Abstracts zum Informatiktag NRW 2004

Joachim Baumert, Petra Unnützer

StarOffice 4Kids
StarOffice 4 Kids (kurz SO4K) ist ein Novum unter den derzeit angebotenen Lernsoftwareprodukten. Die leichte Konfigurierbarkeit durch den Lehrer, die sich den Lernzielen anpasst und unterordnet, ist die wesentliche Verbesserung von SO4K im Vergleich zu gängiger Lernsoftware. Die Software orientiert sich an den Bedürfnissen des Lehrers und seinem Unterrichtsmaterial - nicht umgekehrt.
Im Rahmen des Workshops werden die Ideen, die hinter SO4K stehen, sowie die praktische Arbeit damit vorgestellt. Zudem besteht in einem praktischen teil des Workshops die Möglichkeit selbsttätig die Software auszuprobieren.

Thorsten Reinsch

Datenbanken in der Jahrgangsstufe 11.1
Im Workshop wird ein Konzept vorgestellt, wie bereits im ersten Halbjahr der Jahrgangsstufe 11.1 mit Datenbanken gearbeitet werden kann. Da fast alle großen Informatiksysteme auf Datenbanken basieren, bieten sich interessante Anwendungsbeispiele an, die auch den allgemeinbildenden Charakter der Informatik unterstreichen. Der praktische Teil führt in grundlegende SQL-Statements ein. Datenbankkenntnisse sind nicht erforderlich.

Olaf Scheel

Lego Mindstorms
LEGO Mindstorms Roboter bieten eine Abwechslung vom mathematisch orientierten Informatik-Unterricht. Durch die verschiedenen zur Verfügung stehenden Entwicklungs- umgebungen (wie RIS, Robolab oder leJOS) ist die Einsetzbarkeit in verschiedenen Schulformen und Stufen gegeben.
In diesem Workshop sollen die verschiedenen Möglichkeiten der Mindstorms-Programmierung vorgestellt werden. Der Schwerpunkt wird dabei auf der Programmierung in Java mit Hilfe von Entwurfsmethoden wie UML liegen. Als Beispiel dient die Entwicklung eines Hochregallagers in LEGO Mindstorms mit insgesamt zehn autonomen RCX- Einheiten an der Uni Paderborn. Zum Einsatz kommen verschiedene frei erhältliche Materialien zum Hochregallager und Werkzeuge, wie Programmier- und Simulationsumgebungen.

Carsten Schulte

Visuelle und interaktive Zugänge zur Objektorientierung mit Fujaba
Bei der Vermittlung objektorientierter Konzepte im Informatikunterricht der Sekundarstufe II werden Programmiersprachen benötigt. Doch gerade im Anfangsunterricht ist die Gefahr groß, dass sich die Schülerinnen und Schüler in Programmiersprachendetails verstricken und die objektorientierten Konzepte in den Hintergrund treten. Der Lernaufwand der Programmiersprachensyntax ist insbesondere in der Anfangsphase hoch und frustrierend. Darunter leidet in der Regel die vermittelte Stoffmenge oder die Praxisnähe der Beispiele.
Alternativ zu einer klassischen objektorientierten Programmiersprache kann eine visuelle Sprache wie zum Beispiel UML eingesetzt werden, um so den inhaltlichen und unterrichtsmethodischen Schwerpunkt auf die Vermittlung von Konzepten zu legen. Problematisch daran ist, dass in praktischen Übungen lediglich abstrakte Beispiele verwendet werden können. Die Ausführung eines Modells wird von den meisten Werkzeugherstellern nicht unterstützt.
Eine Ausnahme bildet das Werkzeug Fujaba (www.fujaba.de), das an der Univeristät Paderborn in den letzten sechs Jahren entwickelt worden ist. Fujaba verwendet einen Teil der UML als visuelle Programmiersprache und ist in der Lage aus einem Modell Java-Quelltext zu erzeugen. Dieser kann mit einem Standard-Java-Compiler übersetzt werden. Das Werkzeug Dobs ermöglicht es dann, die interne Objektstruktur der Java-Virtual-Machine (JVM) anzuzeigen und das zuvor generierte Modell auszuführen. Die Schritte der Quelltextgenerierung, der Übersetzung und des Startens der JVM bleiben dabei dem Anwender verborgen.
Das Werkzeug Fujaba ist im life^3 Projekt (life.upb.de) in Paderborner Schulen in der Jahrgangsstufe 11 und mittlerweile auch in Jahrgangsstufe 12 erfolgreich eingesetzt worden. Zusätzlich sind im Projekt Methodiken und Unterrichtsmaterial erarbeitet worden. Im Workshop werden zuerst in einem kurzen Vortrag das life^3 Projekt vorgestellt sowie die Konzepte des Werkzeugs erklärt. Im Hauptteil des Workshops soll mit dem Werkzeug ein oder mehrere Beispiel eigenständig ausprobiert werden. Anschließend wird der Workshop mit einer Diskussionsrunde abschließen.

Dr. Hermann Puhlmann

Informatische Literalität
Was wäre, wenn die PISA-Studie Informatik-Kenntnisse getestet hätte? Im Workshop wird zunächst das Konzept der "Informatischen Literalität" besprochen, also der Kompetenzen, die Jugendliche im Zusammenhang der Informatik haben sollten. So wichtig diese Theorie ist, für einen Test wie PISA wird sie erst durch Test-Fragen konkret. Daher werden auch einige Beispiel-Fragen vorgestellt, die die Teilnehmerinnen und Teilnehmer zum Entwurf eigener Test-Fragen anregen sollen. Damit schliesst sich der Kreis zur Theorie: die selbst entworfenen Fragen werden diskutiert und in den theoretischen Rahmen eingeordnet.

Barbara Leipholz-Schumacher

Client-Server-Anwendungen mit UML und Java
Nach einer kurzen Einführung in die Netzwerkgrundlagen wird an im Unterricht erprobten Beispielen in die Client-Server-Programmierung in Java eingeführt. An einfachen Beispielen wird zunächst mit Sockets gearbeitet, bei den komplexeren Anwendungen wird RMI genutzt. Die objektorientierte Modellierung erfolgt in UML.

Ralf Sagorny

E-Learning in der Fachschule für Technik - Vorstellung und Diskussion von ausgewählten Beispielszenarien
Der Workshop erläutert die ersten Zwischenergebnisse einer Arbeitsgruppe zum Thema E-Learning in der Fachschule für Technik. Die Leitung des Workshops wird von der Arbeitsgruppe die sich aus Lehrern des Robert-Bosch-Berufskollegs der Stadt Dortmund und des Freiherr-vom-Stein Berufskollegs in Werne zusammensetzt übernommen. Grundlage der Arbeitsgruppe ist ein geplanter Modellversuch in der Fachschule zur Verkürzung der Präsenzzeiten im Teilzeitbereich.
Im Workshop wird das geplante Konzept zur Umsetzung des Projekts beginnend mit dem Schuljahr 2004/2005 mit allen Elementen exemplarisch vorgestellt. Dazu zählen die gewählte Lernplattform, Einsatz moderner Multimedia-Technologien, Angebot von autonomen und interaktivem Lernen, sowie das veränderte Arbeitsumfeld des Lehrers in seiner zukünftigen Funktion als Teletutor.
Die Teilnehmer erhalten die Möglichkeit das E-Learning an einer praxisnahen Einheit zu erproben. In einer Diskussionsrunde sollen die Erfahrungen und Eindrücke erörtert werden. Ein wichtiger Aspekt sind die veränderten Arbeitsbedingungen des Lehrers und Lernenden.

Georg Kubitz

Modellierung von Klassen im Anfangsunterricht der Sek II unter Einsatz von UMLed und Delphi
Ein auf Objektorientierung ausgerichteter Unterricht bietet schon in der Anfangsphase die Möglichkeit, verschiedene Lösungen für eine gegebene Problemstellung zu entwerfen und miteinander zu vergleichen. Im Kern geht es dabei immer um die Frage: Welches Objekt ist für welche Aufgabe zuständig. Eng damit verbunden ist die Frage, welche Dienste die Objekte zur Erledigung ihrer Aufgaben anbieten müssen und welche anderen Objekte ihnen dabei helfen. Soll die Beschäftigung mit diesen Fragen des Designs der zur Lösung entwickelten Klassen nicht nur akademisch sein, sondern für unsere Schülerinnen und Schüler Sinn machen, dann sollte sie mit geeigneten Designwerkzeugen leicht durchzuführen sein und beim Erstellen des benötigten Codes in einer Programmiersprache helfen.
Hierfür werden in der Industrie sogenannte CASE -Tools (CASE=computer aided software engineering) verwendet. Für die Sprache Delphi lagen für schulische Zwecke bis vor kurzem keine geeigneten Werkzeuge vor. Das hat sich mit dem seit einem halben Jahr vorliegenden und schon an vielen Schulen eingesetzten Werkzeug UMLed deutlich geändert.
Den Teilnehmern wird eine Unterrichtsreihe vorgestellt, die am Beispiel eines einfachen Spieles mit graphischen Objekten (Bälle, Schläger, Spielfeld) verschiedene Entwürfe entwickelt und realisiert. Die Teilnehmer lernen dabei die Bedeutung von Klassen- und Botschaftsdiagrammen, den Umgang mit dem Design-Werkzeug UMLed und das Zusammenspiel von UMLed und Delphi kennen.

Ludger Humbert

Sequenzdiagramme - ein didaktisches Hilfsmittel für den Informatikunterricht in der Sekundarstufe I

Seit einiger Zeit haben sich zunehmend Fachdidaktikerinnen um eine konzeptionelle Grundlage für den Informatikunterricht in der Schule bemüht. Erste Ergebnisse der fachdidaktischen Forschung haben bereits ihren Niederschlag in neuen Curricula gefunden. Übereinstimmend kann festgestellt werden, dass der informatischen Modellierung und vor allem der objektorientierten "Weltsicht" eine didaktisch positiv eingeschätzte Funktion zugeschrieben wird.
Weit davon entfernt, diese Sicht als einzig mögliche (und wünschbare) anzusehen, unternimmt der Autor einen Ausflug in die Welt der Sekundarstufe I. Leider ist dieser Ausflug alles andere als ein erfreuliches Ereignis. Es muss festgestellt werden, dass (wie soeben im Wintersemester 2003/2004 im Tagespraktikum in der Sekundarstufe I beobachtet werden konnte) Produktschulung betrieben wird. Das ist kein Informatikunterricht.

Um eine konzeptionelle Grundlage für den Informatikunterricht in der Sekundarstufe I aufzubauen, bedarf es einiger Vorüberlegungen.<
Die Zielgruppe ist äußerst heterogen: Sonderschulen, Hauptschulen, Realschulen, Gesamtschulen und Gymnasien sind bei der Gestaltung zu berücksichtigen.
Didaktische Prinzipien des Unterrichts in der Sekundarstufe I: Eigentätigkeit, Orientierung auf Verwertbarkeit und Nachhaltigkeit, Orientierung an der Interessen der Schüler

In der Hoffnung auf die Möglichkeit, in der PISA-Studie 2006 Aufgaben zur Informatik bundesweit platziern zu können, soll auch über inhaltliche Zielorientierungen und die Möglichkeit der Prüfung des Erreichens der Ziele diskutiert werden.
Diese Gedanken waren wegleitend bei der Überlegung zu interessanten, von den Interessen der Schülerinnen ausgehenden Fragestellungen, die bei näherer Betrachtung einen (mehr oder weniger) harten informatischen Kern beleuchten.

Alfred Hermes

Einführung in die OOP mit BlueJ
Ein Einstieg in die Informatik mit BlueJ
Die Vorteile der Entwicklungsumgebung BlueJ für Java liegen in der Möglichkeit, Klassen und Objekte zu visualisieren, Konstruktoren und Methoden interaktiv aufzurufen und individuell zu testen. So genannte Inspektoren zeigen die aktuellen Attributwerte. Die Interaktionsmöglichkeiten ersetzen im Anfangsunterricht die nicht einfach zu vermittelnde Ereignisverwaltung.
Drei Einheiten spannen einen roten Faden von der Modellierung zur Programmierung und ihrer Synthese. Zu jeder Einheit wird ein Basisbeispiel demonstriert. Es folgt die Diskussion einer Anwendung und deren gemeinsame Lösung. Angesprochen werden Zugriffe auf Attribute und Methoden, die UML-Schreibweise, Kommunikation zwischen und Abhängigkeit von Objekten, die Turtlegrafik als sinnvolle Einbettung in BlueJ und die MVC-Architektur.
Ein eigener Laptop kann verwendet werden, wenn Java 2 (Sun) installiert ist. Die Begleit-CD enthält Java, BlueJ und die vorgestellten Beispiele, die Installation wird vorgeführt.
Literatur: Barnes/Kölling-"Objektorientierte Programmierung mit Java" ; LogIn: Heft 128/129

Andreas Blechinger

Unterrichtsreihe zu Kosten- und Leistungsrechnung mit Tabellenkalkulation

Gegenstand dieses Workshop's ist die exemplarische Integration der Fachwissenschaften Informatik (Tabellenkalkulation als Standardsoftware) und Betriebswirtschaftslehre ( Rechnungswesen).

Die Kosten- und Leistungsrechnung (KLR) ist zentraler Bestandteil des Rechnungswesen als betriebliches Informations- und Steuerungssystem. Es liefert quantitative Meßgrößen zur Beurteilung der Kostensituation eines Betriebes und ist somit eine unabdingbare Voraussetzung für die sachgerechte Kalkulation der Absatzpreise.

Aufgrund dieser großen betriebswirtschaftlichen Bedeutung ist die KLR an den berufsbildenden Schulen fachwissenschaftlicher Inhalt fast aller kaufmännischen Bildungsgänge. Darüber hinaus findet sich die KLR auch in weiterführenden Formen gewerblich-technischer Bildungsgänge. Ebenso hat die KLR Eingang in die neuen intermediären Bildungsgänge der beruflichen Erstausbildung gefunden. Die von der KMK verabschiedeten Rahmenlehrpläne für die IT-Ausbildungsberufe geben die KLR nicht nur für IT-System- und Informatikkaufleute sondern auch für IT-System-Elektroniker und Fachinformatiker (AE und SI) als verbindlichen Lerninhalt vor.

Als informationstechnisches Hilfsmittel zur Umsetzung der KLR drängen sich die Möglichkeiten moderner Tabellenkalkulationsprogramme geradezu auf. Die Integration der Fachwissenschaften Informatik und Betriebswirtschaftslehre kommt auch den didaktischen Intentionen der IT-Rahmenlehrpläne hinsichtlich handlungsorientierten und fächerübergreifenden Unterricht entgegen.

Im Rahmen dieses Workshops wird ein Konzept zur Integration von Tabellenkalkulation und KLR am Beispiel eines Betriebsabrechnungsbogens (BAB) vorgestellt. Den Teilnehmern werden umfangreiche Dateivorlagen und Arbeitsblätter (inklusive Lösungsbeispielen) zur Verfügung gestellt. Auf Grundlage dieser Materialien sollen die Schüler im Unterricht einen BAB mit einem Tabellenkalkulationsprogramm (hier: MS Excel) erstellen, schrittweise erweitern und die von der Standartsoftware angebotenen Instrumente zur Datenanalyse anwenden. Um einen Einblick in die Materialien zu erhalten werden die Workshop-Teilnehmer einen Arbeitsschritt am Rechner umsetzen und diskutieren. Weiterhin sollen Möglichkeiten zur Erweiterung der vorhandenen Arbeitsmaterialien aufgezeigt werden.