Unterrichtskonzept

Am Anfang war die Idee

Spiele programmieren war schon immer ein Thema, das Schüler im Informatik-Unterricht angesprochen hat. Aber nur all zu schnell war die erste Begeisterung bei den Schülern verflogen und der Frust bzgl. technischer Schwierigkeiten überwog. Die Engine Alpha selbst entstand ursprünglich aus vielen - oft wie oben beschrieben missglückten - Unterrichtseinheiten in verschiedenen Jahrgangsstufen. Das Ziel war das Eliminieren technischer Schwierigkeiten indem diese in nach außen einfache Klassen oder Prinzipien "verpackt" wurden. Immer wiederkehrende Probleme und Aufgaben wurden in einem "Baukasten-Prinzip" zusammengetragen. Immer wiederkehrende Verständnis-Probleme der Schüler trugen nach und nach zur methodisch und didaktisch immer weiter aufbereiteten und auf das Wesentliche bzgl. eines Verstehens der zugrunde liegenden Konzepte reduzierten EDU-Variante der Engine Alpha bei. Rund um diese recht einfachen Bausteine entstanden über mehr als 10 Jahre Unterrichtseinheiten, welche sich zu bewähren schienen. Immer mehr Kollegen, aber auch Referendare, Studenten und Schüler brachten kreative Ideen mit ein.

Das didaktische Konzept

Grundlegende Idee hinter dem Aufbau der EDU-Variante der Engine Alpha ist, dass die Schüler in jeden Themen-Bereich sukzessive vom ersten grundlegenden Verständnis des Prinzips über vertiefte Betrachtungen hin zum technischen Verständnis angeleitet werden können. Kein Schüler muss technische Details aus der Java-Api kennen um dem Unterricht zu folgen, auch der Lehrer zunächst nicht. Möchte man nicht nur den vorbereiteten Unterrichtseinheiten folgen sondern selbst kreative Ideen umsetzen, so sollte man sich mit der eigentlichen (nicht EDU) Engine Alpha auseinander setzen. Dies geschieht am einfachsten, indem man neben den Code-Beispielen im Wiki auch besonders den freien Quellcode der EDU-Variante der Engine Alpha durchliest. Er zeigt schon mehr technische Details bzgl. der zugrunde liegenden Prinzipien, aber hält die rein technischen Java-Details noch außen vor. Diese Ebene reicht, um mit der Engine Alpha seiner Phantasie als Schüler und insbesondere als Lehrer freien Lauf zu lassen.

Für technisch sehr interessierte Schüler oder Lehrer stellt der Quellcode der eigentlichen (nicht EDU) Engine Alpha einen großen und weitläufigen Fundus dar für Prinzipien, welche später in der Oberstufe oder auch erst im Studium vermittelt werden. Der Code ist durchgängig äußerst ausführlich und verständlich dokumentiert. Man findet sehr viele bekannte Code-Patterns (Singleton, Observer, Composite, ...) in funktionierenden Code-Beispielen vor.

Unterrichtsmaterial

Die Unterrichtseinheiten, welche auf der Web-Präsenz zu finden sind, stellen erprobte und bewährte Sequenzen dar, welche von unterschiedlichen Lehrern ersonnen und angefertigt wurden. Stetig werden sie bei jedem weiteren Einsatz - basierend auf Kritik und Anregung von Schülern und Lehrern - immer wieder ergänzt und verbessert.

Das Material unterliegt der CreativCommons-Lizenz (CC BY-NC-ND 3.0) [1].

Das bedeutet in Kurzform:

• Sie dürfen das Material nicht-kommerziell nach Belieben im Unterricht nutzen und verbreiten.
• Die Namen der Autoren müssen dabei aber immer genannt und weitergegeben werden.
• Genehmigung für kommerzielle Vermarktung kann gesondert angefragt werden.

Es gibt eine durchgängige Unterrichtssequenz, die versucht, den Lehrplan der 10. Jahrgangsstufe des bayerischen Gymnasiums abzudecken. Entsprechend gibt es auch einige angeleitete Unterrichtsprojekte über mehrere Stunden, welche von den Schülern in Einzel- oder auch Gruppenarbeit bewerkstelligt werden können. Einheiten zur Vertiefung einzelner Themengebiete (Vererbung, Arrays, ...) sind ebenso vorhanden.

Eine gesteigerte Motivation der Schüler setzt allerdings voraus, dass jeder Lehrer die Aufträge der Schüler ausführlich selbst durchgeführt haben muss um im Unterricht souverän auf z.B. Compiler-Meldungen oder bei Fragen bzgl. der konkreten Realisierung in Java reagieren zu können.

Jeder, der dieses Material benutzt ist ausdrücklich dazu aufgerufen, Kritik, Erfahrungen, Anregungen, Zusatzmaterial, etc. an uns zurück zu senden und damit selbst aktiv zur Erweiterung und Qualitätsverbesserung dieser Unterrichtssequenzen beizutragen.

10. Klasse

Hier gibt es noch was zu tun: neue PDFs einpflegen

Das folgende Unterrichtskonzept ist aus urheberrechtlichen Gründen passwortgeschützt:

• OOM-OOP_1.pdf
• Uebung_OOM-OOP-Baum.pdf
• Uebung_OOM-OOP-Fuhrpark.pdf
• Projekt_PingPong_neu.pdf
• OOM-OOP_2.pdf
• Projekt_Staubsauger.pdf
• Projekt_Breakout_neu.pdf

(Wenden Sie sich als Lehrkraft bei Interesse an OStR Michael Ganshorn, mike underscore gans at yahoo dot de

Alle weiteren Übungs- und Lernmaterialien sind frei zugänglich:

Name	Typ	ab Seite
Grundbegriffe der objektorientierten Modellierung - 1	Zuordnungs-Übung	ab Seite 2
Grundbegriffe der objektorientierten Modellierung - 2	Kreuzwort-Rätsel	ab Seite 2
Daten-Typen in JAVA - 1	Zuordnungs-Übung	ab Seite 4
Daten-Typen in JAVA - 2	Lückentext	ab Seite 4
Fachbegriffe JAVA - 1	Zuordnungs-Übung	ab Seite 8
Fachbegriffe JAVA - 2	Zuordnungs-Übung	ab Seite 8
Fachbegriffe der Objektorientierte Modellierung - 3	Kreuzwort-Rätsel	ab Seite 8
Klassen in JAVA - 1	Test	ab Seite 8
Klassen in JAVA - 2	Baustein-Übung	ab Seite 8
Klassen in JAVA - 3	Lückentext	ab Seite 8
Fachbegriffe zur Vererbung	Kreuzwort-Rätsel	ab Seite 10
Fachbegriffe - JAVA - 1	Zuordnungs-Übung	ab Seite 10
Fachbegriffe - JAVA - 2	Zuordnungs-Übung	ab Seite 10
Vererbung in JAVA - 1	Zuordnungs-Übung	ab Seite 10
Vererbung in JAVA - 2	Lückentext	ab Seite 11
Vererbung in JAVA - 3	Zuordnungs-Übung	ab Seite 11
Kapselung in JAVA	Lückentext	ab Seite 13
Verständnisfragen	Test	ab Seite 14
Struktogramme bedingter Anweisungen	Zuordnungs-Übung	ab Seite 16
bedingte Anweisungen in JAVA - 1	Zuordnungs-Übung	ab Seite 17
bedingte Anweisungen in JAVA - 2	Baustein-Übung	ab Seite 17
Fachbegriffe	Kreuzwort-Rätsel	ab Seite 18
Vererbung / Überschreiben in JAVA - 1	Zuordnungs-Übung	ab Seite 20/21
Vererbung / Überschreiben in JAVA - 2	Lückentext	ab Seite 20/21
Zählschleife in JAVA	gemischte Übungen	ab Seite 22/23
Operatoren in JAVA - 1	Zuordnungs-Übung	ab Seite 24
Operatoren in JAVA - 2	Lückentext	ab Seite 24
Schleifen	Test	ab Seite 25
Mini-Projekt AMPEL	Hilfestellung	ab Seite 26

weiteres Material folgt in Kürze!

In den Übungen zum Unterrichts-Skript wird auf folgende Programmier-Hilfsmittel Bezug genommen:

• JAVA-Bibliothek: Engine-Alpha 3.0 pre (ea.jar)
• gezipptes BlueJ-Projekt: alpha_Formen
• gezipptes BlueJ-Projekt: alpha_Formen_Zeichnung
• JAVA-Klassen-Datei: BILD.java
• JAVA-Klassen-Datei: SPIEL.java

Unterrichtsprojekt: PingPong

Hier gibt es noch was zu tun: Links einpflegen

• Anleitung als PDF
• Vorlage als BlueJ-Projekt
• fertiges Spiel als jar-Datei

Unterrichtsprojekt: BreakOut

Hier gibt es noch was zu tun: Content

• Anleitung als PDF
• Vorlage als BlueJ-Projekt
• fertiges Spiel als jar-Datei

11. Klasse

Unterrichtsprojekt: Snake

Hier gibt es noch was zu tun: Content

• keine Anleitung:
  • Die Schüler sollen selbst modellieren und kreativ werden.
  • Tipp:
    • Entweder die im Unterricht erstellte Struktur SCHLANGE verwenden.
    • Oder die generische Klasse java.util.LinkedList verwenden.
• Vorlage:
  • Entweder RECHTECK und SPIEL aus der EDU-Variante
  • Oder mit der Core-Variante
• fertiges Spiel als jar-Datei