Verteilte Software-Systeme im Kontext von Industrie 4.0
Neue Lehrmethoden für Informatik - Ein Erfahrungsbericht
1. Neue Lehrmethoden für Informatik -
Ein Erfahrungsbericht
!
Dr. Peter Tröger, Fachgebiet Betriebssysteme und Middleware
Schule trifft Uni im Wissenschaftsjahr 2014
8. Submit
■ Reguläre Lehrveranstaltung mit Programmieraufgaben
■ Mangel an Tutoren
■ Technischer Wildwuchs
8
9. Submit
9
Students
Submit
Web
Server
Test
Machines
Test
Machines
Test
Machines
10. Submit
■ Triviale Schnittstelle für Studenten
■ Unterstützung für Gruppenabgabe
■ Policy statt Programmierung
■ Kontrast zu Moodle
■ Automatische Validierung
■ Entpacken und Übersetzen
■ Ausführung durch Überwachungsskript
■ Erwartete Ausgaben
■ Beobachtetes Verhalten
■ Feedback vor der Abgabefrist
■ Erweiterter Testlauf nach Abgabefrist
■ Bewertung ?
10
Students
Submit
Web
Server
Test
Machines
Test
Machines
Test
Machines
19. Schülerkolleg
Sekundarstufe I (Klasse 7 - 10)
Modul 1 Modul 2 Modul 3
19
Einsteiger
(Gruppe Rot)
Informatik
ohne Stecker
Natürliches
Programmieren
Phidgets und
Etoys
Fortgeschrittene
(Gruppe Blau) Mobile Roboter
Modellierung
3D - virtueller
Welten
Internetsuche
und Google
Page-Rank
20. Schülerkolleg
Informatik ohne Stecker
■ Spielerische Vermittlung der Grundlagen der Informatik
■ Wie kann ein Computer so schnell suchen?
■ Warum kann der gleichzeitig Chinesisch und Deutsch?
■ Auf welche Weise kann ein Computerfax Bilder übertragen?
■ Warum ist im Internet nie besetzt?
!
■ Keine Computer
■ Keine Programmierung
!
■ Anwendung des Wissens
bei „natürlicher Programmierung“
20
21. Schülerkolleg
Informatik ohne Stecker
■ Adaption aus verschiedenen Quellen
■ „Computer Science Unplugged“
■ „Computer Science & Engineering for K-12“
■ „Children and technology“
■ Diverse K-12 Programme
■ Modul 1 - Binärsystem, Zeichen- und Bildkodierung,
Kompression, Fehlerkorrektur
■ Modul 2 - Suchen und Sortieren
■ Modul 3 - Programminstruktionen, Zustandsautomaten
■ Modul 4 - Routing, Leitungsvermittlung, Paketvermittlung
■ Modul 5 - Verschlüsselung, Datensicherheit
■ Kooperation mit Lehrern (Fr. Handke, Fr. Thomae)
21
22. Schülerkolleg
Informatik ohne Stecker
22
Informatik ohne Stecker
Worksheet Activity: Kid Fax
Übungsblatt: Kinder-Fax
The first picture is the easiest and the last one is the most complex. It is easy to
make mistakes and therefore a good idea to use a pencil to colour with and have
a rubber handy!
Das erste Bild ist das einfachste Bild, das letzte das Schwierigste.
Verwende am besten einen Bleistift und einen Radiergummi !
4, 11
4, 9, 2, 1
4, 9, 2, 1
4, 11
4, 9
4, 9
5, 7
0, 17
1, 15
6, 5, 2, 3
4, 2, 5, 2, 3, 1
3, 1, 9, 1, 2, 1
3, 1, 9, 1, 1, 1
2, 1, 11, 1
2, 1, 10, 2
2, 1, 9, 1, 1, 1
2, 1, 8, 1, 2, 1
2, 1, 7, 1, 3, 1
1, 1, 1, 1, 4, 2, 3, 1
0, 1, 2, 1, 2, 2, 5, 1
0, 1, 3, 2, 5, 2
1, 3, 2, 5
6, 2, 2, 2
5, 1, 2, 2, 2, 1
6, 6
4, 2, 6, 2
3, 1, 10, 1
2, 1, 12, 1
2, 1, 3, 1, 4, 1, 3, 1
1, 2, 12, 2
0, 1, 16, 1
0, 1, 6, 1, 2, 1, 6, 1
0, 1, 7, 2, 7, 1
1, 1, 14, 1
2, 1, 12, 1
2, 1, 5, 2, 5, 1
3, 1, 10, 1
4, 2, 6, 2
6, 6
Für nicht-kommerzielle Lehrzwecke frei verwendbar und kopierbar.
Rückmeldungen, Kritik und Lob bitte an unplugged@troeger.eu.
A letter “a” from a computer screen and a magnified view showing the pixels
that make up the image
!"#$"#!#
%"#!#
!"#%#
&"#!"#$"#!#
&"#!"#$"#!#
!"#%#
The same image coded using numbers
# # # # # #
# # # # # #
25. Schülerkolleg
Informatik ohne Stecker
25
Informatik ohne Stecker
Übungsblatt: Wie ein Computer funktioniert - Anzeige
Hallo Anzeige !
Deine Aufgabe ist es, auf Anweisung der CPU einen Punkt zu zeichnen. Finde dazu die
passende Spalte für den übergebenen X-Wert und die passende Zeile für den
übergebenen Y-Wert.
Zeige das Bild nicht deinen Gruppenpartnern, so lange die CPU ihre Anweisungen noch
nicht abgearbeitet hat !
Für nicht-kommerzielle Lehrzwecke frei verwendbar und kopierbar. (C) cse4k12.org
Rückmeldungen, Kritik und Lob bitte an unplugged@troeger.eu.
Informatik ohne Stecker
Übungsblatt: Wie ein Computer funktioniert - CPU
Hallo CPU !
Dein Job als Central Processing Unit (CPU) ist es, das folgende Programm auszuführen
und den anderen Komponenten zu sagen, was sie zu tun haben.
Mathematische Kommandos („Addiere 5 mit X“) sollten an die ALU geschickt werden.
Zeichenkommandos („Zeichne x,y“) sollten an die Anzeige geschickt werden. Dafür musst
du zunächst die ALU um die aktuellen Werte für X und Y bitten, und diese dann an den
Bildschirm übergeben.
Addiere 5 zu X
Addiere 3 zu Y
Zeichne (x,y)
Addiere 1 zu X
Addiere 3 zu Y
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 3 von X
Subtrahiere 1 von Y
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 2 von X
Subtrahiere 2 von Y
Zeichne (x,y)
Addiere 4 zu X
Subtrahiere 2 von Y
Zeichne (x,y)
Addiere 2 zu X
Addiere 2 zu Y
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 3 von X
Addiere 4 zu Y
Zeichne (x,y)
Addiere 1 zu X
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 2 von X
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 2 von X
Subtrahiere 2 von Y
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 1 von Y
Zeichne (x,y)
Addiere 6 zu X
Zeichne (x,y)
Addiere 1 zu Y
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 2 von X
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 3 von X
Addiere 1 zu Y
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 4 von Y
Zeichne (x,y)
Addiere 4 zu X
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 3 von X
Addiere 1 zu Y
Zeichne (x,y)
Subtrahiere 2 von Y
Zeichne (x,y)
Addiere 1 zu X
Zeichne (x,y)
Addiere 4 zu Y
Zeichne (x,y)
FERTIG !
Für nicht-kommerzielle Lehrzwecke frei verwendbar und kopierbar. (C) cse4k12.org
Rückmeldungen, Kritik und Lob bitte an unplugged@troeger.eu.
Informatik ohne Stecker
Übungsblatt: Wie ein Computer funktioniert - ALU
Hallo ALU !
Dein Job als Arithmetic Logical Unit (ALU) ist es,
einfache Additionen und Subtraktionen auf X und Y
im Auftrag der CPU durchzuführen. Zusätzlich
arbeitest du noch als Speicher für die aktuellen
Werte von X und Y, damit dich die CPU jederzeit
danach fragen kann.
Fülle die Tabelle mit den Werten.
Die initiale Belegung ist 0.
Für nicht-kommerzielle Lehrzwecke frei verwendbar und kopierbar. (C) cse4k12.org
Rückmeldungen, Kritik und Lob bitte an unplugged@troeger.eu.
26. Schülerkolleg
Informatik ohne Stecker
26
How the Internet Works
Network Diagram
Pp
1 Jj
3
2
Gg
Kk
5
4 6
11
12
13
10
9
8
7
Aa
Cc
Bb
Dd
Ee
Ff
Hh
Ii
Ll
Mm
Nn
Oo
Router Nr.1
IP Adresse Hauptroute Ersatzroute
74.*.*.* I J
87.*.*.* D G
192.*.*.* G J
198.*.*.* H -
199.*.*.* J G
208.*.*.* G J
Von: 87.143.46.82
(du)
An: 74.125.39.105
(google.de)
„Bitte sende mir die Webseite mit der Adresse
http://www.google.de/“
google.de
74.125.39.105
google.de
74.125.39.105