19. Informatiktag NRW 2023
Informationen
Der 19. Informatiktag der Fachgruppe »Informatische Bildung in NRW« (FG IBN) der Gesellschaft für Informatik e. V. (GI) fand in Kooperation mit uns am Montag, dem 27. März 2023, auf dem Campus Essen statt.
In zahlreichen Workshops zu unterrichtspraktisch relevanten Themen wurde Informatiklehrkräften aller Stufen an allgemein- und berufsbildenden Schulen, Referendar∗innen und Studierenden ein vielfältiges Programm geboten. So waren im Programm nicht nur Workshops für die Sekundarstufe I und II zu finden, sondern auch solche, die sich mit der Vermittlung informatischer Inhalte im Primarbereich befassen.
Für den Hauptvortrag konnten wir Prof. Dr. Volker Gruhn, Lehrstuhlinhaber für Software Engineering der Universität Duisburg-Essen, zum Thema »Daten als Rohstoff – Warum die Entwicklung datengetriebener Software dann doch ein bisschen anders ist« gewinnen.
Aussteller∗innen mit Bezug zur Schulinformatik und zu technisch-administrativen Produkten rundeten das Angebot ab. Zudem wurden im Bundeswettbewerb Informatik (BWINF) und dem Informatik-Biber besonders aktive Schulen geehrt. Über das eigentliche Programm hinaus boten sich viele Gelegenheiten zum Erfahrungsaustausch der Teilnehmenden untereinander.
(Hier finden Sie die Einladung: https://nextcloud.gi.de/s/zDtzBmMHfpySqyg)
Programm
ab 8:00 Uhr | Registrierung der (zuvor online angemeldeten) Teilnehmenden - Ausstellung und Referent∗innenfrühstück - |
9:00 Uhr | Begrüßung: Daniel Losch, Sprecher der Fachgruppe »Informatische Bildung in NRW«, und Prof. Dr. Torsten Brinda, Didaktik der Informatik, Universität Duisburg-Essen Grußwort: Klaus Killich, Fachdezernent Informatik der Bezirksregierung Düsseldorf |
9:15 Uhr | Ehrungen Bundeswettbewerb Informatik/Informatik-Biber – Dr. Wolfgang Pohl, BWINF |
9:45 Uhr | Hauptvortrag: »Daten als Rohstoff – Warum die Entwicklung datengetriebener Software dann doch ein bisschen anders ist« |
10:45 Uhr | - Pause, Stehkaffee, Ausstellung - |
11:15 Uhr | 1. Workshop-Schiene |
12:45 Uhr | – Mittagspause (Mensa selbstzahlend), Ausstellung – |
14:00 Uhr | Hinweise und Entwicklungen zum Informatikunterricht in NRW (inkl. öffentliche Sitzung der FG IBN) |
14:40 Uhr | - Pause, Ausstellung - |
15:00 Uhr - 16:30 Uhr | 2. Workshop-Schiene |
Impressionen
Workshops: Übersicht
Workshop-Nummer | Workshop-Titel |
---|---|
WS01 | „If you’re not paying for it you are the product“ – Gesellschaftliche, politische und rechtliche Implikationen der Datenauswertung via Data Mining (Gebhard Dettmar) |
WS02 | Algorithmik-Einstieg mit dem Jugendwettbewerb Informatik (Hannah Rauterberg) |
WS03 | Das Inhaltsfeld „Informatik, Mensch und Gesellschaft“: Perspektiven und Methoden (Benedikt Roth) |
WS04 | Das Von-Neumann-Modell im Schulunterricht – Eine Unterrichtsreihe mit dem Simulator KUR2 (Hendrik Krone, Martin Weinert) |
WS05 | Datenbewusstsein: Daten, Individuum und Gesellschaft (Lukas Höper, Carsten Schulte) |
WS06 | Den Übergang von der blockbasierten Programmierung in Scratch zur textbasierten Programmierung in Java gestalten am Beispiel von Scratch for Java (Mike Barkmin) |
WS07 | Die Materialsammlung und das Schule-Paket (Johannes Pieper) |
WS08 | Ein Ausflug in den Compilerbau (Rolf Faßbender, Leonard Strotmann) |
WS09 | Erstellung von OER mit convOERter (Lubna Ali) |
WS10 | Fehlerkultur im Informatikunterricht (Barbara Messing) |
WS11 | Gestaltung und Programmierung einer 3D Szenerie mithilfe einer webbasierten Entwicklungsumgebung (Tobias Kemper, Andrea Greiner) |
WS12 | Informatik entdecken mit dem Informatik-Biber (Wolfgang Pohl) |
WS13 | Informatik im Kontext Eisenbahn mit Ausblick auf Landwirtschaft (Marco Thomas, Henrike Götze, Niklas Nogossek, Nils Felicetti, Lars Bockstette) |
WS14 | Informatikunterricht für alle Schüler*innen erfolgreich gestalten – mit und ohne Förderschwerpunkt (André Hilbig) |
WS15 | Interaktion mit der realen Welt - Rover im Parkour und Labyrinth steuern (Sven Hees, Hans Haase) |
WS16 | Einsatz eines interaktiven online-Lehrbuchs ab der Orientierungsstufe (Hannes Heusel, Oliver Schneider, U. Diewald) |
WS17 | Einsatzes eines interaktiven online-Lehrbuchs in der Oberstufe (Hannes Heusel, Oliver Schneider, U. Diewald) |
WS18 | KI mit neuronalen Netzen – Erkennung handgeschriebener Ziffern (Gerhard Röhner) |
WS19 | Kodierungstheorie im inklusiven Unterricht!? – Interaktives kollaboratives Lernen durch Scannen von Barcodes (Kensuke Akao) |
WS20 | Kryptologie – von der Grundschule bis in die Oberstufe (Denise Schmitz) |
WS21 | Mathematik in der Schule – geht das noch ohne Informatik? (Arno Pasternak) |
WS22 | Modellieren mit einer Python-Entwicklungsumgebung für die Schule (Gerhard Röhner) |
WS23 | Social Media im Informatikunterricht (Andre Asschoff) |
WS24 | Spiel, Spaß, Coden – Haptisches Programmieren (Tuba Hemker) |
WS25 | Spielkonsolen im Unterricht (Oliver Girnth) |
WS26 | Sprachen und Automaten in den Klassen 3 bis 6 (Marco Thomas, Söhnke Gorenflo, Nina Dühring) |
WS27 | Unterrichten im Pflichtfach Informatik (Christian Seifert) |
WS28 | Was KI so alles kann – Die Erde aufräumen? Warum nicht! Und vieles andere mehr... (Henning Ainödhofer) |
WS29 | Welche Anknüpfungspunkte bieten beliebte digitale Spiele für den Informatikunterricht? (Fatma Batur) |
WS30 | Wie lässt sich das Leseverstehen informatischer Modellierungen messen? (Jacqueline Anthes) |
Workshops: Abstracts
WS01: „If you’re not paying for it you are the product“ - Gesellschaftliche, politische und rechtliche Implikationen der Datenauswertung via Data Mining
Wir behandeln fächerübergreifend Möglichkeiten und Auswirkungen der Datenauswertung seit- ens GAFAM/FAANG (kalifornische Big Tech-Unternehmen) via Tracking, Data Mining und Psy- chometrie 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 sys- tems” (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.
DETTMAR, Gebhard (Immanuel Kant-Gymnasium, Hamburg)
Sekundarstufe II
WS02: Algorithmik-Einstieg mit dem Jugendwetbewerb Informatik
Der Jugendwettbewerb Informatik ist das jüngste Angebot der Bundesweiten Informatikwettbe- werbe (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 Unter- richt genutzt werden. Inhaltlich gibt es große Überschneidungen mit Lehrplänen für die Sekun- darstufe 1 im Bereich Algorithmen.
In diesem Workshop lernen Sie das Trainingsmaterial und andere Angebote rund um den Ju- gendwettbewerb Informatik kennen. Wir geben Anregungen und überlegen gemeinsam, wie diese im Unterricht genutzt werden können.
RAUTERBERG, Hannah (Bundesweite Informatikwettbewerbe BWINF)
Grundschule; Sekundarstufe I
WS03: Das Inhaltsfeld „Informatik, Mensch und Gesellschaft: Perspektiven und Methoden
Das Inhaltsfeld „Informatik, Mensch und Gesellschaft“ leistet einen wichtigen Beitrag informatis- cher 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 reflek- tiert (vgl. Modrow/Strecker). Zwei allgemeine Ansätze zur Behandlung des Inhaltsfelds wer- den vorgestellt und Hinweise auf Materialien (Digitaler Fußabdruck, Planspiel Datenschutz, In- stahub) und Methoden (Debatte, Fallbeispiele, Argumentationswippe) zur konkreteren Ausgestal- tung gegeben. Der Workshop bietet ebenfalls Raum zum Austausch über Schwierigkeiten sowie erfolgreich eingesetzte Unterrichtssequenzen der Teilnehmenden.
ROTH, Benedikt (THG Dinslaken / Universität Duisburg-Essen)
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II; Berufskolleg
WS04: Das Von-Neumann-Modell im Schulunterricht - Eine Unterrichtsreihe mit dem Simulator KUR2
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 Ler- nenden beim Aufbau eines mentalen Modells der Vorgänge in Computern. Sie lernen dabei, sim- ple Maschinenprogramme zu schreiben und zu verstehen, was ihnen einen Zugang zur Funktion- sweise auf Maschinenebene ermöglicht. Diese Ebene verknüpfen sie zusätzlich mit der zugrun- deliegenden Ebene der Schaltwerke. Sie ergänzen ihr Verständnis dabei um einen wichtigen Teil in der Zusammenhangskette zwischen logischen Schaltungen und Anwendersoftware.
KRONE, Hendrik (TU Dortmund, Konrad Adenauer Realshule Hamm); WEINERT, Martin (TU Dortmund)
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II; Berufskolleg
WS05: Datenbewusstsein: Daten, Individuum und Gesellschaft
Während wir heute in einer datengetriebenen Welt leben und persönliche Daten massenhaft er- hoben und verarbeitet werden, stellt sich die Frage, wie ein selbstbestimmter Umgang mit datengetriebe- nen 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 Unterricht- sreihen für den Informatikunterricht in der Sekundarstufe I.
HÖPER, Lukas(Universität Paderborn)
Sekundarstufe I
WS06: Den Übergang von der blockbasierten Programmierung in Scratch zur textbasierten Programmierung in Java gestalten am Beispiel von Scratch for Java
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.
BARKMIN,Mike
SekundarstufeII
WS07: Die Materialsammlung und das Schule-Paket
Die Fachgruppe Informatische Bildung in NRW hat die Materialsammlung übernommen, die auf edugit.org/gi-fg-ibnw/matsam zu erreichen ist. Der größte Teil des dort abgelegten Mate- rials 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.
PIEPER,Johannes
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II; Berufskolleg; Hochschule
WS08: Ein Ausflug in den Compilerbau
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 Stack- maschine 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 Unterricht- sreihe 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 Imple- mentation zu widmen.
ROLF FAßBENDER, Rolf
Sekundarstufe II
WS09: Erstellung von OER mit convOERter
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 thema- tisieren. 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)
- LizenzierungmittelsCreativeCommons Lizenzen
- OER-Zyklus(Nutzung,Bearbeitung,Erstellung,Verbreitung)
- PraktischeSessions(OERfinden,OER-CycleSpiel,OERConversionTool(convOERter))
ALI, Lubna
Grundschule; Sekundarstufe I; Berufskolleg; Hochschule
WS10: Fehlerkultur im Informatikunterricht
Fehler gehören zu den Grundbausteinen von Lernprozessen. Lernende sollten ermutigt werden, Dinge angstfrei auszuprobieren und Fehler nicht als Versagen, sondern als Chancen zum Ent- decken 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.
MESSING, Barbara (Berufskolleg Werther Brücke, Wuppertal)
Sekundarstufe II; Berufskolleg
WS11: Gestaltung und Programmierung einer 3D Szenerie mithilfe einer webbasierten Entwicklungsumgebung
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.
KEMPER, Tobias; GREINER, Andrea (Westermann)
Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
WS12: Informatik entdecken mit dem Informatik-Biber
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 Fragestel- lungen 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.
POHL, Wolfgang (Bundesweite Informatikwettbewerbe BWINF)
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II
WS13: Informatik im Kontext Eisenbahn mit Ausblick auf Landwirtschaft
Kontextorientierter Informatikunterricht enthält viele Vorschläge für seit längerem bestehende Forderungen an guten Informatikunterricht: Lebensweltbezug, Schülerorientierung, projektar- tiges Arbeiten, Mehrdimensionalität uvm. Es existieren jedoch nur wenige strukturreiche Kon- texte, 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 Wieder- belegung der Kontextorientierung des Informatikunterrichts.
THOMAS, Marco (WWU Münster); GÖTZE, Henrike (WWU Münster); Mr NOGOSSEK, Niklas; FELICETTI, Nils; BOCKSTETTE, Lars
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II; Berufskolleg
WS14: Informatikunterricht für alle Schüler*innen erfolgreich gestalten – mit und ohne Förderschwerpunkt
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.
HILBIG, André
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II
WS15: Interaktion mit der realen Welt - Rover im Parkour und Labyrinth steuern
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.
HEES, Sven; HAASE, Hans
Sekundarstufe II; Berufskolleg
WS16: Einsatz eines interaktiven online-Lehrbuchs ab der Orientierungsstufe
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 inf-schule.de/kids verfügbar.
HEUSEL, Hannes; SCHNEIDER, Oliver(Pädagogisches Landesinstitut Rheinland-Pfalz); DIEWALD, U.
Sekundarstufe I
WS17: Einsatzes eines interaktiven online-Lehrbuchs in der Oberstufe
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 inf-schule.de verfügbar.
HEUSEL, Hannes; SCHNEIDER, Oliver(Pädagogisches Landesinstitut Rheinland-Pfalz); DIEWALD, U.
Sekundarstufe II; Berufskolleg
WS18: KI mit neuronalen Netzen – Erkennung handgeschriebener Ziffern
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.
RÖHNER, Gerhard
Sekundarstufe II
WS19: Kodierungstheorie im inklusiven Unterricht!? - Interaktives kollaboratives Lernen durch Scannen von Barcodes
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.
AKAO, Kensuke
Sekundarstufe I
WS20: Kryptologie – von der Grundschule bis in die Oberstufe
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.
SCHMITZ, Denise (Bergische Universität Wuppertal)
Grundschule; Sekundarstufe I; Sekundarstufe II
WS21: Mathematik in der Schule - geht das noch ohne Informatik?
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!
PASTERNAK, Arno (Fakultät für Informatik, TU Dortmund)
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II; Berufskolleg; Hochschule
WS22: Modellieren mit einer Python-Entwicklungsumgebung für die Schule
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.
RÖHNER, Gerhard
Sekundarstufe II
WS23: Social Media im Informatikunterricht
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.
ASSCHOFF, André (C. C. Buchner); REUS, Sonja
Sekundarstufe I
WS24: Spiel, Spaß, Coden - Haptisches Programmieren
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.
HEMKER, Tuba (Gesamtschule Gronau)
Grundschule; Sekundarstufe I; Sekundarstufe II
WS25: Spielkonsolen im Unterricht
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 Praxis
Was fehlt aktuell?
- Ausführliches Unterrichtsmaterial
GIRNTH, Oliver
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II; Berufskolleg
WS26: Sprachen und Automaten in den Klassen 3 bis 6
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.
THOMAS, Marco (WWU Münster);GORENFLO, Söhnke
Grundschule;SekundarstufeI
WS27: Unterrichten im Pflichtfach Informatik
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.
SEIFERT, Christian (Klett)
Sekundarstufe I
WS28: Was KI so alles kann - Die Erde aufräumen? Warum nicht! Und vieles andere mehr…
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.
AINÖDHOFER, Henning
Sekundarstufe I
WS29: Welche Anknüpfungspunkte bieten beliebte digitale Spiele für den Informatikunterricht?
Digitale Spiele haben im Alltag von Kindern und Jugendlichen eine hohe Relevanz. Laut der ak- tuellen JIM-Studie (2022) spielen 76% der 12- bis 19-jährigen täglich. Im Informatikunterricht wer- den 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 In- formatikunterricht 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 infor- matischen Konzepten in den Spielszenen und diskutieren mögliche Anknüpfungspunkte für den Informatikunterricht.
BATUR, Fatma (Universität Duisburg-Essen - Didaktik der Informatik)
Sekundarstufe I; Sekundarstufe II
WS30: Wie lässt sich das Leseverstehen informatischer Modellierungen messen?
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.
ANTHES, Jaqueline (RWTH Aachen)
Grundschule; Sekundarstufe I; Sekundarstufe II; Berufskolleg; Hochschule