Klasse, Objekt, Attribut, Methode mithilfe von Vektorgrafik

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1 Klasse, Objekt, Attribut, Methode mithilfe von Vektorgrafik Mittelschule Klasse 8 Schwerpunkt Informatik-Didaktik Inhaltsverzeichnis 1 Lehrplananalyse Vorwissen Klasse Forderungen - Klasse Bildungsstandards im Fokus von KOAM und Vektorgrafik Inhaltsbereiche Prozessbereich Übersicht Unterrichtssequenz Vorwissen der Schüler Lernziele Ablauf der Unterrichtssequenz...8 [ 1 ]

2 1 Lehrplananalyse 1.1 Vorwissen Klasse 7 Computer nutzen und anwenden: Objekte Attribute Operationen (12 Ustd.) Kennen grundlegender Datenstrukturen in einer ausgewählten Anwendung Begriffe: Objekt Attribut Attributwert Operation (Unterscheidung Operation [z.b. Formatieren] und Aktion [z.b. Kopieren]) Zuordnung von konkreten Objekten zum Modell Objekt Attribut Attributwert einfache Darstellungsform (UML-Notation [Unified Modeling Language]) Beherrschen der Arbeit mit konkreten Objekten beim Lösen typischer Aufgaben mit der gewählten Anwendung unter medienerzieherischen Aspekten (Protokoll, Folie, Plakat, Zeichnung, Berechnung) Übertragen der Kenntnisse zur Objektorientierung auf Lösen eines einfachen Problems Arbeiten mit einem anderen Programm der gleichen Anwendung Kennen über Kenntnisse und Erfahrungen zu Sachverhalten und Zusammenhängen, Zu Lern- und Arbeitstechniken oder Fachmethoden sowie typischen Anwendungsmustern aus einem begrenzten Gebiet im gelernten Kontext verfügen Beherrschen Handlungs- und Verfahrensweisen routinemäßig gebrauchen Übertragen Kenntnisse und Erfahrungen zu Sachverhalten und Zusammenhängen, im Umgang mit Lern- und Arbeitstechniken oder Fachmethoden in vergleichbaren Kontext verwenden Anforderung: Schüler lernen erste Modell kennen, bedienen sich dieser Modelle, um sich in ein geeignetes Informatiksystem einzuarbeiten [ 2 ]

3 1.2 Forderungen - Klasse 8 Informationen repräsentieren: Klassen und Objekte (8 Ustd.) Kennen von Klassen Begriffe: Klasse (Klasse ls Bauplan für Objekte) Attribut Attributwertebereich Methoden (beschreiben das Verhalten der Klasse) Klasse aus Erfahrungswelt (Name: Auto, Attribut: Geschwindigkeit, Attributwertebereich: 0-130km/h, Methode: beschleunigen) Klasse in der Informatik (Name: Linie, Attribut: Linienstärke, Attributwertebereich: Haarlinie, 1pt, 2pt,... Methode: Linienstärke ändern) Erweiterung der Darstellungsform (UML: Klassendiagramme) Beherrschen der Zuordnung zwischen Objekten und Klassen Finden von Objekten einer Klasse (Bilden von Begriffshierarchien) Zuordnung von Objekten zu einer Klasse über ihre Attribute und Methoden (Zeichnen des Einrichtungsplans eines Zimmers) Kennen über Kenntnisse und Erfahrungen zu Sachverhalten und Zusammenhängen, Zu Lern- und Arbeitstechniken oder Fachmethoden sowie typischen Anwendungsmustern aus einem begrenzten Gebiet im gelernten Kontext verfügen Beherrschen Handlungs- und Verfahrensweisen routinemäßig gebrauchen Anforderung: - Schüler nutzen Modelle zielgerichtet - Schüler gebrauchen Fachbegriffe sicher und können diese in die Fachsystematik einordnen [ 3 ]

4 2 Bildungsstandards im Fokus von KOAM und Vektorgrafik 2.1 Inhaltsbereiche Informationen und Daten Verstehen den Zusammenhang von Information und Daten sowie verschiedene Darstellungsformen für Daten Legen Datentypen und Werte für Attribute in Standardanwendungen fest unterscheiden die Darstellung von Grafiken als Pixel- und Vektorgrafik kennen die Begriffe Klasse, Objekt, Attribut und Attributwert und benutzen sie in Anwendungssituationen Stellen Informationen in unterschiedlicher Form dar kennen und verwenden Strukturierungsmöglichkeiten von Daten zum Zusammenfassen gleichartiger und unterschiedlicher Elemente zu einer Einheit Verstehen Operationen auf Daten und interpretieren diese in Bezug auf die dargestellte Information Kennen Änderungsmöglichkeiten für Attributwerte von Objekten in altersgemäßen Anwendungen und reflektieren, wie sie die Informationsdarstellung unterstützen Führen Operationen auf Daten sachgerecht aus Erstellen Dokumente (z.b. Grafikdokumente) und nutzen die Strukturierungsmöglichkeiten für die jeweilige Dokumentenart angemessen Informatiksysteme Wenden Informatiksysteme zielgerichtet an Verwenden Dateien und verwalten sie in Verzeichnissen arbeiten mit grafischen Benutzungsoberflächen bearbeiten Dokumente mit ausgewählten Anwendungen arbeiten in Netzen Benutzen das Betriebssystem zweckgerichtet unterschieden Dateiformate arbeiten mit Internetdiensten [ 4 ]

5 Informatik. Mensch und Gesellschaft Benennen Wechselwirkungen zwischen Informatiksystemen und ihrer gesellschaftlichen Einbettung Beschreiben ihre Umgebung mit Informatiksystemen aus ihrer eigenen Lebenswelt Nehmen Entscheidungsfreiheiten im Umgang mit Informatiksystemen wahr und handeln in Übereinstimmung mit gesellschaftlichen Normen Respektieren die Eigentumsrechte an digitalen Werken Kennen und beachten grundlegende Aspekte des Urheberrechts 2.2 Prozessbereich Modellieren und Implementieren Erstellen informatischer Modelle zu gegebenen Sachverhalten Identifizieren von Objekten in Informatiksystemen und erkennen von Attributen und deren Werten Analysieren von Sachverhalte und erarbeiten angemessener Modelle entwickeln für einfache Sachverhalten objektorientierte Modelle und stellen diese mit Klassendiagrammen dar Begründen und Bewerten Stellen Fragen und äußern Vermutungen über informatische Sachverhalte Äußern Vermutungen auf der Basis von Alltagsvorstellungen Stellen Vermutungen über Zusammenhänge und Lösungsmöglichkeiten im informatischen Kontext dar Begründen Entscheidungen bei der Nutzung von Informatiksystemen Können Argumente nachvollziehen begründen die Darstellung und Strukturierung informatischer Sachverhalte Stützen ihre Argumente auf erworbenes Fachwissen begründen Vorgehensweisen bei der Modellierung informatischer Sachverhalte [ 5 ]

6 Strukturieren und Vernetzen Strukturieren Sachverhalte durch zweckdienliches Zerlegen und Anordnen Planen Arbeitsabläufe und Handlungsfolgen Erkennen und nutzen Verbindungen innerhalb und außerhalb der Informatik Nutzen informatische Inhalte und Vorgehensweisen auch außerhalb des Informatikunterrichts Verknüpfen informatische Inhalte und Vorgehensweisen mit solchen außerhalb der Informatik Kommunizieren und Kooperieren Kommunizieren fachgerecht über informatische Sachverhalte Tauschen sich untereinander, mit Lehrkräften und anderen Personen verständlich über informatische Inhalte aus Kooperieren bei der Lösung informatischer Probleme Kooperieren in verschiedenen Formen der Zusammenarbeit bei der Bearbeitung einfacher informatischer Probleme Kooperieren in arbeitsteiliger Gruppenarbeit beschreiben die Bearbeitung und Ergebnisse in einem gemeinsamen Dokument Nutzen geeignete Werkzeuge zur Kommunikation und Kooperation Nutzen und Chat zum Austausch von Informationen verwenden elektronische Plattformen zum Austausch gemeinsamer Dokumente Kommunizieren mündlich strukturiert über informatische Sachverhalte Kooperieren in Projektarbeit bei der Bearbeitung eines informatischen Problems Reflektieren gemeinsam Ansatz, Ablauf und Ergebnis des Projekts Verwenden elektronische Plattformen (Schulserver, Internetplattform) zum Austausch und zur gemeinsamen Bearbeitung von Dokumenten Darstellen und Interpretieren Veranschaulichen informatische Sachverhalte Wenden einfache informatische Werkzeuge zum Erstellen von Diagrammen und Grafik an Wenden informatische Werkzeuge zum Erstellen von Diagrammen und Grafik an [ 6 ]

7 2.3 Übersicht Information & Daten Algorithmus Modellieren & Implementieren Begründen & Bewerten Strukturieren & Vernetzen Kommunizieren & Kooperieren Darstellen & Interpretieren XX X X X Automaten & Sprachen Informatiksysteme X X X Informatik, Mensch und Gesellschaft X X [ 7 ]

8 3 Unterrichtssequenz 3.1 Vorwissen der Schüler Auf folgende Fähigkeiten kann der aus der 7. Klasse aufgebaut werden: Schüler kennen die Begriffe Objekt und Attribut, Attributwert Schüler können die Begriffe zuordnen Schüler haben erste Erfahrungen mit UML Schüler haben eventuell schon Erfahrung mit dem Umgang eines (Vektor)-Grafikprogramms aus TC oder Klasse 7 Schüler kennen Unterschiede von Pixel- und Vektorgrafik Laut Bildungsstandards müsste den Schülern der Klassenbegriff sowie der Umgang mit einem Vektorgrafikprogramm (und auch der Unterschied zwischen Pixel-und Vektorgrafik) aus den Klassen 5-7 bekannt sein! 3.2 Lernziele Schüler kennen die Begriffe Klasse, Objekt, Attribut, Attributwert, Methode und können diese auf informatische und alltägliche Situationen anwenden Schüler sind in der Lage Objekte zu einer Klasse zuzuordnen Schüler sind in der Lage Klassen und Objekte im Lebensumwelt, sowie im informatischen Kontext zu identifizieren Schüler können selbstständig mit OpenOfficeDraw arbeiten und habe allgemeine Fertigkeiten im Umgang mit Vektorgrafikanwendungen gewonnen Schüler vertiefen ihr Wissen über die Darstellungen von Klassen und Objekt durch UML 3.3 Ablauf der Unterrichtssequenz Zeitlicher Umfang: 8 Ustd. Darstellungsmöglichkeiten Umgangssprache gut zur Einführung Mind Map nicht eindeutig, da Attribute und Methoden gleichbedeutende nebeneinander stehen Klassenmodell informatisch Korrekt Punktnotation zu kompliziert und verwirrend für Schüler der 8. Klasse Abkürzungen: FU Frontalunterricht EA Einzelarbeit GA Gruppenarbeit [ 8 ]

9 Phase Ziele Inhalt Medien/Sonstiges Wiederholung (1 Ustd.) Einführung der Begriffe: - Methode - Klasse (1 Ustd.) - Schüler rufen sich Wissen über Objekte und Attribute aus Klasse 7 wieder ins Gedächtnis - Schüler vertiefen die Begriffe Objekt und Attribut, -wert - Schüler lernen die Begriffe Klasse und Methode an einfachen alltäglichen Beispielen kennen - Wiederholen der Begriffe Modell, Objekt, Attribut, Attributwert - Was ist Modell? Was für Modelle gibt es? - Modell als Vorbild (Bauplan) - ähnliche physische Abbilder (Modelleisenbahn) - Simulation/Spiele (Flugsim.) - Theorien (Atommodell) - mithilfe des AB Schüler Objekte, Attribute identifizieren lassen (FU) danach Übung in EA - Einführung über reale Welt (FU) - definieren der Begriffe (FU) (siehe unten) - Schüler finden selber Beispiel für Klassen, Objekte und deren Methoden und Attributwerte (EA) - AB mit Objekten verschiedene Möbel, Lampen, etc. als Vorbereitung auf das Zeichnen des Einrichtungsplans aber auch bekannte Beispiele aus Klasse 7 - Folie mit verschiedenen Möbelstücken die jeweils Unterschiedlichen Gruppen/Klassen angehören, z.b. Tische, Stühle, Schränke, Lampen - Notation durch Aufzählungslisten Reale Welt objektorientierte Welt Dinge Objekte Eigenschaften Attribute Handlungen Methoden Definitionen Klassen beschreiben den Typ von Objekten, welcher Attribute und Methoden aller Objekte der Klasse definiert Objekte sind konkrete Vertreter einer Klasse, die durch Attribute beschrieben werden Attribute sind die Eigenschaften der Objekte, besitzen einen Attributwert Attributwert ist ein bestimmter Wert aus dem Attributwertebereich und kann durch eine Methode geändert werden Methoden beschreiben das Verhalten der Objekte einer Klasse Einführung/ Wiederholung UML- Schreibweise - Schüler lernen die Darstellung von Objekten und Klassen in UML kennen und nutzen diese - Einführung der UML- Schreibweise (FU) - Schüler schreiben mind. 2 Klasse mit mind. 2 Objekten in UML auf (siehe unten) - Tafel - AB mit leeren UML- Darstellungen Klasse: Tisch Attribute Breite Höhe Tiefe Zahl_der_Beine Holzart Ausziehbar Methoden VerschiebeTisch() ZieheTischAus() SägeBeinAb() Tisch:Wohnzimmertisch Attribute Breite = 140cm Höhe = 50cm Tiefe = 40cm Zahl_der_Beine = 4 Holzart = Kiefer Ausziehbar = ja Methoden VerschiebeTisch() ZieheTischAus() SägeBeinAb() Tisch:Küchentisch Attribute Breite = 240cm Höhe = 110cm Tiefe = 120cm Zahl_der_Beine = 6 Holzart = Fichte Ausziehbar = nein Methoden VerschiebeTisch() ZieheTischAus() SägeBeinAb() [ 9 ]

10 Phase Ziele Inhalt Medien/Sonstiges Einführung Vektorgrafik (1 Ustd.) - Schüler finden Klassen, Objekte, Attribute, Methoden in einem Vektorgrafikprogramm -an einem Beispiel mit Schülern eine Klasse und ein Objekt mit Attributen rausarbeiten (FU) - Schülererarbeiten weitere Klassen und Objekte mit Nachbarn (GA) - Zusammentragen der Ergebnisse (FU) - Schüler erstellen selbstständig Objekte nach AB im Vektorgrafikprogramm (EA) - Nutzen von OpenOfficeDraw, da kostenlos und so auch für alle Schüler möglich zu nutzen eventuelle CDs vorbereiten für Schüler zu Hause - Vorbereitete Datei mit unterschiedlichen Objekten eines Vektorgrafikprogramms (siehe unten) - AB mit Klassen und Objekten in einem Vektorgrafikprogramm Projekt Vertiefung Vektorgrafik (GA) (4 Ustd.) - Schüler vertiefen ihre Fähigkeiten im Umgang mit einem Vektorgrafikprogramm - Schüler verbessern ihre Fähigkeiten im kooperativen Arbeiten - Schüler verwenden elektronische Plattformen zum Austausch gemeinsamer Dokumente - Lehrer erklärt Projekt Schulhaus, oder eine Etage des Schulhauses soll als Gesamtgrundriss in OpenOfficeDraw dargestellt werden - Schüler werden in Arbeitsgruppen für einen bestimmten Raum aufgeteilt - AB mit erklären des Ablaufs des Projektes - Wie sollen die Gruppen bestimmt werden? (Zufall, Leistung,...?) - Problem in welche Räume kann man auch zu Unterrichtszeiten? - bereitstellen genügender Zollstöcke zum ausmessen [ 10 ]

11 Phase Ziele Inhalt Medien/Sonstiges Auswertung des Projektes/ Zusafa. (1 Ustd.) - Schüler drücken ihre Meinung aus - Schüler fassen das gelernte zusammen - Schüler müssen sich über eine einheitliche Darstellungsform einigen wird in UML- Schreibweise als Prototyp- Objekt festgehalten - Schüler halten Messergebnisse mithilfe von Tabellen-/ Textprogramm fest - Auswertung Was war gut? Was war schlecht? - suchen von Klassen, Objekten,.. in dem Grundriss um Verständnis zu überprüfen - abspeichern der Räume zentral (Schulserver) - mind. (!!!) A3-Ausdruck des Grundrisses [ 11 ]