LehrerApp/docs/Datenmodell.md

# Datenmodell und Begriffe

Dieses Dokument beschreibt die fachliche Bedeutung der zentralen Datensätze.
Es soll verhindern, dass technisch ähnliche Felder als unterschiedliche
Sachverhalte interpretiert oder dieselben Informationen mehrfach gespeichert
werden.

## Lerngruppe (`LearningGroup`)

Eine Lerngruppe ist die konkrete Unterrichtsgruppe eines Fachs in genau einem
Schuljahr. Sie kann als Klasse oder Kurs organisiert sein.

- `Name`: frei gewählte Bezeichnung, zum Beispiel `5b NAT (BEN)` oder `Mathe G`
- `SubjectId`: Verweis auf das unterrichtete Fach
- `SchoolYear`: Schuljahr dieser konkreten Lerngruppe
- `GradeLevel`: Klassen- beziehungsweise Jahrgangsstufe

Der Fachname wird ausschließlich im `Subject`-Stammdatensatz gepflegt. Die
Lerngruppe speichert keine zweite Kopie des Fachnamens.

## Gruppenzuordnung (`GroupMembership`)

Eine Gruppenzuordnung verbindet einen Schüler mit einer Lerngruppe. Sie ist
keine Aufnahme oder Einschreibung an der Schule.

- `StudentId`: Schüler
- `GroupId`: Lerngruppe
- `AddedOn`: Tag, an dem die Zuordnung in der App angelegt wurde
- `Period`: ganzes Schuljahr, erstes Halbjahr, zweites Halbjahr oder eigener Zeitraum
- `JoinedAt` / `LeftAt`: Grenzen eines eigenen Teilnahmezeitraums
- `Niveau`: optionale Niveaudifferenzierung

Das Schuljahr wird über die Lerngruppe ermittelt und deshalb nicht zusätzlich
in der Gruppenzuordnung gespeichert. Für eine spätere echte Schulaufnahme wäre
ein eigenes Feld wie `Student.SchoolEntryDate` zu verwenden.

Pro Kombination aus Schüler und Lerngruppe darf es höchstens eine Zuordnung
geben.

## Gewichtungsschema (`GradingScheme`)

Legt die prozentuale Gewichtung von Klausuren, Mitarbeit und sonstigen Leistungen für die
Zeugnisnote fest (Kapitel 2.3/2.4). Ein Datensatz ist entweder:

- gruppenspezifisch (`GroupId` gesetzt, `GroupType` leer), oder
- eine Voreinstellung je Gruppentyp (`GroupType` gesetzt, `GroupId` leer, in den Einstellungen
  gepflegt).

Bei der Zeugnisnotenberechnung wird zuerst nach einem gruppenspezifischen Schema gesucht, sonst
nach der Voreinstellung des Gruppentyps, sonst greift ein fest codierter Fallback (50/40/10).

## Zeugnisnote (`ReportGrade`)

Eine Zeugnisnote gehört zu genau einem Schüler, einer Lerngruppe und einem Zeitraum
(`Period`: "Gesamtes Schuljahr" / "1. Halbjahr" / "2. Halbjahr" — freier Text, keine Verknüpfung
zu `MembershipPeriod`). `CalculatedValue` ist das zuletzt berechnete Ergebnis, `OverrideValue`
überschreibt es bei pädagogischem Ermessen und erfordert `OverrideReason`. Nach dem Festschreiben
(`IsLocked`) wird der Datensatz bei einer Neuberechnung nicht mehr verändert.

## Bewusst gespeicherte Momentaufnahmen

Einige berechnete Werte bleiben absichtlich gespeichert:

- `ExamResult.TotalPoints` und `ExamResult.Grade` halten das zuletzt berechnete
  Klausurergebnis fest.
- `Exam.GradingKey` hält den für die konkrete Klausur verwendeten Notenschlüssel
  fest und ist unabhängig von später geänderten Vorlagen.
- `Exam.Tasks` hält die Aufgabenstruktur der konkreten Klausur fest.

Änderungen an Aufgaben oder Notenschlüssel müssen die betroffenen Ergebnisse
kontrolliert neu berechnen. Diese Werte sind daher fachliche Momentaufnahmen und
nicht bloß unkontrollierte Kopien.

## Bewusste Denormalisierung

`Lesson.GroupId` bleibt zusätzlich zu `Lesson.UnitId` gespeichert. Dadurch kann
der häufige Kalenderzugriff auf alle Stunden einer Lerngruppe direkt indiziert
werden. Beim späteren Ausbau der Unterrichtsplanung muss sichergestellt werden,
dass `Lesson.GroupId` mit der Lerngruppe der zugehörigen Einheit übereinstimmt.

Umgesetzt in `PlanningTabViewModel` (Kapitel 4.1/4.2): Beim Kopieren einer Einheit
als Vorlage in eine andere Gruppe (4.1.4) wird `Lesson.GroupId` auf jeder neu
erzeugten Stunde explizit auf die Zielgruppe gesetzt, nicht von der Quell-Lesson
übernommen. Beim Verschieben einer Stunde inkl. Nachrücken der Folgestunden (4.2.4)
ändert sich ausschließlich `Lesson.Date` — `UnitId`/`GroupId` bleiben unangetastet.

## Stundenverlaufsplan (`Lesson.Phases`)

Eine Stunde hat statt eines einzelnen `Phase`-Textfelds plus Methoden-/Materialien-Listen eine
geordnete Liste `Lesson.Phases: List<LessonPhaseStep>` (Name, Dauer in Minuten, Tätigkeit,
Material, Kurzsymbol `Shorthand`). `DurationMinutes` ist die primäre, vom Nutzer gepflegte Größe;
die im Editor angezeigte Uhrzeit je Phase ist rein abgeleitet (kumulierte Dauer ab
`Lesson.StartTime`, sofern gesetzt) und wird nirgends persistiert — es gibt also keine
Konsistenzpflicht zwischen gespeicherter Dauer und einer gespeicherten Uhrzeit, weil Letztere gar
nicht gespeichert wird.

`Shorthand` ist bewusst ein einzelnes Freitextfeld statt einer erzwungenen Von/Nach-Struktur: in
der Praxis ist es mal ein Materialfluss-Pfeil ("AB001->S"), mal nur eine Sozialform ohne Pfeil
("Plenum", "LDE"). Der Kürzel-Katalog (`ShorthandCode`, Einstellungen) und bereits in anderen
Stunden verwendete Werte dienen nur als Autovervollständigungs-Vorschläge, erzwingen aber keine
Struktur.

`AlternativePathId` (`Guid?`, `null` = Hauptweg) verweist auf einen Eintrag im eigenständigen
Katalog `AlternativeLessonPath` (Name + optionale `Description`, verwaltet über
`IAlternativeLessonPathRepository`) — anders als `Shorthand` bewusst kein Freitext direkt am
Phasen-Datensatz: die Zuordnung muss zuverlässig gruppierbar sein (`LessonViewerViewModel`
gruppiert danach für die Anzeige) und soll eine wiederverwendbare Erklärung tragen können ("wann
nimmt man diesen Weg"), was ein reines Freitextfeld nicht sauber leisten kann. Kein
Fork-Punkt-Bezug zum Hauptweg: jede Gruppe wird beim Anzeigen unabhängig ab `Lesson.StartTime`
durchgerechnet, nicht ab einer gemeinsamen Verzweigungsstelle.

`LiteDbContext`-Schema-Version 4 führt drei aufeinanderfolgende, unabhängig versionierte
Migrationsschritte für dieses Feld bzw. seine Vorstufen:
- **v1→v2** (`MigrateLessonPhases()`): führt bereits gespeicherte alte Stunden (einzelnes
  `Phase`-Feld, `Methods`/`Materials`-Listen) verlustfrei in eine einzige synthetisierte
  `LessonPhaseStep`-Zeile zusammen (`Name` = altes `Phase`, `Activity` = alte `Methods` verbunden,
  `Material` = alte `Materials` verbunden, `DurationMinutes = 0` da unbekannt).
- **v2→v3** (`MigrateLessonShorthand()`): das ursprünglich als Von/Nach-Paar (`ShorthandFrom`/
  `ShorthandTo`) modellierte Kurzsymbol wird auf das einzelne Freitextfeld zusammengeführt (beide
  gesetzt → `"Von->Nach"`, nur eines gesetzt → dieser Einzelwert).
- **v3→v4** (`MigrateLessonAlternativePaths()`): das ursprünglich als Freitext (`AlternativePath`,
  string) modellierte Kennzeichen für den alternativen Ablauf wird pro distinktem Namen zu einem
  `AlternativeLessonPath`-Katalogeintrag zusammengeführt (derselbe Name über mehrere Stunden hinweg
  referenziert denselben, wiederverwendeten Eintrag) und die Phase auf `AlternativePathId`
  umgestellt.

Alle drei Migrationen lesen dafür die rohe `BsonDocument`-Repräsentation der `lessons`-Collection
statt der typisierten `Lessons`-Collection — nach jeder Modelländerung kennt die typisierte
`Lesson`-Klasse die alten Feldnamen nicht mehr, ein Zugriff darüber hätte sie beim Deserialisieren
bereits verworfen, bevor sie gelesen werden können.

## Eindeutige Schlüssel

Die Datenbank schützt folgende Kombinationen mit eindeutigen Indizes:

- Gruppenzuordnung: `StudentId + GroupId`
- Klausurergebnis: `ExamId + StudentId`
- Mitarbeitseintrag: `SessionId + StudentId`
- Zeugnisnote: `StudentId + GroupId + Period`
- Fach: normalisierter Fachname

Altdaten werden beim Öffnen der Datenbank automatisch migriert. Die Migration
verknüpft bisherige Fachtexte mit den Fachstammdaten, benennt die bisherige
`enrollments`-Collection in `group_memberships` um und entfernt daraus das
doppelt gespeicherte Schuljahr.