Workshop-Übersicht zum 20. Informatiktag NRW an der TU Dortmund (18. März 2024)

Workshop Schiene I (11.30 – 13.00 Uhr)

WS 1.1
Hacker- & Makerspace an Schulen


GS Sek1 Sek2 BK Hochschule

Henning Ainödhofer
WS 1.2
Das Inhaltsfeld „Informatik, Mensch und Gesellschaft“ - Perspektiven und Methoden


Sek1 Sek2 BK Hochschule

Benedikt Roth (THG Dinslaken / Universität Duisburg-Essen)
WS 1.4
Qualifizierung Informatik am TalentKolleg der Westfälischen Hochschule


Sek2

Jana Dargel (Westfälische Hochschule), Türel Tan (Westfälische Hochschule)
WS 1.5
Programmieren lernen mit Niki dem Roboter in den Klassen 4 bis 6


GS Sek1

Jenny Schmedinghoff (Grundschule Ladbergen), Klaus Dingemann (LRSD a.D. bei der Bezirksregierung Münster)
WS 1.6
Mechanical Computing - Programmierung ohne (digitalen) Computer


Sek1 Sek2

Daniel Hein (Städt. Ruhrtal-Gymnasium Schwerte)
WS 1.10
Sicherheit im Internet: Das HTTPS-Protokoll


Sek1 Sek2 BK Hochschule

Gerhard Röhner
WS 1.11
Sprachen und Automaten in den Klassen 3 bis 6


GS Sek1

Marco Thomas (WWU Münster), Söhnke Gorenflo
WS 1.12
„Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen“ als Thema für den Informatikunterricht in der Sek. I


Sek1

Christian Opitz (ZfsL Gelsenkirchen / Ricarda-Huch-Gymnasium Gelsenkirchen), Klaus Bovermann
WS 1.14
Eine Reise in die Welt der Algorithmen


Sek1 Sek2 BK Hochschule

Wolfgang Pohl (BWINF)
WS 1.15
Informatik für alle begreifbar machen


Sek1

Christian Seifert (Ernst Klett Verlag)
WS 1.17
Inklusion und Informatikunterricht


GS Sek1

André Hilbig (Sophie-Scholl-Gesamtschule, Bergische Universität Wuppertal), Franca Federer
WS 1.18
Ein neuer Oberstufen Lehrplan für die Informatik in NRW


Sek1 Sek2 BK

Arno Pasternak (Fakultät für Informatik, TU Dortmund), Dieter Engbring (Uni Bonn)
WS 1.19
Neuronale Netze in der Oberstufe


Sek2 BK

Daniel Garmann, Oliver Heidbüchel

Workshop Schiene II (15.00 – 16.30 Uhr)

WS 2.1
Hacker- & Makerspace an Schulen


GS Sek1 Sek2 BK Hochschule

Henning Ainödhofer
WS 2.3
Fachübergreifender Informatik-Unterricht mit einem Mikrocontroller


GS Sek1 Sek2 BK Hochschule

Thorsten Kimmeskamp (Univ. Duisburg-Essen, NRW-Zentrum für Talentförderung)
WS 2.4
Mechanical Computing - Programmierung ohne (digitalen) Computer


Sek1 Sek2

Daniel Hein (Städt. Ruhrtal-Gymnasium Schwerte)
WS 2.6
Ein Ausflug in den Compilerbau


Sek2

Gideon Kluge, Rolf Faßbender
WS 2.8
Kryptowährung als Unterrichtseinheit zur nachhaltigen Entwicklung


Sek1 Sek2 BK Hochschule

Gerhard Röhner
WS 2.9
Kontextorientierter Informatikunterricht - Eisenbahn und Landwirtschaft


GS Sek1 Sek2 BK

Lars Bockstette (Universität Münster), Marco Thomas (WWU Münster), Niklas Nogossek
WS 2.10
„Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen“ als Thema für den Informatikunterricht in der Sek. I


Sek1

Christian Opitz (ZfsL Gelsenkirchen / Ricarda-Huch-Gymnasium Gelsenkirchen), Klaus Bovermann
WS 2.12
Eine Reise in die Welt der Algorithmen


Sek1 Sek2 BK Hochschule

Wolfgang Pohl (BWINF)
WS 2.14
KI, die spricht: Wir müssen reden


Sek1 Sek2 BK

Barbara Messing (Berufskolleg Werther Brücke, Wuppertal)
WS 2.15
Informatik für alle begreifbar machen


Sek1

Christian Seifert (Ernst Klett Verlag)
WS 2.17
Klausuren erstellen mit einem Aufgabenpool und *TeX


Sek1 Sek2 BK Hochschule

Johannes Pieper
WS 2.18
Inklusion und Informatikunterricht


GS Sek1

André Hilbig (Sophie-Scholl-Gesamtschule, Bergische Universität Wuppertal), Franca Federer

Hacker- & Makerspace an Schulen

Henning Ainödhofer

Menschen müssen heute viele Informationen gleichzeitig verarbeiten und situationsgerecht handeln. Die Schule versucht Schüler:innen auf diese Welt vorzubereiten, doch fächerübergreifendes Arbeiten, was darauf vorbereiten würde, bleibt oft außen vor. Trotz kompetenzorientierter Lehrpläne bleibt wenig Raum für Schüler:innen eigene Ideen umzusetzen und dabei Gelerntes anzuwenden. Der Hacker- und Makerspace bietet hierfür Lösungen an: Schüler:innen können neue Methoden erlernen und fächerübergreifend anwenden, aber auch eigene Ideen mit Unterstützung verfolgen. Wichtig dabei ist die Anwendung ethischer Grundsätze, wie Teamarbeit und kreatives Problemlösen. Dies fördert Selbstwirksamkeit und bestärkt die Schüler:innen in ihrem Selbstbild. In diesem Workshop wird ein Konzept zur Umsetzung eines Hacker- & Makerspace an einer Schule vorgestellt. Darin enthalten sind der grundlegende Aufbau, die Anforderungen, aber auch methodische und aufgabentechnische Umsetzungen.

Das Inhaltsfeld „Informatik, Mensch und Gesellschaft“ - Perspektiven und Methoden

Benedikt Roth (THG Dinslaken / Universität Duisburg-Essen)

Das Inhaltsfeld „Informatik, Mensch und Gesellschaft“ leistet einen wichtigen Beitrag informatischer Bildung zum Verständnis und zur Gestaltung der Lebenswelt von Schülerinnen und Schülern. In diesem Workshop wird ausgehend von den Herausforderungen des Leitmedienwechsels (vgl. Honegger) und basierend auf den drei Perspektiven des Dagstuhl-Dreiecks (vgl. Brinda et al) die Bedeutung des Inhaltsfeldes diskutiert und das Bild der Informatik in der Gesellschaft reflektiert (vgl. Modrow/Strecker). Zwei allgemeine Ansätze zur Behandlung des Inhaltsfelds werden vorgestellt und Hinweise auf Materialien (Digitaler Fußabdruck, Planspiel Datenschutz, Instahub) und Methoden (Debatte, Fallbeispiele, Argumentationswippe) zur konkreteren Ausgestaltung gegeben. Der Workshop bietet ebenfalls Raum zum Austausch über Schwierigkeiten sowie erfolgreich eingesetzte Unterrichtssequenzen der Teilnehmenden.

Gestaltung und Programmierung einer 3D Szenerie mithilfe einer webbasierten Entwicklungsumgebung

Tobias Kemper (Westermann)

Informatikunterricht in der Sekundarstufe I ist vor allen dann nachhaltig, wenn Schülerinnen und Schüler in kreativen Prozessen fachspezifische Kompetenzen erlernen und weiterentwickeln können. Eine Vielzahl von Entwicklungsumgebungen greifen diesen Ansatz auf. Sie sind ansprechend gestaltet, ermöglichen schnelle, sichtbare Erfolge und bieten einen großen individuellen Gestaltungsspielraum. In diesem Workshop wird eine webbasierte Entwicklungsumgebung vorgestellt, mit deren Hilfe sich dreidimensionale Szenerien gestalten und programmieren lassen. Dabei können 3D Elemente aus einer frei verfügbaren Bibliothek genutzt oder neue Objekte importiert werden. Die so erstellte Umgebung kann mittels einer visuellen oder textbasierten Programmiersprache animiert werden.

Qualifizierung Informatik am TalentKolleg der Westfälischen Hochschule

Jana Dargel (Westfälische Hochschule), Türel Tan (Westfälische Hochschule)

Herkunftsbedingte Disparitäten können sich durch den Digital Divide für weniger privilegierte Schüler*innen verdichten. So werden Potenzialverluste generiert, die sich unsere Gesellschaft aufgrund des Fachkräftemangels, gerade im MINT-Bereich, nicht leisten kann. Im TalentKolleg Ruhr der Westfälischen Hochschule werden am Nachmittag sowie in den Ferien in Kleingruppen erfolgskritische Basis- und Zukunftskompetenzen in den Kernfächern Mathe, Deutsch, Englisch und den Engpassbereichen Informatik und Physik trainiert. Letzteres, um den schulischen Herausforderungen hinsichtlich des Fachkräftemangels entgegenzuwirken. Dabei werden Inhalte, unabhängig der Vorkenntnisse der Teilnehmenden, praktisch und zielgruppengerecht, z.B. durch den Einsatz von Scratch oder Calliope Mini, vermittelt und durch Campus- und Unternehmensbesuche in den Akademien flankiert. Geleitet und begleitet werden die Angebote von Talentfördernden, die durch das NRW-Zentrum für Talentförderung zertifiziert wurden.

Fachübergreifender Informatik-Unterricht mit einem Mikrocontroller

Thorsten Kimmeskamp (Univ. Duisburg-Essen, NRW-Zentrum für Talentförderung)

Praktische Projekte, die schnell sicht- und hörbare Ergebnisse schaffen, erzeugen viel Motivation für das Fach Informatik. Der Calliope mini hat sich mit seinen bereits verbauten Sensoren und der blockbasierten Programmierung für den Einstieg an Grundschulen und in der Sek. 1 bewährt. Dieser Workshop zeigt, basierend auf mehrjähriger Erfahrung in der außerschulischen Talentförderung und Studieneingangsphase, wie davon ausgehend auch komplexere Informatik-Themen aus Sek. 2 und Studium - bis hin zu Nebenläufigkeit, verteilten Systemen, Binärbäumen und endlichen Automaten - genauso wirksam und motivierend erschlossen werden können. Dies geschieht fachübergreifend und mit an den Alltag anknüpfenden Experimenten, wie z. B.: kreativer Messung von Körpergröße und Entfernungen, „Regenbogen umgekehrt“, „Melodie-Papagei“, Schwarmverhalten von Glühwürmchen, Zufall und Kunst u.v.m. Der Workshop gibt auch einen Einblick in das 2022 auf der ISS durchgeführte Experiment „Schwerelosigkeits-Detektor“.

Programmieren lernen mit Niki dem Roboter in den Klassen 4 bis 6

Jenny Schmedinghoff (Grundschule Ladbergen), Klaus Dingemann (LRSD a.D. bei der Bezirksregierung Münster)

In diesem Workshop wird eine Web-Anwendung ([niki.net-schulbuch.de][1]) vorgestellt, mit der Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 4 bis 6 die Grundlagen der Programmierung mithilfe einer visuellen Programmiersprache erlernen können. Der Roboter Niki bewegt sich in einer virtuellen Welt, die aus 225 Feldern besteht und Hindernisse enthalten kann. Niki kann sich drehen, bewegen sowie Gegenstände auf den Feldern ablegen und aufnehmen. Die SuS lernen mit diesem Werkzeug ohne Verwendung von Variablen die Grundlagen der strukturierten, imperativen Programmierung in einer einfachen Programmiersprache kennen. Im Workshop werden anhand vieler Beispiele die Niki-Programmiersprache sowie didaktische Konzepte für die Grundschule und den Informatikunterricht in den Jahrgangsstufen 5 und 6 erarbeitet und angewendet. [1]: https://niki.net-schulbuch.de

Mechanical Computing - Programmierung ohne (digitalen) Computer

Daniel Hein (Städt. Ruhrtal-Gymnasium Schwerte)

Dieser Workshop stellt eine Methode vor, wie man die Geschichte der digitalen Datenverarbeitung für Schülerinnen und Schüler haptisch anfassbar, entdeckend erlebbar und spielerisch erfahrbar macht. Das zentrale Element dieses Workshops ist das Werkzeug "Turing Tumble" und die Arbeit mit diesem. "Turing Tumble" wird mechanisch durch das Anordnen von Bauteilen (z.B. Zahnrädern) programmiert, durch Murmeln betrieben und ist dabei angeblich (bei theoretisch beliebiger Größe) Turing-vollständig. Typische Unterrichtsinhalte sind das mechanische Speichern binärer Zahlen, die Addition oder Multiplikation (binärer) Zahlen oder eine mechanische Programmierung des Nim-Spiels. All diese Inhalte können dabei durch die Schülerinnen und Schüler spielend in Rätseln erlernt werden. Der Workshop stellt die Methode und das Werkzeug vor und gibt anschließend ausreichend Zeit und Tipps zur eigenen Erprobung.

"Automaten und künstliche Intelligenz" in Klasse 5 und 6 – Wie soll das mit so jungen Kindern gehen?

Nadine Bergner (RWTH Aachen, Didaktik der Informatik)

Sie unterrichten (demnächst) eine 5. oder 6. Klasse? Beim Blick in den Lehrplan haben Sie das Inhaltsfeld „Automaten und künstliche Intelligenz“ entdeckt und fragen sich nun, wie Sie dieses mit so jungen Kindern bearbeiten sollen? Dann sind Sie in diesem Workshop genau richtig! Wir geben Ihnen eine Einführung in die Themenfelder Automaten und künstliche Intelligenz (KI). Wir zeigen Ihnen, inwiefern „informatische“ Automaten mehr als nur Getränkeautomaten sind. Wir diskutieren, warum nicht jeder Roboter intelligent ist. Wir erproben Werkzeuge zur Erarbeitung der grundlegenden Idee hinter Maschinellem Lernen mit Kindern, mit und ohne Informatiksystem. Dies verknüpfen wir mit „Informatik, Mensch und Gesellschaft“, denn wer hat nicht schon gegrübelt, welche Auswirkungen KI-Systeme wie Gesichtserkennung, Empfehlungsalgorithmen, Smart-Home-Geräte und digitale Sprachassistenten auf unser Leben haben (werden). Bitte bringen Sie zu diesem Workshop einen Laptop (im Notfall ein Tablet) mit.

Datenschutz in Zeiten von Social Media spannend und schülernah unterrichten

Joachim Birk (C.C. Buchner)

Lernen Sie in diesem Workshop innovative Ansätze und Methoden kennen, die das Thema Datenschutz lebendig und relevant für Ihre Schülerinnen und Schüler machen, die in ihrer Lebenswelt mit Social Media nicht nur Konsumenten, sondern aktive Teilnehmer:innen sind. Anhand des Lehrwerks „Informatik – Nordrhein-Westfalen“ und dessen differenzierter Ausgabe stellen wir Wege vor, das einst trockene Thema Datenschutz für den Unterricht neu zu entdecken.

Ein Ausflug in den Compilerbau

Gideon Kluge, Rolf Faßbender

Eine Stackmaschine kann einfache Mikroprogramme ausführen, diese schreiben wir im StackmaschinenCode. Anschließend wird ein Compiler entwickelt, der arithmetische Terme in Stackmaschinencode übersetzt. Besonderes Gewicht wird hierbei auf die Sprache der arithmetischen Terme und die verschiedenen Möglichkeiten der Implementation eines Parsers gelegt, z.B. der rekursive Abstieg und der Shunting-Yard-Algorithmus. Nach einem kurzen Überblick über diese Unterrichtseinheit (Arbeitsblätter und Materialien), wird den teilnehmenden Gelegenheit gegeben, von verschiedenen Stufen des Compilerbau-Projektes aus zu starten und sich anhand der Arbeitsblätter und Materialien selbstständig der Implementation zu widmen. Abschließend möchte ich gerne mit allen teilnehmenden in einem Reflexionsgespräch die Potenziale und Probleme der vorgestellten Unterrichtsreihe erörtern. Alle Teilnehmenden dürfen die von mir erstellten Materialien mitnehmen und in ihrem Unterricht einsetzen.

»Informatiklehrkraft = Schuladministration?!« – Austausch über den Einsatz und die Verwaltung von Medien bzw. Informatikmitteln/-systemen durch Informatiklehrkräfte

Daniel Schlep, Daniel Spittank (Gymnasium Sedanstraße)

Der Medienpädagoge Daniel Schlep und der Informatikkollege Daniel Spittank laden ein zu einem offenen Austausch bzgl. des Einsatzes digitaler Medien in Schulen. Sind Informatiklehrkräfte immer gleich auch zuständig für die Schuladministration? Welche Geräte, Systeme und Programme sind tatsächlich sinnvoll? Existiert in Schulen genügend Hintergrundwissen bzgl. Datenschutz, Jugendschutz und IT-Sicherheit? Die Diskussion soll Platz für Gedanken und Wünsche, aber auch für Sorgen und Kritik bieten.

Kryptowährung als Unterrichtseinheit zur nachhaltigen Entwicklung

Gerhard Röhner

Im Workshop wird eine Unterrichtseinheit vorgestellt, in der sich die Schülerinnen und Schüler mit informatischen Grundlagen von Kryptowährungen auseinander setzen und diese in Beziehung zu den siebzehn Zielen für nachhaltige Entwicklung setzen. Kryptowährungen wie z. B. der Bitcoin sind in den Medien permanent präsent. Sie werden als Zahlungsmittel für Lösegeldforderungen, als Möglichkeit der Geldwäsche aber auch als zusätzliche offizielle Landeswährung in El Salvador eingesetzt. Der dezentrale Ansatz ohne Notwendigkeit eines Bankkontos verspricht besseren und leichteren Zugang zu Finanztrans­aktionen. Der digitale Euro kommt, den digitalen Zahlungsmitteln gehört die Zukunft. Doch was verbirgt sich dahinter? Ist etwa eine Kryptowährung eine verschlüsselte Währung? Im Workshop werden relevante Bausteine der Blockchain-Technologie wie z.B. Hashfunktion, Block, Mining, Blockchain, Wallet und kryptografische Signatur vorgestellt und ein BNE-Unterrichtsszenario dazu entwickelt.

Sicherheit im Internet: Das HTTPS-Protokoll

Gerhard Röhner

Der von Edward Snowden ausgelöste NSA-Skandal um globale Überwachungs- und Spionageaffären und gehackte E-Mails im US-Wahlkampf sind zwei Beispiele dafür, wie wichtig ein verschlüsselter Datenverkehr ist. Die Let’s Encrypt Initiative hat in den letzten Jahren zu einem hohen Prozentsatz von https-Domains geführt. Die kürzlich in Kraft getretene Datenschutzgrundverordnung verlangt sogar, dass Webseiten mit Onlineformularen HTTPS verwenden müssen. Im Workshop beschäftigen wir uns mit den fachlichen Grundlagen, um das HTTPS-Protokoll im Detail zu verstehen. Es werden Möglichkeiten der unterrichtlichen Umsetzung aufgezeigt. Zu den Grundlagen gehören das digitale Zertifikat, das SSL- und HTTP-Protokoll, sowie symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung. Für die Workshop-Arbeit werden die frei verfügbaren Programme Wireshark und Bitvise SSH Client benötigt, die bitte auf dem eignen Rechner installiert sein sollen.

Sprachen und Automaten in den Klassen 3 bis 6

Marco Thomas (WWU Münster), Söhnke Gorenflo

Im Rahmen des Projekts „Informatische Bildung als Perspektive für den Sachunterricht im Praxissemester (InformSU)“ wurden Unterrichtsbausteine zum Inhaltsbereich Sprachen und Automaten für eine informatische Perspektive im Sachunterricht der Grundschule entwickelt, die auch in dem neuen Fach Informatik in den Klassen 5 und 6 eingesetzt werden könn(t)en. Es werden verschiedene dieser Bausteine vorgestellt und zur Diskussion gestellt. Die Bausteine sind unabhängig voneinander konzipiert und haben einen Umfang von 60 - 180 Minuten. In Anwendungszusammenhängen lernen die Kinder, dass Automaten eine eigene Sprache haben, die man zur Kommunikation mit dem Automaten verwenden muss. Dabei lernen sie spielerisch das Modell des deterministischen endlichen Automaten kennen. Keine Vorkenntnisse und Geräte erforderlich.

Kontextorientierter Informatikunterricht - Eisenbahn und Landwirtschaft

Lars Bockstette (Universität Münster), Marco Thomas (WWU Münster), Niklas Nogossek

Kontextorientierter Informatikunterricht enthält viele Vorschläge für seit längerem bestehende Forderungen an guten Informatikunterricht: Lebensweltbezug, Schülerorientierung, projektartiges Arbeiten, Mehrdimensionalität uvm. Es existieren jedoch nur wenige strukturreiche Kontexte, die für eine informatische Bildung aufbereitet wurden. In diesem Workshop werden am Arbeitsbereich Didaktik der Informatik entwickelte Bausteine zu den Kontexten Eisenbahn und Landwirtschaft vorgestellt, ausprobiert und diskutiert. Die Bausteine sind unplugged, plugged und physical aufgebaut und orientieren sich am Kernlehrplan Informatik NRW. Ziel ist eine Wiederbelegung der Kontextorientierung des Informatikunterrichts.

„Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen“ als Thema für den Informatikunterricht in der Sek. I

Christian Opitz (ZfsL Gelsenkirchen / Ricarda-Huch-Gymnasium Gelsenkirchen), Klaus Bovermann

Eine praxiserprobte Unterrichtsreihe mit ausgewählten, handlungsorientierten und enaktiven Beispielen aus der Lebens- und Erfahrungswelt von Lernenden wird vorgestellt (unplugged und Websimulationen https://ki.c-opitz.de/). 1. Künstliche Intelligenz (Begriffsbestimmung und Einordnung) 2. Maschinelles Lernen a) überwachtes Lernen (Klasse 6 oder WP-Unterricht): Entscheidungsbäume (Ist ein Lebensmittel eher empfehlenswert oder weniger empfehlenswert?), künstliche neuronale Netze (Wann ist ist Sandwich lecker?) b) unüberwachtes Lernen (WP-Unterricht): Goldrausch (Wie kann ich Grabungsteams zur Schatzsuche von Goldstücken optimal positionen?), Stadtplanung (Wie kann ich bei der Stadtplanung U-Bahn-Stationen so positionieren, dass alle Haushalte eine möglichst kurze Distanz zur nächsten U-Bahn-Station haben?) c) bestärkendes Lernen (WP-Unterricht): NIM-Spiel (Wer die letzte Münze nimmt, gewinnnt!), Wie kann ich eine „KI“ durch Belohnung oder Bestrafung perfekt trainieren?

Spielend Algorithmen lernen mit dem Jugendwettbewerb Informatik

Hannah Rauterberg (BWINF)

Der Jugendwettbewerb Informatik, jüngster der Bundesweiten Informatikwettbewerbe (BWINF), bietet einen Einstieg ins algorithmische Problemlösen - und damit auch ins Programmieren. Für Schülerinnen und Schüler ab Klasse 5 wird eine visuelle Programmiersprache verwendet, vergleichbar mit Scratch, um den Einstieg in die Welt der Algorithmik zu erleichtern. Der Wettbewerb beginnt jedes Jahr im Frühjahr und geht über 3 Runden. Der kostenfreie Trainingsbereich auf der Wettbewerbsplattform jwinf.de bietet nicht nur die Möglichkeit, sich auf den Wettbewerb vorzubereiten, sondern auch eine Fülle von Ressourcen, die sich nahtlos in den Unterricht der Sek 1 integrieren lassen. Diese Ressourcen schaffen eine Lernumgebung, welche die Grundlagen der Algorithmen abdeckt und den Spaß am Programmieren fördert. In diesem Workshop möchten wir Ihnen die Vielfalt unseres Trainingsmaterials vorstellen und Ansätze beleuchten, wie Sie die Lehrmittel effektiv in den Unterricht integrieren können.

Eine Reise in die Welt der Algorithmen

Wolfgang Pohl (BWINF)

Vor einer Teilnahme am Bundeswettbewerb Informatik haben selbst gute Informatik-Schüler:innen Respekt. Oft ist unklar, welche Kenntnisse erwartet werden. Die Bundesweiten Informatikwettbewerbe (BWINF) haben deshalb einen neuen Online-Kurs im Angebot, der Jugendliche mit ersten Programmierkenntnissen (wie sie etwa auf jwinf.de erworben werden können) auf eine Reise in die Welt der Algorithmen mitnimmt und auf die Wettbewerbsteilnahme vorbereitet. Der Kurs funktioniert über die interaktive Bearbeitung von Aufgaben, bei der grundlegende algorithmische Ideen (kennen) gelernt werden, etwa Brute-Force, Rekursion und Greedy. Auch die Traversierung von Lösungsräumen (Breiten- und Tiefensuche, Backtracking) bis hin zu einfachen Algorithmen auf Graphen gehören zum Themenspektrum des Kurses. In diesem Workshop wollen wir den Kurs vorstellen und mit Ihnen diskutieren, inwieweit er für den Einsatz im Unterricht (der Oberstufe) nützlich sein und ggf. auch weiterentwickelt werden kann.

"If you’re not paying for it you are the product" - Gesellschaftliche, politische und rechtliche Implikationen der Datenauswertung via Data Mining

Gebhard Dettmar (Behörde für Schule und Berufsbildung, Hamburg)

Wir behandeln fächerübergreifend Möglichkeiten und Auswirkungen der Datenauswertung seitens GAFAM/FAANG (kalifornische Big Tech-Unternehmen) via Tracking, Data Mining und Psychometrie zu Facebook-Likes ("Big 5 Personal Traits" und IQ) auf Gesellschaft, Politik und staatliche Rechtsordnung. Dazu kommen aktuelle Entwicklungen bzgl. Agile HR und Psychometrie ("Apply Magic Sauce"), "Privacy after the agile turn" (Gürses, v. Hoboken 2017), "Big Data for monitoring educational systems" (Berendt et al. 2017) und Einflussnahme und Kontrollmöglichkeiten der GAFAM/FAANG-Konzerne im Vergleich zu der von staatlichen Akteuren in modernen Demokratien, i.e. föderalen Bundesstaaten mit Subsidiaritätsprinzip. Wir richten uns (primär) an Informatik-, Mathematik-, Politik-/Gesellschafts- und Geschichtslehrer an Gymnasien und Stadtteilschulen in Sek I und II ab Stufe 9. Zum Einsatz kommen Python, und Excel, ein Laptop mit LibreOffice Calc, evtl. auch Python, ist daher vorteilhaft.

KI, die spricht: Wir müssen reden

Barbara Messing (Berufskolleg Werther Brücke, Wuppertal)

Sprachverarbeitende Systeme mit Künstlicher Intelligenz galten lange als Zukunftsmusik. Nun sind sie da und in aller Munde. Man kann Gespräche mit einer KI führen, die erstaunliche Dinge vollbringt, der man aber nicht immer trauen kann. Was bedeutet das für Schulen? Wie gehen wir als Lehrende und insbesondere im Fach Informatik damit um? Nach einem kurzen Überblick über das Sprachmodelle, vorhandene Empfehlungen und Informationsmöglichkeiten geht es vor allem um den Erfahrungsaustausch. Was haben wir schon probiert, was klappt, was nicht, und was macht uns Sorgen? Was wird sich ändern durch die Existenz von KI-Systemen "für jedermann" und wie verhalten wir uns als Lehrende dazu? Wer das immer schon außerhalb des hektischen Tagesgeschäfts an der Schule besprechen wollte, ist hier richtig.

Informatik für alle begreifbar machen

Christian Seifert (Ernst Klett Verlag)

Die Veranstaltung widmet sich dem Informatikunterricht in der Sek I, welcher neben dem Pflichtfach Informatik in den Jahrgängen 5 und 6 als WP-Fach bis zum ersten be- rufsqualifizierenden Schulabschluss angeboten wird. Als Mitautor der bisher erschienen Bücher starkeSeiten 5/6 und starkeSeiten 7/8 soll es um einen Erfahrungsaustausch im Umgang mit den Materialien bei der Planung und Durchführung des Unterrichts ge- hen. Die bisherigen Erfahrungen gehen dann in die unmittelbare Arbeit an der dritten Ausgabe der Reihe (starkeSeiten 9/10) ein. Von besonderem Interesse sind dabei die Erfahrungen der fachfremd unterrichtenden Kolleg*innen, auf die bei der Erstellung der Bücher ein besonderes Augenmerk gelegt wurde, weshalb die »Handreichungen für den Unterricht« der beiden Bände mit der Veröffentlichung der Bücher erschienen sind.

Den Übergang von der blockbasierten Programmierung in Scratch zur textbasierten Programmierung in Java gestalten am Beispiel von Scratch for Java

Mike Barkmin

Der Übergang der blockbasierten Programmierung z.B. mit Scratch zur textbasierten mit Java kann für viele Schüler:innen einen großen Schritt darstellen. Sie müssen nicht nur die Syntax einer Programmiersprache lernen oder die Grundzüge der objektorientierten Programmierung, sondern sie müssen sich auch in eine neue Welt hineindenken - z.B. in das Mars-Rover-Szenario, oder die Shapes and Sprites-Bibliothek. Um die Vorerfahrungen der Schüler:innen mit Scratch zu nutzen, wurde die Bibliothek Scratch for Java entwickelt. Unter Verwendung von bekannten Konzepten wie Sprites und der Stage, können die Schüler:innen ihre Scratch-Projekte nahezu in die neue Programmiersprache Java übersetzen. Im Workshop lernen die Teilnehmer:innen Scratch for Java kennen und werden anhand eines OER-Materials zur Bibliothek verschiedene Möglichkeiten zur Integration in die Sekundarstufe II erfahren bzw. ausprobieren. Voraussetzungen: Um das Mitbringen eines Laptops mit BlueJ wird gebeten.

Notional Machines zur Entwicklung von mentalen Modellen zur Programmausführung von Java-Programmen am Beispiel des Java Memory Playgrounds

Mike Barkmin

Der Workshop "Entwicklung von Mentalen Modellen für die Programmausführung von Java-Programmen" richtet sich an Lehrer:innen, die ihre Schüler:innen dabei unterstützen möchten, ein tieferes Verständnis für die Funktionsweise von Java-Programmen zu entwickeln. Der Schwerpunkt des Workshops liegt dabei auf der Verwendung des Java Memory Playgrounds als Visualisierung des Java-Speichermodells. Die Teilnehmer:innen werden eingeladen, die Konzepte von Notional Machines zu erkunden, um sie als Erklärmodell beim Programmieren einsetzen zu können. Durch die Anwendung dieser Modelle können Lehrer:innen ihren Schüler:innen helfen, komplexe Programmierkonzepte besser zu verstehen. Der Workshop bietet eine praxisorientierte Herangehensweise, um die Entwicklung von mentalen Modellen zu fördern und gleichzeitig den Java Memory Playground als Werkzeug zur Visualisierung und Veranschaulichung von Speicherprozessen zu nutzen. Für die Teilnahme ist ein digitales Endgerät notwendig.

Klausuren erstellen mit einem Aufgabenpool und *TeX

Johannes Pieper

Mit dem Paket Schule für das Textsatzprogramm LaTeX bzw. XeTeX oder LuaLaTex lassen sich viele Dokumente für die Schule erstellen. Neu hinzugekommen ist die Möglichkeit einen eigenen Aufgabenpool zu erstellen, mit dem man Aufgaben aus alten Klassenarbeiten und Klausuren strukturiert wieder nutzen zu können und dabei auf das übliche Copy'n'Paste zu verzichten. Im Rahmen des Workshops werden die grundsätzlichen Elemente des Schulepakets zum erstellen von Klausuren und Arbeiten erläutert und erprobt. Darauf aufbauend wird die Funktionsweise des Aufgabenpools erarbeitet. Bei allen Teilnehmer*innen werden die Grundlagen von LaTex, XeLaTex oder LuaLaTex vorausgesetzt, genauso wie eine Installation inklusive des Pakets Schule.

Inklusion und Informatikunterricht

André Hilbig (Sophie-Scholl-Gesamtschule, Bergische Universität Wuppertal), Franca Federer

Informatik ist ein wichtiger und notwendiger Bestandteil der allgemeinen Bildung. Inklusion ist eine viel diskutierte Aufgabe innerhalb von Bildungskontexten. Durch verpflichtende Anteile von Informatik in der Grundschule und der Sekundarstufe I gewinnt Inklusion als Gestaltungsaufgabe innerhalb des Fachs Informatik zunehmend an Bedeutung. Der Workshop soll sowohl fachliche Impulse als auch gemeinsamen Austausch fördern. Auch werden konkrete Umsetzungsmöglichkeiten betrachtet und diskutiert.

Imperative Programmierung im graphischen Kontext von Weltraummissionen mit einer webbasierten Python-Umgebung

Dirk Schmerenbeck

Der Workshop richtet sich an alle Lehrkräfte, die auf der Suche nach einer Lernumgebung sind, um imperative Programmierung in Python in einem motivierenden Kontext zu unterrichten. Als Alternative zu Python Kara läuft die webbasierte Lernumgebung Python Spacebug unabhängig vom Betriebssystem in allen neueren Browsern und ist ebenfalls für die Verwendung mit Tablets angepasst. Die Lernumgebung bietet eine moderne Oberfläche, eine intuitive Bedienung und verfügt über einen Debugger zur schrittweisen Ausführung des Programmcodes mit Ausgabe globaler und lokaler Variablen. Daneben können mehrere Dateien gleichzeitig geladen werden, um so z.B. den Programmcode gegen verschiedene Welten (automatisiert) zu testen. Ebenfalls kann zwischen der graphischen und einer rein textbasierten Ausgabe nahtlos gewechselt werden. Die Lernumgebung wird durch die Universität Trier wissenschaftlich begleitet und weiterentwickelt. Für den Workshop selbst sind keine Vorkenntnisse in Python erforderlich.

Ein neuer Oberstufen Lehrplan für die Informatik in NRW

Arno Pasternak (Fakultät für Informatik, TU Dortmund), Dieter Engbring (Uni Bonn)

Wir wollen auf dem Informatiktag diskutieren, wie das Schulfach Informatik in den nächsten Jahren inhaltlich aufgestellt werden soll. Mögliche Fragestellungen sind: 1. Ist Java die Programmiersprache der schulischen Zukunft? Alternativen wären Scriptsprachen wie Python oder Ruby. 2. Wann und wie wird die objektorientierte Modellierung sinnvoll eingeführt. 3. Sollen weiterhin die Datenstrukturen Array, List, Stack und Queue unterrichtet werden? Muss vielleicht der Blick auf Datenstrukturen ein völlig anderer sein? 4. Ist der Fokus auf relationale Datenbanken noch zeitgemäß, wo immer mehr Auswertung von Daten auf weniger oder anders strukturierten Datenbeständen erfolgt? Ist es notwendig, webbasierte Datenbanken zu thematisieren. Weitere Themen: - Schulischer Ausschnitt der theoretischen Informatik - Rechnernetze sowie Anforderungen einer 'digitalen Selbstverteidigung' - KI/Maschinelles Lernen/Neuronale Netze - Informatik, Mensch und Gesellschaft

Neuronale Netze in der Oberstufe

Daniel Garmann, Oliver Heidbüchel

Bei diesem Workshop stellen wir eine objektorientierte Java-Implementation eines neuronalen Netzes für die gymnasiale Oberstufe vor, die ohne zusätzliche Bibliotheken auskommt. Der Quelltext kann im Unterricht nachvollzogen und auch (zumindest in großen Teilen) mit den Schüler*innen selbst implementiert werden. An Hand von zahlreichen (auch graphischen) Beispielen zeigen wir auf, wie das neuronale Netz trainiert bzw. genutzt werden kann und wie man das Thema in den Unterricht einbetten kann. Außerdem berichten wir von unseren Erfahrungen beim Einsatz in unserem Unterricht und im Zertifikatskurs Informatik Sek II der Bezirksregierung Köln. Es empfiehlt sich, ein eigenes Notebook mitzubringen, um die Beispiele direkt nachvollziehen zu können.