KIF385:Spielerische Präsentation von Informatik

Dieser Ak wurde in zwei Teile geteilt. Im ersten Teil wurden verschiedene spielerische Methoden vorallem mit Hardwareunterstützung besprochen. Im zweiten Teil wurde der Fokus auf nicht computerunterstütze Darstellung vor allem für Schüler gelegt

Kriterien

1. Einordung in die Informatik
2. Pädagogisches Ziel
3. Verhältnis Lern- und Spassanteil
4. Wo taucht das Problem im Alltag auf?
5. Laufstandtauglichkeit

Betrachtete Spiele (computerlos)

abgedeckte Bereiche

• Algorithmik
• Formale Sprache
• Geometrie
• Optimierung

Handy-Projekt

Mittels Rollenspiel Problemstellungen rund ums Handy präsentieren

Telefongespräch

Idee: Telefongespräch als Rollenspiel Rollen:

• 2 Telefonierende
• 2 Codierer ( Worte <-> Binär )
• 2 Kodierte Nachrichten
• 2 Schlüsselß
• 1 verschlüsselte / übertragene Nachrichten

• Einordung
  • Algorithmik
  • Verteilte Systeme
• Ziel
  • Algorithmusbegriff
  • Auffinden von Informatik im Alltag
• Lernanteil recht hoch
• Wo taucht das Problem im Alltag auf ?
  • So gut wie jeder hat (leider) ein Handy
• Laufstandtauglichkeit gering

Rekusion

Fakultätsfunktion durch Fragen der Nachbar realisieren

• Einordung: Algorithmik
  • Ziel
  • Rekursion
• Lernanteil
  • Sehr hoch
• Wo taucht das Problem im Alltag auf
  • gar nicht ?
• Laufstandtauglichkeit gering

Telefonbuch (Sortieren)

Selbstsortieren von Personen

• Einordung
  • Algorithmik
• Ziel
  • Rekursion
• Lernanteil
  • Sehr hoch
• Wo taucht das Problem im Alltag auf

gar nicht ?

• Laufstandtauglichkeit

gering

Knappsack

Verschiede schwere Holzblöcke mit einem Wert kennzeichnen + eine Waage.

• Einordung
  • Algorithmik
  • Komplexität
• Ziel
  • NP
• Lernanteil
  • mittel
• Laufstandtauglichkeit
• vorhanden

Fractale

Fractale basteln

• Einordung
  • Algorithmik
  • Geometrie
• Wo taucht das Problem im Alltag auf
• gar nicht
• Laufstandtauglichkeit
  • vorhanden

Formale Sprachen

Idee: Den Ableitungsbaum mittels Puzzleteilen darstellen Was darstellen: generische Abteuergeneration

• Einordung
  • Formalse Sprachen
• Ziel
  • Einführung in das Thema
• Lernanteil
  • hoch
• Laufstandtauglichkeit
  • vorhanden

dining philosophers

mit Gummibärchen und Stäbchen

• Einordung
  • Algorithmik
  • Verteilte Systeme
• Ziel
  • Problemsensibilisierung
• Lernanteil
  • Sehr hoch
• Wo taucht das Problem im Alltag auf
  • gar nicht ?
• Laufstandtauglichkeit
  • gering

Magic Kombinatorik

Ziel mittels kombinatorisches Algorithmen schwierige / scheinbar unlösbare Probleme lösen. (Master Mind, Rubix Cube, Inklusion & Exklusion)

• Einordung
  • Algorithmik
  • Kombinatorik
• Ziel
  • Problemsensibilisierung
• Lernanteil
• Sehr hoch
• Wo taucht das Problem im Alltag auf
  • gar nicht ?
• Laufstandtauglichkeit
  • gering

Brainstorming - Protokoll

Zur Recherche: Buch von Pearson Studium "Informatik Macchiato"

LEGO Mindstorms

• z. B. schwarze linie auf papier zeichnen - Roboter folgt Linie
• Kleiner Wettbewerb eine kleine Linie abfahren
• ähnlich: OpenSource Programm Kara (Marienkäfer programmieren) - für ältere

KI (vier gewinnt, dame)

Sortieralgorithmen an der eigenen Person ausprobieren. (mit zwei vergleichen, z.B. bubblesort und mergesort)

shortest path problem auf einer Platte aus Holz mal vorbereiten (praktisches Beispiel: Kneipentour)

AntMe programmieren (Ameisenvolk programmieren)

• Nahrung sammeln/von Käfer gefressen werden - daraus ergeben sich Punkte - kleine Gewinn-Preise

Nachfrage: Was ist die Zielgruppe? Antwort: Schulabgänger

Kindercampus:

• 8-12 Jahre alte Schüler
• eine Woche lang betreute mit LEGO Mindstorms Projekten

Beispiele von der HobBit in Darmstadt:

• Virtual & Augmented Reality im Rennwagen
• Virtual Fußball
• MultiTocuh-Table

Buch & dazugehörige Ausstellung "Abenteuer Informatik"

• downloadable content: PDF bietet sich als Recherche Material an, und ist leicht per Internetsuche zu finden
• z. B. auf Graphen Pinknoten mit Faden als Pfade verbinden
• auch für nichtkommerzielle Sachen; viele Ideen bereits vorbereitet

Program "Scratch" vom MIT (mit.edu)

• Drag&Drop Programmieren

Kinderuni Technik in Wien

• durch die Professoren, speziell auf die Zielgruppe zugeschnittene Lehrgänge
• Beispiel-Thema: "Warum hat der Computer mit 0 und 1 genug?", "Anforderungen an die Enterprise"
• Beispiel-Veranschaulichung aus der Computergrafik:
  • Einzelne Pixel auf einem Blatt werden von Schülern ausgemalt (mit vorbestimmten Farben)
  • die Blätter werden auf großer Wand angeordnet und aus großer entfernung ist ein größeres Bild sehen
  • erklärt damit plastisch wie ein Bild sich aus einzelnen Pixeln zusammensetzt & warum man nicht unendlich reinzoomen kann.

GirlsDay:

• Überraschungs-Ei Figuren vor BlueScreen gesetzt und abfotografiert, ausschneiden mit Hintergrundfilm zusammenfügen
• Vier-Farben-Problem

aus Frankreich, Mediendesignermesse:

• Workshop: Live interaktives Flash-animationen

Meinungen zum Format:

• Drag&Drop für Schüler schon geeignet (im Vgl. zu "getipptem" Sourcecode)
• RPG-mäßiges/Adventure-mäßiges Spiel (?)

3D-Scanner zum Ausprobieren

Führung durch die Uni:

• Wenn vorhanden: Automatisierungslabor - vorgefertigte Programme vorführen

zur Präsentation der Booleschen Algebra - ein typische Informatik-Problem (im gegensatz zu "Computerbedienungsproblem"):

• Kartenspiel: "Boole"(?)
  • Eingabe muss zu Ausgabe transformiert und man kann nur Boolesche Gatter legen
• Wasserleitungen - Ventile stellen logische Gatter dar indem sie den Wasserabfluss vom Zufluss abhängig weiterleiten (können von außen geschloßen werden -> Interaktivität)

Lego-Auto-Fertigungsstraße, die LEGO-Autos auf Basis von Vorauswahl am Computer zusammenbaut

zur Recherche:

• http://ilearnit.ch/

Das Spiel "RoboRally" vermittelt Algorithmen und Problemlösung

EyeCatcher: "Head-Tracking"

• Wii-controller als entfernungsmesser - über zwei Beamer 3D-Bilder berechnen.

einfach Cryptographie: Codierscheibe bauen

• für jede altersklasse die Zählen und schreiben kann
• doppelte verschlüsselung mit ROT 13 als nicht sinnvoll erkennen

Für Fortgeschrittene/Abiturienten oder Oberstufe:

• ordentliches template zum erweitern
• um das Gefühl des "selbst Tippens" zu vermitteln

Turtle-Varianten

• Über Spielfeld/Labyrinth schicken, über einen Schalter kann "Zeichnen" ein und ausgeschalten werden
• Funktionen/Schleifen sind da schon drin
• Befehle auch deutsch gehalten
• z.B. Aufgabe "Programmier mal schnell das Haus des Nikolaus." sollten guter Ansporn sein

bei Jüngeren: Sprachbarriere Englisch beachten

html-Programmierung bietet Vorteile: Ergebnisse von Änderungen im Quellcode können quasi sofort gesehen werden

Logische Problemlösung zeigen

• Motto: "bisschen mehr papier, bisschen mehr stifte, bisschen mehr gehirn" statt immer nur Computer & computerspiele
• Informatik im Studium ist Problemlösen
• Informatikunterricht an Schulen ist "Computerbedienunterricht"
  • zur Recherche: Projekt/Konzept "stifte & Mäuse" in NRW (?)
  • In Schulen viel Tabellenkalkulation und textverarbeitung, teilweise weil keine richtig ausgebildeten Informatiklehrer zur Verfügung stehen (zweiter Bildungsweg)

Beispiele "zum Anfassen"

LEHRPLÄNE

• Mecklenburg Vorpommern: b. z. 9. Informatik als solches abgeschafft
• Datenbanken und Theoretische Informatik im Abitur-Prüfungsplan vorgeschriebn
• weitere von Lehrkraft abhängig (z.B. OO-Programmierung in java, Netzwerkmanagement)

NRW: Modularisiert

• Öffentlicher und Privater Schlüssel-Prinzip erklären
• öffentliche schlösser ausgeben, aber er kann sie als einziger öffnen...

extra-AK (potentielles Thema für nächstes Jahr): Informatikunterricht an Schulen/Computerbedienungsunterricht

Programme von Schülern selbst zu lösen - leicht von Hand zu machen und dann einzugeben

• Python als leicht lesbare/schreibbare Programmiersprache. Scratch?
• IDEEN SAMMELN für Probleme die leicht zu programmieren/"algorithmisch zu lösen" sind: sortieren
• Beispiel einfache Aufgabe: Aufzug programmieren
• selbstentwickelte Programmiersprache (inspiriert von z.B. C) aber komplett in Deutsch existiert ist selbst machbar

Vom einfachen Eye-Catcher zur tieferen Betrachtung der Materie:

• Spiele als Augenfänger, mal den Debug-Modus zeigen, etc.
• Kara ist zunächst Drag&Drop geht dann aber schrittweise tiefer (java-basierend)

Petrinetze sind leicht interaktiv realisierbar

• mit Marken, die über eine Oberfläche verschoben werden

PROBLEM: --Information versus Werbung--

• wollen wir eher anlocken oder eher misverständnisse frühzeitig beseitigen?

Interessanter Punkt: Hacken

• ist ein häufiger assoziierter Begriff und Anstoß für Informatik-Studium
• Mögliches präsentierbares Thema "Wie produziere ich einen Bufferoverflow?"

Immer auf alle Fähigkeitsgrade vorbereitet sein

• Workshops/1.Semester parallel zur Schule und teilweise an einigen Unis bereits anrechenbar existieren
• Uni rostock: JuniorStudium für Sek II-Studium (mit aufgezeichneten Vorlesungen, anrechenbaren online einzureichenden Übungen)

Fallbeispiel: nur 7% aller Erstsemester-Abbrecher haben sich vorher beraten lassen

Eyecatcher-Brainstorming:

• Minsotrms, optische erkennung, flipper mit kamera.
• RobCup-Roboter - Humanoide Variante.
• Beamer erzeugen Wellen wo leute laufen //
• ChatBot/sprechende KI-Avatar
• (Multi)TouchTable/SmartBoard
• Spiel an großer Leinwand (Linerider).
• von der CeBit: Zwei Hände die Rubik-Würfel lösen aus beliebiger position...
• P=NP ;p

Links

• Informatiker_zum_Anfassen
• Abenteuerinformatik

Dateien

[Präsentation]