Ponto Brücke in einem Theorie-Praxis-Problem

Transkript

1 Christiane Borchel Martin Reinertz 1 1 Didaktik der Informatik, Universität Dortmund 24. November 2004 ponto

2 Übersicht Grundlagen 1 Grundlagen 2 Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor 3 Beispiel 1 Beispiel 2 4

3 Übersicht Grundlagen 1 Grundlagen 2 Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor 3 Beispiel 1 Beispiel 2 4

4 Grundlagen Schulen sollten ihrem Bildungsauftrag in der Informationsgesellschaft nachkommen, indem sie das Schulfach Informatik in den Pflichtbereich aufnehmen. Informatische Bildung darf nicht nur in der Aneignung von Bedienkenntnissen bestehen. Andererseits soll aber auch nicht nur Theorie vermittelt werden. Ein Kompromiss muss her.

5 Grundlagen Schulen sollten ihrem Bildungsauftrag in der Informationsgesellschaft nachkommen, indem sie das Schulfach Informatik in den Pflichtbereich aufnehmen. Informatische Bildung darf nicht nur in der Aneignung von Bedienkenntnissen bestehen. Andererseits soll aber auch nicht nur Theorie vermittelt werden. Ein Kompromiss muss her.

6 Grundlagen Schulen sollten ihrem Bildungsauftrag in der Informationsgesellschaft nachkommen, indem sie das Schulfach Informatik in den Pflichtbereich aufnehmen. Informatische Bildung darf nicht nur in der Aneignung von Bedienkenntnissen bestehen. Andererseits soll aber auch nicht nur Theorie vermittelt werden. Ein Kompromiss muss her.

7 Grundlagen Schulen sollten ihrem Bildungsauftrag in der Informationsgesellschaft nachkommen, indem sie das Schulfach Informatik in den Pflichtbereich aufnehmen. Informatische Bildung darf nicht nur in der Aneignung von Bedienkenntnissen bestehen. Andererseits soll aber auch nicht nur Theorie vermittelt werden. Ein Kompromiss muss her.

8 Ponto ist ein Pythonmodul, das es erlaubt, Objekte in OpenOffice zu instanziieren und mit Methoden deren Attribute zu verändern. Die Attribute und Methoden in Ponto entsprechen einer einfachen, aber strengen objektorientierten Terminologie. Durch die praktische Anwendung dieser Terminologie lernen Schülerinnen und Schüler theoretisch fundierte Kenntnisse zum Praxisfeld Textverarbeitung. Wir hoffen, dass Ponto einen Beitrag leisten kann, um die beschriebene Theorie-Praxis-Lücke zu füllen.

9 Ponto ist ein Pythonmodul, das es erlaubt, Objekte in OpenOffice zu instanziieren und mit Methoden deren Attribute zu verändern. Die Attribute und Methoden in Ponto entsprechen einer einfachen, aber strengen objektorientierten Terminologie. Durch die praktische Anwendung dieser Terminologie lernen Schülerinnen und Schüler theoretisch fundierte Kenntnisse zum Praxisfeld Textverarbeitung. Wir hoffen, dass Ponto einen Beitrag leisten kann, um die beschriebene Theorie-Praxis-Lücke zu füllen.

10 Einführungsbeispiel Folgender Codeschnipsel erzeugt ein neues OpenOfficeWriter- Dokument: from ponto import Dokument dokument1=dokument()

11 Die Idee, Textverarbeitungssoftware im Unterricht objektorientiert zu beschreiben und zu erfassen, stammt von P. Hubwieser von der TU München. In Bayern gibt es neuerdings für ein Pflichtfach Informatik. Alle bayerischen SchülerInnen belegen ein Schuljahr lang, üblicherweise in der sechsten Klasse das sogenannte Fundamentum. Der Lehrplan für dieses Schuljahr ist strukturiert durch die Arbeit mit Dokumenten: mit Text-, Tabellen, Grafik Hypertextdokumenten u.ä. Die Schülerinnen lernen alle diese Dokumente und Ihre Bestandteile als Objekte mit Attributen und Methoden kennen, erlernen also eine objektorientierte Denkweise.

12 Die Idee, Textverarbeitungssoftware im Unterricht objektorientiert zu beschreiben und zu erfassen, stammt von P. Hubwieser von der TU München. In Bayern gibt es neuerdings für ein Pflichtfach Informatik. Alle bayerischen SchülerInnen belegen ein Schuljahr lang, üblicherweise in der sechsten Klasse das sogenannte Fundamentum. Der Lehrplan für dieses Schuljahr ist strukturiert durch die Arbeit mit Dokumenten: mit Text-, Tabellen, Grafik Hypertextdokumenten u.ä. Die Schülerinnen lernen alle diese Dokumente und Ihre Bestandteile als Objekte mit Attributen und Methoden kennen, erlernen also eine objektorientierte Denkweise.

13 Studie von S. Voß S. Voß ist Lehrerin im Hochschuldienst an der TU München. veröffentlichte zur Infos 2003 eine Studie zum Erwerb von Kompetenzen in Textverarbeitung. zwei Vergleichsgruppen (Schulklassen, ähnlicher Leistungsstand und Basismotivation). Gruppe MsHelp lernt den Umgang mit MsWord durch genaue Anweisungen, wann wo etwas anzuklicken ist um ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen. Gruppe OOM erlernt den Umgang mit MsWord in objektorientierten Strukturen. Gruppe OOM beherrscht den Umgang mit Textdokumenten anschließend deutlich besser.

14 Studie von S. Voß S. Voß ist Lehrerin im Hochschuldienst an der TU München. veröffentlichte zur Infos 2003 eine Studie zum Erwerb von Kompetenzen in Textverarbeitung. zwei Vergleichsgruppen (Schulklassen, ähnlicher Leistungsstand und Basismotivation). Gruppe MsHelp lernt den Umgang mit MsWord durch genaue Anweisungen, wann wo etwas anzuklicken ist um ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen. Gruppe OOM erlernt den Umgang mit MsWord in objektorientierten Strukturen. Gruppe OOM beherrscht den Umgang mit Textdokumenten anschließend deutlich besser.

15 Studie von S. Voß S. Voß ist Lehrerin im Hochschuldienst an der TU München. veröffentlichte zur Infos 2003 eine Studie zum Erwerb von Kompetenzen in Textverarbeitung. zwei Vergleichsgruppen (Schulklassen, ähnlicher Leistungsstand und Basismotivation). Gruppe MsHelp lernt den Umgang mit MsWord durch genaue Anweisungen, wann wo etwas anzuklicken ist um ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen. Gruppe OOM erlernt den Umgang mit MsWord in objektorientierten Strukturen. Gruppe OOM beherrscht den Umgang mit Textdokumenten anschließend deutlich besser.

16 Studie von S. Voß S. Voß ist Lehrerin im Hochschuldienst an der TU München. veröffentlichte zur Infos 2003 eine Studie zum Erwerb von Kompetenzen in Textverarbeitung. zwei Vergleichsgruppen (Schulklassen, ähnlicher Leistungsstand und Basismotivation). Gruppe MsHelp lernt den Umgang mit MsWord durch genaue Anweisungen, wann wo etwas anzuklicken ist um ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen. Gruppe OOM erlernt den Umgang mit MsWord in objektorientierten Strukturen. Gruppe OOM beherrscht den Umgang mit Textdokumenten anschließend deutlich besser.

17 Bausteine von Algorithmen Im bayerischen Konzept sollen im Anfangsunterricht Informatik auch kleine Bausteine von Algorithmen erarbeitet werden. Üblicherweise werden dazu Werkzeuge wie Karel, the robot verwendet. Wenn das gesamte Curriculum aber durch den Umgang mit Dokumenten strukturiert ist, integriert sich der Einsatz solcher tools schlecht. Ponto liefert auch eine Klasse Cursor, mit der kleine Algorithmen realisiert werden können. folgen später.

18 Bausteine von Algorithmen Im bayerischen Konzept sollen im Anfangsunterricht Informatik auch kleine Bausteine von Algorithmen erarbeitet werden. Üblicherweise werden dazu Werkzeuge wie Karel, the robot verwendet. Wenn das gesamte Curriculum aber durch den Umgang mit Dokumenten strukturiert ist, integriert sich der Einsatz solcher tools schlecht. Ponto liefert auch eine Klasse Cursor, mit der kleine Algorithmen realisiert werden können. folgen später.

19 Rahmenkonzept Informatikunterricht: Ergebnisse des AK Bildungsstandards für Informatik der GI (vorgstellt in Dagstuhl 2004): Content Lines Information und Daten Algorithmen Informatiksysteme Technik Theorie Gesellschaft Perspektiven Problemlösen und Modellieren Interpretieren und Begründen Kommunikation Verbindungen Repräsentation

20 Übersicht Grundlagen Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor 1 Grundlagen 2 Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor 3 Beispiel 1 Beispiel 2 4

21 Warum Python? Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor unterstützt objektorientierte Strukturen. rudimentäre Python-Schnittstelle wird in der Standardinstallation von OpenOffice.org gleich mitgeliefert. denkbare Alternative: mitgeliefertes Star-Basic, Programme dann als Makro realisierbar. mit Python dagegen Programmierung hackerlike von der shell. Python ist als Schulsprache auch später noch geeignet, (Star-)Basic eher nicht.

22 Warum Python? Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor unterstützt objektorientierte Strukturen. rudimentäre Python-Schnittstelle wird in der Standardinstallation von OpenOffice.org gleich mitgeliefert. denkbare Alternative: mitgeliefertes Star-Basic, Programme dann als Makro realisierbar. mit Python dagegen Programmierung hackerlike von der shell. Python ist als Schulsprache auch später noch geeignet, (Star-)Basic eher nicht.

23 Warum Python? Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor unterstützt objektorientierte Strukturen. rudimentäre Python-Schnittstelle wird in der Standardinstallation von OpenOffice.org gleich mitgeliefert. denkbare Alternative: mitgeliefertes Star-Basic, Programme dann als Makro realisierbar. mit Python dagegen Programmierung hackerlike von der shell. Python ist als Schulsprache auch später noch geeignet, (Star-)Basic eher nicht.

24 Warum OpenOffice.org? Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor plattformunabhängig. unterstützt Python-Schnittstelle. etabliertes, aktuelles Office-Paket. Open-Source-Produkte sind sehr kostengünstig (umsonst).

25 Entwurfsentscheidung Cursor I Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor Frau Voß stellte Klassendiagramme zu Verfügung. Ursprungsidee: einfach diese bayerischen Klassendiagramme implementieren, dann passt Ponto am besten zu den existierenden Materialien. Problem: bayerische Klassendiagramme beschreiben weitgehend statische Strukturen (Textdokumente). Ponto muss dynamisch mit diesen Dokumenten umgehen können. Klassendiagramme müssen erweitert werden.

26 Entwurfsentscheidung Cursor I Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor Frau Voß stellte Klassendiagramme zu Verfügung. Ursprungsidee: einfach diese bayerischen Klassendiagramme implementieren, dann passt Ponto am besten zu den existierenden Materialien. Problem: bayerische Klassendiagramme beschreiben weitgehend statische Strukturen (Textdokumente). Ponto muss dynamisch mit diesen Dokumenten umgehen können. Klassendiagramme müssen erweitert werden.

27 Entwurfsentscheidung Cursor II Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor Kritik an bayerischem Konzept: Modellcharakter der Klassendiagramme zu wenig betont. Original -Modellierung sehr viel komplexer. Anstelle von Klassen gibt es in der OpenOffice-API structures, services und factories. OpenOffice gar nicht richtig objektorientiert? Lehrer sollen Unwahrheiten vermitteln? Nein: verschiedene Modelle für verschiedene Zwecke, anstatt ein richtiges Modell.

28 Entwurfsentscheidung Cursor II Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor Kritik an bayerischem Konzept: Modellcharakter der Klassendiagramme zu wenig betont. Original -Modellierung sehr viel komplexer. Anstelle von Klassen gibt es in der OpenOffice-API structures, services und factories. OpenOffice gar nicht richtig objektorientiert? Lehrer sollen Unwahrheiten vermitteln? Nein: verschiedene Modelle für verschiedene Zwecke, anstatt ein richtiges Modell.

29 Entwurfsentscheidung Cursor III Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor Grundfunktionalitäten von OpenOffice lassen sich auch mit normaler objektorientierter Terminologie beschreiben. Klassendiagramm von Ponto enthält gegenüber ursprünglichen Klassendiagrammen eine Klasse Cursor, denn: 1 Ponto beschreibt nicht nur statisch den Aufbau von Dokumenten, sondern ermöglicht auch den dynamischen Umgang mit Dokumenten. 2 Auch in der originalen OpenOffice-API werden Cursor-Funktionalitäten für die meisten Methoden benötigt. Ein valides mentales Modell der Textverarbeitungssoftware OpenOfficeWriter kann nur unter Berücksichtigung einer Cursor-Klasse entstehen.

30 Entwurfsentscheidung Cursor III Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor Grundfunktionalitäten von OpenOffice lassen sich auch mit normaler objektorientierter Terminologie beschreiben. Klassendiagramm von Ponto enthält gegenüber ursprünglichen Klassendiagrammen eine Klasse Cursor, denn: 1 Ponto beschreibt nicht nur statisch den Aufbau von Dokumenten, sondern ermöglicht auch den dynamischen Umgang mit Dokumenten. 2 Auch in der originalen OpenOffice-API werden Cursor-Funktionalitäten für die meisten Methoden benötigt. Ein valides mentales Modell der Textverarbeitungssoftware OpenOfficeWriter kann nur unter Berücksichtigung einer Cursor-Klasse entstehen.

31 Entwurfsentscheidung Cursor III Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor Grundfunktionalitäten von OpenOffice lassen sich auch mit normaler objektorientierter Terminologie beschreiben. Klassendiagramm von Ponto enthält gegenüber ursprünglichen Klassendiagrammen eine Klasse Cursor, denn: 1 Ponto beschreibt nicht nur statisch den Aufbau von Dokumenten, sondern ermöglicht auch den dynamischen Umgang mit Dokumenten. 2 Auch in der originalen OpenOffice-API werden Cursor-Funktionalitäten für die meisten Methoden benötigt. Ein valides mentales Modell der Textverarbeitungssoftware OpenOfficeWriter kann nur unter Berücksichtigung einer Cursor-Klasse entstehen.

32 Klassendiagramm Ponto Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor Zeichen +Zeichen +Schriftart +Schriftgroesse +Schriftfarbe +Hintergrundfarbe +Unterstrichen +Durchgestrichen +Kursiv +Fett + init () +setzeschriftart() +setzeschriftgroesse() +setzeschriftfarbe() +setzehintergrundfarbe() +setzeunterstrichen() +setzedurchgestrichen() +setzekursiv() +setzefett() Absatz +Zeichen +Ausrichtung +Zeilenabstand +EinzugLinks +EinzugRechts +EinzugErstzeile +EinzugRestzeilen +AbstandUnten +setzeausrichtung() +setzezeilenabstand() +setzeeinzuglinks() +setzeeinzugrechts() +setzeeinzugerstzeile() +setzeeinzugrestzeilen() +setzeabstandoben() +setzeabstandunten() Dokument +Name +Abschnitte +Speicherort +erzeugeabschnitt() +lade() +speichere() +schließe() Abschnitt +Seitenvorlage +Absaetze +erzeugeabsatz() +setzeseitenvorlage() Seitenvorlage +SeitenrandOben +SeitenrandUnten +SeitenrandLinks +SeitenrandRechts +Breite +Hoehe +Spaltenzahl +SeitenzahlStart +setzeseitenrandoben() +setzeseitenrandunten() +setzeseitenrandlinks() +setzeseitenrandrechts() +setzebreite() +setzehoehe() +setzespaltenzahl() +setzeseitenzahlstart() Seite +Seitenvorlage +Seitenzahl

33 Übersicht Grundlagen Beispiel 1 Beispiel 2 1 Grundlagen 2 Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor 3 Beispiel 1 Beispiel 2 4

34 Beispiel 1 Grundlagen Beispiel 1 Beispiel 2 # Ponto - Modul importieren : from ponto import Dokument # Dokument mittels Konstruktor erzeugen : dok1=dokument () # einen Absatz im automatisch mitgenerierten ersten # Abschnitt des Dokuments erzeugen : absatz1 = dok1. erzeugeabsatz (""" Hallo Welt, ich bin der kleine Beispieltext von absatz1!""") # Absatz um 2 cm einrücken : absatz1. setzeeinzuglinks (2000)

35 Beispiel 2 Grundlagen Beispiel 1 Beispiel 2 from ponto import Dokument # Skript ändert in einem Absatz die Größe eines Wortes dok1=dokument () cursor=dok1.gibcursor () absatz1 = dok1. erzeugeabsatz (" Hallo Welt,") # zurück zum Anfang des Absatzes : zaehler =0 while zaehler <=11: cursor. zurueck () zaehler = zaehler +1 einzeichen = cursor. gibzeichen () while einzeichen. Zeichen <> " ": einzeichen. setzeschriftgroesse (20) cursor.vor () einzeichen = cursor. gibzeichen ()

36 Übersicht Grundlagen 1 Grundlagen 2 Produktwahl Entwurfsentscheidung Cursor 3 Beispiel 1 Beispiel 2 4

37 Grundlagen Ponto leistet einen Beitrag, um die beschriebene Lücke zwischen Theorie und Praxis auszufüllen. Es wäre wünschenswert, wenn Programme wie Ponto auch für andere Anwendungen geschrieben würden, z.b. für Vektorgraphiken, Tabellen oder Hypertexte.