Fachtagung 2012

ab 8:30 Uhr

Ankunft

09:00

Begrüßung

09:30

1. Hauptvortrag: Michael Kölling

Zu künftigen Entwicklungen im Bereich der Educational IDEs

Die Benutzung von "Educational IDEs" – pädagogisch ausgerichtete Entwicklungsumgebungen für die Programmierlehre – hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Während vor 10 Jahren nur wenige verfügbar waren, und viele Lehrer einfache Texteditoren und Kommandozeilen-Compiler bevorzugten, sind heute Dutzende solcher Systeme auf dem Markt.

In diesem Vortrag werde ich einige Gedanken zur Zukunft solcher Systeme präsentieren. Der Vortrag ist zum Teil Spekulation, zum Teil Wunschzettel, aber zum Teil auch Information über Technologien, an denen wir im Moment in unseren eigenen Systemen – Greenfoot und BlueJ – arbeiten.

10:30

Pause

11:00

Workshops zum Informatik-Unterricht I

12:30

Mittagspause

14:00

2. Hauptvortrag: Stefanie Scherzinger

Agil und spielerisch

"Agile Software-Entwicklung" bezeichnet eine iterative Vorgehensweise, die sowohl in Silicon-Valley-Startups als auch großen Software-Häusern erfolgreich eingesetzt wird. Musste nach dem Wasserfall-Modell jede Eventualität im Voraus akribisch bedacht werden, sind agile Ansätze deutlich flexibler: In kurzen Zyklen wird eine einfache, prototypische Lösung zum vollwertigen Produkt ausgebaut. Am Ende jedes Zyklus steht das fertig getestete Produkt; auch wenn es möglicherweise noch nicht über sämtliche gewünschten Funktionalitäten verfügen sollte, ist es für die wichtigsten Zwecke bereits einsatzbereit. Somit können Auftraggeber zeitnah Änderungswünsche einbringen und das Produkt noch in der Entstehungsphase auf das Nutzungsziel ausrichten. Das Entwicklungsteam wiederum kann auf Unvorhergesehenes flexibel reagieren und Zwischenerfolge entsprechend verbuchen. Die kritische Retrospektive spielt dabei eine tragende Rolle.
Die Referentin greift bei ihren Vorschlägen für den Schulunterricht auf ihren Erfahrungsschatz als Software-Entwicklerin bei IBM und Google zurück, sowie auf ihr nebenberufliches Engagement in der fachspezifischen Didaktik. Dazu gehören die Gestaltung von Mädchen-Techniktagen oder Veranstaltungen bei der Informatik- Sommerschule "Informatica Feminale", die sich an Informatikerinnen in Studium und Beruf wenden.

15:00

Pause mit Tee und Kaffee

15:30

Workshops zum Informatik-Unterricht II

17:00

Ende der Veranstaltung

Das Computerfreundebuch

Warum haben wir nicht genügend qualifizierten Informatiker-Nachwuchs? Neben ungenutztem Potenzial in der informatischen Bildung an Schulen mag dies auch grundsätzlich an einer fehlenden Faszination für die Universalität des Computers liegen. Computer verschiedenster Art sind so allgegenwärtig geworden, dass sie als solche nicht mehr erkannt und gewürdigt, sondern als singuläre Artefakte selbstverständlich hingenommen werden.

Das Computer-Freundebuch ist ein Ansatz, um bereits in Grundschulkindern ein Gefühl für diese Universalität zu wecken. Dabei wird von Erlebnis- und Begriffswelten ausgegangen, die den Kindern aus ihrem Alltag vertraut sind und die gezielt auf den Computer übertragen werden. In Freundebüchern halten die Kinder regelmäßig Wissens- und Liebenswertes über ihre Klassenkameraden fest, ähnlich wie früher in Poesie-Alben. Im Rahmen des vorgestellten Unterrichtskonzepts wird ein solches Freundebuch für den Computer (und am Computer) erstellt. Dort finden sich seine Bestandteile und Erscheinungsformen wieder. So ist bspw. die (Feld-)Maus ein "Freund" des Computers, weil sie ähnlich aussieht wie das gleichnamige Eingabegerät und auf ähnliche Weise über den Bildschirm "läuft". Das Buch wird von den Kindern selbst erstellt. Sie machen Fotos von Computern in ihrer Umgebung, sammeln Informationen dazu, wählen die Themen für das Buch aus, strukturieren die Seiten und gestalten sie schließlich nach ihrem Geschmack. Eine Reihe vorgeschalteter Unterrichtseinheiten vermittelt den Kindern die dafür nötigen Grundlagen auf einfache Weise.

Mit diesem Ansatz erfolgt die Auseinandersetzung mit dem Thema auf sehr intensive Weise, da die Kinder einen Freundebuch-Eintrag für den Computer bzw. seine "Freunde" statt wie üblich für sich selbst erstellen. Sie versetzen sich in die Technik hinein, vermenschlichen sie bis zu einem gewissen Grad und vergegenwärtigen sich dadurch die bestehenden Zusammenhänge in einer für sie bekannten und plausiblen Form. Dadurch können hervorragende Lernerfolge erzielt werden.

In dem Workshop werden das Anliegen und die Elemente der Unterrichtssequenz vorgestellt und ausschnittweise bearbeitet. Haben Sie schon einmal ein Fotobuch am Computer erstellt? Dann werden Sie dem Workshop mühelos folgen und das Gelernte mit Ihren Schülern später selbst ausprobieren können.

Agiler Projektunterricht mit scratch

Projektunterricht in der Informatikbildung an Schulen wird in vielen Fällen als sinnvoll und erstrebenswert angesehen. Häufig fehlt es im Unterrichtsalltag an konkreten Praktiken zur dynamischen Organisation eines Projektablaufs. Anleihen bei den agilen Methoden - erfolgreiches Projektmanagement in der Softwareentwicklung - sind hier sinnvoll, da diese inhaltliche Ebenen berücksichtigen und unterstützen. Zugleich aber Schülerinnen und Schülern auch einen realen Einblick in ein prägendes Berufsbild der Informatik ermöglichen, das auf dynamische, kreative und soziale Abläufe setzt.

Der Workshop wird an den Schulkontext angepasste Praktiken der agilen Methoden mit scratch vorstellen und aktiv vermitteln: Die Teilnehmer werden unter Anleitung in Kleingruppen ein eigenes Projekt verfolgen. Sofern noch ausreichend Zeit vorhanden, sollen die gewählten Praktiken hinterher diskutiert werden.

Informationen:
www.agilemanifesto.org
www.it-agile.de/agilevorteile.html
scratch.mit.edu

Spioncamp – Kryptographie als Stationenlernen

An der Bergischen Universität Wuppertal wurden von Mitarbeitern und Studierenden Lernstationen zur Kryptographie entwickelt. Verschiedene historische Verschlüsselungsverfahren können an diesen Lernstationen entdeckt werden. Von den frühen Verschlüsselungsverfahren, die lediglich einen sicheren Umgang mit Alphabeten erfordern, bis hin zu modernen Verfahren, die mehr mathematische Grundlagen verwenden, bieten die Lernstationen verschiedenen Schwierigkeitstufen. Jedes Verfahren wird durch Ver- und Entschlüsselung begriffen und kann dann in der Rolle als »Angreifer« auf Sicherheit gegen »Knacken« (Entschlüsseln ohne Besitz des Schlüssels) geprüft werden. Während der Spaß am Ver- und Entschlüsseln im Vordergrund steht, wird zugleich eine Hinterfragung von Datensicherheit vorbereitet und gefördert.

In dem Workshop werden das Material, die Art seiner Veröffentlichung und das implizite didaktische Konzept vorgestellt. Vor allem können die Teilnehmer der Workshops verschiedene Lernstationen selbst praktisch erproben und diskutieren.

Einführung in die Programmierung mit Greenfoot

Greenfoot ist eine Programmierumgebung, entworfen von den Entwicklern von BlueJ, die es erlaubt, objektorientiertes Programmieren in Java in einem sehr fesselnden und motivierenden Rahmen einzuführen. Schüler können mit Greenfoot innerhalb kurzer Zeit interaktive, grafische Projekte (wie zum Beispiel Simulationen oder Spiele) entwickeln. Fundamentale Prinzipen der objektorientierten Programmierung werden in Greenfoot visualisiert und erfahrbar gemacht. Greenfoot ist eines der wenigen Systeme, die ein didaktisches Design mit einer weitläufig benutzten Programmiersprache verbindet.

Greenfoot sollte für alle von Interesse sein, die in der Lehre objektorientierter Programmierung arbeiten, besonders in Anfängerkursen. Greenfoot ist unter der Adresse www.greenfoot.org frei verfügbar. Der Workshop ist praktisch ausgerichtet und umfasst alles, was Teilnehmer wissen müssen, um Greenfoot unmittelbar im Unterricht einzusetzen.

Prof. Nils Gruschka, Detlef Kähler, Kiel

Sichere Kommunikation - Public-Key-Infrastruktur

Schüler kommunizieren wie selbstverständlich über das Internet miteinander und der Übergang zur Nutzung für private und berufliche Geschäftsangelegenheiten ist fließend. Dass bei der Kommunikaktion Sicherheitsaspekte eine Rolle spielen sollten, ist den Schülern wenig bewusst. Von einer "sicheren Verbindung" haben die Schüler evtl. schon gehört und kennen dies auch durch entsprechende Angaben in ihrem Browser, was tatsächlich dahinter steht, verstehen Sie allerdings nicht.
In diesem Workshop wird zum einem erläutert, wie mit Hilfe von Zertifikaten und entsprechenden Vertrauensstrukturen versucht wird, sichere Kommunikation über das Internet zu ermöglichen, zum anderen soll durch Unterrichtsmaterialien gezeigt werden, wie dieses Thema für Schüler zugänglich gemacht werden kann.

• kurze Präsentation: „LEGO® Education Unterrichtskonzept“ (die Teilnehmer erhalten schriftliches Infomaterial zu dem Thema)
• Vorstellung der Hardware (HitTechnic, Vernier, Codatex, LEGO® -Sensoren) mit praktischen Beispielen für den NW-Unterricht
• Literaturempfehlung: NXT Lehrerhandbuch 2 (weitere Infos unter: www.shop.lego-in-der-schule.de/steckbrief/anzeige)
• Vorstellung der Messwerterfassungssoftware (Speicherung von Messdaten, Werkzeugen für die Messwertanalyse und Auswertung).
• Präsentation der CD-ROM „Erfassen und Auswerten von Messdaten“(weitere Infos unter: www.shop.lego-in-der-schule.de/steckbrief/anzeige)
• Praktische Übungen (Geschwindigkeitsmessung, Temperaturmessung, Kraftmessung, Geräuschmessung, Lichtstärke usw.) mit Hilfe der NXT-Software.

Programme im Flug

Die Ar.Drone2.0 ist ein spannendes Werkzeug: Ausgestattet mit vier Rotoren, einer Kamera und einer Vielzahl von Sensoren, lässt sie sich mit dem Smartphone oder Tablet (IOS oder Android) aus steuern.

Die Firma Parrot stellt den SDK-Entwickler Kit zur Verfügung, so dass man auch eigene Software dafür entwickeln kann. Im Workshop wird über die Programmierung & Steuerung der Drone erläutert.

Die Workshopsprache ist Englisch.

Filius - Lernsoftware für Rechnernetze

Rechnernetze und das Thema Internet sind bereits durch die Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I der GI legitimierte Unterrichtsinhalte. FILIUS steht für "Freie Interaktive Lernsoftware zu Internetworking der Universität Siegen" (www.lernsoftware-filius.de/).

Die Lernsoftware wird seit 2007 kontinuierlich weiterentwickelt, um handlungsorientierten Unterricht zu ermöglichen. In diesem Workshop werden in der Software Rechnernetze zu folgenden Themen aufgebaut und simuliert: Webserver, DNS, TCP-IP-Protokollstapel, Mail-Server, peer2peer-Dateiaustausch und das Verbinden zweier Netze über einen Vermittlungsrechner (Router).

Smart und reich durch App-Entwicklung

Programmieren in der Sekundarstufe mit App Inventor für Android-Smartphones

Handys und Smartphones stellen für viele Jugendliche einen wichtigen Gegenstand im Alltag dar. Für viele Softwarefirmen besteht ein Großteil des Geschäfts inzwischen aus der Entwicklung mobiler Applikationen für Smartphones. Während das Entwickeln solcher Apps für Laien bisher noch zu komplex war, bietet App Inventor eine in ihrer Komplexität reduzierte Möglichkeit an, per Baustein-Programmierung Applikationen für Android-Smartphones zu entwickeln. Die Programmierumgebung orientiert sich dabei an Scratch und basiert auf der MIT Open Blocks Bibliothek. Applikationen können in Echtzeit auf einem angeschlossenen Smartphone oder dem mitgelieferten Emulator ausprobiert werden. Schnittstellen wie GPS, Beschleunigungssensor oder Webzugriff können einfach eingebunden werden. Selbst die Veröffentlichung der Applikationen im Android-App-Market ist möglich.

Im Workshop werden Grundlagen, Möglichkeiten und Grenzen dieser Android-App-Entwicklung in der Schule besprochen sowie einfache Applikationen programmiert. Teilnehmer sind nach dem Workshop in der Lage, selbst Applikationen zu entwerfen und Unterrichtsideen mit App Inventor zu entwickeln. Der Einsatz von App Inventor in der Schule als Werkzeug verspricht smarte Schüler, die mit der richtigen Idee durchaus reich werden können - vielleicht nicht nur reich an Erfahrung...

Informationen zu App Inventor:
www.informatiktools.de/wiki/index.php5

Informationen zum Setup der Software Teilnehmer sollten ein eigenes Notebook mitbringen und vorab die App Inventor Setup Software installieren und testen. Bitte verwenden Sie Chrome als Browser, da es mit anderen Browsern Probleme geben kann.

CrossRoads mit BlueJ

Hands-on Informatik - Vermittlung objektorientierter Konzepte mit einem Funktionsmodell.

Bei der Umsetzung von objektorientierten Modellen wird häufig die Programmiersprache Java mit der Entwicklungsumgebung BlueJ eingesetzt. Doch ist die reine Implementierung für die Schüler "anschaulich"? Und wie kann man objektorientierte Konzepte im Informatik-Unterricht für die Schüler "begreifbar" machen?

In dem Workshop wird ein Hands-on-Konzept unter dem Einsatz des Funktionsmodells CrossRoads aus der education line der Fa. Knobloch (Straßenkreuzung mit mehreren Ampeln und Sensoren) und BlueJ vorgestellt. Dabei wird der Weg von der objektorientierten Modellierung bis hin zur Implementierung in Java aufgezeigt und den Teilnehmern die Möglichkeit gegeben, erste Erfahrungen mit dem Einsatz eines Funktionsmodells aus objektorientierter Sicht zu sammeln.

Weitere Informationen können Sie auch dem Poster (did.inf.uni-bayreuth.de) entnehmen, mit dem das Projekt auf der INFOS 2011 in Münster vorgestellt wurde.

Der Einsatz von Interaktiven Whiteboards in Schule und Ausbildung

Arbeiten mit MasterTool am PC, im Ausbildungsnetzwerk oder am Interaktivem Whiteboard sowie für Cloud- und Webbasiertes Arbeiten in der Ausbildung

MasterTool ist ein Werkzeug für Lehrer und Ausbilder zur Erstellung von interaktiven Lern- und Übungseinheiten zum Einsatz am PC, im Schulnetzwerk oder am Interaktiven Whiteboard. Das System ist einfach zu bedienen, fach-, schularten- und Jahrgangsstufen übergreifend einsetzbar. Sowohl das Autorensystem als auch die damit erstellten Übungspakete sind board-unabhängig angelegt, d.h. sie laufen auf allen Interaktiven Whiteboards und mit allen Interaktiven Stiftsystemen sowie auch völlig unabhängig von Whiteboards auf jedem gängigen Rechner unter Windows oder Linux. Die Inhalte werden mittels eines komfortablen grafischen Editors als beschriftete Illustrationen (Text-Bild-, Bild-Text-, Bild-Bild-Zuordnung etc.), Lückentexte, Einzelfragen, Multiple-Choice-Übung etc. angelegt. Das System generiert aus den Übungen vollautomatisch Arbeits- und Lösungsblätter für die Festigungsphase. Der web-/cloudbasierte Player gestattet die Zusammenstellung von Unterrichtseinheiten unter Einbezug aller Medienformate (Filme, eBooks, Audios, Übungen etc.), das Ablegen der Daten in persönlichen oder institutionellen Clouds in geschützten Daten-Containern und bietet vollständigen Bedienkomfort mit allen notwendigen Board-Bedienwerkzeugen.

www.cotec.de/mastertool.html

IServ

IServ ist nicht nur der perfekte Portal-Server für das lokale Netzwerk…

…IServ ist vor allem ein mächtiger Schulserver, der eine neue, flexiblere und individuellere Art des Lehrens und Lernens ermöglicht – jahrgangs- und fächerübergreifend, unabhängig von örtlichen Gegebenheiten und dem in der Schule üblichen Zeitraster. Der Zugriff erfolgt plattformunabhängig mittels eines beliebigen Internet-Browsers über eine konsistente und intuitiv bedienbare Weboberfläche.

» IServ bietet Lösungen für Probleme, die vielerorts noch nicht einmal als solche erkannt wurden. «

Der IServ-Portalserver integriert alle genutzten Dienste und macht sie in einer konsistenten und intuitiv bedienbaren Weboberfläche zugänglich: Jeder Benutzer von IServ ist unter einer eigenen E-Mail-Adresse weltweit erreichbar, kann auf IServ seine persönlichen Adressen, Termine und Dateien verwalten, sich in öffentlichen Diskussionsforen und Chaträumen mit Gleichgesinnten über schulische und außerschulische Themen austauschen, im Internet für den Unterricht recherchieren und selbst Informationen auf seiner privaten Homepage veröffentlichen.

IServ bietet außerdem geschützte Bereiche für Gruppen, wie Klassen, Kurse oder Arbeitsgemeinschaften, in denen sie sich absprechen, Daten austauschen und schließlich ihre Ergebnisse veröffentlichen können.

Zusätzlich bietet IServ zahllose Details, wie eine Abrechnung der Druckaufträge, die Anzeige der in nächster Zeit anstehenden Geburtstage, aktuelle Neuigkeiten, Nutzungsstatistiken, eine Datenbank für Notizen und vieles andere mehr.

Wichtige Links:
iserv.eu/portal/
iserv.eu/portal/modules.shtml

Tour durch IServ: docs.google.com/present/view

Objektorientierung mit Python

Objektorientierte Modellierung und Implementierung eines Grafiksystems ist Thema in der zentralen Abiturprüfung 2014. Dazu gibt es eine ausgearbeitete Unterrichtseinheit auf der Basis von Java. Für Schülerinnen und Schüler in Kursen des grundlegenden Niveaus, insbesondere bei zweistündigen Kursen, kann es sinnvoll sein, ihnen
keinen Wechsel der Programmiersprache zuzumuten. Deshalb wird für das Abitur vorgesehen, Aufgaben auf der Basis der Programmiersprache Python zu entwickeln.
Das GUI-toolkit wxPython bringt mit den "docs, demos and tools" eine Hilfe mit, die Schülerinnen und Schülern einen weitgehend selbstständigen Zugang zur Programmierung von Grafikanwendungen und Anwendungen mit grafischer Benutzeroberfläche ermöglicht.
Im Workshop sollen die Möglichkeiten u.a. am Beispiel eines Raumplaners betrachtet werden.