Informatik Schülerlabor
Allgemeine Informationen
Hier finden Sie alle Informationen über das Informatik-Schülerlabor der Universität Duisburg-Essen. In unseren Workshops ermöglichen wir Schüler:innen verschiedenste Facetten und Anwendungen der Informatik zu entdecken. Unser Angebot wird ständig ergänzt und richtet sich an alle Altersklassen und Schulformen der Sekundarstufen I und II. Viele Module sind so konzipiert, dass diese auch ohne spezielle Vorkenntnisse besucht werden können. Andere lassen sich in den Informatikunterricht der Oberstufe integrieren. Das Angebot ist selbstverständlich kostenlos. Lediglich die Anfahrt muss von Ihnen organisiert und ggf. finanziert werden.
Anmeldung
Workshops sind immer im Zeitraum von Montag bis Freitag buchbar. NEU: Mittlerweile können wir die Workshops für Gruppen bis zu 30 Schüler:innen anbieten.
Wenn Sie eine Aktivität buchen möchten, schreiben Sie uns bitte eine Mail. Für eine schnelle Abwicklung wären wir ihnen dankbar, wenn Sie uns folgende Informationen mit Ihrer E-Mail mitteilen:
Name, Schule, Klassenstufe, Teilnehmendenzahl, Workshop-Titel, Wunschtermin, Alternativtermin(e)
Wir melden uns dann zeitnah bei Ihnen!
App Inventor
Wer wollte nicht schon immer mal eine eigene App entwickeln? Genau das soll in diesem Modul geschehen. Hier werden kleine Spiele für ein Android-Smartphone mit Hilfe des MIT App-Inventors programmiert. Dabei werden die nötigen Grundlagen zur Programmierung der eigenen Apps erlernt. Es stehen 4 Spiele zur Auswahl. Wer ein eigenes (Android-)Smartphone mit einem USB-Kabel mitbringt, kann die entwickelten Apps live testen. Ansonsten stehen auf den Laptops Emulatoren bereit, die ein Smartphone simulieren.
| Schulstufe: | Mittelstufe |
| Dauer: | 5 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Grundlegende Englischkenntnisse & Umgang mit Anwendungsprogrammen |
| Themenbereich: | Einführung in die Programmierung, Algorithmen, Iteration, Logisches Denken, grafische Oberflächen, Grundverständnis der Besonderheiten von mobilen Applikationen, Sensorik |
| Einbindung in den Unterricht: | Das Modul bietet die Möglichkeit eine vollständige Unterrichtsreihe zur prozeduralen Programmierung auf Basis des App Inventor aufzubauen, die sich später auf andere höhere Programmiersprachen übertragen lässt. |
| Inhaltsbeschreibung: | In diesem Modul erstellen die Schülerinnen und Schüler mit Hilfe des MIT App Inventors in Zweierteams Android-Apps. Den Schülerinnen und Schülern werden dazu im Schülerlabor Laptops zur Verfügung gestellt auf denen ein Emulator eingerichtet ist. Auf eigenen Wunsch können die Apps auch auf dem Smartphone der Schülerinnen und Schüler live getestet werden. Dazu benötigen diese ein zu ihrem Android-Smartphone passendes USB-Kabel damit man dieses mit dem Laptop verbinden kann. Die Apps können am Ende von den Schülerinnen und Schülern mit nach Hause genommen werden. Dazu bitte eigenen USB-Stick mitbringen. |
Anmerkung: Dieses Modul wurde vom Schülerlabor der RWTH-Aachen konzipiert.
Arktos-Super-Spiel mit BBC micro:bit
In diesem Workshop lernen die Schülerinnen und Schüler den Mikrocontroller BBC micro:bit näher kennen, indem sie ein Spiel angelehnt an das Arktos-Super-Spiel (bekannt aus Tabaluga tivi) Schritt für Schritt mit der Online-Entwicklungsumgebung MakeCode programmieren.
| Schulstufe: | Sekundarstufe 1 (5. - 7. Jahrgangsstufe) |
| Dauer: | ca. 4 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Hilfreich sind grundlegende Fähigkeiten im Umgang mit dem Computer (beispielsweise Bedienung per Maus und Tastatur und Navigation im Ordnersystem). |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung Blockbasierte Programmierung |
| Einbindung in den Unterricht: | Einstieg in die Programmierung/ Algorithmik unter Verwendung eines Mikrocontrollers |
| Inhaltsbeschreibung: | Bei dem Spiel wird zu Beginn ein Weg durch ein Eisschollenfeld angezeigt, in dem nur ausgewählte Eisschollen das Gewicht des Spielenden halten, der auf die andere Seite dieses Feldes versucht zu kommen. Der angezeigte Weg muss gemerkt und im Spielverlauf wiedergegeben werden. |
| Hinweis: | Dieser Workshop kann als Einstieg in die Programmierung eines Mikrocontrollers dienen, aber auch als eine Erweiterung für den Workshop "Einstieg in die Programmierung eines Mikrokontrollers mit dem BBC micro:bit" angesehen werden. |
| Materialien: | Bitte schreiben Sie uns eine E-Mail, falls Sie die Arbeitsmaterialien erhalten möchten. |
Anmerkung: Dieses Modul entstand im Rahmen einer Masterarbeit.
Beats & Bits
Saftige Hip-Hop-Beats oder lieber sanfte Klaviermusik? Musikgeschmäcker sind verschieden. In diesem Workshop lernen die Schülerinnen und Schüler in unterschiedlichen Stationen ihre eigene Musik durch Coding zu kreieren. Dafür wird das Musikprogramm Sonic Pi benutzt, um gleichzeitig Grundlagen der Programmierung zu erlernen.
| Schulstufe: | Alle (Empfehlung: Sekundarstufe 1) |
| Dauer: | ca. 5 Stunden |
| Vorkenntnisse: | keine |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung – Schleifen, Prozeduren, Threads (Nebenläufigkeit) |
| Einbindung in den Unterricht: | Einstieg, Vertiefung der Programmierung |
| Inhaltsbeschreibung: | Die Schülerinnen und Schüler lernen in der ersten Station, wie man mit Sonic Pi Töne erzeugen und Noten spielen kann anhand des Lieds „We will Rock you“ von Queen. Danach stehen mehrere Stationen zur Auswahl mit unterschiedlichen Schwerpunkten: 1. Klavier spielen, 2. Hip-Hop-Beats mixen und 3. MIDI Gitarre spielen. In der letzten Arbeitsphase sollen die Schülerinnen und Schüler dann selbst kreativ werden und ihre eigene Musik entwickeln. |
Der lebende Roboter
In diesem Workshop programmieren die Schüler*innen ihren eigenen, virtuellen Roboter. Ziel dieser Lerneinheit ist, dass sie am Ende einen eigenen Roboter programmiert haben. Dabei sammeln sie nicht nur Erfahrungen in der Programmierung, sondern beschäftigen sich auch mit der biologischen Frage, ab wann etwas lebt.
| Schulstufe: | Erprobungsstufe |
| Dauer: | 90 Minuten |
| Vorkenntnisse: | Keine |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung |
| Einbindung in den Unterricht: | Der Einstieg in die Programmierung über diese Lerneinheit kann in jedem anderen Programmierkontext genutzt werden. Das Wissen über die Kontrollstrukturen Schleife und Bedingung kann in neuartigen Programmierkontexten genutzt und erweitert werden. |
| Inhaltsbeschreibung: | Der fächerübergreifende Zugang zur Programmierung soll auch biologisch interessierte SchülerInnen motivieren. Der graphische Ansatz von Scratch ist ansprechend für viele SchülerInnen und soll so ebenfalls einen motivierenden Ansatz für die Programmierung bieten. Ziel des Projekts ist es somit die Grundlagen der Programmierung, hauptsächlich die Kontrollstrukturen der Schleife und der Bedingung, in einem, für möglichst viele SchülerInnen, motivierenden Umfeld zu vermitteln. Somit eignet sich die Lerneinheit als Einstieg in die Programmierung, da kein Vorwissen im Bereich der Programmierung nötig ist. |
Anmerkung: Dieses Modul entstand im Rahmen des Master-Seminars "Schülerlabor Informatik".
Informatik Enlightened
Dieses Modul bringt Erleuchtung. An unterschiedlichen Stationen wird deutlich, wie man mit Hilfe des Lichtes besser einparken, Geschwindigkeiten messen, Informationen übertragen und aus Solarzellen das Maximum rausholen kann. In diesem Workshop werden die verschiedenen Möglichkeiten, Licht zu nutzen, durch die Programmierung von Arduino-Microcontrollern praktisch erfahrbar.
| Schulstufe: | Mittelstufe / Oberstufe |
| Dauer: | 5 Stunden / 3 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Keine / erste Programmierkenntnisse in einer textuellen Programmiersprache (Bsp.: Variablendeklaration, if-Anweisungen) |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung – Kontrollstrukturen, Variablenkonzepte; Grundlagen der elektrischen Schaltungen – geschlossene Stromkreise, einfache Komponenten (Widerstände, LEDs), einfache Schaltungen |
| Einbindung in den Unterricht: | Für die Mittelstufe kann dieses Modul als Einführung in die textuelle Programmierung genutzt werden. Die Kurzfassung des Moduls „Informatik Enlightened“ ist für Lernende geeignet, die bereits erste Erfahrungen in der Programmierung mit textuellen Programmiersprachen sammelten. Daher ist es sinnvoll dieses Modul in Grund- oder Leistungskurse zu integrieren, um die Programmierkenntnisse zu vertiefen. |
| Inhaltsbeschreibung: | Über verschiedene Stationen werden Funktionen des Microcontrollers "Arduino" anhand der Szenarien "Sonnenblume", "Einparkhilfe", "Geschwindigkeitsmessung" und "Farbthermometer" erlernt. |
Anmerkung: Dieses Modul wurde vom Schülerlabor der RWTH-Aachen konzipiert.
SQL mit sozialen Netzwerken
InstaHub
In diesem Workshop vertiefen Schüler*innen ihre SQL-Kenntnisse durch die Verwaltung eines (fiktiven) sozialen Netzwerks. InstaHub ist ein soziales Netzwerk, welches speziell für didaktische Zwecke geschaffen wurde und einen Blick „hinter die Kulisse“ erlaubt.
| Schulstufe: | Oberstufe |
| Dauer: | 3 - 4 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Datenbanken/SQL (erweiterte Grundkenntnisse) |
| Themenbereich: | Datenbanken; Informatik, Mensch und Gesellschaft |
| Einbindung in den Unterricht: | Der Workshop bietet in erster Linie einen möglichen Kompetenzzuwachs im Bereich SQL (und Datenbanken). Allerdings lassen sich auch Anknüpfungspunkte zu den Themen „Umgang mit Social-Media“ und „Überwachungskapitalismus“ herstellen. Des Weiteren wird durch die Erstellung einer eigenen, visuellen Werbekampagne auch die kreative Erstellung von Medien gefördert. |
| Inhaltsbeschreibung: | Die Schüler*innen verwenden SQL-Befehle um Fotos, Hashtags und Likes zu analysieren. Im Anschluss erfahren die Schüler*innen, wie Daten gesammelt werden (tracking) und wie diese Daten für kommerzielle Werbezwecke genutzt werden können. Abschließend bekommen sie selbst die Möglichkeit, eine eigene, fiktive Werbekampagne zu entwickeln. |
Frank goes KI
In diesem Workshop lernen die Schüler*innen, wie eine Künstliche Intelligenz aussehen kann. Dafür lernen sie eine Form des maschinellen Lernens kennen, was ein Teilbereich der Künstlichen Intelligenz ist. Zunächst spielen sie ein kleines Spiel, das so ähnlich ist wie ein Level in Super Mario. Im Anschluss soll eine einfache Künstliche Intelligenz die Kontrolle einer Spielfigur (Frank) übernehmen. Die Künstliche Intelligenz programmieren die Schüler*innen, sodass Frank am Ende ohne Hilfe das Spiel und die unterschiedlichen Level meistern kann.
| Schulstufe: | Mittelstufe |
| Dauer: | ca. 3 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Als Vorwissen sind Kenntnisse in der Programmierung mit Scratch notwendig, da der Workshop keine explizite Einführung in die Programmierumgebung vorsieht. Weiterhin erleichtern Vorkenntnisse in Konzepten wie Kontrollstrukturen (if-Anweisung und Schleifen) oder Variablen den Schülerinnen und Schülern die Bearbeitung des Materials. |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung (Algorithmen / Information und Daten) |
| Einbindung in den Unterricht: | Eine Anbindung an den Unterricht bietet sich im Anschluss an die Einführung in die Programmierung mit Scratch an. Beispielsweise wird zunächst ein Super Mario ähnliches Spiel entwickelt, um sich mit der Programmierumgebung und ersten Konzepten auseinanderzusetzen. Daran kann dieser Versuch beispielsweise angeschlossen werden. |
| Inhaltsbeschreibung: | Die Schülerinnen und Schüler sollen durch die Programmierung von zwei Algorithmen des maschinellen Lernens ein grundlegendes mentales Modell künstlicher Intelligenz konstruieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen einen Einblick in die Blackbox KI erhalten, was KI bzw. maschinelles Lernen bedeutet und wie es funktionieren kann. |
Anmerkung: Dieses Modul entstand im Rahmen des Master-Seminars "Schülerlabor Informatik".
Netzwerken mit Filius
Als Gründer eines neuen Start-ups, gilt es das Unternehmen stetig auszubauen. Mit der Größe des Unternehmens steigen zwangläufig auch die Anforderungen an die Netzwerkinfrastruktur. In diesem Workshop lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau und die Weiterentwicklung eines Unternehmensnetzwerks mit der Lernsoftware Filius.
| Schulstufe: | Sek. II |
| Dauer: | ca. 4 Stunden (je nach Leistungsstärke evtl. auch kürzer) |
| Vorkenntnisse: | Keine |
| Themenbereich: | Kommunikation in Netzwerken – Adressierung, Routing, Client-Server-Struktur |
| Einbindung in den Unterricht: | Einstieg in die Kommunikation in Netzwerken |
| Inhaltsbeschreibung: | Die Schülerinnen und Schüler lernen in den 2 Arbeitsphasen „Start-up“ und „Expansion“ die Grundlagen der Kommunikation in Netzwerken kennen, indem sie die Netzwerkinfrastruktur eines neu gegründeten Unternehmens in Filius umsetzen. In der letzten Arbeitsphase, der „Fusion“, richten die Schülerinnen und Schüler ein reales lokales Netzwerk ein und verbinden anschließend ihre Unternehmensnetzwerke untereinander. Falls am Ende noch genügend Zeit vorhanden ist, können die Schülerinnen und Schüler im Routingspiel ihr neues Wissen dazu nutzen das Internet als ein Netzwerk aus Routern zu entdecken. |
| Online-Materialien: | https://mahara.uni-due.de/view/view.php?id=4248 |
Simon Says mit BBC micro:bit
In diesem Workshop lernen die Schülerinnen und Schüler den Mikrocontroller BBC micro:bit näher kennen, indem sie das Spiel "Simon Says" Schritt für Schritt mit der Online-Entwicklungsumgebung MakeCode programmieren und einem selbst erstellten Spielbrett nachspielen.
| Schulstufe: | Sekundarstufe 1 (8. - 10. Jahrgangsstufe) |
| Dauer: | ca. 90 Minuten |
| Vorkenntnisse: | Grundlagen der Programmierung |
| Themenbereich: | Spielkonzept entwickeln um umsetzen |
| Einbindung in den Unterricht: | Verteifung Programmierung/ Algorithmik unter Verwendung eines Mikrocontrollers |
| Inhaltsbeschreibung: | Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie man mit dem Mikrocontroller micro:bit das Spiel "Simon Says" umsetzen kann. |
| Online-Kurs: | https://mahara.uni-due.de/view/view.php?id=4349 |
Anmerkung: Dieses Modul entstand im Rahmen des Master-Seminars "Schülerlabor Informatik".
Programmieren mit BBC micro:bit
In diesem Workshop lernen die Schülerinnen und Schüler den Mikrocontroller BBC micro:bit näher kennen, indem sie zuerst Stein-Schere-Papier mit der Online-Entwicklungsumgebung MakeCode programmieren. An zwei Stationen können sie dann etwas komplexere Programmieraufgaben lösen, um die ersten Grundlagen der Programmierung zu erlernen.
| Schulstufe: | Grundschule/ Sekundarstufe 1 (5. - 7. Jahrgangsstufe) |
| Dauer: | ca. 4 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Hilfreich sind grundlegende Fähigkeiten im Umgang mit dem Computer (beispielsweise Bedienung per Maus und Tastatur und Navigation im Ordnersystem). |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung Blockbasierte Programmierung |
| Einbindung in den Unterricht: | Einstieg in die Programmierung/ Algorithmik unter Verwendung eines Mikrocontrollers |
| Inhaltsbeschreibung: | Die Schülerinnen und Schüler lernen zu Beginn, wie man mit dem Mikrocontroller micro:bit das bekannte Spiel Stein-Schere-Papier umsetzen kann. Danach stehen zwei Stationen mit unterschiedlichen Schwerpunkten zur Auswahl: 1. „Einen digitalen Kompass bauen“ und/oder 2. „Licht als Ton wiedergeben“. Optional (je nach Zeit): In der letzten Arbeitsphase sollen die Schülerinnen und Schüler dann selbst kreativ werden und ihre eigenen Projekte entwickeln. |
Storytelling mit Alice
Einmal Regisseur sein und Szenarien nach den eigenen Vorstellungen erstellen. Die Software Alice ermöglicht es, eigene Welten zu erschaffen und das Geschehen in diesen zu bestimmen. Hier haben Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, Geschichten zu erzählen und Spiele zu entwickeln.
In diesem Workshop wird vermittelt, wie man in Teamarbeit mit Alice ein Szenario plant und umsetzt.
| Schulstufe: | Oberstufe |
| Dauer: | ca. 5 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Grundlegende Kenntnisse der Programmierkonzepte: Schleifen, Kontrollstrukturen und Prozeduren |
| Themenbereich: | Erschaffung einer digitalen Welt mit Hilfe der Software Alice 3. Neben der objektorientierten Modellierung liegt der Schwerpunkt auch auf dem Projektmanagement. |
| Einbindung in den Unterricht: | Einstieg, Vertiefung der objektorientierten Programmierung |
| Inhaltsbeschreibung: | Die Schülerinnen und Schüler lernen an Hand eines kurzen Einstiegsprojektes die Funktionsweise der Software Alice (www.alice.org) kennen. Sie gestalten eine kleine Welt, bewegen Objekte, verändern die Eigenschaften dieser und nutzen einen Eventmanager um mit der Welt zu interagieren. Im Anschluss daran sollen die Schülerinnen und Schüler ihre eigene Welt oder Geschichte planen, dabei sollen sie das Projekt detailliert planen und mit Teilzielen strukturieren. Erst dann geht es an die Umsetzung dieser Teilziele. Als Abschluss erfolgt eine Präsentation, in der sowohl die Planung als auch die programmierte Geschichte vorgestellt werden sollen. |
Anmerkung: Dieses Modul wurde vom Schülerlabor der RWTH-Aachen konzipiert.
