CSUnplugged: Informatik verstehen ohne Stecker?

Transkript

1 CSUnplugged: Informatik verstehen ohne Stecker? Marcel 1

2 Informatik verstehen ohne Computer? Bei diesem Publikum? Quelle: Learnify.ch J 2

3 Informatik in der Schule à Ausreden! Habe zu wenig Computer... Informatik ist zu kompliziert... Informatik ist theoretisch ü CS UNPLUGGED à ohne Stecker ücsunplugged erklärt Grundlagen der Informatik verständlich ücsunplugged enthält eine Fülle spielerischer Aufgaben (MIT LÖSUNGEN... J) ü... 3

4 erstellt mit: text2mindmap.com 4

5 Was ist CS Unplugged? Ein Förder- und Studienprogramm für Kinder im Grundschulalter eine Fülle spielerischer Aufgaben wichtige Grundlagen der Informatik werden verständlich erklärt Aufgaben mit Lösungen Anforderungen auch für Lehrperson nicht hoch Ohne Computer nutzbar viele verschiedene normale Materialien verwendet Themen mit mathematischem Hintergrund Binärzahlen, Abbilder und Diagramme, Muster- und Sortiersysteme, Verschlüsselungssysteme Variable Arbeits- und Lernformen Kommunizieren, Probleme lösen, kreativ sein, Wissen sinnvoll einsetzen Quelle: csunplugged.org 5

6 Wieso CSUnplugged (Informatik)? hohe Dynamik bei der Entwicklung der Informatikmittel, der Wissenschaft Gegenpol durch fundamentale Grundsätze der Informatik: We want to convey fundamentals thad do not depend on particual software or systems, ideas that will still be fresh in (Bell, 2015) What an individual can learn, and how he learns it, depends on what models he has available. (Papert, 1980) Zu verstehen bedeutet zu erfinden. (Jean Piaget) Der Lernende konstruiert Wissen in seinem Kopf basierend auf Erfahrungen à Konstruktionismus 6

7 Wieso Informatik in der Schule? rasante Entwicklung der Technik Verständnis der Systeme 7

8 Wieso Informatik in der Schule? einfache Bedienung black boxes = viel Technik auf engem Raum 8

9 Definition CSUnplugged Bell et al. (2015) schreiben über das Computerwissen und dessen Erlernens im Unterricht Folgendes: Computer sind ein Teil unseres Lebens. Wir alle müssen lernen damit umzugehen, und manche von uns arbeiten täglich mit ihnen. Aber wie funktionieren sie eigentlich? Wie denken Computer? Und wie können wir Computer schneller und besser machen? Die Informatik ist ein faszinierendes Gebiet, das sich mit diesen Fragen beschäftigt. 9

10 Computational thinking - Informatikdenken Es ist meine feste Überzeugung, dass ein wissenschaftliches Thema sich am allerbesten erschliesst, wenn man es buchstäblich begreifen kann und nicht darüber liest. (Gallenbacher, J S. 7) Verständnis von Erfassen, Speichern und Verwalten von Informationen Automatische Verarbeitung von Informationen Strukturierung, Aufbereitung und Darstellung von Informationen Die Übermittlung von Informationen in vernetzten Systemen Quelle: 10

11 Informatik Computernutzung Informatik <--> Computer Wissenschaft <--> Werkzeug 80% der SuS verstehen Informatik als Computerwissenschaft, oder als Lehre von der Bedienung des Computers (Humbert, L S.122) «In der Informatik geht es genau so wenig um Computer wie in der Astronomie um Teleskope.» (Edsgar Dijkstra) 11

12 Aktivität 1 Punkte zählen-binäre Zahlen Quelle: 12

13 Aktivität 1 Punkte zählen-binäre Zahlen 0 weisse Seite von Flyer auf Stuhl 1 farbige Seite von Flyer auf Stuhl 13

14 Erkenntnisse aus der Aktivität Lehrplan 21 - Modul Medien und Informatik Vorwissen der SuS aus dem Alltag mit neuen Inhalten verknüpfen Komplexe Probleme mit medialen Werkzeugen lösen Ganzheitlicher Unterricht: weniger Fächertrennung, Lektionen- Zeitgefässe Lehrplan 21 Kompetenzen der Kooperation fördern

15 Daten der Rohstoff Informationsspeicherung Wie werden Informationen in Computern gespeichert? Was ist der Unterschied zwischen Daten und Informationen? Wie können Zahlen, Buchstaben, Wörter und Bilder in Nullen und Einsen umgewandelt werden? 15

16 Lehrplanbezug Lehrplan 21 MI.2 Informatik MI.2.1 Die Schülerinnen und Schüler können Daten aus ihrer Umwelt darstellen, strukturieren und auswerten. MI.2.2 Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche Lösungsverfahren beschreiben und in Programmen umsetzen. MI.2.3 Die Schülerinnen und Schüler verstehen Aufbau und Funktionsweise von informationsverarbeitenden Systemen und können Konzepte der sicheren Datenverarbeitung anwenden. 16

17 Quelle: Lehrplan21.ch rplan.ch/lehrpla n_printout.php? e=1&k=1&fb_id= 10 17

18 Quelle: Lehrplan21.ch plan_printout.php?e=1&k=1 &fb_id=10 18

19 Quelle: Lehrplan21.ch p?e=1&k=1&fb_id=10 19

20 Aktivität 10 Orangenspiel Routing und Deadlock Quelle: csunplugged.org 20

21 Aktivität Orange-Game Freiwillige nach vorne bitten fünf Personen mit dem Flyer Quelle: csunplugged.org Quelle: csunplugged.org 21

22 Aktivitäten Videos Community Links Aufbau und Elemente von CS Unplugged Das Buch _OS_2015_v3.1.pdf 22

23 Aufbau der Webseite Geheimtipp 23

24 Aufbau / Themen von CS Unplugged Themenbereich Daten: der Rohstoff - Informationsspeicherung Themen Punkte zählen Binärzahlen, Malen nach Zahlen Bilddarstellung, Wiederhol das bitte! Textkompression, Kartentrick-Fehler finden und beseitigen, Zwanzig Fragen - Informationstheorie Computer in Arbeit: Algorithmen Schiffe versenken Suchalgorithmus, Leichtestes und Schwerstes Sortieralgorithmus, die Uhr schlagen Sortiernetzwerk, die schmutzige Stadt - Minimale Spannbäume, das Orangenspiel - Routing and Deadlock in Netzwerken, Steintafeln Netzwerk- kommunikationsprotokoll Computer sagen, was zu tun ist: Verfahren/Abläufe präsentieren Echt schwere Probleme: Widerspenstigkeit Geheimnisse teilen und Bekämpfung der Kriminalität: Geheimschrift Schatzsuche Endlicher Automat, Marschbefehl Programmiersprachen Der arme Kartograph Graphenfärbung, Touristenstadt dominierende Mengen, Eisstrassen Steinerbäume, Geheimnisse teilen Informationsverhüllprotokolle, der peruanische Münzwurf kryptografische Protokolle, Kid krypto öffentlicher Schlüssel, Verschlüsselung Das menschliche Gesicht der Informatik: Interaktion mit Computern Die Schokoladenfabrik Oberflächen-Design, Konversation mit Computern der Turingtest 24

25 Fragen und Diskussion 25

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