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Beispiele datengetriebener Systeme greifen in allen Bereichen um sich. Betrug wird automatisch erkannt, Muster in Daten werden gesucht, Kunden werden zu Gruppen zusammengefasst, Fußballspieler werden teil-automatisiert ge-scouted. Alles auf der Basis großer Datenmengen. Im Vortrag wird zunächst der Begriff der datengetriebenen Software geschärft. Dann werden die typischen Anforderungen an datengetriebene Softwaresysteme erörtert. Aus den Anforderungen wird abgeleitet, wie Softwareprozesse zur Entwicklung datengetriebener Softwaresysteme aussehen sollten. Im Kontext von ML/DEV/OPS wird diskutiert, wie die Entwicklung von „Machine Learning“-Komponenten auf den Betrieb datengetriebener Systeme ausstrahlt. Die erforderlichen Kompetenzen zur Entwicklung datengetriebener Softwaresysteme werden vorgestellt.
Beispiele datengetriebener Systeme greifen in allen Bereichen um sich. Betrug wird automatisch erkannt, Muster in Daten werden gesucht, Kunden werden zu Gruppen zusammengefasst, Fußballspieler werden teil-automatisiert ge-scouted. Alles auf der Basis großer Datenmengen. Im Vortrag wird zunächst der Begriff der datengetriebenen Software geschärft. Dann werden die typischen Anforderungen an datengetriebene Softwaresysteme erörtert. Aus den Anforderungen wird abgeleitet, wie Softwareprozesse zur Entwicklung datengetriebener Softwaresysteme aussehen sollten. Im Kontext von ML/DEV/OPS wird diskutiert, wie die Entwicklung von „Machine Learning“-Komponenten auf den Betrieb datengetriebener Systeme ausstrahlt. Die erforderlichen Kompetenzen zur Entwicklung datengetriebener Softwaresysteme werden vorgestellt.
Parallele Workshop-Angebote zur informatischen Bildung
Der Jugendwettbewerb Informatik ist das jüngste Angebot der Bundesweiten Informatikwettbewerbe (BWINF). Er richtet sich an Schülerinnen und Schüler ab der 5. Klasse und bietet einen Einstieg ins algorithmische Problemlösen - und damit auch ins Programmieren. Programmiert wird in einer visuellen Programmiersprache, ähnlich zu Scratch. Der Wettbewerb findet jedes Jahr im Frühjahr statt und geht über 3 Runden.
Das Trainingsmaterial, das kostenfrei auf der Wettbewerbsplattform jwinf.de zur Verfügung steht, kann sehr gut zum Einstieg in Algorithmen und Programmieren für die Sekundarstufe 1 im Unterricht genutzt werden. Inhaltlich gibt es große Überschneidungen mit Lehrplänen für die Sekundarstufe 1 im Bereich Algorithmen.
In diesem Workshop lernen Sie das Trainingsmaterial und andere Angebote rund um den Jugendwettbewerb Informatik kennen. Wir geben Anregungen und überlegen gemeinsam, wie diese im Unterricht genutzt werden können.
Das Von-Neumann-Modell bildet die Grundlage moderner Computer, wird jedoch nicht durch die reine Benutzung von Endbenutzersoftware ersichtlich. Der Computer bleibst daher eine Blackbox. Um diese zu öffnen und so die Rechenmaschine zu entmystifizieren, sollte das Von-Neumann-Modell im Schulunterricht greifbar und nachvollziehbar behandelt werden.
Um diesem Anspruch gerecht zu werden, haben wir den Simulator KUR2 und eine zugehörige Unterrichtsreihe entwickelt. Zusammen schließen sie an das EVA-Prinzip an und helfen den Lernenden beim Aufbau eines mentalen Modells der Vorgänge in Computern. Sie lernen dabei, simple Maschinenprogramme zu schreiben und zu verstehen, was ihnen einen Zugang zur Funktionsweise auf Maschinenebene ermöglicht. Diese Ebene verknüpfen sie zusätzlich mit der zugrundeliegenden Ebene der Schaltwerke. Sie ergänzen ihr Verständnis dabei um einen wichtigen Teil in der Zusammenhangskette zwischen logischen Schaltungen und Anwendersoftware.
Der Übergang der blockbasierten Programmierung z.B. mit Scratch zur textbasierten mit Java kann für viele Schüler:innen einen großen Schritt darstellen. Sie müssen nicht nur die Syntax einer Programmiersprache lernen oder die Grundzüge der objektorientierten Programmierung, sondern sie müssen sich auch in eine neue Welt hineindenken - z.B. in das Mars-Rover-Szenario, oder die Shapes and Sprites-Bibliothek.
Um die Vorerfahrungen der Schüler:innen mit Scratch zu nutzen, wurde die Bibliothek Scratch for Java entwickelt. Unter Verwendung von bekannten Konzepten wie Sprites und der Stage, können die Schüler:innen ihre Scratch-Projekte nahezu in die neue Programmiersprache Java übersetzen.
Im Workshop lernen die Teilnehmer:innen Scratch for Java kennen und werden anhand eines OER-Materials zur Bibliothek verschiedene Möglichkeiten zur Integration in die Sekundarstufe II erfahren bzw. ausprobieren.
Voraussetzungen: Um das Mitbringen eines Laptops mit BlueJ wird gebeten.
Mit Einführung des Themas Compilerbau in den Vorgaben zum Zentralabitur im LK, habe ich mich entschieden, einen Compiler für arithmetische Terme im Unterricht zu behandeln, die entsprechende Unterrichtsreihe stelle ich im Workshop vor.
Als Zielsprache dient ein Stackmaschinencode, welcher von einer selbst programmierten Stackmaschine als Modellrechner interpretiert wird. Besonderes Gewicht wird hierbei auf die Sprache der arithmetischen Terme und die verschiedenen Möglichkeiten der Implementation eines Parsers gelegt. Der rekursive Abstieg, der Shunting-Yard-Algorithmus und weitere werden vorgestellt.
Anschließend wird ein fertiges Compilerbau-Projekt präsentiert, welches am Ende der Unterrichtsreihe durch Schülerinnen und Schüler entstanden war.
Nach einem Überblick über die Arbeitsblätter und Materialien, wird die Gelegenheit gegeben, von verschiedenen Stufen des Compilerbau-Projektes aus zu starten und sich selbstständig der Implementation zu widmen.
Das von Lehrkräften aus Rheinland-Pfalz entwickelte freie online-Lehrbuch inf-schule.de wurde in den letzten Jahren um einen Kids-Bereich für den Informatik-Unterricht ab Klasse 5 erweitert und enthält inzwischen viele interaktive Elemente, die direkt im Browser genutzt werden können.
In diesem Workshop werden u. a. Lernpfade zur Binärdarstellung von Bildern, zur Verschlüsselung sowie zum Einstieg in die Programmierung mit dem Calliope mini und dem „Internet der Dinge“ vorgestellt. Dabei können die Teilnehmenden (Rechner und Internet-Zugang vorausgesetzt) sofort online-Tools zum Beispiel zur Generierung von Pixelbildern, Vektorgrafiken und Webdokumenten sowie zum Einblick in lernende Systeme oder Automaten im Alltag ausprobieren.
Alle Lernstrecken sind unter https://inf-schule.de/kids verfügbar.
Open Educational Resources (OER) sind moderne Tools für Lern- und Lehrprozesse und werden als wesentlicher Baustein für Offenheit im Bildungssystem betrachtet. Man kennt sie auch unter dem Begriff der freien Bildungsmaterialien und damit sind Lehr-, Lern- und Forschungsressourcen, die gemeinfrei oder unter einer offenen Lizenz veröffentlich werden, gemeint. In diesem Workshop erfahren Sie, was es mit OER auf sich hat und warum diese gerade eine wichtige Rolle spielen. Gemeinsam werden wir die Nutzung, Bearbeitung und Verbreitung von OER vorstellen und thematisieren. Darüber hinaus werden wir die rechtlichen Aspekte durch die Verwendung der richtigen Lizenz-familie erläutern und das OER-Tool (convOERter) vorstellen.
Inhalte und Methoden
• OER (Definition, Motivation, Herausforderungen)
• Lizenzierung mittels Creative Commons Lizenzen
• OER-Zyklus (Nutzung, Bearbeitung, Erstellung, Verbreitung)
• Praktische Sessions (OER finden, OER-Cycle Spiel, OER Conversion Tool (convOERter))
Fehler gehören zu den Grundbausteinen von Lernprozessen. Lernende sollten ermutigt werden, Dinge angstfrei auszuprobieren und Fehler nicht als Versagen, sondern als Chancen zum Entdecken von Möglichkeiten und Unmöglichkeiten aufzufassen. Informatiksysteme bieten mit Autofill-Funktionen, kontextsensitiver Hilfe, Syntaxcheck und Testmethoden viele Möglichkeiten, Fehler zu vermeiden, aufzuspüren und zu korrigieren. Das muss angstfrei, aber sorgfältig erfolgen - denn auch kleinste Programmierfehler können weitreichende Folgen haben. Einen klaren Kopf behalten, wenn etwas nicht funktioniert, den Fehler nicht gleich bei anderen suchen, rechtzeitig um Hilfe bitten, Genauigkeit bis ins kleinste Detail und Geduld auch mit sich selbst: Diese Kompetenzen sind nicht nur für das Programmieren essentiell. Wie können sie im Informatikunterricht gezielt gefördert werden? Das soll in diesem Workshop untersucht und diskutiert werden.
Der Informatik-Biber ist einer der Bundesweiten Informatikwettbewerbe (BWINF); im letzten Jahr haben bundesweit über 465.000 SchülerInnen der Stufen 3 bis 13 teilgenommen. Der Wettbewerb funktioniert wie ein Online-Quiz, indem innerhalb von bis zu 40 Minuten mehrere kurze Aufgaben gelöst werden. Vorkenntnisse in Informatik sind dazu nicht erforderlich.
In den Aufgaben werden unterschiedlichste Informatik-Themen spielerisch angesprochen. Die Teilnahme bedeutet für die Kinder und Jugendlichen oftmals eine erste Berührung mit Fragestellungen der Informatik. Außerdem sind die Aufgaben der bisherigen Biber-Ausrichtungen deshalb eine wertvolle Quelle für den Unterricht, vom Sachunterricht der Grundschule über das Pflichtfach in der Sekundarstufe 1 bis hin zur Oberstufe.
In diesem Workshop lernen Sie den Informatik-Biber und seine Aufgaben kennen. Außerdem zeigen wir, wie man Aufgaben im Biber-System oder im Schul-Moodle zu eigenen kleinen Biber-Informatik-Quizzes zusammenstellen kann.
Schüler*innen sind vielfältig und divers. Damit muss auch Informatikunterricht dieser Diversität
begegnen. Dazu gehören auch explizit inklusive Schüler*innen. Nicht erst durch das Pflichtfach in
den Jahrgangsstufen 5 und 6 ist Inklusion somit auch ein Thema des Informatikunterrichts. Der
Workshop soll vor allem eine Diskussionsplattform zum Austausch von Ideen, Möglichkeiten und
Problemstellungen rund um erfolgreichen inklusiven Informatikunterricht bieten. Dabei werden die
verschiedenen notwendigen Ebenen (Lehrpläne, Schulträger, Unterrichtsplanung etc.) genauso wie
konkrete Konzepte angesprochen. Anregungen, Ansätze, Materialien und Erfahrungen der Teilnehmenden
sind explizit erwünscht, sollen ausgetauscht und diskutiert werden.
Eigene Programme praktisch in der Interaktion mit der realen Welt zu erproben, stellt eine große Motivation dar und ermöglicht die eigenständige Fehlersuche im eigenen Code durch das Prinzip „try and error“ in besondere Weise.
In diesem Workshop wird am Beispiel des LEGO Mindstorms EV3 gezeigt, wie die while-Schleife und der Backtracking-Algorithmus mit einem Rover eingeführt werden können. Dazu wird das Betriebssystem LeJOS für den EV3 eingesetzt und dieser mit Java in BlueJ programmiert.
In dem Workshop werden wir zwei Projekte vorstellen:
EF: Rover durch einen Parcours fahren lassen, while-Schleife
Q1: Rover rekursiv den Weg durch ein Labyrinth findet lassen, Backtracking
Um im Workshop die Programmierung auszuprobieren, wird ein Laptop benötigt. Eine Anleitung für die zu installierende Software gibt es separat.
Für die Umsetzung im Unterricht wird das LEGO Education - Mindstorms EV3 Basis-Set benötigt sowie ein weiterer Farbsensor. Das Set wird von LEGO nicht mehr angeboten.
Im Laufe ihrer Schulzeit treffen Schüler*innen auf viele alltägliche Phänomene, die im Zusammenhang mit Kryptologie stehen. Dies beginnt bereits in der Grundschule mit selbst ausgedachten Geheimsprachen und wird bis zur Oberstufe um verschiedene Arten der Verschlüsselung ergänzt. Sie arbeiten z.B. mit Transportverschlüsselung auf Webseiten und nutzen Messengerdienste, die auf Ende-zu-Ende-Verschlüsselung setzen. Um diese Prinzipien der Kommunikation begreifen zu können, muss zunächst der Begriff »Verschlüsselung« und seine Vielschichtigkeit verstanden werden.
In diesem Workshop werden Unterrichtsmaterialien der Bergischen Universität Wuppertal vorgestellt, erprobt und diskutiert. Dazu zählt Grundschulmaterial zur geschichtlichen Entwicklung der Kryptologie, speziell zum Caesar-Verfahren oder der Verbindung zum EVA-Prinzip, aber auch ein Stationenlernen für die weiterführende Schule, das aufgrund unterschiedlich komplexer Stationen in allen Stufen eingesetzt werden kann.
Lebenswirklichkeit ist ein häufig genanntes Kriterium für guten Unterricht. Da kann die Informatik auch im Mathemtikunterricht dienen. Alle reden von 'Digitalisierung' und meinen damit, dass bestimmte Werkzeuge und Techniken ausschliesslich ersetzt werden.
Viel wichtiger ist aber aus Sicht eines jeden Unterrichtsfaches, ob die Inhalte durch die Informatik und vor allem durch informatisches Denken nicht verändert werden (müssen).
Das gilt auch für die Mathematik. Es reicht nicht aus, eine Anwendung für das Plotten von Graphen zu nutzen, den Taschenrechner durch eine App zu ersetzen und vielleicht eine Tabellenkalkulation als Rechnerersatz zu verwenden.
Mathematische informatische Systeme wie beispielsweise Maxima und GnuPlot besitzen auch aus schulischer Sicht Möglichkeiten.
In diesem Workshop soll ein Schlaglicht auf diese Systeme geworfen werden. Schulmathematik wird mit einer solchen auch informatischen Denkweise nie mehr derselbe wie in der Vergangenheit sein!
Der Autor hat mit GuiPy eine Python-Entwicklungsumgebung erstellt, die neben den üblichen Funktionen zur Implementierung auch Modellierungen ermöglicht. Es werden Struktogramme, Sequenzdiagramme und Klassendiagramme unterstützt. Wie beim Java-Editor lassen sich aus einem Klassendiagramm Objekte erzeugen und deren Methoden aufrufen. Zum Modellieren eines Klassendiagramms steht ein Klassen-Editor zur Verfügung. Mit einem GUI-Designer können leicht Tk-/TTK bzw. Qt-GUIOberflächen erstellt und genutzt werden. Im Workshop wird anhand eines unterrichtsgeeigneten Beispiels gezeigt, wie man mit GuiPy Klassen modelliert und mit Klassen und Objekten interaktiv arbeitet. In der integrierten Entwicklungsumgebung werden anschließend GUI-Formulare zur Verwendung von Klassen und Objekten in einem GUIProgramm modelliert und Ereignismethoden für die Interaktion implementiert.
Die Teilnehmer bringen bitte einen Rechner mit installiertem Python, GuiPy und PyQt6 mit. Hinweise finden Sie unter guipy.de.
Im Rahmen dieses Workshops werden unterschiedliche Projektarbeiten für die Stufen 3 bis 13 vorgestellt. In den Projekten geht es um eine Platine, mit der sich leitfähige Objekte in Computertasten umwandeln lassen. So können z.B. Bananen als Klavier dienen, aus Knete kann ein eigener Controller gebastelt und mit ihm Browser-Spiele gespielt werden, aber auch ein interaktives Plakat zu unterschiedlichen Themengebieten (bspw. über das Mittelalter, zu Tier-/Pflanzenvielfalt, Recycling von Müll usw.) entwickelt werden. Dabei werden die leitfähigen Objekte über den Computer in der Programmiersprache Scratch implementiert. U.a. durch die Kreativität der Projekte ist das Interesse der Mädchen in der Schule besonders groß. Im Workshop werden an den Stationen mehrere Projekte aufgebaut und realisiert, sodass die Teilnehmende sich ihre eigene Erfahrungen machen können. Anregungen und Erfahrungen der Teilnehmenden sind explizit erwünscht, sollen ausgetauscht und diskutiert werden.
Spielkonsolen prägen nach wie vor die Wohn- und Kinderzimmer unserer Zeit und werden von allen Jugendlichen mit Spaß assoziiert wird. Des Weiteren belegen Studien, dass die Spielentwicklung im Informatikunterricht für Lernende spannend und motivierend ist. In diesem Projekt bauen die Lernenden Spielkonsolen. In der Mittelstufe entsteht aus einem Arduino und einem Smartphone eine Spielkonsole. Mit Hilfe eines Arduinos wird ein individueller Controller realisiert und das Smartphone mit Hilfe des MIT App Inventors zur Konsole umfunktioniert. In der Oberstufe wird der Arduino mit einem Joystickshield schnell zum Controller. Mit der jssc- und der didaktischen Shapes-and-Sprites-Bibliothek, können damit schnell Spiele entworfen und mit dem Controller gesteuert werden. Um das Mitbringen eines Laptops mit BlueJ und der Arduino IDE wird gebeten.
Was bringe ich mit?
• eine Anleitung zum Nachbauen
• erste Erfahrungen aus der Paxis
Was fehlt aktuell?
• Ausführliches Unterrichtsmaterial
Im Rahmen des Projekts „Informatische Bildung als Perspektive für den Sachunterricht im Praxissemester (InformSU)“ wurden Unterrichtsbausteine zum Inhaltsbereich Sprachen und Automaten für eine informatische Perspektive im Sachunterricht der Grundschule entwickelt, die auch in dem neuen Fach Informatik in den Klassen 5 und 6 eingesetzt werden könn(t)en. Es werden verschiedene dieser Bausteine vorgestellt und zur Diskussion gestellt. Die Bausteine sind unabhängig voneinander konzipiert und haben einen Umfang von 60 - 180 Minuten. In Anwendungszusammenhängen lernen die Kinder, dass Automaten eine eigene Sprache haben, die man zur Kommunikation mit dem Automaten verwenden muss. Dabei lernen sie spielerisch das Modell des deterministischen endlichen Automaten kennen. Keine Vorkenntnisse und Geräte erforderlich.
Das Lehrwerk starke Seiten Informatik 5/6 bietet Unterstützung im Fach Informatik an. Neben dem Band für die Lernenden wurde die Handreichung für den Unterricht veröffentlicht, die auch darauf abzielt, fachfremden Lehrkräften Unterstützung in ihrem Unterricht zu bieten. Zu den behandelten Themen gehören u. a. Algorithmen, deren alltägliche Bedeutung den Schülerinnen und Schülern oftmals nur indirekt bewusst ist. Aus informatischer Sicht sind Alltagsalgorithmen von Algorithmen, die in der Informatik Verwendung finden, abzugrenzen. Algorithmen aus der Informatik lassen sich auch im Alltag anwenden, aber nicht jeder Algorithmus aus dem Alltag findet Verwendung in der Informatik. Anhand eines lebensweltlichen Beispiels, welches Schülerinnen und Schülern in dieser Altersgruppe geläufig ist, werden die Unterschiede verdeutlicht und ein Weg aufgezeigt, wie sich der Thematik in einer Unterrichtseinheit genähert werden kann.
Im Anschluss erfolgt ein kurzer Ausblick auf einen Aspekt aus Klasse 7.
Das Thema Künstliche Intelligenz ist gesellschaftlich und wirtschaftlich in aller Munde. Darüber hinaus hat es das Thema KI auch in den Lehrplan der Sekundarstufe 1 in NRW geschafft. Ist das nicht zu schwer, möchte man sich fragen? Auf keinen Fall!
In diesem Workshop wird eine Reihe zur KI vorgestellt, die von einer konkreten Problemlage (Müllproblem) zum Aufbau und zur Funktionsweise einer KI überleitet. Als Lösung sollen die Schülerinnen und Schüler einen eigenen Müllsammelroboter für den Pickdienst auf dem Schulhof modellieren und vorstellen. Im Anschluss beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit weiteren Einsatzgebieten von KI und programmieren ihre eigene künstliche Intelligenz. Im letzten optionalen Block der Reihe kann das Thema KI und Krieg beleuchtet werden. Diese Reihe deckt alle geforderten Kompetenzen des Lehrplans ab und verbindet das Thema mit anderen Inhaltsfeldern.
Wir behandeln fächerübergreifend Möglichkeiten und Auswirkungen der Datenauswertung seitens GAFAM/FAANG (kalifornische Big Tech-Unternehmen) via Tracking, Data Mining und Psychometrie zu Facebook-Likes ("Big 5 Personal Traits" und IQ) auf Gesellschaft, Politik und staatliche Rechtsordnung.
Dazu kommen aktuelle Entwicklungen bzgl. Agile HR und Psychometrie („Apply Magic Sauce”), „Privacy after the agile turn” (Gürses, v. Hoboken 2017), „Big Data for monitoring educational systems” (Berendt et al. 2017) und Einflussnahme und Kontrollmöglichkeiten der GAFAM/FAANG-Konzerne im Vergleich zu der von staatlichen Akteuren in modernen Demokratien, i.e. föderalen Bundesstaaten mit Subsidiaritätsprinzip. Wir richten uns (primär) an Informatik-, Mathematik-, Politik-/Gesellschafts- und Geschichtslehrer an Gymnasien und Stadtteilschulen in Sek I und II ab Stufe 9. Zum Einsatz kommen Python, und Excel, ein Laptop mit LibreOffice Calc, evtl. auch Python, ist daher vorteilhaft.
Der Jugendwettbewerb Informatik ist das jüngste Angebot der Bundesweiten Informatikwettbewerbe (BWINF). Er richtet sich an Schülerinnen und Schüler ab der 5. Klasse und bietet einen Einstieg ins algorithmische Problemlösen - und damit auch ins Programmieren. Programmiert wird in einer visuellen Programmiersprache, ähnlich zu Scratch. Der Wettbewerb findet jedes Jahr im Frühjahr statt und geht über 3 Runden.
Das Trainingsmaterial, das kostenfrei auf der Wettbewerbsplattform jwinf.de zur Verfügung steht, kann sehr gut zum Einstieg in Algorithmen und Programmieren für die Sekundarstufe 1 im Unterricht genutzt werden. Inhaltlich gibt es große Überschneidungen mit Lehrplänen für die Sekundarstufe 1 im Bereich Algorithmen.
In diesem Workshop lernen Sie das Trainingsmaterial und andere Angebote rund um den Jugendwettbewerb Informatik kennen. Wir geben Anregungen und überlegen gemeinsam, wie diese im Unterricht genutzt werden können.
Das Inhaltsfeld „Informatik, Mensch und Gesellschaft“ leistet einen wichtigen Beitrag informatischer Bildung zum Verständnis und zur Gestaltung der Lebenswelt von Schülerinnen und Schülern. In diesem Workshop wird ausgehend von den Herausforderungen des Leitmedienwechsels (vgl. Honegger) und basierend auf den drei Perspektiven des Dagstuhl-Dreiecks (vgl. Brinda et al) die Bedeutung des Inhaltsfeldes diskutiert und das Bild der Informatik in der Gesellschaft reflektiert (vgl. Modrow/Strecker). Zwei allgemeine Ansätze zur Behandlung des Inhaltsfelds werden vorgestellt und Hinweise auf Materialien (Digitaler Fußabdruck, Planspiel Datenschutz, Instahub) und Methoden (Debatte, Fallbeispiele, Argumentationswippe) zur konkreteren Ausgestaltung gegeben. Der Workshop bietet ebenfalls Raum zum Austausch über Schwierigkeiten sowie erfolgreich eingesetzte Unterrichtssequenzen der Teilnehmenden.
Das Von-Neumann-Modell bildet die Grundlage moderner Computer, wird jedoch nicht durch die reine Benutzung von Endbenutzersoftware ersichtlich. Der Computer bleibst daher eine Blackbox. Um diese zu öffnen und so die Rechenmaschine zu entmystifizieren, sollte das Von-Neumann-Modell im Schulunterricht greifbar und nachvollziehbar behandelt werden.
Um diesem Anspruch gerecht zu werden, haben wir den Simulator KUR2 und eine zugehörige Unterrichtsreihe entwickelt. Zusammen schließen sie an das EVA-Prinzip an und helfen den Lernenden beim Aufbau eines mentalen Modells der Vorgänge in Computern. Sie lernen dabei, simple Maschinenprogramme zu schreiben und zu verstehen, was ihnen einen Zugang zur Funktionsweise auf Maschinenebene ermöglicht. Diese Ebene verknüpfen sie zusätzlich mit der zugrundeliegenden Ebene der Schaltwerke. Sie ergänzen ihr Verständnis dabei um einen wichtigen Teil in der Zusammenhangskette zwischen logischen Schaltungen und Anwendersoftware.
Während wir heute in einer datengetriebenen Welt leben und persönliche Daten massenhaft erhoben und verarbeitet werden, stellt sich die Frage, wie ein selbstbestimmter Umgang mit datengetriebenen digitalen Artefakten möglich ist und dies im Informatikunterricht vermittelt werden kann. Als Ergänzung zu bereits entwickelten didaktischen Ansätzen zum Vermitteln wesentlicher Aspekte von KI, ML und Big Data, entwickeln wir das Konzept Datenbewusstsein. Dabei werden alltägliche Interaktionen mit datengetriebenen digitalen Artefakten als Ausgangspunkt genommen. Davon ausgehend wird avisiert, Lernende zum Erkennen und Verstehen der Erhebung und Verarbeitung von persönlichen Daten im eigenen Alltag sowie Entwickeln eigener Handlungsmöglichkeiten zu befähigen – mit anderen Worten: zur selbstbestimmten Interaktion mit datengetriebenen digitalen Artefakten befähigen. In diesem Workshop präsentieren wir das Konzept anhand von Unterrichtsreihen für den Informatikunterricht in der Sekundarstufe I.
Der Übergang der blockbasierten Programmierung z.B. mit Scratch zur textbasierten mit Java kann für viele Schüler:innen einen großen Schritt darstellen. Sie müssen nicht nur die Syntax einer Programmiersprache lernen oder die Grundzüge der objektorientierten Programmierung, sondern sie müssen sich auch in eine neue Welt hineindenken - z.B. in das Mars-Rover-Szenario, oder die Shapes and Sprites-Bibliothek.
Um die Vorerfahrungen der Schüler:innen mit Scratch zu nutzen, wurde die Bibliothek Scratch for Java entwickelt. Unter Verwendung von bekannten Konzepten wie Sprites und der Stage, können die Schüler:innen ihre Scratch-Projekte nahezu in die neue Programmiersprache Java übersetzen.
Im Workshop lernen die Teilnehmer:innen Scratch for Java kennen und werden anhand eines OER-Materials zur Bibliothek verschiedene Möglichkeiten zur Integration in die Sekundarstufe II erfahren bzw. ausprobieren.
Voraussetzungen: Um das Mitbringen eines Laptops mit BlueJ wird gebeten.
Die Fachgruppe Informatische Bildung in NRW hat die Materialsammlung übernommen, die auf https://edugit.org/gi-fg-ibnw/matsam zu erreichen ist. Der größte Teil des dort abgelegten Materials basiert auf dem LaTeX-Paket schule, dass auch außerhalb der Materialsammlung ein starkes Toolkit bietet, um zum Beispiel Klausuren, Test, Arbeitsblätter zu erstellen. Auf dem Workshop werden die, Möglichkeiten des Schule-Pakets vorgestellt und auch ausprobiert. Darauf aufbauend wird der Weg beleuchtet, wie die Materialsammlung selbst genutzt werden kann und auf welche Weise jeder die Möglichkeit hat, auch mit Kleinigkeiten zur Materialsammlung beizutragen.
Es wird keine Einführung in LaTeX stattfinden, da dieses vorausgesetzt wird.
Das von Lehrkräften aus Rheinland-Pfalz entwickelte freie online-Lehrbuch inf-schule.de wurde in den letzten Jahren um viele interaktive Elemente erweitert, die direkt im Browser genutzt werden können.
In diesem Workshop werden Kapitel vorgestellt, die im Mittel- oder Oberstufen-Unterricht genutzt werden können. Hierzu gehören u. a. Unterrichtsreihen zu Standardalgorithmen, Datenbanken und Rechnerarchitektur. Dabei können die Teilnehmenden (Rechner und Internet-Zugang vorausgesetzt) sofort online-Tools zur Programmierung in didaktisch reduzierten Programmierumgebungen (etwa in Anlehnung an Kara) oder in Python, zur Simulation eines Modellrechners (Bonsai), zur digitalen Logik, zu Anfragen an Datenbanken sowie zur Verschlüsselung ausprobieren.
Die vorgestellten Inhalte sind unter https://inf-schule.de/ verfügbar.
Fehler gehören zu den Grundbausteinen von Lernprozessen. Lernende sollten ermutigt werden, Dinge angstfrei auszuprobieren und Fehler nicht als Versagen, sondern als Chancen zum Entdecken von Möglichkeiten und Unmöglichkeiten aufzufassen. Informatiksysteme bieten mit Autofill-Funktionen, kontextsensitiver Hilfe, Syntaxcheck und Testmethoden viele Möglichkeiten, Fehler zu vermeiden, aufzuspüren und zu korrigieren. Das muss angstfrei, aber sorgfältig erfolgen - denn auch kleinste Programmierfehler können weitreichende Folgen haben. Einen klaren Kopf behalten, wenn etwas nicht funktioniert, den Fehler nicht gleich bei anderen suchen, rechtzeitig um Hilfe bitten, Genauigkeit bis ins kleinste Detail und Geduld auch mit sich selbst: Diese Kompetenzen sind nicht nur für das Programmieren essentiell. Wie können sie im Informatikunterricht gezielt gefördert werden? Das soll in diesem Workshop untersucht und diskutiert werden.
Informatikunterricht in der Sekundarstufe I ist vor allen dann nachhaltig, wenn Schülerinnen und Schüler in kreativen Prozessen fachspezifische Kompetenzen erlernen und weiterentwickeln können. Eine Vielzahl von Entwicklungsumgebungen greifen diesen Ansatz auf. Sie sind ansprechend gestaltet, ermöglichen schnelle, sichtbare Erfolge und bieten einen großen individuellen Gestaltungsspielraum.
In diesem Workshop wird eine webbasierte Entwicklungsumgebung vorgestellt, mit deren Hilfe sich dreidimensionale Szenerien gestalten und programmieren lassen. Dabei können 3D Elemente aus einer frei verfügbaren Bibliothek genutzt oder neue Objekte importiert werden. Die so erstellte Umgebung kann mittels einer visuellen oder textbasierten Programmiersprache animiert werden.
Der Informatik-Biber ist einer der Bundesweiten Informatikwettbewerbe (BWINF); im letzten Jahr haben bundesweit über 465.000 SchülerInnen der Stufen 3 bis 13 teilgenommen. Der Wettbewerb funktioniert wie ein Online-Quiz, indem innerhalb von bis zu 40 Minuten mehrere kurze Aufgaben gelöst werden. Vorkenntnisse in Informatik sind dazu nicht erforderlich.
In den Aufgaben werden unterschiedlichste Informatik-Themen spielerisch angesprochen. Die Teilnahme bedeutet für die Kinder und Jugendlichen oftmals eine erste Berührung mit Fragestellungen der Informatik. Außerdem sind die Aufgaben der bisherigen Biber-Ausrichtungen deshalb eine wertvolle Quelle für den Unterricht, vom Sachunterricht der Grundschule über das Pflichtfach in der Sekundarstufe 1 bis hin zur Oberstufe.
In diesem Workshop lernen Sie den Informatik-Biber und seine Aufgaben kennen. Außerdem zeigen wir, wie man Aufgaben im Biber-System oder im Schul-Moodle zu eigenen kleinen Biber-Informatik-Quizzes zusammenstellen kann.
Kontextorientierter Informatikunterricht enthält viele Vorschläge für seit längerem bestehende Forderungen an guten Informatikunterricht: Lebensweltbezug, Schülerorientierung, projektartiges Arbeiten, Mehrdimensionalität uvm. Es existieren jedoch nur wenige strukturreiche Kontexte, die für eine informatische Bildung aufbereitet wurden. In diesem Workshop werden am Arbeitsbereich Didaktik der Informatik entwickelte Bausteine zu den Kontexten Eisenbahn und Landwirtschaft vorgestellt, ausprobiert und diskutiert. Die Bausteine sind unplugged, plugged und physical aufgebaut und orientieren sich am Kernlehrplan Informatik NRW. Ziel ist eine Wiederbelegung der Kontextorientierung des Informatikunterrichts.
Das Thema künstliche Intelligenz wird seit geraumer Zeit von den Medien gehypte. Doch wie intelligent ist KI tatsächlich? Die heutigen KI-Systeme basieren auf neuronalen Netzen. Aufgrund der hohen Rechenleistungen und großen Datenmengen lassen sich neuronale Netze sehr erfolgreich trainieren und sind in der Anwendung sehr nützlich.
Im Workshop setzen wir uns mit dem Wirkprinzip neuronaler Netze auseinander. Wir erstellen ein neuronales Netz mit Neuronen in der Eingangs-, Verborgenen- und Ausgangs-Schicht, die jeweils schichtweise miteinander verbunden sind. Auf dieser Datenstruktur implementieren wir die Forwardpropagation für die Anwendung des neuronalen Netzes und die Backwardpropagation als Lernverfahren. Damit wird das prinzipielle Wirkprinzip neuronaler Netze durchleuchtet und ein Beitrag zu einer realistischen Einschätzung des Potentials künstlicher Intelligenz geleistet.
Auf Ihren Notebooks sollte eine Java-Entwicklungsumgebung mit JavaFX installiert sein
Das Schulgesetz NRW § 2 (5) fordert die Umsetzung der Inklusion. Da in den letzten Jahren Informatik in NRW ein Pflichtfach in den 5. und 6. Klassen geworden ist, soll das Angebot des inklusiven Informatikunterrichts in den Regelschulen des Landes umfassend vorbereitet werden.
Das Code-Puzzle, bei dem die Lernenden Teile des Barcodes wie ein Puzzle legen und dabei elementare Konzepte der Kodierungstheorie kennenlernen, wurde basierend auf einem Unterrichtskonzept für Förderschulen für den Einsatz in Regelschulen weiterentwickelt. Deshalb erfordert der Unterrichtskonzept mit dem Code-Puzzle nur geringfügige Anpassung an einzelne Kinder und ist auch für Kinder ohne Behinderungen sehr motivierend.
In diesem Workshop vertiefen wir mithilfe des Code-Puzzles die Umsetzung des inklusiven Informatikunterrichts. Wir verwenden außerdem eine Sensibilisierungsaktivität, um uns Barrieren, die behinderte Menschen erleben, besser kennenzulernen.
Lebenswirklichkeit ist ein häufig genanntes Kriterium für guten Unterricht. Da kann die Informatik auch im Mathemtikunterricht dienen. Alle reden von 'Digitalisierung' und meinen damit, dass bestimmte Werkzeuge und Techniken ausschliesslich ersetzt werden.
Viel wichtiger ist aber aus Sicht eines jeden Unterrichtsfaches, ob die Inhalte durch die Informatik und vor allem durch informatisches Denken nicht verändert werden (müssen).
Das gilt auch für die Mathematik. Es reicht nicht aus, eine Anwendung für das Plotten von Graphen zu nutzen, den Taschenrechner durch eine App zu ersetzen und vielleicht eine Tabellenkalkulation als Rechnerersatz zu verwenden.
Mathematische informatische Systeme wie beispielsweise Maxima und GnuPlot besitzen auch aus schulischer Sicht Möglichkeiten.
In diesem Workshop soll ein Schlaglicht auf diese Systeme geworfen werden. Schulmathematik wird mit einer solchen auch informatischen Denkweise nie mehr derselbe wie in der Vergangenheit sein!
Wertschätzender Austausch oder Plattform für alle auf der Suche nach Aufmerksamkeit und Selbstbestätigung?
Social Media, die neue Form der Kommunikation über Plattformen, in der jede und jeder zum Produzenten digitaler Formate und zum Promoter der eigenen Person und Persönlichkeit wird, hat neben positiven Eigenschaften auch Schattenseiten. Erst langsam, aber mit Nachdruck wird erkennbar, wie groß die Einflüsse auf die Gesellschaft sind.
Im Rahmen des Vortrags sollen am Beispiel ausgewählter sozialer Netze die Schattenseiten der sozialen Netzwerke beleuchtet werden. Eine Aufgabe von Schule und damit auch des Informatikunterrichts muss es sein, den Kindern und Jugendlichen schon früh ein Verständnis für die Funktionsweise sozialer Netze und ihre Bedeutung im Alltag zu vermitteln, damit sie informiert beurteilen können, ob sie diese Angebote bewusst nutzen wollen … oder eben nicht.
Spielkonsolen prägen nach wie vor die Wohn- und Kinderzimmer unserer Zeit und werden von allen Jugendlichen mit Spaß assoziiert wird. Des Weiteren belegen Studien, dass die Spielentwicklung im Informatikunterricht für Lernende spannend und motivierend ist. In diesem Projekt bauen die Lernenden Spielkonsolen. In der Mittelstufe entsteht aus einem Arduino und einem Smartphone eine Spielkonsole. Mit Hilfe eines Arduinos wird ein individueller Controller realisiert und das Smartphone mit Hilfe des MIT App Inventors zur Konsole umfunktioniert. In der Oberstufe wird der Arduino mit einem Joystickshield schnell zum Controller. Mit der jssc- und der didaktischen Shapes-and-Sprites-Bibliothek, können damit schnell Spiele entworfen und mit dem Controller gesteuert werden. Um das Mitbringen eines Laptops mit BlueJ und der Arduino IDE wird gebeten.
Was bringe ich mit?
• eine Anleitung zum Nachbauen
• erste Erfahrungen aus der Paxis
Was fehlt aktuell?
• Ausführliches Unterrichtsmaterial
Digitale Spiele haben im Alltag von Kindern und Jugendlichen eine hohe Relevanz. Laut der aktuellen JIM-Studie (2022) spielen 76% der 12- bis 19-jährigen täglich. Im Informatikunterricht werden oft Spiele programmiert, weil sie als sehr motivierend gesehen werden. Jedoch stellen wir uns selten die Frage, mit welchen Vorstellungen zu digitalen Spielen die Schüler*innen in den Informatikunterricht kommen. Nach der didaktischen Rekonstruktion für den Informatikunterricht ist die Betrachtung der Alltagsvorstellungen der Lernenden zu informatischen Phänomenen eine wichtige Perspektive bei der Unterrichtsplanung.
Anhand beliebter Spiele analysieren Sie verschiedene Spielszenen auf mögliche informatische Konzepte. Anschließend besprechen Sie in Kleingruppen mögliche Vorstellungen von Schüler*innen zu informatischen Konzepten in den Spielszenen und diskutieren mögliche Anknüpfungspunkte für den Informatikunterricht.
Laut Kernlehrplan sollen sollen Schüler:innen ab Klasse 5 im Informatikunterricht visuelle Darstellungen von Algorithmen lesen, verstehen und selbst erstellen können. In der Regel werden diese Modellierungen in einem späteren Schritt implementiert. Das Lesen informatischer Visualisierungen stellt viele Lernende vor Schwierigkeiten.
Wie lassen sich diese mittels geeigneter Aufgaben erfassen, um Schüler*innen gezielter in ihrem Modell-Leseverstehen zu fördern?
In dem Workshop werden verschiedene Ansätze zur Diagnose von Modell-Leseschwierigkeiten vorgestellt, die gerade für die Erprobungs- und Mittelstufe entwickelt werden.
Wir behandeln fächerübergreifend Möglichkeiten und Auswirkungen der Datenauswertung seitens GAFAM/FAANG (kalifornische Big Tech-Unternehmen) via Tracking, Data Mining und Psychometrie zu Facebook-Likes ("Big 5 Personal Traits" und IQ) auf Gesellschaft, Politik und staatliche Rechtsordnung.
Dazu kommen aktuelle Entwicklungen bzgl. Agile HR und Psychometrie („Apply Magic Sauce”), „Privacy after the agile turn” (Gürses, v. Hoboken 2017), „Big Data for monitoring educational systems” (Berendt et al. 2017) und Einflussnahme und Kontrollmöglichkeiten der GAFAM/FAANG-Konzerne im Vergleich zu der von staatlichen Akteuren in modernen Demokratien, i.e. föderalen Bundesstaaten mit Subsidiaritätsprinzip. Wir richten uns (primär) an Informatik-, Mathematik-, Politik-/Gesellschafts- und Geschichtslehrer an Gymnasien und Stadtteilschulen in Sek I und II ab Stufe 9. Zum Einsatz kommen Python, und Excel, ein Laptop mit LibreOffice Calc, evtl. auch Python, ist daher vorteilhaft.