Objektorientierung im Informatikunterricht ab Klasse 5

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1 Tage des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts Rostock Objektorientierung im Informatikunterricht ab Klasse 5 Lutz Hellmig Universität Rostock Institut für Informatik

2 Fahrplan 1. Werbung 2. Überlegungen zu geeigneten Inhalten Strukturen für den Informatikunterricht 5/6 3. Von der Pixel- zur Vektorgrafik 4. Grundlagen der Objektorientierung 5. Objektorientierung in der Textverarbeitung und Ausblick 6. Werbung

3 Angebote für Informatiklehrer (und solche, die es werden wollen) Landestagung der Informatiklehrer Sa, :00 16:30 Uhr CJD Rostock Anmeldung ab Sanitzer Runden (u.a. per Mailingliste) Weiterbildung für das Beifach Informatik 3 Semester freitags 14:00-19:00 Uhr spezielle Lehrveranstaltungen 210 /Semester nächster Kurs ab September 2010 Anmeldung ab März Anerkennung durch das Lehrerprüfungsamt

4 Fahrplan 1. Werbung 2. Überlegungen zu geeigneten Inhalten Strukturen für den Informatikunterricht 5/6 3. Von der Pixel- zur Vektorgrafik 4. Grundlagen der Objektorientierung 5. Objektorientierung in der Textverarbeitung und Ausblick 6. Werbung

5 Inhalte des Informatikunterrichts Edsger Wybe Dijkstra ( ): In der Informatik geht es genauso wenig um Computer wie in der Astronomie um Teleskope. Worum dann?

6 Bildungsstandards für die Schulinformatik* *

7 Nicht für die Schule, sondern...? Müssen die Inhalte des Informatikunterrichts nicht so aktuell wie möglich sein? Gibt es Inhalte des Informatikunterrichts, die auch noch in 10 Jahren brauchbar sind? F: Welches Word sollen die Schüler lernen? A: Nicht Word oder ein anderes Produkt, sondern "Grundlagen der Textverarbeitung"

8 Fahrplan 1. Werbung 2. Überlegungen zu geeigneten Inhalten Strukturen für den Informatikunterricht 5/6 3. Von der Pixel- zur Vektorgrafik 4. Grundlagen der Objektorientierung 5. Objektorientierung in der Textverarbeitung und Ausblick 6. Werbung

9 Leitideen zur Planung 5/6 Berücksichtigung der Bildungsstandards Informatik Definieren von 3 Stufen der Aneignung von Wissen und Können sicheres Wissen und Können reaktivierbares Wissen und Können exemplarisches Wissen und Können Vorschlag zur Neustrukturierung der Inhaltsbereiche des Rahmenplans 5/6 Grafik (12 Stunden) Pixel- und Vektorgrafik Textverarbeitung (24 Stunden) Informatiksysteme (10 Stunden) Kommunikation (14 Stunden) bisher: Textverarbeitung Kommunikation gestern-heute-morgen Verwendung von Open-Source-Software (OpenOffice.Org)

10 Rahmenplan MV Info 5/6 Bei der Gestaltung von Texten und Grafiken erlernen die Schüler das Eingeben, Bearbeiten und Ausgeben von Daten und werden dabei schrittweise an die objektorientierte Denkweise herangeführt. Sie können die Objekte der Anwendungen identifizieren, deren zugehörige Attribute benennen und Operationen zur Änderung der Attributwerte ausführen. Der Lehrer sollte die Begriffe Objekt, Attribut, Operation konsequent nutzen. [ ] Der Unterricht ist so zu gestalten, dass die Schüler am Ende der Jahrgangsstufe 6 Folgendes können: Sachkompetenz die Begriffe Hardware, Software, Informatik-System, Objekt, Attribut, Operation kennen und sachgerecht anwenden.

11 Rahmenplan MV Info 5/6 Bei der Gestaltung von Grafiken und Texten erlernen die Schüler das Eingeben, Bearbeiten und Ausgeben von Daten und werden dabei schrittweise an die objektorientierte Denkweise herangeführt. Sie können die Objekte der Anwendungen identifizieren, deren zugehörige Attribute benennen und Operationen zur Änderung der Attributwerte ausführen. Der Lehrer sollte die Begriffe Objekt, Attribut, Operation konsequent nutzen. [ ] Der Unterricht ist so zu gestalten, dass die Schüler am Ende der Jahrgangsstufe 6 Folgendes können: Sachkompetenz die Begriffe Hardware, Software, Informatik-System, Objekt, Attribut, Operation kennen und sachgerecht anwenden.

12 Fahrplan 1. Werbung 2. Überlegungen zu geeigneten Inhalten Strukturen für den Informatikunterricht 5/6 3. Von der Pixel- zur Vektorgrafik 4. Grundlagen der Objektorientierung 5. Objektorientierung in der Textverarbeitung und Ausblick 6. Werbung

13 Alles Pixel, oder was? Färbe diesen Apfel rot!

14 Pixelgrafik (Punktgrafik)

15 Pixelgrafik Vektorgrafik Beschreiben Sie die Grafik ausschließlich mit Worten so, dass sie von jemand anderem nachgezeichnet werden kann!

16 Vektorgrafik <svg version="1.1" id="layer_1" xmlns="&ns_svg;" xmlns:xlink="&ns_xlink;" width="74" height="74" viewbox=" " overflow="visible" xml:space="preserve"> <circle fill="#ffcc33" cx="37" cy="37" r="37"/> <circle fill="#009933" cx="37" cy="37" r="35"/> <circle fill="#ffcc33" cx="37" cy="37" r="25"/> <polygon fill="#009933" points=" "/> </svg>

17 Objekte der Pixel- und Vektorgrafik Punktgrafik Objekte: einzelne Bildpunkte mit unterschiedlichen Farbwerten Dateiformate: bmp, jpg, gif, png Vektorgrafik Objekte: Figuren (Linien, Rechtecke, Ellipsen, Dreiecke, ), deren geometrische Eigenschaften gespeichert werden Dateiformate wmf, cdr, svg, odg, ttf-schriftarten

18 Fahrplan 1. Werbung 2. Überlegungen zu geeigneten Inhalten Strukturen für den Informatikunterricht 5/6 3. Von der Pixel- zur Vektorgrafik 4. Grundlagen der Objektorientierung 5. Objektorientierung in der Textverarbeitung und Ausblick 6. Werbung

19 Konzept der Objektorientierung images/2008/07/02/94/ 2b8f f4f7e5add8c302772d1a4_image_document_large_featured_borderless.jpg Die reale Welt besteht aus Dingen mit Eigenschaften die durch bestimmte Handlungen verändert werden können.

20 Konzept der Objektorientierung Die reale Welt besteht aus Dingen mit Eigenschaften die durch bestimmte Handlungen verändert werden können. Die objektorientierte Welt besteht aus Objekten mit Attributen die durch bestimmte Operationen (Methoden) verändert werden können.

21 3 Objekte, eine Klasse Klasse: Rechteck Attribute Breite Höhe Rahmen Füllfarbe Rahmenfarbe Operationen() BreiteÄndern(neuer Wert) HöheÄndern(neuer Wert) Spiegeln_horizontal() FüllfarbeÄndern(neuer Wert)... Breite: 2 cm Breite: 4 cm Breite: 4 cm Höhe: 4 cm Höhe: 2 cm Höhe: 4 cm Rahmen: doppelt Rahmen: einfach Rahmen: einfach Füllfarbe: ohne Füllfarbe: orange Füllfarbe: blau R-Farbe: schwarz R-Farbe: grün R-Farbe: rot Eine Auswahl der für ein bestimmtes Objekt verfügbaren Operationen wird durch Klick auf die rechte Maustaste bereitgestellt.

22 Klassen und Objekte Klassen Objekte Attribute beschreiben den Typ von Objekten ein Bauplan, der Attribute und Operationen aller Objekte der Klasse definiert. sind konkrete Vertreter einer Klasse, die durch Attribute beschrieben werden. sind die Eigenschaften der Objekte. Sie besitzen einen Attributwert. Attributwert ist ein bestimmter Wert aus dem Attributwertebereich und kann durch eine Operation geändert werden. Operationen beschreiben das Verhalten der Objekte einer Klasse.

23 Fahrplan 1. Werbung 2. Überlegungen zu geeigneten Inhalten Strukturen für den Informatikunterricht 5/6 3. Von der Pixel- zur Vektorgrafik 4. Grundlagen der Objektorientierung 5. Objektorientierung in der Textverarbeitung und Ausblick 6. Werbung

24 Vektorgrafik Markierung durch Klick auf die Figur. Anzeige und Änderung der Attribute durch Format-Befehl bzw. rechte Maustaste

25 Vektorgrafik

26 Aufgabenideen "Aufräumen" einer Vektorgrafik (Verschieben, Kopieren, Spiegeln, Drehen, Anordnung) Anfertigen eines "Steckbriefs" für Objekte der Vektorgrafik Zeichnen maßstabsgetreuer Grundrisse.

27 Verkehrszeichen gestalten gegeben: gesucht: Lösung

28 Zu erwähnen wäre noch, dass Objekte erzeugt und gelöscht werden können, Objekte/Klassen in vielerlei Beziehung zueinander stehen können, Schüler der Orientierungsstufe noch nicht zwischen "Klasse" und "Objekt" unterscheiden müssen.

29 Fahrplan 1. Werbung 2. Überlegungen zu geeigneten Inhalten Strukturen für den Informatikunterricht 5/6 3. Von der Pixel- zur Vektorgrafik 4. Grundlagen der Objektorientierung 5. Objektorientierung in der Textverarbeitung und Ausblick 6. Werbung

30 Objekte* der Textverarbeitung Abschnitt, Zeichen, Seite, Kopfzeile, Fußzeile, Wort, Inhaltsverzeichnis, Textfeld, Zeichnung, Absatz, Zeile, Positionsrahmen, Hyperlink, Tabelle, Beschriftung, Textmarke, Spalte, Formatvorlage, Dokument, Kommentar, Formel,... * korrekterweise eigentlich: Klassen

31 Objekte* der Textverarbeitung Abschnitt, Zeichen, Seite, Kopfzeile, Fußzeile, Wort, Inhaltsverzeichnis, Textfeld, Zeichnung, Absatz, Zeile, Positionsrahmen, Hyperlink, Tabelle, Beschriftung, Textmarke, Spalte, Formatvorlage, Dokument, Kommentar, Formel,...

32 Objekte* der Textverarbeitung Dokument Absatz 1 Absatz 2 Absatz 3 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9

33 Zeichen als Objekte der TV ZEICHEN: A Schriftart: Arial Schriftschnitt: kursiv Schriftgrad: 40 Unterstreichung: punktiert Format.Zeichen()

34 Zeichen als Objekte der TV Aufgabentypen Bestimmte Wortarten oder grammatikalische Konstrukte in spezieller Weise formatieren Nachvollziehen einer vorgegebenen Formatierung Steckbriefe für Zeichen erstellen Attributwerte von Zeichen ermitteln Wertebereiche für Attributwerte austesten

35 Absätze als Objekte der TV Formatiere die Buchstaben des Wortes so, dass das O linksbündig, das F zentriert, INFO das N im Blocksatz und das I rechtsbündig gesetzt sind! Nonsens?! Die Ausrichtung ist ein Attribut von Absatzobjekten!

36 Textverarbeitung: Absatz

37 Absätze als Objekte der TV Markierung eines Absatzes: Cursor im Absatz genügt!

38 Absätze als Objekte der TV

39 Absätze als Objekte der TV Formatiere das nebenstehende Gedicht so, dass die erste Strophe im Blocksatz, die zweite Strophe linksbündig, die dritte Strophe zentriert und die vierte Strophe rechtsbündig gesetzt wird! Christian Morgenstern Das Ästhetische Wiesel Ein Wiesel saß auf einem Kiesel inmitten Bachgeriesel. Wißt ihr, weshalb? Das Mondkalb verriet es mir im stillen: Das raffinierte Tier tats um des Reimes willen.

40 10 Gebote der Textverarbeitung* Du sollst 1. als Erstes das leere Dokument und beim Weiterarbeiten die Datei regelmäßig speichern! 2. zunächst nur den Text erfassen und erst danach formatieren! 3. die ENTER-Taste nicht am Ende einer Zeile, wohl aber beim Erzeugen eines Absatzes drücken! 4. die ENTER-Taste nicht mehr als einmal hintereinander drücken! 5. die Leer-Taste oder die Tabulator-Taste nicht mehr als einmal hintereinander drücken! *

41 10 Gebote der Textverarbeitung* Du sollst 6. Leerzeichen nicht vor Satzzeichen, wohl aber dahinter setzen! 7. Leerzeichen nicht nach öffnenden oder vor schließenden Klammern/Anführungszeichen, wohl aber vor öffnenden und nach schließenden Klammern/Anführungszeichen setzen! 8. nicht formatieren, ohne das Objekt vorher zu markieren! 9. nicht mehr als 3 Schriftarten in einem Dokument benutzen! 10.nicht mehr als 2 Farben im Text benutzen!

42 Textverarbeitung: Dokument Zur Vereinfachung wird keine Unterscheidung zwischen den Klassen "Dokument" und "Seite" vorgenommen. DOKUMENT Seitenbreite Seitenhöhe Ränder Ausrichtung... Format.Seite() drucken() speichern()...

43 Aufgabe Erstellen einer Quartettkarte zu einem für Schüler interessanten Thema Tiere Stars (Musik, Sport,...) Technik (Autos, Schiffe,...)

44 Bisherige Erfahrungen Prinzip der Objektorientierung bei Vektorgrafiken wird gut verstanden. Übertragung des Prinzips auf das Zeichen als Klasse (Objekt) der Textverabreitung ist anschaulich und leicht fassbar. Absatz- und Dokument-Objekte sind abstrakter. Schwierigkeit beim Erkennen und Unterscheiden von Objekten verschiedener Klassen, wenn gleichlautende Attribute zu mehreren Klassen existieren (z.b. Hintergrundfarbe).

45 Wie geht es weiter? Objektorientierte Sicht auf: Datenträger, Ordner und Dateien Kommunikation Präsentationen Tabellenkalkulation Multimedia Datenbanken Programmieren

46 Wie weiter in Klasse 6? Vertiefung Textverarbeitung (Tabellen, Grafiken) Kommunikation ( Datenschutz und sichere Passworte (Mastermind) Chat und Forum Wiki (Planung einer Klassenfahrt) integrativ Informatiksysteme Struktur des Internets - Brettspiel

47 Fahrplan 1. Werbung 2. Überlegungen zu geeigneten Inhalten Strukturen für den Informatikunterricht 5/6 3. Von der Pixel- zur Vektorgrafik 4. Grundlagen der Objektorientierung 5. Objektorientierung in der Textverarbeitung und Ausblick 6. Werbung

48 OnlineLehrbuchInformatik: Anregungen zum Informatikunterricht 5/6 Kommentierte Bildungsstandards (5-7) Vorschlag für eine Gewichtung der Inhalte Erprobte Unterrichtsideen Weitere Ideen und Anmerkungen sind immer willkommen!

49 Lutz Hellmig fertig_mit_rede = true; freut_sich_über_interesse = true; adresse = "lutz.hellmig@uni-rostock.de" www = "di.informatik.uni-rostock.de"... dankt_für_aufmerksamkeit(); beantwortet(fragen);...

50 Die als Klasse/Objekt von: an: cc: bcc: datum: betreff: text: anhang: erstellen() speichern(wohin) versenden(an) weiterleiten(an) beantworten() löschen() Attribute Operationen -objekte erzeugen und löschen Um Operationen für ein bestimmtes Objekt auszuführen, muss dieses ausgewählt (= markiert!) werden.

51 Objekte der Tabellenkalkulation