EAN: 9783140371261

INFORMATIK - LEHRWERK FÜR DIE GYMNASIALE OBERST...

Das im Schülerbuch vorgestellte Greenfoot-Szenario "Planetenerkundung" können Sie als ZIP-Datei
(315 KB) unter der Rubrik " Ergänzende Materialien " kostenlos herunterladen.     Zur
Konzeption der Neubearbeitung "Erkläre mir und ich vergesse  Zeige mir und ich erinnere  Lasse
mich tun und ich verstehe."  ­Konfuzius Dieses Zitat ist die Grundidee des Bandes Informatik 1
. Das konstruktivistische Prinzip - etwas selbst zu machen und daran zu lernen - soll hier
maßgeblich sein. Das Buch ist als Schülerarbeitsbuch gedacht und gestaltet worden. Die
Neubearbeitung des Bandes orientiert sich bereits an dem neuen Lehrplan Informatik für
Nordrhein-Westfalen. Informatik 1 erläutert zu Beginn anschaulich die grundlegenden
Inhaltsfelder der Informatik und eröffnet danach den Blick auf die objektorientierte Sichtweise
des Faches. Zur Erlangung der Kernelemente der objektorientierten Programmierung arbeitet das
Buch mit verschiedenen Entwicklungsumgebungen  die sich in ihrer Komplexität jeweils erhöhen 
je weiter die Lernenden sind. Greenfoot ist eine Arbeitsumgebung für das Erlernen der OOP mit
Java. Durch eine ikonische Darstellung der Objekte  eine direkte Rückmeldung über die Wirkung
des Programms und die Möglichkeit  Objekte zu inspizieren  werden hier viele Lerntypen
angesprochen. Diese Umgebung ermöglicht so einen intuitiven und motivierenden Zugang zur
Informatik. In dieser ersten Phase erweitern die Schülerinnen und Schüler die folgenden
inhaltsbezogenen Kompetenzen und Ziele: Sie erlangen ein grundlegendes objektorientiertes
Verständnis von der Beziehung von Klasse zu Objekt und dessen Zustand  sowie den
Methodenaufrufen eines Objekts. Sie beherrschen den Umgang mit informatischen Strukturen wie
Kontrollstrukturen und Wiederholschleifen. Sie entwickeln einfache Algorithmen -
umgangssprachlich  im Pseudocode und im Programmablaufplan - und lernen dabei Grundzüge der
Algorithmenentwicklung kennen. Sie beherrschen das Variablenkonzept bei Attributen  Parametern
und Rückgaben. Sie lernen die Programmiersprache Java als künstliche Sprache mit Semantik und
Syntax kennen. Da sich bei weitem nicht alle Probleme in der Informatik mit ikonischen
Darstellungen visualisieren lassen und zudem auch Greenfoot - vor allem hinsichtlich
realistischer Programmierung - an seine Grenzen stößt  wird nach der Greenfoot-Anfangsreihe auf
die Umgebung BlueJ gewechselt. Auch diese nutzt noch die Darstellung der Objekte und bietet so
Anfängern die Möglichkeit  Klassen direkt zu instanziieren und dann auf den Objekten zu
arbeiten. Zudem liegt der gleiche Editor wie in Greenfoot zugrunde und erleichtert so den
Übergang.  In dieser Unterrichtseinheit wird eine Mischung aus Dekonstruktion und Konstruktion
verwendet  sodass die Lernenden langsam in die Lage versetzt werden  eigene (kleine) Projekte
selbstständig und "professionell" zu entwickeln. Die Komplexität der Realität muss dabei zuerst
anhand des Anforderungsprofils für die Software in eine Spezifikation überführt werden  die
dann Schritt für Schritt über Objektdiagramme  Klassendiagramme  Objektinteraktionen in
Sequenzdiagrammen und Klassendokumentationen schlussentlich implementiert wird. Die
objektorientierte Modellierung von Klassen  Attributen  Methoden und Beziehungen rückt somit in
den Fokus. In der Einheit "Suchen und Sortieren" wird zunächst das Feld als erste Datenstruktur
eingeführt. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten anschaulich verschiedene Such- und
Sortierverfahren. Sie lernen  die Verfahren auf Beispiele anzuwenden  zu analysieren und
bezüglich ihrer Effizienz zu beurteilen. Durch den Einsatz der semiprofessionellen Umgebung
Eclipse werden die Schülerinnen und Schüler in die Lage versetzt  realitätsnah eigene Projekte
unter Verwendung des MVC-Konzepts zu programmieren. In dieser zweiten Phase erweitern die
Schülerinnen und Schüler die folgenden inhaltsbezogenen Kompetenzen und Ziele: Sie ermitteln
bei der Analyse einfacher Problemstellungen Objekte  ihre Eigenschaften  ihre Operationen und
ihre Beziehungen. Sie modellieren Klassen mit ihren Attributen  ihren Methoden und
Assoziationsbeziehungen. Sie erweitern ihre Fähigkeiten  Code und Diagramme zu dokumentieren
und lernen die API in Auszügen zu nutzen. Sie entwickeln einfache grafische Oberflächen (GUI)
nach dem MVC-Konzept. Sie erlernen den Umgang mit einer ersten linearen Datenstruktur. Sie
vertiefen ihre Fähigkeiten im Entwurf  der Implementation  der Analyse und der Beurteilung von
Algorithmen. Zudem erweitern Sie die folgenden prozessbezogenen Kompetenzen und Ziele: Sie
erstellen informatische Modelle zu gegebenen Sachverhalten (z.B. mit UML und CRC-Technik) und
stellen Beziehungen zwischen den verwendeten Klassen heraus. Sie implementieren Modelle mit
geeigneten Werkzeugen (Objektdiagramme  Entwurfs- und Implementationsdiagramme und
Sequenzdiagramme). Sie reflektieren Modelle und deren Implementierung und erlernen so eine
selbstorganisierte Herangehensweise an Sachverhalte. Sie arbeiten projektorientiert und
durchlaufen dabei verschiedene Phasen der Softwareentwicklung. In Exkursen wird zudem das
Basiswissen über Informatiksysteme wie der Unterschied zwischen "Digital und Analog"  die
binäre Speicherung und Verarbeitung im Rechnersystem  das Prinzip des von-Neumann-Rechners und
des Compilers vermittelt.

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