba96} vorgeschlagen, vgl.\ auch
\ccite{BrS99}), ist im Kontext der Kernf"acher
nicht sinnvoll und notwendig, da davon ausgegangen
werden kann, da"s fast alle Studenten das Kernfach
Datenbanksysteme belegen.

"Ublicherweise wird die Datenmodellierung mit
Entity-Relationship-Modellen sowohl in der
Soft\-ware\-tech\-nik- als auch in der
Daten\-bank-Vor"-lesung eingef"uhrt, meist mit
kleineren, aber dennoch f"ur An\-f"an\-ger
verwirrenden Unterschieden in den Konzepten und
Notationen. Das Konzept der Kernf"acher erm"oglicht
es, diese wenig sinnvolle Redundanz zu vermeiden,
denn einerseits kann vorausgesetzt werden, da"s das
jeweils andere Kernfach belegt wird\nix
   {Das Argument f"ur derartige Redundanzen lautet
   "ublicherweise: Die  ER-Modellierung
   mu"s zumindest kompakt in der Vorlesung X (hier:
   Datenbanksysteme) behandelt werden, weil es zum
   "ublichen Themenumfang dieses Gebiets z"ahlt; es
   wird zwar auch in der Vorlesung Y (hier:
   Softwaretechnik) eingef"uhrt, aber es ist nicht
   sichergestellt, da"s alle H"orer diese andere
   Vorlesung Y h"oren.
}, andererseits erzeugt der sehr knappe Zeitrahmen
der Kernf"acher den notwendigen Druck, ernsthaft
"uber die Beseitigung von Redundanzen nachzudenken.



\section{Das Kernfach Datenbanksysteme}

Wie schon erw"ahnt entf"allt im Kernfach
Datenbanksysteme die ER-Modellierung bzw.\ 
genereller das Thema Systemanalyse v"ollig. Im
Zentrum steht das relationale Datenbankmodell. Die
Aufteilung der Doppelstunden ist:

\vspace{2mm}
\begin{center}
\begin{tabular}{|p{70mm}|c|}
\hline Architekturen von Informationssystemen  & 3
\\\hline Relationales Datenbankmodell:
   Grund\-lagen, Sprachen, Normalformen & 9
\\\hline Objektorientierte DBMS &  2 
\\\hline Sonstiges & 2
\\\hline
\end{tabular}
\end{center}



\section{Zusammenfassung und Ausblick}

Das Konzept der Kernf"acher ist im Kontext eines
Studiengangs der Angewandten Informatik mit
Kurzzeitvariante entstanden. Es hat sich dort
bisher gut bew"ahrt und zu einer besseren
Modularisierung des Lehrstoffs und einer wesentlich
ausgewogeneren Ausbildung in der Praktischen
Informatik gef"uhrt.

Gleichzeitig sind hierdurch sehr gute
Voraussetzungen f"ur die demn"achst f"allige
Einf"uhrung eines Bachelor-Studiengangs geschaffen
worden. 

Durch die Einf"uhrung k"urzerer
berufsqualifizierender Abschl"usse entsteht das
Problem der Ausgewogenheit der Inhalte derzeit auch
in klassischen Informatik-Studieng"angen; in diesem
Zusammenhang d"urfte das Konzept der Kernf"acher auch
f"ur den klassischen Studiengang Informatik
interessant sein.






\begin{thebibliography}{W}
\addcontentsline{toc}{section}{/Literatur}


% \bibitem [xx] {xx} \bibinput{xx}

\bibitem [Ba96] {Ba96} Balzert, H.: Lehrbuch der
   Software-Technik -- Software-Entwicklung;
   Spektrum Akademischer Verlag; 1996

\bibitem [Bo99] {Bo99}  Bothe, K.:
   Softwareengineering-Ein\-f"uh"-rungsveranstaltung
   an der Humboldt-Universit"at zu Berlin;
   Softwaretechnik-Trends 19:3, p.22-27; 1999/11

\bibitem [BrS99] {BrS99} Br"ossler, Peter;
   Siedersleben, Johannes (Hrsg.): Softwaretechnik
   - Praxiswissen f"ur Softwareingenieure; Hanser
   Verlag; 1999/11

%\bibitem [Lu99] {Lu99} \bibinput{Lu99}

\end{thebibliography}
\end{document}

