Didaktik der Informatik, 2. Auflage

Cover......Page 1
Didaktik der Informatik.
2. Auflage......Page 3
ISBN 9783827426529......Page 4
Vorwort......Page 6
Inhaltsverzeichnis......Page 8
1.1.1 Grundbegriffe und Teilgebiete......Page 14
Theoretische Informatik......Page 18
Gesellschaftliche Bezüge der Informatik......Page 19
Didaktik der Informatik......Page 20
1.1.2 Stellung im Wissenschaftsgefüge......Page 21
Informatik als Strukturwissenschaft......Page 22
Informatik als Kulturtechnik, Computer Literacy, Digital Literacy......Page 24
1.2 Didaktik der Informatik und ihre Geschichte......Page 25
1.2.1 Beziehung zur Mathematik......Page 28
1.2.2 Unterrichtsziele und historische didaktische An-sätze......Page 30
1.3 Entwicklung der Didaktik der Informatik......Page 34
1.3.1 Lehrerbildung......Page 37
Begründungen für das Schulfach Informatik......Page 38
Sekundarstufe I......Page 41
Primarstufe......Page 43
2.1 Informatikdidaktische Orientierung für Lehrer und Schüler......Page 44
2.2 Kompetenzen und Unterrichtsziele......Page 49
2.3 Auswahl und Klassifikation der Unterrichtsinhalte......Page 53
II. Sprachen......Page 55
III. Systeme......Page 56
2.4 Gestaltung und Bewertung typischer Unterrichtssituationen......Page 57
Techniken der geistigen Arbeit......Page 59
Umgang mit Wissen......Page 61
2.5 Fachübergreifendes und fächerverbindendes Lernen......Page 63
3.1 Einleitung......Page 66
Plato......Page 69
Ideen......Page 70
Zur regulativen Funktion von Ideen......Page 71
3.2.2.1 Hintergründe und Motivation......Page 72
Position von J.S. Bruner......Page 74
Position von A. Schreiber......Page 75
Definition:......Page 77
3.3 Fundamentale Ideen der Informatik......Page 78
3.3.1 Softwareentwicklung......Page 79
Algorithmisierung......Page 81
Sprache......Page 82
Strukturierte Zerlegung......Page 83
3.3.3 Modellbildung und Masterideen......Page 88
3.3.4 Fundamentale Ideen als Konzeptund Relevanz-filter......Page 89
3.4 Fundamentale Ideen – Bestandsaufnahme und Weiterentwicklungen......Page 90
3.5 Schlussbemerkungen......Page 91
4 Problemlösen im Informatikunterricht......Page 94
Zustandsraummodell......Page 95
Die Mittel-Ziel-Analyse......Page 97
Einstellungseffekte......Page 98
Prozedurales Wissen und Problemlösen......Page 99
Einführung in Problemlösetechniken......Page 104
Virtuelle Maschine......Page 105
Lernbereiche......Page 110
Ziel: Erweiterung des 1. Beispiels um Regeln – Programm als Sequenz......Page 111
Ziel: neue Faktenbasis des 2. Beispiels entwerfen......Page 112
Ziel: Erweiterung des 2. Beispiels um eine rekursive Regel......Page 114
Ziel: Entwerfen einer rekursiven Lösung für das 3. Beispiel......Page 116
Ziel: Prozedurmodell entwickeln (Aufruf, Erfolg, Misserfolg, Rückkehr)......Page 117
Ziel: Analyse des 5. Beispiels – rekursive Datenstruktur......Page 118
Ziel: Färben einer Landkarte – Analyse des Programms......Page 119
Ziel: Mahnung zu einer Bibliotheksdatei entwerfen......Page 121
5.1 Entwicklung von Basiskompetenzen......Page 124
5.2 Bildungswert der Informatik......Page 130
5.3 Bildungsstandards und Kompetenzmodelle......Page 131
5.4 Wissen strukturieren......Page 136
5.5 Von Aufgaben zu Aufgabenklassen......Page 138
5.6 Lernen durch Exploration......Page 142
5.7 Handlungsmuster......Page 144
5.8 Evaluation des Informatikunterrichts......Page 145
6.1 Der Modellbegriff in der Informatik......Page 148
Zwecke P......Page 149
Modelle M......Page 150
6.2 Spezifikation......Page 154
6.3.1 Datentypen......Page 157
6.3.2 Ablaufstrukturen......Page 161
Imperativer Baukasten......Page 163
Funktionaler Baukasten......Page 164
Prädikativer Baukasten......Page 166
7.1 Einführung......Page 170
Datenstrukturen......Page 173
Statische Konzepte......Page 175
Dynamische Konzepte......Page 179
7.2 Entwicklung und Bedeutung......Page 185
7.3 Vertiefung in Informatik mit OOM......Page 189
Polymorphie......Page 190
Entwurfsmuster......Page 195
8.1 Interaktion......Page 200
8.2 Informatiklabor......Page 201
8.3 Unterrichtshilfen......Page 205
8.3.1 Historische und kognitionspsychologische Noti-zen zur Anschauung......Page 206
8.3.3 Beispiele für Unterrichtshilfen......Page 209
Bucketsort......Page 210
Variablenund Speichermodell......Page 212
8.4 Experimente im Informatikunterricht......Page 213
Motivation......Page 215
Entwicklung von Informatiksystemen für Bildungsprozesse......Page 216
Didaktik der Informatik und E-Learning......Page 218
Offenlegen des Lernprozesses......Page 221
Aktivitäten fördern......Page 224
9.1 Wirkprinzipien von Informatiksystemen......Page 226
9.2 Reale, abstrakte und virtuelle Maschine......Page 227
9.3 Prozesse......Page 228
9.4 Schichten-Architektur......Page 231
Schwerpunkte für den Inhalt......Page 234
Grundbegriffe und Wirkprinzipien......Page 235
Suchverfahren......Page 237
Modellvorstellungen......Page 240
Probleme......Page 245
10.1.1 Gesamtkonzept zur informatischen Bildung......Page 248
10.1.2 Bildungsstandards Informatik......Page 249
10.2.1 UNESCO-Curriculum......Page 250
10.2.2 A Model Curriculum for K–12 Computer Science......Page 251
10.3.1 Informatische Bildung......Page 253
a1. Mensch-Maschine-Interaktion......Page 255
a2. Sprachen und Strukturen zur Informationsspeicherung, Wieder-gewinnung und Verknüpfung......Page 256
a3. Wirkprinzipien von Informatiksystemen......Page 257
a4. Telekommunikation......Page 258
b1. Programmiersprachliches Denkschema......Page 259
b3. Komplexität von Lösungsklassen......Page 260
b4. Testen von Lösungen......Page 261
10.3.4 Softwareentwicklung......Page 262
sind den Zielen c1. bis c4. zuzuordnen:......Page 263
11.1 Graphen......Page 266
11.2 Bäume......Page 268
11.3 ER-Modelle......Page 270
11.4 Struktogramme......Page 272
11.5 Automaten......Page 274
11.6 Petri-Netze......Page 278
Petri-Netze über natürlichen Zahlen......Page 280
Wie schalten Petri-Netze?......Page 281
Formale Definition von Petri-Netzen......Page 282
Erweiterte Petri-Netze......Page 286
Didaktische Anmerkungen......Page 287
12.1 Das erste Unterrichtsprojekt......Page 288
12.2 Analyse von Bildungsempfehlungen......Page 290
12.3 Wissensstruktur......Page 292
12.4 Aufgabenklassen......Page 293
12.5 Lernförderliche Software......Page 296
13 Anfangsunterricht......Page 300
13.1 Der programmiersprachliche Zugang......Page 302
13.2 Der systemanalytische Zugang......Page 304
13.3 Der Zugang über Lernumgebungen......Page 306
13.4 Kognitive Aspekte objektorientierter Programmierung......Page 308
13.5 Der projektorientierte fächerübergreifende Zugang......Page 310
13.6 Mädchen und Jungen im Fach Informatik......Page 311
14.1 Unterrichtsformen......Page 316
14.2.1 Pädagogische Aspekte des Projektunterrichts......Page 318
14.2.2 Informatische Aspekte des Projektunterrichts......Page 321
Softwaretechnologische Aspekte......Page 322
Teamarbeit......Page 325
Themenwahl......Page 328
14.3 Leistungsbewertung......Page 330
14.4 Projektbeispiel: Keywords in Context (KWIC)......Page 332
14.5.1 Brettspiel Brandubh......Page 338
14.5.2 Game of Life im fächerübergreifenden Unterricht mit Biologie......Page 340
Genetische Algorithmen......Page 343
Selbstorganisation......Page 344
15 Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen......Page 346
15.1 Unterrichtsmodell KIS......Page 347
15.2.1 Zielgruppenspezifische Planung......Page 348
15.2.2 Unterrichtsmethodik und technischer Rahmen......Page 352
15.3.1 Zugriffskontrolle......Page 353
15.3.2 Systemzustände......Page 358
15.3.3 Kritische Betrachtung von Entwurfsmustern im Informatikunterricht der Sekundarstufe II......Page 362
15.4.1 Auswertung der Lernerfolgskontrolle......Page 363
15.4.3 Fazit der verantwortlichen Informatiklehrperson......Page 364
15.5 Zusammenfassung und Fazit......Page 365
16 Kreativität im Informatikunterricht......Page 368
16.2 Kreatives als konstruktionistisches Lernen......Page 369
Kreativität in der Softwareentwicklung......Page 371
Kunstperspektive......Page 373
16.3.2 Technologie-Perspektive......Page 376
16.4 Praxisprobleme......Page 378
Probleme haben oft keinen Bezug zum Schüler......Page 379
Zeitlicher Raum......Page 380
16.5.1 Der Challenge-Cycle......Page 381
Challenge-Phase......Page 382
Implementationsphase......Page 383
16.6 Unterrichtsbeispiel......Page 384
16.7 Zusammenfassung und Fazit......Page 386
Literatur......Page 390
A Kompetenzbegriff der Kultusministerkonferenz......Page 412
B2 Vierecksarten......Page 413
B6 Färben einer Landkarte......Page 414
B8 Bibliotheksmahnung......Page 415
B10 Bücher in Datei erfassen......Page 416
B11 Bücherliste aus Datei anzeigen......Page 418
B13 Klasse Quadrat......Page 420
B14 Polymorphie......Page 421
B15 Beobachter-Muster......Page 422
Index......Page 424