4. Tag des Informatikunterrichts

Physical Computing ist das kreative Gestalten und Entwickeln interaktiver Objekte und Installationen. Interaktive Objekte kommunizieren über Sensoren (z. B. Lautstärkemesser, Helligkeitssensoren) und Aktoren (z. B. Servomotoren, LEDs) mit Menschen und der “analogen Welt”.

Im Workshop werden Sie anhand von Beispielen das Zusammenspiel von Sensoren, Aktoren und Mikrocontrollern selbst erproben und eigene kleine Projekte erstellen. Sie lernen konkrete Unterrichtsmaterialien kennen und erkunden verschiedene Möglichkeiten, wie die Informationsverarbeitung in eingebetteten Systemen und deren Interaktion mit der physischen Welt im Unterricht thematisiert werden können.

Vorbereitung:

• Bitte bringen Sie ein Laptop mit.
• Installieren Sie bitte die Software Snap4Arduino
• Zum Workshop passende Arduino-Sets bringt die Dozentin mit.

Max. Teilnehmerzahl: 20

Hinweis: Teil 1 (10:45-12:15 Uhr) des Workshops kann auch ohne Teil 2 (13:00-14:30 Uhr) belegt werden.

Die Frage „Wie funktioniert eigentlich ein Computer?“ ist aus vielen Curricula zunächst gestrichen worden – heute gibt es ja für alles eine fertige App. Die Rechnertechnik erlebt aber eine Renaissance, denn man benötigt zumindest Grundkompetenzen, um Fehlverhalten der Systeme zu beurteilen, ggf. zu korrigieren und um auf höherer Ebene zum Beispiel zu beurteilen, warum bestimmte Algorithmen je nach Systemarchitektur sparsamer („grüner“) sind als andere. Rechnertechnik ist gut geeignet, um Kompetenzen der Modularisierung bereits in einfachen Systemen exemplarisch zu erarbeiten. Quadrologik ist ein System, das durch Bastelbögen aus Pappe bzw. Holzbauteile keine elektronischen Komponenten erfordert, um bereits in der 5./6. Jahrgangsstufe einfache Konzepte zu erarbeiten und sie zu verfeinern, bis man in der Oberstufe einen ganzen Prozessor damit entwickelt hat. Der Workshop beruht auf neuen Kapiteln in „Abenteuer Informatik“.

Vorbereitung:
Wir wollen uns dem Thema der Veranstaltung "hands on" nähern und zusammen basteln. Voraussetzung ist, dass wir alle die Materialien zur Hand haben. Ich habe daher die relevanten Teile als PDF zusammengestellt. Am besten funktioniert es, wenn man die entsprechenden Seiten auf stärkerem Papier (160g/m^2) ausdruckt. Es ist wichtig, das VOR dem gemeinsamen Unterricht zu basteln.

Von quadrologic_2022_buch benötigt man 13.K1 und 13.K2 nicht, wenn man die Bastelbögen der Hopp-Foundation besitzt, die man kostenlos bestellen kann. Bitte aber zur Vorbereitung die Spielsteine ggf. von dort ausschneiden! 13.K3 benötigt man vier mal, 13.K4 , 13.K5 zwei mal, 13.K6 sowie 14.K1 jeweils einmal. Die Bastelanleitung ist den beiden Buchseiten quadrologic_2022_buch_anleitung entnehmbar.

Der Workshop ist in zwei Teile gegliedert:
Im ersten Teil besprechen wir die Motivation, warum zum Beispiel Addition ausreicht, um alle Grundrechenarten automatisch durchzuführen und wir experimentieren, wie man überhaupt mit Strom rechnet.

Im zweiten Teil geht es dann darum, was noch fehlt, um tatsächlich eine "universelle Maschine" zu gestalten. Es ist möglich und sinnvoll, den ersten Teil einzeln zu belegen, der zweite Teil baut allerdings sehr stark auf dem ersten auf, so dass ich davon abraten würde, nur den zweiten Teil zu belegen.

Max. Teilnehmerzahl: 30

Seit dem Schuljahr 20/21 gibt es in RLP 21 Informatik-Profil-Schulen, die für alle Schülerinnen und Schüler ab Klasse 5 Informatikunterricht  in der Stundentafel verbindlich verankert haben. Vorgestellt werden die neuen Lehrpläne und das dazu passend erstellte Material im Online-Schulbuch  inf-schule.de. Dort wurde dazu eigens ein neuer KIDS-Bereich erschaffen, der mit Hilfe von didaktisch einheitlich konzipierten Lernstrecken Themen wie "Automaten", "Lernende Systeme" oder "Steganographie" behandelt.

Im Workshop wird ausreichend Zeit vorhanden sein, Lernstrecken selbst zu durchlaufen und sich anschließend darüber auszutauschen. Sie benötigen lediglich ein eigenes Device mit Internetzugang.

Vorbereitung:

• Es wird ein Laptop benötigt.

Max. Teilnehmerzahl: 20

Von Grundschule bis Abitur, von Neuling bis zu angehenden Programmier-Profis, bei den Bundesweiten Informatikwettbewerben (BWINF)  sind für alle spannende und lehrreiche Herausforderungen im Angebot:

• den Informatik-Biber
• den Jugendwettbewerb Informatik und
• den Bundeswettbewerb Informatik

In diesem Workshop werden die Abläufe der drei Wettbewerbe vorgestellt, sowie verschiedene Möglichkeiten, diese in den Unterricht zu integrieren und für den Lehrplan zu nutzen.

Für den Jugendwettbewerb gibt es zum Beispiel bereits ein Arbeitsheft Algorithmen, welches sich am Lehrplan für die 5. und 6. Klasse in Bayern orientiert. Für den Jugendwettbewerb ist demnächst auch eine Teilnahme im Zeitraum 21. März bis 3. April 2022 an der 1. Runde möglich, vorher stehen die Probewettbewerbe und der Trainingsbereich zur Verfügung.

Max. Teilnehmerzahl: 20

Wie funktionieren Algorithmen? In welchen Bereichen und auf welche Art wirken sie sich auf unseren Lebensalltag und den unserer Schüler:innen aus? Wenn Informatikunterricht einen Beitrag zur Beantwortung dieser Fragen leisten soll, erfordert dies in zunehmendem Maße das Einbeziehen von Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI), vor allem aus dem Teilbereich des Maschinellen Lernens (ML).

Der Workshop gibt zunächst eine knappe fachliche Einführung in Grundlagen des Maschinellen Lernens. Der Fokus soll dann auf der Frage liegen, wie erste Grundkonzepte bereits im Informatikunterricht der Sekundarstufe I vermittelt werden können. Dazu werden Unterrichtsideen und -materialien vorgestellt, die einen handlungsorientierten Ansatz ermöglichen und größtenteils unplugged nutzbar sind. Inhaltlich sind die vorgestellten Ideen den Bereichen Bestärkendes Lernen und Entscheidungsbäume zuzuordnen.

Vorbereitung:

• Größtenteils wird unplugged gearbeitet. Zum Abschluss aber auch eine kostenfreie Software genutzt.
• Bitte bringen  Sie ein Laptop mit.
• Installieren Sie die Software "Orange" (ca. 450 MB!): Orange Data Mining - Download
• Bitte speichern Sie diese Datensätze auf Ihrem Endgerät, die wir für das Arbeiten mit Orange benötigen.

Folien der Präsentation

Max. Teilnehmerzahl: 25

Hinweis: Teil 2 des Workshops macht nur Sinn, wenn auch Teil 1 besucht worden ist.

Die Frage „Wie funktioniert eigentlich ein Computer?“ ist aus vielen Curricula zunächst gestrichen worden – heute gibt es ja für alles eine fertige App. Die Rechnertechnik erlebt aber eine Renaissance, denn man benötigt zumindest Grundkompetenzen, um Fehlverhalten der Systeme zu beurteilen, ggf. zu korrigieren und um auf höherer Ebene zum Beispiel zu beurteilen, warum bestimmte Algorithmen je nach Systemarchitektur sparsamer („grüner“) sind als andere. Rechnertechnik ist gut geeignet, um Kompetenzen der Modularisierung bereits in einfachen Systemen exemplarisch zu erarbeiten. Quadrologik ist ein System, das durch Bastelbögen aus Pappe bzw. Holzbauteile keine elektronischen Komponenten erfordert, um bereits in der 5./6. Jahrgangsstufe einfache Konzepte zu erarbeiten und sie zu verfeinern, bis man in der Oberstufe einen ganzen Prozessor damit entwickelt hat. Der Workshop beruht auf neuen Kapiteln in „Abenteuer Informatik“.

Vorbereitung:
Wir wollen uns dem Thema der Veranstaltung "hands on" nähern und zusammen basteln. Voraussetzung ist, dass wir alle die Materialien zur Hand haben. Ich habe daher die relevanten Teile als PDF zusammengestellt. Am besten funktioniert es, wenn man die entsprechenden Seiten auf stärkerem Papier (160g/m^2) ausdruckt. Es ist wichtig, das VOR dem gemeinsamen Unterricht zu basteln.

Von quadrologic_2022_buch benötigt man 13.K1 und 13.K2 nicht, wenn man die Bastelbögen der Hopp-Foundation besitzt, die man kostenlos bestellen kann. Bitte aber zur Vorbereitung die Spielsteine ggf. von dort ausschneiden! 13.K3 benötigt man vier mal, 13.K4 , 13.K5 zwei mal, 13.K6 sowie 14.K1 jeweils einmal. Die Bastelanleitung ist den beiden Buchseiten quadrologic_2022_buch_anleitung entnehmbar.

Der Workshop ist in zwei Teile gegliedert:
Im ersten Teil besprechen wir die Motivation, warum zum Beispiel Addition ausreicht, um alle Grundrechenarten automatisch durchzuführen und wir experimentieren, wie man überhaupt mit Strom rechnet.

Im zweiten Teil geht es dann darum, was noch fehlt, um tatsächlich eine "universelle Maschine" zu gestalten. Es ist möglich und sinnvoll, den ersten Teil einzeln zu belegen, der zweite Teil baut allerdings sehr stark auf dem ersten auf, so dass ich davon abraten würde, nur den zweiten Teil zu belegen.

Max. Teilnehmerzahl: 30

Aufgezeigt werden verschiedene Möglichkeiten, Sensoren an den Calliope mini anzuschließen und zu verwenden. Um den Calliope IoT-fähig zumachen, wird zudem ein WLAN-Modul mit dem Calliope verbunden. Damit können Sensordaten ins Internet geladen und dort abgerufen werden. Darüber hinaus wird die Möglichkeit behandelt, Daten mittels LoRaWAN zu übermitteln.

Ziel des Workshops ist es, mit Hilfe von entsprechenden Anbauteilen ein CO2-Messgerät zu bauen, das im Schulalltag eingesetzt werden kann und Sensordaten auch im Internet anzeigt. Des Weiteren können mit verschiedenen anderen Sensoren kreative Anwendungen im Bereich IoT realisiert werden.

Das Thema wird ausgehend vom IoT-Lehrplan der Informatik-Profil-Schulen in Rheinland-Pfalz umgesetzt.

Benötigt wird lediglich ein Gerät mit USB-Anschluss für den Calliope, Browser und Internet. Alle sonstige Hardware wird von uns mitgebracht (und am Ende wieder mitgenommen!).

Vorbereitung:

• Bitte bringen Sie ein Laptop mit, dass einen USB-A-Anschluss hat. Falls nötig denken Sie bitte an einen passenden Adapter.
• Auf dem Laptop wird nur ein Web-Browser  benötigt, z.B. Chrome, Firefox, Edge o. ä.

Max. Teilnehmerzahl: 20

Im ersten Teil des Workshops stellen wir die grafische Programmiersprache Scratch vor. Insbesondere demonstrieren wir, wie Schülerkonten verwaltet werden können oder welche Möglichkeiten zur Differenzierung die Oberfläche bietet.

Im zweiten Teil des Workshops zeigen wir, welche Funktionen in Scratch sich für den Fremdsprachenunterricht anbieten: Audioausgabe in verschiedenen Sprachen, Tonaufnahme oder automatisches Übersetzen. Basierend auf diesen Funktionen sind in der 6. Klasse einer Gemeinschaftsschule einen Vokabeltrainer und ein Dialog (z.B. À la boulangerie) programmiert worden. Wir stellen das Projekt vor, berichten von der Reaktion der Kinder und zeigen einige der entstandenen Programme.

Weitere Ideen für den Fremdsprachenunterricht wären die Programmierung einer Postkarte mit Audioausgabe oder ein Zahlenratespiel, mit dem das Hörverständnis geübt werden kann. Wir können dazu Beispielprogramme zeigen, sammeln aber auch gerne Ideen der Workshopteilnehmer*innen für den Einsatz von Scratch in der Sekundarstufe 1.

Vorbereitung:

• Es wird ein Laptop benötigt.

Max. Teilnehmerzahl: 20

Im Workshop lernen die Teilnehmer die Grundlagen der Netzwerktechnik kennen und dies in der frei verfügbaren Software Filius zu simulieren: P2P-Netzwerke, IP-Adressen, Switch, Router, Subnetting,...

Weiterhin erhalten alle Teilnehmer des Tag des Informatikunterrichtes einen Link zum Download eines SOL-OSS-Kurses zum Thema für die Mittelstufe (SOL = Selbstorganisiertes Lernen, OSS = Online Schule Saar).

Vorbereitung:

Max. Teilnehmerzahl: 20

Die Bedeutung der Sprache Python wird im wirtschaftlichen Kontext immer größer. Daher ist es wichtig, auch im schulischen Bereich, Python stärker zu fokussieren.

In diesem Workshop wird Python grundlegend beleuchtet. Unterschiede zu anderen Programmiersprachen werden aufgezeigt und vorgeführt. Die Teilnehmer bekommen Zeit, sich mit Python in kleineren Übungen auseinandersetzen und grundlegende Funktionen zu verstehen.
Inhalt:

• Der Vormarsch von Python
• Was ist Python
• Python CLI-Interpreter
• Grundlagen von Python
• Python in Jupyter
• Übungen mit Python

Vorbereitung:

• Für die Teilnahme wird ein Laptop benötigt.
• Bitte installieren Sie Python in Version 3 vor dem Workshop.

Max. Teilnehmerzahl: 15

Der Workshop gibt einen Einblick in die Welt der Quantenkryptographie. Hierzu werden zunächst die beiden von Bennett & Brassard 1984 erstmalig vorgestellten quantenkryptographischen Protokolle zum Schlüsselaustausch bzw. zum Bit-Commitment vorgestellt, die anschließend in verschiedenen Programmierparadigmen – objektorientiert und funktional – in Python simuliert werden. Abschließend werden die Protokolle durch das Senden und Empfangen von polarisiertem Laserlicht physikalisch simuliert.

Der Workshop ist Teil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes „Quanten im Alltag (QUANTAG)“. (https://www.quantentechnologien.de/forschung/foerderung/quantum-aktiv/quantag)

Vorbereitung:

• Es ist keine Vorbereitung nötig.

Max. Teilnehmerzahl: 16

Nach einer kurzen Vorstellung des “InfoLab Saar - Schülerlabor Informatik” der Universität des Saarlandes, können sich die Teilnehmer*innen an Stationen über einige Angebote des Schülerlabors informieren:

Drohnenprogrammmierung mit Python: Wir stellen die Drohnen des Labors vor, zeigen, wie die Programmierung technisch abläuft und welche Bibliotheken wir verwenden.

3D-Druck: An dieser Station können Sie den 3D-Drucker des Schülerlabors kennenlernen. Wir berichten, warum wir uns für dieses Modell entschieden haben, welche Kosten zu erwarten sind, was beim 3D-Druck beachtet werden muss und welche Software für welche Altersgruppe geeignet ist. 

Informatik auf iPads: Da demnächst alle Schüler*innen im Saarland ein iPad bekommen sollen, stellt sich die Frage, wie man mit diesem Endgerät Informatik unterrichten kann. An den iPads des Schülerlaabors können Sie verschiedene Apps ausprobieren und gerne auch eigene Empfehlungen weitergeben. 

Informatik ohne Strom: Es braucht nicht immer einen Computer, um Informatik zu lehren. Kryptologie bis Maschinellem Lernen lassen sich auch analog unterrichten.

Vorbereitung:

• Es ist keine Vorbereitung nötig.

Vorstellung des InfoLab Saar

Max. Teilnehmerzahl: 20