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Letzte Woche fand in Davos der zweite Informatik-Cup (I-Cup) Davos sowie das jährliche Trainingscamp der Informatik-Olympiaden statt. Internationale Teams aus Hong Kong, Rumänien, Russland und Slowakei waren dazu eingeladen. Aus der Schweiz nahmen die 12 Gewinner der ersten nationalen Runde der Schweizer Informatik-Olympiade (SOI) teil, sowie ein Schüler der Schweizerischen Alpinen Mittelschule Davos (SAMD).
Informatiktalente brauchen Förderung
Bester Schweizer ist 2012 der 18-jährige Johannes Kapfhammer aus Münchenstein (BL). Er ist Gewinner der 1. Runde der SOI 2012, war bereits 2011 unter den SOI-besten und errang am I-Cup Davos nun den 8. Platz. Dies ist eine sehr gute Leistung, wenn man bedenkt, dass die Schweizer hier gegen eine harte und unter besseren Rahmenbedingungen vorbereitete internationale Konkurrenz antreten. Im Unterschied zu den Schweizern trainieren die ausländischen Teams mehrere Jahre an der Schule und in Informatikvereinen. Die drei I-Cup Gewinner aus Rumänien gehören zum letztjährigen Nationalteam und schlossen an der Internationalen Informatikolympiade (IOI) letztes Jahr in Thailand mit Silbermedaillien ab, sie gehören also zur Weltspitze. Mehrere Teilnehmer ihres Teams trainieren 3 mal 3 Stunden wöchentlich an einer technischen Mittelschule in Bukarest, für welche jeweils die nationalen Gewinner jedes Jahrgangs ein Stipendium bekommen. Die Russen aus St. Petersburg trainieren in einem Informatikverein an der Universität sowie in der Schule etwa 10 Stunden wöchentlich ab dem Alter von etwa 15 Jahren – und in manchen Schulen fangen sie bereits mit 10 Jahren mit dem Programmieren an. Das aus Hong Kong delegierte Team geniesst bereits seit ihrem 12. Lebensjahr an ihrer technischen Mittelschule Unterricht im Programmieren. Währenddesen haben die Schweizer allenfalls ein Jahr vor der Matur einige Stunden Ergänzungsfach Informatik. Den Schweizer Jugendlichen fehlt also ein entsprechend ambitiöser Trainingsrahmen. Dennoch fangen viele Teilnehmer der SOI im Alter von 14 oder 15 Jahren autodidaktisch oder durch Anregung zu Hause an zu programmieren. Die SOI bietet im Jahr ausserschulische Trainings- und Wettkampfmöglichkeiten an und die ersten Runden sind selbst für Informatik-Anfänger zugänglich.
Der I-Cup als wichtiges Informatikolympiaden-Training
Die besten 12 der ersten SOI Runde gewinnen die Teilnahme am Davoser Camp und I-Cup. Die Teilnehmer absolvieren ein viertägiges Trainingscamp und werden mit IOI-ähnlichen Aufgaben trainiert. Der I-Cup am letzten Tag ist ein Programmierwettbewerb auf hohem internationalem Niveau, ist jedoch von der Auswahl für die Olympiaden entkoppelt, was ein Training in stressfreier und freundschaftlicher Atmosphäre ermöglicht.
Am frühen Morgen startet der Tag mit Programmierübungen und Lektionen. Es werden Bereiche wie Spielstrukturen und Graphenalgorithmen behandelt. Die Aufgaben kombinieren strategisches Vorstellungsvermögen, Programmierungs-Skills und kreative Herausforderungen. Die raffinierten Vorgehensweisen werden erläutert, um das zu lernen und einzuüben, was selbst die dreizehnjährigen Teilnehmer bereits „Intuition“ nennen: ein gedankliches Spiel mit abstrakten Strukturen und Prozessen. Nach dem Mittag geht es jeweils auf die Pisten zum Boarden, Skifahren oder Schlitteln, und danach trifft man sich nachmittags nochmals zu Problemerläuterungen und zu einem konzentrierten Programmier-Lab mit Wettkampfaufgaben, das täglich drei Stunden bis in die Nacht dauert. Erst am letzten Abend nach der I-Cup Preisverteilung entspannt man sich in der Runde bei Torten und Kuchen.
Die SOI-Vorausscheidungen drehen sich nicht nur um das Gewinnen und die IOI-Qualifikation. Es ist vor allem eine Community aus jungen Informatikbegeisterten, die ihr Interesse und Hobby teilen. Erfahrungsgemäss entsteht in solcher Community manch langjährige Freundschaft. Man übt, tauscht sich aus und lernt einiges über Informatik, während man sich an internationalem Niveau messen kann.
Intensives Training ist entscheidend
Informatik ist lernbar, vor allem in diesem Alter. Viele Teilnehmer bestätigen, dass vor allem sehr viel beharrliche eigene Übung den Meister macht. Dabei steigern die Vereine, Trainingswochen und Wettbewerbe ihre Motivation, Konzentration und Leistung und sind oft ausschlaggebend, um die kritische Hürde zum Erfolg zu überwinden. So erinnert sich ein Slowakischer Teilnehmer, der erst seit 1,5 Jahren programmiert, dass er anfangs lange kein funktionierendes Programm zustandebrachte. Doch dann fing er an, Wettbewerbe gegen Zeit mitzumachen - und durch die intensivierte Übung, unter dem Druck dieser erhöhten „Notwendigkeit“, wurden seine Programme schlagartig fehlerfrei. Seine Kollegin hat vor drei Jahren noch keinen Computer angefasst. Dank guten Coaches an den Olympiaden, geeigneten interaktiven Tutorials und viel leidenschaftlich investierter Zeit hat sie es als eine der seltenen Frauen in diese Nationalauswahl geschafft und profitiert im Slowakischen Team von jährlich zwei weiteren intensiven Trainingswochen und Wettkämpfen.
Die generell niedrige Frauenbeteiligung hat vielleicht mit der Tatsache zu tun, dass die Grundschulen eine kritische Entwicklungsphase, die etwa bei 11 Jahren liegt, wo studiengemäss die Mädchen in Technik gefördert werden sollten, ungenutzt verstreichen lassen. In allen Ländern wird die Entwicklung der Intuition in einer natürlichen Sprache der Vorrang gegeben gegenüber der Intuition in einer technischen, präzis konstruierten Sprache. Doch als Vorbereitung auf ein Zeitalter, wo viele Menschen in der Freizeit und im Beruf allmählich mehr mit Maschinen kommunizieren werden als mit Menschen, sind manche Länder bereits daran, diese Grundkompetenzen in ein neues Verhältnis zueinander zu rücken.
Der Rumänische Coach schwärmt, Informatik mache sehr viel Spass. Im Unterschied zu grundsätzlichen mathematischen Beweisen oder umständlichen naturwissenschaftlichen Forschungsmethoden sei man in der Informatik unmittelbar auf ein konkretes Problem ausgerichtet und man will gespannt wissen, wie man so etwas lösen kann.
Engagierte Zusammenarbeit füllt die Lücke der Schweizer Bildung
Mit erfolgreichen Beispielen tragen diese Informatikstudierenden auch zur Lösung unseres Informatikbildungsproblems bei. Wie im Ausland so engagiert sich auch in der Schweiz die Hochschule unmittelbar für Begabtenförderung an Schulen. Die Relevanz guter Trainings hat Prof. Hromkovic vom Lehrstuhl für Informationstechnologie und Ausbildung der ETH längst erkannt. Daher hat er das Intensivtraining in Davos bereits vor einigen Jahren ins Leben gerufen und vor einem Jahr kam der I-Cup dazu. Organisiert wird beides vom Verein der Schweizer Informatikolympiaden SOI und vom Ausbildungs- und Beratungszentrums für Informatikunterricht der ETH (ABZ), welches von Prof. Hromkovic geleitet wird. Praktisch ermöglicht wird der Camp auch dank der Unterstützung der Hasler Stiftung und dank dem Engagement der Schweizer Alpinen Mittelschule Davos (SAMD), welche ihre Infrastruktur, Unterkünfte und organisatorische Hilfe vor Ort zur Verfügung stellt. Als erstes Gymnasium führt die SAMD auch eine Begabtenförderungsklasse in den Naturwissenschaftlichen und Technischen Fächern und Prof. Hromkovic hat hier selbst unterrichtet. Gestützt wird das Camp zudem von Partnern aus verschiedenen Branchen und vom Verband der Schweizer Wissenschafts-Olympiaden als Dachverband.
Wie die meisten SOI-Coaches nahmen SOI-Vereinspräsident Daniel Graf oder Sandro Feuz vor wenigen Jahren noch als Schüler an der SOI teil, studieren mittlerweile an der ETH und organisieren nun im SOI-Verein mit etwa 20 KollegInnen die SOI und das Davos Camp. Dieses Jahr waren die Studierenden bei der Organisation des I-Cups, der Aufgaben, der Einladungen an Teams und des Trainingscamps tatsächlich ganz auf sich gestellt, da die langjährigen ETH-Mitarbeiter Richard Kralovic und Monika Steinova als sehr erfahrene Olympioniken, Coaches und Organisatoren die ETH in die Berufswelt verlassen haben. Erfolg und Führungserfahrung an den Olympiaden ist natürlich auch für die Karriere ein plus.
Die nationalen und internationalen Informatikolympiaden
Seit 1992 existiert die Schweizer Informatikolympiade (SOI) als die nationale Ausscheidung für die Internationale Informatikolympiade (IOI), der Junioren-Weltmeisterschaft im Programmieren, welche mit Teilnehmern unter 20 Jahren aus über 80 Ländern im Juli 2012, diesmal in Europa in Milano stattfinden wird. Gesamtschweizerisch etwa 50 Schüler - sehr selten Schülerinnen - nehmen jeweils teil. Nach dem Davoser Camp geht es für das Schweizer Team in die schwierigere 2. Runde der SOI, wobei nochmals ein breiterer Teilnehmerkreis gefordert ist, an einem Online-Programmierwettbewerb und an einem theoretischen Teil in Zürich teilzunehmen. Die besten qualifizieren sich für das Finale, das an zwei Wochenenden an der ETH stattfindet. Die vier Gewinner dieser Finalrunde reisen dann als Team an die IOI 2012, wo sie dann gegen an die 300 internationalen Teilnehmer antreten werden.
Die Informatikolympiaden haben naturgemäss ein hohes Turnover an jungen Talenten, die relativ kurz vor Schulabschluss starten und bei Schulabschluss an die ACM-Wettbewerbe für Hochschulstudierende übergehen. Man hat normalerweise nur ein oder zweimal die Chance, die Olympiaden auf Internationalem Niveau mitzumachen. Die erste IOI wurde 1989 in Bulgarien veranstaltet. Die Schweiz ist seit 1992 dabei und lag in den 10 letzten Jahren im oberen Mittelfeld im Vergleich der etwa 80 Länder. Schweizer holen fast jährlich Silber- und Bronzeränge, so letztes Jahr mit Nicola Djokic (IOI Silber), doch Gold holen jeweils andere Länder ab. Neben den Riesen wie China und USA sind erzielen hier immer wieder die Schüler aus den kleineren osteuropäischen und asiatischen Ländern Bestresultate, da bei ihnen eine technikfreundliche Ausbildungstradition besteht.
Kontext der Nachwuchsförderung
Professor Juraj Hromkovic vom Lehrstuhl für Informationstechnologie und Ausbildung der ETH setzt sich seit 2004 für die Vermittlung der Informatik an Schüler, für Förderung des Informatikunterrichts an Schweizer Gymnasien und für die Fortbildung von Lehrkräften am 2007 gegründeten Ausbildungs- und Beratungszentrum für Informatikunterricht (ABZ) ein. Informatik wurde ab dem Schuljahr 2008/09 zu einem gymnasialen Ergänzungsfach. Es fehlen aber noch wesentliche Schritte zu einem nachhaltigen Informatikunterricht. Das Anliegen, Informatik als Pflichtfach einzuführen, um das abstrakte Denken nachhaltig zu schulen, und um Interesse an Technik zu fördern, wird nicht nur vom Dachverband der Schweizer Informatikgesellschaften ICTswitzerland und von der Hasler Stiftung getragen, sondern zunehmend von vielen Schulen und Lehrkräften in mehreren Kantonen unterstützt.