Informatikunterricht Beispielszenarien - Eine Einführung ...ddi.uni-wuppertal.de/ddi-sommersemester-2014/2014-06-30_ddi-som… · Vorlesung10 Informatikunterricht– Beispielszenarien

Vorlesung 10Informatikunterricht –BeispielszenarienEine Einführung zu den grundlegenden IdeenVorlesung Didaktik der Informatik vom 30. Juni 2014 von Ludger Humbert

DIDAKTIK DERINFORMATIK

Lehren undLernen

Erziehungs-wissenschaft

Bildung

Gesellschaft

Funktionender Schule

QualifikationAllokationSelektion

SozialisationIntegration

Legiti-mation

Lerntheorie

Behaviorismus

Kognitivismus

Konstruk-tivismus

Lehren

FormalstufenProbleme derInstruktion

Theorie?Empirie

Praktisch

Phasen

DidaktischesDreieck

Planungs-modelle

System-theorie

Berliner/HamburgerModell

Kritisch-konstruktiveDidaktik

Lernziele undKompetenzen

Input

Output

Kompetenz

Operator

TaxonomieBloom

kognitivaffektiv

psycho-motorisch

Informatik-unterricht Form

innere

Problem-orientiert

Projekt-orientiert

äußerePflicht-

unterricht

Wahlfach

Planung

Vorgehens-weisen

A Ped-agogicalPatternLanguage

Unterrichts-planungpro-

fessionell

Dimensionen

Ziele

Lehrpläne

Rahmen-vorgaben

fachlicheInhalte

PhasenMethoden

(Hilfs-)Mittel

Arbeits-blätter

Overhead-Folien

Informatik-systeme

H

Tafel. . . board

Konzepte

Objekt-orientierte

Sicht

ponto

Klassen-bibliothekStifte undMäuse

FunktionaleSicht

Tabellen-kalkulationModel-

lierungUmsetzungmit Logo

WissensbasierteSicht

ER-ModellierungDatenbank

PrädikativeModel-lierung

Phänomeneder Informatik

Alltag

Gestalten

GeschichtlicheAspekte

Abstraktions-stufen

Kon-zeptent-wicklung

»Spiel«welten

Gender

Terminologie

qualitativ

quantitativ

Informatik

TheoretischeInformatik

Typtheorie

Maschinen-modelle

KünstlicheIntelligenz

Automaten-theorie

TheorieformalerSprachen

Komplexitäts-theorie

PraktischeInformatik

Algorithmen

Graph-algorithmengeo-

metrische

algorith-mische

Methoden

Sortieren

Suchen

Opti-mierung

Daten-strukturen

zusammen-gesetzte

einfache

Software-technik

Model-lierung

Objekt-orientiert

AnalyseOOA

GestaltungOOD

Implemen-tierungOOP

Struktu-rierung

Modulari-sierung

Planung

Wasserfall

STEPS

eXtremeProgram-ming

Programmier-sprachen

AngewandteInformatik

Datenbanken

Betriebs-systeme

Anwendung

TechnischeInformatik

Prozessoren

Schaltkreise

Peripherie

NetzwerkeRobotik

Informatik undGesellschaft

Schul-informatik

FachdidaktischeEmpfehlungen– Konzepte

Informatiktürme

Nievergelt

Thomas

Modulkonzept

Informations-orientierterAnsatz

FundamentaleIdeen

. . . orientierungenüber die Zeit

Gesellschafts-

Anwendungs-

Benutzungs-Algorithmen-

Rechner-

InstitutionalisierungKLP NW 2013

EPA 2004

Informatik-lehrerausbil-dung 1975 Schulversuche

1969

BildungsstandardsInformatik

Kompetenzen – Vorlesung 10

1. Ziele des Informatikunterrichts durch Gestaltung konkreterBeispiele für den Unterricht ausgestalten

2. Grundlegende Idee, Konzept und Umsetzung für denfachdidaktisch gestalteten Informatikunterricht durch dasKonzept Objects-first and Objects-only beispielhaftillustrieren

3. Kritische Würdigung und Prüfung der Eignungunterrichtlicher Umsetzungsvorschläge vornehmen

Gliederung – Vorlesung 10

10.1 Szenarien10.1.1 Basis – Kontext10.1.2 Kompetenzen der allgemeinbildenden Informatik

10.2 Informatikbildung in der Sekundarstufe I und in derOberstufe

10.2.1 Unterrichtskonzept – Objektorientierte Sicht aufInformatiksysteme

10.2.2 Ziele des Informatikunterrichts in der gymnasialenOberstufe

10.3 Beispiele – Oberstufe10.3.1 Aufgaben der Fachkonferenz Informatik10.3.2 Objektorientierte Modellierung?10.3.3 Objects-first and Objects-only

Vorlesung 10Informatik-unterricht –Beispiel-szenarien

10.1 SzenarienI Basis – KontextKompetenzen derallgemeinbildendenInformatik

10.2 Informatik-bildung in derSekundarstufe Iund in derOberstufeUnterrichtskonzept– ObjektorientierteSicht aufInformatiksystemeZiele des Informa-tikunterrichts inder gymnasialenOberstufe

10.3 Beispiele –OberstufeAufgaben derFachkonferenzInformatikObjektorientierteModellierung?Objects-first andObjects-only

10.4 Zusammenfassung

10.5 Literatur

10-4

Basis – Kontext im Rahmen der Vorlesungen

I Informatische Phänomene verstehen(vgl. Humbert und Puhlmann 2005)

I Spiralprinzip (vgl. Vorlesung 4)I Probleme lösen als zentraler Ausgangs- und Zielpunkt jeden

Informatikunterrichts (vgl. Vorlesung 5)I Projektorientierung als methodische Voraussetzung zur

Bearbeitung echter Problemstellungen in der Informatikund im Informatikunterricht (s. v.)

I Modellieren und Konstruieren sowie Analysieren undBewerten (vgl. Vorlesung 9)






10.5 Literatur

10-4



I Spiralprinzip (vgl. Vorlesung 4)

I Probleme lösen als zentraler Ausgangs- und Zielpunkt jedenInformatikunterrichts (vgl. Vorlesung 5)

I Projektorientierung als methodische Voraussetzung zurBearbeitung echter Problemstellungen in der Informatikund im Informatikunterricht (s. v.)







10.5 Literatur

10-4




Informatikunterrichts (vgl. Vorlesung 5)

I Projektorientierung als methodische Voraussetzung zurBearbeitung echter Problemstellungen in der Informatikund im Informatikunterricht (s. v.)







10.5 Literatur

10-4












10.5 Literatur

10-4








10.1 SzenarienBasis – Kontext

I Kompetenzen derallgemeinbildendenInformatik




10.5 Literatur

10-5

Informatische Bildung – Mittlerer BildungsabschlussInformatische Bildung als Teil allgemeiner Bildung

Das übergeordnete Ziel informatischer Bildung inSchulen ist es, Schülerinnen und Schüler bestmöglich aufein Leben in einer Informationsgesellschaft vorzuberei-ten [. . . ] Jede Schülerin und jeder Schüler soll dazuin die Lage versetzt werden, auf einem der jeweiligenSchulart angemessenen Niveau den grundlegenden Auf-bau von »Informatiksystemen« und deren Funktionswei-se zu verstehen [. . . ] Die schulische Auseinandersetzungmit dem Aufbau und der Funktionsweise von Informatik-systemen darf dabei aber nicht nur auf der Ebene derBenutzungsschnittstelle erfolgen, die sich bereits bei ei-ner nächsten Produktversion oder bei Verwendung einesProdukts eines anderen Herstellers ändern kann. DenAusgangspunkt für einen produktunabhängigen Zugangbildet daher die »Darstellung« bzw. Repräsentation von»Information« zu Problemen aus der Lebenswelt derSchülerinnen und Schüler durch »Daten« in Informa-tiksystemen verschiedener Anwendungsklassen.

GI 2008, S. 11 (Hervorhebungen durch lh).

Klassendiagramm – Ponto

ABSCHNITT+erzeugeAbsatz(text:String)+setzeSeitenvorlage(vorlage:SEITENVORLAGE)+gibDokument(): DOKUMENT+gibAbsaetze(): Liste m. ABSAETZEN+gibSeitenvorlage(): SEITENVORLAGE +gibSeiten(): Liste m. SEITEN

DOKUMENT+erzeugeAbschnitt(): ABSCHNITT+erzeugeAbsatz(text:String): ABSATZ+erzeugeSeitenvorlage(): SEITENVORLAGE+gibAbsatz(index:Integer): ABSATZ+gibSeite(nr:Integer): SEITE+gibCursor(): CURSOR+speichern(dateiname:String)+gibAbschnitt(index:Integer): ABSCHNITT

ZEICHEN+setzeFett(fett:Boolean)+setzeKursiv(kursiv:Boolean)+setzeUnterstrichen(unterstrichen:Boolean)+setzeDurchgestrichen(durchgestrichen:Boolean)+setzeSchrif tfarbe(farbe:(Farbausw ahl))+setzeHintergrundfarbe(farbe:(Farbausw ahl))+setzeSchrif tgroesse(groesse:Integer/Float)+setzeSchrif tart(schrif tart:String)+setzeSymbol(symbol:String (1 Zeichen))+gibFett(): Boolean+gibKursiv(): Boolean+gibUnterstrichen(): Boolean+gibDurchgestrichen(): Boolean+gibSchriftfarbe(): (Farbw ausw ahl)+gibHintergrundfarbe(): (Farbausw ahl) +gibSchriftgroesse(): Float+gibSchriftart(): String+gibSymbol(): String

ABSATZ+setzeAusrichtung(Linksbuendig | Zentriert | Rechtsbuendig | Blocksatz)+setzeEinzugLinks(tmm:Integer)+setzeEinzugRechts(tmm:Integer)+setzeEinzugErstzeile(tmm:Integer)+setzeEinzugRestzeilen(tmm:Integer)+setzeAbstandOben(tmm:Integer)+setzeAbstandUnten(tmm:Integer)+gibDokument(): DOKUMENT+gibAbschnitt(): ABSCHNITT+gibTextinhalt(): String+gibZeichenanzahl(): Integer+gibEinzugLinks(): Integer+gibEinzugRechts(): Integer+gibEinzugErstzeile(): Integer+gibEinzugRestzeilen(): Integer+gibAbstandOben(): Integer+gibAbstandUnten(): Integer+gibZeichen(index:Integer): ZEICHEN+gibAusrichtung(): Linksbuendig | Zentriert | Rechtsbuendig | Blocksatz

SEITENVORLAGE+gibName(): String+gibSeitenrandOben(): Integer+gibSeitenrandUnten(): Integer+gibSeitenrandLinks(): Integer+gibSeitenrandRechts(): Integer+gibBreite(): Integer+gibHoehe(): Integer+gibSpaltenzahl(): Integer

SEITE+gibAbschnitt(): Abschnitt+gibSeitenvorlage(): SEITENVORLAGE +gibSeitenzahl(): Integer

CURSOR+vor(): Boolean+zurueck(): Boolean+gibZeichen(): ZEICHEN


10.1 SzenarienBasis – KontextKompetenzen derallgemeinbildendenInformatik

10.2 Informatik-bildung in derSekundarstufe Iund in derOberstufe

I Unterrichtskonzept– ObjektorientierteSicht aufInformatiksystemeZiele des Informa-tikunterrichts inder gymnasialenOberstufe



10.5 Literatur

10-7

Dokumente – objektorientiert (1/3)

nach Borchel, Humbert und Reinertz 2005

DOKUMENTName: ZEICHENKETTEAbschnitte: LISTE – ABSCHNITTSpeicherort: ZEICHENKETTEerzeugeAbsatz(text:ZEICHENKETTE): ABSATZgibAbsatz(index:GANZEZAHL): ABSATZerzeugeAbschnitt(): ABSCHNITTgibCursor(): CURSORlade(ort:ZEICHENKETTE): WAHRHEITSWERTspeichere(ort:ZEICHENKETTE)schließe()







10.5 Literatur

10-8


absatz1Zeichen = ”Hallo, liebe Freundinnen und Freunde,”Ausrichtung = ZentriertZeilenabstand = 1,5EinzugLinks= 2000EinzugRechts = 2000EinzugErstzeile = 0EinzugRestzeilen = 0AbstandOben = 0AbstandUnten = 0







10.5 Literatur

10-9


Umsetzung der Modellierung in einer Programmiersprache – hiermit Python und der Schnittstelle Ponto zu OpenOffice.org bzw.zu LibreOfficefrom ponto import DOKUMENT,Zentrierteinladung=DOKUMENT()absatz1=einladung.erzeugeAbsatz("Hallo, liebe Freundinnen

und Freunde,")absatz1.setzeAusrichtung(Zentriert)...

Ponto ist öffentlich zugänglich – vgl. Reinertz 2008 – unterhttp://ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/2131956 finden sich derQuellcode (ponto.py, ponto3.py) und ablauffähige Beispiele

http://ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/2131956



10.2 Informatik-bildung in derSekundarstufe Iund in derOberstufeUnterrichtskonzept– ObjektorientierteSicht aufInformatiksysteme

I Ziele des Informa-tikunterrichts inder gymnasialenOberstufe



10.5 Literatur

10-10

Ziele gymnasiale Oberstufe

Allgemeine Bildung plus Propädeutik im FachI Input: [bis 2016 – auslaufend] gültige Richtlinien und

Lehrplan – öffentlich verfügbar (MSWWF 1999) derLehrplan Informatik wurde – wie die Lehrpläne der anderenFächer auch – überarbeitet, da er Elemente enthält, diebezüglich des Zentralabiturs als nicht mehr zielführendbetrachtet werden [müssen]

I Output: Zentralabitur – Rahmenvorgaben für 2014, 2015und 2016 öffentlich verfügbarInformatikkurse ab Schuljahr 2014/2015 (MSW-NW 2013)






10.5 Literatur

10-11

Ausgestaltung des Kernlehrplans

I Im Unterschied zu den – bis zu der Abiturprüfung in 2016 –geltenden Richtlinien und Lehrplänen (MSWWF 1999) wirdim Kernlehrplan (MSW-NW 2013) keine Umsetzungvorgeschlagen.

I Die Fachkonferenz Informatik jeder Schule mit einemInformatikangebot in der gymnasialen Oberstufe muss dieschulbezogene curriculare Ausgestaltung des Kernlehrplansvornehmen.

I Um den Prozess zu begleiten, wurde fürFachschaftsvertreter1 der Schulen sogenannteImplementationsveranstaltungen der Bezirksregierungen mitden Fachdezernenten Informatik2, auf denen die Intensiondes Kernlehrplans und Möglichkeiten zur Umsetzungerläutert wurden.

1Lehrkräfte, die das Fach Informatik an der Schule unterrichten2die die Fachaufsicht darstellen






10.5 Literatur

10-12

Schulinternes Curriculum – der ministeriale Vorschlag

I Mit (MSW-NW 2014) wurde vom Ministerium ein Beispielfür eine schulinterne Ausgestaltung präsentiert.Bemerkenswert ist, dass einige Aussagen auf denVeranstaltungen nicht mit dem Vorschlag übereinstimmen3Kennzeichen

I Vorschlag, der einige zentrale – in der FachdiaktikInformatik diskutierte – Punkte nicht berücksichtigt

I Fachdidaktische Expertise wurde nicht eingeholtI »closed shop« Erstellung – es gab keine Diskussion mit

Kolleginnen und Kollegen vor der Veröffentlichung [dasGegenteil von partizipativer Curriculumgestaltung]

I Gestaltung einer nicht diskutierten und evaluiertenneuen Bibliothek zur Arbeit mit vorgegebenen Klassen zurgraphischen Darstellung von 3D-Objekten

I Kontrapunkt – ein Vorgehensmodell für die Entwicklungvon Curricula liegt seit 1967 vor (vgl. Robinson 1967) –wurde in dem Prozess (auch bei den anderen Fächern) nichtberücksichtigt

3Beispiel GLOOP wurde auf der ersten Veranstaltung nicht erwähnt,findet sich aber in dem Vorschlag.

Das Konzept Stifte & Mäuse

I Materialien (Czischke u. a. 1999) vom Landesinstitut Soest1999 an alle Schulen mit gymnasialer Oberstufe ausgeliefert

I Einige wenige Fortbildungen der Bezirksregierungen fürKolleginnen in den Folgejahren

I Schulbuch – dreibändige Ausgabe für dieJahrgänge 11 (EF), 12 (Q1) und 13 (Q2)

I

verfügbar als (Schriek 2005; Schriek 2006; Schriek 2007)




10.3 Beispiele –Oberstufe

I Aufgaben derFachkonferenzInformatikObjektorientierteModellierung?Objects-first andObjects-only


10.5 Literatur

10-14

Details – SuM

I Klassenbibliothek – Anforderungen (Ende der 90er)I Didaktisch gestaltet

»Make it as simple as possible, but not simpler« (Einstein)I ProgrammiersprachenunabhängigkeitI Betriebssystemunabhängigkeit

Klassen Einstiegsphase

I BildschirmI TastaturI MausI StiftI BuntstiftI Sprite (Python)

Implementierung (zeitliche Abfolge)

I Oberon[-2]I Object Pascal (Macintosh)I Object Pascal (Window)

. . . . . . . . . einige Jahre später . . . . . . . . .I Java, Python







10.5 Literatur

10-15

Beispiele – SuM

Problem Lehrperson, die die ObjektorientierteModellierung (noch) nicht kennt

Lösung [sehr | zu?] einfach[st]e Beispiele, die aufbauendnach und nach Schreibweise(n) und Konzepteeinführen

Synthese Lehrkräfte im universitären StudienfachInformatik qualifizieren

Kritik Modellierung trivial, Modellierung fachlich(mindestens) diskussionswürdig – (vgl. Spolwig2006)

Beispiel aus SuM

I Original (Czischke u. a. 1999, S. 49) – PseudospracheI Humbert – StruktogrammdarstellungI Schriek (Schriek 2005, S. 25, 33, 37) – JavaI Linkweiler (Linkweiler 2002) – Python







10.5 Literatur

10-16

PseudospracheBeispiel (nach Czischke u. a. 1999, S. 49)Kontext: Kontrollstrukturen – Freihandzeichnen und RadierenStift.hebe dichWiederholeWenn Maus.meldet Mausknopf ist gedrückt, dann

Stift.bewege dich zur MauspositionStift.senke dich

sonstStift.hebe dich

Wenn Tastatur.meldet Taste wurde gedrückt, dannStift.wähle Radiermodus

bis Maus.meldet Mausknopf wird doppelt geklickt

Unschön: die Bezeichner der verwendeten Objekte haben einengroßen Anfangsbuchstaben – dies ist verwirrend, daüblicherweise Objekte mit einem kleinen Buchstaben beginnen,aber für Klassen als erstes ein Großbuchstabe verwendet wird.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .In der aktualisierten Fassung der Materialien (Pieper und Müller2014) findet sich ein »Codingguide«, in dem dargestellt ist, wiedie Notation vieler formaler Darstellungen für eine Schulegeregelt werden kann.







10.5 Literatur

10-17

Struktogramm

Umsetzung der Pseudosprache mit den durch dieKlassenbibliothek zur Verfügung stehenden Methoden

hatStift.hoch()

not hatMaus.doppelKlick().

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hatMaus.istGedrueckt() ?

Ja Nein

hatStift.bewegeBis(hatMaus.hPosition(),hatMaus.vPosition())

hatStift.runter()hatStift.hoch()

.

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hatTastatur.wurdeGedrueckt() ?

Ja Nein

hatStift.radiere()

hatBildschirm.gibFrei()

Die Objektbezeichner dokumentieren, dass hier eineObjektstruktur mit hat-Beziehungen (Kompositionen)nahegelegt wird







10.5 Literatur

10-18

Java – (1/2)

import sum . kern . Bi ldsch i rm ;import sum . kern . S t i f t ;import sum . kern .Maus ;import sum . kern . Tastatur ;

pub l i c c l a s s StartFre ihand5{

Bi ldsch i rm hatBi ldsch i rm ;S t i f t h a t S t i f t ;Maus hatMaus ;Tastatur hatTastatur ;

pub l i c StartFre ihand5 ( ) ;{

hatBi ldsch i rm = new Bi ldsch i rm ( ) ;h a t S t i f t = new S t i f t ( ) ;hatMaus = new Maus ( ) ;hatTastatur = new Tastatur ( ) ;

}







10.5 Literatur

10-19

Java – (2/2)

pub l i c void fuehreAus ( ) ;{

h a t S t i f t . hoch ( ) ;do{

i f ( hatMaus . i s tGedrueckt ( ) ){

h a t S t i f t . bewegeBis ( hatMaus . hPos i t i on ( ) ,hatMaus . vPos i t i on ( ) ) ;

h a t S t i f t . runter ( ) ;}e l s e{

h a t S t i f t . hoch ( ) ;}i f ( hatTastatur . wurdeGedrueckt ( ) ){

h a t S t i f t . r a d i e r e ( ) ;}

} whi l e ( ! hatMaus . doppe lKl ick ( ) ) ;hatBi ldsch i rm . g ibFre i ( ) ;

}

}







10.5 Literatur

10-20

Python

from sum import Bildschirm,Stift,Maus,TastaturhatBildschirm= Bildschirm()hatStift= Stift(hatBildschirm)hatMaus= Maus(hatBildschirm)hatTastatur= Tastatur(hatBildschirm)

hatStift.hoch()while not hatMaus.doppelKlick():if hatMaus.istGedrueckt():

hatStift.bewegeBis(hatMaus.hPosition(),hatMaus.vPosition())

hatStift.runter()else:

hatStift.hoch()if hatTastatur.wurdeGedrueckt():

hatStift.radiere()

hatBildschirm.gibFrei()







10.5 Literatur

10-21

OOM unter Benutzung einer Klassenbibliothek

1. Zeichnen – »Malen mit der Maus«2. Login-Vorgang als Einstieg (Eickhoff u. a. 2005)

benötigt zusätzlich die Klasse Rahmen3. Bücherkauf (in Pieper und Müller 2014)

4. . . . dieser Zug hat Verspätung (vgl. Boettcher u. a. 2007und Pieper und Müller 2014)

©1 ist – gemessen an didaktischen Kriterien, wieLebensweltbezug usw. – in einen größeren Kontext einzubinden(z. B. CAD-System)©2 . . . ©4 gehen von einer realweltlichen Erfahrung aus –werden als Modellierungsaufgaben betrachtet, bearbeitet undführen nicht zu der Klassenstruktur, wie sie durch das KonzeptSuM vorgegeben wird, sondern zu einer fachlich zumodellierenden Problemsicht. Im Zusammenhang mit konkretenDarstellungen wird die Klassenstruktur aus dem Konzept SuMbenutzt. Die Klassenbibliothek wird primär als Hilfsmittel fürgrafische Darstellungen genutzt.







10.5 Literatur

10-22

OOM – Modellierung von ©1 mit den Klassen aus SuM

Klassenstruktur

Zeichner

__init__fuehreAus

Zeichner4

fuehreAus

Bildschirm

Tastatur

Buntstift

Maus

KlassenbeziehungenI Zeichner4 (Unterklasse) erbt

von Zeichner (Oberklasse)I Pfeil gemäß UML-Notation:

offenes Dreieck – zeigt auf dieOberklasse

I Zeichner (Ganzes) hatBildschirm, Maus usw.diese Klassenbeziehung wirdfachlich als Kompositionbezeichnet

I existenzabhängig, d. h. Zeichnerist für die Erzeugung und denAbbau verantwortlich

I die gefüllte Raute zeigt auf dasGanze







10.5 Literatur

10-23

OOM – Implementierung von ©1 mit SuM-Klassen

from Freihand import Zeichner

class Zeichner4(Zeichner):

def fuehreAus(self):while not self.hatMaus.doppelKlick():self.hatBuntstift.hoch()if self.hatMaus.istGedrueckt():self.hatBuntstift.runter()self.hatBuntstift.bewegeBis(self.hatMaus.hPosition(),

self.hatMaus.vPosition())self.derBildschirm.gibFrei()

if __name__ =="__main__":derZeichner= Zeichner4()derZeichner.fuehreAus()

Problem: bei den meisten der vorgeschlagenen Beispielewird immer genau ein Objekt jeder Klasseinstanziiert – dies widerspricht aktuellen Studienzum Lernen objektorientierter Konzepte




10.3 Beispiele –OberstufeAufgaben derFachkonferenzInformatik

I ObjektorientierteModellierung?Objects-first andObjects-only


10.5 Literatur

10-24

OOM – Alternative – ©3 zunächst »richtigeModellierung«

ProblemstellungSie befinden sich beider BuchhändlerinIhres Vertrauens undmöchten zwei Büchererwerben: eines derBücher soll sich miteinem Themabeschäftigen, das mitInformatikzusammenhängt, daszweite soll derEntspannung dienen.

Arbeitsauftrag

1. Geben Sie die Objekte an, die inder Problemstellung auftreten.

2. Identifizieren Sie Attribute, diedie Objekte für die Lösung derAufgabe kennzeichnen.

3. Überlegen Sie, über welcheMethoden die Objekte »von sichaus« verfügen müssen, damit dasProblem einer Lösung zugeführtwerden kann.







10.5 Literatur

10-24

OOM – Alternative – ©3 zunächst »richtigeModellierung«

ProblemstellungSie befinden sich beider BuchhändlerinIhres Vertrauens undmöchten zwei Büchererwerben: eines derBücher soll sich miteinem Themabeschäftigen, das mitInformatikzusammenhängt, daszweite soll derEntspannung dienen.

Arbeitsauftrag

1. Geben Sie die Objekte an, die inder Problemstellung auftreten.

2. Identifizieren Sie Attribute, diedie Objekte für die Lösung derAufgabe kennzeichnen.

3. Überlegen Sie, über welcheMethoden die Objekte »von sichaus« verfügen müssen, damit dasProblem einer Lösung zugeführtwerden kann.







10.5 Literatur

10-25

Modellierung – ©3 – Vorgehen

EinstiegobjektorientierteModellierung

Fachkonzept

Methode von Abbott

Objektdiagramm

Railroad-Diagramm

Sequenzdiagramm

Klassendiagramm

ImplementierungSequenzdiagramm

Variablenkonzept

Java ObjectPascal Python

Mod

ellie

rung

Implem

entie

rung

In (Pieper und Müller2014) finden sich mehr als20 Szenarien für Schülerin-nen und Schüler, die sichmit dem dargestellten Vor-gehen umsetzen lassen –die dahinterstehende Sichtentspricht für die erstenSchritte dem Objects-first and Objects-onlyAnsatz:

I BasketballI . . .I CafeteriaI . . .I KinoI . . .I WM-Finale





10.4 Zusammenfassung J

10.5 Literatur

10-26

Zusammenfassung

Zielgerichtete Arbeit mit Beispielen

I Beispiele verdeutlichen die konkreten Anforderungen, die imSchulfach Informatik eingelöst werden sollen, besser als alleVorgaben, Richtlinien oder Lehrpläne.

I Sowohl für die Sekundarstufe I als auch für die gymnasialeOberstufe ist eine objektorientierte Vorgehensweiseangeraten, die darüber hinaus den spiralcurricularenAnforderungen an einen auf Strukturwissen ausgerichtetenInformatikunterricht kennzeichnen.

I Der Ausweis der konkreten Zielperspektive in Form vonLernzielkontrollen und Klausurvorschlägen (mitvollständigen Musterlösungen – bestenfalls für verschiedeneKompetenzstufen) geben einen Eindruck des angestrebtenKompetenzzuwachses der Schülerinnen und Schüler.





10.4 Zusammenfassung J

10.5 Literatur

10-26

Zusammenfassung

Probleme bei der Arbeit mit Beispielen

I Ein zentrales Problem bei Beispielen stellen die häufig nichtgenannten unterrichtlichen Voraussetzungen und die nichtgenannten Detailelemente dar – diese müssen aber für einengelingenden Unterricht unbedingt Beachtung finden.

I Ein Problem für den Informatikunterricht, der sich anBeispielen orientiert, ergibt sich durch die Benutzung vonWerkzeugen: seien es Betriebssysteme,Programmiersprachen oder gar konkreteInformatiksystemen – werden diese Kontexte im Rahmenvon Informations- und Arbeitsblättern, bei Arbeitsaufträgenusw. nebenbei erwähnt, so sind die Materialien in anderenKontexten nicht [mehr] einsetzbar – daher ist darauf zuachten, dass bei der Eigenproduktion ein Werkzeugbezugmöglichst isoliert wird und damit ausgetauscht werden kann(dies bezieht sich auch auf die Materialproduktion und diedort eingesetzten Werkzeuge).






10.5 Literatur J

10-27

Literatur für die Vorlesung I

Boettcher, Daniel u. a. (2007). »Ada – dieser Zug hatVerspätung«. In: Informatik und Schule – Didaktik derInformatik in Theorie und Praxis – INFOS 2007 –12. GI-Fachtagung 19.–21. September 2007, Siegen. Hrsg. vonSigrid Schubert. GI-Edition – Lecture Notes in Informatics –Proceedings P 112. Bonn: Gesellschaft für Informatik, KöllenDruck + Verlag GmbH, S. 217–228. 978-3-88579-206-2.

Borchel, Christiane, Ludger Humbert und Martin Reinertz(2005). »Design of an Informatics System to Bridge the GapBetween Using and Understanding in Informatics«. In:Innovative Concepts for Teaching Informatics. Informatics inSecondary Schools: Evolution and Perspectives – Klagenfurt,30th March to 1st April 2005. Hrsg. von Peter Micheuz,Peter Antonitsch und Roland Mittermeir. Wien: UeberreuterVerlag, S. 53–63. 3-8000-5167-2.

Czischke, Jürgen u. a. (1999). Von Stiften und Mäusen.Hrsg. von Landesinstitut für Schule und Weiterbildung.1. Aufl. Bönen: DruckVerlag Kettler GmbH. 3-8165-4165-8.






10.5 Literatur J

10-28

Literatur für die Vorlesung II

Eickhoff, Patrick u. a. (2005). »Informatik – innovative Konzeptezur Gestaltung einer offenen Anfangssequenz mit vielfältigenErweiterungen«. In: Informatik und Schule –Informatikunterricht – Konzepte und Realisierung –INFOS 2005 – 11. GI-Fachtagung 28.–30. September 2005,Dresden. Hrsg. von Steffen Friedrich. GI-Edition – LectureNotes in Informatics – Proceedings P 60. Bonn: Gesellschaftfür Informatik, Köllen Druck + Verlag GmbH, S. 263–274.3-88579-389-X. http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/d166569/INFOS05_S-263-274.pdf.

GI (2008). Grundsätze und Standards für die Informatik in derSchule – Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I.Erarbeitet vom Arbeitskreis »Bildungsstandards« – Beschlussdes GI-Präsidiums vom 24. Januar 2008 – veröffentlicht alsBeilage zur LOG IN 28 (2008) Heft 150/151.http://fa-ibs.gi.de/fileadmin/gliederungen/fb-iad/fa-ibs/Empfehlungen/bildungsstandards_2008.pdf.

http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/d166569/INFOS05_S-263-274.pdf



http://fa-ibs.gi.de/fileadmin/gliederungen/fb-iad/fa-ibs/Empfehlungen/bildungsstandards_2008.pdf

http://fa-ibs.gi.de/fileadmin/gliederungen/fb-iad/fa-ibs/Empfehlungen/bildungsstandards_2008.pdf






10.5 Literatur J

10-29

Literatur für die Vorlesung III

Humbert, Ludger und Hermann Puhlmann (2005). »EssentialIngredients of Literacy in Informatics«. In: 8th IFIP WorldConference on Computers in Education, 4–7th July 2005,University of Stellenbosch. Documents/445.pdf. Cape Town,South Africa: Document Transformation Technologies cc.1-920-01711-9.

Linkweiler, Ingo (2002). »Eignet sich die Skriptsprache Pythonfür schnelle Entwicklungen im Softwareentwicklungsprozess? –Eine Untersuchung der Programmiersprache Python imsoftwaretechnischen und fachdidaktischen Kontext«.Diplomarbeit. Dortmund: Universität, Fachbereich Informatik,Fachgebiet Didaktik der Informatik.http://www.ingo-linkweiler.de/diplom/Diplomarbeit.pdf.

MSW-NW (2013). Kernlehrplan Informatik für die gymnasialeOberstufe. MSW-NW – Ministerium für Schule undWeiterbildung des Landes Nordrhein-Westfalen. http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/lehrplaene/upload/klp_SII/if/GOSt_Informatik_Endfassung.pdf.

http://www.ingo-linkweiler.de/diplom/Diplomarbeit.pdf

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/lehrplaene/upload/klp_SII/if/GOSt_Informatik_Endfassung.pdf








10.5 Literatur J

10-30

Literatur für die Vorlesung IV

MSW-NW (2014). MSW-NW – Ministerium für Schule undWeiterbildung des Landes Nordrhein-Westfalen. http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/lehrplaene/upload/klp_SII/if/SILP_GOSt_Informatik_20140330.pdf.

MSWWF, Hrsg. (1999). Richtlinien und Lehrpläne für dieSekundarstufe II – Gymnasium/Gesamtschule inNordrhein-Westfalen – Informatik. 1. Aufl. SchriftenreiheSchule in NRW 4725. MSWWF (Ministerium für Schule undWeiterbildung, Wissenschaft und Forschung des LandesNordrhein-Westfalen). Frechen: Ritterbach Verlag.

Pieper, Johannes und Dorothee Müller, Hrsg. (2014). Materialfür den Informatikunterricht. Arnsberg, Dortmund, Hamm,Wuppertal, Solingen.http://ddi.uni-wuppertal.de/material/materialsammlung/.

Reinertz, Martin (2008). Ponto – Objektorientierung mitLibreoffice/Openoffice.org Writer. Vorträge, Materialien,Beispiele (inkl. Quellcode: ponto.py).http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/1077391.

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/lehrplaene/upload/klp_SII/if/SILP_GOSt_Informatik_20140330.pdf



http://ddi.uni-wuppertal.de/material/materialsammlung/

http://www.ham.nw.schule.de/pub/bscw.cgi/1077391






10.5 Literatur J

10-31

Literatur für die Vorlesung VRobinson, Saul B. (1967). Bildungsreform als Revision desCurriculum. 5. Auflage 1975. Neuwied, Berlin: LuchterhandVerlag.

Schriek, Bernard (2005). Informatik mit Java. Eine Einführungmit BlueJ und der Bibliothek Stifte und Mäuse. Band I.Kapitel 1–6 (von 13). Werl: Nili-Verlag. 3-00-017092-8.http://www.mg-werl.de/sum/OOP-Buch1.pdf.

– (2006). Informatik mit Java. Eine Einführung mit BlueJ undder Bibliothek Stifte und Mäuse. Band II. Kapitel 1–4(von 11). Werl: Nili-Verlag. 3-00-019637-4.http://www.mg-werl.de/sum/OOP-Buch2.pdf.

– (2007). Informatik mit Java. Eine Einführung mit BlueJ undder Bibliothek Stifte und Mäuse. Band III. Kapitel 1–4(von 9). Werl: Nili-Verlag. 978-3-00-022995-4.http://www.mg-werl.de/sum/OOP-Buch3.pdf.

Spolwig, Siegfried (2006). »Von Stiften und Mäusen« oder Washeißt objektorientierte Modellierung? online.http://oszhdl.be.schule.de/gymnasium/faecher/informatik/didaktik/sum/sum-kritik.htm.

http://www.mg-werl.de/sum/OOP-Buch1.pdf



http://oszhdl.be.schule.de/gymnasium/faecher/informatik/didaktik/sum/sum-kritik.htm

http://oszhdl.be.schule.de/gymnasium/faecher/informatik/didaktik/sum/sum-kritik.htm






10.5 Literatur J

10-32

Literatur für die Vorlesung VI

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