Lernfeld Algorithmen und Datenstrukturen
Einstieg in das algorithmische Problemlösen mit Snap!
Die Materialien führen im Kontext eines Zeichenprogramms nach und nach in die wichtigsten Konzepte der Algorithmik ein. Dazu gehören die Verwendung von Anweisungen, Kontrollstrukturen und Variablen, die Kommunikation zwischen Objekten und das Zusammenfassen von Teilfunktionen in einer Operation (bei Snap! sind das die eigenen Blöcke). Diese Konzepte sollen abschließend im Rahmen eines kleinen Projektes selbständig angewendet werden.
Um dem unterschiedlichen Lerntempo der Schüler*innen und heterogenen Lerngruppen, in denen einige Schüler*innen bereits Vorkenntnisse im Bereich Algorithmik besitzen, gerecht zu werden, sind Zusatzmaterialien enthalten, die Ergänzungen auf einem komplexeren Niveau vorsehen.
- Materialpaket für den Unterricht (September 2019)
- Materialpaket inklusive Musterlösungen (September 2019)
Zeichenkettenverarbeitung mit Snap!
- Materialpaket (Dezember 2020)
Einstieg in die textbasierte Programmierung mit Processing
Die Materialien richten sich vor allem an Lernende, die bereits erste Erfahrungen mit der Programmierung in einer grafischen Programmiersprache gesammelt haben und nun einen Einblick in die textbasierte Programmierung erhalten möchten. Das Materialpaket umfasst vier Themenblöcke.
Der Einstieg erfolgt über die Zeichenoperationen von Processing, die mit Benutzerinteraktionen kombiniert werden. Am Ende steht ein erstes eigenes Projekt.
Darauf aufbauend können grundlegende algorithmische Konzepte im Umgang mit Zeichenketten erarbeitet werden. Der Leitfaden orientiert sich am Leitfaden zur Zeichenkettenverarbeitung mit Snap!, so dass die Materialien auch parallel eingesetzt werden können.
Über die Gemeinsamkeiten der grafischen und textbasierten Programmiersprachen wird in einem weiteren Leitfaden die programmiersprachenunabhänge Darstellung von Programmen in Form von Struktogrammen motiviert.
Der vierte Leitfaden thematisiert das Erstellen eigener Methoden in Processing.
- Überblick über die Materialien zu Processing (August 2020)
- Materialpaket für den Unterricht (Dezember 2020)
- Materialpaket inklusive Musterlösungen (Dezember 2020)
Einstieg in die Entwicklung von Programmen im Java-Editor
Die Materialien richten sich an Lernende, die bereits erste Erfahrungen in der Programmierung, z.B. in einer grafischen Programmiersprache wie Scratch oder Snap! gesammelt haben. Sie bieten einen ersten Einstieg in die Entwicklung von Programmen mit graphischer Benutzeroberfläche in Java.
Im Rahmen dieses Materialpaketes wird der von Gerhard Röhner erstellte Java-Editor verwendet. Darin enthaltene Elemente zum Design von graphischen Oberflächen wie Objekt-Inspektor, Vorschaufenster und Editor findet man dabei auch in anderen Entwicklungsumgebungen wieder.
- Materialpaket für den Unterricht (April 2023)
- Materialpaket inklusive Musterlösungen (April 2023)
Reihungen in Processing und Java
- Materialpaket für den Unterricht (Januar 2023)
- Materialpaket inklusive Musterlösungen (Januar 2023)
Erstellen und Verwenden eigener Klassen in Java
Anhand dieser Materialien können sich die Lernenden Einsatzmöglichkeiten eigener Klassen und Objekte sowie den Umgang damit erarbeiten. Dabei geht es sowohl um die Verwendung einer gegebenen Klasse als auch um den Entwurf und die Implementierung eigener Klassen.
Die Materialien richten sich an Schüler:innen in der Qualifikationsphase. Als Werkzeuge werden der Java-Editor und Processing verwendet. Eine Anpassung der Beispiele und Aufgaben an das jeweils andere Werkzeug oder eine andere Entwicklungsumgebung ist möglich.
- Materialpaket für den Unterricht (Mai 2023)
- Materialpaket inklusive Musterlösungen (Mai 2023)
Prinzip und Verwendung der Datenstrukturen Stapel, Schlange und Dynamische Reihung
Die Materialien richten sich an Lernende in der Qualifikationsphase, die bereits Erfahrungen mit dem algorithmischen Problemlösen und der Verwendung eigener Klassen und Objekte sammeln konnten. Sie bieten einen möglichen Einstieg in die Verwendung der Datenstrukturen Stapel, Schlange und Dynamische Reihung. Als Werkzeug wird der Java-Editor verwendet. Eine Anpassung an eine andere Entwicklungsumgebung ist möglich.
- Materialpaket für den Unterricht (April 2024)
- Materialpaket inklusive Musterlösungen (April 2024)
Suchen und Sortieren
Die Materialien zum Suchen und Sortieren richten sich an Schüler:innen der Qualifikationsphase. Sie können sowohl in Kursen auf grundlegendem als auch auf erhöhtem Anforderungsniveau eingesetzt werden. Die Entwicklung eigener Such- und Sortierstrategien ist programmiersprachenunabhängig. Das Materialpaket enthält u.a. Vorlagen und Lösungen zur Implementierung selbst entwickelter Such- und Sortierverfahren in Snap! und Processing sowie ein Gruppenpuzzle zur Untersuchung bekannter Sortierverfahren.
- Materialpaket für den Unterricht (März 2021)
- Materialpaket inklusive Musterlösungen (März 2021)