CSUnplugged: Informatik verstehen ohne Stecker? Marcel Jent @marceljent www.ict-luetisburg.ch

Kadervernetzung 2017 – Einstiegsreferat – CS Unplugged Marcel Jent – 18.03.17

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Informatik verstehen ohne Computer? Bei diesem Publikum?

Quelle: Learnify.ch J

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Informatik in der Schule à Ausreden! • „Habe zu wenig Computer...“ • “Informatik ist zu kompliziert ...“ • „Informatik ist theoretisch...“ • ...

ü CS UNPLUGGED à ohne Stecker

ü CSUnplugged erklärt Grundlagen der Informatik verständlich ü CSUnplugged enthält eine Fülle spielerischer Aufgaben (MIT LÖSUNGEN... J) ü ...

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erstellt mit: text2mindmap.com Kadervernetzung 2017 – Einstiegsreferat – CS Unplugged Marcel Jent – 18.03.17

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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

Quelle: csunplugged.org

• Binärzahlen, Abbilder und Diagramme, Muster- und Sortiersysteme, Verschlüsselungssysteme

• Variable Arbeits- und Lernformen

• Kommunizieren, Probleme lösen, kreativ sein, Wissen sinnvoll einsetzen

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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 2020.“ (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

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Wieso Informatik in der Schule?

rasante Entwicklung der Technik

Verständnis der Systeme

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Wieso Informatik in der Schule?

black boxes = viel Technik auf engem Raum

einfache Bedienung

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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.“

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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. 2008 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 Kadervernetzung 2017 – Einstiegsreferat – CS Unplugged Marcel Jent – 18.03.17

Quelle: http://teespring.com/computational-thinking

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Informatik

Computernutzung

• Informatik Computer Wissenschaft Werkzeug • 80% der SuS verstehen Informatik als Computerwissenschaft, oder als Lehre von der Bedienung des Computers (Humbert, L. 2003. S.122) • «In der Informatik geht es genau so wenig um Computer wie in der Astronomie um Teleskope.» (Edsgar Dijkstra)

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Aktivität 1 – Punkte zählen-Binäre Zahlen

Quelle: http://daserste.de

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Aktivität 1 – Punkte zählen-Binäre Zahlen 0 – weisse Seite von Flyer auf Stuhl

1 – farbige Seite von Flyer auf Stuhl

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Erkenntnisse aus der Aktivität – Lehrplan 21 - Modul Medien und Informatik Vorwissen der SuS aus dem Alltag mit neuen Inhalten verknüpfen

Ganzheitlicher Unterricht: weniger Fächertrennung, LektionenZeitgefässe

Komplexe Probleme mit medialen Werkzeugen lösen

Lehrplan 21

Kompetenzen der Kooperation fördern

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?

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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.

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

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Quelle: Lehrplan21.ch http://dedke.lehrplan.ch/lehr plan_printout.php?e=1&k=1 &fb_id=10

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Quelle: Lehrplan21.ch http://dedke.lehrplan.ch/lehrplan_printout.ph p?e=1&k=1&fb_id=10

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Aktivität 10 – Orangenspiel – Routing und Deadlock

Quelle: csunplugged.org

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Aktivität Orange-Game • Freiwillige nach vorne bitten – fünf Personen mit dem Flyer

Quelle: csunplugged.org

Quelle: csunplugged.org

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Aktivitäten Community

Videos https://www.youtube.com/channel/UCI35XVIw7-JI1a4VhuMZzw

Links

Aufbau und Elemente von CS Unplugged – http://www.csunplugged.org Kadervernetzung 2017 – Einstiegsreferat – CS Unplugged Marcel Jent – 18.03.17

Das Buch http://csunplugged.org/wpcontent/uploads/2015/03/CSUnplugged _OS_2015_v3.1.pdf 22

Geheimtipp

Aufbau der Webseite

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Aufbau / Themen von CS Unplugged Themenbereich

Themen

Daten: der Rohstoff - Informationsspeicherung

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

Schatzsuche – Endlicher Automat, Marschbefehl – Programmiersprachen

Echt schwere Probleme: Widerspenstigkeit

Der arme Kartograph – Graphenfärbung, Touristenstadt – dominierende Mengen, Eisstrassen – Steinerbäume,

Geheimnisse teilen und Bekämpfung der Kriminalität: Geheimschrift

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

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Fragen und Diskussion

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